【正文】 （ 2） 過電流的整定 1）動作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定，即 m IKKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系。且動作時限滿足 t3＜ t2＜ t1。所以三繞組變壓器的過電流保護應(yīng)按如下原則配置。當三繞組變壓器外部發(fā)生短路故障時，為盡可能縮小停電范圍，過電流保護應(yīng)有選擇地跳開故障側(cè)的斷路器，以保證其他兩側(cè)繼續(xù)運行。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動的過電流保護作為設(shè)計使用 方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護的靈敏度也有所提高。當發(fā)生不對稱短路時，故障相電流繼電器動作，負序電壓繼電器動作，致使低電壓繼電器動作，最終將變壓器兩側(cè)斷路器斷開。當 發(fā)生三相短路時，短路初瞬總會出現(xiàn)負序電壓，負序電壓繼電器動作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動作。而負序過電流保護雖然也滿足設(shè)計要求，但其整定計算比較復(fù)雜，一般只用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，不符合此次設(shè)計的具體要求，因此也不予以考慮。因為過電流保護的動作電流按 最大負荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。 （ 4） 變壓器后備保護應(yīng)能保護電流互感器與斷路器之間的故障。 變壓器后備保護對各側(cè)母線上的三相短路應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 和變壓器后備保護設(shè)計原則： 變壓器后備保護應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護的后備。 雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)。 過電流保護宜用于降壓變壓器，保護的整定值應(yīng)考慮事故時可能出現(xiàn)的過負荷。 根據(jù)以下規(guī)定： 對由外部相間短路引起的變壓器過電流應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護作為后備保護。應(yīng)當指出 ，即使三相短路故障時出現(xiàn)負序電壓，也不會影響保護的正確動作。 保護區(qū)內(nèi)發(fā)生三相短路故障時，因為負序電壓，所以 KVN 不動作，同時三相電壓均降低，低電壓繼電器處于動作狀態(tài)，起動中間繼電器 KM。 保護區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對稱短路故障時，負序電壓濾過器 Z有較高的輸出電壓，幫 KVN沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 24 動作，動斷觸點打開，低電壓繼電器 KVU 失壓， KVU 動作，其動斷觸點閉合，使中間繼電器KM 勵磁。保護的三相原理接線圖如圖： 復(fù)合電壓起動的過電流保護由電流繼電器 1KA、 2KA、 3KA，低電壓繼電器 KVU、負序電壓繼電器 KVN 和中間繼電器 KM、時間繼電器 KT、信號繼電器 KS、出口繼電器 KCO組成。 漢中一次降壓變電所繼電保護部分初步設(shè)計 23 差動保護的靈敏度校驗 按變壓器內(nèi)部短路故障時最小短路電路校驗 2.m in. ??boperksen IIK （ ） 式中 —— 內(nèi)部短路故障式流入繼電器最小短路電流，已歸算到基本側(cè)； boperI . —— 基本側(cè)保護一次動作電流；若為單側(cè)電源變壓器， 應(yīng)為電源側(cè)保護一次動作電流。計算動作電流時，先用 進行計算。所以保護裝置的起動電流應(yīng)大于變壓器的最大負荷電流 （當 不能確定時，用變壓器的額定電流代替）。 有了短路繞組后，當差動繞組中通過含 有非周期分量電流時，能自動增大繼電器動作電流的程度將比沒有短路繞組時更顯著，這就是 BCH－ 2型可靠地躲過外部短路時暫態(tài)不平沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 22 衡電流或變壓器空載投入時的勵磁涌流的原因。 （ 1） BCH－ 2 型差動保護 BCH－ 2型差動繼電器由一個執(zhí)行元件 DL－ 11/柱鐵芯速飽和變流器組成。所以變壓器角型側(cè)電流 互感器為星型接法，變壓器星型測側(cè)電流互感器為角型接法。 變壓器差動保護中不平衡電流主要由電流互感器誤差不一致、電流互感器和自耦變壓器變比標準化等因素產(chǎn)生。 勵磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中 2次諧波占較大比例，額短路電流中 2 次諧波成分很小。 勵磁涌流含有很大的非周期分量。所以。 漢中一次降壓變電所繼電保護部分初步設(shè)計 21 圖 變壓器縱差動保護原理接線 在變壓器空載投入或外部故障切除后，電壓恢復(fù)時的勵磁電流很大。則此時的勵磁電流也 相應(yīng)的減少，其影響就變小。 變壓器的勵磁涌流只在電源側(cè)流過，它反應(yīng)倒變壓器差動保護中，就構(gòu)成不平衡電流不過正常運行時勵磁電流只不過時額定電流的 3％－ 5％。 由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，故須適當選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使它們的變比等于變壓器的變比。