《串联变压器继电保护技术导则》

ICS

备案号：

中华人民共和国电力行业标准

DL/T—202X

串联变压器继电保护技术导则

GuideofProtectionRelayingforSeriestransformer

（征求意见稿）

（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）

20--发布20--实施

中华人民共和国能源局发布

DL/TXXX—202X

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》给出的规则制定。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由电力行业继电保护标准化技术委员会（DL/TC15）归口。

本文件的起草单位：

本文件主要起草人：

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市

白广路二条1号，100761）。

2

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串联变压器继电保护技术导则

1范围

本文件规定了串联变压器相关继电保护的技术要求、配置要求、二次回路、整定计算。

本文件适用于110kV及以上电压等级接入的统一潮流控制器、静止同步串联补偿器、

可控移相器等主要柔性交流输电设备工程的串联变压器。其他电压等级、其他类型的含串联

变压器的柔性交流输电设备，以及常规电网应用串联变压器的其他场景可参照执行。

注：应针对具体工程条件和要求使用本文件，必要时应做相应的补充。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期

的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改单）适用于本文件。

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T15145输电线路保护装置通用技术条件

GB/T16847保护用电流互感器暂态特性技术要求

GB/T20840.2互感器第2部分-电流互感器的补充技术要求

GB/T20840.7互感器第7部分-电子式电压互感器

GB/T20840.8互感器第8部分-电子式电流互感器

GB/T22386电气继电器第24部分：电力系统暂态数据交换通用格式

GB40864-2021柔性交流输电设备接入电网继电保护技术规范

DL/T277高压直流输电系统控制保护整定技术规程

DL/T478静态继电保护及安全自动装置通用技术条件

DL/T559220kV~750kV电网继电保护装置运行整定规程

DL/T587微机继电保护装置运行管理规程

DL/T667远动设备和系统第5部分：传输规约第103篇继电保护设备信息接口配

套标准

DL/T684大型发电机变压器继电保护整定计算导则

DL/T720电力系统继电保护柜、屏通用技术条件

DL/T770-2001微机变压器保护装置通用技术要求

DL/T866电流互感器和电压互感器选择及计算规程

DL/T1193柔性输电术语

3术语定义

GB/T2900.49、GB/T6115.1、GB/T6115.3、DL/T365、DL/T366和DL/T1219-2013界

定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

串联变压器seriestransformer

具有一侧串联绕组或分裂串联绕组，用于向电网输出串联调节电压的电力变压器。

3

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3.2

串联绕组差动保护serieswindingdifferentialprotection

由串联变压器串联绕组的各端电流按相构成，反映串联变压器串联绕组相间或接地故障

的差动保护。

3.3

柔性交流输电设备flexiblealternatingcurrenttransmissionsystems(FACTS)

基于电力电子设备或其他静止控制设备来增强交流输电系统的可控性和功率传输能力

的设备。实际应用的柔性交流输电设备主要包括串联电容器补充装置、统一潮流控制器、可

控移相器、故障电流限制器、可控并联电抗器、静止无功补偿装置、静止同步补充器等。

3.4

晶闸管旁路开关thyristorbypassswitch（TBS）

由正反向并联晶闸管、限流电抗器及其附属设备构成的电力电子开关。与被保护设备并

联，用来旁路被保护设备，具有快速触发导通、短时承受被保护设备故障电流的能力。

3.5

机械旁路开关mechanicalbypassswitch(bypassbreaker)

一种专用的断路器，要求其具有快速合闸能力，用来旁路串联型补偿设备，是线路串联

型补偿设备投入和退出运行的主要操作设备。

注：又称“旁路断路器”。

4总则

4.1本文件旨在通过规范串联变压器相关继电保护装置的技术要求、配置要求、二次回路、

整定计算，提高串联变压器保护装置的标准化水平，为串联变压器保护装置的设计、制

造、运行、管理和维护工作提供有利条件，提高串联变压器保护装置运行、管理水平。

4.2串联变压器继电保护的配置及整定应满足电网运行需求，增强电网安全稳定运行的调

节能力和措施。串联变压器相关一、二设备配置和选型，应有利于提升继电保护的可靠

性、选择性、速动性及灵敏性。

4.3串联变压器继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性及灵敏性的要求，符合GB/T

14285、DL/T478规定。

4.4应充分考虑柔性交流输电设备接入与原有交流系统的协调配合，不得影响原有交流系

统的保护性能。

4.5应充分考虑柔性交流输电设备控保系统与串联变压器运行的协调配合，串联变压器继

电保护配置及整定应满足柔性交流输电设备各种运行方式的需求。

5保护功能要求

5.1一般要求

4

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5.1.1串联变压器继电保护应能正确反映故障特征，区外故障时，串联变压器主保护应采

