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流电压和电流，具体来讲将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不等的电压（电流）的设备[3]。其工作原理是当一次绕组通以交流电时，在其内部产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与两侧绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。配电电力变压器主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表示传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
2.2 变压器容量、台数、型号选择
2.2.1变压器容量
变压器空载运行时需用较大的无功功率，这些无功功率需由供电系统供给，变压器容量如选的过大，不但增加投资，而且使变压器长期处于轻载运行，出现“大马拉小车”现象，使空载的损耗增加，功率因数降低，网络损耗增加。若容量选的小，会使变压器长期过负载，易损坏设备。
变压器的最佳负载率在40%-70%之间，负载过高，损耗明显增加，另一方面，由于变压器容量裕度小，负载稍有增长，便需要增容，更换大容量的变压器，势必增加投资，且影响供电。总之选择变压器的容量，要以现有的负荷为依据。 2.2.2主变压器台数和型号 1．台数
变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行进行选择，要由负荷大小，对供电的可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素，确定变压器台数应综合考虑，进行认真的技术经济比较。
按负荷的等级和大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。 2．型号
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主变压器的型号选择主要考虑以下因素：1）.变电所的所址选择；2）.建筑物的防火等级；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用电设备对供电的要求；5）.当地供电部门对变电所的管理体制等[4]。
设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。
主变压器安装在地下时，根据消防要求，不得选用可燃性油变压器，地下层一般比较潮湿，通风条件不好，也不宜选用空气绝缘的干式变压器，而宜采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器，综合所述结合具体情况选型为S9-1000/10KV变压器。 2.2.3配电变压器确定
S9-1000/10型变压器容量SN=800kVA 电压10.5/0.4KV，UK%=4.5。电源进线长度L为400米。与电缆线路，低压断路器的高压真空断路器的电源，低压侧出口，发送到车间去总线模式，无限大容量电力系统出口断路器的断流容量Soc=200MVA。
表1-1 S9-1000/10变压器技术参数 型号 额 定 容量（KVA） 额定电压（kV） 空载 负载短路空载 变压器损耗损耗阻抗电流 连接组 （W） （W） （%） （%） 高压 低压 S9-1000/10 800 10.5 0.4 1660 8550 6 1.0 D,yn11
第三章 配电变压器及其继电保护概述
3.1变压器故障及不正常运行状态
配电变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，它的故障对供电可靠性和系
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统的正常运行带来严重后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件。因此，必须根据变压器容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路。油箱内部故障对变压器来说是非常危险的，高温电弧不仅会烧毁绕组和铁芯，而且还会使变压器油绝缘受热分解产生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果。变压器油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。于此，由于油浸式变压器的内部和外部故障大多会产温升和电弧 ,因此,瓦斯保护分轻瓦斯动作和重瓦斯动作。前者 瞬时动作于信号,后者延时动作于跳闸。
变压器不正常运行时的状态有：外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等[5]。根据变压器型号及运行条件选用合适的继电保护措施，并对保护装置进行合理的整定，变压器就能安全的运行。
配电变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低和过励磁等。
对于上述故障和不正常工作状态，根据DL400一91《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，变压器应装设如下保护：
(1) 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器应装设瓦斯保护。
(2) 为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接地电网侧绕组和引线接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器，以及 6.3MVA及以上的厂用变压器，应装设纵差保护。对于10MVA以下变压器且其过电流时限大于0.5s时，应装设电流速断保护[6]。当灵敏度不满足要求时（2MVA及以下变压器）宜装纵差保护。
(3) 为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保护（或电流速断保护）的后备，应装设过电流保护。例如，复合电压起动过电流保护或负序过电流保护。
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(4) 为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序电流保护。 (5) 为反应过负荷应装设过负荷保护。 (6) 为反应变压器过励磁应装设过励磁保护。
3.2变压器保护设置
变压器保护分主保护和后备保护。
主保护是指满足系统和设备安全要求，能以最快的速度有选择地切除被保护元件故障的保护。对于一般的主变来讲，主保护包括：1、瓦斯保护，具有有载调压功能时，包含本体瓦斯和有载瓦斯两个部分，且一般重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯报信号。2、电流速断保护，变压器容量在10000kVA以下的变压器、当过电流保护动作时间大于0.5s时，用户3kV～10kV配电变压器的的继电保护，应装设电流速断保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。后备保护又可分为远后备保护和近后备保护两种，远后备保护是指当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护；近后备保护是指当主保护拒动时，有本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。变压器的后备保护。一般包含：1、高压侧复合电压启动的过电流保护；2、低压侧复合电压启动的过电流保护；3、防御外部接地短路的零序电流、零序电压保护；4、防止对称过负荷的过负荷保护；5、和高压侧母线相联的保护：高压侧母线差动保护、断路器失灵保护；6、和低压侧母线相联的相关保护：低压侧母线差动保护等。
3.3 继电保护相关理论知识
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以称继电保护。 3.3.1 继电保护的任务
当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
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3.3 .2 继电保护基本原理
继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护。 1、 反映电气量的保护
电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是： （1）电流增大：短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
（2）电压降低：当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
（3）电流与电压之间的相位角改变：正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°（-60°～-85°)[7]。
（4）测量阻抗发生变化：测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
（5）不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。
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