【正文】 I I I tU U U 3 K A1 K A 2 K AT V2 Q FK C OK SK TK CUaUbUc1KVU2KVU3KVU++ ++信 號跳 1 Q F跳 2 Q F電 壓 回 路斷 線 信 號1 Q F+T A 圖 低 電壓起動過電流保護(hù)原理接線圖 因為并列運行變壓器突然切除一臺或異步電動機自起動時母線電壓并不降低很多，因此低電壓繼電器不會動作，電流繼電器的動作電流就可不考慮可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流而是按大于變壓器額定電流來整定，可見，其動作電流比過流保護(hù)動作電流小，因此提高了保護(hù)的靈敏性。 低電壓起動的過電流保護(hù) 過電流保護(hù)的動作電流通常較高，往往不能滿足升壓變壓器或較大容量的降壓變壓器對靈敏度的要求，這時，可采用低電壓起動的過電流保護(hù)。 變壓器過電流保護(hù) ++ +++信 號跳 1 Q F跳 2 Q FI t1 Q F2 Q F 圖 變壓器過電流保護(hù)單相原理接線圖 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 變壓器的過電流保護(hù)主要是裝設(shè)在降壓變壓器的高壓側(cè)。具體措施是在變壓器縱聯(lián)差動回路中接入速飽和變流器。因此，選用高飽和倍數(shù)差動保護(hù)專用的電流互感器、采用鐵心具有小氣隙的電流互感器、在整定計算時引入同型系數(shù)等措施減小不平衡電流的影響。 。該不平衡電流的大小與調(diào)壓范圍及變壓器一次電流成正比，對于不帶負(fù)載調(diào)壓的變壓器 5%U? ?? ；對于有載調(diào)壓的變壓器調(diào)壓范圍更大一些。當(dāng)系統(tǒng)運行方式改變時，需要調(diào)節(jié)變壓器調(diào)壓分接頭以保證系統(tǒng)電壓水平。必須指出，由于實際所選電流互感器的變比不同于計算值，勢必會在差動回路中出現(xiàn)不平衡電流。變壓器另冊電流經(jīng)過相位補償后，為使差動回路中不平衡電流為零，則兩側(cè)電流互感器流入連接比重電流必須相等，而且在正常運行時應(yīng)等于二次額定電流 5A，于是可按下式求出電流互感器的變比： 變壓器 Y 型側(cè)（高壓側(cè)）的電流互感器變比 ? ?1()3 5NYTA dIK ? （ 12） 變壓器 D 型側(cè)（低壓側(cè)）的電流互感器變比 ? ?2() 5NdTA YIK ? （ 13） 按上兩式 計算值選取的相鄰較大的標(biāo)準(zhǔn)變比。具體方法是將 Yd11 接線變壓器星形接線側(cè)的電流 互感器接成三角形接線，三角形接線側(cè)的電流互感器接成星形接線。如果兩側(cè)電流互感器采用相同的接線方式，即使 1I 和 2I 的數(shù)值相等，其也存在不平衡電流，即112 sin 15 0. 51 8unbI I I??。 。變壓器正常運行時，勵磁電流為其額定電流的 3%5%。為防止變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的誤動作，必須設(shè)法減小和躲過不平衡電流。在保護(hù)范圍之外發(fā)生故障時，保護(hù)不動作，一側(cè) 不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件的保護(hù)在整定和整定時限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時，可瞬時動作。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，在差動回路中由于 2I 改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這時流過差動繼電器的電流為 21KDI I I??，該電流為流過短路點的短路電流，使差動繼電器 KD可靠動作，并動作于變壓器兩側(cè)斷路器跳閘。此時變壓器兩側(cè)電流互感器的二次側(cè)電流 21II? 。然后，將差動繼電器并聯(lián)到兩電流互感器上。 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的原理 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)通常采用環(huán)流法接線，如上圖所示，為雙繞組變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的單相原理接線圖。變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)用來反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。 （ 2）重瓦斯動作過程，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，產(chǎn)生大量的瓦斯氣體，重瓦斯繼電器 WST1動作，接點 WST1 接通給信號繼電器 KS2 勵磁，接通信號回路，進(jìn)行報警；并給中間繼電器 KM1勵磁接通斷路器的出口跳閘回路，使斷路器跳閘，切除故障變壓器。如果在安裝瓦斯繼電器時未能很好地解決防油問題或瓦斯繼電器不能很好地防水，就有可能漏油腐蝕電纜絕緣或繼電器進(jìn)水而造成誤動作。 其缺點是不能反映變壓器外部故障（套管和引出線），因此瓦斯保護(hù)不能作為變壓器各種故障的唯一保護(hù)。此外，當(dāng)變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣時也有所反映。當(dāng)短路器跳閘后，短路器的輔助觸點斷開自保持回路，使 KCO 恢復(fù)起始位置。當(dāng)變壓器沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 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閉合，作用于延時信號；發(fā)生嚴(yán)重故障時，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點閉合，經(jīng)信號繼電器，發(fā)出報警信號，同時通過連片使出口繼電器動作使短路器跳閘，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。氣體繼電器安裝方向是由箭頭指向油枕。 瓦斯保護(hù)的組成 瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器（原稱瓦斯繼電器），它安裝在油箱與油枕之間的連接管道中。因此，瓦斯保護(hù) 時反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障最有效、最靈敏的保護(hù)裝置。 瓦斯保護(hù)的原理 反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障的各種保護(hù)裝置除瓦斯保護(hù)外，由于受靈敏度的限制，都不能反應(yīng)變壓器內(nèi)部一切形式的故障，特別是匝間短路和嚴(yán)重漏油等故障。故障愈 嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多，油流速度越快。 油浸式變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)的，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障，由于短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器的絕緣材料和變壓器油分解而產(chǎn)生大量氣體。 變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和 外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因引起的油面降低。 油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。 變壓器故障種類 變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種。雖然變壓器是靜止設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，但是它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響。 來自電壓互感器二次的四根開關(guān)場引出線中的零線和電壓互感器三次的兩根開關(guān)場引出線中的 N線必須分開，不得共用。為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接 有可能斷開的開關(guān)或熔斷器等。 電壓互感器的二次回路只允許有一點接地，接地點宜設(shè)在控制室內(nèi)。 互感器的安全接地 電流互感器的二次回路必須有且只能有一點接地，一般在端子箱經(jīng)端子排接地。 在電壓互感器二 次回路中，除開口三角線圈和另有規(guī)定者 (例如自動調(diào)整勵磁裝置 )外，應(yīng)裝設(shè)自動開關(guān)或熔斷器。 