/本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：變壓器的繼電愛護(hù)設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：所在學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)老師：2016年05月14日聲明本人慎重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行探討工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的探討成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）所涉及的探討工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人簽名：日期：年月日目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 1Abstract 2前言 3第一章緒論 41.1選題的目的 41.2選題的意義 41.3變壓器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 41.3.1變壓器的現(xiàn)狀 51.3.2變壓器的發(fā)展趨勢(shì) 61.4本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 7其次章確定變壓器的型號(hào)及類型 72.1變壓器的基本理論 72.2變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇 72.2.1變壓器容量 72.2.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào) 82.2.3配電變壓器確定 9第三章配電變壓器及其繼電愛護(hù)概述 93.1變壓器故障及不正常運(yùn)行狀態(tài) 93.2變壓器愛護(hù)設(shè)置 103.3繼電愛護(hù)相關(guān)理論學(xué)問 113.3.1繼電愛護(hù)的任務(wù) 113.3.2繼電愛護(hù)基本原理 113.3.3對(duì)繼電愛護(hù)裝置的要求 15第四章變壓器繼電愛護(hù)配置 174.1變壓器愛護(hù)配置方案 184.2短路電流計(jì)算 184.2.1短路電流計(jì)算步驟 184.3配電變壓器繼電愛護(hù) 214.3.1配電變壓器的電流速斷愛護(hù)原理 214.3.2配電變壓器瓦斯愛護(hù) 234.3.3配電變壓器的過電流愛護(hù) 244.3.4配電變壓器的過負(fù)荷愛護(hù) 30第五章變壓器繼電愛護(hù)相關(guān)校驗(yàn) 325.1常規(guī)調(diào)試及檢驗(yàn)接線的平安措施 325.2輸入系統(tǒng)檢驗(yàn) 325.3愛護(hù)裝置各邏輯功能檢查 335.3.1高壓側(cè)后備愛護(hù)校驗(yàn) 33參考文獻(xiàn) 35致謝 36變壓器的繼電愛護(hù)設(shè)計(jì)摘要變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分。它的正常和否干脆關(guān)系到電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。繼電愛護(hù)是電力系統(tǒng)及全部設(shè)備牢靠運(yùn)行的“愛護(hù)傘”，故變壓器繼電愛護(hù)配置的牢靠合理是變壓器正常運(yùn)行的重要保障。但不是每臺(tái)變壓器都須要設(shè)置全部的愛護(hù),而是依據(jù)變壓器的等級(jí)和實(shí)際運(yùn)行狀況,以《繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》為依據(jù),有選擇地實(shí)施愛護(hù)。本設(shè)計(jì)對(duì)一般10kV配電變壓器，繼電愛護(hù)進(jìn)行了愛護(hù)方式設(shè)計(jì)和愛護(hù)裝置的方案配置，同時(shí)有相關(guān)短路電流計(jì)算整定計(jì)算。依據(jù)配電變壓器在電網(wǎng)中的特點(diǎn)和運(yùn)行要求，在滿意繼電愛護(hù)“四性”要求的前提下，求得最佳方案，分別配置了瓦斯愛護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)、電流速斷愛護(hù)、過電流和過負(fù)荷愛護(hù)，最終對(duì)全套愛護(hù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本論文設(shè)計(jì)對(duì)選定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，型號(hào)，變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)及常見故障，愛護(hù)配置方案及校驗(yàn)進(jìn)行了具體的敘述。 關(guān)鍵詞：變壓器；繼電愛護(hù)；短路電流計(jì)算

ProtectiverelaydesignoftransformerAbstractTransformerisanimportantpartofpowersystem.Itisnormalornotdirectlyrelatedtothepowersystemsafeandeconomicoperation.Relayprotectionisallequipmentusedinthepowersystemandreliablerunning"umbrella",sothetransformerrelayprotectionconfigurationandreliablereasonableisanimportantguaranteeofnormaloperationoftransformer.Butnotforeachtransformerwillneedtosetupalltheprotection,butaccordingtothelevelandactualoperationofthetransformer,to"technicalspecification"relayprotectionandsafetyautomaticdeviceasthebasis,selectivelyimplementprotection.Thisdesignfortheaverage10kVdistributiontransformer,therelayprotectiondesignandwaystoprotectprotectionschemeconfiguration,relevantsettingcalculationofshort-circuitcurrentcalculation,atthesametime.Accordingtothecharacteristicsandoperationrequirementsofdistributiontransformerinthepowergrid,inmeettherequirementsofrelayprotection"foursex"underthepremiseofoptimalscheme,configuration,respectively,thegasprotection,longitudinaldifferentialprotection,currentinstantaneousfaultprotection,overcurrentandoverloadprotection,finally,afullrangeofprotectionisevaluated.Thispaperdesignsfortheselectedtransformersets,capacityandtypes,andtheabnormalrunningconditionofthetransformerandcommonfault,protectionconfigurationschemeandcheckindetail.Keywords:relayprotection；transformer；short-circuitcurrentcalculation；

前言電能和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活關(guān)系親密?，F(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及居民生活等都廣泛的利用電作為動(dòng)力、熱量、照明等能源。供電的中斷或不足，將干脆影響生產(chǎn)，造成人民生活混亂，在某些狀況下，甚至?xí)斐蓸O其嚴(yán)峻的社會(huì)性災(zāi)難。改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展刺激電網(wǎng)的快速發(fā)展，尤其是近幾年，我國(guó)各個(gè)地區(qū)出現(xiàn)的缺電現(xiàn)象干脆促進(jìn)了大規(guī)模機(jī)組的投產(chǎn)和電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的急劇加快。隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電網(wǎng)供電牢靠性的要求的不斷提高，就須要我們繼電愛護(hù)裝置發(fā)揮更重要的作用，針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障能剛好切除，確保電網(wǎng)的平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。