【正文】 進行主變保護雙重化保護,以確保220kV 變電站主變保護雙重化保護系統(tǒng)安全高效、平穩(wěn)運行，確保電力系統(tǒng)的萬無一失。在雙母帶旁路主接線方式下，旁路開關代主變壓器開關時，差動保護的電流回路進行相應切換，后備保護的電流回路不用切換。（2）后備保護裝置均獨立設置電源。第2串口按EISARS232C標準接口，可使用PC機進行定制整定、調(diào)試和故障分析。如變壓器保護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。 圖21 氣體及電器安裝示意圖1——氣體繼電器；2——油枕當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生相間、層間或匝間短路故障時，伴隨有電弧產(chǎn)生，或某些部件嚴重發(fā)熱，導致油箱內(nèi)絕緣油和其他絕緣材料受熱分解并產(chǎn)生揮發(fā)性氣體(即瓦斯)。考慮到瓦斯繼電器的下觸點在不穩(wěn)定油流的沖擊下可能發(fā)生振動，或短時閉合的狀況，所以加上了自保持回路，以保證在這種情況下也能可靠的動作與跳閘。由于變壓器縱差保護的不平衡電流隨一次穿越電流的增大而增大，因此，利用該穿越電流產(chǎn)生制動作用使動作電流隨制動電流而變化，這樣在任何內(nèi)部短路情況下動作電流都大于相應的不平衡電流，同時又具有較高的靈敏度。圖25變壓器過電流保護的單相原理接線圖 可按下述兩種情況來考慮： （1）對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺最大容量的變壓器以后，在其他變壓器中所產(chǎn)生的過負荷。因為，電流超前。根據(jù)需要，每段零序電流保護可設兩個時限并以較短的時限動作與縮小故障影響范圍，以較長的時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。其接地保護原理圖如210所示。因此，《變壓器運行規(guī)程》規(guī)定：上層油溫最高允許值為95℃，正常情況下不應超過85℃，所以運行中對變壓器的上層油溫要進行監(jiān)視。風冷變壓器又分為2種冷卻方式，即冷卻器冷卻和片式散熱器冷卻，其原理基本相同。為確保對變壓器各側(cè)故障均有足夠靈敏度，復合電壓閉鎖原件取各側(cè)電壓的“或”邏輯，TV斷線或TV停運時解除該側(cè)電壓閉鎖對過流保護的開放作用。時間上與110kV出線III段最長時間配合，第一時限切母聯(lián)，第二時限切本側(cè)（I段時間+級差）。瓦斯保護動作于信號的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定。圖31二次諧波制動原理差動保護邏輯框圖 縱差保護整定計算內(nèi)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(cè)額定電流,電流互感器和中間電流互感器的變比選擇等。具體整定計算可參照廠家提供的技術說明書進行。中壓側(cè)：低壓側(cè)：（2）。按鑒別涌流間斷角原理構(gòu)成的變壓器差動保護，根據(jù)運行經(jīng)驗，閉鎖角可取為60176。 當無實測值時，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程的規(guī)定取 （4）靈敏系數(shù)校驗。高壓和中壓側(cè)不帶方向保護的動作時間應大于各側(cè)帶方向保護的動作時間，按選擇性要求斷開變壓器各側(cè)斷路器。要求≥(近后備)(遠后備)。所以，變壓器的容量為120MVA時，動作電流（2） 二次諧波制動比的整定。最小動作電流應大于變壓器額定負載時的不平衡電流，即 (33)式中：——變壓器的額定電流； ——電流互感器的變比； ——可靠系數(shù)，～； ——電流互感器的比誤差，2，2。b 縱差保護動作特性參數(shù)的計算帶比率制動特性的縱差保護的動作特性，通常用直角坐標系上的一條折線表示。當外部短路電流增大時，保護的動作電流又自動提高，使其可靠不動作。從保護設備的角度考慮，過流I段取一次值10000A,與10KV分段保護配合,第一時限閉自投，第二時限切本側(cè)。 220kV側(cè)零序過電壓保護和間隙零序電流保護為了避免間隙擊穿后零序電壓下降，因此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。——變壓器額定容量（兆伏安）。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。 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。如圖29所示，T2和T3中性點接地運行，T1中性點不接地運行。中性點直接接地運行的變壓器毫無例外地都采用零序過電路保護作為變壓器接地后背保護。(1)負序電壓濾過器負序電壓濾過器從三相電壓中取出負序電壓分量。變壓器相鄰短路后背保護通常采用過電流保護、低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序過電流保護等，也有采用阻抗保護作為后背保護的情況。即： 此時差電流小于動作整定電流，保護不動作。否則要取氣做點燃試驗，進一步判斷變壓器內(nèi)部是否有故障。為了能使該變壓器內(nèi)部積聚的氣體經(jīng)過與瓦斯繼電器聯(lián)接的管道，并順利流入油枕，根據(jù)變壓器安裝的相關規(guī)程規(guī)定，應當把變壓器靠油枕一側(cè)的位置墊高，使變壓器的大蓋沿瓦斯繼電器的方向上高出有1％．