【文章內(nèi)容簡介】 氣體較少且速度緩慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，使氣體繼電器內(nèi)的油面下降，使得其中一個觸點閉合而作用于信號 。 當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時，強烈的電弧將產(chǎn)生大量 的氣體，油箱壓力迅速升高，迫使變壓器油沿著油箱沖向油枕，在油流的激烈沖擊下，使另一觸點接閉而動作于跳閘。 信號至延時電路 圖 21 瓦斯保護原理接線圖 （二）縱聯(lián) 差 動 保護 變壓器的縱差保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護?？v聯(lián)差動保護是按比較被保護的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè)各安裝一組電流互感器 TA TA2，其二次側(cè)按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流 互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動繼電器的線圈按環(huán)流法連接，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護。 變壓器縱聯(lián)差動保護單相原理接線圖 如圖 22 所示。 分析 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2021 級 電氣化鐵道技術(shù)專業(yè) 8 圖 22 變壓器縱聯(lián)差動保護單相原理接線圖 從圖 22 可見，正常運行和外部短路時，流過差動繼電器的電流為 Ir=IⅠ 2IⅡ 2， 在這種理想情況下，其值等于零。但實際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電 器的電流為不平衡電流 Iunb。 變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為 Ir=IⅠ 2+IⅡ 2， 即為短路點的短路電流。當(dāng)該電流大于 KD 的動作電流時， KD 工作。 產(chǎn)生與措施 （ 1）產(chǎn)生原因 在差動保護中，由于電流互感器總是具有勵磁電流，且勵磁特性聯(lián)完全相同。即使同一廠家相同型號，相同變比的電流互感器也是如此。 （ 2）消除措施 ① 減小穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流 變壓器差動保護各側(cè)用的電流互感器，選用變壓器差動保護專用的 D級電流互感器；當(dāng)通過外部最大 穩(wěn)態(tài)短路電流 時，差動保護回路的二次負荷要能滿足 10%誤差的要求。 ② 減小電流互感器的二次負荷 這實際上相當(dāng)于減小二次側(cè)的端電壓，相應(yīng)地減少電流互感器的勵磁電流。減小二次負荷的常用辦法有：減小控制電纜的電阻 (適當(dāng)增大導(dǎo)線截面，盡量縮短控制電纜長度 )；采用弱電控制用的電流互感器 (二次額定電流為 lA)等。 ③ 采用帶小氣隙的電流互感器 這種電流互感器鐵芯的剩磁較小，在一次側(cè)電流較大的情況下，電流互感器不容易飽和。因而 勵磁電流較小，有利于減小不平衡電流。同時也改善了電流互感器的暫態(tài)特性 。比率差動保護是差動保護的一種。 差動保護需采取比率差動的原理：防止在變壓器區(qū)外故障（穿越性故障）時，高低壓側(cè) CT 傳變特性不一致，導(dǎo)致差流的產(chǎn)生，并且超過定值而動作，當(dāng)采用了帶比率制動的差動保護后，隨著穿越電流的增大，差動啟動的門檻將會抬高，保證穿越性故障不誤動 。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2021 級 電氣化鐵道技術(shù)專業(yè) 9 （三） 變壓器的相間短路后備保護 一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流 。對于容量較小胡變壓器，當(dāng)其過電流保護胡動作時限大于 時，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。它與瓦斯保護配合，以反映變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障，電流速斷保護的單相原理接線圖 23 去電流 圖 23變壓器過電流保護單相原理接線圖 保護的動作電可按下列之一選擇： （ 1）按大于變壓器負荷側(cè) K2 短路時流過保護的最大短路電流，即 Iop=（ 21） Krel可靠系數(shù)，對電磁型電流繼電器，取 ，變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生短路故障時，流過保護 的最大短路電流。 （ 2）躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流，通常取 Iop=（ 35） IN IN—— 保護安裝側(cè)變壓器的額定電流 （ 3）靈敏度的校驗 按變壓器原邊 d2 短路時，流過保護的最小短路電流校驗， ( 2 )2 . m in1 2dm dzIK I?? （ 22） 變壓器電流速斷保護的優(yōu)點是接線簡單，動作迅速。缺點是只保護變壓器一部分。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2021 級 電氣化鐵道技術(shù)專業(yè) 10 。 一般用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護靈敏度不滿足要求的降壓變壓器上 。 一般用于容量為 63MVA 及以上的升壓變壓器； 由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠后備靈敏度的要求，可采用 負序電流 保護。它是由反映不對稱短路故障的負序電流元件和反映對稱短路故障的單相式低壓過電流保護組成。 對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用第（ 二 ） 、 （ 三 ）的保護不能滿足靈敏度和選擇性要求時，可采用阻抗保護。對 500kV 系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器高 、中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)阻抗保護。保護可帶兩段時限，以較短的時限用于縮小故障影響范圍；較長的時限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （四） 變壓器的過負荷保護 變壓器的過負荷保護反映變壓器對稱過負荷引起的過電流。 