在當(dāng)前電力電網(wǎng)中，變壓器是配電系統(tǒng)的核心，對(duì)它的繼電愛護(hù)也就成為了重中之重。電力變壓器是電力系統(tǒng)中特別重要的供電元件，為了供電的牢靠性和系統(tǒng)正常運(yùn)行，就必需視其容量的大小做相應(yīng)的繼電愛護(hù)。配電變壓器的故障又分為內(nèi)部和外部故障兩種。油箱內(nèi)部的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的線損等。外部故障有套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。變壓器發(fā)生故障，必將對(duì)電網(wǎng)和變壓器帶來危害，特殊是發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，如此，則短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致變壓器外殼局部變形、甚至引起爆炸。因此變壓器發(fā)生故障時(shí)，必需將其從電力系統(tǒng)中切除。配電變壓器繼電愛護(hù)的實(shí)現(xiàn)和配電網(wǎng)的平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是堅(jiān)毅電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容之一。作為供配電環(huán)節(jié)的重要設(shè)備組件,無論是城市低壓配電網(wǎng)變壓器,還是工業(yè)用戶供用電網(wǎng)配電變壓器,其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和愛護(hù)的牢靠性、便捷性,都是相關(guān)企業(yè)和用戶實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn)和節(jié)能減排目標(biāo)的前提條件。第一章緒論1.1選題的目的配電網(wǎng)是電力從發(fā)出,經(jīng)過輸送到供應(yīng)用戶運(yùn)用的最終一環(huán),它和用戶的關(guān)系最為緊密,對(duì)供電牢靠性和供電質(zhì)量的影響也最為干脆。傳統(tǒng)配電系統(tǒng)采納單向潮流方式供電,一旦線路中發(fā)生故障,故障線路末端用戶將很難保證不失電。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,大約80%以上的停電事故是由配電系統(tǒng)引起的。因此配電網(wǎng)的愛護(hù)限制及其自愈技術(shù)干脆關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的牢靠性、系統(tǒng)的運(yùn)行效率和終端用戶的電能質(zhì)量。事實(shí)上，隨著負(fù)荷的增長(zhǎng)、配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)困難化,傳統(tǒng)的工廠變壓器愛護(hù)在定值整定、限制運(yùn)行等方面遇到了諸多問題。1.2選題的意義電力系統(tǒng)各種電壓等級(jí)均通過電力變壓器來轉(zhuǎn)換，配電變壓器繼電愛護(hù)設(shè)計(jì)的意義在于當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異樣工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或者給出信號(hào)由值班人員消退異樣工況的根源，以減輕或避開設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。變壓器是配電網(wǎng)的主要設(shè)備,應(yīng)用面廣量大,其平安運(yùn)行干脆影響整個(gè)系統(tǒng)的牢靠性。目前,配電變壓器繼電愛護(hù)配置方面還存在很多問題,其中配電變壓器和其繼電愛護(hù)不匹配或存在動(dòng)作死區(qū),造成越級(jí)跳閘、拒動(dòng)導(dǎo)致的事故相當(dāng)多。因此,加強(qiáng)配電變壓器繼電愛護(hù)優(yōu)化配置,合理選擇愛護(hù)方案,可以提高配電變壓器繼電愛護(hù)動(dòng)作的牢靠性,有效防止主線路出口斷路器愛護(hù)誤動(dòng)。1.3變壓器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1配電變壓器的現(xiàn)狀目前，我國(guó)配電變壓器技術(shù)處于國(guó)際20世紀(jì)90年頭初的水平，少量的處于世界20世紀(jì)90年頭末的水平，和國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，還存在肯定的差距。(1)鐵心材料方面在20世紀(jì)70年頭，武漢鋼鐵公司在引進(jìn)消化汲取日本冷軋硅鋼片制造技術(shù)生產(chǎn)冷軋硅鋼片的基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)90年頭又引進(jìn)了日本高導(dǎo)磁晶粒向冷軋硅鋼片(HI-B)制造技繼電愛護(hù)測(cè)試儀器術(shù)，制造出了節(jié)能效果更好的變壓器'電力變壓器鐵心材料。但是由于產(chǎn)品數(shù)量不能滿意需求及生產(chǎn)工藝兩方面的問題，仍舊要從日本、俄羅斯以及西歐等國(guó)進(jìn)口部分冷軋硅鋼片。在研制配電變壓器鐵心用非晶合金材料方面繼電愛護(hù)測(cè)試儀器，我國(guó)于20世紀(jì)90年頭初曾由原機(jī)械部、原冶金部、原電力部、國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、原國(guó)家科委組成了特地工作組，對(duì)非晶合金鐵心材料和非晶合金鐵心變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝開展了深化探討，研制的非晶合金鐵心材料基本達(dá)到原安排指標(biāo)的要求，并于1994年試制出電壓10kV、容量160～500kVA的配電變壓器，經(jīng)電力用戶試用表明，基本達(dá)到好用化的要求。但對(duì)非晶合金材料制造工藝仍需進(jìn)一步改進(jìn)，才能達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。1998年，上海置信公司引進(jìn)了美國(guó)GE公司的制造技術(shù)，用美國(guó)非晶合金材料生產(chǎn)了非晶合金鐵心變壓器，目前已能生產(chǎn)電壓10kV、容量50～2500kVA、空載損耗34～700W之間、負(fù)載損耗在870～21500W之間的非晶合金鐵心變壓器，而且已將此種材料應(yīng)用于環(huán)氧樹脂干式變壓器上，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)非晶合金鐵心變壓器制造水平的提高。我國(guó)已有一些變壓器廠家應(yīng)用引進(jìn)非晶合金材料鐵心制造出的產(chǎn)品投入電網(wǎng)運(yùn)行。(2)工裝設(shè)備方面在20世紀(jì)80年頭以前，我國(guó)變壓專用設(shè)備技術(shù)水平，整體上是比較低的，除繞線設(shè)備有專業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)外，其余絕大部分都是企業(yè)自制的比較簡(jiǎn)潔的設(shè)備，只有少數(shù)幾家有簡(jiǎn)易的鐵心加工縱剪線。進(jìn)入20世紀(jì)80年頭變壓器行業(yè)起先引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的專用關(guān)鍵設(shè)備，如鐵心縱剪線、低頻電熱燥系統(tǒng)等。到20世紀(jì)90年頭，由于干式變壓器的大力推廣，引進(jìn)了一批環(huán)氧澆注設(shè)備和箔式繞線機(jī)，幾個(gè)大型生產(chǎn)廠還引進(jìn)了絕緣件加工中心，使我國(guó)變壓器生產(chǎn)工裝裝備水平大大提高。國(guó)內(nèi)一些專用設(shè)備廠家經(jīng)過消化汲取，也開發(fā)了縱、橫間生產(chǎn)線等專用設(shè)備，這些國(guó)產(chǎn)專用設(shè)備，其功能及主要技術(shù)參數(shù)基本達(dá)到或接近國(guó)際水平，對(duì)保證我國(guó)變壓器產(chǎn)品量，提高變壓器的技術(shù)性能，提高生產(chǎn)效率起到了至關(guān)重要的作用。(3)變壓器工藝設(shè)計(jì)方面在近20年，對(duì)110kV及以下電壓等級(jí)的油浸變壓器進(jìn)行了不少優(yōu)化設(shè)計(jì)，已逐步取代了64、73、79、86等標(biāo)準(zhǔn)，目前推行的是20世紀(jì)90年頭后期的99標(biāo)準(zhǔn)，形成了節(jié)能變壓器的新系列，使各種損耗進(jìn)一步降低，替代了高能耗產(chǎn)品的生產(chǎn)。1998年國(guó)家又進(jìn)一步明確，在電網(wǎng)中運(yùn)行的64系列、73系列老舊變壓器必需淘汰更新，按1979年標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的S7型變壓器也必需停止生產(chǎn)。1998～2001年的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)改造中大力推行的S9型配電變壓器，符合1999年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2000年起先，在兩網(wǎng)建設(shè)改造中還運(yùn)用了卷鐵心變壓器。