【正文】 二、瓦斯保護范圍 瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。另外，瓦斯保護也 易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作。 重瓦斯保護動 作于跳閘，輕瓦斯動作于信號。由于非保護動作量不需電氣量運算。 變壓器溫度及壓力保護 是對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號式動作于跳閘的裝置。 2） 電壓在 10kV 及以上、容量在 10MVA 及以上的變壓器，采用縱差保護。 3） 電壓為 220kV 及以上的變壓器裝設(shè)數(shù)字式保護時，除非電量保護外，應(yīng)采用雙重化保護配置。 根據(jù)上述規(guī)程，本電網(wǎng)中的 2變壓器采用縱聯(lián)差動保護作為主保護，而 3變壓器由于其 容量在 10MVA 以下，故采用電流速斷保護作為主保護。差動保護是保護兩端電流互感器之間的故障（即保護范圍在輸入的兩端 CT 之間的設(shè)上），正常情況流進的電流和流出的電流在保護內(nèi)大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動電流等于零；故障時兩端電流向故障點流，在保護內(nèi)電流疊加，差動電流大于 零。 縱聯(lián)差動保護是按比較被保護元件（ 1號主變）始端和末端電流的大小和相位的原理而工作的。其中差動繼電器線圈回路稱為差動回路，而兩側(cè)的回路稱為差動保護的兩個臂。 縱差保護在發(fā)電機上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，縱差保護將有許多特點和困難。 外部短路時，流入差動繼電器的電流為最大不平衡電流。 11 kIIIr IIII ???? ??? 22 （ 12） 變壓器縱差保護與發(fā)電機縱差保護一樣，也可采用比率制動方式或標積制動方式達到外部短路不誤動和內(nèi)部短路靈敏動作的目的。 三、差動保護不平衡電流產(chǎn)生的原因與對策 在實際運行中，由于各種因素的影響會引起差動回路中流過不平衡電流，而且不平衡電流往往對于變壓器差動保護的正常工作影響很大，如果不能夠很好解決這些問題，就會直接影響變壓器差動保護的性能，甚至造成變壓器差動保 護誤動或拒動。變壓 12 器的勵磁涌流也是引起不平衡電流的一個原因，變壓器空載合閘或外部短路故障切除后電壓恢復(fù)時，在變壓器電源側(cè)繞組中將產(chǎn)生很大的勵磁涌流，達到額定電流的 68倍，由于此電流只流過變壓器電源側(cè)繞組，因此，在差回路中必然要出現(xiàn)較大的不平衡電 流。變壓器區(qū)外短路時，由于穿越性短路電流使 TA 鐵芯飽和，從而使不平衡差流增大，而且穿越性電流越大，不平衡差流就越大，二者呈現(xiàn)線性關(guān)系。在變壓器嚴重內(nèi)部故障時，短路電流很大的情況下， TA 嚴重飽和產(chǎn)生很大的不平衡電流，影響了復(fù)式比率差動保護的快速動作， 所以差動保護還 應(yīng)有差動速斷保護，作為輔助保護，以加快保護動作速度。這樣用電流速斷與瓦斯保護相配合，即可瞬時切除變壓器電源側(cè)套管、引出線及箱體內(nèi)的各種故障。 當電源側(cè)為大接地電流系 統(tǒng)時，保護裝置采用三相完全 星型 接線；當電源側(cè)為小接地電流系統(tǒng) 時，采用兩相不完全星型接線或采用兩相三繼電器式接線。當采用反時限特性繼電器時，可取 ～ ； 變壓器外部故障時流過保護的最大短路電流。對變壓器額定容量較大者，取較小值； 反 之，取較大值； eI 變壓器額定電流。 靈敏度校驗： 需要用變壓器低壓側(cè)最小兩相短路電流校驗電流速斷保護裝置的靈敏度 ，即 dzdlm IIK min.? （ 15） 式中 保護安裝處母線短路時的最小短路 電流。當靈敏度不滿足要求時，若保護定值系按躲過勵磁涌流的條件決定，則可使電流速斷保護帶有少許延時（如帶 延時），這樣定值計算中的kK值不必取 3～ 5 倍，而可適當減?。ㄈ缛?2～ 3 倍），以提高保護的靈敏度。保護帶延時跳開相應(yīng)的斷路器。 