【正文】 瓦斯保護(hù)﹑差動(dòng)保護(hù) 后備保護(hù)：復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)﹑過負(fù)荷保護(hù) . . 氣體保護(hù) (瓦斯保護(hù) ) 對(duì)于 及以上油侵式變壓器和 及以上車間內(nèi)侵式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。 縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù) 對(duì)變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為主保護(hù)，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。 對(duì) ， 10MVA 及以上廠用備 用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及 2MVA 及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不負(fù)荷要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 用于 10000 千伏安以下的變壓器，且其過電流保護(hù)時(shí)限大于 時(shí)， 2020 千伏安及以上的變壓器，如電流速斷靈敏性不符合要求，則宜裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。 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。 過電流保護(hù) 對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為后備保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 （ 2） 復(fù)合電壓起動(dòng)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)不負(fù)荷靈敏性要求的降壓變壓器。 （ 4） 當(dāng)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù) 序電流和單相式低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)不能滿足靈敏度性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。 變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則： （ 1） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。 （ 2） 變壓器后備保護(hù)對(duì)各側(cè)母線上的三相短路應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 （ 4） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。因?yàn)檫^電流保護(hù)的動(dòng)作電流按最大負(fù)荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。而負(fù)序過電流保護(hù)雖然也滿足設(shè)計(jì)要求，但其整定計(jì)算比較復(fù)雜，一般只用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，不符合此設(shè)計(jì)的具體情況，因此也不予以采用。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路初瞬總會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，致使低電壓繼電器動(dòng)作，最終將變壓器兩側(cè)斷路器斷開。依據(jù)以上的 綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。用作變壓器外部接地短路時(shí)的后備保護(hù)。 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。對(duì)自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。對(duì)雙繞組升壓變壓器應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)；對(duì)雙繞組降壓變壓器應(yīng)設(shè)在高壓側(cè)，當(dāng)三側(cè)都有電源時(shí)，則三側(cè)都應(yīng)裝過負(fù)荷保護(hù)，對(duì)于單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，則過負(fù)荷保護(hù)只裝在電源側(cè)；若三繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)；對(duì)于雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 過勵(lì)磁保護(hù) 高壓側(cè)電壓 500KV 的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高引起的變壓器工作磁密過高，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。 查《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。 外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)： 1） 雙繞組變壓器，應(yīng)裝設(shè)于主電源測(cè)； 2） 三繞組變壓器及自耦變壓器，一般裝設(shè)于主電源側(cè)（經(jīng)常不斷開的電源側(cè) ）及另一側(cè)，主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。各側(cè)保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件； . . 3） 供電給分開運(yùn)行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)裝置外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路裝設(shè)保護(hù)裝置； 4） 對(duì)發(fā)電機(jī)－變壓器組，在變壓器低壓側(cè)不應(yīng)另設(shè)保護(hù)裝置，而利用發(fā)電機(jī)的外部短路過電流保護(hù)。 其他保護(hù) 對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)，應(yīng)按現(xiàn) 行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作為用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。 溫度信號(hào)裝置：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度信號(hào)裝置，其基本元件是帶電觸點(diǎn)的壓力式溫度計(jì)。 