三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合.它有三个铁芯柱,每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈,一个是高压线圈,另一个是低压线圈.三相电是产生幅值相等、频率相等、相位互差120°电势的发电机称为三相发电机；以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的电路，称为三相电路。U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。
用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。
高压绕组常联成Y接法是由于相电压可等于线电压的57.7％，每匝电压可低些。
1.国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。
500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
2.国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。
如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。
当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。
所以，决定60与35kV级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。
3.国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角，此时可采用110/35/10kV电压比与YN，yn0，y10接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。
电力系统继电保护
“电力系统继电保护原理”是本专业的重要专业课，本课程讲述了电力系统继电保护的基本原理、基本概念和基本方法。现对继电保护课的主要内容以问答题的方式做个复习。
一、 基本概念题
1、 为什麽一般要求采用标幺值制计算电力系统短路电流？
答：把各级平均额定电压作为各级电压的基值使各电压级的标幺值电压皆为1， 变压器标幺值变比皆为1，各电压级的阻抗、电压、电流标幺值不需进行归算。
2、电力系统继电保护的原理、作用及组成是什麽？
答：原理：反应被保护线路或设备故障前故障后某些物理量的突变。
作用：自动地、快速地、有选择性地控制断路器切除故障、对不正常运行状态发出相应信号。
组成：由测量元件、逻辑元件和执行元件组成。
3、对电力系统继电保护的基本要求是什么？
答：四性——选择性、快速性、灵敏性、可靠性。
4、、小接地电流系统单相接地零序电压是多少？
答：约等于相电压。
5、何谓继电器的启动电流、返回电流和返回系数？
答： 继电器的启动电流：使继电器刚刚能启动的最小电流
继电器的返回电流：继电器启动后，使继电器刚刚能返回的最大电流
继电器的返回系数：继电器的返回电流与动作电流的比
6、 电流互感器的原理、作用和组成是什么？
答：原理：电磁感应原理。
作用：将额定大电流变成5A或1A的小电流。
组成：由铁芯、一个原边绕组和一个副边绕组组成。
7、从使用角度减少电流互感器误差的措施是什么？
答：电流互感器电流误差是由电流互感器的励磁电流引起的。
减少误差的措施：（1）加大电流互感器二次导线截面，降低二次负载电阻；
（2）选大变比的电流互感器；
（3）同型号的两个电流互感器串联。
8、简述三段式保护的保护特性及时限特性。
答：Ⅰ段(速断)—一般保护被保护线路的一部分（一般保护线路全长25％～85％）,零秒动作。
Ⅱ段（限时速断）——保护线路的全长，一般0.5s动作，作为线路的主保护。
Ⅲ段——作为后备保护，其动作时限应比下一线路或设备的后备保护长一个时限阶段。
9、 为什麽电流三段保护的Ⅰ和Ⅱ段采用两相两继电器接线，而Ⅲ段（过电流保护）采用两相三继电器或三相三继电器接线。
答：电流三段保护一般用于小接地电流系统，它的Ⅰ段和Ⅱ段采用两相两继电器 接线是使不同出线不同相别两点接地时有2/3的机会只切除一回线路。而Ⅲ段采用两相三继电器或三相三继电器接线是为了提高远后备YΔ—11接线变压器对侧两相短路的灵敏度。
10、 反应相间短路的方向性电流保护的功率方向继电器为什麽采用900接线？
答：两相短路没有死区。
11、 简述零序方向电流三段保护的优点
答：反映接地故障灵敏；保护范围稳定，不受系统运行方式的影响；零序Ⅲ段时限阶段少，动作延时短；系统振荡不会误动；零序功率方向继电器没有死区；接线简单，可靠。
12、距离保护原理是什麽？距离三段保护的优点是什麽？
答：原理：反应测量阻抗 的突变。
优点：测量阻抗 在故障前和故障后变化量大，比反应单一物理量的电流或电压量大近一个数量级；它是测量阻抗与整定阻抗的比较，保护范围稳定，一般不受系统运行方式的影响；具有方向性。
13、写出方向阻抗继电器的动作阻抗方程。
解答：
14、写出方向阻抗继电器幅值比较及相位比较的动边条件的 量的表达式。
答：幅值比较： ；
相位比较： 。
15、应相间短路阻抗继电器采用什麽接线？
答：一般采用 接线，方向阻抗继电器可以采用 接线。
16、写出系统振荡时测量阻抗的表达式。
答： 测量振荡阻抗：
17。反应相间短路的整流型继电器为什麽要加入第三相电压？
答、为避免反方向出口两相短路当记忆电压消失后失去方向性
18、整流型阻抗继电器加入记忆电压的作用是什麽?
