【正文】 不正常的運行狀態(tài)進行分析，然后重點研究應裝設的繼電保護裝置，以及保護裝置的整定計算。 (2)縱差保護或電流速斷保護。過負 荷保護通常只裝設在一相其動作進限較長。 氣體繼電器 構成和動作原理 瓦斯保護是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中的氣體繼電器構成的，如圖 32 所示。 瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。 當變壓器內部繁盛輕微故障時，產(chǎn)生不少氣體，逐漸集聚在氣體繼 電器的上部，使繼電器內的油面緩慢下降，當油面降到低于開口杯時，開口杯在空氣中重力加上杯內油的重力所產(chǎn)生的力矩，大于平衡重錘所產(chǎn)生的力矩，于是開口杯落下來，使固定在開口杯上的永磁鐵接近干簧觸點。在故障發(fā)生后，為了便于分析故障原因及其性質，可以通過放氣閥收集氣體，以便化驗分析瓦斯氣體的成分。 電力變壓器的縱差保護 原理 變壓器的縱聯(lián)差動保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護故障，是變壓器的主保護。當該電流大于 KD 的動作電流時， KD 動作。對于單側電源的變壓器保護裝置安裝在變壓器電源側，即作為變壓器本身故障的后備保護，又反映變壓器外部短路引起的過電流。 (2) 對降壓變壓器，應考慮負荷中電動機起動時的最大電流，即 I ＝Ｋ ssI’ L。 B （ 18） 故其動作電流比過電流保護的起動電流小，提高了保護的靈敏性。 濾過器的輸入端接 UABY與 UBC。由于 5 次諧 波屬負序性質，它可以通過濾過器。 ② 負序電壓元件的動作元件的動作電壓按避開正常運行的不平衡負序電壓整定。為了防止外部短路時不誤發(fā)過負荷信號，保護經(jīng)延時動作于信號。 溫度繼電器的工作原理： 當變壓器油溫升高時，受熱元件發(fā)熱升高使連接管中的液體膨脹，溫度計中的壓力增大，可動指針向指示溫度升高的方向轉動。 變壓器的冷卻系統(tǒng) 大型電力變壓器常用的冷卻方式一般分為 3 種：油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環(huán)。運行 )、其余所有冷卻器全部投入運行。 后備保護 A 220KV側 a 復合電壓閉鎖方向電流保護（方向原件可指向母線，也可指向變壓器，方向原 件的改變可用控制字實現(xiàn)）， I 段 2 級時限，第 1 級時限動作跳本側母聯(lián)斷路器，第 2 級時限動作跳本側斷路器； 2 方案論證與設計 27 b 復合電壓閉鎖過流保護， I 段 1 級時限，動作后跳 3 側斷路器； c 零序電壓閉鎖零序方向電流保護（ 方向原件可指向母線，也可指向變壓器，方向原件的改變可用控制字實現(xiàn) ） 分 2 段，每段 2 級時限， 2 段第 1 級時限動作跳本側母聯(lián)斷路器， 2 段第 2 級時限動作跳本側斷路器； d 零序電壓閉鎖零序過流保護， 1 段 2 級時限，第 1 時限動作跳 3 側斷路器，第 2 級時限留作備用； e 間隙過流保護， 1 段 1 級時限，跳 3 側斷路器； f 間隙過電壓保護 ， 1 段 1 級時限，跳 3 側斷路器； g 過負荷保護，發(fā)信號； h 設置過負荷聯(lián)切 110KV以及 35KV線路啟動回路； i 設斷路器失靈啟動回路； j 設置非全相保護。 （ 3）根據(jù)“反措”，要求裝置各保護段時限都可用硬壓板控制投退 。 （ 5）設有 CT 二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護功能。因此 25 項中明確規(guī)定，兩套保護的交流電流回路應相互獨立，目前對采用不同的電流互感器二次繞組是沒有任何異議的，但對電壓回路的相互獨立性卻存在不同的意見。但對于 220KV側有旁路的接線形式，我認為需在保護屏已有的三套電壓切換回路的情況下再增加一套，且旁路代路方式不是經(jīng)常出現(xiàn)，因此可以不考慮。如變壓器保護戶啟動斷路器失靈保護時，也必須設有相電流原件，并不 允許由瓦斯保護動作啟動失靈保護。但首先是這樣將增加大量跳閘出口壓板，如交叉跳220KV 變高斷路器、母聯(lián)斷路器、分段斷路器，不僅使保護接線復雜，運行檢2 方案論證與設計 32 修中壓板投退繁瑣，且這種剛好發(fā)生于兩套保護跳閘系統(tǒng)中各一個環(huán)節(jié)的交叉故障的幾率很小，因此仍采用兩套保護分別作用于斷路器兩套跳閘線圈的方式。 