【文章內(nèi)容簡介】 250~300cm3 的范圍內(nèi)調(diào)整。 正常情況下，重瓦斯擋板在彈簧的作用下垂直位置，固定在擋板的永久磁鐵遠離重瓦斯干簧觸點。當變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴重事故時，油 氣流沖擊擋板的力量大于彈簧的彈力時，擋板傾斜了一個角度，使固定在擋板上的永久磁鐵靠近重瓦斯的干簧觸點，干簧觸點接通，發(fā)出跳閘脈沖。重瓦斯動作的油流速度可利用流速整定螺桿，在 ~。 值得注意是，變壓器初次投入運行時，或由于換油等工作，油中混入少量的氣體，經(jīng)過一斷時 間后，這些氣體又從油中分離出來，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，迫使開口杯下降，使輕瓦斯動作。此時，可以通過氣體繼電器頂部放氣閥 2 方案論證與設(shè)計 15 圖 33 瓦斯保護原理接線圖 將氣體放出。在故障發(fā)生后，為了便于分析故障原因及其性質(zhì)，可以通過放氣閥收集氣體，以便化驗分析瓦斯氣體的成分。 瓦斯保護的原理 及 接線 瓦斯保護的原理接線如圖 33 所示。氣體繼電器的輕瓦斯觸點 KG1 由開口杯控制，構(gòu)成輕瓦斯保護，其動作后發(fā)出警報信號，重瓦斯觸點 KG2 由擋板控制，構(gòu)成重瓦斯保護，其動作或經(jīng)信號發(fā)生器 KS 啟動出口中間繼電器 KCO， KCO的兩端觸點分別使斷路器 1QF、 2QF 跳閘，從而切斷故障電流。 為了防止變壓器內(nèi)嚴重故障時因油速不穩(wěn)定，造成重瓦斯觸點時通時斷的不可靠動作，必須選用帶自保持電流線圈的出口中間繼電器 KCO。在保護動作后，借助于斷路器的輔助觸點 1QF1 和 2QF1 來接觸出口回路的自保持。在變壓器加油或換油后及氣體繼電器試驗時，為了防止重瓦斯誤動作，可以利用切片XB，使重瓦斯暫時改接到信號位置，只發(fā)信號。 瓦斯保護具有靈敏度高，動作迅速，接線簡單等優(yōu)點。但由于瓦斯保護不能單獨作為變壓器的主保護，所以通常是將瓦斯保護與縱聯(lián)差動保護 配合作為變壓器的主保護。 電力變壓器的縱差保護 原理 變壓器的縱聯(lián)差動保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護故障，是變壓器的主保護。 2 方案論證與設(shè)計 16 圖 34 變壓器差動保護單項原理接線圖 縱聯(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)各裝設(shè)一組電流互感 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)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護，見圖 23。變壓器的縱差保護與輸電線的縱聯(lián)差動相似，工作原理相同，但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為了保證變壓器縱差保護的正常運行，必須選擇好適應(yīng)變壓器兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，保證變壓器在正常運行和外部短路時兩側(cè)的二次電流不同。其保護范圍為兩側(cè)電流互感 TA TA2 之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、套管及引出線等。 從圖 34 可見，正常運行和外部短路時，流過差動繼電器的電流為2212 IIIr ?? ，在理想的情況下，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穩(wěn)電流。變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為 2212 IIIr ?? ，即為短路點的短路電流。當該電流大于 KD 的動作電流時， KD 動作。 由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，因此，為了保護其縱聯(lián)差動保護正確動作，必須適當選擇各側(cè)電流互感器的變比，使得正常運行和外部短路時，2 方案論證與設(shè)計 17 差動回路內(nèi)沒有電流。如圖 34 中，應(yīng)使 22112212 TATA nInIII ??? （ 11） 式中 1TAn —— 高壓側(cè)電流互感器的變比； 2TAn —— 低壓側(cè)電流互感器的變比。 式 （ 11） 說明，要實現(xiàn)雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動保護，必須適當選擇兩側(cè)電流互感器的變比。因此，在變壓器縱聯(lián)差動保護中，要實現(xiàn)兩側(cè)電流的正確比較，必須先考慮變壓器變比的影響。 實際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及勵磁涌流等因素的影響，即使?jié)M足式 （ 11） 條件，差動回路中仍回流過一定的不平衡電流 unbI. , unbI.越大，差動繼電器的動作電流也越大，差動保護靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響。 電力變壓器相間短路的后備保護和過負荷保 護 電力變壓器相間短路的后備保護可根據(jù)變壓器容量的大小和保護裝置對靈敏度的要求，采用過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護等方式。