1） 35kV～ 66kV 及以下中小容量的降壓變壓器，宜采用過電流保護。 2） 110kV～ 500kV 降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，相間短路后備保護用過電流保護不能滿足靈敏性要求時，宜采用復(fù)合電壓起動的過電流保護或復(fù)合電流 14 保護。對 3變壓器的相間短路后備保護采用過電流保護。保護動作后跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。 （ 2）變壓器 的最大負荷電流的確定。當各臺變壓器的容量相同時，可按下式計算： TNL InnI .m a x. 1?? （ 17） 式中 n并聯(lián)運行變壓器的最少臺數(shù)； TNI. — 每臺變壓器的額定電流。 （ 3）保護的靈敏度系數(shù)校驗 15 opkIIK )2( ? （ 19） 作為近后備保護，取變壓器低壓側(cè)母線為校驗點，要求 senK =～ ；作為遠后備保護，取相鄰線路末端為校驗點，要求 senK ≥ 。過電流保護的動作時限應(yīng)比相鄰元件保護的最大動作時限打一個階梯時限 t? 。對于自耦變壓器和多繞組變壓器，保護應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負荷的情況，過負荷保護采用單相式，帶時限動作于信號。 中小容量的變壓器過負荷保護采用定時限動作特性，動作電流也是按最大允許負荷電流下能可靠返回的條件整定。 對于升壓變壓器，過負荷保護裝設(shè)在主電源側(cè)（低壓側(cè)）；三繞組升壓變壓器，過負荷保護裝設(shè)在發(fā)電機電壓側(cè)和無電源側(cè)；如三側(cè)均有電源，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，過負荷保護裝在電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)；若三側(cè)容量相同，過負荷保護僅在電源側(cè)裝設(shè)。 （一）變壓器的過負荷保護 變壓器的過負荷電流在大多數(shù)情況下是三相對稱的，過負荷保護作用于信號，同時閉鎖有載調(diào)壓。 （二）過負荷保護的整定 過負荷保護的動作電流應(yīng)按躲開變壓器的額定電流整定，即 16 TNrerel IKKI .op ? （ 110） 式中 relK 可靠系數(shù)，取 ； reK 返回系數(shù)，取 。此外，有些過負荷保 護采用反時限特性及測量過負荷倍數(shù)有效值來構(gòu)成。 1）在中性點直接接地的電網(wǎng)中，如變壓器中性點直接接地運行，對單相接地引起的變壓器過電流，應(yīng)裝設(shè)零序過電流保護，保護可由兩段組成，其動作電流與相關(guān)線路零序過電流保護相配合。 3）普通變壓器的零序過電流保護，宜接到變壓器中性點引出線回路的電流互感器；零序方向過電流保護宜接到高、中壓側(cè)三相電流互感器的零序回路；自耦變壓器的零序過電流保護應(yīng)接到高、中壓側(cè)三相電流互感器的零序回路。 5）為提高切除自耦變壓器內(nèi)部單 相接地短路故障的可靠性，可增設(shè)只接入高、中壓側(cè)和公共繞組回路電流互感器的星形接線電流分相差動保護或零序差動保護。 二、中性點直接接地變壓器的零序電流保護 零序電流保護的配置 中性點直接接地運行變壓器的零序電流保護原理接線圖如圖 13 所示。 圖 13 零序電流保護Ⅱ段作為引出線接地故障的后備保護，其動作電流和 延時 3t 應(yīng)與相鄰元件接地后備段相配合。 零序電流保護的整定計算 （ 1）零序Ⅰ段的動作電流按與相鄰元件零序電流Ⅰ段或Ⅱ段或快速主保護相配合整定，即 ??? ? Lopbrarelop IKKI .. （ 111） 式中 ? 零序Ⅰ段的動作電路； relK 可靠系數(shù)，可取 ； ?braK 零序電流分支習俗，其值等于相鄰元件零序電流保護Ⅰ段保 護區(qū)末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的零序電流與流過故 障線路的零序電流之比，取各種運行方式的最大值； ? 