【正文】 的各種故障。 (2)為防止瓦斯繼電器漏水而短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施。當變壓器 內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器的上觸點閉合，作用于至延時信號；發(fā)生嚴重故障時，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點閉合，經(jīng)信號繼電器，發(fā)出報警信號，同時通過聯(lián)片使出口繼電器動作使斷路器跳閘。當斷路器跳閘后，斷路器的輔助觸點斷開自保持回路，使 CKJ 恢復起始位置。沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計 26 氣體容積的調(diào)整可通過改變重錘位置來實現(xiàn)。它能反映變壓器繞組的相間短路、匝間 短路、引出線的相間短路以及中性點直接接地、系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線上的接地短路、是大、中型電力變壓器的主要保護方式。差動繼電器不動作。故在實現(xiàn)變壓器差動保護時，應(yīng)先考慮對兩側(cè)電流進行相位補償，再進行數(shù)值補償，都能保證正常運行和外部短路時繼電器中的電流等于零（理想）。為了擴大縱差保護范圍，電流互 感器應(yīng)盡量靠近斷路器。 當變壓器正常運行或外部故障時，注入差動繼電器的電流為不平衡電流。 此外，在實現(xiàn)變壓器差動保護時，還應(yīng)考慮變壓器勵磁涌流和變壓器差動保護的不平衡電流。故可不考慮。必須考慮勵磁涌流的影響以便更好的躲過勵磁涌流。 有間斷角。這樣做可以補償幅值和相位。 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計 28 變壓器差動保護的方式 采用 BCH―― 2型差動繼電器的差動保護 變壓器差動保護的整定計算 （一）差動繼電器動作電流的整定計算 應(yīng)考慮以下幾種情況 （ 1）在正常運行時，防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護誤動作。 (3)躲開電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負荷電流 reloper ? （ ） 式中 —— 變壓 器正常時歸算到基本側(cè)的最大負荷電流。 圖 復合電壓起動的過電流保護原理圖 正常運行時，因為負序電壓，所以負序電壓繼電器 KVN 不動作，動斷觸點閉 合，將線電壓 Uac 加在低電壓繼電器 KVU 上，其動斷觸點打開，保護裝置不動作。 KM起動后，動作情況與不對稱短路相同。保護動作后，應(yīng)帶時限動作于跳閘。根據(jù)主接線情 況，保護可帶一段或兩段時限，較沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計 30 短的時限用于縮小故障影響范圍，較長的時限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （ 3） 變壓器后備保護應(yīng)盡可能獨立，而不由發(fā)電機的后備保護代替。低電壓起動的過電流，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護的靈敏度有所提高，但若低。 最終采用復合電壓起動的過電流保護。但當為滿足遠后備而使接線大為復雜化時，允許縮短對相鄰線路的后備保護范圍。 外部相間短路保護應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項保護的接線，宜考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。 當電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時，低電壓繼電器動作，而整套保護裝置不會動作，故只通過中間繼電器發(fā)出斷線信號，由運行人員進行處理。此時，電流繼電器到少有兩個動作，于是起動時間繼電器 KT，經(jīng)預(yù)定延時，動作于跳閘。 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設(shè)計 29 復合電壓起動的過電流保護 復合電壓起動的過電流保護宜用于升壓變電器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。躲過變壓器的勵磁電流 : 即： Nreloper IKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； NI —— 變壓器基本側(cè)的額定電流； （ 2）躲過外部短路時的最大不平衡電流 m a a x. )( kererstr e lunbr e lo p e r IfUfKKIKI ?????? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； erf —— 電流互感器相對誤差，取 ； stK —— 電流互感器同型系數(shù)，取 1； —— 外部短路時流過基本側(cè)的最大短路電流； U? —— 變壓器分接頭改變而引起的誤差； erf? —— 繼電器整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差。 平衡繞組的作用：由于差動保護中兩側(cè)電流互感器的磁路不可能完全相同，且計算變比與選用變比不相同，所以平時總有不平衡電流流過繼電器，為了減少它的影響，可把平衡繞組接入差動保護的一臂中，起到電流數(shù)值的補償作用。 注意：由于本設(shè)計變壓器為兩繞組變壓器，接法為 Y/D11。并且偏向時間軸一側(cè)?？蛇_額定電流的 5－ 10 倍。當外部短路時由于電壓下降。當保護區(qū)內(nèi) 發(fā)生故障時，只要不平衡電流大雨繼電器的啟動電流，則繼電器動作，瞬時使變壓器的兩側(cè)斷路器 19DL和 20DL 跳閘。她主要是用于兩繞組或三繞組電力變壓器以及變流發(fā)電機的單相差動保護線路中作為主保護，繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時出現(xiàn)的暫態(tài)電流的作用。 按環(huán)流法接線變壓器縱差是利用比較變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電流和幅值和相位的原理構(gòu)成的。此時電流大于 差動繼電器動作電流，繼電器動作跳閘。變壓器縱差動保護單相原理接線圖所示。一般整定范圍在 － ，該流速指的是導油管中油流速度。通常氣體容積的整定范圍為 250－ 300 立方厘米。 為了消除復合式瓦斯繼電器的下觸點在發(fā)生重瓦斯時可能有跳動（接觸不穩(wěn)定）現(xiàn)象，出口繼電器有自保持觸點。 (4)瓦斯繼電器的引出線和電纜應(yīng)分別連接在電纜引線端子箱內(nèi)的端子上。 因此瓦斯保護可作為變壓器的主保護之一，與縱差動保護相互配合、相互補充，實現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計 24 圖 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖 瓦斯保護的原理接線圖 上面的觸點表示“輕瓦斯保護”，動作后經(jīng)延的發(fā)出報警信 號。正常運行時，上、下開口杯 2和 l 都浸在油中，開口杯和附件在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘 4 所產(chǎn)生的力矩，因此開口杯向上傾，干簧觸點 3斷開 。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護。 溫度信號裝置：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度信號裝置，其基本元件是帶電觸點的壓力式溫度計。國內(nèi)，在 220kV 系統(tǒng)中，廣泛采用中性點絕緣水平較高的分級絕緣變壓器，其中性點可接地運 行或不接地運行。各側(cè)保護裝置應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件； (3)供電給分開運行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護裝置外，還應(yīng)在每個供電支路裝設(shè)保護裝置； (4)對發(fā)電機－變壓器組，在變壓器低壓側(cè)不應(yīng)另設(shè)保護裝置，而利 用發(fā)電機的外部短路過電流保護。