對于單側(cè)電源的變壓器保護裝置安裝在變壓器電源側(cè)，即作為變壓器本身故障的后備保護，又反映變壓器外部短路引起的過電流。 過電流保護 2 方案論證與設(shè)計 18 過電流保護一般用于容量較小的降壓變壓器上，其單相原理接線如圖 所示。保護裝置的動作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流 IL。 max來整定，即 I op= KreKrel I 式中 Krel— 可靠系數(shù)，一般采用 ~； Kre— 返回系數(shù)，一般采用 ； I — 變壓器的最大負荷電流。 I 可按下述兩種情況來考慮： (1)對并列運行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺變壓器以后所產(chǎn)生的過負荷。若各變壓器的容量相等時，可按下式計算為 I = 1?mm I N。 B 式中 m— 并列運行的變壓器的臺數(shù)； 2 方案論證與設(shè)計 19 IN。 B— 變壓器的額定電流。 (2) 對降壓變壓器，應(yīng)考慮負荷中電動機起動時的最大電流，即 I ＝Ｋ ssI’ L。 max 式中 Kss—— 自起動系數(shù)，其值與負荷性質(zhì)及用戶與電源間的電氣距離有關(guān)，在 110KV降壓變電站，對 6～ 10KV側(cè)， KSS=～ ； 35KV 側(cè)， KSS=～ 。 IL,max—— 正常運行時的最大負荷電流。 保護裝置的靈敏校驗 Ksen= opI 式中 —— 最小運行方式下，在靈敏度校驗發(fā)生兩相短路時，流過保護裝置的最小短路電流。 在被保護變壓器受電側(cè)母線上短路時，要求 senK =； 在后備保護范圍末端短路時，要求 ?senK 保護裝置的動作時限應(yīng)與下一級過電流保護配合，要比下一級保護中最大動作時限大一個時限級差 Δt 低電壓起動的過電流保護 低電壓起動的過電流保護單相原理接線如圖 36 所示。保護的起動元件包括電流繼電 器和低電壓繼電器。 電流繼電器的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定。即2 方案論證與設(shè)計 20 I op= KreKrel I N。 B （ 18） 故其動作電流比過電流保護的起動電流小，提高了保護的靈敏性。 低電壓繼電器的動作電壓 Uop= 電流元件的靈敏系數(shù)按式 （ 18 ） 校驗，電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗，即 Ksen= opUU 式中 —— 最大運行方式下，靈敏系數(shù)校驗點短路時，保護安裝處的最大電壓。 對裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)的低電壓繼電器，若在變壓器高壓側(cè)短路，其靈敏系數(shù)不能滿足要求時，可在變壓器高壓側(cè)再裝一套低電壓繼電器，兩套低電壓繼電器的接點并聯(lián)。 復(fù)合電壓起動的過電流保護 若低電壓起動的過電流保護的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不滿足要求，可采用復(fù)合 電壓起動的過電流保護。 電壓起動的過電流保護的過電流保護的原理圖與低電壓起動的過電流保護基本相同，不同的是用一個低電 壓繼電器和一個負序電壓繼電器代替了低電壓起動的過電流保護中的三個低電壓繼電器，使得保護的靈敏度提高了很多。負序電2 方案論證與設(shè)計 21 壓繼電器由負序電壓濾過器和一個低電壓繼電器構(gòu)成。 (1)負序電壓濾過器 負序電壓濾過器從三相電壓中取出負序電壓分量。由電阻、電容構(gòu)成的單相式負序電壓濾過器應(yīng)用廣泛，其原理接線如圖所示。濾過器的輸入端接 UABY與 UBC。 由于線電壓不包含零序分量，所以，從輸入端即避免了零序分量電壓進入濾過器，為了避免正序電壓通過濾過器，兩個阻抗臂的參數(shù)應(yīng)取為 clXR 31 ? , 22 31 CXR ? ,21 CXR ? 濾過器的輸出電壓為 .. CRmn UUU ?? 當輸入正序電壓時，濾過器的相量圖。因為 clXR 31 ? ，電流 ABI 超前01.. 30ABU 。因為 22 31 CXR ? ，電流BCI. 超前 01.. 60BCU 。 滯后 0. 90BCI ， 與ABI. 同相。因 . CR UU ?? ，故 .. ??? CRmn UUU 當輸入負序電壓時， 2.. ABU 滯后 02.. 120BCU ，由圖可見， . jRC eUU ? ,故 )1( .. jRCRmn eUUUU ???? （ 19） 由于 .. CRAB UUU ?? ，且 . 3 jCR UU ? ，因此，03002..1. 30c os jABR eUU ? ，以此代入（ 19）得 00 306002..2.. )1(30c os jjABmn eeUU ?? 00 .. jAjAB eUeU ?? （ 110） 由式（ 110）可見， 濾過器的 輸出電壓與輸入的負序電壓成正比，相位超前輸入 A 相負序電壓 02. 30AU 。 實際上，當系統(tǒng)正常運行時， 負序電壓濾過器仍有一個不平衡電壓 unbU. 輸出。2 方案論證與設(shè)計 22 產(chǎn)生不平衡電壓的原因主要是各阻抗元件參數(shù)的誤差及輸入電壓中有諧波分量。由于 5 次諧波屬負序性質(zhì)，它可以通過濾過器。通常在濾過器的輸出端加設(shè) 5次諧波濾過器，消除 5 次諧波的影響。 (2) 復(fù)合電壓起動的過電流保護的工作原理 在正常運行時，由于電壓沒有 負序分量，所以負序電壓繼電器 KVZ 的動斷觸點閉合，將 線電壓加入低電壓繼電器 KV的線