在干式變壓器中，在自主開發(fā)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了德國(guó)、瑞士、意大利、葡萄牙等國(guó)多家公司的有關(guān)10kV、35kV干式變壓器系列的設(shè)計(jì)、制造等多種技術(shù)，并早已批量生產(chǎn)10kV、35kV干式變壓器，目前可生產(chǎn)最高電壓等級(jí)為110kV、單相容量為1.05萬kVA的干式變壓器，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到引進(jìn)的國(guó)外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。在高壓、超高壓設(shè)計(jì)方面，除開展了科技攻關(guān)、自主開發(fā)外，在進(jìn)入20世紀(jì)80年頭以來還先后引進(jìn)了日立、東芝、ABB、三菱、西門子等公司的制造技術(shù)。目前在超高壓500kV變壓器制造中，從最初的大部分依靠進(jìn)口，發(fā)展到如今可和進(jìn)口產(chǎn)品具有相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的產(chǎn)品。隨著三峽工程的建設(shè)須要，引進(jìn)的西門子公司變壓器制造技術(shù)，在三峽水電站左岸應(yīng)用的84kVA三相變壓器制造中，我國(guó)已同外商合作，每臺(tái)擔(dān)當(dāng)30%左右的制造份額;對(duì)于西門子公司設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的關(guān)鍵部分已能完全駕馭，三峽右岸所用變壓器的制造，應(yīng)用西門子技術(shù)，要求做到由國(guó)內(nèi)承制，為參與投標(biāo)創(chuàng)建了條件。1.3.2配電變壓器的發(fā)展趨勢(shì)配電變壓器中我國(guó)中小型配電變壓器最初是以絕緣油為絕緣介質(zhì)發(fā)展起來的;進(jìn)入20世紀(jì)90年頭，干式變壓器在我國(guó)才有了很快的發(fā)展[2]。(1)油浸式配電變壓器油浸式的有S9系列配電變壓器、S11系列配電變壓器、卷鐵心配電變壓器、非晶合金鐵心變壓器。為了使變壓器的運(yùn)行更加完全、牢靠，維護(hù)更加簡(jiǎn)潔，更廣泛地滿意用戶的須要，近年來油浸式變壓器采納了密封結(jié)構(gòu)，使變壓器油和四周空氣完全隔絕，從而提高了變壓器的牢靠性。目前，主要密封形式有空氣密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型變壓器的市場(chǎng)占有率越來越高，它在絕緣油體積發(fā)生變更時(shí)，由水紋油箱壁或膨脹式散熱器的彈性變形做補(bǔ)償。(2)箱式變壓器箱式變壓器具有占地少，能伸入負(fù)荷中心，削減線路損耗，提高供電質(zhì)量，選位敏捷，外形美觀等特點(diǎn)，目前在城市10kV、35kV電網(wǎng)中大量應(yīng)用。我國(guó)目前所運(yùn)用的箱式變壓器，主要是歐式箱變和美式箱變，前者變壓器作為一個(gè)單獨(dú)的部件，即高壓受電部分、配電變壓器、低壓受電部分三位一體。后者結(jié)構(gòu)分為前后兩部分，前部分為接線柜，后部分為變壓器油箱，繞組、鐵心、高壓負(fù)荷開關(guān)、插入式熔斷器、后備限流熔斷器等元器件均放置在油箱體內(nèi)。目前有些廠家，已將卷鐵心變壓器移置到箱式變壓器中，使箱式變壓器體積和質(zhì)量都有所減小，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能和低噪聲級(jí)。(3)高壓、超高壓變壓器目前，我國(guó)已具備了110kV、220kV、330kV和500kV高壓、超高壓變壓器生產(chǎn)實(shí)力[1]。超高壓變壓器的絕緣介質(zhì)仍以絕緣油為主，依據(jù)電網(wǎng)發(fā)展的須要，變壓器的生產(chǎn)技術(shù)正在不斷提高。SF6氣體絕緣高壓、超高壓變壓器正在探討開發(fā)。1.4本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容針對(duì)10kV工廠變壓器進(jìn)行變壓器繼電愛護(hù)設(shè)計(jì)。(1)設(shè)計(jì)依據(jù)，原始資料和設(shè)計(jì)范圍內(nèi)容；(2)短路電流計(jì)算；(3)繼電愛護(hù)方案分析和論證及繼電愛護(hù)配置的確定；(4)整定計(jì)算；(5)繼電愛護(hù)的相關(guān)校驗(yàn)。其次章確定變壓器的型號(hào)及類型2.1變壓器的基本理論配電電力變壓器是一種靜止的電器，指用于配電系統(tǒng)中依據(jù)電磁感應(yīng)定律變換溝通電壓和電流，具體來講將某一數(shù)值的溝通電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不等的電壓（電流）的設(shè)備[3]。其工作原理是當(dāng)一次繞組通以溝通電時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出溝通電動(dòng)勢(shì)。二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的凹凸和兩側(cè)繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小和匝數(shù)成正比。配電電力變壓器主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個(gè)表現(xiàn)功率的慣用值，它是表示傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當(dāng)對(duì)變壓器施加額定電壓時(shí)，依據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。2.2變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇2.2.1變壓器容量變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供應(yīng)，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。若容量選的小，會(huì)使變壓器長(zhǎng)期過負(fù)載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負(fù)載率在40%-70%之間，負(fù)載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長(zhǎng)，便須要增容，更換大容量的變壓器，勢(shì)必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù)。2.2.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào)1．臺(tái)數(shù)變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)依據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對(duì)供電的牢靠性和電能質(zhì)量的要求來確定，并兼顧節(jié)約電能、降低運(yùn)行造價(jià)、維護(hù)設(shè)備等因素，確定變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行仔細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。按負(fù)荷的等級(jí)和大小來說，對(duì)于帶一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級(jí)負(fù)荷較多時(shí)，應(yīng)選兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，如只有少量的一、二級(jí)負(fù)荷并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采納一臺(tái)變壓器。2．型號(hào)主變壓器的型號(hào)選擇主要考慮以下因素：1）.變電所的所址選擇；2）.建筑物的防火等級(jí)；3）.建筑物的運(yùn)用功能；4）.主要用電設(shè)備對(duì)供電的要求；5）.當(dāng)?shù)毓╇姴块T對(duì)變電所的管理體制等[4]。設(shè)置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應(yīng)實(shí)行相應(yīng)的防火措施。主變壓器安裝在地下時(shí)，依據(jù)消防要求，不得選用可燃性油變壓器，地下層一般比較潮濕，通風(fēng)條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，而宜采納環(huán)氧樹脂澆注型或者六氟化硫型變壓器，綜合所述結(jié)合具體狀況選型為S9-1000/10KV變壓器。2.2.3配電變壓器確定S9-1000/10型變壓器容量SN=800kVA電壓10.5/0.4KV，UK%=4.5。電源進(jìn)線長(zhǎng)度L為400米。和電纜線路，低壓斷路器的高壓真空斷路器的電源，低壓側(cè)出口，發(fā)送到車間去總線模式，無限大容量電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc=200MVA。