【正文】 6）固有分閘時(shí)間： 7）合閘時(shí)間： ，校驗(yàn)所選斷路器是否滿足要求。 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 第三章 主變壓器保護(hù)及整定計(jì)算 第一節(jié) 變壓器繼電保護(hù)故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài) 及其相應(yīng)的保護(hù)方式 電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，且是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件。這些故障將產(chǎn)生電弧，燒壞繞組絕緣及鐵芯，引起絕緣材料及變壓器的強(qiáng)烈氣化，甚至造成油箱的爆炸。 三、根據(jù)要設(shè)計(jì) 35kV 變電站主變壓器的參數(shù)，可能出現(xiàn)的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)，相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)該變電站的主變壓器配置以下保護(hù)： 1. 瓦斯保護(hù)：它是油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)，能反應(yīng)油面降低，并可根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 第 二節(jié) 變壓器瓦斯保護(hù) 該變電站的主變壓器是油浸式的。瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件。下面的觸點(diǎn)表示“重瓦斯保護(hù)”，動(dòng)作后起動(dòng)變壓器35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 保護(hù)的總出口繼電器，使斷路器跳閘。 瓦斯保護(hù)的缺點(diǎn)是不能反應(yīng)油箱以外變壓器套管及引出線等部位發(fā)生的故障，所以不能作為變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)。為實(shí)現(xiàn)比較，因而采用了環(huán)流法接線其保護(hù)范圍為兩側(cè)電流互感器之間的全部區(qū)域。39。此時(shí)，由于鐵心高度飽和使勵(lì)磁電流劇烈增加，從而形成了勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流的大小與合閘瞬間電壓的相位，變壓器容量的大小，鐵心中剩磁的大小和方向以及鐵心的特性等因素有關(guān)。為消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接 成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后即可把二次電流的相位校正過(guò)來(lái)。當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器時(shí)，35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 26 是利用它的平衡線圈來(lái)消除此差電流的 影響。 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流 如果差動(dòng)保護(hù)已按照某一變比調(diào)整好（如利用平衡線圈），則當(dāng)分接頭改接時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡電流流入差動(dòng)回路。 差動(dòng)線圈（工作繞組）的作用：在正常運(yùn)行及外部故障的情況下，通過(guò)差動(dòng)線圈的電流僅是不平衡電流，其對(duì)線圈的影響可以被平衡線圈消除到最小程度，不至于使差動(dòng)繼電器動(dòng)作，當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)部故障，由于短路電流通過(guò)差動(dòng)線圈，電流繼電器即可迅速動(dòng)作切除故障。 BCH2 差動(dòng)繼電器的動(dòng)作安匝為 60安匝，差動(dòng)線圈在 1 20 匝處有抽頭，因此，繼電器的相應(yīng)動(dòng)作電流可整定為 1 、 、 3 安，如果平衡線圈不使用，還可以將平衡線圈當(dāng)作差動(dòng)線圈來(lái)使用，這時(shí)繼電器差動(dòng) 線圈的最多匝數(shù)為 39 匝，相應(yīng)的最小動(dòng)作電流為 安。 BCH2 差動(dòng)繼電器保護(hù)整定計(jì)算 參數(shù)名稱 35kV 側(cè) 側(cè) 變壓器額定電流 I1e= 35310000? =165A I2e= ? =550A 電流互感器接線方式 三角形 星型 電流互感器一次電流值 3 165＝ 550A 電流互感器變比 300/5=60 600/5=120 電流互 感器二次電流值 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 1 繼電器一次側(cè)動(dòng)作電流的計(jì)算 由于二次回路額定電流 35KV 側(cè)大于 側(cè)，故此以 35K 側(cè)作基本側(cè)。 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 選取與 Wgzj相近的整數(shù)值作為適合的差動(dòng)線圈和一組平衡線圈之和的工作匝數(shù)，即 Wgz1= Wcd1+ Wph1＝ 7+1＝ 8 （ 3）以選出的適合工作匝數(shù)為基礎(chǔ)，計(jì)算 35kV 側(cè)差動(dòng)繼電器的二次動(dòng)作電流為 )(86010 AWAWI gzdz j ??? 式中： AW0―――――― BCH2 型差動(dòng)繼電器匝數(shù)，取 AW0＝ 60 安匝。在作為中小容量變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)，由于勵(lì)磁涌流倍數(shù)大，內(nèi)部故障時(shí)短路電流中的非周期分量衰減較快，對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間又可適當(dāng)降低，因此短路線圈應(yīng)該采用較多的匝數(shù)，一般選取“ 3— 3 或 4— 4”。按要求，靈敏系數(shù)不應(yīng)低于 2。 ,復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)具有以下特點(diǎn) : (1) 由于負(fù)序電壓繼電器的整定值小 .因此 ,在不對(duì)稱短路時(shí) ,電壓元件的靈敏系數(shù)高 。 第五節(jié) 主變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) 一、主變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) （原理接線圖見附圖 3－ 4） 圖 34 過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理接線圖 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 35 35kVDL2LHI10kV++t信號(hào)+ 當(dāng) 2LH 電流互感器檢測(cè)到主 變壓器的電流時(shí)，電流繼電器同樣也檢測(cè)到主變壓器的電流變化情況，因?yàn)樗鼈兪翘幱谝粋€(gè)串聯(lián)的整體，當(dāng)電流繼電器檢測(cè)到的電流超過(guò)整定值時(shí)其常開接點(diǎn)閉合，將時(shí)間繼電器的線圈接通電源，時(shí)間繼電器根據(jù)整定的過(guò)負(fù)荷時(shí)間來(lái)判斷是否動(dòng)作，當(dāng)打到時(shí)間整定值是其常開接點(diǎn)將閉合去啟動(dòng)信號(hào)繼電器發(fā)出信號(hào)，讓運(yùn)行人員去處理過(guò)負(fù)荷的問(wèn)題。