35KV變電站主變保護(hù)設(shè)計(jì)論文正文

1、. .緒 論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(yùn)行對(duì)于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對(duì)供電的可靠性，以與電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時(shí)大容量電力變壓器的造價(jià)也十分昂貴。由于絕緣的老化或風(fēng)雪雷電，以與設(shè)備的缺陷、設(shè)計(jì)安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)?shù)仍?，因此?duì)電力變壓器可能發(fā)生的各種故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析是十分重要的。電力變壓器的保護(hù)裝置大約有瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)、電力變壓器的溫度保護(hù)、相間短路的后備保護(hù)等等。在變壓器油箱常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對(duì)地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱發(fā)生的任何一個(gè)故障時(shí)，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油與其他絕

2、緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時(shí)，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱部的故障時(shí)的這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護(hù)裝置，稱之為瓦斯保護(hù).瓦斯保護(hù)用來反映變壓器油箱部的短路故障以與油面降低，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。 縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)用于反映電力變壓器繞組、套管與引出線發(fā)生的故障，其保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器相間短路的后備保護(hù)。相間短路的后備保護(hù)用于反映外部相間短路引起的變壓器過電流，同時(shí)作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)，

3、其動(dòng)作時(shí)限按電流保護(hù)的階梯形原則來整定，延時(shí)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器。當(dāng)變壓器的冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生外部短路和過負(fù)荷時(shí)，變壓器的油溫將生高。變壓器的油溫越高，油的劣化速度越快，使用年限少。當(dāng)油溫達(dá)115150時(shí)劣化更明顯，以致不能使用。油溫越高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影香其壽命。電力變壓器相間短路的后備保護(hù)可根據(jù)變壓器容量的大小和保護(hù)裝置對(duì)靈敏度的要求，采用過電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)等方式。對(duì)于單側(cè)電源的變壓器保護(hù)裝置安裝在變壓器電源側(cè)，即作為變壓器本身故障的后備保護(hù)，又反映變壓器外部短路引起的過電流。熟練的掌握這些繼電保護(hù)裝置與保護(hù)裝置的整定計(jì)算

4、是十分重要的。因此，需要有專門的技術(shù)為電力系統(tǒng)建立一個(gè)安全保障體系，其中最重要的專門技術(shù)就是繼電保護(hù)技術(shù)。這樣就可能保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第1章 電力變壓器的繼電保護(hù)1.1電力變壓器的故障類型與保護(hù)措施1.1.1 電力變壓器故障與不正常運(yùn)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(yùn)行對(duì)于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對(duì)供電的可靠性，以與電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時(shí)大容量電力變壓器的造價(jià)也是十分昂貴。因此本節(jié)針對(duì)電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，然后重點(diǎn)研究應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置，以與保護(hù)裝置的整定計(jì)算。變壓器的部故障可分為油箱故障和油箱外故障兩類，油箱故障主要

5、包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路與經(jīng)鐵芯燒毀等。變壓器油箱的故障十分危險(xiǎn)，由于變壓器充滿了變壓器油，故障時(shí)的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性氣體（瓦斯），很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常和運(yùn)行狀態(tài)主要有外部相間短路、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，以與過電壓、過礪磁等。1.1.2 電力變壓器繼電保護(hù)的配置為了保證電力變壓器的安全運(yùn)行，根據(jù)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的運(yùn)行條例，針對(duì)變壓器的上述故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1瓦斯保護(hù)。

6、800KVA與以上的油浸式變壓器的400KVA以上的車間油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來反映變壓器油箱部的短路故障以與油面降低，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。2縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。6300KVA與以上并列運(yùn)行的變壓器，10000KVA與以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中6300KVA與以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。10000KVA與以下的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于0.5。對(duì)于2000KVA以上的變壓器,當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí),也應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)?？v差保護(hù)或電流速斷保護(hù)用于反映

7、電力變壓器繞組、套管與引出線發(fā)生的故障，其保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器相間短路的后備保護(hù)。相間短路的后備保護(hù)用于反映外部相間短路引起的變壓器過電流，同時(shí)作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限按電流保護(hù)的階梯形原則來整定，延時(shí)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器。3相間短路的后備保護(hù)的形式較多，過電流保護(hù)和低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于中、小容量的降壓變壓器；復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，以與過電流保護(hù)靈敏度不能滿足要求的降壓變壓器；6300KVA與以上的升壓變壓器，應(yīng)采用負(fù)序電流保護(hù)與單相式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；對(duì)大容量升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)

8、絡(luò)變壓器，為了滿足靈敏度要求，還可以采用阻抗保護(hù)。4過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)裝高過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)通常只裝設(shè)在一相其動(dòng)作進(jìn)限較長。延時(shí)動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。5其他保護(hù)。高壓側(cè)電壓為500KV與以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流升高，應(yīng)裝設(shè)變壓器過勵(lì)磁保護(hù)。對(duì)變壓器溫度和油箱壓力升高，以與冷卻系統(tǒng)故障，按變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。1.2電力變壓器的瓦斯保護(hù)在變壓器油箱常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對(duì)地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱發(fā)生的任何一個(gè)故障時(shí)，由于短路

9、電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油與其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時(shí)，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱部的故障時(shí)的這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護(hù)裝置，稱之為瓦斯保護(hù).1.2.1 氣體繼電器的構(gòu)成和動(dòng)作原理瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中的氣體繼電器構(gòu)成的，如圖1-1所示。為了不妨礙氣體的流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面應(yīng)具有1%1.5%的坡度，通往氣體繼電器的連接管具有2%4%的坡度，安裝油枕一側(cè)方向向上傾斜。這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生部故障

10、時(shí)，可使氣流容易進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋。在瓦斯保護(hù)繼電器，上部是一個(gè)密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時(shí)，繼電器充滿油，浮筒浸在油，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開的。當(dāng)變壓器部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲(chǔ)油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時(shí)信號(hào)，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱壓力瞬時(shí)突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻

