保护具有 3 kV 及以上高压绕组和 500 kV 并联电抗器的变压器（自耦变压器）

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第 3 节保护和自动化

继电器保护。保护具有 3 kV 及以上高压绕组和 500 kV 并联电抗器的变压器（自耦变压器）

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电气装置安装规则 (PUE)

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3.2.51。用于变压器¹⁾ 应设有防止下列类型损坏和异常操作方式的继电保护装置：

1）绕组和端子多相短路；

2) 绕组和中性点直接接地网络终端的单相接地故障；

3）绕组短路；

4）由于外部短路引起的绕组电流；

5) 绕组中因过载而产生的电流；

6）降低油位；

7) 500 kV套管绝缘部分击穿；

8) 中性点隔离的 3-10 kV 网络中的单相接地故障，如果变压器为出于安全原因需要断开单相接地故障的网络供电（见 3.2.96）。

另外，建议在6kV及以上电压的自耦变压器35-220kV侧采用单相接地故障保护。

1. 这里和下面的第二节。 3、术语“变压器”也适用于自耦变压器（具有适当的电压和功率），除非文中另有专门条款。

3.2.52. 对于500kV并联电抗器，应设置继电保护装置，以防止下列类型的损坏和异常运行方式：

1）绕组和端子的单相和两相接地故障；

2）绕组短路；

3）降低油位；

4) 输入端绝缘部分击穿。

3.2.53. 必须提供气体保护，防止套管内部损坏、伴随气体释放以及油位下降：

适用于容量为 6,3 MVA 及以上的变压器；
用于电压为 500 kV 的并联电抗器；
适用于容量为 630 kVA 及以上的车间降压变压器。

气体保护也可以安装在容量为 1-4 MVA 的变压器上。

如果气体形成较弱且油位下降，则气体保护必须根据信号起作用；如果气体形成强烈且油位进一步下降，则气体保护必须根据信号起作用。

还可以使用压力开关来防止变压器外壳内部损坏以及气体逸出。

低油位保护也可以作为变压器扩展器中的单独液位开关来实现。

为了保护有载分接开关在油中断弧，应提供单独的气体和压力开关。

为了保护位于单独油箱中的分接开关，应提供单独的气体继电器。

应该能够将气体保护的跳闸元件的动作转换为信号，并执行与气体继电器的信号和跳闸元件分开的信号发送（信号的性质不同）。

仅允许在信号上通过断开元件的动作来执行气体保护：

安装在地震多发地区的变压器；
容量为 2,5 MVA 或以下且高压侧没有开关的店内降压变压器。

3.2.54. 为了防止端子损坏以及内部损坏，必须提供以下内容：

1. 对容量6,3MVA及以上的变压器、500kV并联电抗器以及容量4MVA的变压器并联运行时，进行无延时的纵向差动电流保护，以便有选择地断开一个变压器损坏。

可以为功率较低但不小于 1 MVA 的变压器提供差动保护，如果：

电流切断不满足灵敏度要求，最大电流保护延时大于0,5s；
变压器安装在地震多发地区。

2、无延时电流切断装置，如不设差动保护，则安装在电源侧并覆盖部分变压器绕组。

这些保护必须起作用才能打开所有变压器断路器。

3.2.55. 纵向差动电流保护必须使用特殊的电流继电器来实现，该电流继电器能够免受励磁电流浪涌、瞬态和稳态不平衡电流的影响（例如，饱和电流互感器、制动绕组）。

在功率不超过 25 MVA 的变压器上，如果提供了所需的灵敏度，则允许使用失谐的电流继电器对励磁电流浪涌的工作电流和不平衡电流的瞬态值（差动截止）进行保护。

纵向差动保护的设计必须使变压器与母线的连接部分包含在其覆盖范围内。

如果变压器与母线连接处有能够以所需速度断开短路的保护，则允许使用变压器内置的电流互感器进行差动保护。

如果变压器低压回路装设电抗器，且变压器保护对电抗器后短路时的灵敏度要求不高，则允许在变压器低压端子侧装设电流互感器。变压器保护电抗器。

3.2.56. 变压器、自耦变压器和并联电抗器的差动保护和气体保护不应被指定为灭火装置的启动传感器的功能。这些元件的灭火电路的启动必须通过特殊的火灾探测装置来启动。

3.2.57. 500 kV 套管绝缘监测装置 (KIV) 必须设计为在套管绝缘部分击穿时对信号起作用（不需要立即停机），并在套管绝缘损坏时（在完全损坏之前）关闭。发生绝缘击穿）。

