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气体容积的调整可通过改变重锤位置来实现。重气体保护的动作值采用油流流速表示。一般整定范围在0.6－1.5m/s，该流速指的是导油管中油流速度。
5.2 变压器纵差动保护
变压器纵联差动保护是一种比较完善的快速保护。它能反映变压器绕组的相间短路、匝间短路、引出线的相间短路以及中性点直接接地、系统侧绕组和引出线上的接地短路、是大、中型电力变压器的主要保护方式。
电力变压器纵联差动保护的基本原理用辅助导线或引出线将变压器两侧电流引入差动继电器，比较两端电流的大小和方向，从而判断被保护的变压器是否发生短路，以决定保护是否动作。变压器纵差动保护单相原理接线图所示。在变压器纵差动保护外部保护时一次侧流入的电流等于流出变压器的电流所以不平衡电流很小。差动继电器不动作。
??I?。此时电流大于差动继电器动作电流，当D2点短路时此时流过差动回路的电流为I12继电器动作跳闸。在实现变压器差动保护时，应考虑变压器高、低压两侧电流的大小和相位，一般讲它们都不同。故在实现变压器差动保护时，应先考虑对两侧电流进行相位补偿，再进行数值补偿，都能保证正常运行和外部短路时继电器中的电流等于零（理想）。此外，在实现差动保护时，还应考虑两个特点，一个是变压器励磁涌流，另一个是变压器差动保护的不平衡保护。
按环流法接线变压器纵差是利用比较变压器的高压侧和低压侧的电流和幅值和相位的原理构成的。它主要是由接于差动回路的三个差动继电器组成。为了扩大纵差保护范围，电流互感器应尽量靠近断路器。本设计的变压器容量为16MVA，因此采用的是BCH-2型差动继电器。她主要是用于两绕组或三绕组电力变压器以及变流发电机的单相差动保护线路中作为主保护，继电器能预防在非故障状态时出现的暂态电流的作用。BCH-2型差动继电器由两部分组成：DL-11型电流继电器和中间速饱和变流器。
当变压器正常运行或外部故障时，注入差动继电器的电流为不平衡电流。由于预先选择好两侧电流互感器的变比和接线方式，故该不平衡电流值很小，注入电流继电器内的电流（为两侧电流互感器二次侧电流之差），保护不动作。当保护区内发生故障时，只要不平衡电流大雨继电器的启动电流，则继电器动作，瞬时使变压器的两侧断路器19DL和20DL跳闸。
由于变压器各侧额定电压和额定电流不同，故须适当选择两侧电流互感器的变比，使它们的变比等于变压器的变比。
此外，在实现变压器差动保护时，还应考虑变压器励磁涌流和变压器差动保护的不平衡电流。
变压器的励磁涌流只在电源侧流过，它反应倒变压器差动保护中，就构成不平衡电流不过正常运行时励磁电流只不过时额定电流的3％－5％。当外部短路时由于电压下降。则此时的励磁电流也相应的减少，其影响就变小。故可不考虑。
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图5.5 变压器纵差动保护原理接线
在变压器空载投入或外部故障切除后，电压恢复时的励磁电流很大。可达额定电流的5－10倍。所以。必须考虑励磁涌流的影响以便更好的躲过励磁涌流。
励磁涌流含有很大的非周期分量。并且偏向时间轴一侧。
励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中2次谐波占较大比例，额短路电流中2次谐波成分很小。
有间断角。
变压器差动保护中不平衡电流主要由电流互感器误差不一致、电流互感器和自耦变压器变比标准化等因素产生。
注意：由于本设计变压器为两绕组变压器，接法为Y/D-11。所以变压器角型侧电流互感器为星型接法，变压器星型测侧电流互感器为角型接法。这样做可以补偿幅值和相位。
5.2.1 BCH－2型差动保护
BCH－2型差动继电器由一个执行元件DL－11/0.2型电流继电器和一个带短路绕组的三柱铁芯速饱和变流器组成。
平衡绕组的作用：由于差动保护中两侧电流互感器的磁路不可能完全相同，且计算变比与选用变比不相同，所以平时总有不平衡电流流过继电器，为了减少它的影响，可把平衡绕组接入差动保护的一臂中，起到电流数值的补偿作用。
有了短路绕组后，当差动绕组中通过含有非周期分量电流时，能自动增大继电器动作电流的程度将比没有短路绕组时更显著，这就是BCH－2型可靠地躲过外部短路时暂态不平衡电流或变压器空载投入时的励磁涌流的原因。
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5.2.2 变压器差动保护的方式
采用BCH――2型差动继电器的差动保护 变压器差动保护的整定计算
（一）差动继电器动作电流的整定计算 应考虑以下几种情况
（1）在正常运行时，防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作。所以保护装置的起动电流应大于变压器的最大负荷电流Il.max（当Il.max 不能确定时，用变压器的额定电流代替）。躲过变压器的励磁电流:
即： Ioper?KrelIN （5.1） 式中 Krel——可靠系数，取1.3；
IN——变压器基本侧的额定电流；
（2）躲过外部短路时的最大不平衡电流
Ioper?KrelIunb.max?Krel(Kstfer??U??fer)Ik.max （5.2）
式中 Krel——可靠系数，取1.3；
