【正文】 過(guò)改變輕瓦斯觸點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積在250~300cm3 的范圍內(nèi)調(diào)整。所謂瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開(kāi)口杯 的信號(hào)回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，可使氣流容易進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。 (5)其他保護(hù)。 10000KVA 及以下的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于 ．對(duì)于 2020KVA 以上的變壓器 ,當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí) ,也應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險(xiǎn)，由于變壓器內(nèi)充滿了變壓器油，故障時(shí)的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性氣體，很容易引起油箱爆炸。但電流二次回路的切換較麻煩，因操作不當(dāng)會(huì)引起差 動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生，故保護(hù)方式滿足要求時(shí)，不建議過(guò)多進(jìn)行電流回路的切換。主變壓器保護(hù)的雙重化理由： 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高性能計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn)，主保護(hù)與后備保護(hù)合一的設(shè)計(jì)，在技術(shù)上使保護(hù)配置雙重化成為可能；有多年來(lái)線路保護(hù)雙重化的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；對(duì)供電可靠 性要求提高；雙重化的保護(hù)可采用不同廠家的產(chǎn)品、不同原理設(shè)計(jì)，對(duì)變壓器發(fā)生各類(lèi)復(fù)雜故障時(shí)可靠地切除故障更有利。規(guī)程中除對(duì) 330 kV及以上變壓器可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)外，一般均按單主 (一套主保護(hù) )單2 方案論證與設(shè)計(jì) 8 后 (一套后備保護(hù) )配置。 （ 5） 整定計(jì)算： 整定計(jì)算的原則和整定計(jì)算的過(guò)程 。 本文所做的工作 本 文通較研究，得出一種較為合理的保護(hù)方案。變壓器后備保護(hù)作為主保護(hù)的有益補(bǔ)充，為有效地保護(hù)變壓器設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行安全發(fā)揮了巨大的作用，對(duì)變壓器后備保護(hù)的進(jìn)一步研究已經(jīng)引起了人們的重視。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 6 近年來(lái)，新器件、新技術(shù)的應(yīng)用為變壓器 保護(hù)的研究與發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的天地。間斷角原理從分析勵(lì)磁涌流波形本質(zhì)出發(fā)，為勵(lì)磁涌流的鑒別提供了新思路，沿著這個(gè)思路，波形比較法、波形對(duì)稱(chēng)法和積分型波形對(duì)稱(chēng)法相繼被提出。電流差動(dòng)保護(hù)也以其原理簡(jiǎn)單、選擇性好、可靠性高的特點(diǎn)在變壓器保護(hù)中獲得了極其成功的應(yīng)用。 為了保護(hù)變壓器內(nèi)部和引出線套管的故障，選擇了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，選擇了短路器，隔離開(kāi)關(guān)，母線電氣設(shè)備。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 3 目 錄 第 1 章 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 變壓器保護(hù)的歷史及現(xiàn)狀 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 變壓器保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． 3 第 2 章 220KV 主變壓器微機(jī)型保護(hù)的雙重化 的探討 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 變壓器保護(hù)雙重化的意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 雙主雙后主變壓器保護(hù)電流回路接入方式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 第 3 章 電力變壓器的繼電保護(hù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 第 4 章 2 方案論證與設(shè)計(jì) 4 第 1 章 緒論 1. 1 變壓器保護(hù)的歷史及現(xiàn)狀 2 方案論證與設(shè)計(jì) 5 追溯變壓器保護(hù)的發(fā)展歷史，以 1931 年 提出比率差動(dòng)的變壓器保護(hù)標(biāo)志著差動(dòng)保護(hù)作為變壓器 主保護(hù)時(shí)代的到來(lái)。變壓器保護(hù)在進(jìn)入數(shù)字微機(jī)時(shí)代后，利用微機(jī)強(qiáng)大的 運(yùn)算和處理能力，不斷提出新的勵(lì)磁涌流鑒別方法，在國(guó)內(nèi)外形成研究熱潮。文獻(xiàn) [14]提出的采樣值差動(dòng)原理與勵(lì)磁涌流波形無(wú)關(guān)，減少了計(jì)算量，提高了保護(hù)速度。目前，已經(jīng)有部分學(xué)者對(duì)變壓器相間后備保護(hù)配置的合理性以及變壓器零 序過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算中的特殊問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。 