11、力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動(dòng)作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號(hào)。目前大多采用QJ-80型繼電器，其信號(hào)回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，即指因各種原因造成繼電器上開口杯的信號(hào)回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。QJ180型氣體繼電器分輕瓦斯和重瓦斯兩部分。輕瓦斯部分主要是由開口杯、固定在開口杯上的永磁鐵、干簧觸點(diǎn)構(gòu)成的。重瓦斯部分主要有擋板、固定在擋板的磁鐵、重瓦斯干簧觸點(diǎn)與流速整定螺桿構(gòu)成。當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，氣體

12、繼電器充滿了油，開口杯也充滿了油，由于開口杯在游重力所產(chǎn)生的力矩比平衡重錘產(chǎn)生的力矩小，因此開口杯處于向上翹起狀態(tài)。與開口杯固定在一起的永磁鐵處于遠(yuǎn)離輕瓦斯干簧位置，所以該干簧觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。當(dāng)變壓器部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生不少氣體，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，使繼電器的油面緩慢下降，當(dāng)油面降到低于開口杯時(shí)，開口杯在空氣中重力加上杯油的重力所產(chǎn)生的力矩，大于平衡重錘所產(chǎn)生的力矩，于是開口杯落下來，使固定在開口杯上的永磁鐵接近干簧觸點(diǎn)。當(dāng)氣體積聚到一定容積時(shí)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。可通過改變輕瓦斯觸點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積在250300cm3的圍調(diào)整。正常情況下，重瓦斯擋板在彈簧的作用下垂直位置

13、，固定在擋板的永久磁鐵遠(yuǎn)離重瓦斯干簧觸點(diǎn)。當(dāng)變壓器油箱發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，油氣流沖擊擋板的力量大于彈簧的彈力時(shí)，擋板傾斜了一個(gè)角度，使固定在擋板上的永久磁鐵靠近重瓦斯的干簧觸點(diǎn)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出跳閘脈沖。重瓦斯動(dòng)作的油流速度可利用流速整定螺桿，在0.71.5m/s的圍調(diào)整。值得注意是，變壓器初次投入運(yùn)行時(shí)，由于換油等工作，油中混入少量的氣體，經(jīng)過一斷時(shí)間后，這些氣體又從油中分離出來，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，迫使開口杯下降，使輕瓦斯動(dòng)作。此時(shí)，可以通過氣體繼電器頂部放氣閥將氣體放出。在故障發(fā)生后，為了便于分析故障原因與其性質(zhì)，可以通過放氣閥收集氣體，以便化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。1.2.2 瓦斯

14、保護(hù)的原理接線瓦斯保護(hù)的原理接線如圖12所示。氣體繼電器的輕瓦斯觸點(diǎn)KG1由開口杯控制，構(gòu)成輕瓦斯保護(hù)，其動(dòng)作后發(fā)出警報(bào)信號(hào)，重瓦斯觸點(diǎn)KG2由擋板控制，構(gòu)成重瓦斯保護(hù)，其動(dòng)作或經(jīng)信號(hào)發(fā)生器KS啟動(dòng)出口中間繼電器KCO，KCO的兩端觸點(diǎn)分別使斷路器1QF、2QF跳閘，從而切斷故障電流。為了防止變壓器嚴(yán)重故障時(shí)因油速不穩(wěn)定，造成重瓦斯觸點(diǎn)時(shí)通時(shí)斷的不可靠動(dòng)作，必須選用帶自保持電流線圈的出口中間繼電器KCO。在保護(hù)動(dòng)作后，借助于斷路器的輔助觸點(diǎn)1QF1和2QF1來接觸出口回路的自保持。在變壓器加油或換油后與氣體繼電器試驗(yàn)時(shí)，為了防止重瓦斯誤動(dòng)作，可以利用切片XB，使重瓦斯暫時(shí)改接到信號(hào)位置，只發(fā)信

15、號(hào)。瓦斯保護(hù)具有靈敏度高，動(dòng)作迅速，接線簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于瓦斯保護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，所以通常是將瓦斯保護(hù)與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)配合作為變壓器的主保護(hù)。1.3 電力變壓器的縱差保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線與套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是按比較被保護(hù)的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè)各裝設(shè)一組電流互感TA1、TA2，其二次側(cè)按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動(dòng)繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，見圖1-3。變壓器的縱

16、差保護(hù)與輸電線的縱聯(lián)差動(dòng)相似，工作原理一樣，但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為了保證變壓器縱差保護(hù)的正常運(yùn)行，必須選擇好適應(yīng)變壓器兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，保證變壓器在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)兩側(cè)的二次電流等。其保護(hù)圍為兩側(cè)電流互感TA1、TA2之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、套管與引出線等。從圖1-3可見，正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，流過差動(dòng)繼電器的電流為，在理想的情況下，其值等于零。但實(shí)際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。變壓器部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為，即為短路點(diǎn)的短路電流。當(dāng)該電流大于KD的動(dòng)作電流時(shí)，KD動(dòng)作。由于變壓器各側(cè)額定電壓

17、和額定電流不同，因此，為了保護(hù)其縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，必須適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，使得正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路沒有電流。如圖1-3中，應(yīng)使 （1-1） 式中高壓側(cè)電流互感器的變比；低壓側(cè)電流互感器的變比。 式（1-1）說明，要實(shí)現(xiàn)雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。因此，在變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中，要實(shí)現(xiàn)兩側(cè)電流的正確比較，必須先考慮變壓器變比的影響。實(shí)際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式與勵(lì)磁涌流等因素的影響，即使?jié)M足式（1-1）條件，差動(dòng)回路中仍回流過一定的不平衡電流, 越大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流也越大，差動(dòng)保護(hù)靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)

