【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(dòng)保護(hù)展開圖 為了計(jì)算變壓器額定電流，需要選擇電流互感器，進(jìn)行電流互感器二次側(cè)電流的計(jì)算。如表 31 所示。 18 表 31 差動(dòng)保護(hù)保護(hù)計(jì)算分析表 數(shù)值名稱 110KV 側(cè)的計(jì)算數(shù)值 10KV 側(cè)的計(jì)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(jì)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(shí)，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(dòng)電流速斷保護(hù)通過提高保護(hù)的動(dòng)作電流，并借助保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間以躲過勵(lì)磁涌流的影響。 （ 1）動(dòng)作電流 有兩個(gè)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(hù)的設(shè)計(jì)中，會(huì)設(shè)計(jì)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，勵(lì)磁涌流會(huì)隨時(shí)間衰減，故根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， 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(shí)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(dòng)電流互感器滿足 10%誤差曲線的情況下，按原則Ⅱ所得的動(dòng)作電流小于按原則 I 所得的動(dòng)作電流，此時(shí)差動(dòng)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流一般設(shè)計(jì)為 TNI .~ . （ 2） senK 校驗(yàn) 差動(dòng)電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)式為 actKsen IIK min.? ≥ 2 式中 —— 變壓器電源側(cè)兩相金屬性短路時(shí)的最小短路電流或電源側(cè)為直接接地時(shí)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(hù) 保護(hù)的原理接線圖如 圖 所示，電流速斷保護(hù)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(duì)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(hù)既可以作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)又可以作為相鄰母線的后備保護(hù) 。動(dòng)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(fù)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(hù)的靈敏度為： opksen IIK min.? 式中： —— 最小運(yùn)行方式下，在靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)流過保護(hù)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(hù)的接線方式確定。在被保護(hù)變壓器受電側(cè)母線上短路時(shí)，要求 ~ 2senK ? ；并且要求在后備保護(hù)范圍末端發(fā)生短路時(shí)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(hù)單相原理接線圖 21 第四章 母線繼電保護(hù) 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(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(huì)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(jì)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(huì)造成母線的故障。 母線保護(hù)方式 母線保護(hù)的主要方式有兩種，如下所示： 正常情況下，母線不會(huì)出現(xiàn)故障。如果需要母線保護(hù)，需要把母線所接設(shè)備 的保護(hù)的二次回路匯集起來，這樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且可能會(huì)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(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致母線所接設(shè)備停電，造成嚴(yán)重后果。故對(duì)于母線電壓在 35kV及以下者，對(duì)于保護(hù)的要求不是很高時(shí)，可以通過母線所接設(shè)備的保護(hù)裝置以一定的延時(shí)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(jī)的保護(hù)裝置使發(fā)電機(jī)側(cè)的斷路器斷開把母線故障切除；圖 41（ b）在母線上 k1點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用變壓器的過電流保護(hù)保護(hù)裝置消除母線故障；在圖 41（ c）中，在母線的 k2 點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，通過電源線路保護(hù)裝置切除故障。 22 （ a） （ b） 23 （ c） 圖 41 利用供電元件保護(hù)裝置切除母線故障 （ a）利用發(fā)電機(jī)過電流保護(hù)；（ b）利用變壓器過電流保護(hù)；（ c）利用供電電源線路的第Ⅱ、Ⅲ段保護(hù) 如果母線在其它設(shè)備保護(hù)范圍內(nèi)，就可以不為母線配置專門的保護(hù)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(hù)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(hù)裝置，簡(jiǎn)化了保護(hù)回路，節(jié)省了成本，但是存在的問題是，保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間較長(zhǎng)，在遇到母線接線十分復(fù)雜的情況 下，選擇那一個(gè)母線動(dòng)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(hù)裝置。 母線差動(dòng)保護(hù) 差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)是能夠十分明確的區(qū)分內(nèi)、外故障，并且選擇準(zhǔn)確率高，保護(hù)動(dòng)作快，故在發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)和輸電線路的保護(hù)中得到了廣泛的使用。在母線差動(dòng)保護(hù)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(duì)保護(hù)的設(shè)計(jì)構(gòu)成影響時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)，可以從以下三點(diǎn)考慮： 24 （ 1）母線作為各個(gè)連接設(shè)備的公共電氣連接點(diǎn)，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(shí)，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(diǎn)，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(shí)，母線所連接的設(shè)備中至少有一個(gè)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(shí)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(dòng)保護(hù)的構(gòu)成原理 母線保護(hù)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(jī)、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(hào)和變比，二次繞組的連接方法是環(huán)流法。 正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)提供電流送往系統(tǒng)及各負(fù)荷，故有 ?I = ??I + ?ⅢI + ?ⅣI +?ⅤI 流入差動(dòng)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(dòng)保護(hù)的單相原理接線圖 采用兩段式結(jié)構(gòu)：第Ⅰ段是差動(dòng)電流速斷保護(hù)，第Ⅱ段是差動(dòng)過電流保護(hù)。差動(dòng)電流速斷保護(hù)反應(yīng)被保護(hù)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(hù)裝置能夠瞬間跳開母線上各個(gè)連接元件的斷路器。第Ⅱ段是差動(dòng)過電流保護(hù)，其作用一方面是作第Ⅰ段速斷保護(hù)的后備，另一方面也作為各引出線保護(hù)的后備。 母線不完全電流差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 母線差動(dòng)保護(hù)通常采用 BCH 型差動(dòng)繼電器，故整定計(jì)算應(yīng)按下列條件進(jìn)行，并取最大值作為整定值。 （ 1）整定計(jì)算時(shí)需要避過發(fā)生外部故障時(shí)的最大不平衡電流（系統(tǒng)中各個(gè)互感器誤差均按 10%計(jì) 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(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可能出現(xiàn)的最大不平衡電流； maxKI —— 母線外部故障時(shí)，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(jì)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(shí)流過的最大負(fù)荷支路的負(fù)荷電流，即： TAlo are la c t nIK