國(guó)內(nèi)的變壓器保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)及時(shí)加強(qiáng)新原理和新 技術(shù)的吸收和應(yīng)用，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和發(fā)展變壓器保護(hù)的實(shí)用技術(shù)，以提高防范變壓器事故的能力。 （ 4）主變壓器保護(hù)裝置的配置： 電力變壓器的保護(hù)配置與方案確定 以及 接線配置圖 。大型變壓器將瓦斯保護(hù)及縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，各側(cè)安裝不同的復(fù)壓過(guò)流、方向零序或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)。由于一套保護(hù)的功能集中在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，雙套保護(hù)采用相同的輸入輸出設(shè)計(jì)，所以外圍接線簡(jiǎn)潔，其外圍回路比主保護(hù)與后備保護(hù)分開(kāi)的單套配置還簡(jiǎn)單。 在獨(dú)立電流互感器次級(jí)足夠時(shí)，可將第二套保護(hù)也接入獨(dú)立電流互感器，旁代時(shí)切套管電流互感器，這可確保正常運(yùn)行時(shí)兩套保護(hù)均有足夠的保護(hù)范圍，當(dāng)?shù)谝惶妆Ｗo(hù)因故退出時(shí)，不至于因第二套保護(hù)存在死區(qū)而影響主變壓器的正常運(yùn)行。 變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類(lèi)，油箱內(nèi)故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及經(jīng)鐵芯燒毀等。 6300KVA 及以上并列運(yùn)行的變壓器， 10000KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè) 中 6300KVA 及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。延時(shí)動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。為了不妨礙氣體的流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面應(yīng)具有 1%~%的坡度，通往氣體繼電器的連接管具有 2%~4%的坡度，安裝油枕一側(cè)方 向向上傾斜。目前大多采用 QJ80型繼電器，其信號(hào)回路接上開(kāi)口杯，跳閘回路接下檔板。當(dāng)氣體積聚到一定容積時(shí)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。 瓦斯保護(hù)的原理 及 接線 瓦斯保護(hù)的原理接線如圖 33 所示。 2 方案論證與設(shè)計(jì) 16 圖 34 變壓器差動(dòng)保護(hù)單項(xiàng)原理接線圖 縱聯(lián)差動(dòng)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。 由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，因此，為了保護(hù)其縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，必須適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，使得 正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，2 方案論證與設(shè)計(jì) 17 差動(dòng)回路內(nèi)沒(méi)有電流。 過(guò)電流保護(hù) 2 方案論證與設(shè)計(jì) 18 過(guò)電流保護(hù)一般用于容量較小的降壓變壓器上，其單相原理接線如圖 所示。 max 式中 Kss—— 自起動(dòng)系數(shù)，其值與負(fù)荷性質(zhì)及用戶與電源間的電氣距離有關(guān)，在 110KV降壓變電 站，對(duì) 6～ 10KV側(cè)， KSS=～ ； 35KV 側(cè)， KSS=～ 。 低電壓繼電器的動(dòng)作電壓 Uop= 電流元件的靈敏系數(shù)按式 （ 18 ） 校驗(yàn)，電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)，即 Ksen= opUU 式中 —— 最大運(yùn)行方式下，靈敏系數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大電壓。 由于線電壓不包含零序分量，所以，從輸入端即避免了零序分量電壓進(jìn)入濾過(guò)器，為了避免正序電壓通過(guò)濾過(guò)器，兩個(gè)阻抗臂的參數(shù)應(yīng)取為 clXR 31 ? , 22 31 CXR ? ,21 CXR ? 濾過(guò)器的輸出電壓為 .. CRmn UUU ?? 當(dāng)輸入正序電壓時(shí)，濾過(guò)器的相量圖。通常在濾過(guò)器的輸出端加設(shè) 5次諧波濾過(guò)器，消除 5 次諧波的影響。其起動(dòng)電壓 U2op 取為 ? ? BNop UU ..2 ~? 負(fù)序電壓元件靈敏度： opKsen UUK.2? 式中 —— 相鄰元件末端不對(duì)稱(chēng)短路故障時(shí)的最小負(fù)序電壓。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流，按躲過(guò)變壓器的額定電流整定，即 BNrelop IKKIre.? 式中 relK — 可靠系數(shù)，取 reK — 返回系數(shù)；取 變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè) Δ t。當(dāng)可動(dòng)指針與事先定位的黃色指針接觸時(shí)，發(fā)出預(yù)告信號(hào)并開(kāi)啟變壓器冷卻風(fēng)扇。油浸自冷式就是以油的自然對(duì)流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對(duì)流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒(méi)有特制的冷卻設(shè)備。此配置有其不盡人意的地方。 