4.变压器后备保护要考虑的问题

4.变压器后备保护要考虑的问题4.1 对变压器后备保护的说明根据继电保护和安全自动装置技术规程(GB14285-93)、220KV～500KV电网继电保护装置运行整定规程(DL/T559-94)、3～110KV电网继电保护装置运行整定规程(DL/T584-95)中有关条文要求：电力变压器应装设外部接地、相间短路引起的过电流保护及中性点过电压保护装置，以作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护。

变压器后备保护配置原则、跳闸方式、整定原则等均应符合上述三规程，以达到快速切除故障缩小故障范围，保证系统稳定和主设备安全之目的。

用户在了解本保护后应严格按上述三规程，特别是后二种规程，结合各电网经验、规定和正常运行方式进行配置、计算和选择跳闸方式。

这是目前国内大部分变压器的运行现状。

随着电力系统的发展、静态数字保护的不断完善，国家质量技术监督局在制定新的技术规程，GB14285-93标准修订送审初稿中有关后备保护的规定,现摘录于备注内。

_____________________________________________________________________ 备注：2.3.5 对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护，保护带延时动作于相应的断路器。

2.3.5.1 在满足灵敏性和选择性要求下,应优先选用简单可靠的电流、电压保护作为相间后备保护。

选择的顺序是：过电流保护、复合电压（负序电压和线间电压）启动的过流保护、复合电流保护（负序电流和单相式启动的过电流保护）。

对电流、电压保护不能满足灵敏性和选择性要求的330KV及以上变压器可采用阻抗保护。

2.3.5.2 35KV及以下、中小容量变的降压压器,宜采用过流保护。

保护的整定值要考虑变压器可能出现的过负荷。

2.3.5.3 110KV~220KV降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，用过流保护不能满足灵敏性要求时，宜采用复合电压起动的过电流保护或复合电流保护。

2.3.5.4 对330KV用以上变压器,当按2.3.5.2和2.3.5.3装设的保护不能满足系统故障时灵敏性和选择性要求时,可采用阻抗保护。

保护的配置要简化。

阻抗继电器可采用带偏移特性的阻抗继电器、方向阻抗继电器或全阻抗继电器。

2.3.6 对降压变压器，升压变压器和系统联络变压器，根据各侧连接的系统和电源情况的不同，应配置不同的相间短路后备保护，该保护宜考虑能反映电流互感器与断路器之间的故障。

2.3.6.1双绕组降压变压器,相间短路后备保护应装于电源侧.保护可带两段时限,用较短时限断开低压侧母联或分断断路器,缩小故障影响范围;用较长时限断开变压器两侧断路器.保护可装于高压侧或低压侧。

2.3.6.2 单侧电源三绕组变压器,相间短路后备保护应装于低压侧和电源侧。

低压侧相间短路后备可设两段时限，用较短时限断开低压侧母联或分断断路器,用较长时限断开变压器低压侧断路器。

当母联或分段断路器上装有解列保护时，低压侧保护只设一个时限，只断开变压器低压侧断路器。

电源侧相间短路后备保护应设两段时限，以用较短时限（应考虑与低压及中压侧保护配合）断开中压侧断路器；用较长时限断开变压器各侧断路器。

2.3.6.3高压及中压侧均有电源的三绕组降压变压器,可在三侧装设短路后备保护。

低压侧相间后备保护应带两段时限，以较短的时限断开低压侧断路器，以较长时限断开各侧断路器。

高压侧和中压侧的相间短路后备保护，也应有带两段时限，根据高、中压侧母线的接线及系统的情况不同，较短时限（应考虑与有关保护配合）断开本侧母联（分断）或本侧断路器，以较长时限断开各侧断路器。

为满足选择性的要求或为降低后备保护的动作时间，高、中压侧相间短路后备保护可带方向，方向宜指向各侧母线。

2.3.6.4 低压侧有分支,并接至分开运行母线的降压变压器,除在电源侧装设保护外,还应在每个分支装设相间短路后备保护。

2.3.6.5 双绕组升压变压器,相间短路后备保护应装在低压侧。

设一段时限，断开变压器两侧断路器。

2.3.6.6 中压侧无电源的三绕组升压变压器,相间短路后备保护应装于低压侧和中压侧，中压侧保护只作为本侧母线及线路相间故障的后备保护，设一段时限，断开本侧断路器。

低压侧保护作为高压侧外部相间短路的后备保护，设两个时限，以较短时限断开高压侧断路器，以较长时限断开各侧断路器。

2.3.6.7 三侧均有电源的升压变压器,相间短路后备保护应装于高压侧和低压侧,高压侧保护分带方向和不带方向两部分:带方向部分方向指向高压侧母线,设一段时限,考虑与有关保护的时限配合后以最短的时限断开高压侧断路器;不带方向部分设一段时限,以大于有方向保护的动作时限,断开中压侧断路器。

低压侧保护带一段时限，以大于高压侧保护的动作时限断开变压器各侧断路器。

2.3.6.8 系统联络变压器的相间短路后备保护应装于高压侧和中压侧.为满足选择性要求应加方向,方向宜指向各侧母线。

低压侧相间短路后备保护的配置参照2.3.6.3条和2.3.6.7条执行。

2.3.6.9发电机变压器组……。

2.3.6.10 相间短路后备保护对本侧母线故障灵敏性应符合要求。

为简化保护，当保护作为相邻线路的远后备时，可适当降低对保护灵敏性的要求。

2.3.7 与110kV及以上中性点直接接地电网连接的降压变压器、升压变压器和系统联络变压器应装设接地短路后备保护。

2.3.7.1 在中性点直接接地的电网中,如变压器中性点直接接地运行,对单相接地引起的变压器过流,应装设零序过电流保护,保护可由两段组成,第一段的动作电流与相关线路零序过流保护的第一段配合;第二段的动作电流与相关线路零序过电流保护的后备段配合。