18、差動(dòng)保護(hù)的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響。1.3.1變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)最明顯的特點(diǎn)是不平衡電流的因素很多?，F(xiàn)對(duì)不平衡電流產(chǎn)生的原因與減少或消除其影響的措施分別討論如下：1兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于變壓器兩側(cè)的額定電壓不同，所以，其兩側(cè)電流互感器的型號(hào)也不會(huì)一樣。它們的飽和特性和勵(lì)磁電流（歸算到同一側(cè)）都是不一樣的。因此，在變壓器的差動(dòng)保護(hù)中將引起比較大的不平衡電流。在外部短路時(shí)，這種不平衡電流可能會(huì)很大。為了解決這個(gè)問題，一方面，應(yīng)按10%誤差的要求選擇兩側(cè)的電流互感器，以保證在外部短路的情況下，其二次電流的誤差不超過10%。另外一方面，

19、在確定差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)，引入一個(gè)同型系數(shù)Kst來消除互感器不同的影響。當(dāng)兩側(cè)電流互感器的型號(hào)一樣時(shí)，取=0.5，當(dāng)兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同時(shí)，取=1。這樣，當(dāng)兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同時(shí)，實(shí)際上是采用較大的值來提高縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，以躲開不平衡電流的影響。2. 電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比不同時(shí)的影響與其平衡辦法由于電流互感器選用的是定型產(chǎn)品，而定型產(chǎn)品的變比都是標(biāo)準(zhǔn)化的，這就出現(xiàn)電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)際變比不完全相符的問題，以致在差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流。為了減少不平衡電流對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響，一般采用自耦變流器或利用差動(dòng)繼電器的平衡線圈予以補(bǔ)償，自耦變流器通常是接在二次電流較小的一

20、側(cè)，如圖1-4（a）所示，改變自耦變流器TBL的變比，使得在正常運(yùn)行狀態(tài)下接入差動(dòng)回路的二次電流相等，從而補(bǔ)償了不平衡電流。磁勢平衡法接線如圖1-4（b）所示，通過選擇兩側(cè)的平衡繞組Wb1 ，Wb2匝數(shù)，并使之滿足關(guān)系 （1-2）式中差動(dòng)繞組；、平衡繞組。 滿足式（1-2），則差動(dòng)繼電器鐵芯的磁化力為零，從而補(bǔ)償了不平衡電流。實(shí)際上，差動(dòng)繼電器平衡線圈只有整數(shù)匝可供選擇，因而其鐵芯的磁化力不會(huì)等于零，仍有不平衡電流，這可以保護(hù)的整定計(jì)算中引入相對(duì)誤差系數(shù)加以解決。3 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流電力系統(tǒng)中常用帶負(fù)荷調(diào)整變壓器分接頭的方法來調(diào)整系統(tǒng)電壓。調(diào)整分接頭實(shí)際上就是改變變壓器

21、的變比，起結(jié)果必然將破壞電流互感器二次電流的平衡關(guān)系，產(chǎn)生了不平衡電流。由于變壓器分接頭的調(diào)整是根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的要求隨時(shí)都可能進(jìn)行的，所以在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中不可能采用改變平衡繞組匝數(shù)的方法來加以平衡。因此，在帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器差動(dòng)保護(hù)中，應(yīng)在整定計(jì)算中加以考慮，即用提高保護(hù)動(dòng)作電流的方法來躲過這種不平衡電流的影響。4.變壓器接線組別的影響與補(bǔ)償措施（1）常規(guī)保護(hù)相位補(bǔ)償方法。三相變壓器的接線組別不同時(shí)，其二側(cè)的電流相位關(guān)系也不同。以常用的Y，d11接線的電力變壓器為例，它們兩側(cè)的電流之間就存在著300的相位差。這時(shí)，即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流大小相等，也會(huì)在差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流IUNB。

22、為了消除這種不平衡電流的影響，就是必須消除縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中兩臂電流的相位差。通常都是采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ磳⒆儔浩餍切徒泳€一側(cè)電流互感器的二次的繞組接成三角形，而將變壓器的三角形側(cè)電流互感器的二次繞組接成星型，以便將電流互感器二次電流的相位校正過來。采用了這樣的相位補(bǔ)償后，Y，d11接線變壓器差動(dòng)保護(hù)的接線方式與其有關(guān)電流的相量圖，如圖1-5所示。圖1-5中、分別表示變壓器星形側(cè)的三個(gè)線電流，和它們對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流為、.由于電流互感器的二次繞組為三角形接線，所以加入差動(dòng)臂的電流為 它們分別超前于、相角為300，如圖1-5（b）所示。在變壓器的三角形側(cè)，其三相電流分別為、,相位分別超前、3

23、00。因此該側(cè)電流互感器輸出電流、與、同相位。所以流入差動(dòng)臂的三個(gè)電流就是它們的二次電流、和。、和分別與高壓側(cè)加入差動(dòng)臂的三個(gè)電流、和同相，這就使Y，d11變壓器兩側(cè)電流的相位得到了校正，從而有效的消除了因兩側(cè)電流的相位不同而引起的不平衡電流。若僅從相位補(bǔ)償角度出發(fā)，也可以將變壓器三角形側(cè)電流互感器二次繞組接成三角形。如果采用這種相位補(bǔ)償措施，若變壓器高壓側(cè)采用中性點(diǎn)接地的工作方式時(shí)，當(dāng)差動(dòng)回路外部發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，變壓器高壓側(cè)差動(dòng)回路中將有零序電流，而變壓器三角形無零序分量，使不平衡電流加大。因此，對(duì)于常規(guī)變壓器差動(dòng)保護(hù)是不允許采用變壓器低壓進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)慕泳€方式。 采用相位補(bǔ)償接線后

