【正文】 利用油箱內(nèi)部故障的上述特點 ， 可以構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動作的保護(hù)裝置 ， 這稱為瓦斯保護(hù)。 (此外 ， 當(dāng)變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣時也有所反映 ) 在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障 (包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻接地短路 )時 ， 由于故障點電流和電弧的作用 ， 將使變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體 ， 因氣體比較輕 ， 它們 將從油箱流向油枕的上部。 瓦斯保護(hù) ① 原理分析： 盡管縱聯(lián)差動保護(hù) 有很多其它保護(hù)不具備的優(yōu)點 ， 但當(dāng)大 中 型變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時 ， 縱聯(lián)差動保護(hù)不能動作 ， 這時我們還需對變壓器裝設(shè)另外一個主保護(hù) 瓦 斯保護(hù)。 ② 保護(hù)范圍： 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的保護(hù)范圍是構(gòu)成縱聯(lián)差動保護(hù)的兩側(cè)電流互感器之間的范圍。 nI I I nTn nnI? ??? ? ?(變壓器變比 ) 此 時 . 0KDI ? 。39。39。II? ， 即 1 1 1 2211 139。1*K 2I 2 I39。1**I 1I 2* *I39。所以我采用縱聯(lián)差動保護(hù)作為兩臺變壓器的主保護(hù) ， 其接線原理圖如下圖。 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 27 變壓器 各保護(hù)概述 縱聯(lián)差動保護(hù) ① 原理分析： 本次設(shè)計所采用的變壓器型號均為： SFPS10000/66。對經(jīng)常有人值班的廠、所過負(fù)荷保護(hù)動作于信號；在無經(jīng)常值班人員的變電所 ， 過負(fù)荷保護(hù)可動作跳閘或切除部分負(fù)荷。自耦變壓器和多繞組變壓器 ， 過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。保護(hù)的整定值要考慮變壓器可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。 ④ 當(dāng)復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)或負(fù)序電流和單相式低電壓啟動的過 電流保護(hù)不能滿足靈敏度性和選擇性要求時 ， 可采用阻抗保護(hù)。 ② 復(fù)合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。相間短路后備保護(hù)宜選用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓 (負(fù)序電壓和線間電壓 )啟動的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù) (負(fù)序電流和單相式電壓啟動的過電流保護(hù) )。 (3)對外部相間短路引起的變壓器過電流 ， 變壓器應(yīng)裝設(shè)相間短路后備保護(hù)。 帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器充油調(diào)壓開關(guān) ， 亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 (2) 及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和 及以上油浸式變壓器 ， 均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 ② 電壓在 10kV及以上、容量在 10MVA 及以上單臺運行的變壓器和容量在 6300kVA 及以上并列運行的變壓器 ， 采用縱差保護(hù)。 ) 輔助保護(hù)：輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運行而增設(shè)的簡單保護(hù)。也就是說 ， 出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū) 。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動作而未動作時的后備 ， 還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。 (2)近后備是當(dāng)主保護(hù)拒動時 ， 由該電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動時 ， 由斷路器失靈保護(hù)來實現(xiàn)的后備保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。 主保護(hù)：主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求 ， 能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 25 繼電保護(hù)的基本要求 (不再贅述 ) 繼電保護(hù)分類 電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路 ， 應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運行的保護(hù)裝置。