【導(dǎo)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(jì)運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)是變壓器繼電保護(hù)的初步設(shè)計(jì)。算的結(jié)果，選擇了短路器，隔離開(kāi)關(guān)，母線電氣設(shè)備。為了保護(hù)變壓器內(nèi)部和引出線套管的故障，選擇了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)。影響差動(dòng)保護(hù)可靠性是電路中由于各種原因產(chǎn)生的不平衡電流。通過(guò)計(jì)算，選擇躲過(guò)外部。短路時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流。為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)的主保護(hù)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備。作為變壓器接地的后備保護(hù)。護(hù)并對(duì)以上保護(hù)進(jìn)行了整定。差動(dòng)保護(hù)中，并逐漸成為國(guó)外研究勵(lì)磁涌流制動(dòng)方法的主要方向。比率差動(dòng)、二次諧波制動(dòng)來(lái)構(gòu)成整個(gè)諧波制動(dòng)式保護(hù)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(hù)誤閉鎖和延時(shí)動(dòng)作。護(hù)配置不合理引起的事故已不少見(jiàn)。系統(tǒng)等，這些結(jié)合使得保護(hù)的性能得到了有意義的提高。

　　

【正文】 型保護(hù)，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(jì)362)一般可選二次電流較小側(cè)為基本側(cè)。b 短路電流計(jì)算短路點(diǎn)的選擇及短路電流計(jì)算結(jié)果表為了合理選擇各種電氣設(shè)備,對(duì)各種電氣設(shè)備都需校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定,因此要進(jìn)行短路電流計(jì)算。短路種數(shù)，一般按三相短路驗(yàn)算，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)。根據(jù)以上原則，短路點(diǎn)分別選擇為 220KV 母線、110KV 母線、10KV 母線，分別為 ddd3 點(diǎn)。參數(shù)標(biāo)么值計(jì)算：取基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA,基準(zhǔn)電壓 Uj 選各級(jí)平均電壓 ,即 Uj= Uj1==*220=231KVUj2==*110=115KVUj3==*10=根據(jù) Ij=Sj/ Uj 可得基準(zhǔn)電流:3Ij1=Ij2=Ij3=基準(zhǔn)電抗:X’= (UKI－II* Sj)/(100*SNT):X’1=X’2=X’3=注：適當(dāng)考慮參數(shù)計(jì)算誤差 kk 取 220 千伏母線實(shí)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(shí)用阻抗：X∑(110)=(+)/=短路電流有效值：I”=I∞=2 方案論證與設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)算結(jié)果表如下：短路點(diǎn)短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓（kV ）基準(zhǔn)電流（kA ）計(jì)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(hù)動(dòng)作特性參數(shù)的計(jì)算帶比率制動(dòng)特性的縱差保護(hù)的動(dòng)作特性，通常用直角坐標(biāo)系上的一條折線表示。該坐標(biāo)系縱軸為保護(hù)的動(dòng)作電流 Iop；橫軸為制動(dòng)電流 Ires，如圖 52 所示。折線 ACD 的左上方為保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，折線右下方為保護(hù)的制動(dòng)區(qū)。目前利用微機(jī)構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，其動(dòng)作特性也有曲線形狀的，其制動(dòng)系數(shù)不是常數(shù)。具體整定計(jì)算可參照廠家提供的技術(shù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。2 方案論證與設(shè)計(jì)38圖 52 縱差保護(hù)動(dòng)作特性曲線圖這一動(dòng)作特性曲線由縱坐標(biāo) OA，拐點(diǎn)的橫坐標(biāo) OB，折線 CD 的斜率 S 三個(gè)參數(shù)所確定。OA 表示無(wú)制動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)作電流，即保護(hù)的最小動(dòng)作電流。OB 表示起始制動(dòng)電流 。動(dòng)作特性三個(gè)參數(shù)，目前在工程實(shí)用上采用如下整定計(jì)算方法，現(xiàn)敘述如下。折線上任一點(diǎn)動(dòng)作電流 Iop 與制動(dòng)電流 Ires 之比 Iop/Ires＝Kres 稱(chēng)為縱差保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)。由圖 52 中各參數(shù)之間的關(guān)系可導(dǎo)出， 制動(dòng)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(jiàn)，對(duì)動(dòng)作特性具有一個(gè)折點(diǎn)的縱差保護(hù)，折線的斜率 S是一個(gè)常數(shù)， 而制動(dòng)系數(shù) Kres 則是隨制動(dòng)電流 Ires 而變化的。在實(shí)際應(yīng)用中，是通過(guò)保護(hù)裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來(lái)滿(mǎn)足制動(dòng)系數(shù)的要求。