表1-1S9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量（KVA）額定電壓（kV）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）短路阻抗（%）空載電流（%）變壓器連接組高壓低壓S9-1000/1080010.50.41660855061.0配電變壓器及其繼電愛護(hù)概述3.1變壓器故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)配電變壓器是電力系統(tǒng)中大量運(yùn)用的重要電氣設(shè)備，它的故障對(duì)供電牢靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)峻后果，同時(shí)大容量變壓器也是特別珍貴的元件。因此，必需依據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作牢靠的愛護(hù)。變壓器故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路。油箱內(nèi)部故障對(duì)變壓器來說是特別危急的，高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組和鐵芯，而且還會(huì)使變壓器油絕緣受熱分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)峻后果。變壓器油箱外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各種相間短路和接地故障。于此，由于油浸式變壓器的內(nèi)部和外部故障大多會(huì)產(chǎn)溫升和電弧,因此,瓦斯愛護(hù)分輕瓦斯動(dòng)作和重瓦斯動(dòng)作。前者瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào),后者延時(shí)動(dòng)作于跳閘。變壓器不正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)有：外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負(fù)荷超過其額定容量引起的過負(fù)荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過勵(lì)磁等[5]。依據(jù)變壓器型號(hào)及運(yùn)行條件選用合適的繼電愛護(hù)措施，并對(duì)愛護(hù)裝置進(jìn)行合理的整定，變壓器就能平安的運(yùn)行。配電變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流、油面降低和過勵(lì)磁等。對(duì)于上述故障和不正常工作狀態(tài)，依據(jù)DL400一91《繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下愛護(hù)：(1)為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對(duì)于0.8MVA及以上的油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護(hù)。(2)為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路，以及中性點(diǎn)干脆接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差愛護(hù)或電流速斷愛護(hù)。對(duì)于6.3MVA及以上并列運(yùn)行變壓器和10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差愛護(hù)。對(duì)于10MVA以下變壓器且其過電流時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛護(hù)[6]。當(dāng)靈敏度不滿意要求時(shí)（2MVA及以下變壓器）宜裝縱差愛護(hù)。(3)為反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差愛護(hù)（或電流速斷愛護(hù)）的后備，應(yīng)裝設(shè)過電流愛護(hù)。例如，復(fù)合電壓起動(dòng)過電流愛護(hù)或負(fù)序過電流愛護(hù)。(4)為反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路，應(yīng)裝設(shè)零序電流愛護(hù)。(5)為反應(yīng)過負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷愛護(hù)。(6)為反應(yīng)變壓器過勵(lì)磁應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁愛護(hù)。3.2變壓器愛護(hù)設(shè)置變壓器愛護(hù)分主愛護(hù)和后備愛護(hù)。主愛護(hù)是指滿意系統(tǒng)和設(shè)備平安要求，能以最快的速度有選擇地切除被愛護(hù)元件故障的愛護(hù)。對(duì)于一般的主變來講，主愛護(hù)包括：1、瓦斯愛護(hù)，具有有載調(diào)壓功能時(shí)，包含本體瓦斯和有載瓦斯兩個(gè)部分，且一般重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯報(bào)信號(hào)。2、電流速斷愛護(hù)，變壓器容量在10000kVA以下的變壓器、當(dāng)過電流愛護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5s時(shí)，用戶3kV～10kV配電變壓器的的繼電愛護(hù)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛護(hù)。后備愛護(hù)是指當(dāng)主愛護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來切除故障的愛護(hù)。后備愛護(hù)又可分為遠(yuǎn)后備愛護(hù)和近后備愛護(hù)兩種，遠(yuǎn)后備愛護(hù)是指當(dāng)主愛護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的愛護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備愛護(hù)；近后備愛護(hù)是指當(dāng)主愛護(hù)拒動(dòng)時(shí)，有本電力設(shè)備或線路的另一套愛護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備愛護(hù)。變壓器的后備愛護(hù)。一般包含：1、高壓側(cè)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流愛護(hù)；2、低壓側(cè)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流愛護(hù)；3、防衛(wèi)外部接地短路的零序電流、零序電壓愛護(hù)；4、防止對(duì)稱過負(fù)荷的過負(fù)荷愛護(hù)；5、和高壓側(cè)母線相聯(lián)的愛護(hù)：高壓側(cè)母線差動(dòng)愛護(hù)、斷路器失靈愛護(hù)；6、和低壓側(cè)母線相聯(lián)的相關(guān)愛護(hù)：低壓側(cè)母線差動(dòng)愛護(hù)等。3.3繼電愛護(hù)相關(guān)理論學(xué)問探討電力系統(tǒng)故障和危及平安運(yùn)行的異樣工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來愛護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以稱繼電愛護(hù)。3.3.1繼電愛護(hù)的任務(wù)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異樣工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消退異樣工況根源，以減輕或避開設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。3.3.2繼電愛護(hù)基本原理繼電愛護(hù)裝置的作用是起到反事故的自動(dòng)裝置的作用，必需正確地區(qū)分“正常”和“不正?！边\(yùn)行狀態(tài)、被愛護(hù)元件的“外部故障”和“內(nèi)部故障”，以實(shí)現(xiàn)繼電愛護(hù)的功能。因此，通過檢測(cè)各種狀態(tài)下被愛護(hù)元件所反映的各種物理量的變更并予以鑒別。依據(jù)反映的物理量的不同，愛護(hù)裝置可以構(gòu)成下述各種原理的愛護(hù)。1、反映電氣量的愛護(hù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流和電壓的比值(阻抗)和它們之間的相位角變更等現(xiàn)象。因此，在被愛護(hù)元件的一端裝沒的種種變換器可以檢測(cè)、比較并鑒別動(dòng)身生故障時(shí)這些基本參數(shù)和正常運(yùn)行時(shí)的差別，就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電愛護(hù)裝置。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變更的主要特征是：（1）電流增大：短路時(shí)故障點(diǎn)和電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。