【文章內(nèi)容簡介】 （520）經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。. 絕緣子的選擇及校驗(yàn)1）根據(jù)母線額定電壓10KV和戶外裝設(shè)的要求，選用ZPD1035型支柱絕緣子，其抗彎破壞負(fù)荷作用在絕緣子上的電動力為： （521）=*2000=1200N，因母線為兩片平放，此時，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于=1200，滿足動穩(wěn)定要求。2）110kV側(cè)根據(jù)母線額定電壓1100KV和戶外裝設(shè)的要求,選用ZS220型支柱絕緣子。其抗彎破壞負(fù)荷 （522）, 因母線為兩片平放，此時，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于, 滿足動穩(wěn)定要求。. 導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線的作用是傳輸電能。根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求選擇型號為LGJQ400的導(dǎo)線其中數(shù)據(jù)為 = 導(dǎo)線選擇需考慮電暈現(xiàn)象對電力輸送的影響據(jù)如下公式計(jì)算電暈臨界相電壓 。5. 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表電 氣 設(shè) 備型 號數(shù) 量主變壓器SSPL150000/2202110KV母線截面為12510=1250的矩形鋁母線1截面為雙槽導(dǎo)體截面為26870mm2槽型銅母線1高壓斷路器SW6(220/1200)5低壓斷路器SN520G/12000隔離開關(guān)（高壓側(cè)）GW6220G10隔離開關(guān)（低壓側(cè)）SN520G/1200010絕緣子ZPD1035；ZS22036電流互感器(高壓側(cè))LCW2203電流互感器(低壓側(cè))LBJ203熔斷器(高壓側(cè))RN22 熔斷器(低壓側(cè))RN22電壓互感器（高壓側(cè)）JCC22203電壓互感器（低壓側(cè)）JDJ103載流導(dǎo)體LGJQ400銅芯鋁絞線26. 繼電保護(hù). 電力變壓器故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電力設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行對于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對供電的可靠性，以及電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時大容量電力變壓器的造價(jià)也是十分昂貴。針對電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，然后重點(diǎn)研究應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置，以及保護(hù)裝置的整定計(jì)算。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，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。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（瓦斯），很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常和運(yùn)行狀態(tài)主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負(fù)荷超過其額定容量引起的過負(fù)荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過礪磁等。. 電力變壓器繼電保護(hù)的配置原則針對電力變壓器的故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)對變壓器裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，其任務(wù)就是反映上述故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，并通過 斷路器切除故障變壓器，或發(fā)出信號告知運(yùn)行 人員采取措施消除異常運(yùn)行狀態(tài)。同時，變壓器 保護(hù)還應(yīng)能作相鄰電氣元件的后備保護(hù)。故根據(jù) DL400—1991《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)。(1)瓦斯保護(hù)為反映變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低， 。(2) 縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù) 為反映電力變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路 故障。 運(yùn)行的變壓器， 和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器， 時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 ，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2 ，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)(以下簡稱差動保護(hù))。對高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的差動保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，100MW及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用差動保護(hù)；100MW以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組共用差動保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)差動保護(hù)；對200～300MW的發(fā)電機(jī)變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的差動保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。(3) 過電流保護(hù) 為反映外部相間短路引起的過電流并作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備，應(yīng)采用下列保護(hù)。①過電流保護(hù)，一般用于降壓變壓器。②復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器。③負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)，一般用于63MVA及以上大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。④阻抗保護(hù)，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用第②③的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。(4) 零序電流保護(hù) 為變壓器外部接地短路時零序電流設(shè)的保護(hù)。(5) 過負(fù)荷保護(hù) 為反映變壓器對稱過負(fù)荷引起的過電流。，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或 單獨(dú)運(yùn)行并作為其他符合的備用電源時，應(yīng)根據(jù)過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。(6) 過勵磁保護(hù) 為反映變壓器的過勵磁引起的過電流。對于高壓側(cè)為500kV的變壓器的額定磁密近于飽和密度，頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁，導(dǎo)致鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴(yán)重過熱會使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞，故需裝設(shè)過勵磁保護(hù)。