取措施防止主保护误动作。

5.1.2区内故障时，柔性交流输电设备继电保护应能正确反映故障类型，采取措施快速隔

离柔性交流输电设备，防止设备故障影响一次系统的正常运行。

5.1.3若一次系统上采用旁路合闸方式作为隔离串联变压器的首要方式，应对串联绕组衰

减非周期分量对串联变压器继电保护的影响。

5.1.4串联变压器故障时，应防止线路保护重合于故障变压器。

5.1.5串联变压器继电保护应能适应工程确定的所有运行方式，包括柔性交流输电设备动

态调节过程、运行方式切换过程等。

5.1.6串联变压器继电保护应按保护对象就近配置，能够覆盖保护区域内所有相关电气设

备，并与柔性交流输电设备保护范围交叉，不应存在保护死区。

5.1.7结合串联变压器的本体结构及特点配置非电量保护，非电量保护应相对独立，并具

有独立的电源回路和跳闸出口回路。

5.1.8保护定值应与设备设计中所承受的能力相匹配并保留一定裕度，保护功能与柔性交

流输电设备的控制系统策略应相互协调配合。

5.1.9保护装置的参数设置，应适应串联变压器的实际接线方式，包括变压器各侧绕组的

接线组别、钟点数等。

5.1.10串联变压器继电保护宜与柔性交流输电设备的控制系统协同配合使用，确保串联变

压器继电保护技术性能与柔性交流输电设备的控制特性协同。

5.2保护配置要求

5.2.1110kV及以上电压等级串联变压器宜配置双重化的主、后备保护一体化电气量保护

和一套非电量保护。额定电压小于110kV的串联变压器宜参考110kV及以上电压等级执行。

工程确有需求的，也可参照三取二方式配置电气量保护。

5.2.2保护装置应采用可靠的冗余设计，冗余结构中的每一套保护装置均应具备独立的测

量回路、电源回路、输入输出回路和通信回路等，确保冗余配置的保护装置及其回路之间应

完全独立，无直接的电气联系。

5.2.3串联变压器主保护配置如下：

a)配置纵差保护或分相差动保护；保护范围包括串联变压器各侧的电流互感器之间的

区域，应能正确检测保护范围内的各类短路故障(含匝间短路)，应具有区外故障

穿越电流制动特性，应配置差动速断保护实现区内严重故障的快速跳闸；

b)可配置不需整定的零序分量、负序分量或变化量等反映轻微故障的故障分量差动保

护。

c)为提高切除串联变压器串联绕组单相接地故障的可靠性，串联变压器应配置由绕组

端CT构成的绕组差动保护；

注1：分相差动保护是指将变压器的各相绕组分别作为被保护对象，由每相绕组的各

侧CT构成的差动保护，该保护能反映变压器某一相各侧全部故障；

注2：零序分量、负序分量或变化量等反映轻微故障的差动保护称为故障分量差动保

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护。

注3：绕组差动保护是指将变压器的各侧绕组作为被保护对象，由绕组的端电流按相

构成的差动保护，该保护不能反映绕组的全部故障，能够反映绕组的相间、接地故障。

串联变压器串联绕组的绕组差动保护，其保护范围可能与其他主设备或线路保护范围

重叠。

5.2.4串联变压器后备保护：

a)绕组过电压保护，反映串联绕组端间过电压的状态；

b)过流保护，反映串联变压器热过流状态，宜采用定时限特性；

c)配置可选配的零序过流保护，作为阀侧系统接地故障的总后备保护；

d)配置可选配的过励磁保护，作为串联变压器过励磁状态的后备保护；

e)配置可选配的平衡绕组零序过电流保护，反映串联变压器匝间短路等轻微不平衡故

障。

5.2.5串联变压器非电量保护应随串联变压器本体配套提供，制造商应为串联变压器非电

量保护提供合适的接口以便接入保护设备。当串联变压器发生了冷却器故障、油温过高、油

压异常、油位过低、气体积聚和气体冲击等故障时，非电量保护应根据故障严重程度及时发

出报警或跳闸信号；

5.3技术原则

5.3.1纵差保护技术原则如下：

a)取串联变压器各侧电流互感器构成纵差保护；

b)具有防止励磁涌流引起保护误动的功能；

c)纵差保护应具有防止区外故障误动的制动特性；

d)纵差保护应具有严重内部故障下的差动速断功能；

e)纵差保护应具有防止电流互感器暂态饱和过程中误动的措施；

f)纵差保护应具有电流互感器断线判别功能，应告警并能选择是否闭锁比率差动。

g)纵差保护应具有差流越限告警功能；

h)纵差保护应具有防止过励磁引起误动的功能；

i)纵差保护动作值准确度不大于5%或不大于0.02In；