對 400kVA 以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其她負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況，裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。對于無經(jīng)常值班人員的變電站，必要時過負荷保護可動作于自動減負荷或跳閘 。 變壓器的過負荷大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此，過負荷保護只要接入一相，用一個電流繼電器即可實現(xiàn)。 對于雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓一側(cè)；對于三繞組升壓變壓器，當(dāng)一側(cè)無電源時，裝在發(fā)電機電壓側(cè)和無電源一側(cè)，當(dāng)三側(cè)都有電源時，裝在所有三側(cè)。 至信號 圖 24 變壓器過負荷保護接線圖 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2021 級 電氣化鐵道技術(shù)專業(yè) 11 過負荷保護的整定計算：過 負荷保護的動作電流按躲過變壓器的額定電流進行整定 .kdz e ThKIIK? （ 23） 公式（ 23）中 Kk— 可靠系數(shù)，一般取 ， Kh — 繼電器的返回系數(shù)，一般取 ，— 保護安裝側(cè)變壓器的額定電流，過負荷保護的延時應(yīng)比變壓器的過電流保護時限延長一個階段，一般取 10s。 為了防止過負荷保護在外部短路時誤動作，其時限應(yīng)比變壓器的后備保護動作時限大一個△ t。 （五） 變壓器的接地保護 大電流接地系統(tǒng) 中的變壓器，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地保護。作為變壓器本身主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護。 對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護。零序電流保護可由兩段組成，每段可各帶兩個時限，并均以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，或動作于本側(cè)斷路器，以較長的時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 對自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時，應(yīng)增設(shè)零序方向元件。 當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接 地的變壓器跳開后，中性點不解地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專用的保護裝置，如零序過電壓保護，中性點裝放電間隙加零序電流保護等。 （六） 過勵磁保護 高壓側(cè)電壓為 500kV 及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。在變壓器允許的過勵磁范圍內(nèi)，保護作用于信號，當(dāng)過勵磁超過允許值時，可動作于跳閘。過勵磁保護反應(yīng)于實際工作磁密和額定工作磁密之比（稱為過勵磁倍數(shù)）而動作 。 （七） 其 它 保護 對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行 變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2021 級 電氣化鐵道技術(shù)專業(yè) 12 三、 微機保護系統(tǒng) （一） 微機保護的概念 微機保護與傳統(tǒng)的模擬式保護不同 ,傳統(tǒng)的模擬式繼電保護是根據(jù)電力系統(tǒng)中的模擬量 (連續(xù)時間變量 )電流、電壓等工作的 ,即將模擬量與裝置中給定的機械量 (如彈簧力矩 )或電氣量 (門檻電壓 )進行比較和邏輯運算而構(gòu)成的保護。 微機保護是用微型計算機構(gòu)成的繼電保護， 是 電力系統(tǒng)繼電保 護 的發(fā)展方向，它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。 微機保護是計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域的應(yīng)用 ， 是將代表電力系統(tǒng)工作狀態(tài)的模擬量 (電流、電壓 )經(jīng)采樣、量化編碼變?yōu)閿?shù)字量后 ,輸入到微機進行分析、計算、判斷 ,從而構(gòu)成繼電保護保護裝置。 微機保護裝置硬件包括微處理器（單片機）為核芯，配以輸入、輸出通道，人機接口和通訊接口等 .該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。 （二） 微機保護的硬件組成 微機保護硬件系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (模擬量輸入系統(tǒng) )、 CPU 主系統(tǒng) ,開 關(guān)量輸入 /輸出回路三部 分組成。 微機繼電保護硬件示意圖如 31 所示。 模擬量輸入系統(tǒng)是由電壓形成回路、模擬低通濾波器 (ALF)、采樣保持電路 (S/H)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān) (MPX)、模數(shù)轉(zhuǎn)換 (A/D)所組成。這一部分的主要作用是將代表電力系統(tǒng)工作狀態(tài)的模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量。 CPU 主系統(tǒng)是由微處理器 (MPU)、只讀存儲器 EPROM、隨機存儲器 RAM,定時器等組成。這一部分的主要作用是數(shù)據(jù)進行邏輯判斷、運算、比較、控制和交換 ,從而實現(xiàn)保護功能。 開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng) ， 它是由并行接口、光電隔離電路及有觸點的中間繼電器等 組成。其主要作用是完成保護出口跳閘、報警信號、人機對話等功能。 圖 31 微機繼電保護硬件示意圖 （三） 微機保護的特點 1. 維護調(diào)試方便 以前 ,國內(nèi)大量使用的整流型和晶體管型繼電保護裝置 ,調(diào)試工作量雖比比機電型好 ,但調(diào)試工作量仍然很大 ,尤其是一些復(fù)雜的保護 ,例如調(diào)試一套超高壓輸電線路保護 ,常需要一周或更長的時間。微機保護是由硬件和完成各種復(fù)雜功能