（2）電壓降低：當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。（3）電流和電壓之間的相位角變更：正常運(yùn)行時(shí)電流和電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時(shí)，電流和電壓之間的相位角是由線路的阻抗角確定的，一般為60°～85°，而在愛護(hù)反方向三相短路時(shí)，電流和電壓之間的相位角則是180°（-60°～-85°)[7]。（4）測(cè)量阻抗發(fā)生變更：測(cè)量阻抗即測(cè)量點(diǎn)(愛護(hù)安裝處)電壓和電流之比值，正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測(cè)量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測(cè)量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。（5）不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序重量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓重量；單相接地時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓重量。這些重量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。利用短路故障時(shí)電氣量的變更，便可構(gòu)成各種原理的繼電愛護(hù)。2、反映非電氣量的愛護(hù)如反應(yīng)溫度、壓力、流量等非電氣量變更的可以構(gòu)成電力變壓器的瓦斯愛護(hù)、溫度愛護(hù)等。3.3.3對(duì)繼電愛護(hù)裝置的要求繼電愛護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必需在技術(shù)上滿意選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和牢靠性四個(gè)基本要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電愛護(hù)，應(yīng)同時(shí)滿意四個(gè)基本要求，而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行狀況的繼電愛護(hù)裝置，這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低[8]。（1）選擇性選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電愛護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的愛護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的愛護(hù)將故障切除。（2）速動(dòng)性速動(dòng)性是指繼電愛護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以削減設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。一般必需快速切除的故障有：1)使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。2)大容量的發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障。3)中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為避開過熱不允許延時(shí)切除的故障。4)可能危及人身平安、對(duì)通信系統(tǒng)或鐵路信號(hào)造成劇烈干擾的故障。故障切除時(shí)間包括愛護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，一般快速愛護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s～0.08s，最快的可達(dá)0.01s～0.04s，一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s～0.15s，最快的可達(dá)0.02s～0.06s[14]。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行狀況的繼電愛護(hù)裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應(yīng)依據(jù)選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。（3）靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被愛護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行狀況時(shí)，愛護(hù)裝置的反應(yīng)實(shí)力。愛護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。能滿意靈敏性要求的繼電愛護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置和短路的類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動(dòng)作，即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能牢靠動(dòng)作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能牢靠動(dòng)作。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：被愛護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過愛護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：在同樣短路故障狀況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過愛護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。（4）牢靠性牢靠性包括平安性和信任性，是對(duì)繼電愛護(hù)最根本的要求。平安性：要求繼電愛護(hù)在不須要它動(dòng)作時(shí)牢靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。信任性：要求繼電愛護(hù)在規(guī)定的愛護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)當(dāng)動(dòng)作的故障時(shí)牢靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。繼電愛護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)峻危害。即使對(duì)于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，愛護(hù)不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)發(fā)生變更。以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電愛護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電愛護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著沖突。因此，在實(shí)際工作中，要依據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。繼電愛護(hù)相當(dāng)于一種在線的開環(huán)的自動(dòng)限制裝置，依據(jù)限制過程信號(hào)性質(zhì)的不同，可以分模擬型(它又分為機(jī)電型和靜態(tài)型)和數(shù)字型兩大類。對(duì)于常規(guī)的模擬繼電愛護(hù)裝置，一般包括測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。測(cè)量部分從被愛護(hù)對(duì)象輸入有關(guān)信號(hào)，再和給定的整定值比較，以推斷是否發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)；邏輯部分依據(jù)測(cè)量部分輸出量的性質(zhì)、出現(xiàn)的依次或其組合，進(jìn)行邏輯推斷，以確定愛護(hù)是否應(yīng)當(dāng)動(dòng)作；執(zhí)行部分依據(jù)前面環(huán)節(jié)推斷得出的結(jié)果子以執(zhí)行：跳閘或發(fā)信號(hào)。1、繼電愛護(hù)裝置的組成一般狀況而言，整套繼電愛護(hù)裝置由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成如圖1所示。圖1繼電愛護(hù)裝置組成圖（1）測(cè)量比較部分：測(cè)量比較部分是測(cè)量通過被愛護(hù)的電氣元件的物理參量，并和給定的值進(jìn)行比較，依據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而推斷愛護(hù)裝置是否應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)。