【正文】 的切換較麻煩，因操作不當(dāng)會引起差動保護誤動的情況時有發(fā)生，故保護方式滿足要求時，不建議過多進行電流回路的切換。電流具體接入見圖 12。 圖 11 單套主變壓器保護電流互感器次級配置圖圖 11 中看出，差動保護的保護范圍包括主變壓器的獨立電流互感器至套管的引線，當(dāng)旁代時則包括旁路母線。對于主保護與后備保護分開的保護，常常主保護與后備保護分別接一組電流互感器的次級，差動保護接獨立電流互感器，后備保護接主變壓器套管電流互感器的次級，如圖 1 所示。主變壓器保護的雙重化理由：  計算機技術(shù)的發(fā)展，高性能計算機芯片的出現(xiàn)，主保護與后備保護合一的設(shè)計，在技術(shù)上使保護配置雙重化成為可能；有多年來線路保護雙重化的成功運行經(jīng)驗；對供電可靠性要求提高；雙重化的保護可采用不同廠家的產(chǎn)品、不同原理設(shè)計，對變壓器發(fā)生各類復(fù)雜故障時可靠地切除故障更有利。該保護裝置除非電量保護及開關(guān)操作箱外，全套主保護與后備保護只需 1 層機箱，實現(xiàn)雙重化后，一般 4 或 5 層機箱，2 面屏。早期的主變壓器微機型保護，由于采用的還是主保護與后備保護分開的設(shè)計方案，一套主保護加各側(cè)后備保護、操作箱、失靈及非電量保護等，需 7 或 8 層機箱。主變壓器保護微機化以前，使用分立電磁型元件組成主保護及后備保護時，一套 220 kV 主變壓器保護需 3或 4 面屏，實現(xiàn)雙重化將使屏位達 6～7 面。規(guī)程中除對 330 kV 及以上變壓器可裝設(shè)雙重差動保護外，一般均按單主 (一套主保護)單后 (一套后備保護 )配置。 2．1 主變壓器保護雙重化的意義 根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》要求，不同容量及不同電壓等級的電力變壓器配置不同的保護。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，變壓器微機型保護越來越多，性能越來越好，使提高變壓器保護的運行水平成為可能。 2 方案論證與設(shè)計7由于變壓器是個電元建，也是個磁元件，具有非線性特點和復(fù)雜的暫態(tài)。（5）整定計算：整定計算的原則和整定計算的過程。（3）電力變壓器保護原理分析：包括瓦斯保護，差動保護，電流速斷保護，過電流保護，零序過電流保護，過負荷保護及過勵磁保護。（2）220KV 主變壓器微機型保護的雙重化的探討。具體過對 220KV 主變壓器的保護在實際應(yīng)用中所起到的重要作用的研究，闡述變壓器保護的基本原理 ，變壓器保護應(yīng)用范圍，各種變壓器的保護應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 本文所做的工作 本文通較研究，得出一種較為合理的保護方案。信號處理、人工智能等相關(guān)科學(xué)的不斷進步、新的測試手段、測量技術(shù)的應(yīng)用，將不斷提高電力變壓器的保護水平。大型電力變壓器的繼電保護已經(jīng)從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型發(fā)展到了微機時代。不少學(xué)者把以模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等非線性科學(xué)為主導(dǎo)的智能技術(shù)引入到電力系統(tǒng)中，在電力變壓器的繼電保護中得到應(yīng)用。變壓器后備保護作為主保護的有益補充，為有效地保護變壓器設(shè)備及電網(wǎng)運行安全發(fā)揮了巨大的作用，對變壓器后備保護的進一步研究已經(jīng)引起了人們的重視。但是近年來，隨著越來越多的電力變壓器投入使用以及電網(wǎng)電壓等級的不斷提高，實際運行中由變壓器后備保護配置不合理引起的事故已不少見。它實質(zhì)上是傳統(tǒng)變壓器保護中電量與非電量保護的一個擴展，它的研究與發(fā)展，為變壓器保護的研究與發(fā)展提供了一個新的思路?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)工具如：模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)，小波分析等開始越來越多的融入到變壓器保護的研究領(lǐng)域，一方面為傳統(tǒng)的變壓器保護方法提供了更有效的工具，另一方面，采用多個信息量，可提高變壓器保護的“智能化”程度，改善可靠性和適應(yīng)性。近年來，新器件、新技術(shù)的應(yīng)用為變壓器保護的研究與發(fā)展提供了一個廣闊的天地。不斷出現(xiàn)的問題推動了研究的不斷深入，文獻[13] 提出的“虛擬三次諧波制動法”從理論上可在半周的時間使保護動作，而且采用奇次諧波鑒別使其對對稱性勵磁涌流的鑒別能力大大強于二次諧波制動。在高壓電力2 方案論證與設(shè)計5系統(tǒng)中，由于 TA 飽和、補償電容或長線分布電容等因素的影響，內(nèi)部故障時差流中的二次諧波分量顯著增大，造成保護誤閉鎖和延時動作。實踐表明，在過去幾十年間，上述原理基本上能達到繼電保護要求。間斷角原理從分析勵磁涌流波形本質(zhì)出發(fā)，為勵磁涌流的鑒別提供了新思路，沿著這個思路，波形比較法、波形對稱法和積分型波形對稱法相繼被提出。