三绕组变压器相间短路后备保护的特点

^＊6.4.4　三绕组变压器相间短路后备保护的特点

三绕组变压器一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继续运行。所以三绕组变压器的相间后备保护在作为相邻元件的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范围；而作为变压器内部故障的后备时，应该跳开三侧断路器，使变压器退出运行。例如，图6.12中的d₁点故障时，应只跳开断路器DL₃；d₂点故障时则将DL₁、DL₂、DL₃全部跳开。为此，通常要在变压器的两侧或三侧都装设过电流保护装置（或复合电压启动过电流等），各侧保护之间要相互配合。保护的配置与变压器主接线方式及其各侧电源情况等因素有关，不同的运行方式配置方法也有所不同。现结合图6.12，以下面两种情况为例说明其配置原则。图中、t′_Ⅰ、t′_Ⅱ、t′_Ⅲ分别表示各侧母线后备保护的动作时限。

（1）单侧电源的三绕组变压器，可以只装设两套过电流保护。一套装在电源侧，另一套装在负荷侧（如图中的Ⅲ侧）。负荷侧的过电流保护I_Ⅲ只作为母线Ⅲ保护的后备，动作后只跳开断路器DL₃。动作时限应该与

图6.12　三绕组变压器过流保护配置说明图

母线Ⅲ保护的动作时限相配合，即t_Ⅲ＝t′Ⅲ＋Δt，其中Δt为一个时限级差。电源侧的过电流保护I_Ⅰ作为变压器主保护和母线Ⅱ保护的后备。为了满足外部故障时尽可能缩小故障影响范围的要求，I_Ⅰ采用两个时间元件，以较小的时限t_Ⅰ跳开断路器DL₂，以较大的时限t_B＝t_Ⅰ＋Δ_t跳开三侧断路器DL₁、DL₂和DL₃。对于t_Ⅰ，若t_Ⅰ＜t_Ⅲ，在母线Ⅲ故障时，I_Ⅰ仍会无选择性的跳开DL₂，因此应该与t′_Ⅱ和t_Ⅲ中的较大者进行配合。则取t_Ⅰ＝max（t′_Ⅱ，t_Ⅲ）＋Δt。这样，母线Ⅲ故障时保护的动作时间最快，母线Ⅱ故障时其次，变压器内部故障时保护的动作时间最慢。

母线Ⅱ和母线Ⅲ故障时流过I_Ⅲ的电流是不一样的。为了提高外部故障时保护的灵敏度，I_Ⅲ应该装设在容量较小的一侧，对于降压变压器通常是低压侧。若I_Ⅰ作为母线Ⅱ的后备保护灵敏度不够时，则应该在三侧绕组中都装设过电流保护。两个负荷侧的保护只作为本侧母线保护的后备。电源侧保护则作为变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。三者动作时间的配合原则相同。

（2）多侧电源的三绕组变压器。设图6.12的Ⅱ侧也带有电源，这时应该在三侧分别装设过电流保护。主电源侧的过电流保护作为变压器主保护的后备，其他各侧过电流保护仅作为本侧母线保护的后备。主电源一般指升压变压器的低压侧、降压变压器的高压侧、联络变压器的大电源侧。在变压器内部故障时，主电源侧故障电流最大，保护的灵敏度也最高。假设I侧为主电源，且t′_Ⅰ＞t′_Ⅱ＞t′_Ⅲ，各侧过电流保护的动作时限分别取t′_Ⅰ＝t′_Ⅰ＋Δt、t_Ⅱ＝t′_Ⅱ＋Δt、t_Ⅲ＝t′_Ⅲ＋Δt。由于t_Ⅱ＜t_Ⅰ，Ⅱ侧的过电流保护还增设一个方向元件F，方向指向母线Ⅱ。

下面说明各种故障下保护的动作情况：母线Ⅲ故障时，因t_Ⅲ最小，IⅢ先动作跳开DL₃，使Ⅱ和Ⅲ侧继续运行；母线Ⅱ故障时，I_Ⅰ和I_Ⅱ都启动，因t_Ⅱ＜I_Ⅰ，I_Ⅰ先动作跳开DL₂，变压器仍能运行；母线Ⅰ或变压器内部故障时，虽然IⅠ和IⅡ都启动，由于此时对于方向元件F来说是反方向，F不动作而将该侧保护闭锁，I_Ⅰ经时限t_Ⅰ跳开三侧断路器。

这种保护配置在母线Ⅰ故障时跳开三侧断路器。若要求此时只跳开断路器DL₁，配置比较复杂，并且在随后的变压器内部故障时，需要I_Ⅱ来保护，灵敏度往往不能满足要求，故一般不予考虑。