【文章內(nèi)容簡介】 器；b復(fù)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(fù)荷保護，發(fā)信號。C 10kV側(cè)a復(fù)合電壓閉鎖過電流保護，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過負(fù)荷保護，發(fā)信號；c設(shè)低周減載保護電流啟動回路。 非電量保護（1）重瓦斯引入接點，發(fā)出信號并順時跳3側(cè)斷路器；（2）輕瓦斯引入接點，瞬時動作于信號；（3）溫度引入接點，瞬時動作于信號；（4）風(fēng)冷消失引入接點，動作于信號且經(jīng)常延時動作于跳閘；（5）壓力釋放保護引入接點，動作于信號且延時動作跳3側(cè)斷路器；（6）非電量保護引入接點均為強電220V開關(guān)量空接點。 電源（1）差動保護裝置均獨立設(shè)置電源。（2）后備保護裝置均獨立設(shè)置電源。 其他技術(shù)要求（1）高、中、低3側(cè)的復(fù)合電壓并聯(lián)，以保證高、中壓側(cè)靈敏度，并可采用連接片投退其中任何一側(cè)復(fù)合電壓。（2）高（中）壓側(cè)的復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護中方向元件電壓交叉引線，方向元件投退靠控制字實現(xiàn)。（3）根據(jù)“反措”，要求裝置各保護段時限都可用硬壓板控制投退。（4）本保護直流工作電源為220V，當(dāng)工作電源消失、保護裝置應(yīng)閉鎖跳閘出口，并發(fā)出報警信號。（5）保護裝置的主、后備保護應(yīng)分別經(jīng)熔斷器接入獨立電源。（6）保護裝置應(yīng)有足夠的輸出接點用于跳閘、遠(yuǎn)動、故錄、報警等回路，并備用接點。（7）裝置的跳閘出口繼電器應(yīng)有自保持，并有監(jiān)視手段，使用人工復(fù)歸，出口繼電器應(yīng)為強電220V.（8）本體非電量保護引入本裝置的接點可以再擴充，引入接點均為強電220V開關(guān)量空接點。 兩套主保護裝置的特點A、 WBZ1201型（二次諧波原理）差動主保護（含主、后備保護）特點（1）該保護的最大特點是在變壓器空投內(nèi)部故障時，保護動作可以不受非故障相勵磁涌流影響；（2）裝置整體配置采用多CPU分層式結(jié)構(gòu)，主保護、后備保護以及監(jiān)控管理都由獨立CPU的模件完成，每個模件都可獨立完成一種或多種功能。（3）監(jiān)控管理與各保護模件聯(lián)系采用串行通訊模式。（4）監(jiān)控管理單元完成人機對話、信息收集、事件記錄、時鐘校對、對各保護單元巡檢等功能，同時設(shè)有一個RS232C接口，與監(jiān)控系統(tǒng)或其他就地管理系統(tǒng)相聯(lián)，可實現(xiàn)保護的就地或異地管理。（5）設(shè)有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護功能。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。（2）采用高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣頻率高達(dá)2400Hz（每周48點），保證其具有很高間斷角測量精度。（3）采用多微處理器并行工作結(jié)構(gòu)，有3個相互獨立的微處理器系統(tǒng)分別完成三相保護，靈一微處理系統(tǒng)完成人機界面、監(jiān)控管理等功能。（4）裝置提供2個串行通訊接口，第1串口按EISASRS232C或RS422/485標(biāo)準(zhǔn)接口方式，用于和綜合化系統(tǒng)或RTU通訊。第2串口按EISARS232C標(biāo)準(zhǔn)接口，可使用PC機進行定制整定、調(diào)試和故障分析。（5）設(shè)有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護的功能。 變壓器保護的二次接線 兩套保護采用獨立的交流電流和電壓回路220kV主變保護雙主、雙后配置是基于任何一套保護退出運行，均不影響主變的正常工作而設(shè)置的。因此25項中明確規(guī)定，兩套保護的交流電流回路應(yīng)相互獨立，目前對采用不同的電流互感器二次繞組是沒有任何異議的，但對電壓回路的相互獨立性卻存在不同的意見。（1）是否取自不同的電壓互感器二次繞組由于變壓器過電流保護的復(fù)合電壓閉鎖原件均取自各側(cè)復(fù)合電壓的“或”邏輯，因此保護要求兩套完全獨立的交流電壓輸入似乎不是非常必要，即使設(shè)置，可能對變壓器而言提供兩套完全獨立的10kV交流電壓回路，應(yīng)該還稍重要些。這是由于其他側(cè)母線電壓對10kV故障的反應(yīng)靈敏度較差。由于220kV線路保護均為雙主、雙后的配置，因此在同樣的交流電壓相互獨立的要求下，對220kV母線電壓互感器可選用帶四個二次繞組的設(shè)備，即：三個星型繞組，一個開口三角繞組。對220kV變壓器保護而言，三個星型繞組中除一個專供計量外，一個供保護一，一個經(jīng)不同的空氣開關(guān)后供保護二和測量回路。