【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度，與變壓器故障程度有關(guān)。瓦斯保護(hù)就是利用這些氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器，又稱氣體繼電器。它安裝在變壓器油箱和油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過瓦斯繼電器流向油枕。目前，國 內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯擋板式兩種型式，均有兩對觸點(diǎn)引出，可以并聯(lián)使用。 氣體繼電器有兩個(gè)輸出觸點(diǎn)：一個(gè)反應(yīng)變壓器內(nèi)部的不正常情況或輕微故障，稱為“輕瓦斯”；另一個(gè)反應(yīng)變壓器的嚴(yán)重故障 ,成為“重瓦斯”。 瓦斯保護(hù)裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障 15 時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出瞬時(shí)“輕瓦斯動(dòng)作”信號。變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，繼電器動(dòng)作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號。 變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器 各側(cè)斷路器。可能瞬間接通重瓦斯繼電器的觸點(diǎn)。 瓦斯保護(hù)的整定： （ 1） 1 號主變的容量為 20210KVA，瓦斯繼電器的氣體容積整定值為 250cm3。 （ 2）重瓦斯保護(hù)油流速度的整定： 重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為 ～ ,在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油流速度整定為 ～ 1m/s 時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流的速度約為 ～ 。因此，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速 度整定在 1m/s。 ＃ 1 主變的縱差動(dòng)保護(hù) 縱差動(dòng)保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，而且不需要與其他元件的保護(hù)相配合，可以無延時(shí)地切除區(qū)內(nèi)各種故障，廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為零。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁電流，接線方式和電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中有不平衡電流流過，由于這些特殊因素的影響，變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流很大。因此，變壓器差動(dòng)保護(hù)需要解決的主要問題之一是采取各種措施躲過不平衡電流的影響。 下面詳細(xì)地對該保護(hù)裝置進(jìn)行整 定計(jì)算： 一． RCS9671/3 型二次諧波制動(dòng)帶比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù) １ .計(jì)算穿越變壓器的最大短路電流 (1)10KV 側(cè)：最大運(yùn)行方式下， 10KV 母線發(fā)生三相短路時(shí)的最大短路電流 等值阻抗如圖 31： 16 圖 31 最大運(yùn)行方式下 10KV 母線發(fā)生三相短路等值阻抗圖 取容量基準(zhǔn)值 BS =100MVA， B avVV? ，即網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓。 *5 1 9 . m i n 21002 .7 0 .0 2 0 4115X ? ? ? *5 9 2 . m i n 21004 . 2 0 7 0 . 3 1 8115X ? ? ? *1 21003 .6 4 4 0 .0 2 7 6115X ? ? ? *2 21001 7 .6 8 0 .1 3 3 7115X ? ? ? ＃ 1 主變高壓側(cè) 1 2 1 3 2 31 ( % % % ) 1 0 . 2 5 1 8 . 1 6 . 3 5% 1 122k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? ＃ 1 主變中壓側(cè) 1 2 2 3 1 32 ( % % % ) 1 0 . 2 5 6 . 3 5 1 8 . 1%0k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? ＃ 1 主變低壓側(cè) 1 3 2 3 1 23 ( % % % ) 1 8 . 1 6 . 3 5 1 0 . 2 5% 7 . 