主变压器后备保护装置的定值计算需根据变压器容量、电压等级、系统运行方式及故障特征，合理投入关键保护功能并精确整定参数，以确保在内部故障主保护拒动或外部故障时可靠动作。以下是主变后备保护装置定值计算中一般需投入的核心功能及其整定要点：

一、核心保护功能投入原则

主变后备保护需覆盖变压器内部故障的后备保护和相邻设备（如母线、线路）故障的远后备保护，主要投入以下功能：

1. 复合电压闭锁过电流保护（方向性/非方向性）

• 功能作用：作为变压器内部故障（如绕组短路）和相邻设备短路的后备保护，通过复合电压元件（负序电压+低电压）提高灵敏度。

• 投入条件：

• 方向性：用于双侧电源或环网系统，方向指向变压器，避免反向故障误动。

• 非方向性：用于单侧电源或方向性不明确场景。

• 定值计算要点：

• 电流定值（$I_{op}$）：按躲过变压器额定负载电流整定，通常取1.2~1.5倍$I_N$（$I_N$为变压器额定电流）。

• 低电压定值（$U_{low}$）：按躲过最低运行电压整定，一般取0.6~0.7倍额定电压（如66kV系统取40~45V）。

• 负序电压定值（$U_2$）：按躲过不平衡电压整定，通常取0.06~0.12倍额定电压（如66kV系统取4~7V）。

• 时间阶梯：与下一级保护（如线路保护）配合，延时0.5~1.0秒动作。

2. 零序过电流保护（方向性/非方向性）

• 功能作用：针对变压器中性点直接接地系统，保护接地故障（如单相接地短路）。

• 投入条件：

• 中性点接地运行：必须投入零序保护。

• 方向性：用于多电源系统，方向指向变压器，避免反向接地故障误动。

• 定值计算要点：

• 电流定值（$I_{0op}$）：按躲过区外接地故障时最大不平衡电流整定，通常取0.3~0.5倍额定电流。

• 时间阶梯：与线路零序保护配合，延时0.5~1.5秒动作。

3. 间隙零序电流保护

• 功能作用：保护变压器中性点不接地运行时的间隙击穿接地故障。

• 投入条件：变压器中性点经间隙接地时投入。

• 定值计算要点：

• 电流定值（$I_{gap}$）：按间隙击穿电流特性整定，通常取100~200A（二次值）。

• 时间定值（$t_{gap}$）：取0.5~1.0秒，与相邻设备保护配合。

4. 过负荷保护

• 功能作用：监测变压器长期过载运行，防止绝缘老化。

• 投入条件：所有变压器均需投入。

• 定值计算要点：

• 电流定值（$I_{ol}$）：按1.1~1.2倍额定电流整定。

• 时间定值（$t_{ol}$）：动作于信号（不跳闸），延时10~15分钟。

5. 过励磁保护

• 功能作用：防止变压器因电压过高或频率过低导致铁芯饱和过热。

• 投入条件：高压侧电压等级≥220kV或调压变压器需投入。

• 定值计算要点：

• 过励磁倍数（$n$）：按变压器过励磁能力曲线整定，通常分多段（如1.05倍发信号，1.2倍跳闸）。

• 时间阶梯：根据倍数分段延时，如1.1倍延时5分钟，1.2倍延时1分钟。

6. 温度保护

• 功能作用：监测变压器顶层油温或绕组温度，防止过热损坏。

• 投入条件：所有变压器均需投入。

• 定值计算要点：

• 报警温度（$T_{alarm}$）：按变压器设计温升整定，通常取80~85℃。

• 跳闸温度（$T_{trip}$）：取95~105℃，动作于跳闸。

二、功能配合与整定逻辑

1. 主后保护配合：

• 后备保护动作时间需比主保护（如差动保护）长，通常差动保护动作时间<30ms，后备保护延时0.5秒以上。

2. 上下级保护配合：

• 与线路保护、母线保护的时间阶梯配合，确保选择性。例如，变压器后备保护时间比线路保护长0.5秒。

3. 灵敏度校验：

• 复合电压闭锁过流保护需校验系统最小运行方式下的灵敏度（$K_{sen}\ge 1.5$），确保故障时可靠动作。

三、典型应用场景示例

案例：220kV/110kV/10kV三绕组变压器后备保护整定

1. 高压侧（220kV）：

• 投入复合电压闭锁过流保护（方向指向变压器），电流定值1.3倍$I_N$，低电压45V，负序电压6V，延时1.0秒。

• 投入零序过流保护（方向指向变压器），电流定值0.4倍$I_N$，延时1.2秒。

2. 中压侧（110kV）：

• 投入复合电压闭锁过流保护（非方向性），电流定值1.2倍$I_N$，低电压50V，负序电压8V，延时0.8秒。

3. 低压侧（10kV）：

• 投入过电流保护（无电压闭锁），电流定值1.5倍$I_N$，延时0.5秒。

• 投入过负荷保护，电流定值1.1倍$I_N$，延时10分钟发信号。

四、注意事项

1. CT变比匹配：保护用CT变比需与测量CT分开，避免饱和导致误动。

2. 方向元件极性：方向性保护需严格校验极性，确保指向正确。

3. 整定计算书审核：定值需经继电保护专业人员计算、审核，并经试验验证。

主变后备保护装置的定值计算需综合考虑保护功能选择、定值配合及系统运行特性，通过科学整定实现可靠性、选择性、灵敏性、速动性的平衡，确保变压器及电网安全运行。