220KV 側后備 保護 A 220KV側相間后備保護 配置兩套復合電壓閉鎖過流保護，每套保護按二段式設置。第一時限母聯(lián)或分段斷路器，第二時限跳變壓器本側斷路器。 過流 I 段按躲最大負荷電流，保 110KV 母線故障 靈敏度整定。 零序電流 II 段取一次值 300A，與 110KV 出線零序 IV段配合，第一時限切母聯(lián)，第 II 時限切本側（ I 段時間 +級差），第 III 時限切各側（ II 段時間 +級差）。 A 對 2 2 0 k V變壓器縱差保護的技術要求 （ 1） 在變壓器空載投入或外部短路切除后產(chǎn)生勵磁涌流時，縱差保護不應誤動作。 2 方案論證與設計 35 B 縱差保護整定計算內容 （ 1） 與縱差保護有關的變壓器參數(shù)計算，包括變壓器的各側額定電流 ,電流互感器和中間電流互感器的變比選擇等。 繞組接法為 Y N , Y N , d l l 。該坐標系縱軸為保護的動作電流 Iop；橫軸為制動電流 Ires，如圖 52 所示。 折線上任一點動作電流 Iop 與制 動電流 Ires 之比 Iop/Ires＝ Kres 稱為縱差保護的制動系數(shù)。 （ 2） 起始制動電流 的整定。差電流速斷的整定值應按躲過變壓器初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流整定，一般取 Iop＝ KIN/na 或 Iop＝ 式中： Iop—— 差電流速斷的動作電流； IN—— 變壓器的額定電流； K——倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小， K 推薦值如下： 6300kVA 及以下 7～ 12； 6300～ 31500kVA ～ ； 40000～ 120200kVA ～ ； 120200kVA 及以上 ～ ； 容量越大，系統(tǒng)電抗越大， K 取值越小。按鑒別涌流間斷角原理構成的變壓器差動保護，根據(jù)運行經(jīng)驗，閉鎖角可取為 60176。 分側差動保護應由比率制動式或標積制動式差動繼電器構成，其動作特性曲線為折線型，整定計算原則同發(fā)電機縱差保護。按最小運行方式下變壓器繞組引出端兩相金屬性短路，靈敏系數(shù) Ksen≥ 2 K II nsen op? ?a (312) 2 方案論證與設計 42 式中： —— 最小運行方式下，繞組引出端二相金屬性短路的短路電 流值； I’op—— 根據(jù) 在動作特性曲線上查得的動作電流。 可取 ＝ (～ )IN/na，一般宜取 (～ )IN/na,IN 為變壓器額定電流。有時還采用涌流導數(shù)的最小間斷角θ d 和最大波寬θ w，其閉鎖條件為 d≥ 65176。 見式 (34)和式 (35)。圖 53 為縱差保護靈敏系數(shù)計算說明圖。在實際應用中，是通過保護裝置的參數(shù)調節(jié)整定折線的斜率來滿足 制動系數(shù)的要求。目前利用微機構成的差動保護，其動作特性也有曲線形狀的，其制動系數(shù)不是常數(shù)。 電流互感器二次額定電流為 1A 表 2 變壓器參數(shù)計算表 2 方案論證與設計 36 序號 名 稱 各 側 參 數(shù) 高壓側 (H) 中壓側 (M) 低壓側 (L) 1 額定電壓 UN 220nhU KV? 110nmU KV? 10nlU KV? 2 額定電流 IN 3153 nnh nhSI U?? 6303 nnm nmSI U?? 69283 nnl nlSI U?? 3 各側接線 1) YN YN d11 4 各側電流互感器二次接線 d d Y 5 電流互感器的計算變比 nc 3 5461ch nhnI?? 3 10911cm nmnI?? 69281nlcl In ?? 6 電流互感器實際選用變比ns 600shn ? 1200smn ? 7500sln ? 7 各 側二次電流 I 3 1h nhshiIn?? 3 m nmsmiIn?? l slIi n?? 8 基本側的選擇 2) 1 9 中間電流互感器的變比 nm mh lin i?? mmmlin i?? 1)對于通過軟件實現(xiàn)電流相位和幅值補償?shù)奈C型保護，各側電流互感器二次均可按 Y 接線。 （ 3） 縱差保護動作特性參數(shù)的整定。 （ 3） 為提高保護的靈敏度 ,縱差保護應具有比率制動或標積制動特性。 2 方案論證與設計 34 C 110KV側零序過電壓保護和間隙零序電流保護 間隙保護方式采用零序電壓和零序電流動作后時間 原件相互扶持的方式。由于本段保護已從時間上可靠躲過反方向故障誤動，因此不帶方向。 