（2）邏輯部分：邏輯部分使愛護(hù)裝置按肯定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最終確定是應(yīng)當(dāng)使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。（3）執(zhí)行輸出部分：執(zhí)行輸出部分依據(jù)邏輯傳過來的指令，最終完成愛護(hù)裝置所擔(dān)當(dāng)?shù)娜蝿?wù)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)，而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。2、工作回路要完成繼電愛護(hù)任務(wù)，除了須要繼電愛護(hù)裝置外，必需通過牢靠的繼電愛護(hù)工作回路的正確工作，才能完成跳開故障元件的斷路器、對(duì)系統(tǒng)或電力元件的不正常運(yùn)行發(fā)出警報(bào)、正常運(yùn)行狀態(tài)不動(dòng)作的任務(wù)。繼電愛護(hù)工作回路一般包括：將通過一次電力設(shè)備的電流、電壓線性地傳變?yōu)檫m合繼電愛護(hù)等二次設(shè)備運(yùn)用的電流、電壓，并使一次設(shè)備和二次設(shè)備隔離的設(shè)備，如電流、電壓互感器及其和愛護(hù)裝置連接的電纜等；斷路器跳閘線圈及和愛護(hù)裝置出口間的連接電纜，指示愛護(hù)動(dòng)作狀況的信號(hào)設(shè)備；愛護(hù)裝置及跳閘、信號(hào)回路設(shè)備的工作電源等。

第四章變壓器繼電愛護(hù)配置4.1變壓器愛護(hù)配置方案應(yīng)按以下規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的愛護(hù)裝置：①0.8MVA及以上的油浸式變壓器和0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)部故障產(chǎn)生稍微瓦斯或油面下降是應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。②對(duì)變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障，應(yīng)按以下規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的愛護(hù)裝置作為主愛護(hù)：a.對(duì)6.3MVA以下并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備愛護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛護(hù)；b.對(duì)6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷愛護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)；c.當(dāng)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)對(duì)單相接地短路靈敏性不符合要求時(shí)，可增設(shè)零序差動(dòng)愛護(hù)。③縱差動(dòng)愛護(hù)應(yīng)符合下列要求：a.應(yīng)能躲開勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流；b.差動(dòng)愛護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線，如不能包括引出線時(shí)，則應(yīng)實(shí)行快速切除故障的協(xié)助措施。④對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流，可采納下列愛護(hù)裝置作為后備愛護(hù)：a.過電流愛護(hù)，宜用于降壓變壓器，愛護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷；b.復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動(dòng)的過電流愛護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流愛護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。各項(xiàng)愛護(hù)裝置動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。⑤一次電壓為10KV及以下，線圈為星形—星形連接，低壓側(cè)中性點(diǎn)接地的變壓器，對(duì)低壓側(cè)單相接地短路應(yīng)裝設(shè)下列愛護(hù)之一：接在低壓側(cè)中性線上的零序電流愛護(hù)；利用高壓側(cè)的過電流愛護(hù)，愛護(hù)裝置宜采納三相式以提高靈敏性。愛護(hù)裝置帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。當(dāng)變壓器低壓側(cè)有分支線時(shí)，宜利用分支過電流愛護(hù)有選擇地切除各分支回路的故障。⑥0.4MVA以及上變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列接地或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的后備電源時(shí)，應(yīng)依據(jù)過負(fù)荷的狀況裝設(shè)過負(fù)荷愛護(hù)。過負(fù)荷愛護(hù)采納單相式，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。在無常常值班人員的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷愛護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。⑦對(duì)變壓器溫度上升和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。⑧為降低材料消耗，現(xiàn)代大型變壓器鐵心一般都用新型電工硅酮片制成。其額定磁密接近于飽和磁密，過電壓或低頻率時(shí)簡(jiǎn)潔引起過激磁，因此，500kV及以上的大容量變壓器以裝設(shè)過激磁愛護(hù)[9]。依據(jù)分析，對(duì)該變壓器容量SN=800kVA，電壓10/0.4kV，UK%=4.5的配電變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護(hù)、電流速斷愛護(hù)、過電流和過負(fù)荷愛護(hù)。4.2短路電流計(jì)算4.2.1短路電流計(jì)算步驟確定計(jì)算條件，畫電路圖由原始設(shè)計(jì)參數(shù)，S9-1000/10型變壓器容量SN=800kVA電壓10/0.4KV，UK%=4.5。電源進(jìn)線長(zhǎng)度L為400米，無限大容量電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc=200MVA。針對(duì)K-1、K-2兩個(gè)短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算分析，系統(tǒng)圖如圖2。圖2系統(tǒng)圖依據(jù)系統(tǒng)圖畫出等值電路，如圖3，及計(jì)算參數(shù)；圖3等值電路(3)采納標(biāo)幺值法進(jìn)行三相短路計(jì)算1)選擇基準(zhǔn)值：取2)計(jì)算短路電路中的各元件的電抗標(biāo)幺值<1>電力變壓器的電抗標(biāo)幺值取,因此<2>電路中線路的電抗標(biāo)幺值取，因此<3>電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由題可知3)計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量<1>總電抗標(biāo)幺值<2>三相短路電流周期重量有效值<3>其他三相短路電流<4>三相短路容量4)計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量<1>總電抗標(biāo)幺值<2>三相短路電流<3>其他三相短路電流<4>三相短路容量短路計(jì)算結(jié)果表如下：表3-1短路計(jì)算結(jié)果表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAK-110.410.410.426.54.63189K-245.445.449.483.56.731.54.3配電變壓器繼電愛護(hù)4.3.1配電變壓器的電流速斷愛護(hù)原理配電變壓器的電流速斷愛護(hù)是反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的愛護(hù)。對(duì)于中、小容量（10MVA以下）變壓器，可以單獨(dú)裝設(shè)單獨(dú)的電流速斷愛護(hù)，裝于變壓器的電源側(cè)，對(duì)變壓器及其引出線上各種型式的短路進(jìn)行愛護(hù)，作為變壓器防止相間短路故障的主愛護(hù)。動(dòng)作無延時(shí)，只有利用動(dòng)作電流保證愛護(hù)的選擇性，因此，動(dòng)作電流整定按躲過變壓器負(fù)荷側(cè)母線短路電流，一般應(yīng)大于變壓器額定電流3～5倍以躲過變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流，明顯電流速斷愛護(hù)動(dòng)作電流數(shù)值較大，只能愛護(hù)變壓器一部分繞組（高壓側(cè)）的相間短路故障[10]。