如：故障時跳閘 ， 不正常運行時發(fā)信號 ， 正常運行時不動作等。 邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小 ， 性質(zhì) ， 輸出的邏輯狀態(tài) ， 出現(xiàn)的順序或它們的組合 ， 使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作 ， 最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號 ， 并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。 原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征 (差別 )， 即可形成某種判 據(jù) ， 從而構(gòu)成某種原理的保護(hù) ， 且差別越明顯 ， 保護(hù)性能越好。除此之外 ， 根據(jù)線路內(nèi)部短路時 ， 兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動原理的保護(hù)。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 繼電保護(hù)裝置的基本原理 我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時 ， 許多參量比正常時候都了變化 ， 當(dāng)然有的變化可能明顯 ， 有的不夠明顯 ， 而變化明顯的參量就適合用來作為保護(hù)的判據(jù) ， 構(gòu)成保護(hù)。 繼電保護(hù)的任務(wù) (1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時 ， 能自動 ， 迅速 ， 有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除 ， 避免故障元件繼續(xù)遭到破壞 ， 使非故障元件迅速恢復(fù)正常運行。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài) ， 避免事故發(fā)生 ， 就產(chǎn)生了繼電保護(hù) ， 它是一種重要的反事故措施。故障主要包括各種類型的短路和斷線 ， 如 ： 三相短路 ， 兩相短路 ， 兩相接地短路 ， 單相接地短路 ， 單相斷線和兩相斷線等。 保護(hù)裝置靈敏性校驗 靈敏系數(shù)為： .minIIIKsenopIK I? () 式 中 .minKI ——在最小運行方式下被保護(hù)線路末端兩相短路時流過保護(hù)安裝處的電流 近后備時 ， .minKI 應(yīng)采用最小運行方式本線路末端兩相短路時的短路電流 ， .minKI ? ～ ；遠(yuǎn)后備時 ， .minKI 應(yīng)采用最小運行方式相鄰線路末端兩相短路時的短路電流 ， .min ? (作幾個相鄰 元件遠(yuǎn)后備時應(yīng)分別校驗靈敏系數(shù) ) 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 23 4 繼電保護(hù)的配置 繼電保護(hù)的基本知識 電力系統(tǒng)在運行中 ， 各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。 注： 本次設(shè)計 10kV側(cè)有六條出線 ， 則取電源上端變壓器最大負(fù)荷電流.max16 LI 動作時限的整定 根據(jù)選擇性要求 ， 應(yīng)該由離故障點最近的保護(hù)動作 ， 保護(hù)安裝處斷路器跳閘 切除故障 ， 其它斷路器處 (電源側(cè) )保護(hù)應(yīng)在故障切除后立即返回。此時： II II .2II .2op rel opop opI K It t t?? ?? () 線路定時限過電流保護(hù)整定 動作電流的整定 定時限過電流保護(hù)動作電流整定一般應(yīng)按以下兩個原則來確定 ① 在被保護(hù)線路通過最大負(fù)荷電流 (即電動機(jī)的啟動和自啟動電流 ， 以及用戶負(fù)荷的突增和沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 21 線路中出現(xiàn)的尖峰電流等 )時保護(hù)裝置不應(yīng)動作 ， 保護(hù)裝置的動作電流整定得大于 (躲過 )線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 ， 即： III .maxop LII? 式中 IIIopI ——過電流保護(hù) (第 III 段電流保護(hù) )繼電器的 (一次 )動作電流 .maxLI ——最大負(fù)荷電流 ② 在外部短路故障切除后 ， 已動作的電流繼電器能可靠返回。 線路限時電流速斷保護(hù)整定 動作電流的整定 為了使線路 1 的限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不超出相鄰線路 2 的瞬時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍必需使保護(hù) 1 的限時電流速斷保護(hù)的動作電流 大于保護(hù) 2 的瞬時電流速斷保護(hù)的動作電流 ， 即 II .2op opII? ， 則有 II .2op rel opI K I? () 式中 IIrelK ——可靠系數(shù) ， 取 ～ 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 同時線路 1 的限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍 也不應(yīng)超出相鄰變壓器的速斷保護(hù)區(qū) 以 外 ， 這里不考慮。