122k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? 2 2* 15 22% 1 1 1 1 0 1 0 0 0 . 5 0 31 0 0 1 0 0 2 0 1 1 5k T N BT N BUV SX SV? ? ? ? ? ? ? 2 2* 37 22% 7 . 1 1 1 1 0 0 0 . 3 9 01 0 0 1 0 0 2 0 1 0 . 5k T N BT N BUV SX SV? ? ? ? ? ? ? ＃ 2 主變高壓側(cè) 1 2 1 3 2 31 ( % % % ) 1 0 . 2 1 7 . 9 6 . 4% 1 0 . 8 522k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? ＃ 2 主變中壓側(cè) 1 2 2 3 1 32 ( % % % ) 1 0 . 2 6 . 4 1 7 . 9%0k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? 17 ＃ 1 主變低壓側(cè) 1 3 2 3 1 23 ( % % % ) 1 7 . 9 6 . 4 1 0 . 2% 7 . 0 522k k kk U U UU ? ? ??? ??? ? ? 2 2* 16 22% 1 0 . 8 5 1 1 0 1 0 0 0 . 4 9 61 0 0 1 0 0 2 0 1 1 5k T N BT N BUV SX SV? ? ? ? ? ? ? 2 2* 38 22% 7 . 0 5 1 1 1 0 0 0 . 3 8 71 0 0 1 0 0 2 0 1 0 . 5k T N BT N BUV SX SV? ? ? ? ? ? ? * * *9 51 9. m in 1 0. 02 04 0. 02 76 0. 04 8X X X? ? ? ? ? * * *10 59 2. m in 2 0. 03 18 0. 13 37 0. 16 55X X X? ? ? ? ? * * * * *1 1 5 7 6 8 0 . 8 9 3 0 . 8 8 3( ) ( ) ( 0 . 5 0 3 0 . 3 9 0 ) ( 0 . 4 9 6 0 . 3 8 7 ) 0 . 4 4 40 . 8 9 3 0 . 8 8 3X X X X X ?? ? ? ? ? ? ? ?? *** * * 9 1 11 2 9 1 1 *10 0 . 0 4 8 0 . 4 4 40 . 0 4 8 0 . 4 4 4 0 . 6 2 0 80 . 1 6 5 5XXX X X X ? ?? ? ? ? ? ? ? *** * * 1 0 1 11 3 1 0 1 1 *9 0 . 1 6 5 5 0 . 4 4 40 . 1 6 5 5 0 . 4 4 4 2 . 1 4 00 . 0 4 8XXX X X X ? ?? ? ? ? ? ? ? *12X 和 *13X 即為電源到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。 計(jì)算電抗： * 519. 5 1 9 1 2 0 .6 2 0 8 3 .7 2 .2 9 7jsBSXX S? ? ? ? ? * 592. 5 9 2 1 3 2 .1 4 0 2 .3 8 5 .0 9 3jsBSXX S? ? ? ? ? 短路電流標(biāo)么值： *519.5 1 911 0 .4 3 52 .2 9 7jsI X? ? ? *592.5 9 211 0 .1 9 65 .0 9 3jsI X? ? ? 短路電流有名值（歸算至短路處）計(jì)算如式 31： ( 3 ) * *. m a x 5 1 9 5 9 2()3 BK avSI I IU? ? ? (31) ( 3 ) * *. m a x 5 1 9 5 9 2 100( ) ( 0 . 4 3 5 0 . 1 9 6 ) 3 . 4 7 03 3 1 0 . 5BKavSI I I K AU? ? ? ? ? ? ?? 18 (2)35KV 側(cè)：最大運(yùn)行方式下， 35KV 母線發(fā)生三相短路時(shí)的最大短路電流 等值阻抗如圖 32： 圖 32 最大運(yùn)行方式下 35KV 母線發(fā)生三相短路等值阻抗圖 * * *1 4 5 6 0 . 5 0 3 0 . 4 9 60 . 5 0 3 0 . 4 9 6 0 . 2 4 9 70 . 5 0 3 0 . 4 9 6X X X ?? ? ? ?? *** * * 9 1 41 5 9 1 4 *10 0 . 0 4 8 0 . 2 4 9 70 . 0 4 8 0 . 2 4 9 7 0 . 3 7 0 10 . 1 6 5 5XXX X X X ? ?? ? ? ? ? ? ? *** * * 1 0 1 41 6 1 0 1 4 *9 0 . 1 6 5 5 0 . 2 4 9 70 . 1 6 5 5 0 . 2 4 9 7 1 . 2 5 80 . 0 4 8XXX X X X ? ?? ? ? ? ? ? ? *15X 和 *16X 即為電源到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。 計(jì)算電抗： * 519. 5 1 9 1 5 0 . 3 7 0 1 3 . 7 1 . 3 7 0jsBSXX S? ? ? ? ? * 592. 