24、，在電流互感器繞組接成三角形的一側(cè)，流入差動(dòng)臂中的電流要比電流互感器的二次電流大 倍。為了在正常工作與外部故障時(shí)使差動(dòng)回路中兩側(cè)的電流大小相等，可通過適當(dāng)選擇電流互感器變比解決，考慮到電流互感器二次額定電流為5A，則 （1-3） 而變壓器三角形側(cè)電流互感器的變比為 （1-4）式中變壓器繞組接成星形側(cè)的額定電流；變壓器繞組接成三角形側(cè)的額定電流。 根據(jù)式中（1-3）和式（1-4）的計(jì)算結(jié)果，選定一個(gè)接近并稍大于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)變比。（2） 微機(jī)保護(hù)相位補(bǔ)償方法。由于微機(jī)保護(hù)軟件計(jì)算的靈活性，允許變壓器各側(cè)的電流互感器二次側(cè)都按Y形接線，也可以按常規(guī)的接線方式。當(dāng)兩側(cè)都采用Y形接線時(shí)，在進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算時(shí)

25、由軟件對(duì)變壓器Y側(cè)電流進(jìn)行補(bǔ)償與電流數(shù)值補(bǔ)償。如變壓器Y側(cè)二次三相電流采樣值為、，則軟件按下式可求得用作差動(dòng)計(jì)算的三相電流、。用軟件實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償，則變壓器星形側(cè)相位補(bǔ)償式為 （1-5）經(jīng)軟件相位轉(zhuǎn)化后的Iar、Ibr、Icr就與低壓側(cè)的電流Iad、Ibd、Icd同相位了，相位關(guān)系如圖1-5（b）所示。但是1-5（b）相量圖不同的是，按式（1-5）進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)也進(jìn)行了數(shù)值補(bǔ)償。（3）提高變壓器高壓側(cè)單相接地短路差動(dòng)保護(hù)靈敏度的方法。如WBH-100微機(jī)型變壓器成套保護(hù)裝備，對(duì)Y，d11變壓器差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器接線的要：可以采用完全星形接線方式，也可以采用常規(guī)接線方式。差動(dòng)用的電流互感器

26、采用完全星形接線斷線，只能判斷引出線斷線。顯然，差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器采用完全星形接線較采用常規(guī)接線有其優(yōu)越性，應(yīng)推廣才用。由軟件在變壓器高壓側(cè)實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償?shù)哪康呐c常規(guī)補(bǔ)償電磁型構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)的作用一樣。但是，采用變壓器高壓側(cè)進(jìn)行相位補(bǔ)償后，當(dāng)在變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，差動(dòng)回路不僅反映零序分量電流，保護(hù)的靈敏度將受到影響。為了解決這一缺點(diǎn)，相位補(bǔ)償可以在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行，變壓器高壓側(cè)仍用星型接線。如圖1-6所示，在變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路與在保護(hù)區(qū)外發(fā)生單相短路流過差動(dòng)回路高壓側(cè)電流互感器的零序電流與變壓器中性點(diǎn)零序電流互感器的零序電流分量的方向不同。即采用變壓器星形側(cè)電流互感

27、器中性點(diǎn)零序電流的補(bǔ)償方式，在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行相位補(bǔ)償。差動(dòng)保護(hù)在變壓器高壓側(cè)加入差動(dòng)臂的電流為 （1-6）式中 Iar、Ibr、Icr星形側(cè)加入差動(dòng)臂電流； IaY、IbY、IcY星形側(cè)電流互感器二次電流； In變壓器中性點(diǎn)零序電流。變壓器低壓側(cè)相位補(bǔ)償?shù)姆匠虨?（1-7）式中 Iard、Ibrd、Icrd三角形側(cè)加入差動(dòng)臂的電流； Iad、Ibd、Icd三角形側(cè)電流互感器二次電流。由式（1-7）可見，進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，也進(jìn)行了數(shù)值補(bǔ)償。其相位補(bǔ)償相量關(guān)系如圖1-5所示。由圖1-6可知，經(jīng)軟件計(jì)算后，變壓器在不計(jì)零序分量電流的情況下高、低兩側(cè)電流相位得到補(bǔ)償。差動(dòng)保護(hù)電流互感器采用完全星形

28、接線，由于繼電器采用部算法實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償，差動(dòng)保護(hù)僅感受到星形側(cè)繞組的零序電流，而感受不到三角形側(cè)的零序電流?，F(xiàn)就算法中引入變壓器中性點(diǎn)的零序分量電流作用分析如下：設(shè)變壓器外部發(fā)生A相單相接地短路故障時(shí)，流過變壓器高壓側(cè)A相的短路電流IAK=IAK1+ IAK2+ IAK0，變壓器中性點(diǎn)的電流為In=3I0，方向與A相零序電流方向相反，加入A相繼電器的電流為Iar= IAK1+ IAK2,由于變壓器的低壓側(cè)不存在零序電流分量，故在外部發(fā)生單相接地短路故障時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。若在變壓器部發(fā)生單相接地短路時(shí)，變壓器高壓側(cè)加入A相繼電器的電流Iar=IAK+I0，也就是說在變壓器發(fā)生單相接地短路時(shí)，

29、加入繼電器的短路電流能反映部接地短路故障時(shí)的零序電流分量，從而提高了差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。從分析可知，相位補(bǔ)償采用方式不同，將影響在變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)的靈密度，加入變壓器中性點(diǎn)零序電流分量補(bǔ)償后，在變壓器外部發(fā)生單相接地短路故障時(shí)不會(huì)由于零序分量的存在而產(chǎn)生不平衡電流，而在變壓器部發(fā)生單相接地短路故障時(shí)有可以反映零序分量電流，提高了變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。5變壓器勵(lì)磁涌流的影響與防止措施由于變壓器的勵(lì)磁電流只流經(jīng)它的電源側(cè)，故造成變壓器兩側(cè)電流不平衡，從而在差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流。在正常運(yùn)行時(shí)，此勵(lì)磁電流很小，一般不超過變壓器額定電流的3%5%。外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁

