【正文】 和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，然后重點(diǎn)研究應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置，以及保護(hù)裝置的整定計(jì)算。(2)縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)通常只裝設(shè)在一相其動(dòng)作進(jìn)限較長。 氣體繼電器構(gòu)成和動(dòng)作原理 瓦斯保護(hù)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(gòu)成的，如圖 32 所示。2 方案論證與設(shè)計(jì)14瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。當(dāng)變壓器內(nèi)部繁盛輕微故障時(shí)，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(nèi)的油面緩慢下降，當(dāng)油面降到低于開口杯時(shí)，開口杯在空氣中重力加上杯內(nèi)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(diǎn)。在故障發(fā)生后，為了便于分析故障原因及其性質(zhì)，可以通過放氣閥收集氣體，以便化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。 電力變壓器的縱差保護(hù)原理變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。當(dāng)該電流大于 KD 的動(dòng)21IIr??作電流時(shí)，KD 動(dòng)作。對于單側(cè)電源的變壓器保護(hù)裝置安裝在變壓器電源側(cè)，即作為變壓器本身故障的后備保護(hù)，又反映變壓器外部短路引起的過電流。I(2) 對降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的最大電流，即　　 　 ＝Ｋ ssI’ L。B （18）IKrelI故其動(dòng)作電流比過電流保護(hù)的起動(dòng)電流小，提高了保護(hù)的靈敏性。濾過器的輸入端接UABY 與 UBC。由于 5 次諧波屬負(fù)序性質(zhì)，它可以通過濾過器。reK②負(fù)序電壓元件的動(dòng)作元件的動(dòng)作電壓按避開正常運(yùn)行的不平衡負(fù)序電壓整定。為了防止外部短路時(shí)不誤發(fā)過負(fù)荷信號，保護(hù)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號。溫度繼電器的工作原理：當(dāng)變壓器油溫升高時(shí)，受熱元件發(fā)熱升高使連接管中的液體膨脹，溫度計(jì)中的壓力增大，可動(dòng)指針向指示溫度升高的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。2 方案論證與設(shè)計(jì)26 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(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)。運(yùn)行) 、其余所有冷卻器全部投入運(yùn)行。 后備保護(hù)A 220KV 側(cè)a 復(fù)合電壓閉鎖方向電流保護(hù)（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(shí)現(xiàn)） ，I 段 2 級時(shí)限，第 1 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，第 2 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)斷路器；b 復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，I 段 1 級時(shí)限，動(dòng)作后跳 3 側(cè)斷路器；c 零序電壓閉鎖零序方向電流保護(hù)（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(shí)現(xiàn)）分 2 段，每段 2 級時(shí)限，2 段第 1 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，2 段第 2 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)斷路器；d 零序電壓閉鎖零序過流保護(hù)，1 段 2 級時(shí)限，第 1 時(shí)限動(dòng)作跳 3 側(cè)斷路器，第 2 級時(shí)限留作備用；e 間隙過流保護(hù)， 1 段 1 級時(shí)限，跳 3 側(cè)斷路器；f 間隙過電壓保護(hù)，1 段 1 級時(shí)限，跳 3 側(cè)斷路器；g 過負(fù)荷保護(hù)，發(fā)信號；h 設(shè)置過負(fù)荷聯(lián)切 110KV 以及 35KV 線路啟動(dòng)回路；i 設(shè)斷路器失靈啟動(dòng)回路；j 設(shè)置非全相保護(hù)。（3）根據(jù)“反措” ，要求裝置各保護(hù)段時(shí)限都可用硬壓板控制投退。（5）設(shè)有 CT 二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動(dòng)保護(hù)功能。因此 25 項(xiàng)中明確規(guī)定，兩套保護(hù)的交流電流回路應(yīng)相互獨(dú)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(dú)立性卻存在不同的意見。但對于 220KV 側(cè)有旁路的接線形式，我認(rèn)為需在保護(hù)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(hù)戶啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)時(shí)，也必須設(shè)有相電流原件，并不允許由瓦斯保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)失靈保護(hù)。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(hù)接線復(fù)雜，運(yùn)行檢修中壓板投退繁瑣，且這種剛好發(fā)生于兩套保護(hù)跳閘系統(tǒng)中各一個(gè)環(huán)節(jié)的交叉故障的幾率很小，因此仍采用兩套保護(hù)分別作用于斷路器兩套跳閘線圈的方式。