6.4变压器相间短路的后备保护

低电压启动的过电流保护接线如下图所示：
QF2
I
整定值如 何确定？
I
1
TA QF1
~
I
H1
跳闸
&
t
U
Y1
U
1
TV
U
H2
6.4.2 低电压启动的过电流保护
（1）电流元件整定值
采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再 考虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大 负荷，而是按大于变压器的额定电流整定。
下面以一例子进行说明。
在k1点发生故障，应只跳开
断路器QF3；
I
k2点短路时，则将QF1、QF2、
QF1
QF3全部跳开。
因此，需要在变压器三侧装
k 设过电流保护，各侧保护之 2 间要相互配合。
QF 2
QF 3
II
III
k1
6.4.4 三绕组变压器相间短路后备保护的特点
变压器保护的配置与变压器的主接线方式及其各侧电源 情况等因素有很大关系，下面分单侧电源和多侧电源两种情 况分别讨论保护配置及其配合关系。
因此应该与
t
' I
I
和
tIII
中的较大者进
行配合，即 tI max( tI'I , tIII ) t 。
I
QF 2
k1 QF 3
II
tI'I
III
t' III
（1）单侧电源三绕组变压器
I
tI'
I QF1
提问：根据上述保护配置及其整 定情况，在k1点和k2点发生故障， 哪些保护会启动？哪些保护会动 作？
电源侧保护采用两个时间元件，以较
小的时限tI跳开断路器QF2，以较大
时限
tT tI 跳t开三侧断路器。
I
QF 2
QF 3
II
tI'I
III
t' III
tI 如何确定才
满足要求？
（1）单侧电源三绕组变压器
I
tI'
I QF1
若 tI tIII ，在母线III故障时，
电源侧的电流保护仍会无选择性的 跳开QF2 。
III
I set

K re l K re
IN
动作门槛降低，电流元件灵敏度增加
比较
I set

K rel K re
I L.max
6.4.2 低电压启动的过电流保护
（2）低电压继电器的整定方法 原则一：按躲过正常工作时可能出现的最低工作电压整定
U L.min K re l
K re
U set

U L.min Krel Kre
I L.max

n
n
1
I
N
n——并列运行变压器的可能最少台数； IN——每台变压器的额定电流。
1000A
1000A
LD
n=3 设每台变压器的额定电流：
1000A
I N 1000 A
且每台变压器都工作在额定 状态下。
3000A
n=2
1500A
1500A
LD
3000A
切除一台变压器后，引起的 过负荷电流为：
II tI'I
主电源
tI'
QF1
I
I
QF 3
t'
III III
（2）双侧电源的三绕组变压器
III侧母线短路时，会有短路电 I
流流过II侧过电流保护，保护会 误动作； II侧的过电流保护还需要增设 一个方向元件，方向指向母线II。
主电源
tI'
QF1
I
方向 元件
II
I
QF 2
tI'I
I
QF 3
6.4 变压器相间短路的后备保护
——过电流保护 ——低电压启动的过电流保护 ——复合电压启动的过电流保护 ——三绕组变压器的后备保护
变压器通常采用纵差动保护和瓦斯保护作为主保护， 除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后 备保护。
后备保护的作用是：
（1）防止外部短路引起的变压器绕组过流； （2）作为相邻元件（母线或线路）保护拒动时的后备 保护，以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护 的后备。
通常后备保护有过电流保护、低电压启动的过电流保 护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。
6.4.1 过电流保护
保护装置的单相原理接线如图所示，其原理与线 路定时限过电流保护相同。
QF2
注意：跳闸是跳开变压
器两侧的断路器。
跳闸
I t
TA
QF1
过电流保护的启动电流整定
整定原则：
保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大 负荷电流来整定。
6.4.3 复合电压启动的过电流保护
复合电压启动的过电流保护的原理 将三个低压继电器用一个负序电压继电器和一个接于
线电压上的低电压继电器代替。其中负序电压继电器用于 检测是否出现了两相短路（不对称短路时会出现负序电 压），低电压继电器用于检测是否出现了三相短路（三相 短路是对称短路，不会出现负序电压）。
（1）单侧电源三绕组变压器
I
tI'
QF1
t t t 图中
' I
、
' II
、
' III
分别表示
各侧母线后备保护的动作时限，
t 定义 ，作为跳开三侧断路器的 T
时限。
QF 2
QF 3
II
tI'I
III
t' III
（1）单侧电源三绕组变压器
I
I
tI'
QF1
可以只装设两套过电流保护，一 套装设在电源侧，一套装设在负荷 侧（III侧）
6.4.2 低电压启动的过电流保护
低电压启动的过电流的保护存在的问题 对于升压变压器而言，如果只在一侧接有低电压继电
器，当另一侧故障时，灵敏度往往不能满足要求。此时， 可以采用两组低电压继电器分别接在变压器两侧的电压互 感器上，并用触电并联的方法提高灵敏度。但这种保护的 接线复杂，所以，近年来已广泛采用复合电压启动的过电 流保护。
I
tT max(tI ,tII ,tIII ) t
tI
t' I
t
主电源
t
QF1
' I
I
方向 元件
tII
t' II
t
方向 元件
I
QF 2
II
tI'I
III
I
tIII
t' III
t
QF 3
t' III
（2）双侧电源的三绕组变压器
故障情况下保护的动作情况分析（一）I
（2）双侧电源的三绕组变压器
三侧分别装设过电流保护,作
I
为本侧母线的后备，主电源侧保
护兼作变压器主保护的后备保护。
主电源一般指：升压变压器低
压侧、降压变压器高压侧以及联
络变压器的大电源侧。
II侧的动作时限为：
tII

t
' II
t
III侧的动作时限为：
tII

t
' III
t
I
QF 2
k2
I
QF 2
k1 QF 3
II
tI'I
III
t' III
（1）单侧电源三绕组变压器
说明：
①为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护 应该装设在容量较小的一侧，对于降压变压器是低压侧；
②若电源侧过电流保护作为母线II的后备保护灵敏度不足， 则应该在三侧绕组中都装设过电流保护，此时，两负荷侧 的保护只作为本侧母线保护的后备，而电源侧保护则兼作 变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。
t'
III III
（2）双侧电源的三绕组变压器
I侧的过电流保护也应增设一
I
个方向元件，方向指向母线I;
I侧的过电流保护的动作时限 也应设置两个;
短时限：tI

t
' I
t
，动作
时电流元件和方向 元件同时启动，
方向 元件
I
跳开QF1；
QF 2
II tI'I
主电源
tI'
QF1
I
方向 元件
K re l K re I L.max
I set

K rel K re
I L.max
可靠系数，取1.2~1.3； 返回系数，取0.85~0.95；
变压器可能出现的最大负荷电流
6.4.1 过电流保护
I L.max的计算方法：
（1）对并联运行的变压器，考虑切除一台容量最大的变 压器时，在其它变压器中出现的过负荷。当并联运行的变压 器容量相同时，计算式为：
U set 0.7U N
按原则一、原则二整定后，取其较小者作为整定值。
6.4.2 低电压不带低电压启动的过电流 保护相同
低电压继电器的灵敏度校验
A
nT :1
2
B1
C
~
K sen

U set U k.min
k
要求： Ksen 1.25
负荷侧的保护只作为母线III保护 的后备，动作后只跳开QF3。
动作时限应该与母线III保护的
动作时限配合，tIII

t
' III

t
。
I
QF 2
QF 3
II