電壓互感器的一次側(cè)隔離開關(guān)斷開后，其二次回路應(yīng)有防止電壓反饋的措施。 電壓互感器的二次輸出額定容量及實際負(fù)荷應(yīng)在保證互感器準(zhǔn)確等級的范圍內(nèi)。 保護(hù)用電壓互感器的要求 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 保護(hù)用電壓互感器應(yīng)能在電力系統(tǒng)故障時將一次電壓準(zhǔn)確傳變至二次側(cè)，傳變誤差及暫 態(tài)響應(yīng)應(yīng)符合 DL/T 8662020 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。 保護(hù)用電流互感器的配置及二次繞組的分配應(yīng)盡量避免主保護(hù)出現(xiàn)死區(qū)。 (3)110kV及以下系統(tǒng)保護(hù)用電流互感器可采用 P 類電流互感器。互感器可按穩(wěn)態(tài)短路條件進(jìn)行計算選擇，為減輕可能發(fā)生 的暫態(tài)飽和影響宜具有適當(dāng)暫態(tài)系數(shù)?；ジ衅髟诙搪窌簯B(tài)過程中誤差應(yīng)不超過規(guī)定值。如保護(hù)裝置具有減輕互感器暫態(tài)飽和影響的功能，可按保護(hù)裝置的要求選用適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅?。在選擇保護(hù)用電流互感器時，應(yīng)根據(jù)所用保護(hù)裝置的特性和暫態(tài)飽和可能引起的后果等因素，慎重確定互感器暫態(tài)影響的對策。 電流互感器帶實際二次負(fù)荷在穩(wěn)態(tài)短路電流下的準(zhǔn)確限值系數(shù)或勵磁特性（含飽和拐點）應(yīng)能滿足所接保護(hù)裝置動作可靠性的要求。必要時，可適當(dāng)增加保護(hù)裝置的階段數(shù)，但一般不裝設(shè)高頻保護(hù)或帶輔助導(dǎo)線的縱差保護(hù)，根據(jù)電力系統(tǒng)運行情況，所帶線路必須具有全線速動保護(hù)時，可將該線路的全線速動保護(hù)切換到旁路或母線斷路器上，在不兼作旁路的母聯(lián)聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器上，為事故解列或母線充電合閘，可裝設(shè)相電流和零序電流保護(hù)。 斷路器 失靈保護(hù)動作后，應(yīng)僅斷開與拒動斷路器或故障點相鄰的對側(cè)有電源的斷路器。 (2)在被保護(hù)范圍內(nèi)，仍存在故障，當(dāng)母線連接的回路較多時，一般采用檢查母線故大理變電所繼電保護(hù)設(shè)計（論文） 19 障電壓的方式。此外，應(yīng)具有起動遙信及事件記錄觸點。 （ 10）當(dāng)交流電流回路不正?；驍嗑€時應(yīng)閉鎖母線差動保護(hù)， 并發(fā)出告警信號，對一個半斷路器接線可以只發(fā)告警信號不閉鎖母線差動保護(hù)。 （ 8）母線保護(hù)動作后，除一個半斷路器接線外，對不帶分支且有縱聯(lián)保護(hù)的線路，應(yīng)采取措施，使對側(cè)斷路器能速動跳閘。 （ b） 能可靠切除母聯(lián)或分段斷路器與電流互感器之間的故障。母聯(lián)或分段斷路器的跳閘回路可不經(jīng)電壓閉鎖觸點控制。 （ 5）雙母線接線的母線保護(hù)，應(yīng)設(shè)有電壓閉鎖元件。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 專用母線保護(hù)應(yīng)滿足的要求 專用母線保護(hù)應(yīng)滿足以下要求： （ 1）保護(hù)應(yīng)能正確反應(yīng)母線保護(hù)區(qū) 內(nèi)的各種類型故障，并動作于跳閘； （ 2）對各種類型區(qū)外故障，母線保護(hù)不應(yīng)由于短路電流中的非周期分量引起電流互感器的暫態(tài)飽和而誤動作； （ 3）對構(gòu)成環(huán)路的各類母線 (如一個半斷路器接線、雙母線分段接線等 )，保護(hù)不應(yīng)因母線故障時流出母線的短路電流影響而拒動； （ 4）母線保護(hù)應(yīng)能適應(yīng)被保護(hù)母線的各種運行方式： (a) 應(yīng)能在雙母線分組或分段運行時，有選擇性地切除故障母線； (b) 應(yīng)能自動適應(yīng)雙母線連接元件運行位置的切換。 3kV～ 10kV 分段母線 宜采用不完全電流差動保護(hù)，保護(hù)裝置僅接入有電源支路的電流。 發(fā)電廠和主要變電所的 3kV～ 10kV 分段母線及并列運行的雙母線 一般可由發(fā)電機和變壓器的后備保護(hù)實現(xiàn)對母線的保護(hù)。 