比率制动系数的整定原则是：应能使零差保护可靠地躲过区外接地故障时的最大零序不平衡电流。
区外接地故障时最大不平衡零序电流
Iounbmax??Ker?K2?K3?Iok.max………………………………………………（11-39） 式中：
Iok.max—区外接地故障时的最大零序电流；
TA暂态特性不一致产生的误差，取0.1；
K2—区外故障时TA的10％误差，即0.1； Iounbmax－最大零序不平衡电流； K3—通道转换及调整误差，取0.1。 故Iounbmax＝（0.3）3Iok.max
为可靠躲过外部故障，比率制动系数：
S?Krel?0.3?3Iok.max…………………………………………………………… （11-40）
3Iok.maxKer—区外故障时，由各
式中：
Krel—可靠系数；取1.3～1.5。
代入上式得：
S＝0.39～0.45，可实取0.4～0.5。 （2）无制动特性的零差保护
无制动特性的零差保护的动作电流，应按躲过区外接地故障或励磁涌流产生的不平衡电 流来整定。
Iop.o?Krel?Ker?K2?K3?Iok.ma……………………………………………… （11-41） x式中：
Iop.o—零差元件的动作电流；
—可靠系数；取1.5；
Ker、K2、K3—其物理意义同式（11-39）； Iok.max—区外接地故障时的最大零序电流。
Krel 将各值代入式（11-41）得：
Iop.o＝0.375Iok.max 实取0.4Iok.max。
要指出的是：为防止区外故障时零差保护误动，中性点零差TA的变比不宜过小，以防故障时该TA饱和。各侧零差TA最好取同型号及同变比的。
第五节 差动保护的TA断线闭锁
为确保差动保护的动作灵敏度，具有比率制动特性的差动元件的启动电流均很小。这样，当差动元件某侧TA二次的一相或多相断线时，差动保护必将误动。
目前，国内生产的微机型变压器差动保护中，均设置有TA断线闭锁元件。在变压器运行时，一旦出现差动TA二次回路断线，立即发出信号并将差动保护闭锁。 一 TA断线闭锁元件的作用原理
在理想情况下，若不考虑差动保护区内、外不同两点接地短路，则TA二次三相电流之
36
和应等于零，即
I?a?I?b?I?c?0
若TA二次回路中一相断线时，则 I?a?I?b?I?c?0
根据以上原理及变压器接线组别、变压器中性点是否接地运行，提出以下TA二次回路断线闭锁判据：
?????I?a?Ib?Ic?3Io??1 ? ………………………………………….（11-42）
????3I2?0式中：?1、?2－门槛值，可根据不平衡差流的大小确定； 3I?0－零序电流，TA二次值；
I?a、I?b、I?c－分别为TA二次a、b、c三相电流。 该判别TA断线的方法有一很大的缺点，3I?0应由其他TA供给。
目前，在微机型保护装置中，多采用根据电流变化情况、变化趋势及电流量值大小来判
断TA断线的。当测量出只有变压器一侧的电流发生了变化，且变化趋势是电流由大向小变化、而电流值小于额定电流时，被判为电流变化侧的TA断线。
当变压器各侧电流均发生变化，且电流变化趋势是由小向大变化、而变化后电流的幅值又大于额定电流，则说明电流的变化是由故障引起的。
二 关于TA断线闭锁元件的作用
众所周知，TA二次回路不能开路。如果TA二次回路开路，将在开路点的两侧产生很高的电压，危及人身及二次设备的安全。另外，在开路点可能产生电弧，进而引起火灾。
变压器的容量越大及TA变比越大，TA二次回路开路的危害越严重。运行实践已充分证明。
因此，当差动保护TA二次开路时，差动保护动作切除变压器，是防止人身伤害及损坏设备的有效办法。
对于大容量的主设备，由于TA的变比很大，TA断线闭锁元件只应发信号而不要闭锁差动保护。
第六节 短路故障的后备保护
大、中型变压器短路故障后备保护的类型，通常有复合电压过电流保护、零序电流及零序方向电流保护、负序电流及负序方向电流保护、低阻抗保护及复合电压方向过流保护。 一 复合电压过电流保护
复合电压过电流保护，实质上是复合电压启动的过电流保护。它适用于升压变压器、系统联络变压器及过电流保护不能满足灵敏度要求的降压变压器。 1 动作方程及逻辑框图
复合电压过流保护，由复合电压元件、过电流元件及时间元件构成，作为被保护设备及
37
相邻设备相间短路故障的后备保护。保护的接入电流为变压器某侧TA二次三相电流，接入电压为变压器该侧或其他侧TV二次三相电压。为提高保护的动作灵敏度，三相电流一般取自电源侧，而电压一般取自负荷侧。
保护的动作方程为
??Uac?Uop ? ……………………………………………………….（11-43）
I?I?a(b,c)op? ???U2?U2op??Ia(b,c)?Iop ……………………………………………………….（11-44）
式中：Uac－TV二次a、c两相之间电压； Ia(b,c)－TA二次a相或b相或c相电流； U2－负序电压（TV二次值）； Iop－过电流元件动作电流整定值； Uop－低电压元件动作电压整定值； U2op－负序电压元件的动作电压整定值。 复合电压过电流保护动作逻辑框图如图11-32所示。
