【導讀】它的正常與否直接關(guān)系到電力。系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行。本次設(shè)計是變壓器繼電保護的初步設(shè)計。算的結(jié)果，選擇了短路器，隔離開關(guān)，母線電氣設(shè)備。為了保護變壓器內(nèi)部和引出線套管的故障，選擇了縱聯(lián)差動保護作為變壓器的主保護。影響差動保護可靠性是電路中由于各種原因產(chǎn)生的不平衡電流。通過計算，選擇躲過外部。短路時產(chǎn)生的最大不平衡電流作為縱聯(lián)差動保護的動作電流。為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時的主保護。定時限過電流保護作為變壓器縱聯(lián)差動保護的后備。作為變壓器接地的后備保護。護并對以上保護進行了整定。差動保護中，并逐漸成為國外研究勵磁涌流制動方法的主要方向。比率差動、二次諧波制動來構(gòu)成整個諧波制動式保護的主體，并一直延續(xù)至今。差流中的二次諧波分量顯著增大，造成保護誤閉鎖和延時動作。護配置不合理引起的事故已不少見。系統(tǒng)等，這些結(jié)合使得保護的性能得到了有意義的提高。

　　

【正文】 型保護，各側(cè)電流互感器二次均可按 Y 接線。2 方案論證與設(shè)計362)一般可選二次電流較小側(cè)為基本側(cè)。b 短路電流計算短路點的選擇及短路電流計算結(jié)果表為了合理選擇各種電氣設(shè)備,對各種電氣設(shè)備都需校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定,因此要進行短路電流計算。短路種數(shù)，一般按三相短路驗算，短路計算點應(yīng)選擇通過導體和電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點。根據(jù)以上原則，短路點分別選擇為 220KV 母線、110KV 母線、10KV 母線，分別為 ddd3 點。參數(shù)標么值計算：取基準容量 Sj=100MVA,基準電壓 Uj 選各級平均電壓 ,即 Uj= Uj1==*220=231KVUj2==*110=115KVUj3==*10=根據(jù) Ij=Sj/ Uj 可得基準電流:3Ij1=Ij2=Ij3=基準電抗:X’= (UKI－II* Sj)/(100*SNT):X’1=X’2=X’3=注：適當考慮參數(shù)計算誤差 kk 取 220 千伏母線實用阻抗：X∑(220)=短路電流有效值：I”=I∞=短路電流沖擊值：ich=*= KA短路全電流最大有效值：Ich= ich /=短路容量：S=100/=110 千伏母線實用阻抗：X∑(110)=(+)/=短路電流有效值：I”=I∞=2 方案論證與設(shè)計37短路電流沖擊值：ich= = kA短路全電流最大有效值：Ich= ich /=5 kA短路容量：S=100/=10 千伏母線實用阻抗：X∑(10)=(++)/=短路電流有效值：I”=I∞=短路電流沖擊值：ich= = kA短路全電流最大有效值：Ich= kA短路容量：S=100/=短路電流計算結(jié)果表如下：短路點短路點基準電壓（kV ）基準電流（kA ）計算電抗 Xjs短路電流I＂（kA）短路電流最大有效值Ich(kA)短路電流沖擊值Ich(kA)短路容量(MVA)D1 231 D2 115 5 D3 c 縱差保護動作特性參數(shù)的計算帶比率制動特性的縱差保護的動作特性，通常用直角坐標系上的一條折線表示。該坐標系縱軸為保護的動作電流 Iop；橫軸為制動電流 Ires，如圖 52 所示。折線 ACD 的左上方為保護的動作區(qū)，折線右下方為保護的制動區(qū)。目前利用微機構(gòu)成的差動保護，其動作特性也有曲線形狀的，其制動系數(shù)不是常數(shù)。具體整定計算可參照廠家提供的技術(shù)說明書進行。2 方案論證與設(shè)計38圖 52 縱差保護動作特性曲線圖這一動作特性曲線由縱坐標 OA，拐點的橫坐標 OB，折線 CD 的斜率 S 三個參數(shù)所確定。OA 表示無制動狀態(tài)下的動作電流，即保護的最小動作電流。OB 表示起始制動電流 。動作特性三個參數(shù)，目前在工程實用上采用如下整定計算方法，現(xiàn)敘述如下。折線上任一點動作電流 Iop 與制動電流 Ires 之比 Iop/Ires＝Kres 稱為縱差保護的制動系數(shù)。由圖 52 中各參數(shù)之間的關(guān)系可導出， 制動系數(shù) Kres 與折線斜率 S 之間的關(guān)系如下式所示 (31) ???(/)/1  (32) 從圖 52 可見，對動作特性具有一個折點的縱差保護，折線的斜率 S是一個常數(shù)， 而制動系數(shù) Kres 則是隨制動電流 Ires 而變化的。在實際應(yīng)用中，是通過保護裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來滿足制動系數(shù)的要求。（1）縱差保護最小動作電流的整定。