答：用来消除方向阻抗继电器保护出口短路的死区和反方向短路不失去方向性。
19、 简述相差高频保护的原理。
答：相差高频保护是线路的差动保护，用高频载波将线路两侧电流的相位传到对侧比较两侧电流的工频电流的相位。同相位开放保护发出跳闸脉冲，区外故障，工频电流反相位，闭锁保护
20、平行输电线路横差电流保护的优缺点是什麽？
答：优点：有选择地性快速地控制断路器切出故障线路。
缺点：有相继动作区和死区。
21、各电压级的输电线路一般应加装什麽保护？
答：220kV：装设不同原理的两套高频保护、距离三段、零序方向三段或四段、综合重合闸；
110kV：装设距离三段、零序方向三段、三相一次重合闸；
35kV、60kV：装设电流三段、绝缘监视、三相一次重合闸；
10kV：装设电流两段、绝缘监视、三相一次重合闸。
22、对三相一次自动重合闸的要求是什麽？
答：（1）保护出口动作使断路器跳开，经0.5～1s的延时，能使断路器重新合闸；重合次数要一定。
（2） 手动合跳或远动合跳不能进行重合。
（3） 不满足断路器合闸条件不能重合。
（4） 双侧电源应满足同期条件进行重合。
(5)重合闸应能与保护相配合
23、什么是变压器的励磁涌流？其特点是什麽？
答：励磁涌流：变压器空载合闸和外部故障切除后电压恢复时的励磁电流。
特点：最大励磁涌流的基波分量为变压器额定电流的6～8倍，经0.5～1s衰减到额定电流0.5～1倍的额定电流、含有高次谐波和直流分量、有600～840的间断角
24、母线加装专门差动保护的条件是什麽？
答：从电力系统稳定考虑，枢纽变电站母线发生故障会使系统可能发生振荡；双 母线或单母线分段并列运行，母线故障要求有选择性的切除故障母线时加装专门母差保护。
25、10MVA以上容量的变压器一般应加装什麽保护。
答：主保护：变压器差动保护、瓦斯保护；
后备保护：相间故障的过电流保护（低压闭锁的过电流保护、复合电压闭锁的过电流保护）、接地故障的零序过电流保护、变压器过负荷保
二、画图题
1、画出10kV架空输电线路电流二段保护的原理图。
1LHA 1LJ 3LJ +bh －bh
1LJ 1XJ BCJ
1LHC 2LJ 4LJ 2LJ
3LJ 1SJ
4LJ
1SJ 2XJ
BCJ DL TQ
2画出小电流接地系统绝缘监视接线图？（并写出整定电压）。
3、画出零序电流滤过器原理接线图。
4、画出反时限电流二段保护原理接线图。
5、 画出变压器Yd-11接线差动保护原理接线图
6、画出自动重合闸后加速保护的原理接线图
7、画出幅值比较和相位比较的二极管环形比较回路图。
幅值比较执行元件 相位比较执行元件
8、画出发电机转子两点接地保护接线图。
9、画出变压器过负荷保护接线图。
10、在复数平面画出具有整定阻抗为Zzd的全、方向和偏移约为－0.1Zzd的偏移特性阻抗继电器的动作图形。
jX
Zzd
R
-0.1Zzd
三、判断题
1、过量继电器返回系数大于一、欠量继电器的返回系数小于一。
2、继电器不带电时打开的触点叫常开触点、不带电时闭合的触点叫常闭触点。
3、继电保护的接线系数是流入继电器的电流与电流互感器二次电流之比。
4、电力系统中性点运行方式基本上有两种：大接地电流系统和小接地电流系统。
5、小接地电流系统单相接地的零序电压为相电压,大接地电流系统单相接地零序电压约为1/3相电压。
×6、平行线路横联差动保护没有死区。
×7、发电机纵联差动保护一般没有死区。
×8、零序方向电流三段保护有死区。
3、 距离保护是测量阻抗与整定阻抗的比较。
9阻抗继电器的动作特性是指阻抗继电器在复数阻抗平面上动作范围或图形。
×10、距离保护Ⅱ段的保护范围不受助增电流的影响。
11、相差高频保护当被保护线路长度大于180km时发生三相短路会产生相继动作。
×12、相位比较的母线差动保护进出线的电流互感器变比必须一致。
13电力系统继电保护原理一般是反应单端物理量的三段式保护和反应多端物理量的差动保护。
14反应相间短路的阻抗继电器“00”接线也能正确反映接地短路故障。
15、阻抗继电器相电压相电流加3KI0的接线方式不能正确反映两相短路。
四、计算题
1、 电网的接线及参数如图所示
D1 D2 D3 D4
110kV 1DL 50km 2DL 10kV 3DL 10km 0.4kV
S=20MVA 2MVA
Ud%=10
各级输电线路的电抗为0.4Ω/km, ； ； ； ； ，
试对3DL10kV线路进行电流两段保护整定计算或对1DL 110kV输电线路进行距离三段保护整定计算（不校验精工电流）或20MVA变压器进行差动保护整定计算（采用BCH-2型或BCH-1型差动继电器均可）。
解1，对3DL10kV线路进行电流二段保护整定计算：
Ⅰ段（电流速断）一次动作电流：
灵敏度校验：
=3.7 合格
二次动作电流
= 。
Ⅲ段（过电流保护）一次动作电流。
115A=243A
灵敏度校验
= =
二次动作电流
电流保护的动作时间
解2，对1DL110kV线路进行距离三段整定计算：
距离三段保护整定计算
解：距离Ⅰ段 整定阻抗
继电器整定阻抗
距离Ⅱ段 一次整定阻抗
灵敏度校验
继电器整定
距离Ⅲ段 一次动作阻抗
采用方向阻抗继电器 整定阻抗为
灵敏度校验
近后备：
远后备：
继电器的整定
时限整定
解3，对20MVA变压器进行差动保护整定计算（采用BCH-2型差动继电器）
1确定基本侧
110kV 11kV
1050A
LH二次接线 Δ Y
110kV侧为计算侧
2 计算动作电流 躲电流互感器二次断线和励磁涌流
躲外部故障的最大不平衡电流
3 计算差动线圈匝数 继电器的动作电流
4灵敏度校验
4 计算平衡线圈
5 平衡线圈的取整误差为零
6 短路线圈整定为 DD，