與之配合的相鄰元件零序電流保護相關(guān)段的動作電流。 變壓器零序電流保護原理信號跳 、2QF 18 （ 2）零序電流Ⅱ段的動作電流按與相鄰元件零序后備保護動作電流配合整定，即 ⅡⅡⅡ ?? .. opbrarelop IKKI （ 112） 式中 Ⅱ 零序Ⅱ段的動作電流； relK 可靠系數(shù)，可取 ； ⅡbraK 零序電流分支系數(shù)，其值等于相鄰元件零序電流保護后備段 保護區(qū)末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的零序電流與流過 故障線路的零序電流之比，取各 種運行方式的最大值； Ⅱ 與之配合的相鄰元件零序電流保護后備段動作的電路。 是指相鄰元件零序保護后備段最大延時時間。保護的靈敏系數(shù)為 opsen IIK.0? （ 113） 式中 零序Ⅰ段（零序Ⅱ段）校驗點接地短路時流過保護的最小 零序電流； 零序Ⅰ段（零序Ⅱ段）零序電流保護的動作電流。 由幾段線路串聯(lián)的單側(cè)電源線路及分支線路，如上述保護不能滿足選擇性、靈敏性和速動性的要求時，速斷保護可無選擇地動作，但應(yīng)以自動重合閘來補救。 2） 中性點經(jīng)低電阻接地的單側(cè)電源線路裝設(shè)一段或兩段三相式電流保護，作為相間故障的主保護和后備保護；裝設(shè)一段或兩段零序電流保護，作為接地故障的主保護和后備保護。 3）可能出現(xiàn)過負荷的電纜線路或電纜與架空混合線路，應(yīng)裝設(shè)過負荷保護，保護宜帶時限動作于信號，必要時可動作于跳閘。 二、階段式電流保護原理 電網(wǎng)擔負著由電源向符合輸送電能的任務(wù)，正常運行時線路上流的是負荷電流；當電力線路發(fā)生相間短路時，故障相的電流會急劇增大（是正常運行時負荷電流的幾倍）、電壓會急劇下降、電流和電壓的相角急劇變化、測量阻抗會減小。 1．本電網(wǎng) 35kV 線路的主保護采用瞬時電流速斷保護。可保證在其他各種運行方式和短路類型下，其保護范圍據(jù) 不至于超出本線路范圍。最大的保護范圍為 maxI ，最小的保護范圍為 minI 。無時限電流速斷保護的優(yōu)點是：因為不反應(yīng)下一線路的故障，所以動作時限將不受 下一線路保護時限的牽制，可以瞬時動作。 無時限電流速斷保護（也稱電流 I 段保護）雖然能實現(xiàn)快速動作，但卻不能保護線路的全長。對第 II 保護的要求是能保護線路的全長，還要有盡可能短的動作時限。因為本線路末端短路時流過保護裝置的短路電流與下一線路始端短路時的短路電流相等，再加上還有 運行方式下保護范圍必然會延伸到下一線路。 35kV 線路的后備保護采用定時限過電流保護。 無時限電流速斷保護和限時電流速斷保護相配合能保護線路全長，可作為線路的主保護用。這種后備保護通常采用定時限過電流保護（又稱為第 III 段保護），其動作電流按躲過最大負荷電流整定，動作時限按保證選擇性的階梯時限來整定。 工作原理：正常運動時，線路流過負荷電流，保護不動；當線路發(fā)生短路故障時，保護啟動，經(jīng)過保證選擇性的延時動作，將故障切除。造成母線短路的主要原因是：①母線絕緣子、斷路器套管以及電壓、電流互感器、避雷器等的套管和支持絕緣子的閃絡(luò)或損壞；②運行人員的誤操作，如帶地線誤合閘或帶負荷拉開隔離開關(guān)產(chǎn)生電弧等。但是，由于母線在電力系統(tǒng)中所處的重要地位，利用母線保護來減小故障所造成的影響仍是十分必要的。 利用供電元件的保護裝置保護母線 由于低壓電網(wǎng)中發(fā)電廠或變電站母線大多采用單母線接線或單母分段接線，且與系統(tǒng)的電氣距離較遠，母線故障一般不致對系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性帶來嚴重影響，所 21 以通?？刹谎b設(shè)專 用的母線保護，而是利用供電元件（發(fā)電機、變壓器或有電源的線路等）的后備保護來切除母線故障。 根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，一下情況應(yīng)裝設(shè)專用母線保護： （ 1） 220～ 50