5 9 2 1 6 1 .2 5 8 2 .3 8 2 .9 9 4jsBSXX S? ? ? ? ? 短路電流標(biāo)么值： *519.5 1 911 0 .7 3 01 .3 7 0jsI X? ? ? *592.5 9 211 0 .3 3 42 .9 9 4jsI X? ? ? 19 短路電流有名值（歸算至短路側(cè)）： ( 3 ) * *. m a x 5 1 9 5 9 2 100( ) ( 0 . 7 3 0 0 . 3 3 4 ) 1 . 6 63 3 3 7BKavSI I I K AU? ? ? ? ? ? ?? 由以上可見，變壓器外部故障 時(shí)，流過變壓器的最大短路電流為 35KV 側(cè)的短路電流，為 。 ２ .差動(dòng)速斷保護(hù)整定計(jì)算 (1)躲過外部短時(shí)的最大不平衡電流（躲 11KV 側(cè)不平衡電流） 不平衡電流計(jì)算如 32 式： . m a x . m a x( 0 .1 )u b n p S T KI f U K K I? ? ? ? ? (32) 其中 f? 時(shí)電流互感器的誤差，取 ～ ； U? 為變壓器分接頭改變引起的誤差，通常取 ； npK 為電流互感器同型系數(shù)，取為 1； STK 為非周期分量系數(shù)，可取 1。 . m a x . m a x( 0. 1 ) ( 0. 05 0. 1 0. 1 1 1 ) 3. 47 0 0. 86 75ub np ST KI f U K K I KA? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? . m a x 5 8se t re l ubI K I K A? ? ? ? ? (2)躲過變壓器外部故障時(shí)的最大短路電流： . m a x 70 85s e t r e l dI K I KA? ? ? ? ? 因此取保護(hù)動(dòng)作電流為 。 (3)另外 ,由于變壓器的勵(lì)磁涌流很大，縱差動(dòng)保護(hù)通常采用其他措施來減少勵(lì)磁涌流對變壓器的影響 ： 一是通過鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，在勵(lì)磁涌流時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，這時(shí)在整定值中不必考慮勵(lì)磁涌流的影響。三相變壓器勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)： ，至少在兩相中出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流； ，變成了對稱性涌流，其他兩相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對稱性涌流； ，但至少有一相比較大； ，但間斷角顯著減小，其中又以對稱性涌流的間斷角最小。 另一種是采用速飽和變流器減少勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流。 20 型二次諧波制動(dòng)帶比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)定值計(jì)算 流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)。穿越電流越大，不平衡電流也越大。具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器正是利用這個(gè)特點(diǎn)，在差動(dòng)繼電器中引入一個(gè)能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過最大穿越短路電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。該制動(dòng)電流 resI 可取 1 2 ( ) ( 050 999 497 ) 273r e sI I I I KA? ? ? ? ? ? ? ? ?, 其中 1I 、 2I 、 3I 分別為變壓器各側(cè)的一次電流，此處取各側(cè)的額定電流。 RCS9671 型保護(hù)裝置采用 2 次諧波制動(dòng)，根據(jù)對變壓器勵(lì)磁涌流的諧波分析，勵(lì)磁涌流中含有很大比例的 2 次諧波分量，而在變壓器內(nèi)部故障電流中， 2次諧波的比例很小，因此，利用 2 次諧波制動(dòng)原理為判據(jù)的差動(dòng)繼電器具有防止變壓器涌流的功能。 為了避免正常運(yùn)行和外部故障時(shí)穿越短路電流的影響，該繼電器還有比率制動(dòng)回路。該裝置的比率制動(dòng)系數(shù)、差動(dòng)整定值、二次諧波整定計(jì)算 如下： 1)比率差動(dòng)元件 . m a x . m a x 675 278s e t r e l ubI K I KA? ? ? ? ? . m in 050 525se t NI I K A? ? ? ? . m a x . m a x . m a x 3 .4 7 0 0 .8 6 7 5 2 .6 0 2 5r e s K ubI I I KA? ? ? ? ? . 0. 6 0. 6 0. 10 50 0. 06 3r e s g NI I KA? ? ? ? 比率制動(dòng)系數(shù)計(jì)算如 33 式 :