【正文】 特性繼電器時(shí)，可取 ～ ； 變壓器外部故障時(shí)流過保護(hù)的最大短路電流。變壓器區(qū)外短路時(shí)，由于穿越性短路電流使 TA 鐵芯飽和，從而使不平衡差流增大，而且穿越性電流越大，不平衡差流就越大，二者呈現(xiàn)線性關(guān)系。 外部短路時(shí)，流入差動繼電器的電流為最大不平衡電流。差動保護(hù)是保護(hù)兩端電流互感器之間的故障（即保護(hù)范圍在輸入的兩端 CT 之間的設(shè)上），正常情況流 進(jìn)的電流和流出的電流在保護(hù)內(nèi)大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動電流等于零；故障時(shí)兩端電流向故障點(diǎn)流，在保護(hù)內(nèi)電流疊加，差動電流大于零。 變壓器溫度及壓力保護(hù) 是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(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號式動作于跳閘的裝置。瓦斯保 護(hù)動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。 9 第一章 保護(hù)原理與配置 電力變壓器保護(hù) 瓦斯保護(hù) 一、 瓦斯保護(hù)配置原則 1） 及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和 及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 8 （ SDJ683）》、《 110~220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)與安全自動裝置運(yùn)行條例》等有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求。 (2) 后備保護(hù) 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。所謂信賴性，是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時(shí)可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作。 （ 2）反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，在有人值班的情況下，一般發(fā)出報(bào)警信號，提醒值班人員進(jìn)行處理；在無人值班情況下，繼電保護(hù)裝置可視設(shè)備承受能力作用于減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。通過分析原始資料中主要設(shè)備的參數(shù)，首先，對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及電力系統(tǒng)故障分析進(jìn)行全面系統(tǒng)的復(fù)習(xí)、查閱相關(guān)資料，加深理解；其次，結(jié)合相關(guān)參數(shù)和各種繼電保護(hù)原理，確定適用于變壓器的保護(hù)方案，最后，分別對變壓器的進(jìn)行各種保護(hù)整定和配置計(jì)算。要求學(xué)生根據(jù)原始資料完成： 根據(jù)提供的原始資料，讀懂全網(wǎng)電氣主接線圖。并宜考慮電力系統(tǒng)和發(fā)電廠運(yùn)行方式的靈活性。 電力系統(tǒng)故障時(shí)指電力系統(tǒng)一次設(shè)備在運(yùn)行過程中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作、設(shè)計(jì)制造缺陷等原因引發(fā)的短路、斷線等情況。對于反應(yīng)電力系統(tǒng)故障而要求作用于斷路器跳閘的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。 （ 4）靈敏性：繼電保護(hù)的靈敏性，是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀 態(tài)的反應(yīng)能力。 (4) 異常運(yùn)行保護(hù) 異常運(yùn)行保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)。不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運(yùn)行方式必將導(dǎo)致繼電保護(hù)和安全自動裝置配置的困難，接線復(fù)雜，有時(shí)為適應(yīng)一次部分某些特殊需要采用一些不成熟的保護(hù)裝置，由此往往引起保護(hù)誤動，甚至使一般性故障擴(kuò)大為系統(tǒng)故障，設(shè)計(jì)必須引以為戒。 根據(jù)上述規(guī)程，本電網(wǎng)中的 2變壓器與 3變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)作為主保護(hù)之一。 10 四、變壓器溫度及壓力保護(hù) 變壓器非電量保護(hù)除了瓦斯保護(hù)外，還包括溫度及壓力保護(hù)等。當(dāng)斷路器 具有兩組跳閘線圈時(shí)，兩套保護(hù)宜分別動作于斷路器的一組跳閘線圈。 11 縱聯(lián)差動保護(hù)是按比較被保護(hù)的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理實(shí)現(xiàn)的。 