.PAGE.>畢業(yè)設計設計題目電力變壓器保護設計系〔部〕電力工程系學科專業(yè)供用電技術(shù)班級姓名學號指導教師二〇一六年四月二十三日工程學院畢業(yè)設計任務書學生姓名專業(yè)班級設計題目電力變壓器保護設計承受任務日期完成任務日期指導教師指導教師單位設計目標利用計算機控制技術(shù)實現(xiàn)對電力變壓器的保護，了解三相電力系統(tǒng)電力變壓器的保護方法，并分析電力變壓器微機保護的特點，設計出保護裝置的總原理圖及模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程。設計要求2016年3月1日選題2016年3月2日--16日查找資料與搜集數(shù)據(jù)2016年3月17日--4月14日設計報告2016年4月15日--4月26日修改報告教師指導過程記錄2016年3月1日講解各報告大綱分組2016年3月14日解答各組所遇到的問題2016年3月27日學生教師會面查看進度2016年4月12日查看所有人員報告，并提出修改建議。2016年4月26日辯論參考資料劉介才.工廠供電設計指導.劉笙.電氣工程根底.工程學院畢業(yè)設計成績表學生姓名專業(yè)班級設計題目電力變壓器保護設計考核項目考核容滿分評分一、指導教師評分1、工作態(tài)度與紀律102、根本理論、根本知識、根本技能和外文水平103、獨立工作能力、分析和解決問題能力104、完成任務的情況與水平〔論文與實物硬件質(zhì)量〕10指導教師簽字：年月日二、評閱教師評分1、論文質(zhì)量〔正確性、條理性、創(chuàng)造性和實用性〕152、成果技術(shù)水平〔理論分析、計算、實驗和實物性能〕15評閱教師簽字：年月日三、辯論小組評分1、完成任務書所規(guī)定的內(nèi)容和要求52、論文與實物的質(zhì)量53、課題設計內(nèi)容的講述104、答復以下問題的正確性10辯論組長簽字：年月日四、辯論小組成績評定：負責人簽字：年月日五、辯論委員會意見：辯論委員會主任簽字：年月日..>摘要電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設備，他的故障給供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的后果，同時大容量變壓器也是非常貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設性能良好的、動作可靠的保護元件。

本文是筆者在閱讀了大量專業(yè)資料、咨詢了很多的專家和教師的前提下，按照指導教師所給的原始資料，通過系統(tǒng)的原理分析、準確的整定計算。做出的一套電力變壓器保護方案。關(guān)鍵詞電力系統(tǒng)故障，變壓器，繼電保護，整定計算ABSTRACTThetransformeristheessentialequipmentintheelectricalpowersystem．Itsbreakdownmightbringtheseriousinfluencetothepowersupplyreliabilityandthesystemsafelyoperation．Atthesametimethelargecapacitypowertransformeristhee*tremelypreciousequipment．Therefore．Wemustinstallthereliablerelayprotectioninstallmentaccordingtothetransformercapacityrankandtheimportantdegree．

Thearticleisabouttherelayprotectionofthetransformer.Ihadconsultedmanye*pertsandteachersbeforeIfinishedthearticle．Atthesametimethemassivespecializedmaterialswasconsultedbyme．

Itisnotdiffculttounderstandthelogicalorganiztionofthearticleforreaders．Andthearticlewillbringtheusfulhelptothecomradeswhoisworkingasaelectricalengineer.