母線的保護(hù)原則 220kV～ 500kV 母線 應(yīng)裝設(shè)快速有選擇地切除故障的母線保護(hù) （ 1）對一個半斷路器接線，每組母線應(yīng)裝設(shè)兩套母線保護(hù)； （ 2）對雙母線、雙母線分段等接線，為防止母線保護(hù)因檢修退出失去保護(hù)，母線發(fā)生故障會危及系統(tǒng)穩(wěn)定和使事故擴大時，宜裝設(shè)兩套母線保護(hù)。以接于兩回線電流之和的階段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作為兩回線同時運行的后備保護(hù)，及一回線斷開大理變電所繼電保護(hù)設(shè)計（論文） 17 后的主保護(hù)及后備保護(hù)。 對并列運行的平行雙回線，可裝設(shè)橫聯(lián)差動保護(hù)（橫聯(lián)方向差動保護(hù)或電流平衡保護(hù)）作為主保護(hù)。 35kV 及以上中性點非直接接地電網(wǎng)在我國主要是 3566kV 電網(wǎng)，其中性點為經(jīng)消弧線圈接地或不接地。 對使用綜合重合閘的線路，除小電源或無電源側(cè)外，都必須裝設(shè)三相式電流元件，或作為電流速度使用，或足相電流輔助選相 元件使用。如不能滿足要求，則裝設(shè)距離保護(hù)。對于動穩(wěn)定 儲備不大的發(fā)電廠（特別是水電廠）的重負(fù)荷出現(xiàn)，為了縮短振蕩閉鎖的開放時間，可在這些線路兩側(cè)采用 II、 III 段切換方式的距離保護(hù)。 對環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障的時間。 多段式接地短路保護(hù) 對中場線路一般可裝設(shè)經(jīng)方向元件控制的多段式另需電流保護(hù)，其方向元件可根據(jù)運行需要決定接入或不接入。通常情況下，在線路保護(hù)Ⅰ段范圍外發(fā)生故障時，如其中一套全線速動保護(hù)拒動，應(yīng)由另一套全線速動保護(hù)切除故障，特殊情況下，當(dāng)兩套全線 速動保護(hù)均拒動時，如果可能，則由線路Ⅱ段保護(hù)切除故障，此時，允許相鄰線路保護(hù)Ⅱ段失去選擇性。每一套全線速動保護(hù)對全線路內(nèi)沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 發(fā)生的各種類型故障均有完整的保護(hù)功能，兩套全線速動保護(hù)可以互為近后備保護(hù)。如雙重化配置的主保護(hù)均有完善的距離后備 保護(hù)，則可以不使用零序電流Ⅰ，Ⅱ段保護(hù)，僅保留用于切除經(jīng)不大于 100Ω電阻接地故障的一段定時限和 /或反時限零序電流保護(hù)。當(dāng)線路在正常運行中發(fā)生不大于 100Ω電阻的單相接地故障時，全線速動保護(hù)應(yīng)有盡可能強的選相能力，并能正確動作跳閘。 加強主保護(hù)是指全線速動保護(hù)的雙重化配置，同時，要求 每一套全線速動保護(hù)的功能完整，對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動作切除故障。 其他原則 變壓器高壓側(cè)未裝設(shè)斷路器的線路變壓器組，為了使變壓器的差動或瓦斯保護(hù)能切除變壓器內(nèi)部故障 ，可采用下列措施： （ 1）在變壓器高壓側(cè)未裝設(shè)帶副管及操動機構(gòu)的高壓熔斷器； （ 2）利用遠(yuǎn)方跳閘裝置斷開線路對側(cè)斷路器，或采用包括整個線路變壓器的共用縱聯(lián)差動保護(hù)； （ 3）在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)接地開關(guān)或短路開關(guān)，即在中性點直接接地電網(wǎng)中，可裝設(shè)單相接地開關(guān)，在中性點非直接接地電力網(wǎng)中，可裝設(shè)兩相短路開關(guān)。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）供電分開運行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個供電支路裝設(shè)保護(hù)裝置。 外部相間短路保護(hù)安裝位置 （ 1）雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電 源側(cè)； （ 2）三繞組變壓器及自耦變壓器，一般裝設(shè)于主電源側(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。凡