30、電流也相應(yīng)減小，其影響就更小。因此由于正常勵(lì)磁電流引起的不平衡電流不大，可以忽略不計(jì)。但是，當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁涌流，其值可以達(dá)到變壓器額定電流的68倍。因此，勵(lì)磁涌流將在差動(dòng)回路中產(chǎn)生很大的不平衡電流，可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)作。勵(lì)磁涌流，就是變壓器空載合閘時(shí)的暫態(tài)勵(lì)磁電流。由于在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，變壓器鐵心中的磁通應(yīng)滯后于外加電壓900。所以，如果空載合閘正好在電壓瞬間值u=0的瞬間接通，則鐵心中就具有一個(gè)相應(yīng)的磁通max,而鐵心中的磁通又是不能突變的，所以在合閘時(shí)必將出現(xiàn)一個(gè)+max磁通分量。此分量的磁通將按指數(shù)規(guī)律自由衰減，古稱為非周期性的磁通分量。如果這

31、個(gè)非周期性的磁通分量的衰減比較慢，那么，在最嚴(yán)重的情況下，經(jīng)過半個(gè)周期后，它與穩(wěn)態(tài)磁通相疊加的結(jié)果，將使鐵心中的總磁通達(dá)到2max的數(shù)值，如果鐵心中還有方向一樣的剩余磁通res，則總磁通將為2max+res。此時(shí)由于鐵心高度飽和，使勵(lì)磁電流劇烈增加，從而形成的勵(lì)磁涌流。該圖中與max對(duì)應(yīng)的為變壓器的額定電流的最大值I，與2max+res對(duì)應(yīng)的則為勵(lì)磁涌流的最大值Imax。隨著鐵心中非周期磁通的不斷衰減，勵(lì)磁電流也逐漸衰減至穩(wěn)態(tài)值。以上分析是在電壓瞬時(shí)值u=0時(shí)合閘的情況。當(dāng)然，當(dāng)變壓器在電壓瞬時(shí)值為最大的瞬間合閘時(shí)，因?qū)?yīng)的穩(wěn)態(tài)磁通等于零，故不會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，合閘后變壓器將立即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作。但

32、是，對(duì)于三相式變壓器，因三相電壓相位差1200，空載合閘時(shí)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流是不可避免的。根據(jù)以上分析可以看出，勵(lì)磁涌流的大小與合閘瞬間電壓的相位、變壓器容量的大小、鐵心中剩磁的大小和方向與鐵心的特性等因素有關(guān)。而勵(lì)磁涌流的衰減速度則隨鐵心的飽和程度與導(dǎo)磁性能的不同而變化。變壓器勵(lì)磁涌流的波形具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）含有很大成分的非周期分量，使曲線偏向時(shí)間軸的一側(cè)。（2）含有大量的高次諧波，其中二次諧波所占比重最大。（3）涌流的波形削區(qū)負(fù)波之后將出現(xiàn)間斷。（4）為了消除勵(lì)磁涌流的影響，在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)常采用的措施是：接入速飽和變流器。為了消除勵(lì)磁涌流非周期的影響，通常在差動(dòng)回路中接入速飽和變流器，如圖

33、1-7所示。當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，其中很大的非周期分量使速飽和變流器的鐵心迅速嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁阻抗銳減，使得勵(lì)磁涌流中幾乎全部非周期分量與周期分量電流從速飽和變流器的一次繞組通過，傳變到二次回路（流入電流繼電器KA）的電流很小，故差動(dòng)繼電器KD不動(dòng)作。 采用差動(dòng)電流速斷保護(hù)。利用勵(lì)磁涌流隨時(shí)間衰減的特點(diǎn)，借保護(hù)固有的動(dòng)作時(shí)間，躲開最大的勵(lì)磁涌流，從而去保護(hù)的動(dòng)作電流IOP=（2.53）IN，即可躲過勵(lì)磁涌流的影響。采用以二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置。采用鑒別波形間斷角原理構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)DCD2型繼電器構(gòu)成的變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算基本側(cè)電流的確定。在變壓器的各側(cè)中，選二次側(cè)額定

34、電流最大的一側(cè)為基本側(cè)。各側(cè)二次額定電流的計(jì)算方法如下：（1）按額定電壓與變壓器的最大電容計(jì)算各側(cè)一次額定電流為式中 SN.T變壓器最大額定容量 UN變壓器額定電壓（2）選擇電流互感器變比為1.4電力變壓器相間短路的后備保護(hù)電力變壓器相間短路的后備保護(hù)可根據(jù)變壓器容量的大小和保護(hù)裝置對(duì)靈敏度的要求，采用過電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)等方式。對(duì)于單側(cè)電源的變壓器保護(hù)裝置安裝在變壓器電源側(cè)，即作為變壓器本身故障的后備保護(hù)，又反映變壓器外部短路引起的過電流。1.4.1過電流保護(hù)過電流保護(hù)一般用于容量較小的降壓變壓器上，其單相原理接線如圖18 所示。保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)按

35、躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流IL。max來整定，即op=L.max式中 Krel可靠系數(shù)，一般采用1.21.3；Kre返回系數(shù)，一般采用0.85；L.max變壓器的最大負(fù)荷電流。L.max可按下述兩種情況來考慮：（1） 對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器以后所產(chǎn)生的過負(fù)荷。若各變壓器的容量相等時(shí)，可按下式計(jì)算為L.max=N。B式中 m并列運(yùn)行的變壓器的臺(tái)數(shù)；NB變壓器的額定電流。（2） 對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的最大電流，即L.maxssI L。max式中Kss自起動(dòng)系數(shù)，其值與負(fù)荷性質(zhì)與用戶與電源間的電氣距離有關(guān)，在110KV降壓變電站，對(duì)6 10KV側(cè)，KSS=1

