【正文】 (1)負(fù)序電壓濾過器 負(fù)序電壓濾過器從三相電壓中取出負(fù)序電壓分量。 對裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)的低電壓繼電器，若在變壓器高壓側(cè)短路，其靈敏系數(shù)不能滿足要求時，可在變壓器高壓側(cè)再裝一套低電壓繼電器，兩套低電壓繼電器的接點(diǎn)并聯(lián)。 電流繼電器的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定。 IL,max—— 正常運(yùn)行時的最大負(fù)荷電流。 B 式中 m— 并列運(yùn)行的變壓器的臺數(shù)； 2 方案論證與設(shè)計 19 IN。保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 IL。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響。如圖 34 中，應(yīng)使 22112212 TATA nInIII ??? （ 11） 式中 1TAn —— 高壓側(cè)電流互感器的變比； 2TAn —— 低壓側(cè)電流互感器的變比。但實(shí)際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。為了實(shí)現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè) 各裝設(shè)一組電流互感 TA TA2，其二次側(cè)按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護(hù)，見圖 23。 瓦斯保護(hù)具有靈敏度高，動作迅速，接線簡單等優(yōu)點(diǎn)。氣體繼電器的輕瓦斯觸點(diǎn) KG1 由開口杯控制，構(gòu)成輕瓦斯保護(hù)，其動作后發(fā)出警報信號，重瓦斯觸點(diǎn) KG2 由擋板控制，構(gòu)成重瓦斯保護(hù)，其動作或經(jīng)信號發(fā)生器 KS 啟動出口中間繼電器 KCO， KCO的兩端觸點(diǎn)分別使斷路器 1QF、 2QF 跳閘，從而切斷故障電流。 值得注意是，變壓器初次投入運(yùn)行時，或由于換油等工作，油中混入少量的氣體，經(jīng)過一斷時間后，這些氣體又從油中分離出來，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，迫使開口杯下降，使輕瓦斯動作?？赏ㄟ^改變輕瓦斯觸點(diǎn)動作的氣體容積在250~300cm3 的范圍內(nèi)調(diào)整。 2 方案論證與設(shè)計 14 當(dāng)變壓器正常工作時，氣體繼電器內(nèi)充滿了油，開口杯內(nèi)也充滿了油，由于開口杯在游內(nèi)重力所產(chǎn)生的力矩比平衡重錘產(chǎn)生的力矩小，因此開口杯處于向上翹起狀態(tài)。所謂瓦斯保護(hù)信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯 的信號回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時信號，這就是 所謂的 “輕瓦斯 ”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的 “重瓦斯 ”。這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，可使氣流容易進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個故障時，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解 產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。 (5)其他保護(hù)。 (4)過負(fù)荷保護(hù)。 10000KVA 及以下的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，其過電流保護(hù)的動作時限應(yīng)大于 ．對于 2020KVA 以上的變壓器 ,當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時 ,也應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。 800KVA 及以上的油浸式變壓器的 400KVA 以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險，由于變壓器內(nèi)充滿了變壓器油，故障時的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性氣體，很容易引起油箱爆炸。 圖 12 雙重化主變壓器保護(hù)電流互感器次級配置圖 第 3 章 電力變壓器的繼電保護(hù) 2 方案論證與設(shè)計 11 圖 15 中 AYI. 、 BYI. 、 CYI. 分別表示變壓器星形側(cè)的三個線電流，和它們對應(yīng)的電流互感器二次電流為 aYI. 、 bYI. 、 cYI. .由于電流互感器的二次繞組為三角形接線 。但電流二次回路的切換較麻煩，因操作不當(dāng)會引起差 動保護(hù)誤動的情況時有發(fā)生，故保護(hù)方式滿足要求時，不建議過多進(jìn)行電流回路的切換。 2 方案論證與設(shè)計 9 圖 11 單套主變壓器保護(hù)電流互感器次級配置圖 圖 11 中看出，差動保護(hù)的保護(hù)范圍包括主變壓器的獨(dú)立電流互感器至套管的引線，當(dāng)旁代時則包括旁路母線。