【正文】 變壓器的瓦斯保護(hù)原理接線圖如圖 611 所示：41圖 611 瓦斯保護(hù)原理接線圖變壓器瓦斯動(dòng)作保護(hù)后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來(lái)分析和判斷故障的原因及處理要求，見(jiàn)表 611 所示：表 611 氣體繼電器動(dòng)作后的氣體分析和處理要求表氣 體 性 質(zhì) 故 障 原 因 處 理 要 求無(wú)色、無(wú)臭、不可燃 變壓器內(nèi)含有空氣 允許繼續(xù)運(yùn)行灰白色、有劇臭、可燃 紙質(zhì)絕緣燒毀 應(yīng)立即停電檢修黃色、。這大量的油氣混合體在經(jīng)過(guò)氣體繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯下降。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。用來(lái)反應(yīng)油面降低和油箱內(nèi)部各種短路故障，其中輕瓦斯保護(hù)作用于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)作用于跳開(kāi)電源側(cè)斷路器。規(guī)程規(guī)定對(duì)于容量為 800KVA 及以上的油浸式變壓器和 400KVA 及以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。利用這種氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，成為瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部40故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。對(duì)變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。過(guò)負(fù)荷保護(hù)通常只裝在一相，延時(shí)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)；變壓器中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流、電壓保護(hù)。（3）相間短路的后備保護(hù)作用：反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，同時(shí)作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)的后備保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限按階梯形原則來(lái)整定。對(duì)于 2022KVA 以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)6300KVA 及以上并列運(yùn)行的變壓器，10000KVA 及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中 6300KVA 及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。電力變壓器保護(hù)種類(lèi)和使用范圍（1）瓦斯保護(hù)800KVA 及以上的油浸式變壓器和 400KVA 以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)39裝設(shè)瓦斯保護(hù)。3）后備保護(hù)，對(duì)由于外部相間短路引起的變壓器過(guò)流，可采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)用的過(guò)電流保護(hù)，它適用與于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷，對(duì)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路故障，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。變壓器保護(hù)的配置（1）變壓器保護(hù)配置原則1）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。對(duì)于變壓器發(fā)生的各種故障，保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地將變壓器切除。油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的設(shè)備。電流互感器的校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)： 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性倍數(shù) 是指電流互感器允許短時(shí)極限通過(guò)電流峰值esK與電流互感器一次側(cè)額定電流峰值之比，即： 12esOFNiI? 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)條件為： 1esNshKIi?（2）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù) 是指在規(guī)定時(shí)間(通常取 1s)內(nèi)所允許通過(guò)電流t互感器的熱穩(wěn)定電流與其一次側(cè)額定電流之比，即： 1/ttNKI? 電流互感器的熱穩(wěn)定條件應(yīng)為： ??2tekjxIt?第 6 章 變電站主變壓器的保護(hù)38電力變壓器的主要故障形式在電力系統(tǒng)中廣泛地用變壓器來(lái)升高或降低電壓。（2）當(dāng)繼電保護(hù)裝置有特殊要求時(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)用的電流互感器，如系統(tǒng)繼電保護(hù)中的快速保護(hù)應(yīng)選用暫態(tài)特性好的互感器。max/10%egI?型式的選擇（1）320kv 屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣構(gòu)成或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。（4）根據(jù)電流互感器裝置處電壓等級(jí)確定額定電壓。（3）二次繞組的數(shù)量決定于測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求。一般弱電系統(tǒng)用 1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)亦可考慮用 1A。所選擇的電流互感器應(yīng)滿足繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。（4）用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100v，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組的電壓應(yīng)為100/3v36電壓互感器的校驗(yàn)電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電壓互感器本身不遭受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。（2）在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的電壓互感器，為防止鐵磁諧振過(guò)電壓，應(yīng)采取消諧措施。（6）電磁式電壓互感器可以兼作并聯(lián)電容器組的泄能設(shè)備，但此電壓互感器與電容器之間，不應(yīng)有開(kāi)斷點(diǎn)。（4）SF 6全封閉組合電器的電壓互感器應(yīng)采用電磁式。（2）35kv 配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器。 電壓互感器的選擇和校驗(yàn)35參數(shù)選擇電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 551 所示表 551 電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 參數(shù)正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級(jí)、機(jī)械負(fù)荷技術(shù)條件承受過(guò)電壓能力 絕緣水平，泄露比距環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對(duì)濕度、海拔高度、地震烈度型式選擇電壓互感器按下列使用條件選擇。（5）隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。（3）隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：（1）隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。隔離開(kāi)關(guān)與短路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。其主要功用為： （1）隔離電壓：在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。在檢修高壓電器時(shí)，將被修理的設(shè)備與其他帶電的部分可靠地?cái)嚅_(kāi)并構(gòu)成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，以保證檢修時(shí)的安全。額定電壓和額定電流選擇（1）額定電壓和電流選擇、sNU?gmNaxI式中 ——斷路器的額定電壓大和電網(wǎng)的額定電壓，kv；sNU、 ——斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A?！?（3）具有盡可能短的開(kāi)斷時(shí)間，這對(duì)減少電網(wǎng)的故障時(shí)間，減輕故障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。