最小動作電流應(yīng)大于變壓器額定負載時的不平衡電流，即＝Krel(Ker+ ΔU+Δm)IN/na (33)式中：IN——變壓器額定電流；na——電流互感器的變比；Krel——可靠系數(shù)，取 ～；Ker— —電流互感器的比誤差，10P 型取 2，5P 型和TP 型取 2；ΔU——變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值( 百分值 )；Δm— —由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時取 。2 方案論證與設(shè)計39在工程實用整定計算中可選取 ＝(～)IN／na 。一般工程宜采用不小于 。22 萬變電站縱差保護最小動作電流可整定為。.???（2）起始制動電流 的整定。起始制動電流宜?。?～)IN/na本設(shè)計起始制動電流： .09315/???d 靈敏系數(shù)的計算縱差保護的靈敏系數(shù)應(yīng)按最小運行方式下差動保護區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計算。圖 53 為縱差保護靈敏系數(shù)計算說明圖。根據(jù)計算最小短路電流 和相應(yīng)的制動電流 Ires，在動作特性曲線上查得對應(yīng)的動作電流I’op，或通過公式 I’op = +S（ ）計算出 I’op。則靈敏系數(shù)為 ?? (39)要求 Ksen≥2。圖 53 縱差保護靈敏系數(shù)計算說明圖e 縱差保護的其他輔助整定計算及經(jīng)驗數(shù)據(jù)的推薦（1）差電流速斷的整定。對 220～500kV 變壓器，差電流速斷是縱差保護中的一個輔助保護。當內(nèi)部故障電流很大時，防止由于電流互感器飽和引起縱差保護延遲動作。差電流速斷的整定值應(yīng)按躲過變壓器初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流整定，一般取 Iop＝KIN/na 或 Iop＝ 2 方案論證與設(shè)計40式中：Iop ——差電流速斷的動作電流；IN——變壓器的額定電流； K——倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，K 推薦值如下： 6300kVA 及以下 7～12； 6300～31500kVA ～； 40000～120200kVA ～； 120200kVA 及以上 ～；容量越大，系統(tǒng)電抗越大，K 取值越小。按正常運行方式保護安裝處二相短路計算靈敏系數(shù)，Ksen≥。 見式(34)和式(35)。（2）二次諧波制動比的整定。在利用二次諧波制動來防止勵磁涌流誤動的縱差保護中，諧波制動回路可以單獨整定。整定值可用差電流中的二次諧波分量與基波分量的比值表示，通常稱這一比值為二次諧波制動比。根據(jù)經(jīng)驗，二次諧波制動比可整定為 15%～20%。（3）涌流間斷角的推薦值。按鑒別涌流間斷角原理構(gòu)成的變壓器差動保護，根據(jù)運行經(jīng)驗，閉鎖角可取為 60176?！?0176。有時還采用涌流導數(shù)的最小間斷角θd 和最大波寬 θw，其閉鎖條件為θ d≥65176。；θw≤140176。 變壓器分側(cè)差動保護分側(cè)差動保護是將變壓器的各側(cè)繞組分別作為被保護對象，在各側(cè)繞組的兩端裝設(shè)電流互感器，實現(xiàn)差動保護。這種分側(cè)差動保護，如同發(fā)電機定子繞組差動保護一樣，無須考慮繞組的勵磁涌流、過勵磁、調(diào)壓等的影響。兩側(cè)電流互感器取相同變比并按星形接線。分側(cè)差動保護接線簡單、可靠，對相間和單相短路靈敏度高，但對匝間短路無保護作用。分側(cè)差動保護應(yīng)由比率制動式或標積制動式差動繼電器構(gòu)成，其動作特性曲線為折線型，整定計算原則同發(fā)電機縱差保護。A 最小動作電流 的計算 ＝ 或 ＝Krel2(310)2 方案論證與設(shè)計41式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ； ——在變壓器額定電流下，差動回路中的不平衡電流實測值?？扇?＝(～)IN/na，一般宜取(～)IN/na,IN 為變壓器額定電流。針對本設(shè)計可整定為： .???B 起始制動電流 的整定＝(～)IN/na =315/600= (311)C 動作特性折線斜率 S 的整定。首先計算最大制動系數(shù) ，即＝KrelKapKerKcc== (312)式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ；Kap ——非周期分量系數(shù)，TP 級電流互感器取 ，P 級電流互感器取 ～；Kcc——同型系數(shù)，取 ；Ker——電流互感器比誤差，取 。按式(31)或(38)計算 S 值。可選用 S＝ ～。D 靈敏系數(shù)計算。按最小運行方式下變壓器繞組引出端兩相金屬性短路，靈敏系數(shù) Ksen≥2 校驗，即??a (312)式中：——最小運行方式下，繞組引出端二相金屬性短路的短路電流值；I’op— —根據(jù) 在動作特性曲線上查得的動作電流。 變壓器零序差動保護220～500kV 變壓器，單相接地短路是主要故障型式之一。特別是單相變壓器組，變壓器油箱內(nèi)部相間短路不可能發(fā)生。變壓器零序差動保護就是保護變壓器單相接地短路而設(shè)置的。