【正文】 按式 (31)或 (38)計(jì)算 S 值。這種分側(cè)差動(dòng)保護(hù)，如同發(fā)電機(jī)定子繞組差動(dòng)保護(hù)一樣，無(wú)須考慮繞組的勵(lì)磁涌流、過(guò)勵(lì)磁、調(diào)壓等的影響。整定值可用差電流中的二次諧波分量與基波分量的比值表示，通常稱這 一比值為二次諧波制動(dòng)比。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 40 圖 53 縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計(jì)算說(shuō)明圖 e 縱差保護(hù)的其他輔助整定計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的推薦 （ 1） 差電流速斷的整定。 在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取 ＝ (～ )IN／ na。 OA 表示無(wú)制動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)作電流，即保護(hù)的最小動(dòng)作電流。短路種數(shù)，一般按三相短路驗(yàn)算，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)。 C 縱差保護(hù)的整定計(jì)算 a 變壓器參數(shù)計(jì)算 與縱差保護(hù)有關(guān)的變壓器參數(shù)計(jì)算，可按表 2 所列的公式和步驟進(jìn)行。 （ 4 )在最小運(yùn)行方式下，縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)各側(cè)引出線上兩相金屬性短路時(shí)，保護(hù)的靈敏系數(shù)不應(yīng)小于 2 。 從保護(hù)設(shè)備的角度考慮，過(guò)流 I 段取一次值 10000A,與 10KV分段保護(hù)配合，第一時(shí)限閉自投，第二時(shí)限切本側(cè)。 零序 I 段按與 110KV出線零序 II 段 配合，保證 110KV 母線故障 靈敏度整定。 C 220KV側(cè)零序過(guò)電壓保護(hù)和間隙零序電流保護(hù) 為了避免間隙擊穿后零序電壓下降，因此間隙保護(hù)方式采用零序電壓和零序電流動(dòng)作后時(shí)間原件相互扶持的方式。對(duì)于 220KV 線路近區(qū)故障，本段保護(hù)已經(jīng)從時(shí)間上避免誤動(dòng)，因此不帶方向。 第 5 章 22 萬(wàn)變電站主變壓器整定計(jì)算原則及整定計(jì)算過(guò)程 變壓器保護(hù)的整定計(jì)算原則 變壓器主保護(hù) 結(jié)合主接線圖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。這樣做解決了本體保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)失靈的問(wèn)題，但由于手跳使 HHJ 復(fù)位，當(dāng)本體保護(hù)跳旁路斷路器時(shí)，事故音響信號(hào)將無(wú)法正常啟動(dòng)。由于二次諧波制動(dòng)原理較為成熟，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)較多，因此主變壓器兩套差動(dòng)保護(hù)統(tǒng)一采用二次諧波制動(dòng)原理。舊有母線電壓互感器，由于只有兩個(gè)星型繞組，因此兩套保護(hù)的交流電壓均取自同一個(gè)繞組，此時(shí)應(yīng)注意兩組電壓需經(jīng)不同的分支開(kāi)關(guān)。第 2 串口按 EISARS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口，可使用 PC 機(jī)進(jìn)行定制整定、調(diào)試和故障分析。 兩套主保護(hù)裝置的特點(diǎn) A、 WBZ1201 型（二次諧波原理）差動(dòng)主保護(hù)（含主、后備保護(hù)）特點(diǎn) （ 1）該保護(hù)的最大特點(diǎn)是在變壓器空投內(nèi)部故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作可以不受非故2 方案論證與設(shè)計(jì) 29 障相勵(lì)磁涌流影響； （ 2）裝置整體配置采用多 CPU 分層式結(jié)構(gòu)，主保護(hù)、后備保護(hù)以及監(jiān)控管理都由獨(dú)立 CPU的模件完成， 每個(gè)模件都可獨(dú)立完成一種或多種功能。 （ 2）后備保護(hù)裝置均獨(dú)立設(shè)置電源。即使日常負(fù)荷 變化和氣溫變化沒(méi)有如此之大，但變壓器的溫度變化是實(shí)際存在的。這種方式若將油的循環(huán)速度比自然對(duì)流時(shí)提高 3 倍，則變壓器可增加容量 30%。常用的電觸頭壓力式溫度繼電器的結(jié)構(gòu)圖，它由受熱元件、溫度計(jì)及附件組成，是按流體壓力原理工作的。油溫越高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影香其壽命。 ⑥ 復(fù)合電壓元件可取本側(cè)的，也可取變壓器各側(cè)“或”的方式。 (3) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算 2 方案論證與設(shè)計(jì) 23 ① 電流元件的動(dòng)作電流與低壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)中的電流元件的動(dòng)作整定值相同。因 . CR UU ?? ，故 .. ??? CRmn UUU 當(dāng)輸入負(fù)序電壓時(shí)， 2.. ABU 滯后 02.. 120BCU ，由圖可見(jiàn)， . jRC eUU ? ,故 )1( .. jRCRmn eUUUU ???? （ 19） 由于 .. CRAB UUU ?? ，且 . 3 jCR UU ? ，因此，03002..1. 30c o s jABR eUU ? ，以此代入（ 19）得 00 306002..2.. )1(30cos jjABmn eeUU ?? 00 .. jAjAB eUeU ?? （ 110） 由式（ 110）可見(jiàn)， 濾過(guò)器的輸出電壓與輸入的負(fù)序電壓成正比，相位超前輸入 A 相負(fù)序電壓 02. 30AU 。負(fù)序電2 方案論證與設(shè)計(jì) 21 壓繼電器由負(fù)序電壓濾過(guò)器和一個(gè)低電壓繼電器構(gòu)成。保護(hù)的起動(dòng)元件包括電流繼電器和低電壓繼電器。