j)差动速断动作时间(1.5倍基波动作值)不大于20ms；

k)差动动作时间(2倍基波动作值)不大于30ms；

5.3.2绕组差动保护技术原则如下：

a)取串联绕组端电流，构成绕组差动保护；

b)绕组差动保护应具有防止区外故障误动的制动特性；

c)绕组差动保护应具有防止电流互感器暂态饱和过程中误动的措施；

d)绕组差动保护应具有电流互感器断线判别功能，应告警并能选择是否闭锁比率差

动。

e)绕组差动保护应具有差流越限告警功能；

f)绕组差动保护动作值准确度不大于5%或不大于0.02In；

g)绕组差动动作时间(2倍基波动作值)不大于30ms；

5.3.3绕组过电压保护技术原则如下：

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a)串联变压器的串联绕组宜配置绕组过电压保护；

b)绕组过电压保护应能整定，以便和串联变压器过电压特性近似匹配；

c)绕组过电压保护以串联变压器的串联绕组相电压为计算量，任意相满足动作条件时

保护应动作；

d)若采用两组电压互感器计算端间电压，应具有防止任意端电压互感器断线的判别功

能，当电压互感器发生断线时应闭锁绕组过电压保护；

e)绕组过电压保护电压整定值允许误差：±5%或±0.01Un；

f)绕组过电压保护动作时间允许误差(1.2倍基波动作值时)：不大于1%或不大于

40ms。

5.3.4过流保护技术原则如下：

a)串联变压器应取串联绕组电流互感器，构成过流保护；

b)串联变压器宜取平衡绕组或角形接线环内电流互感器，构成零序过流保护；

c)电流整定值允许误差：±5%或±0.02In；

d)动作时间允许误差(1.2倍基波动作值时)：不大于1%或不大于40ms。

5.3.5旁路合闸技术原则如下：

a)若一次系统上采用旁路合闸作为快速隔离串联变压器的方式时，应配置旁路合闸失

灵保护；

b)旁路合闸失灵保护若不经电流判据判别，应采取技术措施防止合闸失灵保护误判

别；

c)旁路合闸失灵保护若经电流判据判别，应保证线路轻载工况下旁路合闸失灵保护能

够正确判别；

6串联变压器保护的整定计算

6.1一般要求

6.1.1继电保护的整定应满足可靠性、速动性、选择性及灵敏性要求的基本要求。

6.1.2如采取各种措施后，继电保护的选择性、灵敏性和速动性仍不能满足规定的要求，

应与调度运行部门协商，采取其他合理措施。

6.1.3串联变压器部分保护定值与柔性交流输电设备控制系统及电网特性有关，应结合具

体工程通过仿真试验和系统实际试验确定。

6.1.4计算分析中仿真模型、参数及控制保护特性应与实际工程一致。

6.1.5串联变压器保护整定计算应满足DL/T684要求。

6.1.6串联变压器所接入电网继电保护整定应满足DL/T559要求，同时应考虑柔性交流输

电接入所带来影响及特殊要求。

6.1.7电流整定值应高于微机保护的最小采样精度，不应低于0.05In(In为电流互感器二

次额定电流，如1A或5A)。

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6.1.8柔性交流输电设备对外等效阻抗可能呈现容抗或感抗特性，应考虑对继电保护方向

元件整定计算的影响。串联变压器接入输电线路时，交流系统短路计算应考虑串联变压器漏

抗串入的因素。

6.1.9零序电流保护整定计算应考虑串联变压器不同结构及参数的影响。

6.2纵差保护

纵差保护是由串联变压器各侧开关电流或套管电流构成的差动保护，该保护能反映串联

变压器及引线各种区内故障。

6.2.1串联变压器短路电流计算

为整定串联变压器纵差保护，需作两种运行方式下的短路电流计算。

在系统最大运行方式下串联变压器串联绕组外部短路时，计算通过串联变压器纵差保护

的最大穿越性短路电流(通常是三相短路电流)，其目的是为计算差动保护的最大不平衡电流

和最大制动电流。

在系统最小运行方式下，计算纵差保护区内最小短路电流(两相短路电流)，其目的是为

了计算差动保护的最小灵敏系数。受柔性交流输电设备非线性控制特性的影响，纵差保护区

内最小短路电流难以理论计算的，应选择系统最小运行方式，通过仿真试验、系统实际试验

确定最小短路电流。

6.2.2差动动作特性的整定

差动电流启动定值，为纵差保护最小动作电流值，应按躲过串联变压器额定负载时的最

大不平衡电流整定，可由式(1)计算如下：

=+Δ+Δ

Iop.minKrel(KerUm)Ie(1)