KeywordsPowerSystemFaultCondition,PowerTransformer,RelayProtection,SettingCalculation..>目錄TOC\o"1-3"\u摘要IABSTRACTII第一章緒論11.2電力變壓器的型號11第二章電力變壓器保護的類型32.1電力變壓器的保護類型32.1.1變壓器瓦斯保護32.1.2變壓器縱聯(lián)差動保護367778第三章短路電流計算103.1畫出短路等值電路103.2短路電流計算113.2.1保護裝置的配置12第四章各保護裝置的保護配置與整定計算1313164.2.2110kV側(cè)復合電壓啟動過電流保護整定計算18194.2.4110kV零序過電流保護194.2.5變壓器氣體保護的整定20致謝22參考文獻23..>第一章緒論1.1電力變壓器的簡要介紹在電力系統(tǒng)中廣泛地用電力變壓器來升高或降低電壓，故電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要電氣設備之一。它的平安運行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。電力變壓器有別于發(fā)電機，它無旋轉(zhuǎn)部件，是一種靜止的電氣設備，是連續(xù)運行的，停電時機很少，而且絕大局部安裝在室外，受自然環(huán)境影響較大。另外，電力變壓器時刻受到外接負荷的影響，特別是受電力系統(tǒng)短路故障的威脅較大。因此，電力變壓器在運行中，仍然可能發(fā)生各種類型故障或出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)。它的故障對電力系統(tǒng)的平安連續(xù)運行會帶來嚴重影響，特別是大容量變壓器的損壞，對系統(tǒng)的影響更為嚴重。尤其是隨著電力事業(yè)的開展，超高壓輸電線路在我國的建立越來越普遍，大容量超高壓的大型電力變壓器的應用也隨之擴大，其運行正常直接關(guān)系到整個電網(wǎng)可靠性。因此必須根據(jù)電力變壓器容量的大小、電壓的上下和重要程度，設置性能良好、動作可靠的繼電保護裝置。要求電力變壓器繼電保護不僅可靠，而且要快速。電力變壓器的型號有35kV級S9-~系列油浸式電力變壓器S(B)H-M非晶合金卷鐵芯電力變壓器20KV級SC(B)10系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器SGB11-R卷鐵芯H級非包封線圈干式電力變壓器SG10型H級絕緣干式電力變壓器SC(B)9/10干式變壓器10KV級ZPSG系列干式整流變壓器SG-系列三相干式隔離變壓器KBSG礦用防爆干式變壓器QZB系列自耦變壓器雙電壓無勵磁調(diào)壓干式配電變壓器20KV級S11系列油浸式電力變壓器35KV級ZS系列油浸整流變壓器10kV級S9、S11系列油浸式電力變壓器10kvS13型級超低損耗三角形卷鐵心無勵磁調(diào)壓油浸式配電變壓器CKSC系列串聯(lián)電抗器等。要完成電力系統(tǒng)繼電保護的根本任務，首先必須"區(qū)分〞電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運行狀態(tài)，"甄別〞出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的元件。而要進展"區(qū)別和甄別〞，必須尋找電力元件在這三種運行狀態(tài)下的可測參數(shù)量(繼電保護主要測電氣量)的"差異〞，提取和利用這些可測參數(shù)量的"差異〞，實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速"區(qū)分〞。依據(jù)可測電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護。〔1〕電力變壓器的故障類型電力變壓器的故障通?？梢苑譃橛拖鋬?nèi)部故障和油箱外部故障兩種。油箱內(nèi)部故障主要是指發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路、中性點直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路以及鐵芯的繞損等。變壓器內(nèi)部故障是很危險的，因為故障時產(chǎn)生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒壞鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱的爆炸。所以，繼電保護應快地切除這些故障。油箱外部故障最常見的主要是變壓器繞組引出線和絕緣套管上發(fā)生的相間短路和接地短路(直接接地系統(tǒng)側(cè))?！?〕電力變壓器的不正常工作狀態(tài)變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：變壓器外部相問短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；負荷長超過額定容量引起的過負荷：油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高。此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度接近于鐵芯的飽和磁通密度，因此，在過電壓或低頻率等異常運行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。這些不正常的運行狀態(tài)會使繞組、鐵芯和其他金屬構(gòu)件過熱，威脅變壓器絕緣。第二章電力變壓器保護的類型2.1電力變壓器的保護類型針對電力變壓器的上述故障類型及不正常運行狀態(tài)，應對變壓器裝設相應的繼電保護裝置。其任務就是反響上述故障或異常運行狀態(tài)，并通過斷路器切除故障變壓器，或發(fā)出信號告知運行人員采取措施消除異常運行狀態(tài)。同時，變壓器保護還應能作相鄰電氣元件的后備保護故根據(jù)DL400--91"繼電保護和平安自動裝置技術(shù)規(guī)程"的規(guī)定，電力變壓器應裝設如下保護：瓦斯保護、縱連差動保護、電流速斷保護、過電流保護、零序電流保護、過負荷保護、過勵磁保護2.1.1變壓器瓦斯保護變壓器瓦斯保護是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障；當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點閉合，這時讓其作用于信號，稱為輕瓦斯保護；故障嚴重時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動作，接點閉合，這時作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護。2.1.2變壓器縱聯(lián)差動保護1〕構(gòu)成變壓器縱聯(lián)差動保護的根本原則所謂變壓器的縱聯(lián)差動保護，是指由變壓器的一次和二次電流的數(shù)值和相位進展比較而構(gòu)成的保護。縱聯(lián)差動保護裝置，一般用來保護變壓器線圈及引出線上發(fā)生的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。對于變壓器線圈的匝間短路等內(nèi)部故障，通常只作后備保護。縱聯(lián)差動保護裝置由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個電流互感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。因此，電流繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下或保護范圍外發(fā)生故障時，兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流大小相等，相位一樣，因此流經(jīng)繼電器的差電流為零，但如果在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障，流經(jīng)繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動作，使斷路器跳閘，從而起到保護作用。變壓器縱差保護是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，變壓器縱差保護的原理要求變壓器在正常運行和縱差保護區(qū)〔縱差保護區(qū)為電流互感器TA1、TA2之間的范圍〕外故障時，流入差動繼電器中的電流為零，保證縱差保護不動作。但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差保護的正確工作，就須適中選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得正常運行和外部故障時，兩個電流相等。2〕不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法1.不平衡電流產(chǎn)生的原因：