主變壓器保護(hù)的雙重化理由： 計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高性能計算機(jī)芯片的出現(xiàn)，主保護(hù)與后備保護(hù)合一的設(shè)計，在技術(shù)上使保護(hù)配置雙重化成為可能；有多年來線路保護(hù)雙重化的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；對供電可靠 性要求提高；雙重化的保護(hù)可采用不同廠家的產(chǎn)品、不同原理設(shè)計，對變壓器發(fā)生各類復(fù)雜故障時可靠地切除故障更有利。早期的主變壓器微機(jī)型保護(hù)，由于采用的還是主保護(hù)與后備保護(hù)分開的設(shè)計方案，一套主保護(hù)加各側(cè)后備保護(hù)、操作箱、失靈及非電量保護(hù)等，需 7 或 8 層機(jī)箱。規(guī)程中除對 330 kV及以上變壓器可裝設(shè)雙重差動保護(hù)外，一般均按單主 (一套主保護(hù) )單2 方案論證與設(shè)計 8 后 (一套后備保護(hù) )配置。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變壓器微機(jī)型保護(hù)越來越多，性能越來越好，使提高變壓器保護(hù)的運(yùn)行水平成為可能。 （ 5） 整定計算： 整定計算的原則和整定計算的過程 。 （ 2） 220KV主變壓器微機(jī)型保護(hù)的雙重化 的探 討。 本文所做的工作 本 文通較研究，得出一種較為合理的保護(hù)方案。 大型電力變壓器的繼電保護(hù)已經(jīng)從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型發(fā)展到了微機(jī)時代。變壓器后備保護(hù)作為主保護(hù)的有益補(bǔ)充，為有效地保護(hù)變壓器設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行安全發(fā)揮了巨大的作用，對變壓器后備保護(hù)的進(jìn)一步研究已經(jīng)引起了人們的重視。它實(shí)質(zhì)上是傳統(tǒng)變壓器保護(hù)中電量與非電量保護(hù)的一個擴(kuò)展，它的研究與發(fā)展，為變壓器保護(hù)的研究與發(fā)展提供了一個新的思路。 2 方案論證與設(shè)計 6 近年來，新器件、新技術(shù)的應(yīng)用為變壓器 保護(hù)的研究與發(fā)展提供了一個廣闊的天地。在高壓電力系統(tǒng)中，由于 TA 飽和、補(bǔ)償電容或長 線分布電容等因素的影響，內(nèi)部故障時差流中的二次諧波分量顯著增大，造成保護(hù)誤閉鎖和延時動作。間斷角原理從分析勵磁涌流波形本質(zhì)出發(fā)，為勵磁涌流的鑒別提供了新思路，沿著這個思路，波形比較法、波形對稱法和積分型波形對稱法相繼被提出。 1958 年， 和 提出了利用二次諧波鑒別變壓器勵磁涌流的方法，并在模擬式保護(hù)中加以 實(shí)現(xiàn)，同時，還提出了差動加速的方案，以差動加速、比率差動、二次諧波制動來構(gòu)成整個諧波制動式保護(hù)的主體，并一直延續(xù)至今。電流差動保護(hù)也以其原理簡單、選擇性好、可靠性高的特點(diǎn)在變壓器保護(hù)中獲得了極其成功的應(yīng)用。定時限過電流保護(hù)作為變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的后備保護(hù)。 為了保護(hù)變壓器內(nèi)部和引出線套管的故障，選擇了縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)。 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 基于單片機(jī)的受控正弦信號發(fā)生器設(shè)計 系 部 自動控制工程系 專 業(yè) 名 稱 發(fā)電廠及其電力系統(tǒng) 班 級 電 力 1091 班 姓 名 劉 超 學(xué) 號 202020463 指 導(dǎo) 教 師 王瑞 2020 年 9 月 1 日 2 方案論證與設(shè)計 2 22 萬變電站主變壓器 保護(hù) 摘要 ：變壓器是電力系統(tǒng)的 重要組成部分。根據(jù)短路計算的結(jié)果，選擇了短路器，隔離開關(guān)，母線電氣設(shè)備。本設(shè)計還選擇了瓦斯保護(hù)作為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時的主保護(hù)。 2 方案論證與設(shè)計 3 目 錄 第 1 章 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 變壓器保護(hù)的歷史及現(xiàn)狀 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 變壓器保護(hù)的發(fā)展趨勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． 3 第 2 章 220KV 主變壓器微機(jī)型保護(hù)的雙重化 的探討 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 變壓器保護(hù)雙重化的意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 雙主雙后主變壓器保護(hù)電流回路接入方式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 第 3 章 電力變壓器的繼電保護(hù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 第 4 章 2 方案論證與設(shè)計 4 第 1 章 緒論 1. 