式中：

Ie——变压器二次额定电流；

Krel——可靠系数，一般取1.3～1.５；

Ker——电流互感器的比误差，10P型取0.03×2，5P型和TP型取0.01×2；

ΔU——串联变压器调档引起的误差，取调档范围中偏离额定值的最大值(百分值)。

Δm——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取0.05。

注1：串联变压器通常通过外部控制系统或外部供电系统调节串联变压器运行电压，此

时式（1）中ΔU应按0%计算；确为通过调节串联变压器分接头实现调档的，取调档范围

中偏移额定值的最大值进行计算。

注2：当差动保护以标幺值形式整定时，Ie仅为单位，不需代入计算其具体数值；当差

动保护以有名值方式整定时，Ie为变压器二次额定电流，需要代入计算其具体数值。例如，

+Δ+Δ

经过计算Krel(KerUm)为0.5，当差动保护以标幺值形式整定时，整定值取0.5；

当差动保护以有名值方式整定时(设保护装置有名值以串联侧为准，其数值为0.8A)，则整

定值取0.5*0.8A=0.4A。

=

在工程实用整定计算中可选取Iop.min(0.15~0.6)Ie。

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6.3串联绕组差动保护

该保护将串联变压器的串联绕组及其引线作为被保护对象，是由串联变压器串联绕组的

各端电流按相构成的差动保护，该保护仅能反映串联变压器串联绕组的相间及接地故障。串

联绕组差动保护采用比例制动，其动作特性曲线为折线型。

为计算差动保护的最大不平衡电流和最大制动电流，串联绕组的最大穿越电流按最大运

行方式下线路三相金属性短路故障计算。

差动保护的启动定值：Iop.min为差动保护最小动作电值，应按躲过正常串联变压器最

大负载时的最大不平衡电流整定，可由式(2)计算如下：

=

Iop.minKrelIunb.0(2)

式中：Ie——变压器二次额定电流，宜取变压器串联侧的变压器二次额定值；

Krel——可靠系数，取1.3～1.5；

Iunb.0——在变压器额定电流下，差动回路中的不平衡电流实测值。

差动回路中的不平衡电流不具备实测条件的，Iop.min可由式(3)整定：

=××

Iop.minKIrel20.03e(3)

=

工程中一般取Iop.min(0.1~0.3)Ie，一般宜取(0.1~0.3)In，Ie为变压器二次额定电

流，In为电流互感器二次额定电流。

灵敏系数应按最小运行方式下按以下规定校核：串联绕组两相金属性短路或单相故障计

算。根据计算最小短路电流和相应的制动电流，在动作特性曲线上查得对应的动作电流门槛，

要求灵敏系数不小于2。

6.4过流保护

过流保护作为串联变压器外部相间短路引起的变压器过流和变压器内部相间短路的后

备保护。过流保护以检测与串联变压器相交连的交流断路器电流或变压器套管电流作为判

据。串联变压器串联侧过流保护宜按照反映故障整定，与原有交流系统的定值整定统一协调

考虑。串联变压器阀侧过流保护宜按照反映变压器热过负荷状态整定。

过流保护按反映故障整定时，过流保护动作电流可由式(4)计算如下：

I(2)

=k.min

Iop(4)

Ksen

式中：

Iop——过流保护动作电流；

(2)

Ik.min——线路末端两相金属短路时流过保护的最小短路电流。

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Ksen——灵敏度系数，要求尽量大于1.3。

变压器的过流保护按反映故障整定时，延时定值也需要与原有交流系统的定值整定相

配合。

过流保护按反映变压器热过负荷状态整定时，可由式(5)计算如下：

K

=rel

IopIe(5)