不平衡電流產(chǎn)生的原因主要有：⑴變壓器的勵磁涌流。⑵變壓器兩側(cè)電流相位不同。⑶計算變比與實際變比的不同。⑷兩側(cè)電流互感器型號不同。⑸變壓器帶負荷調(diào)整分接頭。

2.對差動保護的影響和消除方法：

⑴由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流

變壓器的勵磁涌流僅流經(jīng)變壓器的*一側(cè)，因此，它通過電流互感器反響到差動回落中不能被平衡，在正常運行情況下，此電流很小，一般不超過額定電流的2--10。在外部故障時，由于電壓降低，勵磁涌流減小，它的影響就很小。但是在變壓器空載投入和外部故障切除恢復時，由于變壓器的鐵芯嚴重飽和，勵磁電流將劇烈增大，這時出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流，可達額定電流的5—10倍。〔通常稱為勵磁涌流〕勵磁涌流中含有大量的非周期分量和高次諧波分量〔以二次諧波為主〕它不是正弦波。而是尖頂波，往往使涌流偏于時間軸的一側(cè)。勵磁涌流的大小和衰減速度、合閘瞬時外加電壓的相位鐵芯中剩磁的大小和方向、電流容量的大小、回路的阻抗、變壓器的容量和鐵芯性質(zhì)等有關(guān)系。例如，正好在電壓瞬時值為最大時合閘，就不會出現(xiàn)勵磁涌流，而只有正常時的勵磁電流。對于三相變壓器而言，無論在任何瞬間合閘，至少有兩相要出現(xiàn)程度不同的勵磁涌流。

變壓器差動保護中減小勵磁涌流影響的方法：防止勵磁涌流的影響，采用BCH型具有速飽和變流器的繼電器是國內(nèi)目前廣泛采用的一種方法。當外部故障時，所含非周期分量的最大不平衡電流能使速飽和變流器的鐵芯很快單方面的飽和，致使不平衡電流難以傳變到差動繼電器的差動線圈上，保證差動保護不會誤動。內(nèi)部故障時，速飽和變流器的一次線圈中雖然也有非周期分量，但它的衰減速度相當快，一般2個周期衰減完畢，以后變流器中通過的全是周期性的短路電流，所以繼電器能靈敏動作。鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差異，它是利用整流后的波形在動作整定值下存在時間長短來判定是內(nèi)部故障還是勵磁涌流。利用二次諧波制動，差動保護在變壓器空載投入和外部故障切除電壓恢復時，利用二次諧波進展制動，內(nèi)部故障時，利用比例制動回路躲過不平衡電流。

⑵由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流

由于變壓器通常采用Y，d11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位相差30度，即使變壓器兩側(cè)的電流大小相等，反映到差動繼電器中也回出現(xiàn)不平衡電流。為了消除這種不平衡電流的影響，可用相位補償法，通常將變壓器的星形側(cè)的三個電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個電流互感器接成星形，并適當考慮聯(lián)接方式后可把二次電流的相位校正過來。相位補償后，在互感器接成三角形側(cè)的差動一臂中，電流又增大了1.732倍。為了保證在正常運行及外部故障情況下差動回路中沒有電流，就必須將該側(cè)電流互感器的變比加大1.732倍〔在微機保護中，通過程序中的平衡系數(shù)來平衡〕，以減小二次電流，使之與另一側(cè)的電流相等。

