【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 兩段式零序電流保護(hù)。變壓器非直接接地運(yùn)行，而是通過(guò)放電間隙接地時(shí)，不僅須裝設(shè)兩段式零序電流保護(hù)，還須裝設(shè)零序電流保護(hù)零序電壓保護(hù)。非直接接地運(yùn)行變壓器當(dāng)發(fā)生單相接地故障（差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)），放電間隙放電，為了避免放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還應(yīng)裝設(shè)專門反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)，其任務(wù)是及時(shí)切除變壓器，防止間隙長(zhǎng)時(shí)間放電，造成中性點(diǎn)絕緣破壞。如果萬(wàn)一放電間隙拒動(dòng)，變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，為此還須設(shè)置零序電壓保護(hù)，當(dāng)放電間隙拒動(dòng)時(shí)，由零序電壓保護(hù)切除變壓器。如圖26：圖26變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)QS合上，兩段式零序電流保護(hù)投入工作。第I段與相鄰元件接地保護(hù)I段配合，以t1（）延時(shí)斷開(kāi)高壓側(cè)分母聯(lián)斷路器，以延時(shí)斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。第II段與相鄰元件接地保護(hù)后備段配合，以t3和t4的延時(shí)分別斷開(kāi)母聯(lián)斷路器和各側(cè)斷路器。變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)QS打開(kāi)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障且失去中性點(diǎn)時(shí)，中性點(diǎn)不接地的變壓器的中性點(diǎn)將出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，放電間隙擊穿，放電電流使零序電流元件啟動(dòng)，瞬時(shí)跳開(kāi)變壓器，見(jiàn)故障切除，當(dāng)放電間隙拒動(dòng)時(shí)，零序電壓保護(hù)啟動(dòng)將變壓器切除，其動(dòng)作之應(yīng)低于變壓器中性點(diǎn)絕緣的耐壓水平。一、接地保護(hù)配置（一）變壓器直接接地運(yùn)行時(shí)，其接地保護(hù)可采用兩段式零序電流保護(hù)。（二）變壓器非直接接地運(yùn)行，而是通過(guò)放電間隙接地時(shí)，不僅須裝設(shè)兩段式零序電流保護(hù)，還須裝設(shè)零序電流保護(hù)零序電壓保護(hù)。非直接接地運(yùn)行變壓器當(dāng)發(fā)生單相接地故障，放電間隙放電，為了避免放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還應(yīng)裝設(shè)專門反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)，其任務(wù)是及時(shí)切除變壓器，防止間隙長(zhǎng)時(shí)間放電，造成中性點(diǎn)絕緣破壞。如果萬(wàn)一放電間隙拒動(dòng)，變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，為此還須設(shè)置零序電壓保護(hù)，當(dāng)放電間隙拒動(dòng)時(shí)，由零序電壓保護(hù)切除變壓器。二、工作原理變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)QS合上，兩段式零序電流保護(hù)投入工作。如圖27，第I段與相鄰元件接地保護(hù)I段配合，以t1（）延時(shí)斷開(kāi)高壓側(cè)分母聯(lián)斷路器，以延時(shí)斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。第II段與相鄰元件接地保護(hù)后備段配合，以t3和t4的延時(shí)分別斷開(kāi)母聯(lián)斷路器和各側(cè)斷路器。圖27變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)QS打開(kāi)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障且失去中性點(diǎn)時(shí)，中性點(diǎn)不接地的變壓器的中性點(diǎn)將出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，放電間隙擊穿，放電電流使零序電流元件啟動(dòng)，瞬時(shí)跳開(kāi)變壓器，見(jiàn)故障切除，當(dāng)放電間隙拒動(dòng)時(shí)，零序電壓保護(hù)啟動(dòng)將變壓器切除，其動(dòng)作之應(yīng)低于變壓器中性點(diǎn)絕緣的耐壓水平。 他 保 護(hù)一、過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器過(guò)負(fù)荷通常只對(duì)稱性過(guò)負(fù)荷，變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流，通常過(guò)負(fù)荷保護(hù)只用一個(gè)電流繼電器，接于任一相電流之中（一般為B相電流），經(jīng)過(guò)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。本次設(shè)計(jì)的變壓器由高壓側(cè)向中、低壓側(cè)傳送功率的降壓變壓器，至少要在高壓側(cè)和低壓側(cè)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流即式中：為可靠系數(shù)，：為返回系數(shù)。