【文章內(nèi)容簡介】 氣體保護。本次設(shè)計中每一臺變壓器額定容量為 150MVA。根據(jù)規(guī)程規(guī)定須裝設(shè)氣體保護。（二）氣體保護原理氣體保護原理接線如下圖 1 所示：　　　氣體保護的測量繼電器為氣體繼電器，氣體繼電器安裝在油箱與油枕之間的連接管道中，這樣油箱內(nèi)的氣體都要通過瓦斯繼電器，為了便于氣體的排放，安裝時需要有一定的傾斜度，變壓器頂蓋與水平間應(yīng)有 1%~%的坡度，連接管道應(yīng)有 2%~4%的坡度。氣體繼電器油三種形式，即浮筒式、擋板式即開口杯與擋板構(gòu)成的復(fù)合式。運行經(jīng)驗表明，浮筒式氣體繼電器存在著一些嚴(yán)重的缺點，如防震性差，且浮筒的密封性能不良使浮筒失去浮力，使水銀觸點閉合造成誤動作等。而用擋板代替下浮筒的擋板式氣體繼電器，仍保留上浮筒且克服了浮筒滲油的缺點，運行比較穩(wěn)定，可靠性相對提高，但當(dāng)變壓器油面嚴(yán)重下降時，動作速度不快，因此目前通常采用開口杯與擋板構(gòu)成的復(fù)合式氣體繼電器（ ） ，該繼電器用磁力干簧觸點代替水銀觸點， ?！?01?QJ正常運行時，繼電器內(nèi)上開口杯內(nèi)充滿了油。在軸一側(cè)的開口杯，同時受到杯內(nèi)油的重力即油對開口杯浮力的作用。在軸另一側(cè)的平衡錘，有重錘的重力及油對重錘的浮力。這些力平衡的結(jié)果，由于開口杯側(cè)產(chǎn)生的力矩小于平衡錘的力矩，開口杯處于上升位置。和開口杯固定在一起的永久磁鐵位于干簧接點的上方，干簧接點可靠斷開?！　∽儔浩鲀?nèi)部發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生的氣體在繼電器上部，迫使油面下降。開口杯在氣體中的重量加上杯內(nèi)油的重量所產(chǎn)生的力矩，超過平衡錘的力矩，使開口杯隨著油面降低而下沉。當(dāng)永久磁鐵靠近干簧接點時，接點閉合，延時發(fā)出“輕瓦斯動作”信號?！　∽儔浩鲀?nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，產(chǎn)生大量氣體，強烈油流沖擊擋板，當(dāng)油流速度達(dá)到整定值時，擋板被沖擊到一定位置，永久磁鐵靠近干簧接點，接點閉合后發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，經(jīng)信號繼電器 啟動出口中間繼電器 ，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。KSKOM變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時，開口杯下沉到一定位置，干簧接點閉合，同樣發(fā)出“輕瓦斯動作”信號?！　怏w保護動作后，觀察分析從繼電器上部排氣口收集的氣體，可判斷故障的性質(zhì)，氣體保護能反應(yīng)油箱內(nèi)各種故障，且動作迅速，靈敏度高，特別對于變壓器繞組的匝間短路（當(dāng)短路匝數(shù)很少時） ，靈敏度好于其他保護，所以氣體保護是大、中、小型變壓器必不可少的油箱內(nèi)部故障最有效地主保護。但氣體保護不能夠反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的如何故障。因此不能夠單獨作為變壓器的主保護，尚須與縱差動保護或電流速斷保護配合使用。二、 縱 差 動 保 護　?。ㄒ唬┛v差動保護定義　　縱差動保護是用輔助導(dǎo)線（或稱引導(dǎo)線）將被保護設(shè)備兩側(cè)的電量連接起來，比較被保護設(shè)備始端與末端電流的大小及相位，在設(shè)備兩側(cè)裝設(shè)電流互感器，兩側(cè)電流互感器一次回路的正極性端均置于遠(yuǎn)離設(shè)備的一側(cè)，二次回路用電纜同極性相連，差動繼電器則并聯(lián)在電流互感器二次側(cè)的環(huán)路上，在正常運行情況下，引導(dǎo)線中形成環(huán)流，稱為縱差動保護。　　（二）縱差動保護原理　根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，容量在 10000kVA 及以上或 6300kVA 以上并列運行變壓器應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護，以代替電流速斷保護。本次設(shè)計中，兩臺壓器額定容量 150MVA 并列運行，它用來反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線的各種故障，且與氣體保護配合作為變壓器的主保護，使保護的性能更加全面和完善。　　