若各變壓器的容量相等時(shí)，可按下式計(jì)算為 I = 1?mm I N。 實(shí)際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及勵(lì)磁涌流等因素的影響，即使?jié)M足式 （ 11） 條件，差動(dòng)回路中仍回流過(guò)一定的不平衡電流 unbI. , unbI.越大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流也越大，差動(dòng)保護(hù)靈敏度就越低。 從圖 34 可見(jiàn)，正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為2212 IIIr ?? ，在理想的情況下，其值等于零。在變壓器加油或換油后及氣體繼 電器試驗(yàn)時(shí)，為了防止重瓦斯誤動(dòng)作，可以利用切片XB，使重瓦斯暫時(shí)改接到信號(hào)位置，只發(fā)信號(hào)。重瓦斯動(dòng)作的油流速度可利用流速整定螺桿，在 ~。重瓦斯部分主要有擋板、固定在擋板的磁鐵、重瓦斯干簧觸點(diǎn)及流速整定螺桿構(gòu)成。在正常運(yùn)行時(shí)，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開(kāi)；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開(kāi)的。 電力變壓器的瓦斯保護(hù) 在變壓器油箱內(nèi)常見(jiàn)的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓2 方案論證與設(shè)計(jì) 13 繞組對(duì)地絕緣破壞引起的單相接地。 (3)相間短路的后備保護(hù)的形式較多，過(guò)電流保護(hù)和低電壓起動(dòng)的過(guò)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(dòng)的過(guò)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(guò)電流保護(hù)靈敏度不能滿足要求的降壓變壓器；6300KVA 及以上的升壓變壓器，應(yīng)采用負(fù)序電流保護(hù)及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；對(duì)大容量升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，為了滿足靈敏度要求，還可以采用阻抗保護(hù)。 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(dòng)裝置的運(yùn)行條例》，2 方案論證與設(shè)計(jì) 12 針對(duì)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)。如何取舍取決于各地的運(yùn)行習(xí)慣。在雙母帶旁路主接線方式下，旁路開(kāi)關(guān)代主變壓器開(kāi)關(guān)時(shí)，差動(dòng)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。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。因此，其動(dòng)作正確率還很低。通過(guò)對(duì) 220KV主變壓器的保護(hù)方案進(jìn)行比 應(yīng)包括以下幾個(gè)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。 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(lái)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。隨著新的傳感元件和測(cè)量元件的出現(xiàn)，故障診斷及 預(yù)測(cè)充分利用各種現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析手段對(duì)變壓器的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，越來(lái)越融入到變壓器保護(hù)中。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(wú)法協(xié)調(diào)的矛盾。 1941 年， 首次提出了利用諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)，將諧波分析引入到變壓器差動(dòng)保護(hù)中，并逐漸成為國(guó)外研究勵(lì)磁涌流制動(dòng)方法的主要方向。本設(shè)計(jì)還選擇了瓦斯保護(hù)作為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)的主保護(hù)。 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于單片機(jī)的受控正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 系 部 自動(dòng)控制工程系 專 業(yè) 名 稱 發(fā)電廠及其電力系統(tǒng) 班 級(jí) 電 力 1091 班 姓 名 劉 超 學(xué) 號(hào) 202020463 指 導(dǎo) 教 師 王瑞 2020 年 9 月 1 日 2 方案論證與設(shè)計(jì) 2 22 萬(wàn)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。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。 1958 年， 和 提出了利用二次諧波鑒別變壓器勵(lì)磁涌流的方法，并在模擬式保護(hù)中加以 實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，還提出了差動(dòng)加速的方案，以差動(dòng)加速、比率差動(dòng)、二次諧波制動(dòng)來(lái)構(gòu)成整個(gè)諧波制動(dòng)式保護(hù)的主體，并一直延續(xù)至今。在高壓電力系統(tǒng)中，由于 TA 飽和、補(bǔ)償電容或長(zhǎng) 線分布電容等因素的影響，內(nèi)部故障時(shí)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(shí)動(dòng)作。