36、.5 2.5；35KV側(cè)，KSS=1.52.0。IL,max正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。 保護(hù)裝置的靈敏校驗(yàn)Ksen=式中Ik.min最小運(yùn)行方式下，在靈敏度校驗(yàn)發(fā)生兩相短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的最小短路電流。在被保護(hù)變壓器受電側(cè)母線上短路時(shí)，要求 =1.5-2.0；在后備保護(hù)圍末端短路時(shí)，要求保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與下一級(jí)過電流保護(hù)配合，要比下一級(jí)保護(hù)中最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差 t。 1.4.2 低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)單相原理接線如圖1-9 所示。保護(hù)的起動(dòng)元件包括電流繼電器和低電壓繼電器。 電流繼電器的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流整定。即op=N。B （1-8）故其動(dòng)作電

37、流比過電流保護(hù)的起動(dòng)電流小，提高了保護(hù)的靈敏性。 低電壓繼電器的動(dòng)作電壓Uop=0.7UN.B電流元件的靈敏系數(shù)按式（1-8）校驗(yàn)，電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)，即Ksen=式中Uk.max最大運(yùn)行方式下，靈敏系數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大電壓。對(duì)裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)的低電壓繼電器，若在變壓器高壓側(cè)短路，其靈敏系數(shù)不能滿足要求時(shí)，可在變壓器高壓側(cè)再裝一套低電壓繼電器，兩套低電壓繼電器的接點(diǎn)并聯(lián)。1.4.3復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)若低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不滿足要求，可采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的過電流保護(hù)的原理圖與低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)基本一樣，不

38、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)的過電流保護(hù)中的三個(gè)低電壓繼電器，使得保護(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。1. 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)序電壓分量。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與UBC。由于線電壓不包含零序分量，所以，從輸入端即避免了零序分量電壓進(jìn)入濾過器，為了避免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，與同相。因，故當(dāng)輸入負(fù)序電壓時(shí)，滯后

39、，由圖可見，,故 （1-9） 由于，且，因此，以此代入（1-9）得 （1-10）由式（1-10）可見，濾過器的輸出電壓與輸入的負(fù)序電壓成正比，相位超前輸入A相負(fù)序電壓。實(shí)際上，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)生不平衡電壓的原因主要是各阻抗元件參數(shù)的誤差與輸入電壓中有諧波分量。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，消除5次諧波的影響。2. 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的工作原理在正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓沒有負(fù)序分量，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，保護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)外部發(fā)

40、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)的過電流保護(hù)的方式，作用于1QF、2QF跳閘。3. 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的整定計(jì)算（1）電流元件的動(dòng)作電流與低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)中的

41、電流元件的動(dòng)作整定值一樣。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)，保護(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：三側(cè)有電源的三繞組生壓變壓器，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；高壓與中壓側(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

42、器后備保護(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。1.5 電力變壓器過負(fù)荷保護(hù)變壓器過負(fù)荷保護(hù)反映變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流。保護(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)荷保護(hù)的安裝側(cè)，應(yīng)根據(jù)保護(hù)能反映變壓器各側(cè)繞組可能過負(fù)荷情況來選擇：（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

43、器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。 過電流保護(hù)的動(dòng)作電流。應(yīng)按躲開變壓器的額定電流整定，即式中可靠系數(shù)，取1.05返回系數(shù)；取0.85變壓器過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)t。1.6電力變壓器的溫度保護(hù)當(dāng)變壓器的冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生外部短路和過負(fù)荷時(shí)，變壓器的油溫將升高。變壓器的油溫越高，油的劣化速度越快，使用年限減少。當(dāng)油溫達(dá)115150時(shí)劣化更明顯，以致不能使用。油溫越高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影香其壽命。因此，變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：上層油溫最高允許值為95，正常情況下不應(yīng)超過85，所以運(yùn)行中對(duì)變壓器的上層油溫要進(jìn)行監(jiān)視。凡是容量在1000KVA與以上的油侵式變壓器均要裝設(shè)溫度保護(hù)

44、，監(jiān)視上層油溫的情況；對(duì)于車間變電柜，凡是容量在315KVA與以上的變壓器，通常都要裝設(shè)溫度保護(hù)；對(duì)于少數(shù)用戶變電站，凡是容量在800KVA左右的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)，但溫度保護(hù)只作用于信號(hào)。溫度繼電器的工作原理：當(dāng)變壓器油溫升高時(shí)，受熱元件發(fā)熱升高使連接管中的液體膨脹，溫度計(jì)中的壓力增大，可動(dòng)指針向指示溫度升高的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)可動(dòng)指針與事先定位的黃色指針接觸時(shí)，發(fā)出預(yù)告信號(hào)并開啟變壓器冷卻風(fēng)扇。如經(jīng)強(qiáng)風(fēng)冷后變壓器的油溫降低，則可動(dòng)指針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)和電風(fēng)扇工作停止；反之，如變壓器油溫繼續(xù)升高，可動(dòng)指針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到與紅色定位指針接觸，這是未避免事故發(fā)生而接通短路器跳閘線圈回路，使短路器跳閘

45、，切除變壓器，并發(fā)出聲響燈光信號(hào)。溫度繼電器的結(jié)構(gòu)：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度繼電器K，它由變壓器生產(chǎn)廠成套提供。它是一種非電量繼電器。常用的電觸頭壓力式溫度繼電器的結(jié)構(gòu)圖，它由受熱元件（傳感器）1、溫度計(jì)3與附件組成，是按流體壓力原理工作的。溫度計(jì)是一只靈敏的流體壓力表，它有一支可動(dòng)指針（黑色）和兩支定位指針（分別為黃色和紅色）。銅質(zhì)連接管充有乙醚液體（或氯甲烷、丙酮等）；受熱元件1插在變壓器油箱定蓋的溫度測孔。第2章 電力變壓器保護(hù)算例2.1電力變壓器保護(hù)簡介1瓦斯保護(hù)由氣體繼電器KG、信號(hào)繼電器2KS、KS、XB等組成。輕瓦斯觸點(diǎn)僅作用于信號(hào)，重瓦斯觸點(diǎn)則瞬時(shí)作用于切斷變壓器各側(cè)斷路器。2