Kr

式中：

Krel——可靠系数，取1.2；

Kr——返回系数，取0.95；

Ie——变压器二次额定电流。

变压器的过流能力由系统设计时的短时过负荷能力决定，延时定值也需要与变压器允许

的过负荷能力相匹配。

6.5过励磁保护

过励磁保护整定时，宜结合实际工程的短路情况，根据变压器制造厂商提供的变压器过

励磁能力，不需要考虑系统的配合，仅与变压器自身过励磁能力相关。

反时限过励磁保护的保护特性应与变压器的允许过励磁能力相配合，如图1所示。

N(%)1

2

t(s)

0

N-过励磁倍数；t-过励磁时间

1-制造厂给出的变压器允许过励磁能力曲线

2-过励磁保护整定的动作特性曲线

图1反时限变压器过励磁保护整定图例

反时限过励磁保护定值整定过程中，宜考虑一定的裕度，可以从动作时间和动作定值上

考虑裕度(两者取其一)。从时间上考虑时，可以考虑整定时间为曲线时间的60%～80%；从

动作定值考虑时，可以考虑整定定值为曲线定值除以1.05，最小定值应可以躲过系统正常

运行的最大电压。

6.6绕组过电压保护

绕组过电压保护作为串联变压器外部短路或调压系统异常过压引起的变压器串联绕组

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端间过电压的后备保护，以串联绕组端间电压的测量值作为动作判据。

绕组过电压保护动作电压可由式(6)计算如下：

=

UKUopsetn(6)

式中：

Uop——绕组过电压保护动作电压；

Kset——绕组过电压系数；

Un——串联变压器的串联绕组额定电压。

Kset及延时时间均应根据变压器制造厂提供的允许过电压能力或设计时系统过电压水

平决定。

保护定值宜按照标幺值设置。

6.7零序过流保护

串联变压器零序过流保护宜配置在串联变压器阀侧，作为串联变压器绕组、引线、相邻

元件接地故障的后备保护。零序电流采用三相电流的自产零序和外接中性点零序电流。零序

过流保护动作电流可由式(7)计算如下：

>

Iop.0I0set(7)

式中：

Iop.0——零序过流保护动作电流；

I0set——零序过流定值。

串联变压器阀侧零序过流保护与阀侧控制保护的零序保护最后一段配合，动作定值不大

于300A，延时定值应躲过阀侧控制保护反映接地故障的最长切除时间。

6.8平衡绕组零序过流保护

平衡绕组零序过流保护是串联变压器内部轻微不平衡故障的后备保护。平衡绕组零序电

流采用串联变压器三角形绕组环内零序电流。平衡绕组零序过流保护动作电流可由式(8)计

算如下：

>

Iop.0BIB0set(8)