由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內(nèi)的電流（為兩側(cè)電流互感 器二次側(cè)電流之差），保護不動作。 BCH2 型差動繼電器由兩部分組成： DL11 型電流繼電器和中間速飽和變流器。本設(shè)計的變壓器容量為 16MVA，因此采用的是 BCH2 型差動繼電器。它主要是由接于差動回路的三個差 動繼電器組成。此外，在實現(xiàn)差動保護時，還應(yīng)考慮兩個特點，一個是變壓器勵磁涌流，另一個是變壓器差動保護的不平衡保護。在實現(xiàn)變壓器差動保護時，應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位，一般講它們都不同。當 D2 點短路時此時流過差動回路的電流為 21 II ??? 。在變壓器縱差動保護外部保護時一次側(cè)流入的電流等于流出變壓器的電流所以不平衡電流很小。 電力變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理用輔助導(dǎo)線或引出線將變壓器兩側(cè)電流引入差動繼電器，比較兩端電流的大小和方向，從而判斷被保護的變壓器是否發(fā)生短路，以決定保護是否動作。 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 20 變壓器縱差動保護 變壓器縱聯(lián)差動保護是一種比較完善的快 速保護。重氣體保護的動作值采用油流流速表示。對于容量在 10MVA 以上變壓器，多采用 250－ 300 立方厘米。 圖 變壓器瓦斯保護原理圖 瓦斯保護的整定：輕氣體保護的動作值采用氣體容積表示。只要瓦斯繼電器的下觸點一閉合 ， CKJ 就動作并自保持。瓦斯繼電器的下觸點閉合，也可以利用切換片 XB 切換位置，只給出報警信號。 瓦斯保護原理電路 工作原理： 1是瓦斯繼電器； 2 是信號繼電器； 3是出口繼電器； 4是聯(lián)片。 (3)瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。 漢中一次降壓變電所繼電保護部分初步設(shè)計 19 瓦斯保護的反事故措施 瓦斯保護動作，輕者發(fā)出保護動作信號，提醒維修人員馬上對變壓器進行處理；重者跳開變壓器開關(guān)，導(dǎo)致變壓器馬上停止運行，不能保證供電的可靠性，對此提出了瓦斯保護的反事故措施： (1)將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點改為立式，以提高重瓦斯動作的可靠性。 主要缺點：不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。下面的觸點表示“重瓦斯保護”，動作后起動變壓器保護的總出口繼電器，使斷路器跳閘。當變壓器出現(xiàn)嚴重漏油而使油面逐漸降低時，首先是上開口杯露出油面，發(fā)出報沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 18 警信號，繼之下開口杯露出油面后亦能動作，發(fā)出跳閘脈沖。 油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，少量的氣體上升后逐漸聚集在繼電器的上部，迫使油面下降。 開口杯擋板式瓦斯繼電器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。 瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連接 管道上，如下圖所示。 由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器的標準規(guī)定，裝設(shè)信號裝置。 （ 1） 繞組及其引出線的相間短路和在中性點 直接接地側(cè)的單相接地短路 。 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照 GB 14258— 1993《繼電保護和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護裝置。對于大容量變壓器，因其鐵芯額定工作磁通密度 與飽和磁通密度比較接近，所以系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時，容易過勵磁。因此，變壓器發(fā)生故障時，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路、引出線因絕緣套管閃落或破碎通過油箱外殼發(fā)生的單項接地短路。 變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。由于絕大部分安裝在戶外，受自然條件的影響較大，同時受到連接負荷的影響和電力系統(tǒng)短路故障的威脅，變壓器在運行中有可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運行狀態(tài)。當采用單線分段或 雙母線時，延時可分為兩段，第Ⅰ段以短時限動作于分段斷路器或母聯(lián)斷路器；第Ⅱ段在經(jīng)一時限動作跳開有電源的出線斷路器。 當母線上連接元件叫多時，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動作電壓按最大運行方式下線路末端短路時保護應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當母線上連接元件較少時，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負荷電流。