微機(jī)保護(hù)中，過(guò)負(fù)荷保護(hù)保護(hù)通常設(shè)有3段，并且均取B相電流，一般I用于發(fā)告警信號(hào)，II段用于啟動(dòng)風(fēng)扇冷卻器，III段用于閉鎖有載調(diào)壓。 二、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)變壓器過(guò)電壓時(shí)會(huì)使發(fā)生發(fā)生過(guò)勵(lì)磁，使鐵芯飽和，鐵損增加，溫度增加，造成繞組絕緣損壞、油質(zhì)污染，同時(shí)變壓器勵(lì)磁電流激增，可以引起差動(dòng)誤動(dòng)作。因此必須裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，通常裝設(shè)反時(shí)限過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)越大，允許的過(guò)勵(lì)磁持續(xù)時(shí)間越短。三、主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)電力系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障、繼電保護(hù)動(dòng)作而斷路器拒絕動(dòng)作的情況。這種情況下，可導(dǎo)致設(shè)備燒毀，擴(kuò)大事故范圍，甚至使系統(tǒng)得穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。因此，對(duì)于較重要的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。斷路器失靈保護(hù)有稱后備接線，它是防止因斷路器拒絕動(dòng)而擴(kuò)大事故的一項(xiàng)措施，斷路器失靈保護(hù)的工作原理是，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時(shí)。相應(yīng)的繼電保護(hù)動(dòng)作，出口中間繼電器發(fā)出斷路器跳閘脈沖。由于短路故障未被切除，故障元件的繼電器仍處于動(dòng)作狀態(tài)，此時(shí)利用裝設(shè)在故障元件上的故障判別元件，來(lái)判別斷路器仍處于合閘狀態(tài)。如故障元件出口中間繼電器觸點(diǎn)和故障判別元件的觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，失靈保護(hù)被啟動(dòng)。在經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)限后失靈保護(hù)出口繼電器動(dòng)作，跳開(kāi)與失靈的斷路器相連的母線上的各個(gè)斷路器，將故障切除。保護(hù)由啟動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成，為了提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，啟動(dòng)元件必須同時(shí)具備下列兩個(gè)條件才能啟動(dòng)：（1）故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回（2）在故障保護(hù)元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件啟動(dòng)。為防止失靈保護(hù)誤動(dòng)作，在失靈保護(hù)接線中加設(shè)了閉鎖元件，常用的閉鎖元件由負(fù)序電壓。零序電壓和低電壓繼電器組成，通過(guò)“與”門構(gòu)成斷路器失靈保護(hù)的跳閘出口回路。四、變壓器溫度保護(hù)變壓器運(yùn)行中，總有部分損失（如銅損、鐵損、介質(zhì)損失等）時(shí)變壓器各部分溫度升高，繞組溫度過(guò)高時(shí)會(huì)加速絕緣的老化，縮短使用壽命，繞組溫度越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)造成絕緣老化的速度越快，使用期限越短。因此變壓器必須冷卻系統(tǒng)，保證在規(guī)定的環(huán)境溫度下按額定容量運(yùn)行時(shí)，使變壓器溫度不超過(guò)極限值。變壓器溫度保護(hù)在冷卻系統(tǒng)發(fā)生個(gè)故障或其他原因引起變壓器溫度超過(guò)極限值時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)（以便采取措施），或者延時(shí)作用于跳閘。五、冷卻器故障保護(hù)當(dāng)冷卻器引起變壓器溫度超過(guò)安全期限時(shí)，并不是立即將變壓器退出運(yùn)行，常常允許其運(yùn)行一段時(shí)間，以便處理冷卻器故障，這期間變壓器可以降負(fù)荷運(yùn)行，使變壓器溫度恢復(fù)到正常水平，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)溫度不能降至正常水平，才切除變壓器。冷卻器故障保護(hù)一般監(jiān)測(cè)變壓器繞組的負(fù)荷電流，并與溫度保護(hù)配合使用，構(gòu)成兩段時(shí)限保護(hù)。當(dāng)變壓器冷卻發(fā)生故障時(shí)，溫度升高，超過(guò)限值后溫度保護(hù)首先動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的同時(shí)開(kāi)放冷卻器故障保護(hù)出口。這時(shí)變壓器電流若超過(guò)保護(hù)Ⅰ段整定值，先按繼電器固有延時(shí)動(dòng)作于減負(fù)荷，使變壓器負(fù)荷降低，促使變壓器溫度下降，若溫度保護(hù)返回，則變壓器維持在較低負(fù)荷下運(yùn)行，一減少停運(yùn)機(jī)會(huì)；若溫度保護(hù)仍不能返回，即說(shuō)明減負(fù)荷無(wú)效，為保證變壓器的安全，變壓器冷卻器故障保護(hù)將億II段延時(shí)t動(dòng)作于解列或程序跳閘，延時(shí)時(shí)間t值的大小通常按失去冷卻系統(tǒng)后，變壓器允許運(yùn)行時(shí)間整定。