【正文】 低電壓起動的過電流，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度有所提高，但若低。 最終采用復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)。 （ 3） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)盡可能獨(dú)立，而不由發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)代替。但當(dāng)為滿足遠(yuǎn)后備而使接線大為復(fù)雜化時，允許縮短對相鄰線路的后備保護(hù)范圍。根據(jù)主接線情 況，保護(hù)可帶一段或兩段時限，較沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 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。 外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項(xiàng)保護(hù)的接線，宜考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。保護(hù)動作后，應(yīng)帶時限動作于跳閘。 當(dāng)電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時，低電壓繼電器動作，而整套保護(hù)裝置不會動作，故只通過中間繼電器發(fā)出斷線信號，由運(yùn)行人員進(jìn)行處理。 KM起動后，動作情況與不對稱短路相同。此時，電流繼電器到少有兩個動作，于是起動時間繼電器 KT，經(jīng)預(yù)定延時，動作于跳閘。 圖 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)原理圖 正常運(yùn)行時，因?yàn)樨?fù)序電壓，所以負(fù)序電壓繼電器 KVN 不動作，動斷觸點(diǎn)閉 合，將線電壓 Uac 加在低電壓繼電器 KVU 上，其動斷觸點(diǎn)打開，保護(hù)裝置不動作。 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護(hù)電氣部分初步設(shè)計(jì) 29 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)宜用于升壓變電器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。 (3)躲開電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負(fù)荷電流 reloper ? （ ） 式中 —— 變壓 器正常時歸算到基本側(cè)的最大負(fù)荷電流。躲過變壓器的勵磁電流 : 即： Nreloper IKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； NI —— 變壓器基本側(cè)的額定電流； （ 2）躲過外部短路時的最大不平衡電流 m a a x. )( kererstr e lunbr e lo p e r IfUfKKIKI ?????? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； erf —— 電流互感器相對誤差，取 ； stK —— 電流互感器同型系數(shù)，取 1； —— 外部短路時流過基本側(cè)的最大短路電流； U? —— 變壓器分接頭改變而引起的誤差； erf? —— 繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 變壓器差動保護(hù)的方式 采用 BCH―― 2型差動繼電器的差動保護(hù) 變壓器差動保護(hù)的整定計(jì)算 （一）差動繼電器動作電流的整定計(jì)算 應(yīng)考慮以下幾種情況 （ 1）在正常運(yùn)行時，防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護(hù)誤動作。 平衡繞組的作用：由于差動保護(hù)中兩側(cè)電流互感器的磁路不可能完全相同，且計(jì)算變比與選用變比不相同，所以平時總有不平衡電流流過繼電器，為了減少它的影響，可把平衡繞組接入差動保護(hù)的一臂中，起到電流數(shù)值的補(bǔ)償作用。這樣做可以補(bǔ)償幅值和相位。 注意：由于本設(shè)計(jì)變壓器為兩繞組變壓器，接法為 Y/D11。 有間斷角。并且偏向時間軸一側(cè)。必須考慮勵磁涌流的影響以便更好的躲過勵磁涌流?？蛇_(dá)額定電流的 5－ 10 倍。故可不考慮。當(dāng)外部短路時由于電壓下降。 此外，在實(shí)現(xiàn)變壓器差動保護(hù)時，還應(yīng)考慮變壓器勵磁涌流和變壓器差動保護(hù)的不平衡電流。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi) 發(fā)生故障時，只要不平衡電流大雨繼電器的啟動電流，則繼電器動作，瞬時使變壓器的兩側(cè)斷路器 19DL和 20DL 跳閘。 當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時，注入差動繼電器的電流為不平衡電流。她主要是用于兩繞組或三繞組電力變壓器以及變流發(fā)電機(jī)的單相差動保護(hù)線路中作為主保護(hù)，繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時出現(xiàn)的暫態(tài)電流的作用。為了擴(kuò)大縱差保護(hù)范圍，電流互 感器應(yīng)盡量靠近斷路器。 按環(huán)流法接線變壓器縱差是利用比較變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電流和幅值和相位的原理構(gòu)成的。故在實(shí)現(xiàn)變壓器差動保護(hù)時，應(yīng)先考慮對兩側(cè)電流進(jìn)行相位補(bǔ)償，再進(jìn)行數(shù)值補(bǔ)償，都能保證正常運(yùn)行和外部短路時繼電器中的電流等于零（理想）。此時電流大于 差動繼電器動作電流，繼電器動作跳閘。差動繼電器不動作。變壓器縱差動保護(hù)單相原理接線圖所示。它能反映變壓器繞組的相間短路、匝間 短路、引出線的相間短路以及中性點(diǎn)直接接地、系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線上的接地短路、是大、中型電力變壓器的主要保護(hù)方式。一般整定范圍在 － ，該流速指的是導(dǎo)油管中油流速度。沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 氣體容積的調(diào)整可通過改變重錘位置來實(shí)現(xiàn)。通常氣體容積的整定范圍為 250－ 300 立方厘米。當(dāng)斷路器跳閘后，斷路器的輔助觸點(diǎn)斷開自保持回路，使 CKJ 恢復(fù)起始位置。 為了消除復(fù)合式瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)在發(fā)生重瓦斯時可能有跳動（接觸不穩(wěn)定）現(xiàn)象，出口繼電器有自保持觸點(diǎn)。當(dāng)變壓器 內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器的上觸點(diǎn)閉合，作用于至延時信號；發(fā)生嚴(yán)重故障時，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，經(jīng)信號繼電器，發(fā)出報警信號，同時通過聯(lián)片使出口繼電器動作使斷路器跳閘。 (4)瓦斯繼電器的引出線和電纜應(yīng)分別連接在電纜引線端子箱內(nèi)的端子上。 (2)為防止瓦斯繼電器漏水而短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施。 因此瓦斯保護(hù)可作為變壓器的主保護(hù)之一，與縱差動保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。 圖 瓦斯保護(hù)原理接線圖 瓦斯保護(hù)評價 主要優(yōu)點(diǎn)：動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖 瓦斯保護(hù)的原理接線圖 上面的觸點(diǎn)表示“輕瓦斯保護(hù)”，動作后經(jīng)延的發(fā)出報警信 號。而使上開口杯露出油面，此時由于浮力的減小，開口杯和附件在空氣中的重力加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩大于平衡錘 4所產(chǎn)生的力矩，于是上開口杯 2順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動永久磁鐵 10靠近 干簧觸點(diǎn) 3，使觸點(diǎn)閉合，發(fā)生“輕瓦斯”保護(hù) . 油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，大量氣體和油流直接沖擊擋板 8，使下開口杯 l順時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動永久磁鐵靠近下部干簧的觸點(diǎn) 3 使之閉合，發(fā)出跳閘脈沖，表示“重瓦斯”保護(hù)動作。