fer——电流互感器相对误差，取0.1； Kst——电流互感器同型系数，取1；
Ik.max——外部短路时流过基本侧的最大短路电流； ?U——变压器分接头改变而引起的误差；
?fer——继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差。计算动作电流时，先用0.05进行计算。
(3)躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流
Ioper?KrelI1.max （5.3）
式中 I1.ma——变压器正常时归算到基本侧的最大负荷电流。 x差动保护的灵敏度校验
按变压器内部短路故障时最小短路电路校验
Ksen?Ik.min（5.4） ?2
Ioper.b
式中 Ik.min——内部短路故障式流入继电器的最小短路电流，已归算到基本侧； Iope.br——基本侧保护一次动作电流；若为单侧电源变压器，应为电源侧保护一次动作电流。
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5.3 复合电压起动的过电流保护
复合电压起动的过电流保护宜用于升压变电器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器。保护的三相原理接线图如图：
复合电压起动的过电流保护由电流继电器 1KA、2KA、3KA，低电压继电器KVU、负序电压继电器KVN和中间继电器KM、时间继电器KT、信号继电器KS、出口继电器KCO组成。
图5.6 复合电压起动的过电流保护原理图
正常运行时，因为负序电压，所以负序电压继电器KVN不动作，动断触点闭合，将线电压Uac加在低电压继电器KVU上，其动断触点打开，保护装置不动作。
保护区内发生各种不对称短路故障时，负序电压滤过器Z有较高的输出电压，帮KVN动作，动断触点打开，低电压继电器KVU失压，KVU动作，其动断触点闭合，使中间继电器KM励磁。此时，电流继电器到少有两个动作，于是起动时间继电器KT，经预定延时，动作于跳闸。
保护区内发生三相短路故障时，因为负序电压，所以KVN不动作，同时三相电压均降低，低电压继电器处于动作状态，起动中间继电器KM。KM起动后，动作情况与不对称短路相同。应当指出，即使三相短路故障时出现负序电压，也不会影响保护的正确动作。
当电压互感器二次回路发生断线时，低电压继电器动作，而整套保护装置不会动作，故只通过中间继电器发出断线信号，由运行人员进行处理。 根据以下规定：
对由外部相间短路引起的变压器过电流应按规定装设相应的保护作为后备保护。保护动作后，应带时限动作于跳闸。
过电流保护宜用于降压变压器，保护的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。 外部相间短路保护应装于变压器下列各侧，各项保护的接线，宜考虑能反应电流互感器与断路器之间的故障。
双绕组变压器，应装于主电源侧。根据主接线情况，保护可带一段或两段时限，较
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短的时限用于缩小故障影响范围，较长的时限用于断开变压器各侧断路器。
和变压器后备保护设计原则：
变压器后备保护应作为相邻元件及变压器本身主保护的后备。但当为满足远后备而使接线大为复杂化时，允许缩短对相邻线路的后备保护范围。
变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏系数。 （3） 变压器后备保护应尽可能独立，而不由发电机的后备保护代替。 （4） 变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障。
最终采用复合电压起动的过电流保护。因为过电流保护的动作电流按最大负荷电流整定，灵敏度往往满足不了要求。低电压起动的过电流，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度有所提高，但若低电压继电器只装在变压器一侧，当在另一侧发生相间短路时，低电压继电器的灵敏度往往不够，为此在变压器两侧都需要装设低电压继电器，这就使其接线复杂化了，这里也不采用。而负序过电流保护虽然也满足设计要求，但其整定计算比较复杂，一般只用于大容量升压变压器和系统联络变压器，不符合此次设计的具体要求，因此也不予以考虑。复合电压起动的过电流保护，其电压起动元件是由低电压继电器和负序电压继电器组成。当发生三相短路时，短路初瞬总会出现负序电压，负序电压继电器动作，断开加在低压继电器上的电压，从而使其动作。负序电压消失后，虽然低电压继电器重新接于线电压上，但由于三相短路电压较低，不能返回于动作状态。当发生不对称短路时，故障相电流继电器动作，负序电压继电器动作，致使低电压继电器动作，最终将变压器两侧断路器断开。这里的低电压继电器和负序电压继电器相当于接在一个或门上，然后再和相电流继电器相接于与门，形成了此逻辑关系，从而完成了对变压器相间故障的保护。依据以上的综合分析后，选择复合电压起动的过电流保护作为设计使用方案，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度也有所提高。
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