⑶由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流

由于變壓器兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標準的變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，兩側(cè)互感器的變比與變壓器的變比很難滿足要求，此時差動回路中將有電流流過。在實際選擇互感器時，通常是根據(jù)互感器的定型產(chǎn)品來確定一個比較接近的變比。為了消除此不平衡電流，常采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器利用它的平衡線圈來消除此差電流的影響。一般平衡線圈接于保護臂電流小的一側(cè)，因為平衡線圈和差動線圈共同繞在繼電器的中間磁柱上。適中選擇平衡線圈的平衡匝數(shù)，使它產(chǎn)生懂得磁勢與差流在差動線圈中產(chǎn)生的磁勢相抵消。因此在鐵芯中沒有磁通，繼電器不可能動作。但實際上平衡線圈只能按整匝數(shù)進展選擇，所以還會有一剩余的不平衡電流存在，在整定計算時應加以考慮。

⑷由兩側(cè)電流型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流

由于變壓器兩側(cè)電流互感器的型號不同，它們的飽和特性、勵磁電流〔歸算到同一側(cè)〕也就不同，因此在外部故障時差動回路中所產(chǎn)生的不平衡電流就較大。此時應采用電流互感器的同型系數(shù)，并適當提高差動保護的動作電流。

⑸由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流

帶負荷調(diào)整分接頭是電力系統(tǒng)中采用帶負荷調(diào)壓的變壓器來調(diào)整電壓的常用方法，實際上改變分接頭就是改變變壓器的變比，假設差動保護已按*一變比調(diào)整好〔如利用平衡線圈〕，則當分接頭改變時就會產(chǎn)生新的不平衡電流流入差動回路，此時不可能再用重新選擇平衡線圈的方法來消除這個不平衡電流，為了防止不平衡電流的影響，在整定保護的動作電流時應予以考慮，通常是提高保護的動作整定值。

