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變電所畢業(yè)設(shè)計(jì)-龍灣二次6010kv降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì)(參考版)

2024-12-05 21:36本頁面
  

【正文】 雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓。 過負(fù)荷保護(hù)安裝側(cè)的選擇,應(yīng)能反應(yīng)所有繞組的過負(fù)荷情況,通??紤]如下:雙繞組降壓變壓器的過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在高壓側(cè)。 圖 負(fù)序電流過電流保護(hù)的原理圖 過負(fù)荷保護(hù) 變壓器長(zhǎng)期處于過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),將會(huì)使絕緣老化,減短繞組壽命,因?yàn)檫€需要裝設(shè)過 負(fù)荷保護(hù)。 圖 低電壓起動(dòng)的過電 流保護(hù)原理接線圖 負(fù)序過電流保護(hù) . . 電流起動(dòng)元件由慮過式負(fù)序電流繼電器(包括負(fù)序電流慮過器和電流繼電器)組成,由于不能反應(yīng)三相對(duì)稱短路,因此另外裝設(shè)單相式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),用以反應(yīng)三相對(duì)稱故障。當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí),低電壓繼電器動(dòng)作,起動(dòng)中間繼電器,發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)。因而其動(dòng)作電流比過電流保護(hù)的起動(dòng)電流小,從而提高了保護(hù)的靈敏性,低電壓繼電器的動(dòng)作電壓可按躲過正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓整定。 4) 靈敏度校驗(yàn) in. ??op erKsen IIK ( ) 低電 壓起動(dòng)的過電流保護(hù) 保護(hù)的起動(dòng)元件包括電流繼電器和點(diǎn)低電壓繼電器。m ax. LmsL IKI ? ( ) 式中 MSK —— 自啟動(dòng)系數(shù),取 ; max.39。 2) 對(duì)并列運(yùn)行的變壓器,應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)所產(chǎn)生的過負(fù)荷,如各臺(tái)變壓器容量相等,可按下式計(jì)算 NL ImmI 1max. ?? ( ) 式中 m —— 并列運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù); NI —— 每臺(tái)變壓器的額定電流。即 t2=t3+Δ t, t1=t2+Δ t 的要求。 變壓器過點(diǎn)流保護(hù)原理接線圖如下: 單側(cè)電源的三繞組變壓器,過流保護(hù)宜裝于電源側(cè)及主負(fù)荷側(cè),例如 I側(cè)及 Ⅲ側(cè),Ⅲ側(cè)以 t3延時(shí)跳開 3QF; I側(cè)有兩個(gè)時(shí)限 t1和 t2,以 t2時(shí)限跳開 2QF,以 t1時(shí)限跳開變壓器各側(cè)斷路器。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障,則過電流保護(hù)應(yīng)起到后 備作用。 過電流保護(hù) . . 圖 過電流保護(hù)原理接線圖 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)。這里的低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器相當(dāng)于接在一個(gè) 或門上,然后再和相電流繼電器相接于與門,形成了此邏輯關(guān)系,從而完成了對(duì)變壓器相間故障的保護(hù)。負(fù)序電壓消失后,雖然低電壓繼電器重新接于線電壓上,但由于三相短路電壓較低,不能返回于動(dòng)作狀態(tài)。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),其電壓起動(dòng)元件是由低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器組成。低電壓起動(dòng)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,但若低電壓繼電器只裝在變壓器一側(cè),當(dāng)在另一側(cè)發(fā)生相間短路時(shí),低電壓繼電器的靈敏度往往不夠,為此在變壓器兩側(cè)都需要裝設(shè)低電壓繼電器,這就使其接線復(fù)雜化了,這里也不采用。 最終采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。 ( 1) 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(shí),允許縮短對(duì)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(shí)限,較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍,較長(zhǎng)的時(shí)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(dòng)作后,應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 當(dāng)電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時(shí),低電壓繼電器動(dòng)作,而整套保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作,故只通過中間繼電器發(fā)出斷線信號(hào),由運(yùn)行人員進(jìn)行處理。 KM 起動(dòng)后,動(dòng)作情況與不對(duì)稱短路相同。此時(shí),電流繼電器到少有兩個(gè)動(dòng)作,于是起動(dòng)時(shí)間繼電器 KT,經(jīng)預(yù)定延時(shí),動(dòng)作于跳閘。 正常運(yùn)行時(shí),因?yàn)樨?fù)序電壓,所以負(fù)序電壓繼電器 KVN 不動(dòng)作,動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合,將線電壓 Uac 加在低電壓繼電器 KVU上,其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開,保護(hù)裝置不動(dòng)作。 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動(dòng)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(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流 reloper ? ( ) 式中 —— 變壓器正常時(shí)歸算到基本側(cè)的最大負(fù)荷電流。躲過變壓器的勵(lì) 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(shí)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(duì)誤差,取 ; stK —— 電流互感器同型系數(shù),取 1; —— 外部短路時(shí)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(duì)誤差。 變壓器差動(dòng)保護(hù)的方式: 采用 BCH― 2 型差動(dòng)繼電器的差動(dòng)保護(hù) 變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 (一) 差動(dòng)繼電器動(dòng)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(shí),防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 平衡繞組的作用:由于差動(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)間軸一側(cè)。必須考慮勵(lì)磁涌流的影響以便更好的躲過勵(lì)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(shí)由于電壓下降。 此外,在實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí),還應(yīng)考慮變壓器勵(lì)磁涌流和變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障 時(shí),只要不平衡電流大雨繼電器的啟動(dòng)電流,則繼電器動(dòng)作,瞬時(shí)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(shí),注入差動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)保護(hù)時(shí),應(yīng)先考慮對(duì)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(shí)繼電器中的電流等于零(理想)。