1 變壓器保護(hù)的歷史及現(xiàn)狀 2 方案論證與設(shè)計 5 追溯變壓器保護(hù)的發(fā)展歷史，以 1931 年 提出比率差動的變壓器保護(hù)標(biāo)志著差動保護(hù)作為變壓器 主保護(hù)時代的到來。 1941 年， 首次提出了利用諧波制動的差動保護(hù)，將諧波分析引入到變壓器差動保護(hù)中，并逐漸成為國外研究勵磁涌流制動方法的主要方向。變壓器保護(hù)在進(jìn)入數(shù)字微機(jī)時代后，利用微機(jī)強(qiáng)大的 運(yùn)算和處理能力，不斷提出新的勵磁涌流鑒別方法，在國內(nèi)外形成研究熱潮。然而，隨著電力系統(tǒng)以及變壓器制造技術(shù)的日益發(fā)展，利用涌流特征的各種判據(jù)在實(shí)用中均遇到了一些無法協(xié)調(diào)的矛盾。文獻(xiàn) [14]提出的采樣值差動原理與勵磁涌流波形無關(guān)，減少了計算量，提高了保護(hù)速度。隨著新的傳感元件和測量元件的出現(xiàn)，故障診斷及 預(yù)測充分利用各種現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析手段對變壓器的各個運(yùn)行狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)測與分析，越來越融入到變壓器保護(hù)中。目前，已經(jīng)有部分學(xué)者對變壓器相間后備保護(hù)配置的合理性以及變壓器零 序過流保護(hù)整定計算中的特殊問題進(jìn)行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。 智能技術(shù)發(fā)展迅速，分支眾多，除了模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等技 術(shù)被應(yīng)用于繼電保護(hù)中，更有吸引力的研究是將具有不同特性的智能技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到繼電保護(hù)中，例如：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊專家系統(tǒng)等，這些結(jié)合使得保護(hù)的性能得到了有意義的提高。 國內(nèi)的變壓器保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)及時加強(qiáng)新原理和新 技術(shù)的吸收和應(yīng)用，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和發(fā)展變壓器保護(hù)的實(shí)用技術(shù)，以提高防范變壓器事故的能力。通過對 220KV主變壓器的保護(hù)方案進(jìn)行比 應(yīng)包括以下幾個方面： （ 1） 繼電保護(hù)的綜述 以及變壓器保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中的作用。 （ 4）主變壓器保護(hù)裝置的配置： 電力變壓器的保護(hù)配置與方案確定 以及 接線配置圖 。因此，其動作正確率還很低。大型變壓器將瓦斯保護(hù)及縱聯(lián)差動保護(hù)作為主保護(hù)，各側(cè)安裝不同的復(fù)壓過流、方向零序或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)。采用晶體管及集成電路型的主變壓器保護(hù)，繼電器的性能提高，但回路組成及接線仍是脫胎于電磁型保護(hù)，一主 (一套主保護(hù) )一后 (一套后備保護(hù) )最少要 2 面屏，雙重化后回路也很復(fù)雜。由于一套保護(hù)的功能集中在一個機(jī)箱內(nèi)，雙套保護(hù)采用相同的輸入輸出設(shè)計，所以外圍接線簡潔，其外圍回路比主保護(hù)與后備保護(hù)分開的單套配置還簡單。在雙母帶旁路主接線方式下，旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)時，差動保護(hù)的電流回路進(jìn)行相應(yīng)切換，后備保護(hù)的電流回路不用切換。 在獨(dú)立電流互感器次級足夠時，可將第二套保護(hù)也接入獨(dú)立電流互感器，旁代時切套管電流互感器，這可確保正常運(yùn)行時兩套保護(hù)均有足夠的保護(hù)范圍，當(dāng)?shù)谝惶妆Ｗo(hù)因故退出時，不至于因第二套保護(hù)存在死區(qū)而影響主變壓器的正常運(yùn)行。如何取舍取決于各地的運(yùn)行習(xí)慣。 變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類，油箱內(nèi)故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及經(jīng)鐵芯燒毀等。 電力變壓器繼電保護(hù) 的配置 為了保證電力變壓器的安全運(yùn)行，根據(jù)《繼電保護(hù)與安全自動裝置的運(yùn)行條例》，2 方案論證與設(shè)計 12 針對變壓器的上述故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)： (1)瓦斯保護(hù)。 6300KVA 及以上并列運(yùn)行的變壓器， 10000KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè) 中 6300KVA 及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。 (3)相間短路的后備保護(hù)的形式較多，過電流保護(hù)和低電壓起動的過電流保護(hù)，宜用于中、小容量的降壓變壓器；復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，以及過電