目前大部分主變壓器沒有使用零序差動保護，其整定計算就此略過。 變壓器瓦斯保護瓦斯保護是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種故障的主保護。當油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瓦斯保護應(yīng)瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)瞬時動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。2 方案論證與設(shè)計42瓦斯保護動作于信號的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定。對于容量 10MVA 以上的變壓器，整定容積為 250～300ml 。瓦斯保護動作于跳閘的重瓦斯部分，通常按通過氣體繼電器的油流流速整定。流速的整定與變壓器的容量、接氣體繼電器的導管直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器的型式等有關(guān)。表 3 為動作于跳閘的瓦斯保護油流流速整定表。表 3 瓦斯保護油流動作流速整定表變壓器容量kVA 氣體繼電器型式連接導管內(nèi)徑mm 冷卻方式動作流速整定值m/s1000 及以下 QJ50 φ50 自冷或風冷 ～7000～7500 QJ50 φ50 自冷或風冷 ～7500～10000 QJ80 φ80 自冷或風冷 ～10000 以上 QJ80 φ80 自冷或風冷 ～202000 以下 QJ80 φ80 強迫油循環(huán) ～202000 及以上 QJ80 φ80 強迫油循環(huán) ～500kV 變壓器 QJ80 φ80 強迫油循環(huán) ～有載調(diào)壓開關(guān) QJ25 φ25 所以本設(shè)計針對 22 萬變電站主變的輕瓦斯保護的氣體容積整定為 250～300ml，重瓦斯保護的油流流速整定為 。 變壓器相間短路后備保護A 過電流保護過電流保護主要用于降壓變壓器，作為防御外部相間短路引起的變壓器過電流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護。過電流保護的動作電流計算。為了保證選擇性，過電流保護的動作電流應(yīng)能躲過可能流過變壓器的最大負荷電流，即 ? (313)式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ～；Kr ——返回系數(shù)，取～；——最大負荷電流。已知 (220)=600,an(110)=1200(10)=7500a最大負荷電流 可按以下情況考慮并取其最大者：對并列運行的變壓2 方案論證與設(shè)計43器，應(yīng)考慮切除一臺時，余下變壓器所產(chǎn)生的過負荷電流，當各臺變壓器容量相等時，可按下式計算 (23151LNII????14)(220)=315, (110)=630, (10)=式中：m——并聯(lián)運行變壓器的最少臺數(shù)；IN——每臺變壓器的額定電流。 所以針對本設(shè)計兩臺并列運行的變壓器過電流保護的動作電流：校驗:220KV 級： (220)=(*600)*315= 整定為 1AopI(220)=(1*1670)/600= 校驗合格pS110KV 級： (110)=(*1200)*630= 整定為 1AopI(110)=(1*3330)/(1200*1)= 校驗合格p10KV 級： (10)=(*7500)*6928= 整定為 2AopI(10)=(1*23910)/7500*2)= 校驗合格pSB 低電壓啟動的過電流保護對升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器，當過電流保護的靈敏度不夠時，可采用低電壓啟動的過電流保護。(1)電流繼電器的整定計算。電流繼電器的動作電流應(yīng)按躲過變壓器的額定電流整定 (318)???式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ；Kr ——返回系數(shù)，取 ～；IN——變壓器的額定電流。(2)低電壓啟動元件的動作電壓整定計算。低電壓啟動元件的整定應(yīng)考慮以下情況：2 方案論證與設(shè)計44①按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低電壓整定UKnopmirelv? (319)式中：Umin——正常運行時可能出現(xiàn)的最低電壓，一般取Umin＝（UN 為額定相電壓或線電壓） ；Krel——可靠系數(shù)，取～；Kr ——返回系數(shù)，取 ～；nv—— 電壓互感器變比,本設(shè)計為220/110=2。則：???②按躲過電動機自起動時的電壓整定：當?shù)碗妷豪^電器由變壓器低壓側(cè)電壓互感器供電時 (320)???當?shù)碗妷豪^電器由變壓器高壓側(cè)電壓互感器供電時 (321).7/./7OPNyU（3）靈敏系數(shù)校驗。電流繼電器的靈敏系數(shù)校驗與不帶低電壓閉鎖的過電流保護相同。?/ (322)式中：——計算運行方式下，靈敏系數(shù)校驗點發(fā)