第3章 母 線 保 護(hù)母線是電能集中和分配的主要設(shè)備，是變電站重要設(shè)備之一，與其他設(shè)備一樣，母線也會(huì)存在各種故障，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，有可能造成大面積的停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。母線的故障的原因有母線絕緣子和斷路器套管的閃絡(luò)，裝于母線的電壓互感器和裝在母線和斷路器之間的電流互感器故障，母線隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的支持絕緣子損壞，運(yùn)行人員的誤操作等，雖然母線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且處于變電站內(nèi)，發(fā)生故障的幾率相對(duì)于其他設(shè)備小，但母線發(fā)生故障時(shí)，接于母線上的所有元件都要斷開(kāi)，會(huì)造成大面積停電。此外樞紐變電所的高壓母線故障，如果動(dòng)作遲緩，將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大，因此，母線必須選擇合適的保護(hù)方式。一、母線保護(hù)設(shè)計(jì)原則 母線保護(hù)的方式通常分為兩種：一是利用供電元件的保護(hù)兼作母線故障的保護(hù)；二是采用專門的母線保護(hù)。在不太重要的較低電壓的廠、站中可以利用供電設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路）保護(hù)的第II及第III段來(lái)反映并切除母線故障。在DL400《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中，非專門的母線保護(hù)裝設(shè)原則：對(duì)于發(fā)電廠和主要變電所的3～10KV分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)母線的保護(hù)。利用供電元件的后備保護(hù)來(lái)切除故障母線，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。但切除故障的時(shí)間長(zhǎng)，此外當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線為分段單母線時(shí)，上述不能夠保證只切除故障母線，因此，對(duì)于重要的母線根據(jù)“規(guī)程”要求裝設(shè)專用的母線保護(hù)。二、母線保護(hù)配置 為了確定母線的保護(hù)，必須明確其母線運(yùn)行方式。根據(jù)已知變電所的主接線運(yùn)行方式為：220kV側(cè)采用雙母線接線方式；110kV側(cè)采用雙母線接線方式；10kV側(cè)采用單母線分段接線方式。為了提高供電的可靠性，常采用雙母線運(yùn)行（將母聯(lián)斷路器投入），在每組母線上固定連接（約1/2）供電和受電元件。因此220kV側(cè)采用雙母線同時(shí)投入運(yùn)行方式（將母聯(lián)斷路器投入），而110kV側(cè)采用一組母線投入運(yùn)行方式，10kV側(cè)采用單母線運(yùn)行方式。為滿足快速性和選擇性的要求，母線保護(hù)廣泛采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成。 220kV側(cè)母線保護(hù)通過(guò)分析，220kV側(cè)采用雙母線同時(shí)投入運(yùn)行方式（將母聯(lián)斷路器投入），對(duì)于這種運(yùn)行方式，為了有選擇地將故障母線切除，可采用元件固定連接的母線完全差動(dòng)保護(hù)。這時(shí)，當(dāng)如何一組母線發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置只將故障母線切除，而另一組非故障母線及其連接的所有元件可繼續(xù)運(yùn)行。一、元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)單相原理接線如圖下，保護(hù)裝置的主要部分由三組差動(dòng)繼電器組成。第一組由電流互感器TATATA5和差動(dòng)繼電器KD1組成，用以選擇第I組母線上的故障；第二組由電流互感器TATATA6和差動(dòng)繼電器KD2組成，用以選擇第II組母線上的故障；第三組由電流互感器TA1~TA6和差動(dòng)繼電器KD3組成，它作為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件，當(dāng)任一組母線短路時(shí)，KD3都啟動(dòng)，給KDKD2加上直流電流，并跳開(kāi)母聯(lián)斷路器QF5.保護(hù)的動(dòng)作情況分析如圖31：圖31（1）正常運(yùn)行及元件固定連接方式下外部短路故障時(shí)各差動(dòng)繼電器KD1～KD3僅流過(guò)不平衡電流，其值小于整定值，保護(hù)不動(dòng)作。（2）元件固定連接方式下任一組母線短路時(shí)（如母線I）差動(dòng)保護(hù)繼電器KD1～KD3流過(guò)全部的短路電流而動(dòng)作，跳開(kāi)母線斷路器QF5和母線I上所有連接元件的斷路器QFQF2，從而將母線I切除。此時(shí)，由于差動(dòng)繼電器KD2不動(dòng)作，無(wú)故障的II母線可繼續(xù)運(yùn)行。（3）元件固定連接方式破壞后（如將母線I上的L2切換到母線II），區(qū)外短路時(shí)啟動(dòng)元件KD3中流過(guò)不平衡電流，故不動(dòng)作，整套保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)，當(dāng)內(nèi)部短路時(shí)，KDKDKD都通過(guò)短路電流，因而他們啟動(dòng)跳開(kāi)斷路器，無(wú)選擇性地將兩組母線全部切除。從上面分析可知，元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)能快速而有選擇地切除故障母線，保證非故障母線繼續(xù)供電，但在固定方式