三繞組變壓器差動保護原理接線如下圖 2 所示：　　　由此可見，變壓器差動保護是通過比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位而構(gòu)成的保護，各側(cè)電流互感器所包圍的區(qū)域為差動保護的保護范圍，保護區(qū)內(nèi)故障，繼電器動作于跳閘；保護區(qū)外故障時，繼電器不動作，因此，在滿足選擇性要求的同時，不需要于相鄰元件的保護在整定值上相配合，從而構(gòu)成不帶延時的速動保護，用來反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線的各種故障?！。ㄈ┎顒踊芈凡黄胶怆娏鳌∽儔浩鞑顒颖Ｗo在正常運行和外部故障時，理想情況下流入差動繼電器的電流為零,保護裝置不動作，但實際上變壓器差動保護與其他設(shè)備差動保護相比，在正常和外部短路時的故障行為有很大不同，因為變壓器差動回路中不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲過不平衡電流或減小不平衡電流的影響，形成不平衡電流的因素及所采取的措施：　?！　∽儔浩骺蛰d合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中由于變壓器鐵芯中的磁通急劇增大，是鐵芯瞬間飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流，此電流通過變壓器的一次繞組，進(jìn)入差動回路形成不平衡電流，如不采取措施縱差動保護將會誤動作。勵磁涌流的特點如下：　?、?其值在初始很大，可達(dá)額定電流的 5~10 倍?！　、?還有大量非周期分量和高次諧波分量，且隨時間衰減?！、?其波形有間斷角?！「鶕?jù)勵磁涌流的特點可采取如下措施減小不平衡電流的影響：　① 利用延時動作或提高保護動作值來躲過勵磁涌流。② 利用勵磁涌流中的非周期分量，采取速飽和變流器的差動繼電器構(gòu)成差動?！、?利用勵磁涌流波形中的二次諧波分量，采用二次諧波制動的差動繼電器。④ 利用勵磁涌流中波形間斷的特點，采用具有鑒別間斷角差動繼電器構(gòu)成差動保護或?qū)ΨQ識別原理構(gòu)成的差動保護2. 變壓器各側(cè)接線組別不同引起不平衡電流。　　由于變壓器連接組別為 ，由于三角形側(cè)的電流超前于星型側(cè)同一電1/0dynYN流 如果各側(cè)電流互感器都按通常接線接成星型，則使變壓器各側(cè)電流互感器二次電?30流的數(shù)值相等，在差動回路中會出現(xiàn)不平衡電流 ，如圖 3 所示：　　umbI　　為了消除不平衡電流，可采用相位補償法，即將變壓器星型側(cè)的電流互感器的二次側(cè)接成星型，從而將電流互感器二次側(cè)的電流相位校正過來。　3. 電流互感器的實際變比與計算變比不等引起的不平衡電流　　由于電流互感器都是標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品，所以選擇電流互感器的變比于計算變比往往不相等，因此，在差動回路中會引起不平衡電流。這種不平衡電流的影響，可采用電流補償法來消除，將電流互感器二次電流大的那一側(cè)，經(jīng)電流變換器 TAA 變換后，是 TAA 的輸出與另一側(cè)電流互感器電流大小相等，從而消除電流互感器的實際變比與計算變比不等引起的不平衡電流。　　　　　　，產(chǎn)生不平衡電流此不平衡電流是由于兩側(cè)電流互感器的相對誤差引起的，型號相同相對誤差較小，型號不同相對誤差較大，它們的特性差別較大，估引起較大的不平衡電流。此不平衡電流應(yīng)在保護的整定計算中予以考慮，即適當(dāng)增大保護的動作電流，其具體做法是在不平衡定電流計算中引入互感器同型系數(shù)，用以平衡由于各側(cè)互感器型號不同，產(chǎn)生不平衡電流的影響?！ж?fù)荷調(diào)節(jié)的變壓器在運行中常常需要改變分接頭來條電壓，這樣就改變了變壓器變比，原已調(diào)整平衡的差動保護又會出現(xiàn)新的不平衡電流，一般再用提高差動保護動作電流的方法來解決?！　∮捎诟鞣N因素的存在，三繞組變壓器差動保護不平衡電流比較大，為減小外部短路不平衡電流影響，提高保護的靈敏度，一般采用帶制動特性的差動繼電器構(gòu)成差動保護?！　?過電流保護為了反映外部短路引起的變壓器過電流和作為變壓器主保護的后備保護，根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流的不同，須裝設(shè)不同的過電流保護，三繞組在外部故障時應(yīng)盡量減小停電范圍，因此在外部發(fā)生短路時，要求僅斷開故障側(cè)的斷路器，而使另外兩側(cè)繼續(xù)運行。