B 110KV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)）， 1 段 2 級(jí)時(shí)限，第 1 級(jí)時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，第 2 級(jí)時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)斷路器； b 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)， 1 段 1 級(jí)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(jí)時(shí)限， 2 段第 1 級(jí)時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器， 2 段第 2 級(jí)時(shí)限動(dòng)作跳本側(cè)斷路器； d 零序電壓閉鎖零序過(guò)流保護(hù)， 1 段 2 級(jí)時(shí)限，第 1 級(jí)時(shí)限動(dòng)作跳 3 側(cè)斷路器，第 2 級(jí)時(shí)限留作備用； e 間隙過(guò)流保護(hù)， 1 段 1 級(jí)時(shí)限，跳 3 側(cè)斷路器； f 間隙過(guò)電壓保護(hù)， 1 段 1 級(jí)時(shí)限，跳 3 側(cè)斷路器 ； g 過(guò)負(fù)荷保護(hù)，發(fā)信號(hào)。 （ 4）本保護(hù)直流工作電源為 220V，當(dāng)工作電源消失、保護(hù)裝置應(yīng)閉鎖跳閘出口，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 B、 WBZ04 型（間斷角原理）差動(dòng)主保護(hù)特點(diǎn) （ 1）采用間斷角原理，對(duì)于主變各種狀況下發(fā)生的內(nèi)部故障均能快速可靠切除。 （ 1）是否取自不同的電壓互感器二次繞組 由于變壓器過(guò)電流保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖原件均取自各側(cè)復(fù)合電壓的“或”邏輯，因此保護(hù)要求兩套完全獨(dú)立的交流電壓輸入似乎不是非常必要，即使設(shè)置，可能對(duì)變壓器而言提供兩套完全獨(dú)立的 10KV交流電壓回路，應(yīng)該還稍重要些。 電流互感器二次繞組的保護(hù)配置 A 雙母線接線方式 對(duì)于目前普遍采用的高、中壓側(cè)雙母接線形式，在變壓器的電流互感器二次繞組保護(hù)配置中應(yīng)注意一下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1） 220KV 側(cè)斷路器失靈保護(hù)于母線保護(hù)的范圍應(yīng)交叉，這主要 是考慮對(duì)任意點(diǎn)故障均能保證快速切除； （ 2） 高、中壓側(cè)間隙保護(hù)和零序保護(hù)的電流互感器二次繞組均采用雙配置，這樣做不僅可以滿足兩套保護(hù)交流電流回路完全獨(dú)立的要求，且工程實(shí)際中也較易實(shí)現(xiàn)； （ 3） 主保護(hù)范圍應(yīng)將 10KV斷路器包括在內(nèi)，既： 10KV電流互感器應(yīng)安裝在斷路器和母線 側(cè)刀閘之間。”但考慮到目前變壓器高壓側(cè)斷路器很多都采用的事電氣三項(xiàng)聯(lián)動(dòng)，而非機(jī)械三項(xiàng)聯(lián)動(dòng)方式，故障幾率與220KV 線斷路器均等，因此變壓器電氣量保護(hù)仍需啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。 非全相保護(hù) 對(duì)于舊有斷路器，若本身沒(méi)有自帶非全相保護(hù)，則需依靠變壓器保護(hù)中的非全相保護(hù)功能。為確保對(duì)變壓器各側(cè)故障均有足夠靈敏度，復(fù)合電壓閉鎖原件取各側(cè)電壓的“或”邏輯， TV 斷線或 TV 停運(yùn)時(shí)解除該側(cè)電壓閉鎖對(duì)過(guò)流保護(hù)的開(kāi)放作用。考慮到 110KV側(cè)接地， 220KV側(cè)中性點(diǎn)的感應(yīng)零 序電流較大，因此本段帶方向指向 220KV母線。時(shí)間上與110KV出線 III 段最長(zhǎng)時(shí)間配合，第一時(shí)限切母聯(lián)，第二時(shí)限切本側(cè)（ I 段時(shí)間 +級(jí)差）。由于本段保護(hù)已經(jīng)從時(shí)間上避免反方向故障保護(hù)誤動(dòng)，因此不帶方向。 （ 2)在變壓器過(guò)勵(lì)磁時(shí) ,縱差保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。 （ 2） 短路電流 計(jì)算。 如低壓側(cè)電流互感器的二次電流最小，則選低壓側(cè)為基本側(cè) 。折線 ACD 的左上方為保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，折線右下方為保護(hù)的制動(dòng)區(qū)。由圖 52 中各參數(shù)之間的關(guān)系可導(dǎo)出， 制動(dòng)系數(shù) Kres 與折線斜率 S 之間的關(guān)系如下式所示 (31) K S I I I Ir e s r e s . 0 r e s op. m i n r e s? ? ?( / ) /1 (32) 52 可見(jiàn)，對(duì)動(dòng)作特性具有一個(gè)折點(diǎn)的縱差保護(hù)，折線的斜率 S 是2 方案論證與設(shè)計(jì) 39 一個(gè)常數(shù)， 而制動(dòng)系數(shù) Kres 則是隨制動(dòng)電流 Ires 而變化的。起始制動(dòng)電流宜取 ＝ (～ )IN/na 本設(shè)計(jì)起始制動(dòng)電流： .0 0 .9 3 1 5 / 6 0 0 0 .4 7resI ? ? ? d 靈敏系數(shù)的計(jì)算 縱差保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)按最小運(yùn)行方式下差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計(jì)算 。 按正常運(yùn)行方式保護(hù)安裝處二相短路計(jì)算靈敏系數(shù)， Ksen≥ ?！?70176。 A 最小動(dòng)作電流 的計(jì)算 ＝ 或 ＝ Krel 2 (310) 式中： Krel—— 可靠系數(shù)，取 ； —— 在變壓器額定電流下，差動(dòng)回路中的不平衡電流實(shí)測(cè)值。 變壓器零序差動(dòng)保護(hù) 220～ 500kV 變壓器，單相接地短路是主要