舊有母線電壓互感器，由于只有兩個星型繞組，因此兩套保護的交流電壓均取自同一個繞組，此時應(yīng)注意兩組電壓需經(jīng)不同的分支開關(guān)。（2）電壓切換箱是否雙配置過去工程設(shè)計中變壓器各側(cè)一般均采用單套電壓配置的方法，這樣當(dāng)切換箱故障時，變壓器后被保護功能將不再完整。因此對于目前從源頭上已有兩套交流電壓提供的前提下，可通過增加分相操作箱中電壓切換插件的方式使變壓器220kV側(cè)具備雙電壓切換回路。但對于220kV側(cè)有旁路的接線形式，我認(rèn)為需在保護屏已有的三套電壓切換回路的情況下再增加一套，且旁路代路方式不是經(jīng)常出現(xiàn)，因此可以不考慮。 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(yīng)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(yīng)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(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。這點在過去的工程中暢飲開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的問題或選型時沒注意而未實現(xiàn)，從而造成當(dāng)10kV斷路器與電流互感器間故障或10kV開關(guān)失靈時，故障切除時間太長，嚴(yán)重?fù)p害變壓器。（4）兩套保護的10kV側(cè)的電流回路接開關(guān)柜內(nèi)的電流互感器，從而盡量擴大差動保護范圍。 失靈啟動回路雖然《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：“一般不考慮由變壓器保護啟動斷路器失靈保護。如變壓器保護啟動斷路器失靈保護時，也必須設(shè)有相電流原件，并不允許由瓦斯保護動作啟動失靈保護?！钡紤]到目前變壓器高壓側(cè)斷路器很多都采用的事電氣三項聯(lián)動，而非機械三項聯(lián)動方式，故障幾率與220kV線斷路器均等，因此變壓器電氣量保護仍需啟動斷路器失靈保護。在啟動變壓器高壓側(cè)斷路器失靈的回路中，只需注意本體保護出口接點不并入失靈啟動即可達(dá)到以上目的。 變壓器跳閘出口25項中規(guī)定主變的兩套保護應(yīng)同時作用于220kV側(cè)斷路器的兩個線圈，這樣的規(guī)定可能是考慮到即使在任意一套保護和一套跳閘線圈重復(fù)故障的情況下，仍能保證故障的順利切除。但首先是這樣將增加大量跳閘出口壓板，如交叉跳220kV變高斷路器、母聯(lián)斷路器、分段斷路器，不僅使保護接線復(fù)雜，運行檢修中壓板投退繁瑣，且這種剛好發(fā)生于兩套保護跳閘系統(tǒng)中各一個環(huán)節(jié)的交叉故障的幾率很小，因此仍采用兩套保護分別作用于斷路器兩套跳閘線圈的方式。 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。為了接線方便設(shè)計中采用由斷路器操作箱中TWJ和HWJ的組合接點啟動非全相保護的方式，而根據(jù)反措要求擴展后的觸點只能作為信號觸點，不能作為保護的判據(jù)，更不能采用該類觸點作為非全相保護和失靈保護的判據(jù)。在實際應(yīng)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)，加上區(qū)外故障，導(dǎo)致斷路器誤跳閘的事故。因此非全相保護的啟動接點應(yīng)直接取斷路器輔助觸點，并注意日常維護 變壓器保護原理 瓦斯保護在變壓器油箱內(nèi)常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個故障時，由于短路電流和短路點電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時，回游強烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部的故障時的這一特點，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護裝置，稱之為瓦斯保護。 氣體繼電器構(gòu)成和動作原理 瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的基本保護，它的主要器件是瓦斯繼電器，安裝的位置在油箱與油枕之間的聯(lián)接管道中。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(guān)規(guī)程規(guī)定，應(yīng)當(dāng)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)。變壓器大蓋坡度要求在安裝變壓器時從底部墊好。這2個坡度都是為了防止在變壓器內(nèi)貯存空氣以及故障時，便于使氣體迅速可靠地沖人瓦斯繼電器，保證瓦斯繼電器靈敏的動作。見變壓器安裝示意圖2l。 