上述各種保護(hù)裝置的接線宜考慮能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。 各種繼電保護(hù)原理 瓦斯保護(hù)原理 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng)的速度而動(dòng)作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各 種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，上、下開口杯 2 和 l 都浸在油中，開口杯和附. . 件在 油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘 4所產(chǎn)生的力矩，因此開口杯向上傾，干簧觸點(diǎn)3斷開 。而使上開口杯露出油面，此時(shí)由于浮力的減小，開口杯和附件在空氣中的重力加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩大于平衡錘 4所產(chǎn)生的力矩，于是上開口杯 2順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵 10 靠近干簧觸點(diǎn) 3，使觸點(diǎn)閉合，發(fā)生“輕瓦斯”保護(hù) 。當(dāng)變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重漏油而使油面逐漸降低時(shí)，首先是上開口杯露出油面，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，繼之下開口杯露出油面后亦能動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖 。下面的觸點(diǎn)表示“重瓦斯保護(hù)”，動(dòng)作后起動(dòng)變壓器保護(hù)的總出口繼電器，使斷路器跳閘。 主要缺點(diǎn)：不能反應(yīng)油 箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。 瓦斯保護(hù)的反事故措施： 瓦斯保護(hù)動(dòng)作，輕者發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，提醒維修人員馬上對(duì)變壓器進(jìn)行處理；重者跳開變壓器開關(guān)，導(dǎo)致變壓器馬上停止運(yùn)行，不能保證供電的可 *性，對(duì)此提出了瓦斯保護(hù)的反事故措施： （ 1） 將瓦斯繼電器的下浮筒改為擋 板式，觸點(diǎn)改為立式，以提高重瓦斯動(dòng)作的可靠性。 . . （ 3） 瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。 圖 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖 瓦斯保護(hù)原理電路： 工作原理： 1 是瓦斯繼電器； 2 是信號(hào)繼電器； 3 是出口繼電器； 4 是聯(lián)片。瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，也可以利用切換片 XB 切換位置，只給出報(bào)警信號(hào)。只要瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)一閉合， CKJ 就動(dòng)作并自保持。 瓦斯保護(hù)的整定：輕氣體保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體容積表示。對(duì)于容量在 10MVA 以上變壓器，多采用 250－ 300 立方厘米。重氣體保護(hù)的動(dòng)作值采用油流流速表示。 圖 瓦斯保護(hù)原理接線圖 . . 圖 變壓器瓦斯保護(hù)原理圖 變壓器縱差動(dòng)保護(hù) 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是一種比較完善的快速保護(hù)。 電力變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理用輔助導(dǎo)線或引出線將變壓器兩側(cè)電流引入差動(dòng)繼電器，比較兩端電流的大小和方向，從而判斷被保護(hù)的變壓器是否發(fā)生短路，以決定保護(hù)是否動(dòng)作。在變壓器縱差動(dòng)保護(hù)外部保護(hù)時(shí)一次側(cè)流入的電流等于流出變壓器的電流所以不平衡電流很小。當(dāng) D2點(diǎn)短路時(shí)此時(shí)流過差動(dòng)回路的電流為 21 II ??? 。在實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位，一般講它們都不同。此外，在實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，還應(yīng)考慮兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是變壓器勵(lì)磁涌流，另一個(gè)是變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡保護(hù)。它主要是由接于差動(dòng)回路的三個(gè)差動(dòng)繼電器組成。本設(shè)計(jì)的變壓器容量為 16MVA，因此采用的是 BCH2 型差動(dòng)繼電器。 BCH2 型差動(dòng)繼電器由兩部分組成： DL11 型電流繼電器和中間速飽和變流器。由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內(nèi)的電流（為兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差），保護(hù)不動(dòng)作。 . . 由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，故須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使它們的變比等于變壓器的變比。 變壓器的勵(lì)磁涌流只在電源側(cè)流過，它反應(yīng)倒變壓器差動(dòng)保護(hù)中，就構(gòu)成不平衡電流不過正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流只不過時(shí)額定電流的 3％－ 5％。則此時(shí)的勵(lì)磁電流也相應(yīng)的減少，其影響就變小。 在變壓器 空載投入或外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁電流很大。所以。 勵(lì)磁涌流含有很大的非周期分量。 勵(lì)磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中 2 次諧波占較大比例，額短路電流中 2 次諧波成分很小。 變壓器差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流主要由電流互感器誤差不一致、電流互感器和自耦變壓器變比標(biāo)準(zhǔn)化等因素產(chǎn)生。所以變壓器角型側(cè)電流互感器為星型接法，變壓器星型測(cè)側(cè)電流互感器為角型 接法。 圖 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理接線 BCH－ 2 型差動(dòng)繼電器由一個(gè)執(zhí)行元件 DL－ 11/ 型電流繼電器和一個(gè)帶短路繞組的三柱鐵芯速飽和變流器組成。 