必须提供阻塞，以防止在将 KIV 连接到端子的电路中断的情况下 KIV 设备误操作。

3.2.58. 如果变压器（车间内除外）连接到没有开关的线路（例如，根据线路变压器框图），必须采取以下措施之一以防止变压器损坏：

1. 安装一相人工接地（对于中性点不接地的网络）或两相之间（对于中性点隔离的网络）人工接地的短路装置，必要时安装自动隔离器在 AR 线路完全暂停期间关闭。短路断路器必须安装在变压器差动保护区域之外。

2. 在降压变压器的高压侧安装断路熔断器，与线路自动重合闸相结合，起到短路器和隔离器的作用。

3、向线路的断路器（或多个断路器）传输跳闸信号；同时，必要时可加装分离器；为了保留跳闸信号的传输，可以安装短路装置。

当决定是否需要应用跳闸信号传输来代替第 1 款和第 2 款的措施时，应考虑以下因素：

线路的责任以及其上人为造成金属短路的可接受性；
变压器功率和消除损坏的允许时间；
变电站距离线路供电端的远近以及断路器断开非远方短路的能力；
就所需的电压恢复速度而言，消费者的性质；
低温和冰下短路故障的概率。

4、降压变压器高压侧熔断器的安装。

如果变压器受到具有双向供电的装置的一般保护（高频或纵向差动专用）的保护，以及具有单侧供电的1 MVA或以下变压器功率，如果保护供电线路还为变压器提供保护（高速线路保护部分保护变压器和备用线路保护，时间不超过4秒保护整个变压器）；在这种情况下，气体保护仅通过断开元件对信号的作用来实现。

如果采用第 1 款或第 3 款的措施，变压器上必须安装以下装置：

如果内置电流互感器的高压侧（110 kV 及以上）有变压器 - 根据 3.2.53、3.2.54、3.2.59 和 3.2.60 进行保护；
在没有内置电流互感器的情况下 - 差动（根据 3.2.54）或最大电流保护，使用钳式或磁性电流互感器，以及根据 3.2.53 的气体保护。

变压器较高电压端子的损坏可以通过线路保护来消除。

在某些情况下，在没有内置电流互感器的情况下，如果使用钳式或电磁电流互感器时无法提供所需的保护特性，则允许使用远程电流互感器。

为保护35kV以上电压的变压器，采用第1款措施时，应设置远距离电流互感器；同时，必须通过可行性研究证明安装短路和远程电流互感器或内置电流互感器的断路器的可行性。

如果使用开路熔断体（见第2条），那么为了增加灵敏度，可以通过在熔断体上机械地进行人工短路来实现气体保护的效果。

如果变电站变压器负载包含同步电机，则必须采取措施防止隔离器断开（在其中一台变压器发生短路的情况下）同步电机流经其他变压器的电流。

3.2.59. 在功率为1MVA及以上的变压器上，作为对外部多相短路引起的绕组电流的保护，应设置下列具有脱扣动作的保护：

1. 在双侧供电的升压变压器上——防止不平衡短路的负序电流保护和具有最小对称短路浪涌电压的过流保护或具有组合电压浪涌的过流保护（见3.2.43）。

2. 在降压变压器上 - 带或不带组合电压启动的最大电流保护；在存在双向电源的大功率降压变压器上，可以使用针对不对称短路的负序电流保护以及从对称短路开始以最小电压启动的最大电流保护。

选择过流保护的动作电流时，需要考虑并联运行的变压器断开时可能出现的过载电流以及变压器供电的电动机的自启动电流。

330kV及以上降压自耦变压器，在需要保证远距离冗余或相邻电压保护协调的情况下，应设置外部多相短路时运行的远程保护；在这些情况下，可以在 220 kV 自耦变压器上安装指定的保护。

3.2.60。在功率小于1MVA（升压和降压）的变压器上，作为对外部多相短路引起的电流的保护，必须提供跳闸时的过电流保护。

3.2.61. 应安装防止外部多相短路引起的电流的保护装置：

1) 在双绕组变压器上 - 从主电源一侧；

2) 在由三个或更多开关连接的多绕组变压器上——从变压器的所有侧面；允许不在变压器的一侧装设保护，而从主电源一侧进行，以便从有主电源的一侧以较短的延时关断断路器。没有保护；