1969 年，Rockerfelter首次提出數(shù)字式變壓器保護的概念，揭開了數(shù)字式變壓器保護研究的序幕，之后，[9]和 Degens 對變壓器保護的數(shù)字處理和數(shù)字濾波做出了研究；1972 年，Skyes 發(fā)表了計算機變壓器諧波制動保護方案，使得微機式變壓器保護的發(fā)展向?qū)嵱没较蜻~進。1958 年， 和 提出了利用二次諧波鑒別變壓器勵磁涌流的方法，并在模擬式保護中加以實現(xiàn)，同時，還提出了差動加速的方案，以差動加速、比率差動、二次諧波制動來構(gòu)成整個諧波制動式保護的主體，并一直延續(xù)至今。變壓器保護的發(fā)展史也自此成為一部變壓器勵磁涌流鑒別技術(shù)發(fā)展史。電流差動保護也以其原理簡單、選擇性好、可靠性高的特點在變壓器保護中獲得了極其成功的應(yīng)用。在本次設(shè)計中，我還選擇了過負荷保護作為變壓器的后備保護并對以上保護進行了整定。定時限過電流保護作為變壓器縱聯(lián)差動保護的后備保護。通過計算，選擇躲過外部短路時產(chǎn)生的最大不平衡電流作為縱聯(lián)差動保護的動作電流。為了保護變壓器內(nèi)部和引出線套管的故障，選擇了縱聯(lián)差動保護作為變壓器的主保護。本次設(shè)計是變壓器繼電保護的初步設(shè)計。技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計）基于單片機的受控正弦信號發(fā)生器設(shè)計系 部 自動控制工程系 專 業(yè) 名 稱 發(fā)電廠及其電力系統(tǒng) 班 級 電力 1091 班 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 2020 年 9 月 1 日2 方案論證與設(shè)計222 萬變電站主變壓器保護摘要：變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分。它的正常與否直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行。根據(jù)短路計算的結(jié)果，選擇了短路器，隔離開關(guān)，母線電氣設(shè)備。影響差動保護可靠性是電路中由于各種原因產(chǎn)生的不平衡電流。本設(shè)計還選擇了瓦斯保護作為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時的主保護。本設(shè)計要保護的變壓器是處在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，所以采用零序過電流作為變壓器接地的后備保護。2 方案論證與設(shè)計3目 錄第 1 章 緒論． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．2　 變壓器保護的歷史及現(xiàn)狀． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．2 變壓器保護的發(fā)展趨勢． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．3第 2 章 220KV 主變壓器微機型保護的雙重化的探討． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．4 變壓器保護雙重化的意義． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．5 雙主雙后主變壓器保護電流回路接入方式． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．6第 3 章 電力變壓器的繼電保護． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．7 第 4 章 2 方案論證與設(shè)計4第 1 章 緒論1. 1 變壓器保護的歷史及現(xiàn)狀追溯變壓器保護的發(fā)展歷史，以 1931 年 提出比率差動的變壓器保護標志著差動保護作為變壓器主保護時代的到來。但由此帶來的技術(shù)難題是如何將變壓器的勵磁涌流與內(nèi)部故障區(qū)分開來。1941 年， 首次提出了利用諧波制動的差動保護，將諧波分析引入到變壓器差動保護中，并逐漸成為國外研究勵磁涌流制動方法的主要方向。微機變壓器保護的研究開始于 60 年代末 70 年代初。變壓器保護在進入數(shù)字微機時代后，利用微機強大的運算和處理能力，不斷提出新的勵磁涌流鑒別方法，在國內(nèi)外形成研究熱潮?，F(xiàn)在實用的微機變壓器保護中識別勵磁通流的方法也主要是：二次諧波閉鎖、間斷角閉鎖、波形對稱原理等。然而，隨著電力系統(tǒng)以及變壓器制造技術(shù)的日益發(fā)展，利用涌流特征的各種判據(jù)在實用中均遇到了一些無法協(xié)調(diào)的矛盾。另一方面，現(xiàn)代大型變壓器多采用冷軋硅鋼片，飽和磁密較低而剩磁可能較小，使得變壓器勵磁涌流中的二次諧波和間斷角均明顯變小。文獻[14] 提出的采樣值差動原理與勵磁涌流波形無關(guān)，減少了計算量，提高了保護速度。數(shù)字信號處理器 DSP（Digital Signal Processor）的出現(xiàn)，不但可以提高微機保護數(shù)據(jù)采樣與計算的速度和精度，甚至可能改變往常微機保護裝置的設(shè)計思想，使得復(fù)雜的算法得以在保護裝置中實現(xiàn)。