二內(nèi)部發(fā)生故障時，過電流保護應(yīng)起到后備作用。為此，三繞組變壓器的過電流保護按如下原則配置，單側(cè)電源的三繞組變壓器，一般只裝設(shè)兩套過電流保護，一套裝在負(fù)荷側(cè)，如下圖所示‖側(cè)，起整定的動作時間 t2 應(yīng)比其他兩側(cè)的時限都小，動作后斷開 QF2,另一套裝于電源側(cè)（I 側(cè)） ，他設(shè)有兩個時限 t3 和 t1，在時限配合上要求 t2t1t3。當(dāng) III 側(cè)（負(fù)荷側(cè)）故障時，經(jīng) t1 跳開 QF3 故障切除，I、‖側(cè)繼續(xù)運行。若變壓器內(nèi)部故障。則經(jīng) t1 跳 QF3，經(jīng) t3 在跳 QF1 和 QF2，將三側(cè)斷路器全部斷開　變壓器過電流保護 接 地 保 護　對中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器。在其高壓側(cè)裝設(shè)接地（零序）保護，用來反應(yīng)接地故障，并作為變壓器主保護的后備保護和相鄰元件的接地故障的后備保護。擬建變電所的主變壓器接線組別為：YN0/yn0/d11 的三繞組降壓變壓器兩臺。其主變壓器 220kV、110kV 側(cè)的中性點均采用經(jīng)間隙接地和直接接地方式，實際運行只一臺直接接地。必要時可以可相互切換為直接接地運行，因此，可以根據(jù)其接地方式來配置不同的保護?！　∽儔浩髦苯咏拥剡\行時，其接地保護可采用兩段式零序電流保護。變壓器非直接接地運行，而是通過放電間隙接地時，不僅須裝設(shè)兩段式零序電流保護，還須裝設(shè)零序電流保護零序電壓保護。非直接接地運行變壓器當(dāng)發(fā)生單相接地故障（差動保護拒動） ，放電間隙放電，為了避免放電時間過長，還應(yīng)裝設(shè)專門反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護，其任務(wù)是及時切除變壓器，防止間隙長時間放電，造成中性點絕緣破壞。如果萬一放電間隙拒動，變壓器中性點出現(xiàn)工頻過電壓，為此還須設(shè)置零序電壓保護，當(dāng)放電間隙拒動時，由零序電壓保護切除變壓器?！∽儔浩髦行渣c接地運行時，隔離開關(guān) QS 合上，兩段式零序電流保護投入工作。第I 段與相鄰元件接地保護 I 段配合，以 t1（）延時斷開高壓側(cè)分母聯(lián)斷路器，以延時斷開變壓器各側(cè)斷路器。第 II 段與相鄰元件接地保護后備段配合，以)(12tt??t3 和 t4 的延時分別斷開母聯(lián)斷路器和各側(cè)斷路器?！∽儔浩髦行渣c不接地運行時，隔離開關(guān) QS 打開，當(dāng)發(fā)生單相接地故障且失去中性點時，中性點不接地的變壓器的中性點將出現(xiàn)工頻過電壓，放電間隙擊穿，放電電流使零序電流元件啟動，瞬時跳開變壓器，見故障切除，當(dāng)放電間隙拒動時，零序電壓保護啟動將變壓器切除，其動作之應(yīng)低于變壓器中性點絕緣的耐壓水平?！　?其 他 保 護　一、 過負(fù)荷保護變壓器過負(fù)荷通常只對稱性過負(fù)荷，變壓器的過負(fù)荷保護反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷引起的過電流，通常過負(fù)荷保護只用一個電流繼電器，接于任一相電流之中（一般為B 相電流） ，經(jīng)過延時動作于信號。本次設(shè)計的變壓器由高壓側(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)過負(fù)荷保護過負(fù)荷保護的動作電流按躲過變壓器額定電流 即　NI　TNrelopIKI)/(?式中： 為可靠系數(shù)，通常取 ： 為返回系數(shù)，通常取 ?！　elKr微機保護中，過負(fù)荷保護保護通常設(shè)有 3 段，并且均取 B 相電流，一般 I 用于發(fā)告警信號，II 段用于啟動風(fēng)扇冷卻器，III 段用于閉鎖有載調(diào)壓。 二、 過勵磁保護　　變壓器過電壓時會使發(fā)生發(fā)生過勵磁，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，同時變壓器勵磁電流激增，可以引起差動誤動作。因此必須裝設(shè)過勵磁保護，通常裝設(shè)反時限過勵磁保護，過勵磁倍數(shù)越大，允許的過勵磁持續(xù)時間越短。　　三、 主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護　　內(nèi)容詳母線保護“斷路器失靈保護” 。　　四、 變壓器溫度保護變壓器運行中