所以都按不完全星形的兩相兩繼電器接線方式構(gòu)成。其原理接線如圖4所示。圖4電流速斷愛護(hù)電路圖(1)電流速斷愛護(hù)的整定計(jì)算按躲開變壓器負(fù)荷側(cè)出口出點(diǎn)k-2短路時(shí)的最大短路電流來整定，即；代入計(jì)算得(2)躲過勵(lì)磁涌流依據(jù)實(shí)際閱歷及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般取計(jì)算得按上兩式條件計(jì)算，選擇其中較大值作為變壓器電流速斷愛護(hù)的啟動(dòng)電流，即。(3)靈敏度校驗(yàn)按變壓器原邊d2點(diǎn)短路時(shí)，即流過變壓器k-2點(diǎn)出口處的最小短路電流校驗(yàn)，即滿意；代入公式計(jì)算得配電變壓器電流速斷愛護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)潔，動(dòng)作快速。缺點(diǎn)是只愛護(hù)變壓器的一部分。4.3.2配電變壓器瓦斯愛護(hù)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生任何一種故障時(shí)，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)峻時(shí)，油會(huì)快速膨脹并有大量氣體產(chǎn)生，此時(shí)，會(huì)有劇烈的油流和氣流沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部故障時(shí)的這一特點(diǎn)構(gòu)成的愛護(hù)稱之為瓦斯愛護(hù)。瓦斯愛護(hù)依據(jù)產(chǎn)生瓦斯?jié)舛鹊拇笮》州p瓦斯和重瓦斯愛護(hù)。輕瓦斯：變壓器內(nèi)部過熱,或局部放電,使變壓器油油溫上升，產(chǎn)生肯定的氣體,匯合于繼電器內(nèi),達(dá)到了肯定量后觸動(dòng)繼電器，發(fā)出信號(hào)；重瓦斯：變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)峻短路后，將對(duì)變壓器油產(chǎn)生沖擊，使肯定油流沖向繼電器的檔板,動(dòng)作于跳閘。瓦斯愛護(hù)的原理接線如圖5所示，氣體繼電器1上觸電為輕瓦斯愛護(hù)，動(dòng)作后發(fā)出延時(shí)信號(hào)。繼電器的下觸點(diǎn)為重瓦斯愛護(hù)，動(dòng)作后經(jīng)信號(hào)繼電器2起動(dòng)出口中間繼電器3，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。由于重瓦斯反應(yīng)油流流速的大小而動(dòng)作，而油流的流速在故障中往往很不穩(wěn)定，所以重瓦斯動(dòng)作后必需有自保持回路，以保證斷路器能牢靠跳閘，為了防止變壓器在換油或進(jìn)行氣體繼電器試驗(yàn)時(shí)誤動(dòng)作，可通過連接片將重瓦斯短暫接到信號(hào)回路運(yùn)行[13]。圖5瓦斯愛護(hù)電路圖瓦斯愛護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作快速、靈敏度高、安裝接線簡(jiǎn)潔、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。其缺點(diǎn)則是不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。因此瓦斯愛護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主愛護(hù)，通常是將瓦斯愛護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)協(xié)作共同作為變壓器的主愛護(hù)。4.3.3配電變壓器的過電流愛護(hù)反應(yīng)相間短路電流增大而動(dòng)作的過電流愛護(hù)作為變壓器的后備愛護(hù)。為滿意靈敏度要求、可裝設(shè)過電流愛護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)，負(fù)序過電流愛護(hù)，甚至阻抗愛護(hù)[11]。1、配電變壓器相間短路過電流愛護(hù)簡(jiǎn)潔過電流愛護(hù)裝置的起動(dòng)電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定。具體問題應(yīng)作如下考慮：（1）對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器時(shí)所出現(xiàn)的過負(fù)荷。當(dāng)變壓器的容量相同時(shí)，可按下列公式計(jì)算代入計(jì)算得（2）對(duì)降壓變壓器應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流。過電流愛護(hù)的動(dòng)作電流為代入數(shù)據(jù)得愛護(hù)裝置的靈敏度校驗(yàn)代入計(jì)算得過電流愛護(hù)作為變壓器的近后備愛護(hù)，靈敏系數(shù)要求大于1.5，遠(yuǎn)后備愛護(hù)的靈敏系數(shù)大于1.2。愛護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比出線的第III段愛護(hù)動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)1個(gè)時(shí)限階段。過電流愛護(hù)裝置應(yīng)裝于變壓器的電源側(cè)，采納完全星形接線，其單相原理接線如圖6所示。愛護(hù)動(dòng)作后，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。圖6過電流愛護(hù)電路圖2、低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)當(dāng)過電流愛護(hù)不能滿意靈敏度要求時(shí)可采納低壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)。只有電壓測(cè)量元件和電流測(cè)量元件同時(shí)動(dòng)作后才能起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)預(yù)定的延時(shí)發(fā)出跳閘脈沖。低壓測(cè)量元件的作用是保證外部故障切除后電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)不動(dòng)作，因而電流元件的起動(dòng)電流按躲開變壓器的額定電流整定，不再考慮自起動(dòng)系數(shù)。代入計(jì)算得低電壓元件的起動(dòng)值應(yīng)小于在正常運(yùn)行狀況下母線可能出現(xiàn)的最低工作電壓。同時(shí)，在外部故障切除后電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)過程中，愛護(hù)必需返回。依據(jù)運(yùn)行閱歷，低電壓繼電器的動(dòng)作電壓為代入計(jì)算得電壓元件的靈敏度代入計(jì)算得對(duì)于升壓變壓器，假如低電壓繼電器只接在一側(cè)電壓互感器，當(dāng)另一側(cè)短路時(shí)，往往靈敏度不夠，此時(shí)可采納兩套低電壓元件分別接在變壓器兩側(cè)的電壓互感器上。兩級(jí)電壓繼電器的接點(diǎn)并聯(lián)。為防止電壓互感器二次斷線低電壓繼電器誤動(dòng)，應(yīng)加裝電壓互感器斷線監(jiān)視繼電器發(fā)出斷線信號(hào)。圖7低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)電路圖3、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)原理接線如圖8所示，它由負(fù)序電壓濾過器、過電壓繼電器及低電壓繼電器組成復(fù)合電壓起動(dòng)回路。當(dāng)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電壓，過壓繼電器動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)斷開低電壓繼電器的電壓線圈回路，使加于低電壓繼電器線圈上的電壓變?yōu)榱?，低電壓繼電器動(dòng)作，低壓閉鎖開放。若電流繼電器也動(dòng)作，則起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)預(yù)定延時(shí)發(fā)出跳閘脈沖。負(fù)序過電壓繼電器整定值較低，不對(duì)稱短路時(shí)靈敏度較高。