6.5 变压器接地短路的后备保护

XN0
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
' I 10 I 20
XM0
U 0
X 10
' I 30
X 30
X 20
XN0
变压器高、中压侧电流关系：
I ' I 20 10
X 30 X 30 n12 I10 X 30 X 20 X N 0 X 30 X 20 X N 0
I g0
I 30 I 30
3I 10
零序电流之间的关系。
3I 3I 3I g0 10 20
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
设如图所示系统，K点发生接地故障。
M k N
' I 10
零序等效电路
I 20
XM0
U 0
X 10
' I 30
X 30
X 20
路器。
QF QF2
H1
I
I
t1
t2
1
跳开QF
△
1
跳开QF1,QF2
3I 0
QF1
I
II
t3
t4
6.5.1 变电所单台变压器的零序电流保护
零序电流保护I段的动作电流整定计算：
I
I set
Krel K I
I b lx.set
K rel ——可靠系数，取1.2；
Kb ——零序电流分支系数；
I ——相邻元件零序电流I段的动作电流。 Ilx .set
n12 X 30 X 20 X N 0 (n12 1) X 30 ) 3I10 X 30 X 20 X N 0 X 30 X 20 X N 0
将随着中压侧系统阻抗 X N 0 的变化 可见，流入中性线的电流 3I g0 而变化；
当 当
X 20 X N 0 (n12 1) X 30 X 20 X N 0 (n12 1) X 30
6.5.1 变电所单台变压器的零序电流保护
对于中性点直接接地的变压器，毫无例外的都采用零 序过电流保护作为变压器接地后备保护。 零序过电流保护通常采用两段式。变压器零序保护I 段通常和相邻元件的零序保护I段相配合；变压器零序保 护II段与相邻元件零序电流保护后备段（注意：不是II段） 相配合。 每段零序保护都有两个动作时限，以较短的时限动作 于缩小故障影响范围，以较长的时限断开变压器各侧的断
时， 时与
0 3I g0
；
相位相差180°。 3I g0
X 20 X N 0 (n12 1) X 30
的大小和方向都是不确 因此，自耦变压器中性线上零序电流 3I g0 定的，不能用于零序电流保护；
6.5.3 多台变压器并联运行时的接地后备保护 对于多台变压器并联运行的变电站，通常采用一部分 变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地
3I (1 3I g0 10
n12 X 30 X 20 X N 0 (n12 1) X 30 ) 3I10 X 30 X 20 X N 0 X 30 X 20 X N 0
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
3I (1 3I g0 10
运行方式。这样可以将接地故障电流水平限制在合理范围 内，同时也使整个电网零序电流的大小和分布情况尽量不 受运行方式的变化，提高系统零序电流保护的灵敏度。
k1 k2 QF
T1
△ △
T2
△
T3
~
~
~
当K2点出现故障时，T2和T3由零序电流保护动作切除， 但T1中没有零序电流，仍然会带故障运行。此时，由于接地 中性点失去，将产生接近额定相电压的零序电压，危及变压 器和其他电器设备的绝缘。
6.5 变压器接地短路的后备保护
——单台变压器的零序电流保护 ——自偶变压器零序电流保护的特点 ——多台变压器并联运行时的接地后备保护
变压器接地保护的原理
接于中性点直接接地系统中的变压器，一般要求在变压
器上装设接地保护，作为变压器的主保护和相邻元件接地保
护的后备保护。 发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线 上将出现零序电压，变压器的接地保护就是通过检测这些物 理量来实现保护的。
零序电流保护I段的短时限取t3=t3’+ △t ；长延时在 t4=t3+△t。
6.5.1 变电所单台变压器的零序电流保护
灵敏度校验： 零序电流I段的灵敏度按变压器母线处故障校验，零序电 流保护II段的灵敏度按相邻元件末端故障校验，校验方法与
线路零序电流保护相同。
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
对于零序电流保护，与普通变压器相比，自耦变压器安 装地点不一样。普通变压器两侧的零序电流通常接于各侧接
地中性线的零序电流互感器上；自耦变压器两侧的零序电流 保护分别接于本侧三相电流互感器的零序电流滤过器上。
下面分析原因。
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
中性线上的电流与高、中压侧
I 10
零序电流保护I段的短时限取tI=0.5~1s；长延时在 t2=t1+△t上再增加一级时限。
6.5.1 变电所单台变压器的零序电流保护
零序电流保护II段的动作电流整定计算：
I
I set
Krel K I
I b lx.set
K rel ——可靠系数，取1.2；
Kb ——零序电流分支系数；
I ——相邻元件零序电流后备段的动作电流。 Ilx .set
如图左所示，自耦变压器通常 采用三绕组，高、中压之间除了 磁的联系外还有电的联系，采用 中性点直接接地的星形（YN）接 线方式；第三绕组（低压绕组） 与普通变压器一样，与其它两侧 只有磁的联系，采用三角形（d） 接线方式。
I 10
I g0
I 30 I 30
3I 10
6.5.2 自耦变压器零序电流保护的特点
中性点不接地系统接地保护根据变压器绝缘等级的不同， 分别采用不同的方案。
（1）全绝缘变压器的接地保护
QF QF2
3U 0.set 1.8U N t 0.3 ~ 0.5
U0
t
零序 电流 保护
1
跳开QF1,QF2
பைடு நூலகம்
△
3I 0
QF1
跳开QF
（2）分级绝缘变压器的接地保护
220kV及其以上电压等级的大型变压器，为了降低造价， 高压绕组采用分级绝缘，中性 点绝缘水平比较低，在单相接 地故障且失去中性点接地时，其绝缘将受到破坏。为此可以 在 变压器中性点装设放电间隙，当间隙上的电压超过动作电 压时迅速放电，形成中性点对地的 短路，从而保护变压器中 性点的绝缘。因放电间隙不能长时间通过电流，故在放电间 隙上装 设零序电流元件，在检测到间隙放电后迅速切除变压 器。另外，放电间隙是一种比较粗糙的 设施，气象条件、连 续放电的次数都可能会出现该动作而不能动作的情况，因此 还需装设零 序电压元件，作为间隙不能放电时的后备，动作 于切除变压器，动作电压和时限的整定方法 与全绝缘变压器 的零序电压保护相同。