【正文】 2 變壓器保護配置 4 變壓器的故障類型及保護措施 4 變壓器故障及不正常運行狀態(tài) 4 變壓器繼電保護的配置 4 220kV變壓器微機型保護雙重化 5 220kV 變電站主變保護雙重化保護技術配置原則 6 變電所主變各側(cè)TA 的設置 6 雙主雙后主變保護電流回路接入方式 7 針對220kV主變壓器保護的配置 9 220kV變壓器保護配置的原則 9 主保護 9 后備保護 9 非電量保護 10 電源 11 其他技術要求 11 兩套主保護裝置的特點 11 變壓器保護的二次接線 12 兩套保護采用獨立的交流電流和電壓回路 12 電流互感器二次繞組的保護配置 13 失靈啟動回路 13 變壓器跳閘出口 13 非全相保護 14 變壓器保護原理 14 瓦斯保護 14 氣體繼電器構(gòu)成和動作原理 14 瓦斯保護的原理及接線 16 變壓器縱聯(lián)差動保護 16 變壓器相間短路的后備保護 19 過電流保護 20 21 復合電壓起動的過電流保護 22 變壓器接地短路的后備保護 24 24 多臺變壓器并聯(lián)運行時的接地后備保護 25 過負荷保護 27 變壓器的溫度保護 273 短路電流計算與整定 29 短路電流計算 29 變壓器保護的整定計算原則 31 變壓器主保護 31 220kV側(cè)后備保護 31 220kV側(cè)相間后備保護 31 220kV側(cè)零序后備保護 32 220kV側(cè)零序過電壓保護和間隙零序電流保護 32 110kV側(cè)后備保護 32 110kV側(cè)相間后備保護 32 110kV側(cè)零序后備保護 32 110kV側(cè)零序過電壓保護和間隙零序電流保護 33 10kV側(cè)后備保護 33 220kV主變壓器保護整定計算過程 33 變壓器瓦斯保護 33 變壓器縱差保護 34 對220kV變壓器縱差保護的技術要求 34 縱差保護整定計算內(nèi)容 35 縱差保護的整定計算 35 變壓器相間短路后備保護 40 電流繼電器的整定 40 低電壓繼電器的整定計算 41 負序電壓繼電器的整定 42 相間故障后備保護方向元件的整定 43 相間故障后備保護動作時間的整定 43 變壓器接地短路的后備保護 43 零序電流 43 變壓器不接地運行時的后備保護 44 變壓器過負荷保護 45總結(jié) 46致謝 47參考文獻 48附錄 49III1 緒論追溯變壓器保護的發(fā)展歷史，以1931年 。變壓器保護在進入數(shù)字微機時代后，利用微機強大的運算和處理能力，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。文獻[14]提出的采樣值差動原理與勵磁涌流波形無關，減少了計算量，提高了保護速度。目前，已經(jīng)有部分學者對變壓器相間后備保護配置的合理性以及變壓器零序過流保護整定計算中的特殊問題進行了分析和探討，并提出了相應的改進方法。國內(nèi)的變壓器保護領域應當及時加強新原理和新技術的吸收和應用，并在實踐中不斷總結(jié)和發(fā)展變壓器保護的實用技術，以提高防范變壓器事故的能力。本節(jié)針對電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運行狀態(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。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，均應裝設瓦斯保護。 (3)外部相間短路時的保護。過負荷保護通常只裝設在一相其動作進限較長。 目前，在新建或改建的220kV主變壓器保護的配置均按雙重化配置，并均采用微機保護；220kV主變保護的每套微機保護也均采用主、后一體化配置，即在一套保護中包含的主保護、各側(cè)全部后背保護的新一代主變微機型保護。220 kV 側(cè)TA 一般有4 至5 組二次繞組,其中, 老變電所220 kV 側(cè)TA 一般有4 組二次繞組,新建變電所220 kV 側(cè)TA 一般有5 組二次繞組。圖12 雙重化主變壓器保護電流互感器次級配置圖圖11中看出，差動保護的保護范圍包括主變壓器的獨立電流互感器至套管的引線，當旁代時則包括旁路母線。 針對220kV主變壓器保護的配置 220kV變壓器保護配置的原則 主保護 （1）差電流速斷保護；（2）比例制動保護差動采用二次諧波制動原理；（3）比例制動保護差動采用間斷角閉鎖原理；（4）設有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護（不包括差流速斷）的功能。 