不平衡電流產(chǎn)生的原因 各側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致，例如 110KV 側(cè)是使用斷路器中的套管式電流互感器，而 6KV 側(cè)多數(shù)是在高壓開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)獨(dú)立的環(huán)氧樹脂澆鑄式電流互感器，這兩者之間不但型號不同，而且特性也不一致，勢必在差回中引起不平衡電流。 二、 接線及整定計(jì)算 電流速斷保護(hù)裝置裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。 靈敏度 lmK 不應(yīng)小于 2。 所以，本電網(wǎng)中 2變壓器的相間短路后備保護(hù)采用過電流保護(hù)，若過電流保護(hù)不滿足靈敏性要求時(shí)，采用復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。 2)對降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動機(jī)自起動時(shí)的最大電流，即： TNssL IKI .max. ? （ 18） 式中 ssK 綜合負(fù)荷的自啟動系數(shù)，對于 110kV的降壓變壓站，低壓 610kV側(cè)取 ssK =，中壓 35kV側(cè)取 ssK =； TNI. 正常工作時(shí)的最大負(fù)荷電流，一般選擇變壓器額定電流。它的動作時(shí)間應(yīng)與變壓器允許的過負(fù)荷時(shí)間相配合，同時(shí)應(yīng)大于相間故障后備保護(hù)的最大延時(shí)，一般可增大（ 1～ 2） t? 。 過負(fù)荷保護(hù)動作時(shí)限應(yīng)比變壓器的 后備保護(hù)動作時(shí)限大一個(gè) t? ，一般取 5~10S。 針對 2變壓器高壓側(cè)（ 110kV 及以上）單相接地短路應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，作為變壓器高壓繞組和相鄰元件接地故障主保護(hù)的后備。 零序電流Ⅱ段的動作時(shí)限為 tt ??? 、 tt ??? 34t 。 串聯(lián)供電的幾段線路，在線路故障時(shí)，幾段線路可以采用前加速的方式同時(shí)跳閘， 20 并用順序重合閘和備用電源自動投入裝置來提高供電可靠性。但是，保護(hù)范圍就必然不能包括被保護(hù)線路的全長，因?yàn)橹挥挟?dāng)短路電流大于保護(hù)的動作電流時(shí)，保護(hù)才能動作。 限時(shí)電流速斷保護(hù)要求保護(hù)線路的全長，那么其保 護(hù)區(qū)必然會延伸至下一線路。定時(shí)限過電流保護(hù)原理接線圖與限時(shí)電流速斷保護(hù)相同，但由于保護(hù)范圍和保護(hù)的作用不同，其動作電流和動作時(shí)限則不同。 裝設(shè)專用的母線保護(hù) 利用供電元件的后備保護(hù)來保護(hù)母線簡單、經(jīng)濟(jì)，但切除故障時(shí)間較長，不能有選擇性地切除故障母線，特別是對于高壓電網(wǎng)難以滿足穩(wěn)定和運(yùn)行上的要求。 據(jù)上所述，本電網(wǎng)的 35kV 母線不需裝設(shè)專用的母線保護(hù)，而是利用供電元件的保護(hù)裝置保護(hù)母線。 3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 2)接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所有的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 (最大運(yùn)行方式 )。 6) 計(jì)算無限大的電源供給的短路電流同期分量。 二、阻抗歸算：計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并作出等值電路圖。TNrer e l IKKI 式中 relK 可靠系數(shù)，取 ； reK 返回系數(shù)，取 。 7 65 47 2.)2( m i n. ????opkks e n IIK 滿足靈敏度要求。最后，我要向我的老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 t? =5S 40 結(jié) 論 在老師的辛勤指導(dǎo)下，我們的繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)終于畫上了一個(gè)圓滿的句號。 l 變壓器速斷保護(hù)區(qū) . 保護(hù)二次定值（即繼電器整定值）為： 5/1 502 11 0. ??? LHdzldz nII（ A） 式中 nLH 電流互感器變比。 表 41 名稱 變壓器各側(cè)數(shù)據(jù) 額定電壓（ kV） 110 額定電流（ A） ?? ?? ?? 電流互感器變比 100/5 200/5 600/5 二次額定電流（ A） ?? ?? ? 由以上計(jì)算可知， 側(cè)二次電流最大， 作為基本側(cè)。 8) 計(jì)算短路電流同期分量有名值和短路容量。 4)短路種類： 按三相短路計(jì)算 為短路計(jì)算點(diǎn)，對于帶電抗器的 610kV出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)之間的引線套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)該取在電抗器前，選擇其余的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取在電抗器后。 