1．5％的升高坡度，另一個是變壓器油箱到油枕聯(lián)接管的坡度為2％．4％(這個坡度是由廠家制造好的)。 電流互感器二次繞組的保護配置雙母線接線方式：對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配置中應注意一下幾個問題：（1）220kV側(cè)斷路器失靈保護于母線保護的范圍應交叉，這主要是考慮對任意點故障均能保證快速切除；（2）高、中壓側(cè)間隙保護和零序保護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交流電流回路完全獨立的要求，且工程實際中也較易實現(xiàn)；（3）主保護范圍應將10kV斷路器包括在內(nèi)，既：10kV電流互感器應安裝在斷路器和母線側(cè)刀閘之間。B、WBZ04型（間斷角原理）差動主保護特點（1）采用間斷角原理，對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。B 110kV側(cè)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)），1段2級時限，第1級時限動作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，第2級時限動作跳本側(cè)斷路器；b復合電壓閉鎖過流保護，1段1級時限，動作后跳3側(cè)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(cè)母聯(lián)斷路器，2段第2級時限動作跳本側(cè)斷路器；d零序電壓閉鎖零序過流保護，1段2級時限，第1級時限動作跳3側(cè)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(cè)斷路器；f間隙過電壓保護，1段1級時限，跳3側(cè)斷路器；g過負荷保護，發(fā)信號。 對帶旁路接線的旁路開關, 在旁路開關處設置獨立的旁路TA。高壓側(cè)電壓為500kV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器礪磁電流升高，應裝設變壓器過礪磁保護。6300kVA及以上并列運行的變壓器，10000kVA及以上單獨運行的變壓器，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，應裝設縱差保護。該變電站主變壓器為兩臺額定容量為120MVA的變壓器，可帶負荷調(diào)壓的三繞組變壓器?，F(xiàn)代數(shù)學工具如：模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)，小波分析等開始越來越多的融入到變壓器保護的研究領域，一方面為傳統(tǒng)的變壓器保護方法提供了更有效的工具，另一方面，采用多個信息量，可提高變壓器保護的“智能化”程度，改善可靠性和適應性。變壓器保護的發(fā)展史也自此成為一部變壓器勵磁涌流鑒別技術發(fā)展史。然而，隨著電力系統(tǒng)以及變壓器制造技術的日益發(fā)展，利用涌流特征的各種判據(jù)在實用中均遇到了一些無法協(xié)調(diào)的矛盾。智能技術發(fā)展迅速，分支眾多，除了模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等技術被應用于繼電保護中，更有吸引力的研究是將具有不同特性的智能技術結(jié)合起來應用到繼電保護中，例如：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡、小波神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊專家系統(tǒng)等，這些結(jié)合使得保護的性能得到了有意義的提高。因此，這些故障應該盡快切除。對自耦變壓器和高、中低側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應增設零序方向元件。堅持智能化與科學化原則，集中監(jiān)測與遠方調(diào)度功能，220kV 變電站主變保護雙重化保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關柜內(nèi)，采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進行測量，省掉電量變送器，有些還可以省掉開關柜上的指示儀表。但電流二次回路的切換較麻煩，因操作不當會引起差動保護誤動的情況時有發(fā)生，故保護方式滿足要求時，不建議過多進行電流回路的切換。（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。這是由于其他側(cè)母線電壓對10kV故障的反應靈敏度較差。 非全相保護對于舊有斷路器，若本身沒有自帶非全相保護，則需依靠變壓器保護中的非全相保護功能。在變壓器正常工作時，瓦斯繼電器的容器內(nèi)一般是充滿變壓器油的，它的兩對靈敏水銀觸點是斷開的。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。一般地運用縱差保護原理能可靠地區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，并有相當高的靈敏度，這也是電力系統(tǒng)主元件往往采用縱差保護的原因。 