在中性點直接接地的高壓電網中，電力主變壓器開關有時因機構故障等異常必須退出系統運行，為了保證變壓器連續供電，通常采用旁路開關代主變開關運行。但是，由于在此期間，旁路開關保護通常退出運行，給電網穩定運行帶來安全隱患。

1 大型主變及旁路回路電流互感器(CT)及保護的配置情況
圖1為大型主變及旁路回路CT配置圖。
圖1 大型主變及旁路回路CT配置簡圖
　　為便于闡述接線原理，現將各CT的編號及線圈簡單化，只列出代表編號，下面說明其功能。
(1) 1LH(主變開關CT)主要用于變壓器差動保護、零序方向保護、母差保護、計量等；
(2) 2LH(主變套管CT)主要用于變壓器差動、方向過流、零序過流保護及功率、電流測量；
(3) 3LH(旁路開關CT)主要用于母差保護及線路(距離、零序、高頻)保護。

　　2 當前配置存在的問題

　　2.1 旁路代主變開關運行時，保護的運行情況

　　實際工作中，當用旁路開關代主變開關運行時，由于主變保護接線原理的特殊性，必須仍采用主變本保護，而不使用旁路開關的保護裝置。但隨著運行方式的變化，實際上主變保護裝置的保護范圍及配置也發生了相應的變化，主要表現在：
(1) 主變開關被代側零序方向保護停用；
(2) 母差保護電流回路由1LH轉移至3LH；
(3) 主變差動保護電流回路由1LH轉移至2LH。

　　其中第2點是由接線原理自動實現，而第3點則需由人工切換完成，且切換過程中需退出主變差動保護，差動保護的范圍也相應縮小。

　　2.2 故障時保護動作情況

(1) 當主變開關被代側套管至旁路開關CT引線間發生故障時(故障點見圖1)，經分析可知，短路點處于主變差動保護的盲區，故障點已不在其范圍之內。因此，主變差動保護無法將該故障點切除。
(2) 由于故障點也在母差保護的范圍之外，故母差保護也不能動作切除故障點。
(3) 故障產生的短路電流本可以使旁路保護動作，切除故障。但由于一般做法是將旁路開關距離、零序保護退出(投信號，保護跳閘出口壓板斷開)，故無法實現瞬時跳閘，此時故障點切除只能依靠該變電站對側線路保護后備段動作，造成本所部分母線或全站失壓。
(4) 由于故障持續時間取決于最后跳閘的對側電源開關，所以故障切除時間顯然較長，需1～4 s甚至更長時間，很難滿足系統穩定性的要求，很可能會造成系統瓦解和重大電氣設備損壞事故。
(5) 主變起動失靈保護在主變開關運行時，由于考慮主變范圍故障幾率較低(引線短且主變開關拒動可能性較小)，許多運行單位都將該壓板退出甚至取消。因此，部分單位人員對于旁路代主變開關運行時，也將旁路開關啟動失靈保護退出。通過分析，筆者認為在當前這種保護方式下運行，該壓板(失靈保護)投入運行是很有意義的。但是僅依靠這一點來補救和防范仍然十分薄弱，而且仍然會造成事故停電范圍擴大。

[$page]　　3 保護的改進方法

　　3.1 重新整定距離及零序保護

　　使旁路的距離、零序保護在旁路代主變開關的運行方式下，不退出運行，是解決該問題的有效方法之一。這可通過適當的整定計算將此范圍列入保護區，具體整定可按下列方法進行(為了保證保護能正確動作，被代側變壓器中性點應保證接地)：

(1) 距離保護的整定[1]
　　距離Ⅰ段：阻抗元件定值按照變壓器阻抗被代側歸算值的50%整定，不延伸出變壓器其它側；
　　距離Ⅱ段：阻抗元件按照變壓器在其它非代路側的母線發生短路時的條件整定，并且使阻抗元件有1.5的靈敏系數，時間元件與變壓器后備保護時間配合。

(2) 零序保護的整定[1]
　　方向是否投入按保護變壓器方式設定，零序Ⅰ段不伸出變壓器其它側。
　　因變壓器阻抗比旁路開關CT至變壓器套管CT間的引線阻抗大的多，作為變壓器電源側按上述方法整定可以保證故障發生時旁路保護的靈敏性和選擇性。而且旁路零序、距離Ⅰ、Ⅱ段保護不存在越級危險，也不影響電網原定值的配合，加上旁路保護的微機化，使保護定值現場更改十分方便，運行人員完全可以自己進行更改。

　　3.2 選取有專用線圈的旁路開關CT

　　假使選取的旁路開關CT有一組能滿足變壓器差動保護運行特性要求的專用線圈，只要將該專用線圈接成差動保護需要的三角形(晶體管保護)即可解決上述問題(套管CT差動線圈短接退出)，是一種可行的方案。
圖2 差動保護CT公共回路

　　3.3 采用新型的微機主變保護裝置

　　近來一種新型的主變微機保護推出——無論變壓器一次繞組接線組別如何配置，統一將用于變壓器差動保護的CT接成星型(角度差，通過微機保護內部處理)。那么只要旁路開關有一組CT線圈能夠滿足主變差動保護的使用要求，就可以解決旁路代主變運行時的保護盲區問題，不僅簡化了接線，甚至倒閘操作過程　中都無須退出變壓器差動保護(如圖2)，這一要求只要旁路CT設計選型時注意即可實現。其操作方法為：

(1) 201開關正常運行時：1SD引接，2SD短接(1SD、2SD均為雙投雙層端子)；
(2) 241開關代201開關運行：24　1開關對旁母充電正常后斷開，引接2SD，合上241開關，斷開201開關，短接1SD；
(3) 201開關倒回本開關運行，241開關停電：引接1SD，合上201開關，斷開241開關，短接2SD。