正常運(yùn)行時，上、下開口杯 2和 l 都浸在油中，開口杯和附件在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘 4 所產(chǎn)生的力矩，因此開口杯向上傾，干簧觸點(diǎn) 3斷開 。 圖 瓦斯繼電器安裝位置圖 為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平 面具有1％～ ％的升高坡度，通往繼電器的連接管具有 2％～ 4％的升高坡度。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)。 本次變壓器保護(hù)： 1. 氣體保護(hù) (瓦斯保護(hù) ) 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 2. 縱差動保護(hù) 3. 復(fù)合電壓保護(hù) 4. 主變高壓側(cè)零序保護(hù) 5. 過負(fù)荷保護(hù) 6. 變壓器的溫度信號裝置 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護(hù)電氣部分初步設(shè)計(jì) 23 5 各種繼電保護(hù)原理 變壓器的各種保護(hù) 瓦斯保護(hù)工作原理 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。 溫度信號裝置：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度信號裝置，其基本元件是帶電觸點(diǎn)的壓力式溫度計(jì)。 其他保護(hù)：變壓器溫度、信號監(jiān)測裝置 對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作為用于信號或動作于跳閘的裝置。國內(nèi)，在 220kV 系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)絕緣水平較高的分級絕緣變壓器，其中性點(diǎn)可接地運(yùn) 行或不接地運(yùn)行。 主變高壓側(cè)零序保護(hù) 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后背保護(hù)。各側(cè)保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件； (3)供電給分開運(yùn)行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)裝置外，還應(yīng)在每個供電支路裝設(shè)保護(hù)裝置； (4)對發(fā)電機(jī)－變壓器組，在變壓器低壓側(cè)不應(yīng)另設(shè)保護(hù)裝置，而利 用發(fā)電機(jī)的外部短路過電流保護(hù)。外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)： (1)雙繞組變壓器，應(yīng)裝設(shè)于主電源測； (2)三繞組變壓器及自耦變壓器，一般裝設(shè)于主電源側(cè)（經(jīng)常 不斷開的電源側(cè)）及另一側(cè)，主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。對雙繞組升壓變壓器應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)；對雙繞組降壓變壓器應(yīng)設(shè)在高壓側(cè)，當(dāng)三側(cè)都有電源時，則三側(cè)都應(yīng)裝過負(fù)荷保護(hù)，對于單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，則過負(fù)荷保護(hù)只裝在電源側(cè)；若三繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)；對于雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共繞 組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。 變壓器后備保護(hù)： 后備保護(hù)方案：過電流保護(hù)、復(fù)合電壓保護(hù)、 過負(fù)荷保護(hù)。 上述各種保護(hù)裝置動作后，應(yīng)斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器。對于高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)。 對 以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及 10MVA 以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時限大于 時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 查《繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，第 條。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微氣體或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量氣體時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(yùn)行，并將故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照 GB 14258— 1993《繼電保護(hù)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(hù)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(xiàng)接地短路。 220KV 北關(guān)一次降壓變電所繼電保護(hù)電氣部分初步設(shè)計(jì) 19 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(fù)荷的影響和電力系統(tǒng)短路故障的威脅，變壓器在運(yùn)行中有可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。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)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。輕微瓦斯動作于信號，大量瓦斯動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。其配置原則為： （ 1）瓦斯保護(hù)。 由于非電量保護(hù)動作量 不需電氣量運(yùn)算。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時，過負(fù)荷保護(hù)可動作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。如果中性點(diǎn)絕緣水平較低，則中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。 變壓器接地短路后備保護(hù) 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。 （ 2）外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè) ，各相保護(hù)的接線，宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。 2）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線路電壓）起動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。保護(hù)動作后，應(yīng)帶時限動作于跳閘。對高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)。對 及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器。 （ 7）反映變壓器非全相運(yùn)行的非全相保護(hù)。 （ 5）反映大型變壓器過勵磁的變壓器過勵磁保護(hù)及過電壓保護(hù)。 （ 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(hù)，或電流速斷保護(hù) （ 3）作 為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)的過電流保護(hù)（或帶有復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)或阻抗保護(hù)）。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(hù)裝置。 變壓器保護(hù)的配置