【文章內(nèi)容簡介】 A1 A2B1 B2C1 C2D1 D2i 2 . Y2 . di 17 圖 33 采用 BCH— 2 型 KD 構(gòu)成的雙繞組變壓器縱差動保護展開圖 為了計算變壓器額定電流，需要選擇電流互感器，進行電流互感器二次側(cè)電流的計算。如表 31 所示。 18 表 31 差動保護保護計算分析表 數(shù)值名稱 110KV 側(cè)的計算數(shù)值 10KV 側(cè)的計算數(shù)值 變壓器額定電流 AUSI NTNTNT . ?? AUSI NTNTNT . ?? 變壓器接線方式 0Y ? 電流互感器接線方式 ? Y 互感器一次側(cè)電流計算值 AIYTA ? AITA ?? 電流互感器變比選擇 605/300 ??YTAK 1205/600 ???TAK 接線系數(shù) 5?YKXK 3??KXK 流入繼電器的電流值 AIKKI YTAYTAYKXYK . ?? AIKKI TATAKXK . ?? ???? ， 110 kV 側(cè)母線三相短路時，歸算至平均電壓 10kV 側(cè)的短路電流 MkASj 15? kAkAI kVj 151 10 ??? 由于 *110110m a x XII kVjkVK ? ； * ??SX %* ??? KT UX 得 10kV 側(cè)的總電抗為： 1 1 0 0 ** ??????? TS XXX 因此 kAkAXII kVjkVK *1010m a x ????? 19 變壓器差動電流速斷保護通過提高保護的動作電流，并借助保護固有動作時間以躲過勵磁涌流的影響。 （ 1）動作電流 有兩個原則： ，用公式表示為 TNrelact IKI .? 式中： TNI. —— 變壓器額定電流； relK —— 可靠系數(shù)。在保護的設(shè)計中，會設(shè)計保護的動作時間，勵磁涌流會隨時間衰減，故根據(jù)運行經(jīng)驗， relK =~，具體數(shù)值取決于變壓器的容量大小。 Ⅱ .躲過變壓器外部故障 時的最大不平衡電流 ,用公式表示為 AIKI unbr e la c t 6 * a x. ??? 在差動電流互感器滿足 10%誤差曲線的情況下，按原則Ⅱ所得的動作電流小于按原則 I 所得的動作電流，此時差動電流速斷保護的動作電流一般設(shè)計為 TNI .~ . （ 2） senK 校驗 差動電流速斷保護的靈敏度校驗式為 actKsen IIK min.? ≥ 2 式中 —— 變壓器電源側(cè)兩相金屬性短路時的最小短路電流或電源側(cè)為直接接地時金屬性接地故障的最小短路電流。 actKsen IIK min.? = =≥ 2，滿足要求，選擇可行。 過電流保護 保護的原理接線圖如 圖 所示，電流速斷保護的裝設(shè)位置應(yīng)根據(jù)變壓器的容量大小以及電源配置，對于容量小的變壓器，并且電源是單側(cè)電源，裝設(shè)位置應(yīng)在變壓器電源側(cè)。 變壓器相間短路的后備保護既可以作為變壓器主保護的后備保護又可以作為相鄰母線的后備保護 。動作電流 OPI 的整定原則是要躲過變壓器可能 20 出現(xiàn)的最大負荷電流 。 m IKKI ? 式中： relK —— 可靠系數(shù)，一般取 ~ ； reK —— 返回系數(shù)，一般取 ~ 。 AAIKKI Lrer e lOP a x. ???? 保護的靈敏度為： opksen IIK min.? 式中： —— 最小運行方式下，在靈敏度校驗點發(fā)生兩相短路時流過保護裝置的電流。最小短路電流應(yīng)根據(jù)變壓器連接組別保護的接線方式確定。在被保護變壓器受電側(cè)母線上短路時，要求 ~ 2senK ? ；并且要求在后備保護范圍末端發(fā)生短路時需要滿足要求 ?senK 。 i n. ???? AkAIIK opks e n ，滿足要求。 圖 34 變壓器電流速斷保護單相原理接線圖 21 第四章 母線繼電保護 母線故障 母線在電力系統(tǒng)具 有十分重要的地位，在電力系統(tǒng)中具有無可替代的作用。依據(jù)實際的運行經(jīng)驗，母線的故障主要是各種相間的短路故障和單相接地故障。 如果母線出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致母線上連接的設(shè)備停電，造成大片區(qū)域停電，甚至可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成巨大的事故和經(jīng)濟損失。母線的故障的原因有斷路器套管及母線絕緣子閃絡(luò)、誤碰和誤操作、母線電壓互感器故障等原因會造成母線的故障。 母線保護方式 母線保護的主要方式有兩種，如下所示： 正常情況下，母線不會出現(xiàn)故障。如果需要母線保護，需要把母線所接設(shè)備 的保護的二次回路匯集起來，這樣會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且可能會出現(xiàn)所接支路的元器件或者回路的異常，或者人為的誤操作，而使母線保護動作，導(dǎo)致母線所接設(shè)備停電，造成嚴重后果。