圖26 低電壓啟動的過電流保護原理接線圖 過電流保護按躲過可能出現(xiàn)的最大負荷電流整定，啟動電流比較大，對于升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器靈敏度往往不能滿足要求，為此可以采用低電壓啟動的過電流保護。產(chǎn)生不平衡電壓的原因主要是各阻抗元件參數(shù)的誤差及輸入電壓中有諧波分量。圖28 零序過電流保護的原理接線和保護邏輯電路對于三繞組變壓器，往往兩側(cè)的中性點直接接地運行，應該在兩側(cè)的中性點上分別裝設兩段式的零序電流保護。采用這樣的動作電壓是為了減少故障影響的范圍。溫度繼電器的結(jié)構(gòu)：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度繼電器，它由變壓器生產(chǎn)廠成套提供。但在夜間尤其是在暴雨過后的夜間，因負荷和氣溫驟降，雖然已將變壓器輔助冷卻器停運，但變壓器油溫仍降至30℃以下，也就是油溫的變化幅度超過了環(huán)境溫度的變化。 220kV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。第I時限切母聯(lián)，第II時限切本側(cè)（I段時間+級差）。表31 瓦斯保護油流動作流速整定表變壓器容量kVA氣體繼電器型式連接導管內(nèi)徑mm冷卻方式動作流速整定值m/s1000及以下QJ50φ50自冷或風冷～7000～7500QJ50φ50自冷或風冷～7500～10000QJ80φ80自冷或風冷～10000以上QJ80φ80自冷或風冷～200000以下QJ80φ80強迫油循環(huán)～200000及以上QJ80φ80強迫油循環(huán)～500kV變壓器QJ80φ80強迫油循環(huán)～有載調(diào)壓開關QJ25φ25已知: 三繞組變壓器；額定容量=240MVA ；繞組接法為 , , d ll ；則選高壓側(cè)為基本側(cè)；電流互感器二次額定電流為1A。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)。圖33為縱差保護靈敏系數(shù)計算說明圖。所以在變壓器相間短路后背保護中只對這種保護的整定進行介紹。低壓側(cè)保護可設兩段時限，以斷開低壓母線分段斷路器(為與之配合的饋線保護動作時間)；以斷開變壓器低壓側(cè)斷路器。(2)高壓及中壓側(cè)均有電源的三繞組降壓變壓器，若只有一臺變壓器且高壓側(cè)為主電源側(cè)，當相間后備保護設在高壓及低壓側(cè)時，低壓側(cè)保護只帶一個時限，斷開本側(cè)斷路器。已知 校驗: 220kV級：整定為1A110kV級： 整定為1A10kV級： 整定為2A靈敏度校驗： （312）式中為后備保護區(qū)末端兩相金屬性短路時流過保護的最小短路電流（二次值），要求（近后備）（遠后備）。則靈敏系數(shù)為 (37)要求≥2。在實際應用中，是通過保護裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來滿足制動系數(shù)的要求。 變壓器縱差保護縱差保護是變壓器內(nèi)部故障的主保護，主要反應變壓器油箱內(nèi)部、套管和引出線的相間和接地短路故障，以及繞組的匝間短路故障。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(cè)（I段時間+級差），第III時限切各側(cè)（II段時間+級差）。第一時限母聯(lián)或分段斷路器，第二時限跳變壓器本側(cè)斷路器。即使日常負荷變化和氣溫變化沒有如此之大，但變壓器的溫度變化是實際存在的。常用的電觸頭壓力式溫度繼電器的結(jié)構(gòu)圖，它由受熱元件、溫度計及附件組成，是按流體壓力原理工作的。由于零序電壓保護只有在中性點失去、系統(tǒng)中沒有零序電流的情況下才能夠動作，不需要與其他元件配合，故動作時限只需躲過暫態(tài)保護電壓的時間，～。在動作電流整定時要考慮對側(cè)接地故障的影響，靈敏度不夠時可以考慮裝設零序電流方向元件。通常在濾過器的輸出端加設5次諧波濾過器，消除5次諧波的影響。由于電壓互感器回路發(fā)生斷線時，低電壓繼電器將誤動作，為此在實際裝置中還需要配置電壓回路斷線閉鎖的功能。另外，由于縱差保護的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運行和外部故障時，其動差保護回路中有不平衡電流，使縱差保護處于不利的工作條件下。變壓器具有兩個或更多個電壓等級，構(gòu)成縱差保護，所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護不平衡電流將很大，縱差保護是利用比較被保護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，即當被保護設備無故障時恒有：，即各流入電流之和必等于各流出電流之和。如果正壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，將會產(chǎn)生強烈的氣體，并出現(xiàn)變壓器油的涌浪，迫使油猛烈地由油箱進入油枕，通過聯(lián)接管道的時候，要經(jīng)過瓦斯繼電器，這時強大的油流沖擊瓦斯繼電器的擋板，使下面一對水銀觸點閉合，接通跳閘回路，切斷與變壓器連接的所有電源，從而起到保護變壓器的作用，即繼電器重瓦斯動作。在實際應用中確實也出現(xiàn)過因非全相取斷路器位置監(jiān)視繼電器輔助觸點為判據(jù)，加