綜上所述，由變壓器兩側(cè)電流相位不同和計算變比與實際變比的不同產(chǎn)生的不平衡電流可適當?shù)剡x擇電流互感器二次線圈的接法和變比、以及采用平衡線圈的方法，可使其降到最小。但由勵磁涌流、互感器的型號不同和帶負荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流是不可能消除的。因此變壓器的縱差動保護必須躲過這不平衡電流的影響。不平衡電流越小，保護的靈敏度就越高，從而保證變壓器平安可靠運行。1〕電流速斷保護的原理分析電流速斷保護按被保護設備的短路電流整定，當短路電流超過整定值時，側(cè)保護裝置動作，斷路器跳閘，電流速斷保護一般沒有時限，不能保護線路全長〔為防止失去選擇性〕，即存在保護的死區(qū)．為抑制此缺陷，常采用略帶時限的電流速斷保護以保護線路全長．時限速斷的保護范圍不僅包括線路全長，而深入到相鄰線路的無時限保護的一局部，其動作時限比相鄰線路的無時限保護大一個級差．電流速斷保護的特點接線簡單，動作可靠，切除故障快，但不能保護線路全長，保護范圍受到系統(tǒng)運行方式變化的影響較大。速斷保護是一種短路保護，為了使速斷保護動作具有選擇性，一般電力系統(tǒng)中速斷保護其實都帶有一定的時限，這就是限時速斷，離負荷越近的開關(guān)保護時限設置得越短，末端的開關(guān)時限可以設置為零，這就成速斷保護，這樣就能保證在短路故障發(fā)生時近故障點的開關(guān)先跳閘，防止越級跳閘。定時限過流保護的目的是保護回路不過載，與限時速斷保護的區(qū)別在于整定的電流相對較小，而時限相對較長。這三種保護因為用途的不同，不能說各有什么優(yōu)缺點，并且往往限時速斷和定時限過流保護是結(jié)合使用的。當電流超過預定最大值時，使保護裝置動作的一種保護方式。過電流保護主要包括短路保護和過載保護兩種類型。短路保護的特點是整定電流大、瞬時動作。電磁式電流脫扣器(或繼電器)、熔斷器常用作短路保護元件。過載保護的特點是整定電流較小、反時限動作。熱繼電器、延時型電磁式電流繼電器常用作過載保護元件。在沒有太大沖擊電流的情況下，熔斷器也常用作過載保護元件。在TN系統(tǒng)中，采用熔斷器作短路保護時，熔體額定電流應小于單相短路電流的1/4；用斷路器保護時，斷路器瞬時動作或短延時動作過電流脫扣器的整定電流應小于單相短路電流的2/3。中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流，利用零序電流分量構(gòu)成保護，可以作為一種主要的接地短路保護。零序過流保護不反響三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護受電力系統(tǒng)運行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動段的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，致使零序電流保護各段的性能嚴重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。過負荷是指電氣設備或?qū)Ь€的功率和電流超過了銘牌規(guī)定值，它是設備或線路的一種運行狀態(tài)。導體、電磁鐵心、絕緣介質(zhì)在電流及其磁場的作用下都會產(chǎn)生熱量，發(fā)熱程度可以用溫度物理量來表征。正常情況下電氣設備或線路的保護裝置，在選型得當、整定值正確時，能夠過負荷設備或線路從電源切除，設備和線路不會過熱，溫度升高，就不會引發(fā)火災危險。但是，出現(xiàn)電氣設備容量或?qū)Ь€截面選擇的小，使用中負荷會增加，保護裝置拒懂，設備線路長期處于過負荷故障狀態(tài)的情況下，溫度會升高到約160度以上，絕緣軟化、老化加速，壽命縮短，由過負荷形成的過熱溫度就可能將絕緣或周圍可燃材料點燃著火。在電路中，當回路電流超過過負荷保護裝置預設值時，過負荷保護裝置自動斷開電流回路，起到保護有效負載的作用。過負荷、過電流的區(qū)別。過負荷，顧名思義就是超過了額定的負荷，即電力系統(tǒng)中用電負荷超出發(fā)電機的實際功率或變壓器的額定功率，引起設備過載。由于短時過負荷不會引起系統(tǒng)或電力設備的平安問題，但長時間會引起系統(tǒng)或電力設備本身的平安或穩(wěn)定問題，或用電設備的平安故過負荷一般保護延時作用于信號和跳閘。過電流，即大于回路導體額定載流量的回路電流都是過電流。它包括過載電流和短路電流。一定要區(qū)分高壓和低壓系統(tǒng)，這里只談前者。高壓過負荷保護，本質(zhì)上針對于設備本身的熱容量，對于高壓輸電線路，還是要針對系統(tǒng)穩(wěn)定的。一般的哇，就相當于低壓系統(tǒng)里的長延時保護，即低壓系統(tǒng)的過載保護。一般變壓器過負荷保護的整定時間也是915秒，動作電流要略大于變壓器額定電流。此外高壓電容器和電動機也可能用到過負荷保護。對線路而言一般不用。在選擇性配合及動作出口上它與設備的熱載能力進展配合，一般不會啟動重合閘，有時可能還有有聯(lián)切的設計。高壓過電流保護，一般是針對于短路故障的保護，線路出現(xiàn)了故障，但又不在速斷的保護范圍內(nèi)而設置的。如單相接地等，要求在一定的時間內(nèi)跳閘。類似于低壓系統(tǒng)里的短延時保護。在選擇性配合及動作出口上它要與相鄰裝置中針對短路故障的保護段進展配合最終出口是把保護范圍隔離出來，對于線路，有時還會啟動重合閘。一般而言，低壓系統(tǒng)不談"過電流保護〞而經(jīng)常說"短路保護〞高壓系統(tǒng)不提"過載保護〞而代之以"過負荷保護〞。過負荷保護的定值比過流保護的定值要低得多，但要大于正常負荷，防止設備過載運行，而且為了躲過設備起動電流還要參加一定的延時。當*種原因使過流保護拒動時，過負荷保護還可作為過流保護的后備。φF，激磁電流=0。式中U0是電源電壓，E0是線圈自感電勢。但是由于實際上線圈電阻雖然很小，漏磁也很小，畢竟不是0，因此，U0稍微大于E0，這個差值就造成了激磁電流不是0.