高壓斷路器的選擇原則選擇高壓斷路器應(yīng)滿足有以下幾個(gè)方面的要求：　 （1）斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可以長(zhǎng)期工作。SF 6斷路器廣泛應(yīng)用于 90 年代，目前我國(guó)已成功生產(chǎn)和研制了 23500KV 的 SF6 斷路器。（4）SF 6電氣性能好、斷口電壓可較高。少油斷路器使用安全，使配電裝置大大簡(jiǎn)化，體積小、便于運(yùn)輸、目前被大量采用。 （1）多油斷路器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、且易發(fā)生爆炸和火災(zāi)現(xiàn)象，一般情況下不采用。此外，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取有效措施。對(duì)于切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行起重要作用。 ——短路電流的熱效應(yīng)，KA 2S， , 可由 查出，kQ2kKjxIt???? ??? ——滿足熱穩(wěn)定的最小截面， mm2minS （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)滿足： max??式中 ——線材料的允許應(yīng)力? ——母線材料的所受的最大應(yīng)力max 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。根據(jù)短路電流的熱效應(yīng)，并計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) ，當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)短路電流 ，在假想時(shí)間 的情fKI?jxt況下，與導(dǎo)體最高允許加熱溫度所對(duì)應(yīng)的截面為最小允許截面。 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定： (㎜ 2)mIgaxJS? 式中 ——正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流，A。K30 （2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。母線截面選擇 導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（通常指 ）,傳輸容量大，長(zhǎng)度在 20m 以上的導(dǎo)體，其截面一max50Th?般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式下，傳輸容量不大，可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。另外，由于圓管形表面光滑，電暈放電電壓高，因此可用作 110kV 及以上配電裝置母線。槽型母線一般用于 4000～8000A 的配電裝置中。矩形導(dǎo)體一般只用于 35kV 及以下，電流在 4000A 及以下的配電線路中。當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條母線允許電流時(shí)，可用 2～4 條矩形母線并列使用。（1）矩形母線散熱條件較好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。軟母線因其機(jī)械強(qiáng)度決定與支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，而且軟母線也不用校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性。 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選型通常情況下母線有軟母線和硬母線兩種。kI銘牌斷流容量值所規(guī)定的使用條件，一般的斷路器如用于高海拔地區(qū)、礦山井下，或電壓較低的電網(wǎng)中，都要降低斷流容量值。2）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)28 電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。在指定時(shí)間tI內(nèi)短路電流不會(huì)使電氣設(shè)備發(fā)熱超過(guò)設(shè)備允許的最大短時(shí)溫度的電流； ——與 對(duì)應(yīng)的時(shí)間，s；ttI ——短路穩(wěn)態(tài)電流，kA；I? ——假想時(shí)間，s。熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)選擇兩相短路和三相短路中最嚴(yán)重的一種作為計(jì)算依據(jù)。當(dāng) 時(shí)，每降低 1 允許電流增加Kal??0C％，但總數(shù)不得超過(guò) 20％；當(dāng) 時(shí)，每增高 1℃6n??允許電流應(yīng)減少 ％。27 我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)取周?chē)諝鉁囟?40℃作為計(jì)算值，若裝置地點(diǎn)日最高氣溫高于＋40℃，但不超過(guò)＋60℃，最大連續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)降低，設(shè)備的額定電流應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)。 2）額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流（或額定電流） 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 ，即maxyI maxgImaxaygI? 由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5％時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 （ 為電機(jī)的額定電流） ；?上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 ；母線分段電抗器 的應(yīng)為母線上最大一maxgI maxgI臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流；出線回路 的除考慮線路a正常負(fù)荷電流（包括線路損耗）外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其它回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。電氣設(shè)備的選擇（1）按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流1）額定電壓和最高工作電壓導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電maxyU壓 ，即maxgUmaxaxyg?一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時(shí)為；額定電壓為 330～500kV 時(shí)為 。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。 短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 481 所示：表 481 短路電流計(jì)算結(jié)果三相短路電流 Ik運(yùn)行方式電壓等級(jí)短路點(diǎn) 標(biāo)幺值 有名值 (KA)三相短路全電流沖擊值 shi（KA）沖擊電流有效值 shI(KA)三相短路容量 kS（KVA）220KV K1 110KV K2 35KV K3 220KV K1 110KV K2 35KV K3 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。（8）計(jì)算三相短路穩(wěn)態(tài)有效值 Ish。（6）計(jì)算三相短路電流周期分量 IK。（4）計(jì)算電抗∑X。（2）畫(huà)出等值網(wǎng)絡(luò)圖。KS——三相短路容量，MVA。shi——三相短路電流沖擊電流，KA。（3）計(jì)算短路點(diǎn) 在計(jì)算電路圖中，同電位的各短路電流值均相等，但通過(guò)各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同，在校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點(diǎn)，使通過(guò)的短路電流校驗(yàn)值為最大。 計(jì)算短路電流的條件 為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定：（1）容量和接線按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5～10 年） ，其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但24不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列的接線方式。（2）有名值法有名值法就是以實(shí)際有名單位給出電路元件參數(shù)。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺值法，可以省去不同電壓等級(jí)間電氣參量的折算。（1）標(biāo)幺值法 標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。 短路電流計(jì)算方法 供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時(shí)，要算出短路電流必須首先計(jì)算出短路點(diǎn)到電源的回路總阻抗值。（3）短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下最大短路電流；最小運(yùn)行方式下最小短路電流；各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。 短路電流計(jì)算的內(nèi)容23（1）短路點(diǎn)的選取：各