圖8復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)電路圖在正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓沒有負(fù)序重量，所以負(fù)序電壓繼電器KVZ的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，將線電壓加入低電壓繼電器KV的線圈上，KV動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，愛護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)外部發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流起動(dòng)元件KA動(dòng)作，負(fù)序電壓繼電器中的負(fù)序電壓濾過器KUG輸出負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器KVZ動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，低電壓繼電器KV線圈失磁，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)中間繼電器KC的線圈，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，經(jīng)過其整定時(shí)限后，KT的延時(shí)觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)出口中間繼電器KCO，將變壓器兩側(cè)斷路器1QF、2QF跳閘，切斷故障電流。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，低電壓繼電器KV線圈失磁而返回，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，同時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，按低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)的方式，作用于1QF、2QF跳閘。（1）復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)的整定計(jì)算1）電流元件的動(dòng)作電流和低壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)中的電流元件的動(dòng)作整定值相同。低電壓元件的動(dòng)作電流為式中——變壓器額定電壓。低壓元件的靈敏度為式中——相鄰元件末端三相金屬性短路時(shí)，愛護(hù)安裝處的最大線電壓；——低壓元件的返回系數(shù)。2)負(fù)序電壓元件的動(dòng)作元件的動(dòng)作電壓按避開正常運(yùn)行的不平衡負(fù)序電壓整定。其起動(dòng)電壓U2op取為負(fù)序電壓元件靈敏度為式中Uk2.min——相鄰元件末端不對(duì)稱短路故障時(shí)的最小負(fù)序電壓。3）方向元件的整定：①三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，在高壓側(cè)和中壓側(cè)加功率方向元件，其方向可指向該側(cè)母線；②高壓及中壓側(cè)有電源或三側(cè)均有電源的三繞組降壓變壓器的聯(lián)絡(luò)變壓器，在高壓側(cè)和中壓側(cè)加功率方向元件，其方向宜指向變壓器。4）動(dòng)作時(shí)限按大于相鄰主變壓器后備愛護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定。5）相間方向元件的電壓可取本側(cè)或?qū)?cè)的，取對(duì)側(cè)的，兩側(cè)繞組接線方式應(yīng)一樣。6）復(fù)合電壓元件可取本側(cè)的，也可取變壓器各側(cè)“或”的方式。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，也會(huì)短時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓。負(fù)序電壓使繼電器動(dòng)作，起動(dòng)低電壓繼電器。低電壓繼電器接點(diǎn)返回起動(dòng)中間繼電器，閉鎖開放。由于低電壓繼電器返回電壓較高。三相短路后，若母線電壓低于低電壓繼電器的返回電壓，則低電壓繼電器不會(huì)返回。由此可見，復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)在不對(duì)稱短路時(shí)低電壓繼電器閉鎖靈敏度高，而在三相對(duì)稱短路時(shí)，將其靈敏度提高幾個(gè)低電壓繼電器的返回系數(shù)，一般為1.15～1.2倍[12]。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)的電流元件和低電壓元件的整定同低壓閉鎖過電流愛護(hù)。負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓依據(jù)運(yùn)行閱歷為靈敏度校驗(yàn)和上述兩種過電流愛護(hù)相同。當(dāng)采納低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)，電壓元件不滿意靈敏度要求時(shí)，采納復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)。這種愛護(hù)方式靈敏度高，接線簡(jiǎn)潔，故應(yīng)用比較廣泛。若低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不滿意要求，可采納復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)。電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)的過電流愛護(hù)的原理圖和低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)基本相同，不同的是用一個(gè)低電壓繼電器和一個(gè)負(fù)序電壓繼電器代替了低電壓起動(dòng)的過電流愛護(hù)中的三個(gè)低電壓繼電器，使得愛護(hù)的靈敏度提高了很多。負(fù)序電壓繼電器由負(fù)序電壓濾過器和一個(gè)低電壓繼電器構(gòu)成。（2）負(fù)序電壓濾過器負(fù)序電壓濾過器從三相電壓中取出負(fù)序電壓重量。由電阻、電容構(gòu)成的單相式負(fù)序電壓濾過器應(yīng)用廣泛，其原理接線如圖所示。濾過器的輸入端接UABY和UBC。由于線電壓不包含零序重量，所以，從輸入端即避開了零序重量電壓進(jìn)入濾過器，為了避開正序電壓通過濾過器，兩個(gè)阻抗臂的參數(shù)應(yīng)取為,,濾過器的輸出電壓為當(dāng)輸入正序電壓時(shí)，濾過器的相量圖如圖所示。因?yàn)?，電流超前。因?yàn)?，電流超前。滯后，和同相。因，故?dāng)輸入負(fù)序電壓時(shí)，滯后，由圖可見，,故由于，且，因此，，得（1-10）濾過器的輸出電壓和輸入的負(fù)序電壓成正比，相位超前輸入A相負(fù)序電壓。事實(shí)上，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓濾過器仍有一個(gè)不平衡電壓輸出。產(chǎn)生不平衡電壓的緣由主要是各阻抗元件參數(shù)的誤差及輸入電壓中有諧波重量。由于5次諧波屬負(fù)序性質(zhì)，它可以通過濾過器。通常在濾過器的輸出端加設(shè)5次諧波濾過器，消退5次諧波的影響。4.3.4配電變壓器的過負(fù)荷愛護(hù)配電變壓器過負(fù)荷電流大多數(shù)是三相對(duì)稱，過負(fù)荷愛護(hù)裝置只采納一個(gè)電流繼電器接于一相電流回路中，經(jīng)過較長(zhǎng)的延時(shí)后發(fā)出信號(hào)。對(duì)于三繞組變壓器，三側(cè)都裝有過負(fù)荷起動(dòng)元件，對(duì)于雙繞組變壓器，過負(fù)荷愛護(hù)應(yīng)裝于電源側(cè)。原理接線圖如下圖9所示。變壓器過負(fù)荷愛護(hù)反映變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流。愛護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。過負(fù)荷愛護(hù)的安裝側(cè)，應(yīng)依據(jù)愛護(hù)能反映變壓器各側(cè)繞組可能過負(fù)荷狀況來選擇：（1）對(duì)于雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)側(cè)。（2）對(duì)一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源側(cè)。（3）對(duì)三側(cè)有電源側(cè)電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均裝。（4）對(duì)于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。（5）對(duì)兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。過負(fù)荷愛護(hù)的整定計(jì)算：過負(fù)荷愛護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流進(jìn)行整定代入計(jì)算得圖9過負(fù)荷圖9過負(fù)荷愛護(hù)電路圖配電變壓器繼電愛護(hù)相關(guān)校驗(yàn)5.1常規(guī)調(diào)試及檢驗(yàn)接線的平安措施(1)將檢驗(yàn)工作中須要退出的壓板（特殊是跳各側(cè)分段斷路器壓板、啟動(dòng)失靈壓板、母差愛護(hù)屏跳主變高壓側(cè)的壓板）填入繼電愛護(hù)平安措施票，然后退出壓板。(2)查閱愛護(hù)直流回路圖、端子排圖和現(xiàn)場(chǎng)接線，將主變愛護(hù)高壓側(cè)（斷路器啟動(dòng)失靈回路、解失靈電壓閉鎖回路的端子排號(hào)、兩側(cè)接線編號(hào)一一對(duì)應(yīng)具體記入繼電愛護(hù)平安措施票，然后一人將端子排上接二次電纜的芯線解開并經(jīng)絕緣包扎好，