主變壓器的保護-資料下載頁

【導讀】統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。給的原始資料，通過系統的原理分析、精確的整定計算。做出的一套電力變壓器。本文語言簡練、邏輯嚴密、內容夯實。可作為從事電氣工程技術人員的參

　　

【正文】 ZrKKZkZ bIIr e lABIIr e ls e lII m i n11 ?? 式中， IIrelk1 = Zr ———— 相鄰變壓器的正序阻抗； minbK ———— 相鄰變壓器另側母線，如 D 母線短路時流過變壓器的短路電流與被保護電流之比的最小值。 取所有與相鄰元件相間短路保護配合計算值中的最小值為整定值。 3） 相間距離保護第 II 段的動作時間為： st IIop ? 4） 相間距離保護第 II 段的靈敏度校驗： ~ ??ABIIse lIIse l ZZK 5)當不滿足靈敏度要求時可與相鄰線相間距離保護第 II 段配合。這時有： 3m i n11 s e lIIbIIr e lABIIr e ls e lII ZKKZkZ ?? 式中， IIrelk1 =～ IIrel ? 3selIIZ ———— 相鄰線路相間距離保護第 II 段的整定值。 這時，相間距離保護第 II 的動作時間為： ttt IIopIIop ??? 31 式中， IIopt3 ———— 相鄰線路相間距離保護第 II 段的動作時間。 (3)相間距離保護 III 段整定計算 1）躲過被保護線路的最小負荷阻抗 采用方向阻抗繼電器 )( m a x1 Ls e lLSSrer e lIII NIIIs e l C O SIKKK UZ ???? 式中， relIIIK ———— 相間距離保護第 III 段可靠系數，取 ～ 長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 28 NU ———— 電網的額定相電壓； maxLI ———— 最大負荷電流； sel? ———— 阻抗元件的最大靈敏角，取 度。 L? ———— 負荷阻抗角，取 26 度。 2）相間距離保護第 III 段動作時間為： ttt IIopIIIop ??? 31 3) 相間距離保護 III 段靈敏度校驗： 當作近后備時 ~ 11 ??ABIIIse lIIIse l ZZK 當作遠后備 時 m a x11 ???BCbABIIIse lIIIse l ZKZ ZK 式中， maxbK ———— 分支系數最大值。 線路 2BDA? 相間距離保護整定計算結果： 表 相間距離保護整定計算結果 線路名稱 保護安裝地點 保護編號 保護段 整定值 )(? 動作時限 （ S） 2BDA? A 廠側 5 I II III 2BD 側 6 I II III 距離保護的評價及應用 根據距離保護的工作原理，它可以在多電源復雜網絡中保證有選擇性地動作。它不僅反應短路時電流的增大。而且又反應電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護高。保護裝置距離 I 段的保護范圍不受系統 的影響。其它各段受系統運行方式變化的影響也較小，同時保護范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護范圍比較穩定，且動作時限也比較固定而較短。 雖然距離保護第 I 段是瞬時動作的，但是，它只能保護線路全長 80%～85%，它不能無時限除線路上任一點的短路，一般 15%～ 20%范圍內的短路要考帶 時限的距離 II 段來切除，特別是雙側電源的線路有 30%～ 40%線長的短路，不能從兩端瞬時切除。因此，對于 220KV 及以上電壓網絡根據系統穩定運長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 29 行的需要，要求全長無時限切除線路任一點的短路，這時距離保護就一能作主保護 來應用。 零序繼電保護方式配置與整定計算 零序電流保護的特點 中性點直接接地系統中發生接地短路，將產生很大的零序電流分量構成保護，可作為一種主要的接地短路保護。因為它不反映三相和兩相短路，在正常運行和系統發生振蕩是沒有零序分量產生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護仍有 電流 保護的 某些弱點，即它受電力系統運行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低；特別是在短距離的線路上以及復雜的環網中，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性 能嚴重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。 當零序電流保護的保護效果不能滿足電力系統要求式，則應安裝設接地距離保護。接地距離保護因其保護范圍比較固定，對本線路和相鄰線路的保護效果都會有所改善。 零序電流保護接于電流互感器的零序電流濾過器，接線簡單可靠，零序電流保護通常由多段組成，一般是三段式，并可根據運行需要而增減段數。為了適應某些運行情況的需要，也可設置兩個一段或二段，以改善保護的效果。 零序電流保護整定計算的運行方式分析 計算零序電流大小和分布的運行方式選擇，是零序電流保護整定計算的第一步。選 擇運行方式就是考慮零序電流保護所能適應的發電機、變壓器以及線路變化大小的問題。一般可按下屬條件考慮。 （ 1） 總的原則是，不論發電廠或是變電所，首先是按變壓器設備的絕緣要求來確定中性點是否接地；其次是以保持對該母線的零序電抗在運行中變化最小為出發點來考慮。當變壓器太熟較多時，可采取幾臺變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。 （ 2） 發電廠的母線上至少應有一臺變壓器中性點接地運行，這是電力系統過電壓保護和繼電保護功能所需要的。為改善設備過電壓的條件，對雙目線上接有多臺（一般是四臺以上）變壓器時，可選擇兩臺變壓器同時接地運行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯短路斷開后，也各自保持著接地系統。 （ 3） 變電所的變壓器中性點分為兩種情況，單側電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點 因班應不接地運行，以簡化零序電流保護的整定計算；雙側電源受電的變壓器，則視該母線上連接的線路條數和變壓器臺數的多少以及變壓器容量的大小，按變壓器零序電抗變化最小的原則進行組合。 流過保護最大零序電流的運行方式選擇 （ 1） 單側電源輻射形電網，一般取其最大運行方式，線路末端的變壓器中性點不解地運行。 （ 2） 多電源的輻射形電網即環狀電網，應考 慮到相臨線路的停運或保護的相繼電動作，并考慮在最大開機方式下對側接地方式最小，而本側（保護的背后）接地方式最大。 長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 30 （ 3） 計算各類短路電流值 2. 最大分支系數的運行方式和短路點位置的選擇 （ 1） 輻射 形電網中線路保護的分支系數與短路位置無關。 （ 2） 環狀電網中線路的分支系數隨短路點的移遠而逐漸減小。但實際上整定需要最大分支系數，故還是選擇開環運行方式。 （ 3） 環外線路對環內線路的分支系數業余短路點有關，隨著短路點的移遠，分支系數逐漸增大，可以增加到很大很大，但具體整定并不是選一個最大值，而應按實際整 定配合點的分時系數計算。 3. 零序電流保護的整定計算 零序電流保護的整定計算步驟 （ 1）零序電流保護 I段的整定 1）按躲開本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即 m a x1 3 orelIopI IKI ? 式中 relIK ———— 可靠系數，取 ～ ；計算時取 maxoI ———— 線路末端接地短路時流過保護的最大零序電流。 2）零序電流保護 I段的保護最小保護范圍亦要 求不小于本保護線路長度的 15%。 3）整定的動作延時為 0。 （ 2）零序電流保護 II段的整定 此段保護按滿足以下條件整定： 1） 按與相鄰下一級線路的零序電流保護 I 段配合整定，即 m in21bIoprelIIopII K IKI ? 式中 relIIK ———— 可靠系數，取 。 minbK ———— 分支系數，按實際情 況選取可能的最小值； IopI2 —————— 相鄰下一級線路的零序電流保護 I段整定值。 2） 當按此整定結果達不到規定靈敏系數時，可改為與相鄰下一級線路的零序電流保護 II 段配合整定； m in21bIIoprelIIopII K IKI ? 3)零序 II 段的靈敏度檢驗： ~1m inm in ??opIIosII IIK （ 3）零序電流保護 III 段保護的整定 此段保護一般是起后備保護作用。 III 段保護通常是作為零序電流保護II段保護的補充 作用。零 序電流保護 III 段保護按滿足以下條件整定： 長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 31 1） 按躲開下一條線路出口處發生三相短路時，流過保護裝置的最大不平衡電流來整定 m a x1 LrelIIIopIII IKI ? 式中 relIIIK ———— 可靠系數。取 maxLI ————— 最大不平衡電流。 其中 m a x)3(m a x derstnpL IKKKI ? 式中 npK ———— 非周期分量系數取 1～ 2； erK —————— 電流互感器的 10%誤差，取 。 max)3( dI ———— 下一級線路始端三相短路的最大短路電流。 零序 III 段的靈敏度校驗： 當作為近后備保護時 . 當作為遠后備保護時， 1m a x m in ?? opIIib ose nIII IK IK 式中 minoI ———— 本線路末端短路時在小 方式運行下的最小零序電流。 minonextI ———— 下一級線路末端短路時在小方式運行的最小零序電流。 maxbK ———— 最大分支系數。 2） 零序電流保護 III 段的動作時間： 時限的確定：對于環型網絡，若按階梯原則與相鄰線路配合時，會產生斷路器誤動作的現象因此應找出解環點所以必須選出某一線路的保護 III 段與其相鄰的保護 II段配合此即環網保護 III 段的動作時限的起始點，此起始點的選擇原則是： 應考慮盡可能使整個環網中保護三段的保護靈敏度較高。 （ 1） 各段保護的整定時間均應按整定配合原則增加時間級差t? 。 （ 2） 當分支系數隨短路點的移遠而變大時，例如有零序互感的平~ 1m a x ?? opIIIoI IK長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 32 行線路，保護的整定配合應按相配合保護段的保護范圍末端進行計算，一般可用圖解法整定。 （ 3） 與相鄰雙回線路的零序保護配合整定。當雙回線路裝設了橫聯差動保護時，為提高靈敏度，可按與橫聯差動保護配合整定，即按雙回線路全線為快速保護范圍考慮，但時間整定要考慮橫聯差動保護相繼動作的延時；如考慮雙回線運行中將橫聯差動保護停用的 情況時，可相應提出將雙回線路運行臨時改為單回線路運行的措施。 表 51 零序電流保護整定計算結果表 線路名稱 保護安裝地點 保護編號 保護段 整定值（ A） 動作時限（ S） AC AC 線路首端 保護 1 I II III AC AC 線路末端 保護 6 I II III CD CD 線路首端 保護 7 I II III 保護 1的零序整定 （ 1） 無時限電流零序電流保護： 按躲過相鄰下一線路出口即本線路末端單相或兩相接地短路時，可能出現的最大 3倍零序電流 max3oI 即： m a x1 3 orelIopI IKI ? （其中 relIK =） 取 max3oI 的最大值則有： max3oI =? 502= m a x1 3 orelIopI IKI ? =? = stI 0? 以在距 1 號短路器 15%處最小短路電流來檢驗靈敏度： 取 max3oI 的最小值即： max3oI =? 502= 滿足靈敏性 (2)帶時限零序電流速斷保護 : ① 與相鄰下一級線路 BC 段 5DL 零序電流保護第 I段相配合，即： m in51bopIrelIIopII K IKI ? 取 max3oI 的最大值則有： max3oI =? 502= 5opII = relIK ? max3oI =? = 長 沙 航 空 職 業 技 術 學 院 畢 業 論 文 33 瓦斯保護 ： 瓦斯保護的概述 保護能反應油潤式變壓器油箱內的各種故障時變壓器內部故障