圖21 氣體及電器安裝示意圖1——氣體繼電器；2——油枕當(dāng)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(yán)重發(fā)熱，導(dǎo)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)。因為氣體比油輕，氣體就會很快上升到變壓器的最高部分一油枕內(nèi)。在嚴(yán)重故障時，大量氣體會產(chǎn)生很大的壓力，使油迅速向油枕流動。根據(jù)這一特性，我們可以通過變壓器油箱內(nèi)的氣體或油，向油枕方向流動的情況，來判斷變壓器內(nèi)部故障的狀態(tài)。利用這些性質(zhì)構(gòu)成的變壓器保護稱為瓦斯保護，在瓦斯保護裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯繼電器。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。如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障，則因油分解而產(chǎn)生的氣體聚集在容器的上部時，此時迫使油面下降，使上面一對水銀觸點閉合，接通信號回路，發(fā)出報警信號，即繼電器輕瓦斯動作。如果正壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)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。線路如圖22所示。特別要注意，在新裝或大修的變壓器在加油濾油時將空氣帶入變壓器內(nèi)部，不能及時排出，當(dāng)變壓器運行后油溫逐漸上升，形成油的對流，內(nèi)部貯存的空氣逐漸排出，有可能使瓦斯繼電器動作。瓦斯繼電器動作的次數(shù)與變壓器內(nèi)部貯存的氣體多少有關(guān)。遇到上述情況時應(yīng)根據(jù)變壓器的音響、溫度、油面以及加油、濾油工作情況來綜合分析，如變壓器運行正?？梢耘袛酁檫M入空氣所造成的。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。運行經(jīng)驗證明，瓦斯繼電器比差動繼電器能更靈敏地反映變壓器內(nèi)部故障，特別對于匝闖短路，其靈敏度高于其它任何保護。但瓦斯保護不宜整定得過于靈敏，避免誤動作。圖22瓦斯保護原理接線圖 瓦斯保護的原理及接線圖中22為瓦斯繼電器，上面的觸點為輕瓦斯保護，它由上浮筒或上開口杯控制，動作后僅給出信號；下面的觸點為重瓦斯保護，由擋板或下開口杯控制，動作后經(jīng)信號繼電器2給出信號，同時啟動出口繼電器4，繼電器4的觸點閉合，并通過本身的電流線圈自保持，知道斷路器跳閘為止?？紤]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。跳閘完畢后，由斷路器的輔助觸點將自保持回路切斷。轉(zhuǎn)換開關(guān)3是用來將重瓦斯保護轉(zhuǎn)換到僅動作與信號的位置。 變壓器縱聯(lián)差動保護變壓器的縱聯(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。 變壓器縱聯(lián)差動保護原理。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?？v差保護在發(fā)電機上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，縱差保護將有許多特點和困難。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(dāng)被保護設(shè)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。當(dāng)被保護設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時，短路點成為一個新的端子，此時，但是實際上在外部發(fā)生短路時還存在一個不平衡電流，所以縱差保護的動作判據(jù)應(yīng)改寫為： （21） 式中——差動回路的差動電流； ——總差保護的最大不平衡電流。 對于雙繞組和三繞組變壓器，實現(xiàn)縱差保護的原理接線圖如圖23所示：圖23 雙繞組變壓器接線圖以雙繞組變壓器為例說明縱差保護原理。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此為了保證縱差保護的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運行和外部故障時，兩個二次電流相等例如在圖23中應(yīng)使： （22） 或 （23） 式中：——高壓側(cè)電流互感器的變比 ——低壓側(cè)電流互感器的變比 ——變壓器的變比 ——變壓器高壓側(cè)一次電流 ——變壓器低壓側(cè)一次電流 ——高壓側(cè)電流互感器二次電流 ——低壓側(cè)電流互感器二次電流 縱差保護動作判斷用下式表示： （24） 式中：——縱差保護動作整定電流。當(dāng)變壓器正常運行及故障時。即： 此時差電流小于動作整定電流，保護不動