式中：

Iop.0B——平衡绕组零序过流保护动作电流；

IBset0——零序过流定值。

串联变压器平衡绕组零序过流保护，动作定值不大于300A，延时定值应躲过串联变压

器主保护整组动作时间。

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7二次回路技术要求

7.1互感器要求

7.1.1保护用电流互感器配置应避免出现主保护的死区。接入保护的互感器二次绕组的分

配，应注意避免当一套保护停用时，出现被保护区内故障时的保护动作死区。同时又要尽可

能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。

7.1.2应做好串联变压器相关一、二次设备选型的协调，充分考虑继电保护的适应性，避

免出现互感器配置方案造成继电保护配置及整定难度的增加。

7.1.3保护区内故障时，电流互感器误差应不影响保护可靠动作；保护区外最严重故障时

电流互感器误差应不会导致保护误动作或无选择动作。

7.1.4电流互感器额定一次电流应根据串联变压器额定电流或最大工作电流选择。

7.1.5差动保护各侧的电流互感器的相关特性应一致，避免在区外故障遇到较大短路电流

时因各侧电流互感器的暂态特性不一致导致保护误动作。

7.1.6柔性交流输电设备采用旁路合闸的方式隔离变压器的，电流互感器选型时应考虑一

次衰减非周期电流对采样回路的影响，避免各侧电流互感器的暂态特性不一致导致保护误动

作。

7.1.7保护装置在正常运行时应能显示差流、电流、串联变压器串联绕组端对地电压、端

间电压等必要的参数及运行信息，默认状态下，相关的数值显示为二次值，也可选择显示系

统的一次值。

7.1.8保护用互感器性能应符合GB/T20840.2及DL/T866要求，其配置应避免使保护出

现死区。电流互感器变比选择应满足保护装置整定配合和可靠性的要求。

7.1.9串联变压器接入330kV及以上电压等级系统时，包括角型绕组CT在内的全部保护用

CT均应采用TPY型CT，串联变压器接入220kV电压等级系统时，保护优先采用TPY型CT，

若采用P级CT，为减轻可能发生的暂态饱和影响，其暂态系数不应小于2。

7.1.10电流互感器额定连续热电流、额定短时热电流和额定动稳定电流应能满足所在一次

回路最大负荷电流和短路电流的要求，并应考虑系统的发展情况。

7.1.11电流互感器额定一次电流选择应使得在额定电流比条件下的二次电流满足该回路

测量仪表和保护装置准确性要求。

7.1.12若一次系统上采用旁路合闸方式作为隔离串联变压器的首要方式，串联绕组旁路

后，电流互感器在传变该暂态过程的串联绕组非周期电流时，额定准确限值一次电流下的复

合误差应不超过5%。

7.1.13串联变压器各套保护接入的二次电流应来自独立的电流互感器二次绕组。

7.1.14串联变压器的串联绕组两端，应配置供保护使用的电流互感器、电压互感器。

7.1.15串联变压器含平衡绕组在内的三角形接线侧，三角形环内应配置供保护使用的电流

互感器。

7.2开关量输出

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7.2.1保护装置应配置足够出口继电器，便于与其他相邻元件的继电保护配合，满足启失

灵、闭锁重合闸等配合要求。

7.2.2串联变压器保护动作跳闸时除应跳开本侧线路断路器外，还应通过线路保护的远传

或远跳回路，跳线路对侧的断路器。

7.2.3若一次系统上采用旁路合闸方式作为隔离串联变压器的首要方式，应设置合旁路开

关、启合闸失灵的独立出口继电器，双套保护应出口至独立合闸线圈。

7.2.4合闸失灵保护动作后，除应跳开本侧线路断路器外，还应通过线路保护的远传或远

跳回路，跳线路对侧的断路器。

7.2.5若一次系统上采用断路器跳闸方式作为隔离串联变压器的首要方式，应设置跳断路

器、启断路器失灵的独立继电器。

7.2.6对于接入FACTS系统的串联变压器，应设置闭锁阀控制系统的独立继电器。

7.2.7涉及与其他二次设备的配合，可根据实际需求，配置独立继电器。

7.2.8串联变压器任意非告警类保护动作后，应闭锁串联变压器所在线路的重合闸功能。

7.2.9串联变压器任意非告警类保护动作后，应闭锁串联变压器所属的FACTS系统控制功

能。

13

DL/TXXX—202X

附录A

（资料性）

串联变压器保护分区及保护测点位置

串联变压器典型主接线图及保护配置如附图A.1、附图A.2所示。

网侧旁路开关

ITran1ITran2

U

U

Line

Bus串联变

压器

I

rG

I

TBS

vT阀侧旁路开关

(机械式/电力电子式)

调节控

制器

阀侧过流串联侧过绕组过电纵差保护纵差保护分相差保分相差保串联绕组平衡绕组阀侧零流

保护流保护压保护12护1护2差保护零流保护保护

电压互感器电流互感器

图A.1串联变压器保护示意图(阀侧采用旁路形式)

14

DL/TXXX—202X

网侧旁路开关

ITran1ITran2

串联变U

ILine

Tran3压器

U

Bus

IvT

并联变

压器调节控

制器

阀侧过流串联侧过绕组过电纵差保护纵差保护分相差保分相差保串联绕组平衡绕组阀侧零流

保护流保护压保护12护1护2差保护零流保护保护

电压互感器电流互感器

图A.2串联变压器保护示意图(阀侧无旁路形式)