有了短路繞組后，當(dāng)差動(dòng)繞組中通過含有非周期分量電流時(shí)，能自動(dòng)增大繼電器動(dòng)作電流的程度將比沒有短路繞組 時(shí)更顯著，這就是 BCH－ 2 型可靠地躲過外部短路時(shí)暫態(tài)不. . 平衡電流或變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流的原因。所以保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流 （當(dāng) 不能確定時(shí)，用變壓器的額定電流代替）。計(jì)算動(dòng)作電流時(shí)，先用 進(jìn)行計(jì)算。 差動(dòng)保護(hù)的靈敏度校驗(yàn) 按變壓器內(nèi)部短路故障時(shí)最小短路電路校驗(yàn) . . 2.min. ??boperksen IIK （ ） 式中 —— 內(nèi)部短路故障式流入 繼電器的最小短路電流，已歸算到基本側(cè)； boperI . —— 基本側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流；若為單側(cè)電源變壓器，應(yīng)為電源側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流。保護(hù)的 三相原理接線圖如圖： 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)由電流繼電器 1KA、 2KA、 3KA，低電壓繼電器 KVU、負(fù)序電壓繼電器 KVN和中間繼電器 KM、時(shí)間繼電器 KT、信號(hào)繼電器 KS、出口繼電器 KCO 組成。 保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對(duì)稱短路故障時(shí)，負(fù)序電壓濾過器 Z 有較高的輸出電壓，幫 KVN動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，低電壓繼電器 KVU 失壓， KVU 動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器 KM 勵(lì)磁。 圖 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)原理圖 . . 保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生三相 短路故障時(shí)，因?yàn)樨?fù)序電壓，所以 KVN 不動(dòng)作，同時(shí)三相電壓均降低，低電壓繼電器處于動(dòng)作狀態(tài)，起動(dòng)中間繼電器 KM。應(yīng)當(dāng)指出，即使三相短路故障時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓，也不會(huì)影響保護(hù)的正確動(dòng)作。 根據(jù)以下規(guī)定： 對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為后備保護(hù)。 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。 雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)。 變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則： 變壓器后備保護(hù)應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。 變壓器后備保護(hù)對(duì)各側(cè)母線上的三相短路應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 （ 2） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。因?yàn)檫^電流保護(hù)的動(dòng)作電流按最大負(fù)荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。而負(fù)序過電流保護(hù)雖然也滿足設(shè)計(jì)要求，但其整定計(jì)算比較復(fù)雜，一般只用于大容 量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，不符合此次設(shè)計(jì)的具體要求，因此也不予以考慮。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路初瞬總會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，致使低電壓繼電器動(dòng)作，最終將變壓器兩側(cè)斷路器斷開。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。當(dāng)三繞組變壓器外部發(fā)生短路故障時(shí)，為盡可能縮小停電范圍，過電流保護(hù)應(yīng)有選擇地跳開故障側(cè)的斷路器，以保證其他兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。所以三繞組變壓器的過電流保護(hù)應(yīng)按如下原則配置。且動(dòng)作時(shí)限滿足 t3＜ t2＜ t1。 過電流的整定 : 1） 動(dòng)作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定， 即 IKKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，一般取 —— ； resK —— 返回系數(shù)，一般取 ； —— 變壓器的最大負(fù)荷電流，其值可按以下情況考慮。 . . 3） 對(duì)降壓變壓器應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流，即 m ax.39。LI —— 正常的最大負(fù)荷電流。電流繼電器的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流整定。為防止電壓互感器二次回路斷線后 保護(hù)誤動(dòng)作，設(shè)置了中間繼電器。由于這種接線比較復(fù)雜，所以近年來多采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)和負(fù)序電流保護(hù)。負(fù)序電流保護(hù)的整定計(jì)算比較復(fù)雜，所以通常在 63MVA 及以上容量的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器上應(yīng)用。變壓器過負(fù)荷時(shí)三相電流一般情況下是對(duì)稱的，所以過負(fù)荷保護(hù)只需在一相上裝設(shè)一個(gè)電流繼電器，為了防止外部短路或短時(shí)過負(fù)荷時(shí)發(fā)出不必要信號(hào)，過負(fù)荷保護(hù)要經(jīng)過延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)容量相同，過負(fù)荷保護(hù)僅裝設(shè)在電源側(cè)；若三側(cè)容量不同，則在電源側(cè)和容量較小側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)