Uac＜≥1信号U2＞&Ia＞Ib＞Ic＞≥1t0出口
图11-32 复合电压过电流保护逻辑框图
在图中：Uac＜－接在a、c两相电压之间低电压元件； U2＞－负序过电压元件；
Ia＞、Ib＞、Ic＞－分别为a、b、c相过电流元件。
由图可以看出：当变压器电压降低，或负序电压大于整定值及a相或b相或c相过电流时，保护动作，经延时t作用于切除变压器。 2 整定原则及定值建议 （1）过电流元件
过电流元件的动作电流，按躲过变压器运行时的最大负荷电流来整定，即
Iop?KrelI ……………………………………………………..（11-45） KrN式中：Iop－动作电流整定值；
38
Kre－可靠系数，取1.15~1.2； l Kr－返回系数，取0.95~0.98；
IN－变压器额定电流，TA二次值。 代入式（11-45）可得
Iop＝（1.17~1.2）IN。
（2）低电压元件
低电压元件的动作电压按躲过无故障运行时保护安装处出现的最低电压来整定。即
Uop?Umin ……………………………………………………（11-46）
Krel?Kr式中：Uop－动作电压整定值；
Umi－正常运行时出现的最低电压值； n Kr－返回系数，取1.05； Kre－可靠系数，取1.2。 l发电厂厂高变复合电压过电流保护低电压元件的引入电压，通常取自变压器低压侧各段厂用母线。其低电压元件的动作电压，应按躲过电动机自启动的条件整定。对于发电厂升压变压器，当低电压元件的电压取自机端TV二次时，还应考虑躲过发电机失磁运行出现的低电压。
一般 Uop＝（0.6~0.7）UN 式中：UN－额定电压（TV二次值）。
（3）负序电压元件
按躲过正常运行时系统中出现的最大负序电压整定。此外，还应满足相邻线路末端两相短路时负序电压元件有足够的动作灵敏度。通常
U2op?10%UN
式中：UN－额定电压（TV二次值）。
（4）动作延时
应按与相邻线路相间短路后备保护相配合整定。即 t?tmax??t
式中：t－复合电压过流保护的动作延时；
tma－相邻线路相间短路后备保护的最长延时； x ?t－时间级差，一般取0.3~0.5秒。
二 零序电流及零序方向电流保护
电压为110KV及以上的变压器，在大电流系统侧应设置反映接地故障的零序电流保护。有两侧接大电流系统的三卷变压器及三卷自耦变压器，其零序电流保护应带方向，组成零序方向电流保护 。
两卷或三卷变压器的零序电流保护的零序电流，可取自中性点TA二次，也可取自本侧TA二次三相零线上的电流，或由本侧TA二次三相电流自产。零序功率方向元件的接入零序电压，可以取自本侧TV三次（即开口三角形）电压，也可以由本侧TV二次三相电压自产。在微机型保护装置中，零序电流及零序电压大多是自产，因为有利于确定功率方向元件动作方向的正确性。 1 动作方程及逻辑框图
39
对于大型三卷变压器，零序电流保护可采用三段，其中I段及II段带方向，第III段不带方向兼作总后备作用。每段一般由两级延时，以较短的延时缩小故障影响的范围或跳本侧断路器，以较长的延时切除变压器。
以三卷变压器为例，其零序电流保护的动作方程为 零序I段
?零序II段 ???3I0?Iop2……………………………………………………………….（11-48）
P?0??0??3I0?Iop1……………………………………………………………….（11-47）
??P0?0零序III段
3I0?Iop3 ……………………………………………………………….（11-49） 在上述三式中：
P0－零序功率元件的测量功率； 3I0－零序电流元件的测量电流；
Iop1、Iop2、Iop3－分别为零序I段、II段、III段动作电流的整定值。 零序方向电流保护的逻辑框图一般如图11-33所示。
t13Io?Iop10≥10出口(缩小故障范围)&t2P03Io?Iop23Io?Iop3&t3t500≥1出口(切除变压器)t40
图11-33 三卷变压器零序方向电流保护逻辑框图
在图11-33中：3I0、P0、Iop1、Iop2、Iop3的物理意义同式（11-47）~（11-49）。 由图11-33可以看出：零序方向电流保护的I段或II段动作后，分别经延时t1或t3作用于缩小故障影响范围，而经t2或t4切除变压器。零序III段不带方向，只作用于切除变压器。 2 整定原则及定值建议
（1）功率方向元件的动作方向
零序功率方向元件动作方向的整定，应根据变压器的作用、保护安装位置（电气位置）及电力系统的具体情况确定。 （I）发电厂的三卷升压变压器
发电厂的三卷升压变压器，其低压侧一般接有大容量的发电机。发电机设置有完善的后备保护，可兼作变压器内部各种短路故障的后备保护。另外，大型超高压变压器的主保护已双重化。此时，变压器高压侧及中压侧的零序电流保护，应分别作为相邻母线及线路故障的后备保护，因此，保护的动作方向应分别指向各侧的母线。 （II）大型变电站的降压变压器
40