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(gè)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(gè)新的思路。 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(shí)代。 （ 2） 220KV主變壓器微機(jī)型保護(hù)的雙重化 的探 討。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變壓器微機(jī)型保護(hù)越來(lái)越多，性能越來(lái)越好，使提高變壓器保護(hù)的運(yùn)行水平成為可能。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(kāi)的設(shè)計(jì)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。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 9 圖 11 單套主變壓器保護(hù)電流互感器次級(jí)配置圖 圖 11 中看出，差動(dòng)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(shí)則包括旁路母線。 圖 12 雙重化主變壓器保護(hù)電流互感器次級(jí)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(jì) 11 圖 15 中 AYI. 、 BYI. 、 CYI. 分別表示變壓器星形側(cè)的三個(gè)線電流，和它們對(duì)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 。 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)。 (4)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個(gè)故障時(shí)，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(shí)，油會(huì)迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時(shí)，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲(chǔ)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(shí)信號(hào)，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(shí)，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時(shí)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(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，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 ”。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 14 當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，氣體繼電器內(nèi)充滿了油，開(kāi)口杯內(nèi)也充滿了油，由于開(kāi)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(kāi)口杯處于向上翹起狀態(tài)。 值得注意是，變壓器初次投入運(yùn)行時(shí)，或由于換油等工作，油中混入少量的氣體，經(jīng)過(guò)一斷時(shí)間后，這些氣體又從油中分離出來(lái)，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，迫使開(kāi)口杯下降，使輕瓦斯動(dòng)作。 瓦斯保護(hù)具有靈敏度高，動(dòng)作迅速，接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但實(shí)際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過(guò)繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的靈敏度，關(guān)鍵問(wèn)題是減小或消除不平衡電流的影響。 B 式中 m— 并列運(yùn)行的變壓器的臺(tái)數(shù)； 2 方案論證與設(shè)計(jì) 19 IN。 電流繼電器的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器的額定電流整定。 (1)負(fù)序電壓濾過(guò)器 負(fù)序電壓濾過(guò)器從三相電壓中取出負(fù)序電壓分量。 實(shí)際上，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)， 負(fù)序電壓濾過(guò)器仍有一個(gè)不平衡電壓 unbU. 輸出。 低電壓元件的動(dòng)作電流為 BNop UU .? 式中 BNU. —— 變壓器額定電壓。 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過(guò)負(fù)荷，在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的。因此，《變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定：上層油溫最高允許值為 95℃，正2 方案論證與設(shè)計(jì) 25 常情況下不應(yīng)超過(guò) 85℃ ， 所以運(yùn)行 中對(duì)變壓器的上層油溫要進(jìn)行監(jiān)視。 溫度計(jì)是一只靈敏的流體壓力表，他有一支可動(dòng)指針和兩支定位指針?lè)謩e為黃色和紅色。風(fēng)冷變壓器又分為 2 種冷卻方式，即冷卻器冷卻和片式散熱器冷卻，2 方案論證與設(shè)計(jì) 26 其原理基本相同。 第 4 章 針對(duì) 220KV 主變壓器保護(hù)的配置 220KV 變壓器保護(hù)配置的原則 主 保護(hù) (1)差電流速斷保護(hù)； （ 2）比例制動(dòng)保護(hù)差動(dòng)采用二次諧波制動(dòng)原理； （ 3）比例制動(dòng)保護(hù)差動(dòng)采用間斷角閉鎖原理； （ 4）設(shè)有 CT 二次回路斷線檢查告警信號(hào)或閉鎖差動(dòng)保護(hù)（不包括差流速斷）的功能。 其他技術(shù)要求 （ 1）高、中、低 3