對雙繞組升壓變壓器應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機電壓側(cè)；對雙繞組降壓變壓器應(yīng)設(shè)在高壓側(cè)，當三側(cè)都有電源時，則三側(cè)都應(yīng)裝過負荷保護，對于單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，則過負荷保護只裝在電源側(cè)；若三繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)分別裝設(shè)過負荷保護；對于雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。 變壓器后備保護： 后備保護方案：過電流保護、復合電壓保護、 過負荷保護。對于高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護。 查《繼電保護和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，第 條。 對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器的標準規(guī)定，裝設(shè)信號裝置。 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照 GB 14258— 1993《繼電保護和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護裝置。因此，變壓器發(fā)生故障時，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設(shè)計 19 變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。當變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 由于非電量保護動作量 不需電氣量運算。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負荷的情況。 變壓器接地短路后備保護 在中性點直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地保護，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護和相鄰母線、線路接地保護的后備保護。 2）復合電壓（包括負序電壓及線路電壓）起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護不符合靈敏性要求的降壓變壓器。對高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護。 （ 7）反映變壓器非全相運行的非全相保護。 （ 2）反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的差動保護，或電流速斷保護 （ 3）作 為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護的過電流保護（或帶有復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護或阻抗保護）。 變壓器保護的配置 變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。當采用遠后備方式時 ,則應(yīng)接入雙回線路的電流 . 對于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序橫差動保護作為主保護 。2 IKi ssh ? 式中 sK 沖擊系數(shù)。 3).總的短路電流周期分量的有名值 最后將得到的各電源在某同一時刻供出的短路電流的標幺值換算成有名值，然后相加，便得到短 路點某一時刻的三相短路電流周期分量，即 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設(shè)計 15 （ ） 式中 ?tiI 有限容量供給的短路電流周期分量標幺值； ??I 無限大容量電源供給的短路電流的標幺值； tI 短路點 t 秒短路電流周期性分量的有效值， kA 。39。39。 在工程計算時，為進一步簡化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類型發(fā)電機可以合并；直接接于短路點的發(fā)電機一般予以單獨考慮，無限大容量的電源應(yīng)該單獨計算。 三相短路電流的計算 1).網(wǎng)絡(luò)模型的確定 計算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型，即忽略負荷電流；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示；認為各發(fā)電機電勢模值為 1，相角為 0。 6). 計算無限大容量的電源提供給的短路電流周期 分量的標幺值。 3). 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 39。 5).短路計算方法 在工程設(shè)計中，短路 電流計算均應(yīng)采用實用計算法。 4). 評價并確 定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 ，設(shè)備較少 根據(jù)以上幾種方案的比較以及本次設(shè)計變電所的實際情況，一次側(cè)為 2 回進線，而且根據(jù)負荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運行方式，二次側(cè)出線，有 12 回出線，并且用戶基本都是有重要負荷的，因此決定主接線的一次側(cè)采用雙母線接線；二次側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線。 。 。 ② 隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。 ②擴建方便。 ③母線故障后，能迅速恢復供電。 下面列表比較 各種方案的特點，根據(jù)設(shè)計要求從中選出最佳方案 . 表 220kV側(cè)母線接線比較方式 方案 項目 單母線分段接線 雙母線接線 可靠性 ①對重要用戶可以從不同段引出兩個回路。 （ 5）電器設(shè)備的選擇。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個或三個技術(shù)上相當，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能 力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性，經(jīng)濟性和可靠。當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。電力負荷在原始資料中雖已提 供，但設(shè)計時尚應(yīng)予以辨證地分析。 2）電力系統(tǒng)情況。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計思路、方法和驟相同。 （ 3）電能損失少。一般從以下方面考慮： （ 1）投資省。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并對一次和二次部分的改建工作量最 少。同時設(shè)計主接線時應(yīng)留有發(fā)展擴建的余地。因此，電氣主接線的可靠性是一次設(shè)備和二次設(shè)備在運行中可靠性的綜合，采用高質(zhì)量的元件和設(shè)備，不僅可以減小事故率，提高可靠性，而且還可以簡化接線。電氣主接線是由電氣設(shè)備相互連接而成的，電氣設(shè)備本身的質(zhì)量及可靠程度直接影響著主接線的可靠性。電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電、 用電同一時刻完成。 （ 2）變電所接入電力系統(tǒng)的方式。因事故被迫中斷供電的機會越小，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的