2 方案論證與設(shè)計(jì)33 220KV 側(cè)后備保護(hù)A 220KV 側(cè)相間后備保護(hù)配置兩套復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，每套保護(hù)按二段式設(shè)置。第一時(shí)限母聯(lián)或分段斷路器，第二時(shí)限跳變壓器本側(cè)斷路器。過流 I 段按躲最大負(fù)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(shí)限切母聯(lián)，第 II 時(shí)限切本側(cè)（ I 段時(shí)間+ 級差） ，第 III 時(shí)限切各側(cè)（II 段時(shí)間+級差） 。2 方案論證與設(shè)計(jì)35A 對 2 2 0 k V 變壓器縱差保護(hù)的技術(shù)要求（1）在變壓器空載投入或外部短路切除后產(chǎn)生勵(lì)磁涌流時(shí)，縱差保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。B 縱差保護(hù)整定計(jì)算內(nèi)容 （1）與縱差保護(hù)有關(guān)的變壓器參數(shù)計(jì)算，包括變壓器的各側(cè)額定電流,電2 方案論證與設(shè)計(jì)36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(biāo)系縱軸為保護(hù)的動(dòng)作電流 Iop；橫軸為制動(dòng)電流 Ires，如圖 52 所示。折線上任一點(diǎn)動(dòng)作電流 Iop 與制動(dòng)電流 Ires 之比 Iop/Ires＝Kres 稱為縱差保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)。.???（2）起始制動(dòng)電流 的整定。差電流速斷的整定值應(yīng)按躲過變壓器初始勵(lì)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＝ 2 方案論證與設(shè)計(jì)41式中：Iop ——差電流速斷的動(dòng)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 ～； 40000～120220kVA ～； 120220kVA 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(gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù)，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，閉鎖角可取為 60176。分側(cè)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)由比率制動(dòng)式或標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)繼電器構(gòu)成，其動(dòng)作特性曲線為折線型，整定計(jì)算原則同發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)。按最小運(yùn)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 校驗(yàn)，即??a (312)式中：——最小運(yùn)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(dòng)作特性曲線上查得的動(dòng)作電流。對于容量 10MVA 以上的變壓器，整定容積為 250～300ml 。已知 (220)=600,an(110)=1200(10)=7500a最大負(fù)荷電流 可按以下情況考慮并取其最大者：對并列運(yùn)行的變壓2 方案論證與設(shè)計(jì)44器，應(yīng)考慮切除一臺時(shí)，余下變壓器所產(chǎn)生的過負(fù)荷電流，當(dāng)各臺變壓器容量相等時(shí)，可按下式計(jì)算 (23151LNII????14)(220)=315, (110)=630, (10)=式中：m——并聯(lián)運(yùn)行變壓器的最少臺數(shù)；IN——每臺變壓器的額定電流。?/ (322)式中：——計(jì)算運(yùn)行方式下，靈敏系數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生金屬性相間短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最高殘壓。(1)電流繼電器的整定計(jì)算。流速的整定與變壓器的容量、接氣體繼電器的導(dǎo)管直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器的型式等有關(guān)。特別是單相變壓器組，變壓器油箱內(nèi)部相間短路不可能發(fā)生?？扇?＝(～)IN/na，一般宜取(～)IN/na,IN 為變壓器額定電流。有時(shí)還采用涌流導(dǎo)數(shù)的最小間斷角θd 和最大波寬 θw，其閉鎖條件為θ d≥65176。 見式(34)和式(35)。圖 53 為縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計(jì)算說明圖。在實(shí)際應(yīng)用中，是通過保護(hù)裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來滿足制動(dòng)系數(shù)的要求。目前利用微機(jī)構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，其動(dòng)作特性也有曲線形狀的，其制動(dòng)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(jì)算表各 側(cè) 參 數(shù)序號 名 稱高壓側(cè)( H) 中壓側(cè)( M) 低壓側(cè)(L)1 額定電壓 UN 0nhUKV?10nmUKV?10nlUKV?2 額定電流 IN 315nhnhSI 63nnSI 6928nlnlSI3 各側(cè)接線 1) YN YN d114 各側(cè)電流互感器二次接線 d d Y5 電流互感器的計(jì)算變比 nc 35461hnhI?3109cmnI?69281nlclI?6 電流互感器實(shí)際選用變比ns0sh 2s 750sl7 各側(cè)二次電流 I ??.84nllsIi?8 基本側(cè)的選擇 2) 19 中間電流互感器的變比nm.08hmli 1)對于通過軟件實(shí)現(xiàn)電流相位和幅值補(bǔ)償?shù)奈C(jī)型保護(hù)，各側(cè)電流互感器二次均可按 Y 接線。 （3）縱差保護(hù)動(dòng)作特性參數(shù)的整定。