15

DL/TXXX—202X

附录B

（资料性）

定值整定相关的典型串联变压器技术参数

定值整定相关的典型串联变压器技术参数，如附表B.1所示。

表B.1典型统一潮流控制器的串联变压器保护定值整定及计算

项目投标人保证值

变压器型式或型号户外，单相，三绕组，油浸式

串联侧绕组43.5/√3

a.额定电压（kV）阀侧绕组105/√3

平衡绕组10

b.额定频率（Hz）50

串联侧绕组100

c.额定容量（MVA）阀侧绕组100

平衡绕组34

d.相数1

e.调压方式、调压位置、调压范围-

f.中性点接地方式阀侧绕组中性点经大电阻接地

g.短路阻抗和允许偏差（全容量下）短路阻抗（%）允许偏差（%）

串联侧—阀侧20±5

串联侧—平衡28±7.5

阀侧—平衡6.5±7.5

在系统故障情况下，统一潮流控制器(UPFC)为例，根据串联变压器的旁路状态，稳态情

况下UPFC将呈现如下三种状态：

1.换流器快速保护动作，UPFC阀侧TBS或旁路断路器闭合；

2.换流器快速保护动作，UPFC阀侧和串联侧机械旁路断路器均闭合；

3.换流器快速保护未动作，UPFC控制输出电势为0。

分别计算上述三种情况下UPFC整体等效正序和零序阻抗，具体如下：

a)状态1：

平衡绕组空载，无正序电流流通，UPFC整体正序阻抗为串联侧-阀侧短路阻抗有名值：

Z1=43.5^2/300*0.2=1.26Ω

变压器各侧阻抗计算为：

串联侧阻抗标幺值：(0.2+0.28-0.065)/2=0.2075；

阀侧阻抗标幺值：(0.2+0.065-0.28)/2=-0.0075；

平衡绕组侧标幺值：(0.28+0.065-0.2)/2=0.0725；

UPFC整体零序阻抗为串联侧-(阀侧与平衡绕组并联)，零序阻抗标幺值：

16

DL/TXXX—202X

0.2075-0.0075*0.0725/(0.0725-0.0075)。零序阻抗有名值：

Z0=43.5^2/300*(0.2075-0.0075*0.0725/(0.0725-0.0075))=1.26Ω

b)状态2：

正序和零序阻抗均为0。

c)状态3：

考虑阀侧桥臂电抗器阻抗为18mH，折算到串联侧为0.97Ω。

UPFC整体正序阻抗为（串联侧-阀侧短路阻抗+桥臂电抗器阻抗）：

Z1=43.5^2/300*0.2+0.97=2.231Ω

UPFC整体零序阻抗为串联侧-平衡短路阻抗(阀侧为高值接地系统)：

Z0=43.5^2/300*0.28=1.766Ω

阻抗计算汇总见表2。

表B.2典型统一潮流控制器的串联变压器保护定值整定及计算

序号项目一次值(Ω)备注

1.UPFC正序阻抗1.26阀侧旁路后

2.UPFC零序阻抗1.26阀侧旁路后

3.UPFC正序阻抗0阀侧、串联侧均旁路

4.UPFC零序阻抗0阀侧、串联侧均旁路

5.UPFC正序阻抗2.231阀侧旁路前

6.UPFC零序阻抗1.766阀侧旁路前

7.桥臂电抗器0.97

17

DL/TXXX—202X

目次

前言......................................................................................................................................................2

1范围..........................................................................................................................................................3

2规范性引用文件......................................................................................................................................3

4总则..........................................................................................................................................................4

5保护功能要求..........................................................................................................................................4

5.1一般要求.......................................................................................................................................4

5.2保护配置要求...............................................................................................................................5

5.3技术原则.......................................................................................................................................6

6串联变压器保护的整定计算..................................................................................................................7

6.1一般要求.......................................................................................................................................7

6.2纵差保护.......................................................................................................................................8

6.3串联绕组差动保护.......................................................................................................................9

6.4过流保护.......................................................................................................................................9

6.5过励磁保护.................................................................................................................................10

6.6绕组过电压保护.........................................................................................................................10

6.7零序过流保护.............................................................................................................................11

6.8平衡绕组零序过流保护.............................................................................................................11

7二次回路技术要求................................................................................................................................12

7.1互感器要求.................................................................................................................................12

7.2开关量输出.................................................................................................................................12

附录A（资料性）串联变压器保护分区及保护测点位置..........................................................14

附录B（资料性）定值整定相关的典型串联变压器技术参数..................................................16

I

DL/TXXX—202X

串联变压器继电保护技术导则

1范围

本文件规定了串联变压器相关继电保护的技术要求、配置要求、二次回路、整定计算。

本文件适用于110kV及以上电压等级接入的统一潮流控制器、静止同步串联补偿器、

可控移相器等主要柔性交流输电设备工程的串联变压器。其他电压等级、其他类型的含串联

变压器的柔性交流输电设备，以及常规电网应用串联变压器的其他场景可参照执行。

注：应针对具体工程条件和要求使用本文件，必要时应做相应的补充。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期