此時(shí)電流大于差動(dòng)繼電 器動(dòng)作電流,繼電器動(dòng)作跳閘。差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。變壓器縱差動(dòng)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。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。(如圖 所示) 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(shí)可能有跳動(dòng)(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(shí),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(shí)信號(hào);發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),重瓦斯沖出,瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合,經(jīng)信號(hào)繼電器,發(fā)出報(bào)警信號(hào),同時(shí)通過聯(lián)片使出口繼電器動(dòng)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) 為防止瓦斯繼電器因漏水而短路,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(dòng)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。 瓦斯保護(hù)評(píng)價(jià): 主要優(yōu)點(diǎn):動(dòng)作迅速、靈敏度高、安裝接線簡(jiǎn)單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。 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(dòng)作后經(jīng)延的發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 如下圖所示: 圖 瓦斯繼電器安裝位置圖 油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),大量氣體和油流直接沖擊擋板 8,使下開口杯 l順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)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(dòng)作。 油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí),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。 瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件,它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上, 為了不妨礙氣體的流通,變壓器安裝時(shí)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。 瓦斯保護(hù)工作原理 : 由于短路點(diǎn)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。 本次變壓器保護(hù): 氣體保護(hù) (瓦斯保護(hù) ) 縱差動(dòng)保護(hù) 過電流保護(hù) 復(fù)合電壓保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù) 保護(hù)裝置,除預(yù)先規(guī)定以外,都不允許系統(tǒng)因震蕩引起的誤動(dòng)作; 正常情況下,當(dāng)電壓互感器的二次回路或其他故障能使保護(hù)誤動(dòng)作時(shí),應(yīng)裝設(shè)線路閉鎖或其他措施。該溫度計(jì)是按流體壓力計(jì)原理制成的,由受熱器連接管和溫度指示器組成,當(dāng)被測(cè)物溫度升高時(shí),受熱器中液體膨脹,溫度指示計(jì)中的流體壓力計(jì)應(yīng)部分所受壓力增大,指針位置改變,當(dāng)指針位置達(dá)到定位指針預(yù)先放置的位置時(shí),使定時(shí)指針的一對(duì)觸點(diǎn)接通,發(fā)出信號(hào)或采取變壓器冷卻風(fēng)扇,溫度計(jì)可以有兩個(gè)定位針給定溫度的上下 限,而作為兩位式調(diào)節(jié) 。所以外加設(shè)相應(yīng)的保護(hù)來監(jiān)控變壓器自身的運(yùn)行,包括油溫和啟動(dòng)風(fēng)扇的保護(hù) 。但在廠用分兩段時(shí)限,以便在外部短路時(shí)仍能保證廠用負(fù)荷的供電。當(dāng)上述方式不符合靈敏性的要求性時(shí),則可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)裝置。 復(fù)合電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)起動(dòng)的過電流保護(hù) 一般用于升壓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)由兩段組成,低定值段動(dòng)作于信號(hào),高定值段動(dòng)作于跳閘。 查《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,第 。 過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)能反映變壓器各繞組的過負(fù)荷情況。 過負(fù)荷保護(hù) 及以上變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行,并作為其他負(fù)荷的電源時(shí),應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況 ,裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)直接動(dòng)作于跳閘。 零序電流保護(hù) 110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中,如變壓器的中性點(diǎn)直接運(yùn)行,對(duì)外部單相接地引起的過電流,應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。這里的低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器相當(dāng)于接在一個(gè)或門上,然后在和相電流繼電器相接于與門上,相成了此邏輯關(guān)系,從而完成了對(duì)變壓器相間故障的保護(hù)。負(fù)序電壓消失后,雖然低壓繼電器重新接于線電壓上,但由于三相短路電壓較低,不能返回而于動(dòng)作狀態(tài)。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),其電 壓起動(dòng)元件是由低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器組成。低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),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,但低電壓繼電器只裝在變壓器一側(cè),當(dāng)在另一側(cè)發(fā)生相間短路時(shí),低壓繼電器的靈敏度往往不夠,為此在變壓器兩側(cè)都需要裝設(shè)低電壓繼電器,. . 這就使其接線復(fù)雜化了,這里也不采用。 最中采用 復(fù)合電壓起動(dòng)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(shí),允許縮短對(duì)相鄰線路的后備保護(hù)范圍。 查《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,第 條。 ( 3) 負(fù)序電流和單項(xiàng)式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),可用于 63MVA 及以上升壓變壓器。 ( 1) 過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器,保護(hù)的整定值,應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。 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(dòng)作后,應(yīng)斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器。對(duì)于高壓側(cè)電壓為 330kV及以上的變壓
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