（1）縱差保護(hù)最小動(dòng)作電流的整定。最小動(dòng)作電流應(yīng)大于變壓器額定負(fù)載時(shí)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(shí)取 。2 方案論證與設(shè)計(jì)39在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取 ＝(～)IN／na 。一般工程宜采用不小于 。22 萬(wàn)變電站縱差保護(hù)最小動(dòng)作電流可整定為。.???（2）起始制動(dòng)電流 的整定。起始制動(dòng)電流宜?。?～)IN/na本設(shè)計(jì)起始制動(dòng)電流： .09315/???d 靈敏系數(shù)的計(jì)算縱差保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)按最小運(yùn)行方式下差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計(jì)算。圖 53 為縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計(jì)算說(shuō)明圖。根據(jù)計(jì)算最小短路電流 和相應(yīng)的制動(dòng)電流 Ires，在動(dòng)作特性曲線上查得對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流I’op，或通過(guò)公式 I’op = +S（ ）計(jì)算出 I’op。則靈敏系數(shù)為 ?? (39)要求 Ksen≥2。圖 53 縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計(jì)算說(shuō)明圖e 縱差保護(hù)的其他輔助整定計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的推薦（1）差電流速斷的整定。對(duì) 220～500kV 變壓器，差電流速斷是縱差保護(hù)中的一個(gè)輔助保護(hù)。當(dāng)內(nèi)部故障電流很大時(shí)，防止由于電流互感器飽和引起縱差保護(hù)延遲動(dòng)作。差電流速斷的整定值應(yīng)按躲過(guò)變壓器初始勵(lì)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(jì)40式中：Iop ——差電流速斷的動(dòng)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(yùn)行方式保護(hù)安裝處二相短路計(jì)算靈敏系數(shù)，Ksen≥。 見(jiàn)式(34)和式(35)。（2）二次諧波制動(dòng)比的整定。在利用二次諧波制動(dòng)來(lái)防止勵(lì)磁涌流誤動(dòng)的縱差保護(hù)中，諧波制動(dòng)回路可以單獨(dú)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(chēng)這一比值為二次諧波制動(dòng)比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，二次諧波制動(dòng)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(dòng)保護(hù)，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，閉鎖角可取為 60176。～70176。有時(shí)還采用涌流導(dǎo)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(dòng)保護(hù)分側(cè)差動(dòng)保護(hù)是將變壓器的各側(cè)繞組分別作為被保護(hù)對(duì)象，在各側(cè)繞組的兩端裝設(shè)電流互感器，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)。這種分側(cè)差動(dòng)保護(hù)，如同發(fā)電機(jī)定子繞組差動(dòng)保護(hù)一樣，無(wú)須考慮繞組的勵(lì)磁涌流、過(guò)勵(lì)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(dòng)保護(hù)接線簡(jiǎn)單、可靠，對(duì)相間和單相短路靈敏度高，但對(duì)匝間短路無(wú)保護(hù)作用。分側(cè)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)由比率制動(dòng)式或標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)繼電器構(gòu)成，其動(dòng)作特性曲線為折線型，整定計(jì)算原則同發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)。A 最小動(dòng)作電流 的計(jì)算 ＝ 或 ＝Krel2(310)2 方案論證與設(shè)計(jì)41式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ； ——在變壓器額定電流下，差動(dòng)回路中的不平衡電流實(shí)測(cè)值?？扇?＝(～)IN/na，一般宜取(～)IN/na,IN 為變壓器額定電流。針對(duì)本設(shè)計(jì)可整定為： .???B 起始制動(dòng)電流 的整定＝(～)IN/na =315/600= (311)C 動(dòng)作特性折線斜率 S 的整定。首先計(jì)算最大制動(dòng)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(jí)電流互感器取 ，P 級(jí)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(jì)算 S 值?？蛇x用 S＝ ～。D 靈敏系數(shù)計(jì)算。按最小運(yùn)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(yàn)，即??a (312)式中：——最小運(yùn)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(dòng)作特性曲線上查得的動(dòng)作電流。 變壓器零序差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)就是保護(hù)變壓器單相接地短路而設(shè)置的。