隨著新的傳感元件和測量元件的出現(xiàn)，故障診斷及預(yù)測充分利用各種現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析手段對變壓器的各個運行狀態(tài)量進行監(jiān)測與分析，越來越融入到變壓器保護中。對于變壓器后備保護，以前的觀點是認為其原理相對簡單、應(yīng)用比較成熟，因此學(xué)者更為關(guān)注其在實現(xiàn)技術(shù)方面的研究。目前，已經(jīng)有部分學(xué)者對變壓器相間后備保護配置的合理性以及變壓器零序過流保護整定計算中的特殊問題進行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的改進方法。 變壓器保護的發(fā)展趨勢隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，新的保護原理和方案不斷被應(yīng)用到計算機繼2 方案論證與設(shè)計6電保護中。智能技術(shù)發(fā)展迅速，分支眾多，除了模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等技術(shù)被應(yīng)用于繼電保護中，更有吸引力的研究是將具有不同特性的智能技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到繼電保護中，例如：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊專家系統(tǒng)等，這些結(jié)合使得保護的性能得到了有意義的提高。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，通訊技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)的功能日益加強，為微機保護的進一步發(fā)展提供了廣闊的空間。國內(nèi)的變壓器保護領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)及時加強新原理和新技術(shù)的吸收和應(yīng)用，并在實踐中不斷總結(jié)和發(fā)展變壓器保護的實用技術(shù)，以提高防范變壓器事故的能力。完成保護的整定計算內(nèi)容。通過對 220KV 主變壓器的保護方案進行比應(yīng)包括以下幾個方面：（1） 繼電保護的綜述以及變壓器保護在實際應(yīng)用中的作用。 。 （4）主變壓器保護裝置的配置：電力變壓器的保護配置與方案確定以及接線配置圖。第 2 章 220KV 主變壓器微機型保護的雙重化的探討。因此，其動作正確率還很低。對主變壓器保護的雙重化是其中的一個方面，下面談?wù)勚髯儔浩鞅Ｗo雙重化在實踐中遇到的一些問題。大型變壓器將瓦斯保護及縱聯(lián)差動保護作為主保護，各側(cè)安裝不同的復(fù)壓過流、方向零序或阻抗保護作為后備保護。 《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》中提出，220 kV 主變壓器的微機保護必須雙重化。采用晶體管及集成電路型的主變壓器保護，繼電器的性能提高，但回路組成及接線仍是脫胎于電磁型保護，一主(一套主保護 )一后(一套后備保護) 最少要 2 面屏，雙重化后回路也很復(fù)雜。由于高性能的計算機芯片出現(xiàn)，在一套裝置中包含主保護、各側(cè)全部后備保護的新一代主變壓器微機型保護已開發(fā)，并得到廣泛應(yīng)用。由于一套保護的功能集中在一個機箱內(nèi)，雙套保護采用相同的輸入輸出設(shè)計，所以外圍接線簡潔，其外圍回路比主保護與后備保護分開的單套配置還簡單。 2 方案論證與設(shè)計8 雙主雙后主變壓器保護電流回路接入方式  采用雙主保護與雙后備保護的主變壓器保護后，如何接入電流互感器的二次回路，這將是需要考慮的問題。在雙母帶旁路主接線方式下，旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)時，差動保護的電流回路進行相應(yīng)切換，后備保護的電流回路不用切換。采用雙主保護與雙后備保護的主變壓器保護一般將第一套保護接原差動保護電流互感器次級，即接獨立電流互感器，旁代時需切換；第二套保護接原后備保護電流互感器次級，即接套管電流互感器，旁代時不需切換，但對降壓變壓器的高壓側(cè)來說，無論是差動保護還是該2 方案論證與設(shè)計9側(cè)的后備保護，其保護范圍不包括開關(guān)電流互感器到變壓器套管的引線；對低壓側(cè)來說，其后備保護的保護范圍指向非電源側(cè)，所以引線故障將由后備保護切除。 在獨立電流互感器次級足夠時，可將第二套保護也接入獨立電流互感器，旁代時切套管電流互感器，這可確保正常運行時兩套保護均有足夠的保護范圍，當(dāng)?shù)谝惶妆Ｗo因故退出時，不至于因第二套保護存在死區(qū)而影響主變壓器的正常運行。因此，該回路在設(shè)計及施工時可接好，運行時旁代只切第一套，當(dāng)?shù)谝惶妆Ｗo因故退出時，將第二套保護的電流回路切至獨立電流互感器。如何取舍取決于各地的運行習(xí)慣。 電力變壓器的故障類型及保護措施 電力變壓器故障及不正常運行狀態(tài) 電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電力設(shè)備之一，它的安全運行對于保證電力系統(tǒng)的正常運行和對供電的可