46、 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 由DCD2型差動(dòng)繼電器1KD3KD和信號(hào)繼電器2KS等組成，其保護(hù)圍在電流互感器1TA、6TA之間的區(qū)域。保護(hù)動(dòng)作后，由出口繼電器KCO瞬時(shí)斷開1QF、2QF，并由連接片2XB、6XB確定要斷開的斷路器。3 復(fù)合電壓起動(dòng)過電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)是由負(fù)序電壓繼電器KVZ、低電壓繼電器KV、斷線閉鎖繼電器KC、電流繼電器1KA、3KA時(shí)間繼電器1KT、2KT與信號(hào)繼電器3KS、4KS、6KS等組成，電流繼電器按三相接于35KV側(cè)的3TA上。KVZ與KV分別作為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路的電壓起動(dòng)元件，它接于變壓器610KV側(cè)的電壓互感器的2TV上，其作用由KC實(shí)現(xiàn)，故障時(shí)，由

47、1KC1和KA起動(dòng)1KT，經(jīng)整定時(shí)限作用于分閘。2TV二次回路斷線時(shí)，其動(dòng)合觸點(diǎn)1KC2延時(shí)作用于信號(hào)。4 過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)作用于2TA。其B相電流繼電器KA與時(shí)間繼電器3KT等組成，保護(hù)延時(shí)作用于信號(hào)。5 溫度保護(hù)溫度保護(hù)由溫度繼電器K組成保護(hù)作用于信號(hào)。幾點(diǎn)說明：（1）保護(hù)的出口回路中均裝有連接片XB，以適應(yīng)保護(hù)調(diào)試或運(yùn)行方式的需要進(jìn)行投、切。（2）保護(hù)分別設(shè)有單獨(dú)的信號(hào)繼電器，用以指示保護(hù)的動(dòng)作情況，便于值班人員分析與處理故障。（3）保證在幾套保護(hù)同時(shí)動(dòng)作時(shí)KS能靈敏動(dòng)作，在KCO的電壓線圈上并聯(lián)附加電阻，增大信號(hào)繼電器賄賂中的電流。（4）保護(hù)動(dòng)作后要發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。2.2 差動(dòng)保

48、護(hù)整定計(jì)算1.基本側(cè)確定按額定電壓與變壓器的最大計(jì)算容量計(jì)算各側(cè)額定電流選擇電流互感器變比可選用變比為：各側(cè)電流互感器的二次額定電流為所以選擇10KV側(cè)為基本側(cè)2. 保護(hù)裝置動(dòng)作電流的確定 躲過電壓器的勵(lì)磁涌流躲過外部短路時(shí)最大不平衡電流所以選用3.確定基本側(cè)線圈匝數(shù)應(yīng)選用12匝4. 動(dòng)作電流整定基本側(cè)實(shí)際動(dòng)作電流為：保護(hù)一次動(dòng)作電流5.靈敏度校驗(yàn)保護(hù)滿足要求過電流保護(hù)整定計(jì)算：躲過最大負(fù)荷電流整定：考慮切除一臺(tái)變壓器后產(chǎn)生的過負(fù)荷考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的最大電流應(yīng)選用：保護(hù)靈敏度校驗(yàn)保護(hù)滿足要求3）過負(fù)荷保護(hù)按躲過變壓器的額定電流整定：第3章 電氣測量回路3.1電氣測量回路簡介與要求電氣測量儀

49、表是測量電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備運(yùn)行的二次設(shè)備。變電所的運(yùn)行人員要通過測量儀表和監(jiān)察裝置掌握主系統(tǒng)和主設(shè)備的運(yùn)行情況，分析電能質(zhì)量和計(jì)算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。變電所電氣測量儀表的配置，應(yīng)充分考慮運(yùn)行監(jiān)視的需要，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便。電氣測量回路的種類很多：按被測電氣參數(shù)性質(zhì)的不同分為交流測量和直流測量回路；按測量方式的不同分為連續(xù)測量和選線測量；按測量參數(shù)的不同分為電流測量、電壓測量、功率測量等。電氣測量回路與其他二次回路一樣是以主設(shè)備為安裝單位繪制的，并應(yīng)滿足以下要求：（1）當(dāng)測量儀表與繼電保護(hù)裝置共用一組電流互感器，儀表與保護(hù)應(yīng)分別接于互感器不同的二次繞組。若受條件限制只能接在同一個(gè)二次繞組

50、時(shí)，應(yīng)采取措施防止校驗(yàn)儀表時(shí)影響保護(hù)裝置的正常工作。（2）直接接于電流互感器二次繞組的儀表，不宜采用切換方式檢測三相電流。（3）常測儀表、電能計(jì)量儀表和應(yīng)與故障錄播裝置共用電流互感器的同一個(gè)二次繞組。（4）當(dāng)電力設(shè)備在額定值運(yùn)行時(shí)，互感器二次繞組所接入的阻抗不應(yīng)超過互感器準(zhǔn)確度等級(jí)允許圍所規(guī)定的值。（5）當(dāng)幾種儀表接在互感器的同一個(gè)二次繞組時(shí)，宜先接指示和積算式儀表再接記錄儀表。圖2-1為變電所35KV雙繞組變壓器測量儀表電路。變電所的變壓器測量儀表裝在低壓側(cè)，儀表電流線圈全部裝在低壓側(cè)電流互感器5TA上，電壓線圈全部裝在610母線電壓互感器的回路中。一次回路：（1）電流表是用來監(jiān)視負(fù)荷的，對(duì)