對于民用小型號小功率變壓器來說，一個40瓦的6燈電子管收音機變壓器空載時的電流只有二十幾個毫安。對于滿負荷的約200毫安來說只占十分之一左右。

當變壓器次級帶負載時，激磁電流仍然存在，還是原來則大，初級的總電流等于激磁電流+次級折算到初級的電流。

只要初級接通電源，不管空載還是帶負荷，勵磁電路總是存在的。對于雙繞組變壓器，后備保護可以只配置一套，裝于降壓變壓器的高壓側(cè)〔或升壓變壓器的低壓側(cè)〕；三繞組變壓器，后備保護可以配置兩套；一套裝于高壓側(cè)做為變壓器的后備保護，另一套裝于中壓側(cè)或低壓的電源側(cè)，作相鄰后備保護。第三章短路電流計算用標幺值計算短路電流參數(shù)，確定短路計算點，計算短路電流值。3.1畫出短路等值電路如圖3.1所示，圖3.1短路等值電路圖計算各元件電抗參數(shù)，取基準容量，基準電壓為，；基準電流為：，計算電源系統(tǒng)基準電抗的標幺值。，變壓器各側(cè)阻抗標幺值。，，線路的基準電抗標幺值。3.2短路電流計算由主接線分析可知，變壓器的主保護為一臺變壓器單獨運行為保護的計算方式，保護時，變壓器后備保護作保護線路的遠后備保護時，要校驗k3、k4兩點的靈敏系數(shù)，因此，除需要計算k1、k2兩點最大、最小運行方式短路電流外，還需計算k3、k4兩點的最小短路電流。k1點短路電流計算求k2點短路電流求k3點短路電流求k4點短路電流3.2.1保護裝置的配置〔表3.1〕表3.1變壓器保護裝置的配置序號保護名稱選擇繼電器型號1縱差保護BCH—12110kV側(cè)復合電壓啟動的過流保護DY—4，DL—11，DY—25335kV側(cè)方向過流保護LG—11，DL—114110kV側(cè)零序過電流保護DL—135氣體保護QJ—80第四章各保護裝置的保護配置與整定計算根據(jù)變壓器不同的故障和容量情況我們一般按下面介紹來選取保護方案：①當容量為0.8MAV及以上的油侵式變壓器和0.4MAV以上的車間內(nèi)油侵式變壓器，均應該安裝瓦斯保護，當油面下降的時候應該瞬時動作于跳閘信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應該動作于跳閘，使其變壓器撤除運行，到達保護目的。②當引出線、及套管內(nèi)部的短路故障，應按以下方案進展保護，保護瞬時動作于斷開變壓器的各側(cè)短路器。1〕6.3MVA以上的廠用電系統(tǒng)和并列變壓器，以及10MVA以下的廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當后備保護時限大于0.5S時，裝設電流速斷保護。對于6.3MVA以上的廠用電系統(tǒng)和并列變壓器，以及10MVA以下的廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護。對于高壓側(cè)電壓330KV及以上的變壓器，要裝設雙重差動保護。對于發(fā)電機變壓器組，當發(fā)電機與變壓器之間沒有短路時，按發(fā)電機變壓器組的方法來處理。③縱聯(lián)差動保護應符合以下要求：裝設縱聯(lián)差動保護時應該躲過變壓器的勵磁涌流和外部產(chǎn)生的不平衡電流。應該在變壓器過勵磁時不誤動作。差動保護應該考慮變壓器的套管及引出線。④對外部相間短路引起的變壓器過電流，應按照以下裝設相應的保護和后備保護。保護動作后，應帶時限動作于跳閘。過電流保護一般用于降壓變壓器，保護整定值應考慮事故可能出現(xiàn)的過負荷。負荷電壓啟動的過電流保護，一般用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器和過電流保護不符合靈敏性要求的降壓變壓器。序電流和單向式低壓啟動的過電流保護，一般用于63MVA及以上的升壓變壓器。當采用復合電壓啟動過電流保護及負序電流和單相式低壓過電流保護不能滿足靈敏性和選擇性時，可采用阻抗保護。⑤外部相間短路保護應該裝設于變壓器以下各側(cè)，各項保護的接線，應該考慮要能反映電流互感器與斷路器之間的故障。雙繞組變壓器，應裝于主電源側(cè)，根據(jù)接線情況，保護可帶一段或兩段時限，較小的時限用于縮小故障的影響范圍；較長一段用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。三繞組變壓器和自耦變壓器，宜裝設于主電源側(cè)和主負荷側(cè)，主電源側(cè)的保護應帶兩個時限，以較短的時限斷開未裝保護側(cè)的斷路器。當上述法是不符合靈敏性要求時，可在所有各側(cè)均裝設保護，各側(cè)保護應該根據(jù)選擇性的要求裝設方向元件。