（3）為提高保護(hù)的靈敏度,縱差保護(hù)應(yīng)具有比率制動(dòng)或標(biāo)積制動(dòng)特性。C 110KV 側(cè)零序過電壓保護(hù)和間隙零序電流保護(hù)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。由于本段保護(hù)已從時(shí)間上可靠躲過反方向故障誤動(dòng)，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(dāng) 110KV 旁路代變中時(shí)，由于作為主保護(hù)的差動(dòng)保護(hù) I 退出，變高開關(guān)到套管的引線無瞬動(dòng)保護(hù)，過流 I 段按變中、變低故障，保出口短路靈敏度 整定， 切各側(cè)。為了接線方便設(shè)計(jì)中采用由斷路器操作箱中 TWJ 和 HWJ 的組合接點(diǎn)啟動(dòng)非全相保護(hù)的方式，而根據(jù)反措要求擴(kuò)展后的觸點(diǎn)只能作為信號觸點(diǎn)，不能作為保護(hù)的判據(jù)，更不能采用該類觸點(diǎn)作為非全相保護(hù)和失靈保護(hù)的判據(jù)。在啟動(dòng)變壓器高壓側(cè)斷路器失靈的回路中，只需注意本體保護(hù)出口接點(diǎn)不并入失靈啟動(dòng)即可達(dá)到以上目的。這點(diǎn)在過去的工程中暢飲開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的問題或選型時(shí)沒注意而未實(shí)現(xiàn)，從而造成當(dāng) 10KV 斷路器與電流互感器間故障或10KV 開關(guān)失靈時(shí)，故障切除時(shí)間太長，嚴(yán)重?fù)p害變壓器。這是由于其他側(cè)母線電壓對 10KV 故障的反應(yīng)靈敏度較差。（2）采用高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣頻率高達(dá) 2400Hz（每周 48 點(diǎn)） ，保證其具有很高間斷角測量精度。（5）保護(hù)裝置的主、后備保護(hù)應(yīng)分別經(jīng)熔斷器接入獨(dú)立電源。C 10KV 側(cè)a 復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，1 段 2 級時(shí)限，第 1 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，第 2 級時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)斷路器； b 過負(fù)荷保護(hù)，撫仙湖；c 設(shè)低周減載保護(hù)電流啟動(dòng)回路。在夏季高運(yùn)行中為滿足變壓器的各種運(yùn)行工況，一般要求冷卻器 1 臺備用(運(yùn)行冷卻器故障時(shí)可自動(dòng)投入運(yùn)行)、1 臺輔助(變壓器負(fù)荷電流大于 70% i e 或上層油溫高于某一定值時(shí)自動(dòng)投入溫季節(jié)，機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，變壓器冷卻裝置全部投入，但其上層油溫仍高達(dá) 70℃左右(有時(shí)變壓器油枕油位因氣溫變化而高出指示范圍) 。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。如經(jīng)強(qiáng)風(fēng)冷后變壓器的油溫降低，則可動(dòng)指針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，信號和電風(fēng)扇工作停止；反之，如變壓器油溫繼續(xù)升高，可動(dòng)指針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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(hù)當(dāng)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(fù)荷時(shí)，變壓器的油溫將升高。③方向元件的整定：a 三側(cè)有電源的三繞組生壓變壓器，在高壓側(cè)和中壓側(cè)加功率方向元件，其方向可指向該側(cè)母線；b 高壓及中壓側(cè)有電源或三側(cè)均有電源的三繞組降壓變壓器的聯(lián)絡(luò)變壓器，在高壓側(cè)和中壓側(cè)加功率方向元件，其方向宜指向變壓器。(2) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的工作原理在正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓沒有負(fù)序分量，所以負(fù)序電壓繼電器 KVZ 的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，將線電壓加入低電壓繼電器 KV 的線圈上，KV 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，保護(hù)裝置不動(dòng)作。因?yàn)?，電流 超前clXR31?ABI。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(shí)，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)。IL,max——正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。保護(hù)裝置的動(dòng)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。如圖 34 中，應(yīng)使 （12121TAnII?1） 式中 ——高壓側(cè)電流互感器的變比；1TAn ——低壓側(cè)電流互感器的變比。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 TATA2，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(dòng)繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，見圖 23。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(dòng)作后發(fā)出警報(bào)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(dòng)作或經(jīng)信號發(fā)生器 KS 啟動(dòng)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。