51、35KV變電站一般只裝一只電流表。（2）有功功率表和無功功率表是用來監(jiān)視變壓器運(yùn)行時(shí)，某一瞬間送出的有功和無功功率，并根據(jù)讀數(shù)進(jìn)行功率因數(shù)計(jì)算。（3）有功電能表和無功電能表是用來計(jì)量變壓器某一時(shí)間段送出的有功和無功電能。3.2斷路器的控制回路3.2.1 對(duì)斷路器的控制回路的基本要求斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備，在正常運(yùn)行時(shí)斷路器可以接通和切斷電氣設(shè)備的負(fù)荷電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)則能可靠地切斷短路電流。斷路器的控制方式有多種，分述如下。1.按控制地點(diǎn)分類（1）集中控制。在主控制室的控制臺(tái)上，用控制開關(guān)或按鈕通過控制電纜去接通或斷開斷路器的跳、合閘線圈，對(duì)斷路器進(jìn)行控制。遠(yuǎn)方控制的斷路器都是

52、比較重要的，如主變斷路器、母線斷路器、35KV與以上斷路器等。（2）就地（分散）控制。在斷路器旁安裝控制設(shè)備對(duì)斷路器進(jìn)行跳、合閘操作（可自動(dòng)或手動(dòng)），主要用作對(duì)次要斷路器的控制，以減少主控制室的占地面積和控制電纜數(shù)。2.按控制電源電壓分類斷路器的控制方式按控制電源電壓分為強(qiáng)電控制和弱電控制兩種。（1）強(qiáng)電控制。從斷路器的控制開關(guān)到其操作機(jī)構(gòu)的工作電壓均為直流110V或220V。（2）弱電控制?？刂崎_關(guān)的工作電壓是弱電（直流48V），而斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電壓是220V。3. 按控制電源的性質(zhì)分類斷路器的控制方式按控制電源的性質(zhì)可分為直流操作和交流操作（包括整流操作）兩種。直流操作一般采用蓄電池組

53、供電；交流操作一般是由電流互感器、電壓互感器或所用變壓器提供電源。斷路器的控制回路必須完整可靠，因此，應(yīng)滿足下面的基本要求：（1）斷路器的合、跳閘回路是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，操作完成后，應(yīng)迅速切斷合、跳閘回路，解決命令脈沖，以免燒壞合、跳閘線圈。為此，在合、跳閘回路中，接入斷路器的輔助觸點(diǎn)，即可將回路切斷，又可為下一步操作做好準(zhǔn)備。（2）斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)合閘和跳閘，又能在自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)作用下自動(dòng)合閘和跳閘。（3）控制回路應(yīng)具有反映斷路器狀態(tài)的位置信號(hào)和自動(dòng)合、跳閘的不同顯示信號(hào)。（4）無論斷路器是否帶有機(jī)械閉鎖，都應(yīng)具有防止多次合、跳閘的電氣防跳裝置。（5）對(duì)控制回路與其電源

54、是否完好，應(yīng)能進(jìn)行監(jiān)視。（6）對(duì)于采用氣壓、液壓、和彈簧操作的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常，彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。（7）接線應(yīng)簡單可靠、使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。3.2.2 短路器控制回路簡述1.斷路器基本跳、合閘回路如圖2-2所示，其工作原理簡述如下：圖3-2斷路器基本跳、合閘回路（1）合閘操作。手動(dòng)合閘是將控制開關(guān)SA打至“合閘”位置，此時(shí)5-8觸點(diǎn)瞬時(shí)接通；而斷路器在跳閘位置時(shí)其動(dòng)斷觸點(diǎn)QF2是接通的，所以合閘接觸器KM線圈通電起動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通，斷路器合閘線圈YC通電起動(dòng)，斷路器合閘。當(dāng)合閘操作完成后，斷路器的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)QF2斷開，當(dāng)斷路器合閘線圈YC的電路；同時(shí)，斷路器動(dòng)

55、合觸點(diǎn)QF1接通，準(zhǔn)備好跳閘回路。斷路器的自動(dòng)合閘是由自動(dòng)重合閘裝置的出口觸點(diǎn)1K閉合實(shí)現(xiàn)的。（2）跳閘操作。手動(dòng)跳閘是將控制開關(guān)SA打至“跳閘”位，此時(shí)其6-7觸點(diǎn)接通，而斷路器在合閘位置時(shí)其動(dòng)合觸點(diǎn)QF1是接通的餓，所以跳閘線圈YT通電，斷路器進(jìn)行跳閘。當(dāng)跳閘操作完成后，斷路器的動(dòng)合觸點(diǎn)QF1斷開，而動(dòng)斷觸點(diǎn)QF2接通，準(zhǔn)備好合閘回路。斷路器的自動(dòng)跳閘是在保護(hù)裝置出口繼電器2K觸點(diǎn)閉和來實(shí)現(xiàn)的。圖中下面的“+”和“”為合閘小母線，因合閘電流較大（一般在一百至數(shù)千安培），所以采用專設(shè)的大容量合閘電源，與控制電源分開。2斷路器的防跳控制回路圖3-3 由防跳回路組成的斷路器的控制回路防跳就是防止斷路器發(fā)生連續(xù)跳、合的跳躍現(xiàn)象。斷路器跳躍使遮斷容量嚴(yán)重下降，長時(shí)間跳躍會(huì)造成斷路器損壞，也會(huì)影響用戶和電網(wǎng)的工作。使斷路器產(chǎn)生跳躍的原因很多，如手動(dòng)合閘后控制開關(guān)SA的手柄尚未松開（5-8觸點(diǎn)仍在接通狀態(tài)）或者自動(dòng)重合閘裝置的出口觸點(diǎn)1K燒結(jié)，若此時(shí)發(fā)生永久性故障，就會(huì)出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。一般10KV與以下電壓等級(jí)的斷路器多采用機(jī)械防裝置；35KV與以上斷路器要求采用電氣防跳。斷路器控制回路中，通常加裝防跳中間繼電器KCF，KCF