一般情況下 ， 要求 minl 不應(yīng)小于線路全長的 15%～ 20%。 線路各 保護(hù)整定分析 線路瞬時電流速斷保護(hù)整定 動作電流的整定 瞬時電流速斷保護(hù) 1(第 1 段線路 ， 安裝在電源側(cè)斷路器 )的動作電流應(yīng)大于 2k 點短路時流過保護(hù)安裝處的最大短路電流 ， 即： I .1 .maxop KBII? 則有 .maxop rel KBI K I? () 式中 ——保護(hù)裝置 1 瞬時電流速斷保護(hù)的動作電流 ， 又稱保護(hù)裝置動作電流 IrelK ——可靠系數(shù) ， 一般取 ～ .maxKBI 被保護(hù)線路末端 B 母線上三相短路時流過保護(hù)安裝處的最大短路電流 同時繼電器的動作電流 I .1I.1. opop r conTAIIKn? () 式中 TAn ——電流互感器的變比 conK ——電流互感器的接線系數(shù) ， 電流互感器二次側(cè)為三相星型或兩相星型接線時取1， 二次側(cè)為三角形接線時取 3 。保護(hù)的動作時間應(yīng)與變壓器允許的過負(fù)荷時間相配合 ， 同時應(yīng)大于相間故障后備保護(hù)的最大動作時間 (通常可大 1 個時間階段 )。 變壓器過負(fù)荷電流大多情況下三相是對稱的 ， 因此只裝設(shè) 對稱過負(fù)荷 保護(hù) ， 即只用一個電流繼電器接于任 一相電流 之中 。opI ——分段斷路器或與之相配合的饋線過電流保護(hù)的動作電流 . .maxmLI ——本 變壓器 所在母線段的正常運行最大負(fù)荷電流 靈敏度校驗 保護(hù)的靈敏系數(shù)可按下式校驗 (2).min.KsenopKDIK I? () 式中 (2).minKI ——后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時流過保護(hù)的最小短路電流 (變壓器內(nèi)部最小兩相短路電流 ) 設(shè)計要求 ? (近后備 )或 ? (遠(yuǎn)后備 ) 若 ? ， 則應(yīng)改用低電壓起動的過電流保護(hù) ， 其動作電流很低 ， 但在本次設(shè)計的中小型容量變壓器一般不會出現(xiàn)。 . m a x . . m a x I I . . m a xL L M s rem LI I K K I??Ⅰ () 式中 . .maxLIⅠ ——所在母線段正常運行時的最大負(fù)荷電流 II. .maxLI ——另一母線段正常運行時的最大負(fù)荷電流 remK ——剩余系數(shù) ， 母線停電后切除不重要負(fù)荷 ， 保留下來的負(fù)荷與原負(fù)荷之比 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 17 ④ 與下一級過電流保護(hù)相配合 ， 則 39。 過電流保護(hù)的動作電流計算 (1)為了保證選擇性 ， 過電流保護(hù)保護(hù)裝置的動作電流 opI 按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷 電流整定 ， 即 .maxrelop LreKIIK? () 式中 relK ——可靠系數(shù) ， 取 ～ reK ——返回系數(shù) ， 取 最大負(fù)荷電流 .maxLI 可按以下情況考慮并取其最大者 ① 對并列運行的變壓器 ， 應(yīng)考慮突然切除一 臺時所出現(xiàn)的過負(fù)荷。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)。對于容量 10MVA以上的變壓器 ， 整定容積為 250～ 300ml。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時 ， 瓦斯保護(hù)應(yīng)瞬時動作于信號 (輕瓦斯 )；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時 ， 應(yīng)瞬時動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器 (重瓦斯 )。 ⑤ 靈敏度校驗 ， 下圖為縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計算說明圖： I o pI o p . m i nOI r e sIr e s . 0動 作 區(qū)( I r e s . m a x ,I o p . m a x )制 動 區(qū)I o p . K D 圖 縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計算說明圖 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 15 根據(jù) 變壓器差動保護(hù)范圍內(nèi)短路時總的 最小短路電流 (2).minKI 有名值 (歸算到基本 側(cè) )和 相應(yīng)的制動電流 resI 在動作特性曲線上查得對應(yīng)的動作電流 .opKDI ， 則靈敏系數(shù) (2).min.KsenopKDIK I? () 并且要求 2senK ? 才滿足要求 ， 若 2senK ? 則需改用帶比率制動特性的 BCH1 型差動繼電器。計算動作電流時先用 進(jìn)行計算 .maxKI ——外部短路時流過基本側(cè)的最大 短路電流 沙河子變電所繼電保護(hù)設(shè)計 13 ③ 躲過電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負(fù)荷電流 (當(dāng) .maxLI 不確定時 ， 用變壓器