每段保护可设两个时限，并均以较短时限动作于缩小故障影响范围，或动作于本侧断路器，以较长时限动作于变压器各侧断路器。

2.3.7.2 对330kV、500kV变压器，为降低零序过电流保护的动作时间和简化保护，高压侧零序一段只带一个时限，动作于断开变压器高压侧断路器；二段也只带一个时限，动作于断开变压器各侧断路器。

2.3.7.3 对自耦变压器和高、中压侧均直接接地的三绕组变压器，为满足选择性要求，可增设零序方向元件，方向指向各侧母线2.3.7.4 普通变压器的零序过电流保护，应接到变压器中性点引出线回路的电流互感器；零序电流方向过电流保护宜接到高、中压侧电流互感器的零序回路；自耦变压器的零序过电流保护应接高、中压侧电流互感器的零序回路。

2.3.7.5 当自耦变压器高压或中压侧断开后，对内部单相接地短路，零序过电流保护的灵敏度不符合要求时，可在变压器中性点回路增设零序过电流保护。

在自耦变压器高、中压侧同时运行时，该保护应退出。

2.3.7.6 为提高切除自耦变压器内部单相接地短路故障的可靠性，可增设只接入高、中压侧和公共绕组回路电流互感器的星形接线电流分相差动保护,装设此种保护后,自耦变压器的零序过电流保护可适当简化。

2.3.8 110kV、220kY中性点直接接地的电力网中，当低压侧有电源的变压器中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地短路引起的过电流，以及对因失去接地中性点引起的变压器中性点电压升高，应按下列规定装设保护：2.3.8.1 全绝缘变压器应按2.3.7条规定装设零序过电流保护，满足变压器中性点直接接地运行的要求。

此外，应增设零序过电压保护，当变压器低压侧有电源且所连接的电力网失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3～0.5s时限动作断开变压器各侧断路器。

2.3.8.2 分级绝缘变压器为限制此类变压器中性点不接地运行时可能出现的中性点过电压，应装设放电间隙。

此时应装设用于中性点直接接地和经放电间隙接地的两套零序过电流保护。

此外，还应增设零序过电压保护。

用于中性点直接接地运行的变压器按2.3.7.1条的规定装设保护。

用于经间隙接地的变压器,装设反应间隙放电的零序电流保护和零序过电压保护。

当变压器所接的电力网失去接地中性点，又发生单相接地故障时，此电流电压保护动作，经0.3～0.5s时限动作断开变压器各侧断路器。

2.3.9 对于低压侧接入小电阻接地的10KV系统的降压变压器，低压侧过流保护应为三相式，按2.3.6.2条配置。

此外,在变压器10KV侧还应装设两段时限的零序过流保护。

该保护应与10KV出线的接地保护在灵敏度和动作时间上配合。

以较短时限断开低压侧母联或分段断路器，以较长时间断开变压器低压侧断路器。

保护接在变压器10KV侧三相电流互感器零线上。

2.3.10 …… 。

2.3.11……。

2.3.12 …… 。

2.3.13 对于高压侧为330kV及以上的变压器，为防止由于频率降低或电压升高引起变压器磁密过高而损坏变压器，应装设过励磁保护。

保护应具有定时限或反时限特性并与被保护变压器的励磁特性相配合。

定时限保护由两段组成，低定值动作于信号：高定值动作于跳闸。

2.3.14 对变压器油温、绕组温度及油箱内压力升高超过允许值和冷却系统故障，应装设动作于跳闸或信号的装置。

2.3.15 220kv及以上变压器,当连接的各侧母线装有失灵保护时,如果需要变压器保护启动失灵保护,必需设有相电流判别元件,但不允许由瓦斯保护启动失灵保护。

_____________________________________________________________________从送审稿中可知“电压为220kV及以上变压器，采用双重纵差保护”加强了近后备主保护功能，这大大的简化了变压器后备保护。

也就是说变压器后备保护可以只做为系统的后备，后备保护的方向指向一般情况下均可指向系统，使后备保护的配置和整定计算更加简单、清析。

RCS-978装置采用主、后合一机箱，主、后共用一组TA，使后备保护的双重化也成为可能，从而解决了变压器保护后备保护整定计算困难的问题。

4.2. 相间故障变压器的后备保护(1)过电流保护变压器各侧的过电流保护过电流元件按相设置，均按躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定，但不作为短路保护的一级参与选择性配合，其动作时间应大于所有出线保护最长时间。

最大负荷电流要考虑事故时，可能出现的过负荷，如并列运行的变压器切除一台后，另一台可能出现的过负荷，对降压变压器还要考虑电动机自起动时的最大电流。

上述保护动作应跳变压器各侧断路器。

(2)复合电压闭锁过流作为变压器短路故障的后备保护应主要作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护。

常常因灵敏度不足而增加复合电压闭锁回路。

也就是说，在不对称性故障时，出现负序电压以及在对称性故障保护安装处三相电压低于某一值时，才可开放过电流保护，这样使复合电压闭锁过流的电流定值大大下降，也就提高了灵敏度。

当在电源侧要求配置相间短路故障后备过流保护时，若要求作对侧母线相间故障的后备保护时，一定要注意保护灵敏度问题，不仅要求电流整定要有灵敏度。