當(dāng)主變壓器溫度升高時(shí)，溫度計(jì)中按比例膨脹的水銀推動(dòng)壓力式指針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)電接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到 60℃時(shí)接通一個(gè)接點(diǎn)，第一個(gè)中間繼電器線圈得電 ，其常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，對(duì)變壓器降溫。 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 37 第四章 10kV 出線繼電保護(hù)及整定計(jì)算 一、 10kV 出線繼電保護(hù)原理圖（見附圖編號(hào) 04） 二、原理說(shuō)明 10kV 出線側(cè)的保護(hù)裝設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。所 以增加了限時(shí)電流速斷保護(hù)：它主要是用來(lái)切除本線路上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷的后備。限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是 秒 ,過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是 秒。此種裝置較為簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)是不能一次性的發(fā)現(xiàn)故障線路，因此只要網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地故障，則在同一電壓等級(jí)下的所有母線即為正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地電容電流的算術(shù)和。 L—— 電壓為 nU 的線路總長(zhǎng)度（ km） 從計(jì)算中可以看出由于在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)的接地電容電流不大，而且三相之間的線電壓仍然保持對(duì) 稱不變，對(duì)負(fù)荷的供電沒(méi)有影響，因此還可以在運(yùn)行兩小時(shí)，而不必立即跳閘，這也是采用中性點(diǎn)不接地的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)告信號(hào)是指電力系統(tǒng)或個(gè)別電氣設(shè)備已有異常情況，“告訴”值班人員必需立即采取有效措施給以處理，如有異常不報(bào)或拖延時(shí)間，也會(huì)發(fā)展成事故。 （ 4） 當(dāng)發(fā)生音響信號(hào)后，應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸音響 ，并且隨之顯示的事故或異常的光字能保留，不影響緊接著再次發(fā)生事故或異常信號(hào)的報(bào)出。 KAM2起動(dòng) FM,發(fā)出事故音響 。二極管V2和電容器 C 起抗干擾作用 。 （ 2） 發(fā)生異常時(shí)能及時(shí)發(fā)出區(qū)別于事故音響的信號(hào)（警鈴）并伴有光字顯示異常的種類和區(qū)域。 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 48 第六章 中央信號(hào)裝置設(shè)計(jì) 當(dāng)電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)發(fā)生異常情況時(shí)，中央信號(hào)裝置可及時(shí)，準(zhǔn)確地發(fā)出指令和信號(hào)，運(yùn)行值班人員根據(jù)信號(hào)的性質(zhì)進(jìn)行正確的分析、判斷和處理，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以在適用計(jì)算中， I dI 可以近似地用下式計(jì)算求出。因此在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地后可以允許繼續(xù)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，但是如果一相接地的情況沒(méi)有被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和加以處理，則 由于其他兩個(gè)非故障相對(duì)地電壓的升高，可能會(huì)在絕緣薄弱處引起另一相對(duì)地絕緣被擊穿造成相間短路，因此必須裝設(shè)絕緣檢察裝置，以便在電網(wǎng)中發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)能及時(shí)的發(fā)出預(yù)告信號(hào)。其原理是講速斷中的中間繼電器改為帶時(shí)限的時(shí)間繼電器即可。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，一次測(cè)電流過(guò)大，通過(guò)互感器檢測(cè)，二次測(cè)電流也增大，當(dāng)達(dá)到電流繼電器 KA 的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器 KA 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，中間繼電器 ZJ 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，然后信號(hào)繼電器 KS 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，信號(hào)繼電器發(fā)出信號(hào)，且斷路器 QF 輔助常開觸點(diǎn)閉合，其跳閘線圈得電，斷路器 QF 跳閘。如果溫度還繼續(xù)升高，當(dāng)溫度達(dá)到 85℃時(shí)，接通接點(diǎn)，第二個(gè)中間繼電器線圈得電，其兩個(gè)常開觸點(diǎn)閉合，出口將主變壓器各側(cè)斷路器跳閘，同時(shí)發(fā)出信號(hào)。 保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出信號(hào)，時(shí)限取 10 秒，動(dòng)作電流按下式計(jì)算進(jìn)行整定： dzjI ≥lhfbejxK KK IK. ..K . ＝ ??? ＝ 那么動(dòng)作電流的整定值可以取為 : dzjI =4A 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 36 二、主變壓器溫度保護(hù) 主變壓器溫度保護(hù)選用 WTQ288 型電接點(diǎn)壓力溫度計(jì)。 (3) 在三相短路時(shí) ,如果由于瞬間負(fù)序電壓 ,使繼電器 4 和 5 動(dòng)作 ,則在負(fù)序電壓消失后 ,5又接于線電壓上 ,這時(shí)只要繼電器 5不返回 ,就可以保證保護(hù)裝置繼續(xù)處于動(dòng)作狀態(tài) .由于低電壓繼電器返回系數(shù) Kh﹥ 1,因此 ,實(shí)際上相當(dāng)于靈敏系數(shù)能提高Kh(=～ )倍 . 由于具有上述優(yōu)點(diǎn)且接線比較簡(jiǎn)單 ,因此 ,復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)已代替了低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) ,而得到比較廣泛的應(yīng)用 . 二、主變壓器復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算 dzI 整定 按大于變壓器的額定電流整定，即 ???? eBhkdz j IKKI （ A） 結(jié)論：復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)電流元件的動(dòng)作電流 dzI 整定值取 : dzI =7A；動(dòng)作時(shí)限?。?t＝ 整定 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 34 按躲開正常運(yùn)行方式下負(fù)序過(guò)濾器出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定，即 ＝（ ～ ） eBU ＝ 6～ 12（ V） dzU 整定 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通常采用以下公式整定相間電壓元件（低電壓繼電器）的起動(dòng)電壓，即 dzU ＝ eBU ＝ 70（ V） 式中： eBU ―――――― 變壓器 35kV 側(cè)電壓互感器的二次電壓， V。 第四節(jié) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理 本設(shè)計(jì) 35kV 總降壓變電站主變壓器采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)作為主變壓器內(nèi)部相間短路時(shí)的后備保護(hù)。本設(shè)計(jì)采用“ 3— 3”的短路線圈抽頭。 （ 2）適用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差 zaf? 計(jì)算 ??zaf 1222cdjphphjph WW WW ?? = ?? = （ 3）結(jié)論： zaf? 小于 ，不必再計(jì)算動(dòng)作電流。 型差動(dòng)繼電器的差動(dòng)線圈和平衡線圈匝數(shù)整定計(jì)算 二次回路中變壓器額定電流最大的一側(cè)稱為基本側(cè)，將雙繞組變壓器兩側(cè)電流互感器分別接于差動(dòng)繼電器的兩個(gè)平衡線圈上。因此要改變動(dòng)作安匝就必須改變兩個(gè)短路繞組的比數(shù)，即保持兩個(gè)短路繞組的比值不變；設(shè)置兩組平衡繞組的目的是為了適用于三組變壓器。 短路線圈的作用原理：主要用來(lái)消除不平衡電流中的非周期分量電流，以提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性。因此，對(duì)由此而產(chǎn)生的不平衡電流，應(yīng)在縱聯(lián)差動(dòng) 保護(hù)的整定值中予以考慮。因此，在差動(dòng)回路中所產(chǎn)生的不平衡電流也就較大。 由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流 由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)的變比，而變壓 器的變比也是一定的。因此，勵(lì)磁涌流具有以下特點(diǎn)： ? 包含很大成份的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)； ? 包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主； ? 波形之間出現(xiàn)間斷； 根據(jù)以上特點(diǎn)，在變壓器縱聯(lián)差 動(dòng)保護(hù)中采用下列方法防止勵(lì)磁涌流的影響： ? 采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器 ? 鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別構(gòu)成的保護(hù) ? 利用二次諧波制動(dòng)等 由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流 由于變壓器常采用 Y、 d11 的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差為 ?30 。 當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁涌流，其數(shù)值最大可達(dá)變壓器額定電流的 6～ 8 倍，所謂勵(lì)磁涌流，是在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，變壓器鐵心中的磁通應(yīng)滯后于外電壓 ?90 。 35kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部相間短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，如圖 b 所示，此時(shí)只有接于電源側(cè)的電流互感器 1LH 有短路電流 Ld1流過(guò)其二次側(cè)電流 I1d,接于負(fù)荷側(cè)的電流互感器 3LH 的一二次側(cè)電流均為零， 此時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流 Ij=i1d,當(dāng)繼電器的整定值小于此電流時(shí)則繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)和跳閘。因此，容量較大的變壓器上，幾乎都裝設(shè)了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，用于保護(hù)變壓器繞組、套管及引出線上的短路故障。為防止變壓器換油或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)引起重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)，可利用 QP 將跳閘回路切換到信號(hào)回路。通往繼電器的連接管具有 2%～ 4%的升高坡度。瓦斯繼電器具有反映油箱內(nèi)油、氣狀態(tài)和運(yùn)行情況的功能。 3. 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：主要用作外部短路及內(nèi)部短路時(shí)的后備保護(hù)。 二、變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài) 由于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流和外部接地短路引起的電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓；由于負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保