其他技術要求（1）高、中、低3側(cè)的復合電壓并聯(lián)，以保證高、中壓側(cè)靈敏度，并可采用連接片投退其中任何一側(cè)復合電壓。（3）監(jiān)控管理與各保護模件聯(lián)系采用串行通訊模式。（5）設有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護的功能。（2）電壓切換箱是否雙配置過去工程設計中變壓器各側(cè)一般均采用單套電壓配置的方法，這樣當切換箱故障時，變壓器后被保護功能將不再完整?！钡紤]到目前變壓器高壓側(cè)斷路器很多都采用的事電氣三項聯(lián)動，而非機械三項聯(lián)動方式，故障幾率與220kV線斷路器均等，因此變壓器電氣量保護仍需啟動斷路器失靈保護。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，當故障嚴重時，油會迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時，回游強烈的油流和氣體沖向油枕的上部。因為氣體比油輕，氣體就會很快上升到變壓器的最高部分一油枕內(nèi)。特別要注意，在新裝或大修的變壓器在加油濾油時將空氣帶入變壓器內(nèi)部，不能及時排出，當變壓器運行后油溫逐漸上升，形成油的對流，內(nèi)部貯存的空氣逐漸排出，有可能使瓦斯繼電器動作。跳閘完畢后，由斷路器的輔助觸點將自保持回路切斷。 對于雙繞組和三繞組變壓器，實現(xiàn)縱差保護的原理接線圖如圖23所示：圖23 雙繞組變壓器接線圖以雙繞組變壓器為例說明縱差保護原理。基于此，人們提出了帶有制動特性的縱差保護，如圖24：曲線2所示曲線以上為動作區(qū)，曲線以下為制動區(qū)。 變壓器相間短路的后備保護變壓器的主保護通常采用差動保護和瓦斯保護。若各變壓器的容量相等時，可按下式計算為 （26） 式中——并列運行變壓器的可能最少臺數(shù)； ——每臺變壓器的額定電流。 （1）按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定，計算式為 （210）式中——最低工作電壓，一般?。樽儔浩鞯念~定電壓）； ——可靠系數(shù)，～； ——低電壓 繼電器的返回系數(shù)，～. （2）按躲過電動機自啟動時的電壓整定： 當?shù)蛪豪^電器由變壓器低壓側(cè)互感器供電時，計算式為 =（～） （211） 當?shù)蛪豪^電器由變壓器高壓側(cè)互感器供電時，計算式為 （212）電流元件的靈敏系數(shù)按式（ 29 ）校驗，電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗， 即 （213）式中——最大運行方式下，靈敏系數(shù)校驗點短路時，保護安裝處的最大電壓。因為，電流超前。他將原來的三個低電壓繼電器改由一個負序過電壓繼電器KV2（電壓繼電器接于負序電壓濾過器上）和一個接于線電壓上的低電壓繼電器KV1組成。圖28是雙繞組變壓器零序電流保護的原理接線和保護邏輯電路。若是雙母線運行，也需要按照盡量減小影響范圍的原則，有選擇的跳開母聯(lián)斷路器、變壓器本側(cè)斷路器和各側(cè)斷路器。零序電流保護作為變壓器中性點運行時的接地保護與圖28的單臺變壓器接地保護完全完全一樣。所以過負荷保護只須用一個電流繼電器接于一相電流即可。凡是容量在1000kVA及以上的油侵式變壓器均要裝設溫度保護，監(jiān)視上層油溫的情況；對于變電所，凡是容量在315kVA及以上的變壓器，通常都要裝設溫度保護；對于少數(shù)用戶變電站，凡是容量在800kVA左右的變壓器，都應裝設溫度保護，但溫度保護只作用于信號。銅質(zhì)連接管內(nèi)充有乙醚液體或氯甲烷、丙酮等：受熱元件插在變壓器油箱定蓋的溫度測孔內(nèi)。目前我國大型電力變壓器的冷卻裝置配置情況是：根據(jù)變壓器容量的大小，配置數(shù)組風冷油循環(huán)冷卻裝置，每組風冷油循環(huán)冷卻裝置由1臺油泵和3～4臺風扇組成。短路種數(shù)，一般按三相短路驗算，短路計算點應選擇通過導體和電氣設備的短路電流為最大的那些點。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。零序II段與220kV線路零序IV段配合，母線故障2的靈敏度。方向指向母線。 110kV側(cè)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。對于容量10MVA以上的變壓器，整定容積為250～300ml。（2)在變壓器過勵磁時,縱差保護不應誤動作。 （2）縱差保護動作特性參數(shù)的整定。19中間電流互感器的變比nm圖32 縱差保護動作特性曲線圖這一動作特性曲線由縱坐標OA，拐點的橫坐標OB，折線CD的斜率K三個參數(shù)所確定。 （32） 從圖32可見，對動作特性具有一個折點的縱差保護，折線的斜率K是一個常數(shù)，對變壓器保護，～1。起始制動電流宜?。?～)。當變壓器內(nèi)部發(fā)生不對稱短路或合閘過程中三相故障時，差動電流中會產(chǎn)生較大的二次諧波分量，使縱連差動保護被制動，直到二次諧波衰減后才能動作，這將會延誤保護動作時間，造成嚴重的后果?！?0176。因要計算電壓二次值，須知電壓互感器變比,本設計為。負序電壓繼電器的靈敏系數(shù)按下式計算 （318）式中：——后備保護區(qū)末端兩相金屬性短路時，保護安裝處的最小負序電壓值（二次值）。(3)當兩臺高壓及中壓側(cè)均有電源的三繞組降壓變壓器并聯(lián)運行且低壓母線分段斷路器斷開時，可在三側(cè)裝設相間故障后備保護。方向指向變壓器的中壓側(cè)方向保護以斷開高壓側(cè)斷路器(為與之配合的高壓側(cè)饋線相間故障保護動作時間)；以斷開各側(cè)斷路器；高壓側(cè)帶方向的保護(方向指向變壓器)以斷開中壓側(cè)分段斷路器；以斷開變壓器中壓側(cè)斷路器。 相間故障后備保護方向元件的整定高壓及中壓側(cè)有電源或三側(cè)均有電源的三繞組降壓變壓器和聯(lián)絡變壓器，相間故障后備保護為了滿足選擇性要求，在高壓或中壓側(cè)要加功率方向元件，其方向通常指向變壓器，也可指向本側(cè)母線。（3） 對發(fā)電廠的升壓變壓器，當?shù)碗妷豪^電器由發(fā)電機側(cè)電壓互感器供電時，還應考慮躲過發(fā)電機失磁運行時出現(xiàn)的低電壓，可取=（～） （315）代入數(shù)據(jù)，得靈敏系數(shù)校驗: （316）式中：——計算運行方式下，靈敏系數(shù)校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，保護安裝處的最高殘壓(二次值）。；≤140176。其依據(jù)為  （38）式中：——差電流速斷的動作電流；——變壓器的額定電流；——倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，推薦值如下： 6300kVA及以下 7～12； 6300～31500kVA ～； 40000～120000kVA ～； 120000kVA及以上 ～；容量越大，系統(tǒng)電抗越大，取值越小。對于三繞組變壓器： （36） 式中﹑——變壓器高﹑中壓側(cè)引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值)； ﹑——在所計算的外部短路時，流過高﹑中壓側(cè)電流互感器的周期分量； ﹑——在所計算的外部短路時，相應的流過非靠近故障點兩側(cè)電流互感器的周期分量； ﹑——由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差。（1）縱差保護最小動作電流的整定。OB表示起始制動電流。2)一般可選二次電流較小側(cè)為基本側(cè)。 （4）其他輔助驗算和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的推薦,包括諧波制動比(對諧波制動原理的差動保護)和閉鎖角(對間斷角原理的差動保護)的推薦。在短路電流小于起始制動電流時，保護裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很小(小于額定電流)，保護具有較高的靈敏度。流速的整定與變壓器的容量、接氣體繼電器的導管直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器的型式等有關。 10kV側(cè)后備保護配置兩套復合電壓閉鎖過流保護，每套保護設置兩段三個時限。 110kV側(cè)零序后備保護配置兩套定時限零序電流保護，每套保護按二段式設置。由于對于110kV側(cè)接地故障，已經(jīng)時間上避免保護誤動，因此本段不帶方向。過流II段按躲變壓器額定電流整定，與變中、變低后備保護的時間配合，切各側(cè)。參數(shù)標么值計算：取基準容量=100MVA,基準電壓選各級平均電壓,即=根據(jù)可得基準電流:===各繞組短路電壓百分值:基準電抗:——變壓器短路百分值（即變壓器阻抗的額定相對值）。此配置有其不盡人意的地方。油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。當可動指針與事先定位的黃色指針接觸時，發(fā)出預告信號并開啟變壓器冷卻風扇。過負荷保護的動作電流，按躲過變壓器的額定電流整定，即