变压器保护（后备保护）

变压器的后备保护配置种类很多，本期主要简单介绍一下变压器的复压闭锁过流保护和接地保护两类后备保护。

1、复压闭锁过流保护

       复压闭锁过流保护是大、中型变压器相间短路故障的后备保护。适用于升压变压器、系统联络变压器及过流保护不能满足灵敏度要求的降压变压器。利用负序电压和低电压构成的复合电压能够反映保护范围内的各种故障，降低了过电流保护的整定值，提高了灵敏度。

       复合电压过流保护，由复合电压元件、过流元件、时间元件构成。保护的接入电流为变压器本侧CT二次三相电流，接入电压为变压器本侧或其他侧PT二次三相电压。对于微机保护，可以通过软件将本侧电压提供给其他侧使用，这样就保证了任意某侧PT检修时，仍能使用复压过流保护。动作逻辑如下图所示。
 

2、变压器的接地保护

       大中型变压器的接地短路故障的后备保护通常有：零序过流保护、零序过电压保护、间隙保护等等，下面根据中性点三种不同的接地方式进行简单介绍。

（1）中性点直接接地

       电压为110kV及以上中性点直接接地的变压器，在大电流接地系统侧应设置反应接地故障的零序电流保护。在高、中两侧均直接接地的变压器，其零序电流保护应带方向，方向宜指向各侧母线。

       零序电流保护的原理与线路的零序保护类似，可参考第30期。零序电流可取自中性点CT二次电流，也可由本侧CT二次三相电流自产。方向元件接入的零序电压可取自本侧PT开口三角电压，也可由本侧二次三相电压自产。在微机保护装置中，主要采取自产方式。

 

       对于大型三绕组变压器，零序电流保护可采用三段式。其中I段II段带方向，III段不带方向。每段一般有两级延时，以较短延时缩小故障范围（跳母联或条本侧开关），以较长延时切除变压器（跳三侧开关）。具体保护配置根据实际情况确定。

 

       如图，零序方向电流保护I段或II段动作后，先经较短延时t1或t3跳母联或跳本侧开关，以缩小故障影响范围，若故障量仍在，再经过较长延时t2或t4跳三侧开关切除变压器。III段不带方向，直接经延时切除变压器。

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（2）中性点不接地方式

      零序电流通过变压器中性点构成零序回路。但如果所有变压器中性点都接地，那么接地点的短路电流就分流到了各个变压器上，这样会造成零序过流保护灵敏度降低。所以为了将零序电流限制在一定的范围内，对中性点接地运行的变压器数量是有规定的。

       对于不接地运行的变压器，为了防止接地故障时，故障点出现间隙电弧引起过电压损坏变压器，应配置零序电压保护。

       全绝缘变压器由于其中性点绝缘水平较高，当系统发生接地故障时，先有零序电流保护切除中性点接地的变压器，如果故障仍然存在，再有零序电压保护切除中性点不接地的变压器。

 

（3）中性点经放电间隙接地

       超高压变压器均系半绝缘变压器，其中性点线圈的对地绝缘比其他部位弱。中性点绝缘容易被击穿。因此需要配置间隙保护。

       间隙保护的作用就是保护中性点不接地变压器中性点的绝缘安全。
 

       如图在变压器中性点对地之间安装一个击穿间隙。当接地隔离开关闭合，变压器直接接地，投入零序过流保护。当接地隔离开关断开时，变压器经间隙接地，投入间隙保护。

       间隙保护使用流过变压器中性点的间隙电流3I0和母线PT开口三角电压3U0作为判据来实现的。

       若因故障中性点对地点为升高，间隙击穿，产生较大间隙电流3I0，此时间隙保护动作，经延时切除变压器。另外，系统发生接地故障时，中性点接地运行变压器零序保护动作，先切除中性点接地的变压器。系统失去接地点后，如果故障仍存在，母线PT的开口三角电压3U0将会很大，此时间隙保护也会动作。保护逻辑如下图所示。