故對于母線電壓在 35kV及以下者，對于保護的要求不是很高時，可以通過母線所接設(shè)備的保護裝置以一定的延時切除母線上的故障。 如圖 41（ a）所示在母線上發(fā)生異常情況下，可以利用發(fā)電機的保護裝置使發(fā)電機側(cè)的斷路器斷開把母線故障切除；圖 41（ b）在母線上 k1點出現(xiàn)故障時，可以利用變壓器的過電流保護保護裝置消除母線故障；在圖 41（ c）中，在母線的 k2 點出現(xiàn)故障時，通過電源線路保護裝置切除故障。 22 （ a） （ b） 23 （ c） 圖 41 利用供電元件保護裝置切除母線故障 （ a）利用發(fā)電機過電流保護；（ b）利用變壓器過電流保護；（ c）利用供電電源線路的第Ⅱ、Ⅲ段保護 如果母線在其它設(shè)備保護范圍內(nèi)，就可以不為母線配置專門的保護裝置。這種情況下，如果母線出現(xiàn)故障，可以有其它設(shè)備的保護裝置來切除母線上的故障。這種情況下，不需要添加新的保護裝置，簡化了保護回路，節(jié)省了成本，但是存在的問題是，保護動作的時間較長，在遇到母線接線十分復(fù)雜的情況 下，選擇那一個母線動作，存在困難。所以在母線接線比較復(fù)雜的情況下，需要配置專用的保護裝置。 母線差動保護 差動保護的特點是能夠十分明確的區(qū)分內(nèi)、外故障，并且選擇準確率高，保護動作快，故在發(fā)電機保護、變壓器保護和輸電線路的保護中得到了廣泛的使用。在母線差動保護中，需要考慮母線上所接的各種電氣設(shè)備，如果所接的設(shè)備很多，對保護的設(shè)計構(gòu)成影響時，為了實現(xiàn)保護，可以從以下三點考慮： 24 （ 1）母線作為各個連接設(shè)備的公共電氣連接點，故所連接設(shè)備的電流符合基爾霍夫電流定律。這就是說，母線無故障或母線之外出現(xiàn)異常 時，流入母線的電流與流出的電流存在相等的關(guān)系。 （ 2）在母線故障的情形下電流的流向是所連接的設(shè)備的短路電流流向故障點，沒有連接電源的設(shè)備除外。 （ 3）一般規(guī)定在正方向的方向上，流入母線的電流和流出母線的電流在正常情況下應(yīng)該具有相反的相位，因此，一般情況下，如果母線無故障或者母線之外發(fā)生故障時，母線所連接的設(shè)備中至少有一個設(shè)備中電流與其它所連接的設(shè)備的電流方向相反，可是在母線發(fā)生故障的時候，母線上所連接的設(shè)備的電流方向一致，除無電流流過的設(shè)備。 母線不完全電流差動保護的構(gòu)成原理 母線保護所用的電 流互感器的裝設(shè)位置是在有電源連接的設(shè)備上，如發(fā)電機、變壓器、分段斷路器和聯(lián)絡(luò)斷路器。電流互感器應(yīng)選用統(tǒng)一的型號和變比，二次繞組的連接方法是環(huán)流法。 正常運行時，發(fā)電機提供電流送往系統(tǒng)及各負荷，故有 ?I = ??I + ?ⅢI + ?ⅣI +?ⅤI 流入差動繼電器中的電流為 ?mI =TAⅤⅣTAⅢⅡ nn????? ???? IIIII I 25 圖 42 母線不完全電流差動保護的單相原理接線圖 采用兩段式結(jié)構(gòu)：第Ⅰ段是差動電流速斷保護，第Ⅱ段是差動過電流保護。差動電流速斷保護反應(yīng)被保護母線上的短路及母線供電的引出線電抗器之前發(fā)生的 短路，保護裝置能夠瞬間跳開母線上各個連接元件的斷路器。第Ⅱ段是差動過電流保護，其作用一方面是作第Ⅰ段速斷保護的后備，另一方面也作為各引出線保護的后備。 母線不完全電流差動保護的整定計算 母線差動保護通常采用 BCH 型差動繼電器，故整定計算應(yīng)按下列條件進行，并取最大值作為整定值。 （ 1）整定計算時需要避過發(fā)生外部故障時的最大不平衡電流（系統(tǒng)中各個互感器誤差均按 10%計 算），即： TAkr e lunbr e lac t nIKIKI / m a xm a x ?? ? 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ~ ； 26 max?unbI —— 母線外部所接各個設(shè)備發(fā)生故障時可能出現(xiàn)的最大不平衡電流； maxKI —— 母線外部故障時，通過發(fā)生故障元件的最大短路電流（周期分量）； TAn —— TA 變比。 由第 3 章短路計算得 知 AI K ? ；電流互感 器變比 TAn 選取605/300 ? ，可靠系數(shù) relK 取 ，則 TAkr e lunbr e lac t nIKIKI / m a xm a x ?? ? AkA 1 7 *4.* ?? （ 2）整定需要依據(jù) TA 二次回路斷線時流過的最大負荷支路的負荷電流，即： TAlo are la c t nIK