有分支，并接至分開運行母線端的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設保護外，還應在每個支路裝設保護。對發(fā)電機變壓器組，在變壓器低壓側(cè)，不應該另設保護，而利用發(fā)電機反響外部短路的后備保護。在廠用分支線上，應裝設單獨的保護，并使發(fā)電機的后備保護帶兩段時限，以便在外部短路時，仍能保證廠用負荷的供電。⑥對多繞組變壓器的外部相間短路保護，根據(jù)其形式及接線的不同，可按下述原則進展簡化。1〕220KV及以下三相多繞組變壓器，除主電源側(cè)外 ，其他各測保護可僅作為本測相鄰電路設備和線路的后備保護。保護對母線的各種故障應該符合靈敏性的要求。保護作為相鄰線路的遠后備時，可適當降低對保護靈敏系數(shù)的要求。⑦110KV及以上中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，如變壓器的中性點直接接地運行，對外部單相接地引起的過電流，應該裝設零序電流保護。零序電流保護可以分為兩段組成。1〕110、220KV中性點直接接地的變壓器，每段可帶兩個時限，并均以較小的時限動作縮小故障的影響范圍，或動作與本測斷路器，以較長的時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。對于自耦變壓器和高、中壓測中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應該裝設方向性元件。雙繞組及三繞組變壓器的零序過電流保護，應接到中性點引出線上的電流互感器上，零序電流方向保護也可接入高、中壓側(cè)電流互感器的零序回路。自耦變壓器的電流零序保護，應接入高、中壓側(cè)電流互感器的零序回路。當自耦變壓器斷開一側(cè)后，內(nèi)部又發(fā)生單相接地時，假設零序電流保護的靈敏性不符合要求，則可在中性點增設零序過電流保護。⑧110、220KV中性點直接接地的變壓器，如低壓側(cè)有電源的變壓器中性點可能接地運行或不接地運行時，則對于外部單相接地引起的過電流，以及對因失去接地中性點引起的電壓升高，應按以下規(guī)定裝設保護。絕緣電壓應按第⑦點的規(guī)定裝設零序電流保護，并裝設零序過電壓保護。當電力網(wǎng)單相接地且失去接地中性點時，零序過電壓保護經(jīng)0.3-0.5S時限動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。分級絕緣變壓器：a.中性點裝設放電間隙時，應按第⑦點的規(guī)定裝設零序電流保護，并增設反映零序電壓和放電間隙放電電流的零序電流電壓保護。當電力網(wǎng)單相接地且失去接地中性點時，零序過電壓保護經(jīng)0.3-0.5S時限動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。b.中性點不裝設放電間隙時，應裝設兩段零序電流保護和一套零序電流電壓保護。零序電流第一段裝設一個時限，第二段裝設兩個時限，當每組母線上至少有一臺中性點接地變壓器時，第一段和第二段的較小時限動作縮小故障的影響范圍，零序電流電壓保護用于變壓器中性點不接地時保護變壓器，其動作時限與零序保護第二段時限相配合，用于先切除中性點不接地變壓器，此時零序電流保護可采用一段，并帶一個時限。⑨一次電壓為10KV及以上繞組為星形—星形連接，低壓側(cè)中性點接地變壓器，對低壓側(cè)單相接地短路應裝設以下保護之一：接在低壓側(cè)中性線上的零序電流保護。利用高壓側(cè)的過電流保護，保護宜采用三項式，以提高靈敏性。護帶兩個時限動作于跳閘。當變壓器低壓側(cè)有分支時，宜用分支過電流保護，有選擇性的切除各分支回路故障。⑩0.4MVA及以上變壓器，當數(shù)臺并列或單獨運行，并作為其他負荷的備用電源時，應根據(jù)可能的過負荷情況，裝設過負荷保護。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護應能反映公共繞組及各側(cè)過負荷的情況。同時在過負荷保護采用單項式，帶時限動作于信號。另外在無人經(jīng)常值班的變電所，必須時過負荷可動作于跳閘或斷開局部負荷。其次對于變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應按現(xiàn)行電力變壓器標準要求，裝設可作用于信號或動作與跳閘的裝置。4.2.1縱差保護的整定計算〔1〕計算變壓器差動臂中電流，由表4.2計算可