為了提高保護動作的可靠性，起動元件必須同時具備兩個條件才能起動。對于重要的 220kv 及以上主干線路，針對保護拒動通常兩套主保護；針對斷路器拒動，則裝設(shè)斷路器失靈保護。它與低、高阻抗式母差保護相 比具有下列特點：①減小了外部短路時的不平衡電流；②防止內(nèi)部短路時可能出現(xiàn)的過電壓；③采用比率制動特性保證了動作的選擇性并提高了母線故障動作的靈敏性。 這種保護方式接線簡單、動作速度快，使用于外部短路電流大、電流互感器鐵芯易于飽和的場所。 電壓差動母線保護 若將電流型差動繼電器（ 內(nèi)阻很小，約幾歐）換成內(nèi)阻很高，約 ～ ?? 的電壓繼電器，即構(gòu)成電壓差動母線保護也稱作高阻抗式母差保護。故該類保護又稱低阻抗式母差保護。 按構(gòu)成原理的不同，母線保護主要分類如下。母線保護的接線方式，對于中性點直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。 母線保護及斷路器失靈保護 （一）母線保護 漢中一次降壓變電所繼電保護部分初步設(shè)計 15 母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進一步擴大，后果及為嚴重。 （ 2） 變壓器溫度及壓力保護。 帶負荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。瓦斯保護是油侵式變壓器的主保護之一。通常根據(jù)運行經(jīng)驗、測試等方法獲得。 變壓器非電量保護 變壓器非電量保護主要包括 瓦斯保護、溫度及壓力保護等。過負荷保護采用單項式，帶時限作用于信號。 變壓器過負荷保護 對于 及以上電力變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行，并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況，裝設(shè)過負荷保護。 電力系統(tǒng)接地保護時，國內(nèi)，在 220kV 系 統(tǒng)中，廣泛采用中性點絕緣水平較高的分級絕緣變壓器，其中性點可接地運行或不接地運行。其中對雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護可帶一段或兩段時限，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。 3）負序電流和單相式低壓啟動的過電流保護，可用于 63MVA 及以上 升壓變壓器。 （ 1）相關(guān)的規(guī)程規(guī)定： 1）過電流保護宜用于將壓變壓器。 變壓器相間短路的后備保護 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 14 為防止外部相間短路引起的變壓器過電流及作為變壓器主保護的后備，變壓器配置相間短路的后備保護。 10MVA 及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，應(yīng) 裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。 縱聯(lián)差動保護 縱聯(lián)差動保護是變壓器的主保護之一。 （ 6）反映變壓器過負荷的變壓器過負荷。 （ 4）反映中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序電流保護。 （ 2）反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的差動保 護，或電流速斷保護。因此必須真對變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動作可靠，性能良好的繼電保護裝置。 變壓器保護的配置 變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。在這種線路上經(jīng)常需要采用縱 差保護以適應(yīng)系統(tǒng)運行的需要。 對于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序橫差動保護作為主保護；裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護作為后備保護，當作遠后備保護時，可接兩線路零序電流之和，以提高靈敏度。當靈帶方向元件的多段式電流保護或距離保護作后備保護，并作為單回線運行時 的主保護和后備保護。 漢中一次降壓變電所繼電保護部分初步設(shè)計 13 正常運行方式下，保護安裝對短路，電路速短保護的靈敏系數(shù)在 以上時，可裝設(shè)電流速短保護作為輔助保護。 對單側(cè)電源單回 220kV 線路 ，如不裝設(shè)全線速動保護，可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護作為本線路的主保護及后備保護，如不能滿足靈敏性及速動性的要求時，則應(yīng)裝設(shè)相間距離保護作為本線路的主保護及后備保護。如裝設(shè)全線速動保護。如已滿足裝設(shè)一套或二套全線速動保護的條件，則除裝設(shè)全線速動保護外，還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護，宜裝設(shè)階段式反時限零序電流保護；也可采用接地距離保護，并輔以階段式或反時限零序電流保護。但某些線路，如能實現(xiàn)遠后備，則宜采用遠后備，或同時采用遠近結(jié)合的后備方式。 對于需要裝設(shè)全線速動保護的電纜短線路及架空短線路，可采用倒引線保護或光纖通道的縱聯(lián)保護作為主保護，另裝設(shè)多段式電流電壓保護或距離保護作為后備保護。 對 220kV 線路，符