变压器外部相间短路的后备保护

为反应变压器外部短路引起的变压器过电流，并作为变压器主保护、相邻母线或线路的后备保护，变压器需装设过电流保护。根据变压器容量和系统短路电流水平不同，可采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护及负序电流保护等。

一、过电流保护

1、变压器带时限过电流保护装设在变压器的电源侧，按阶梯原则来整定。2、过电流保护动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。可靠系数取1.2～1.3，返回系数取0.85～0.95。对并列运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器后的负荷电流；对降压变压器，应考虑电机启动或自启动时的最大负荷电流。

3、过电流保护对于升压变压器或容量较大的降压变压器，灵敏度不能满足要求。

二、低电压启动的过电流保护

1、低电压启动的过电流保护是利用低电压元件来判别变压器的过电流是过负荷还是短路故障引起的，若是过负荷引起的，电压参数基本不变，低电压元件不动作；若是短路故障引起的，电压降低，低电压元件动作，启动保护。

2、如下图所示：只有在电流元件和低电压元件同时动作时才能启动时间继电器，经过预定的延时启动出口中间继电器，动作于跳闸。

3、由于低电压元件的作用是保证正常情况下电动机自启动时不动作，因此电流元件的动作电流就不再考虑可能出现的最大负荷电流，而是按大于变压器额定电流来整定。可靠系数取1.2，返回系数取0.85～0.9。

4、低电压元件的动作电压应小于正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，同时外部故障切除后，电动机自启动的过程中，它必须返回。

1）低电压继电器由变压器高压侧互感器供电时，Uact=0.7UN。

2）低电压继电器由变压器低压侧互感器供电时，Uact=0.5～0.6UN。

三、复合电压启动的过电流保护

1、为提高不对称短路时电压元件的灵敏度，可采用复合电压启动的过电流保护，这种保护是用复合电压元件取代了低电压启动过电流保护的低电压元件。

2、如下图所示：

复合电压元件由一个负序电压继电器KVN和一个接于线电压上的低压继电器KVU构成。

1）当不对称短路时，故障相电流元件KA有两相动作，负序电压过滤器ZVN有输出，负序电压继电器KVN动作，断开加在低电压继电器KVU上的电压，KVU的动断触点闭合启动中间继电器KM。KA和KM都动作时接通KT的线圈，经延时启动出口中间继电器KCO，跳开断路器1QF和2QF。

2）当三相短路时，短路初始瞬间短时出现负序电压，KVN动作使KVU失压。负序电压消失后，因三相短路时电压已降低，KVU不能返回，仍处于动作状态。

3、保护装置中的电流继电器和电压继电器的整定原则与低电压启动的过电流保护相同。负序电压继电器的动作电压按躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压来整定。负序电压继电器的灵敏系数按相邻元件末端发生两相金属性短路时保护安装处最小负序电压校验，动作时间按与相邻元件的后备保护动作时间相配合整定。

4、由于增加了负序电压，整定值小，提高了电压元件对不对称短路的灵敏度，在变压器后发生不对称短路时，电压元件的灵敏度与变压器绕组的接线方式无关。