的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改单）适用于本文件。

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T15145输电线路保护装置通用技术条件

GB/T16847保护用电流互感器暂态特性技术要求

GB/T20840.2互感器第2部分-电流互感器的补充技术要求

GB/T20840.7互感器第7部分-电子式电压互感器

GB/T20840.8互感器第8部分-电子式电流互感器

GB/T22386电气继电器第24部分：电力系统暂态数据交换通用格式

GB40864-2021柔性交流输电设备接入电网继电保护技术规范

DL/T277高压直流输电系统控制保护整定技术规程

DL/T478静态继电保护及安全自动装置通用技术条件

DL/T559220kV~750kV电网继电保护装置运行整定规程

DL/T587微机继电保护装置运行管理规程

DL/T667远动设备和系统第5部分：传输规约第103篇继电保护设备信息接口配

套标准

DL/T684大型发电机变压器继电保护整定计算导则

DL/T720电力系统继电保护柜、屏通用技术条件

DL/T770-2001微机变压器保护装置通用技术要求

DL/T866电流互感器和电压互感器选择及计算规程

DL/T1193柔性输电术语

3术语定义

GB/T2900.49、GB/T6115.1、GB/T6115.3、DL/T365、DL/T366和DL/T1219-2013界

定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

串联变压器seriestransformer

具有一侧串联绕组或分裂串联绕组，用于向电网输出串联调节电压的电力变压器。

3

DL/TXXX—202X

3.2

串联绕组差动保护serieswindingdifferentialprotection

由串联变压器串联绕组的各端电流按相构成，反映串联变压器串联绕组相间或接地故障

的差动保护。

3.3

柔性交流输电设备flexiblealternatingcurrenttransmissionsystems(FACTS)

基于电力电子设备或其他静止控制设备来增强交流输电系统的可控性和功率传输能力

的设备。实际应用的柔性交流输电设备主要包括串联电容器补充装置、统一潮流控制器、可

控移相器、故障电流限制器、可控并联电抗器、静止无功补偿装置、静止同步补充器等。

3.4

晶闸管旁路开关thyristorbypassswitch（TBS）

由正反向并联晶闸管、限流电抗器及其附属设备构成的电力电子开关。与被保护设备并

联，用来旁路被保护设备，具有快速触发导通、短时承受被保护设备故障电流的能力。

3.5

机械旁路开关mechanicalbypassswitch(bypassbreaker)

一种专用的断路器，要求其具有快速合闸能力，用来旁路串联型补偿设备，是线路串联

型补偿设备投入和退出运行的主要操作设备。

注：又称“旁路断路器”。

4总则

4.1本文件旨在通过规范串联变压器相关继电保护装置的技术要求、配置要求、二次回路、

整定计算，提高串联变压器保护装置的标准化水平，为串联变压器保护装置的设计、制

造、运行、管理和维护工作提供有利条件，提高串联变压器保护装置运行、管理水平。

4.2串联变压器继电保护的配置及整定应满足电网运行需求，增强电网安全稳定运行的调

节能力和措施。串联变压器相关一、二设备配置和选型，应有利于提升继电保护的可靠

性、选择性、速动性及灵敏性。

4.3串联变压器继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性及灵敏性的要求，符合GB/T

14285、DL/T478规定。

4.4应充分考虑柔性交流输电设备接入与原有交流系统的协调配合，不得影响原有交流系

统的保护性能。

4.5应充分考虑柔性交流输电设备控保系统与串联变压器运行的协调配合，串联变压器继

电保护配置及整定应满足柔性交流输电设备各种运行方式的需求。

5保护功能要求

5.1一般要求

4

DL/TXXX—202X

5.1.1串联变压器继电保护应能正确反映故障特征，区外故障时，串联变压器主保护应采

取措施防止主保护误动作。

5.1.2区内故障时，柔性交流输电设备继电保护应能正确反映故障类型，采取措施快速隔

离柔性交流输电设备，防止设备故障影响一次系统的正常运行。

5.1.3若一次系统上采用旁路合闸方式作为隔离串联变压器的首要方式，应对串联绕组衰

减非周期分量对串联变压器继电保护的影响。

5.1.4串联变压器故障时，应防止线路保护重合于故障变压器。

5.1.5串联变压器继电保护应能适应工程确定的所有运行方式，包括柔性交流输电设备动

态调节过程、运行方式切换过程等。

5.1.6串联变压器继电保护应按保护对象就近配置，能够覆盖保护区域内所有相关电气设

备，并与柔性交流输电设备保护范围交叉，不应存在保护死区。

5.1.7结合串联变压器的本体结构及特点配置非电量保护，非电量保护应相对独立，并具

有独立的电源回路和跳闸出口回路。

5.1.8保护定值应与设备设计中所承受的能力相匹配并保留一定裕度，保护功能与柔性交

流输电设备的控制系统策略应相互协调配合。

5.1.9保护装置的参数设置，应适应串联变压器的实际接线方式，包括变压器各侧绕组的

接线组别、钟点数等。

5.1.1