3）在降压双绕组变压器上，为单独的运行部分供电——从供电侧和从每个部分的侧面；

4) 在高压侧使用架空电流互感器时 - 在两绕组变压器上使用低压侧，在三绕组变压器上使用低压侧和中压侧。

允许提供针对外部多相短路引起的电流的保护，仅用于相邻元件的冗余保护，而不是在变压器主保护发生故障时提供动作，如果这种动作的实施导致了保护的重大并发症。

当对外部多相短路引起的电流进行保护时，根据 3.2.59 第 2 条，补充电流切断装置的必要性和可能性，旨在跳闸中低压母线的短路故障（基于电流水平）还应考虑短路、是否存在单独的母线保护、与引出元件保护相匹配的可能性）。

3.2.62. 如果升压变压器对外部多相短路电流的保护不能提供所需的灵敏度和选择性，则允许使用相应发电机保护的电流继电器来保护变压器。

3.2.63. 容量1MVA及以上的升压变压器、二、三侧供电的变压器和自耦变压器，根据需要保留相邻元件接地故障断开的情况，以及自耦变压器另外，根据保证不同电压网络对地短路保护选择性的情况，应设置外部接地故障零序电流保护，安装在绕组接入网络一侧具有高接地故障电流。

当部分变压器（其中零端子侧绕组绝缘不完全）存在隔离中性点时，必须确保按照 3.2.28 防止这些变压器出现不可接受的中性点模式。。为此，如果发电厂或变电站安装了由低压侧供电的中性点接地且中性点绝缘的变压器，则必须提供保护，以确保中性点隔离变压器在断开前断开或自动接地。在同一母线或网络部分上运行的具有接地中性点的变压器。

3.2.64. 在从多侧供电的自耦变压器（多绕组变压器）上，如果选择性条件需要，针对外部短路引起的电流的保护必须是定向的。

3.2.65。变电站220～500 kV自耦变压器、330～500 kV发电机组自耦变压器和发电厂220～500 kV通信自耦变压器上，当轮胎差动保护时，应能快速加速对外部短路引起的电流的保护。或母排被禁用，这确保了对没有高速保护的元件的关断损坏，延时约为0,5秒。

3.2.66. 在降压变压器和变压器块上 - 具有高达 35 kV 的较高电压的主线路和连接到具有接地中性点的星形的低压绕组，应提供针对低压网络中单相接地故障的保护，通过使用以下方法进行：

1) 针对外部短路的过流保护，安装在高压侧，如果灵敏度条件需要，则采用三继电器版本；

2）低压端子上的断路器或熔断器；

3) 零序特殊保护，安装在变压器的中性线上（以防根据第 1 条和第 2 条的保护灵敏度不够）。

对于工业电气装置，如果带有连接保护装置的低压侧组件距离变压器很近（最多 30 m），或者变压器和组件之间的连接采用三相电缆，则允许不根据第3条申请保护。

当采用第3条的保护时，允许不与从低压侧组件延伸出的元件的保护相协调。

对于线路-变压器电路，在采用第3条保护的情况下，允许不敷设专用控制电缆，以保证该保护从高压侧对断路器动作，并用对安装在低压侧的断路器进行动作。

本段的要求也适用于通过安装在高压侧的熔断器来保护这些变压器。

3.2.67. 在具有较高电压 3-10 kV 的降压变压器的低压侧，为具有熔断器保护连接的组件供电，应安装主熔断器或断路器。

如果低压连接处的熔断器和高压侧的熔断器（或继电保护）由同一人员（例如，仅电力系统人员或仅消费者人员）维修和保养，则主熔断器或断路器变压器低压侧不得安装。

3.2.68. 根据 3.2.51 第 8 条的单相接地故障保护必须按照 3.2.97 进行。

3.2.69. 对于容量为 0,4 MVA 及以上的变压器，根据可能过载的概率和数值，应提供最大电流保护，以防止过载引起的电流对信号的影响。

对于没有人员常值值班的变电站，允许设置自动卸载或停机保护的效果（如果用其他方法无法消除过载）。

3.2.70. 如果变压器中性侧有一个单独的附加变压器用于负载下的电压调节，除3.2.51-3.2.57、3.2.59、3.2.63规定外，还需提供下列内容：保护措施：

附加变压器的气体保护；
在外部短路的情况下提供制动过流保护，防止附加变压器的初级绕组损坏，除非该绕组包含在自耦变压器低压侧电路的差动电流保护区域中；
差动保护，覆盖附加变压器的次级绕组。

3.2.71. 安装在自耦变压器低压侧的线性附加变压器的保护应按下列规定进行：

附加变压器本身的气体保护和有载分接开关的接触器装置的保护，可以使用压力开关或单独的气体开关来进行；
自耦变压器低压侧电路的差动电流保护。

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