大中型變壓器的接地短路故障的后備保護通常有:零序過流保護、零序過電壓保護、間隙保護等等,下面根據中性點三種不同的接地方式進行簡單介紹。
(1)中性點直接接地
電壓為110kV及以上中性點直接接地的變壓器,在大電流接地系統側應設置反應接地故障的零序電流保護。在高、中兩側均直接接地的變壓器,其零序電流保護應帶方向,方向宜指向各側母線。
零序電流保護的原理與線路的零序保護類似,零序電流可取自中性點CT二次電流,也可由本側CT二次三相電流自產。方向元件接入的零序電壓可取自本側PT開口三角電壓,也可由本側二次三相電壓自產。在微機保護裝置中,主要采取自產方式。
對于大型三繞組變壓器,零序電流保護可采用三段式。其中I段II段帶方向,III段不帶方向。每段一般有兩級延時,以較短延時縮小故障范圍(跳母聯或條本側開關),以較長延時切除變壓器(跳三側開關)。具體保護配置根據實際情況確定。
(2)中性點不接地方式
零序電流通過變壓器中性點構成零序回路。但如果所有變壓器中性點都接地,那么接地點的短路電流就分流到了各個變壓器上,這樣會造成零序過流保護靈敏度降低。所以為了將零序電流限制在一定的范圍內,對中性點接地運行的變壓器數量是有規定的。
對于不接地運行的變壓器,為了防止接地故障時,故障點出現間隙電弧引起過電壓損壞變壓器,應配置零序電壓保護。
全絕緣變壓器由于其中性點絕緣水平較高,當系統發生接地故障時,先有零序電流保護切除中性點接地的變壓器,如果故障仍然存在,再有零序電壓保護切除中性點不接地的變壓器。
(3)中性點經放電間隙接地
超高壓變壓器均系半絕緣變壓器,其中性點線圈的對地絕緣比其他部位弱。中性點絕緣容易被擊穿。因此需要配置間隙保護。
間隙保護的作用就是保護中性點不接地變壓器中性點的絕緣安全。
間隙保護使用流過變壓器中性點的間隙電流3I0和母線PT開口三角電壓3U0作為判據來實現的。
若因故障中性點對地點為升高,間隙擊穿,產生較大間隙電流3I0,此時間隙保護動作,經延時切除變壓器。另外,系統發生接地故障時,中性點接地運行變壓器零序保護動作,先切除中性點接地的變壓器。系統失去接地點后,如果故障仍存在,母線PT的開口三角電壓3U0將會很大,此時間隙保護也會動作。