二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1)計(jì)算的基本情況： 系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 23 第二章 原始資料分析 水電廠系統(tǒng)主接線圖 MVA252 ?4 0 0 k V A 4 0 0 k V A6 0 0 0 k V a rk V a r50 002 ?6 0 0 0 k V a r20400LGJ2?354 0 010S2 ?? C3 5 k V1 1 0 k V2 0 k V3 5 k V( 1 2 )( 4 )1 5 0 M V A1 號 變電 站2 號 變電 站40240L G J( 6 )( 5 )( 7 )1 0 M V A3 5 k V( 8 )1 0 k V( 1 1 )C S T 2 3 0 B2070LGJ( 9 )3 5 k V3 號 變電 站5 M V A1 0 k V2 M V A( 1 0 )( 1 4 )( 1 )水 電 廠9 4 . 1 1 7 6 M V A( 2 )1 0 0 M V A2 2 0 k V35400LGJ2 2 0 k V( 3 ) 圖 21 本設(shè)計(jì)用到的電氣主接線圖 其中，水電廠變、 1 號變電站、 2 號變電站 220kV 側(cè)、 110kV 側(cè)中性點(diǎn)均為直接接地運(yùn)行方式。對 3/2 斷路器接線，每組母線宜裝設(shè)兩套母線保護(hù)。 母線保護(hù)原理及配置 一、引起母線故障的原因 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，母線故障大多是單相接地短路和由其引起的相間短路。為盡量縮短動作的動作時(shí)限，通常要求限時(shí)電流速斷延伸至下一線路的保護(hù)范圍不能超過下一線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，因?yàn)榫€路的 L1 限時(shí)電流速斷保護(hù)的動作電流 應(yīng)大于下一 21 線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動作電流 ?？梢钥闯?，這種保護(hù)的缺點(diǎn)是不能保護(hù)線路的全長，而且隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式及故障 類型的不同，其保護(hù)范圍也要發(fā)生的相應(yīng)變化。 根據(jù)上述線路保護(hù)配置裝設(shè)規(guī)則第一條，本電網(wǎng)中 35kV 線路采用電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。 （ 3）靈敏系數(shù)校驗(yàn)。圖中零序 18 電流保護(hù)Ⅰ段作為變壓器及母線的接地故障后備保護(hù)，其啟動電流和延時(shí) 1t 應(yīng)與相鄰元件單相接地保護(hù)Ⅰ段配合，通常以較短延時(shí) 1t =～ 動作于跳母聯(lián)或分段斷路器，以較長的延時(shí) t12 ???tt 有選擇地動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 變壓器接地短路后備保護(hù) 一、變壓器接地短路后備保護(hù)的配置原則 與 110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，對外部單相接地短路引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)接地短路后備保護(hù)，該保護(hù)宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的接地故障。 對于降壓變壓器，雙繞組變壓器的過負(fù)荷保護(hù) 裝設(shè)在高壓側(cè)。 （ 4）保護(hù)的動作時(shí)限。 二、過電流保護(hù) 變壓器過電流保護(hù)的工作原理與線路定時(shí)限過電流保護(hù)相同。 變壓器相間短路的后備保護(hù) 一、變壓器相間短路后備保護(hù)的整定原則 對外部相間短路引起的變壓器過電流，變壓器應(yīng)裝設(shè)相間短路后備保護(hù)。 其定值按下述條件計(jì)算： （ 1）按躲過變壓器外部短路故障時(shí)流過變壓器的最大短路電流整定，即 ma IKI ? （ 13） 14 式中 kK 可靠系數(shù)，取 ～ 。此外，運(yùn)行中的變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓使分接開關(guān)位置改變后，電流互感器二次電流的平衡關(guān)系被破壞，在差回路中產(chǎn)生不平衡電流。變壓器具有兩個(gè)或更多個(gè)電壓等級，構(gòu)成縱差保護(hù)所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護(hù)不平衡電流將比發(fā)電機(jī)的大得多，縱差保護(hù)是利用比較被保護(hù)元件各端電流的幅值和相位的原理構(gòu)成的，根據(jù) KCL 基本定理，當(dāng)被保護(hù)設(shè)備無故障時(shí)恒有各流入電流之和必等于各流出電流 之和。 二、 縱聯(lián)差動保護(hù)原理 主變差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相