目前大部分主變壓器沒(méi)有使用零序差動(dòng)保護(hù)，其整定計(jì)算就此略過(guò)。 變壓器瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種故障的主保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。2 方案論證與設(shè)計(jì)42瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定。對(duì)于容量 10MVA 以上的變壓器，整定容積為 250～300ml 。瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分，通常按通過(guò)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(dǎo)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(dòng)作于跳閘的瓦斯保護(hù)油流流速整定表。表 3 瓦斯保護(hù)油流動(dòng)作流速整定表變壓器容量kVA 氣體繼電器型式連接導(dǎo)管內(nèi)徑mm 冷卻方式動(dòng)作流速整定值m/s1000 及以下 QJ50 φ50 自冷或風(fēng)冷 ～7000～7500 QJ50 φ50 自冷或風(fēng)冷 ～7500～10000 QJ80 φ80 自冷或風(fēng)冷 ～10000 以上 QJ80 φ80 自冷或風(fēng)冷 ～202000 以下 QJ80 φ80 強(qiáng)迫油循環(huán) ～202000 及以上 QJ80 φ80 強(qiáng)迫油循環(huán) ～500kV 變壓器 QJ80 φ80 強(qiáng)迫油循環(huán) ～有載調(diào)壓開(kāi)關(guān) QJ25 φ25 所以本設(shè)計(jì)針對(duì) 22 萬(wàn)變電站主變的輕瓦斯保護(hù)的氣體容積整定為 250～300ml，重瓦斯保護(hù)的油流流速整定為 。 變壓器相間短路后備保護(hù)A 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)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(guò)電流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流計(jì)算。為了保證選擇性，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)能躲過(guò)可能流過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流，即 ? (313)式中：Krel——可靠系數(shù)，取 ～；Kr ——返回系數(shù)，取～；——最大負(fù)荷電流。已知 (220)=600,an(110)=1200(10)=7500a最大負(fù)荷電流 可按以下情況考慮并取其最大者：對(duì)并列運(yùn)行的變壓2 方案論證與設(shè)計(jì)43器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)，余下變壓器所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷電流，當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相等時(shí)，可按下式計(jì)算 (23151LNII????14)(220)=315, (110)=630, (10)=式中：m——并聯(lián)運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)；IN——每臺(tái)變壓器的額定電流。 所以針對(duì)本設(shè)計(jì)兩臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流：校驗(yàn):220KV 級(jí)： (220)=(*600)*315= 整定為 1AopI(220)=(1*1670)/600= 校驗(yàn)合格pS110KV 級(jí)： (110)=(*1200)*630= 整定為 1AopI(110)=(1*3330)/(1200*1)= 校驗(yàn)合格p10KV 級(jí)： (10)=(*7500)*6928= 整定為 2AopI(10)=(1*23910)/7500*2)= 校驗(yàn)合格pSB 低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)對(duì)升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不夠時(shí)，可采用低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。(1)電流繼電器的整定計(jì)算。電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)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?jiǎn)?dòng)元件的動(dòng)作電壓整定計(jì)算。低電壓?jiǎn)?dòng)元件的整定應(yīng)考慮以下情況：2 方案論證與設(shè)計(jì)44①按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低電壓整定UKnopmirelv? (319)式中：Umin——正常運(yùn)行時(shí)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(jì)為220/110=2。則：???②按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的電壓整定：當(dāng)?shù)碗妷豪^電器由變壓器低壓側(cè)電壓互感器供電時(shí) (320)???當(dāng)?shù)碗妷豪^電器由變壓器高壓側(cè)電壓互感器供電時(shí) (321).7/./7OPNyU（3）靈敏系數(shù)校驗(yàn)。電流繼電器的靈敏系數(shù)校驗(yàn)與不帶低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)相同。?/ (322)式中：——計(jì)算運(yùn)行方式下，靈敏系數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)