(7) 其他保護(hù)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)行變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的保護(hù)，如溫度保護(hù)等。. 設(shè)計(jì)選用的繼電保護(hù)裝置. 變壓器的差動保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。原理接線圖如圖71所示圖71 變壓器差動保護(hù)單相原理接線圖縱聯(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。為了實(shí)現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè)各裝設(shè)一組電流互感TATA2，其二次側(cè)按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護(hù)。變壓器的縱差保護(hù)與輸電線的縱聯(lián)差動相似，工作原理相同，但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為了保證變壓器縱差保護(hù)的正常運(yùn)行，必須選擇好適應(yīng)變壓器兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，保證變壓器在正常運(yùn)行和外部短路時兩側(cè)的二次電流不同。其保護(hù)范圍為兩側(cè)電流互感TATA2之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、套管及引出線等。從71可見，正常運(yùn)行和外部短路時，流過差動繼電器的電流為Ir=I1+I2，在理想的情況下，其值等于零。但實(shí)際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為Ir=I1+I2，即為短路點(diǎn)的短路電流。當(dāng)該電流大于KD的動作電流時，KD動作。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)差動保護(hù)正確動作，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，差動回路內(nèi)沒有電流。如圖1中，應(yīng)使 (71)式71中——高壓側(cè)電流互感器的變比； ——低壓側(cè)電流互感器的變比。式（71）說明，要實(shí)現(xiàn)雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。因此，在變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)中，要實(shí)現(xiàn)兩側(cè)電流的正確比較，必須先考慮變壓器變比的影響。實(shí)際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及勵磁涌流等因素的影響，即使?jié)M足式（71）條件，差動回路中仍回流過一定的不平衡電流Iunb, Iunb越大，差動繼電器的動作電流也越大，差動保護(hù)靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響。勵磁涌流就是變壓器空載合閘時的暫態(tài)勵磁電流。由于在穩(wěn)態(tài)工作時，變壓器鐵心中的磁通應(yīng)滯后于外加電壓900。所以，如果空載合閘正好在電壓瞬間值u=0的瞬間接通，則鐵心中就具有一個相應(yīng)的磁通φmax,而鐵心中的磁通又是不能突變的，所以在合閘時必將出現(xiàn)一個+φmax磁通分量。此分量的磁通將按指數(shù)規(guī)律自由衰減，故稱為非周期性的磁通分量。如果這個非周期性的磁通分量的衰減比較慢，那么，在最嚴(yán)重的情況下，經(jīng)過半個周期后，它與穩(wěn)態(tài)磁通相疊加的結(jié)果，將使鐵心中的總磁通達(dá)到2φmax的數(shù)值，如果鐵心中還有方向相同的剩余磁通φres，則總磁通將為2φmax +φres。此時由于鐵心高度飽和，使勵磁電流劇烈增加，從而形成的勵磁涌流。該圖中與φmax對應(yīng)的為變壓器的額定電流的最大值，與2φmax +φres對應(yīng)的則為勵磁涌流的最大值。隨著鐵心中非周期磁通的不斷衰減，勵磁電流也逐漸衰減至穩(wěn)態(tài)值。以上分析是在電壓瞬時值u=0時合閘的情況。當(dāng)然，當(dāng)變壓器在電壓瞬時值為最大的瞬間合閘時，因?qū)?yīng)的穩(wěn)態(tài)磁通等于零，故不會出現(xiàn)勵磁涌流，合閘后變壓器將立即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作。但是，對于三相式變壓器，因三相電壓相位差1200，空載合閘時出現(xiàn)勵磁涌流是不可避免的。根據(jù)以上分析可以看出，勵磁涌流的大小與合閘瞬間電壓的相位、變壓器容量的大小、鐵心中剩磁的大小和方向及鐵心的特性等因素有關(guān)。而勵磁涌流的衰減速度則隨鐵心的飽和程度及導(dǎo)磁性能的不同而變化。由于變壓器的勵磁電流只流經(jīng)它的電源側(cè)，故造成變壓器兩側(cè)電流不平衡，從而在差動回路中產(chǎn)生不平衡電流。在正常運(yùn)行時，此勵磁電流很小，一般不超過變壓器額定電流的3%~5%。外部故障時，由于電壓降低，勵磁電流也相應(yīng)減小，其影響就更小。因此由于正常勵磁電流引起的不平衡電流不大，可以忽略不計(jì)。但是，當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，可能出現(xiàn)很大的勵磁涌流，其值可以達(dá)到變壓器額定電流的6~8倍。因此，勵磁涌流將在差動回路中產(chǎn)生很大的不平衡電流，可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動作。差動保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它以其靈敏度高，選擇性好，實(shí)現(xiàn)簡單而廣泛地應(yīng)用在發(fā)電機(jī)、電抗器、電動機(jī)和母線等主設(shè)備上。鑒于差動保護(hù)在以上設(shè)備中應(yīng)用的成功，以及過去技術(shù)水平的限制，人們別無選擇地在變壓器保 護(hù)上同樣采用差動保護(hù)作為主保護(hù)。它不但能 正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件配合，可以無延時地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 . 變壓器的瓦斯保護(hù)如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝間短路、鐵心局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時，往往差動保護(hù)及其他保護(hù)均不能動作，而瓦斯保護(hù)卻能動作。因此，瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)部故障最有效的一種主保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要由氣體繼電器來實(shí)現(xiàn)，安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中。氣體繼 電器有兩個輸出觸點(diǎn)：一個反映變壓器內(nèi)部不正常情況或輕微故障的“輕瓦斯”；另一個反映變壓器嚴(yán)重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯動作于信號，使運(yùn)行人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時處理；重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù) 動作后，應(yīng)從氣體繼電器上部排氣口收集氣體，進(jìn)行分析。根據(jù)氣體的數(shù)量、顏色、化學(xué)成分和可燃性等，判斷保護(hù)的原因和故障性質(zhì)瓦斯繼電器只能反映變壓器內(nèi)部的故障，包括漏油、漏氣、油內(nèi)有氣、匝間故障、繞組相間短路等。