零序 II 段與 220KV線路零序 IV段配合，保線路末端故障 靈敏度，母線故障 2 的靈敏度。 當 110KV 旁路代變中時，由于作為主保護的差動保護 I 退出，變高開關到套管的引線無瞬動保護，過流 I 段按變中、變低故障， 保出口短路靈敏度 整定， 切各側。為了接線方便設計中采用由斷路器操作箱中 TWJ 和 HWJ 的組合接點啟動非全相保護的方 式，而根據(jù)反措要求擴展后的觸點只能作為信號觸點，不能作為保護的判據(jù)，更不能采用該類觸點作為非全相保護和失靈保護的判據(jù)。在啟動變壓器高壓側斷路器失靈的回路中，只需注意本體保護出口接點不并入失靈啟動即可達到以上目的。這點在過去的工程中暢飲開關柜結構的問題或選型時沒注意而未實現(xiàn)，從而造成當 10KV斷路器與電流互感器間故障或 10KV 開關失靈時，故障切除時間太長，嚴重損害變壓器。2 方案論證與設計 30 這是由于其他側母線電壓對 10KV故障的反應靈敏度較差。 （ 2）采用高性能模數(shù)轉換器，采樣頻率高達 2400Hz（每周 48 點） ，保證其具有很高間斷角測量精度。 （ 5）保護裝置的主、后備保護應分別經(jīng)熔斷器接入獨立電源。 C 10KV側 a 復合電壓閉鎖過電流保護， 1 段 2 級時限，第 1 級時限動作跳本側母聯(lián)斷路器，第 2 級時限動作跳 本側斷路器； b 過負荷保護，撫仙湖； 2 方案論證與設計 28 c 設低周減載保護電流啟動回路。在夏季高 運行中為滿足變壓器的各種運行工況，一般要求冷卻器 1 臺備 用 (運行冷卻器故障時可自動投入運行 )、 1 臺輔助 (變壓器負荷電流大于 70% i e 或上層油溫高于某一定值時自動投入 溫季節(jié)，機組滿負荷運行，變壓器冷卻裝置全部投入，但其上層油溫仍高達 70℃ 左右 (有時變壓器油枕油位因氣溫變化而高出指示范圍 )。而油浸風冷式是在油浸自冷式的基礎上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻。如經(jīng)強風冷后變壓器 的油溫降低，則可動指針逆時針轉動，信號和電風扇工作停止；反之，如變壓器油溫繼續(xù)升高，可動指針順時針轉動到與紅色定位指針接觸，這是未避免事故發(fā)生而接通短路器跳閘線圈回路，使短路器跳閘，切除變壓器，并發(fā)出聲響燈光信號。 電力變壓器的溫度保護 當變壓器的冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生外部短路和過負荷時，變壓器的油溫將升高。 ③ 方向元件的整定： a 三側有電源的三繞組生壓變壓器，在高壓側和中壓側加功率方向元件，其方向可指向該側母線； b 高壓及中壓側有電源或三側均有電源的三繞組降壓變壓器的聯(lián)絡變壓器，在高壓側和中壓側加功率方向元件，其方向宜指向變壓器。 (2) 復合電壓起動的過電流保護的工作原理 在正常運行時，由于電壓沒有 負序分量，所以負序電壓繼電器 KVZ 的動斷觸點閉合，將線電壓加入低電壓繼電器 KV的線圈上， KV動斷觸點斷開，保護裝置不動作。因為 clXR 31 ? ，電流 ABI 超前01.. 30ABU 。 對裝設在變壓器低壓側的低電壓繼電器，若在變壓器高壓側短路，其靈敏系數(shù)不能滿足要求時，可在變壓器高壓側再裝一套低電壓繼電器，兩套低電壓繼電器的接點并聯(lián)。 IL,max—— 正常運行時的最大負荷電流。保護裝置的動作電流應按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流 IL。如圖 34 中，應使 22112212 TATA nInIII ??? （ 11） 式中 1TAn —— 高壓側電流互感器的變比； 2TAn —— 低壓側電流互感器的變比。為了實現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側 各裝設一組電流互感 TA TA2，其二次側按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側的正極性端子均置于靠近母線的一側，則將它們二次側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，構成縱聯(lián)差動保護，見圖 23。氣體繼電器的輕瓦斯觸點 KG1 由開口杯控制，構成輕瓦斯保護，其動作后發(fā)出警報信號，重瓦斯觸點 KG2 由擋板控制，構成重瓦斯保護，其動作或經(jīng)信號發(fā)生器 KS 啟動出口中間繼電器 KCO， KCO的兩端觸點分別使斷路器 1QF、 2QF 跳閘，從而切斷故障電流?？赏?