變壓器保護(hù)的整定計(jì)算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力變壓器的保護(hù)配置與整定計(jì)算 重點(diǎn) ：掌握變壓器保護(hù)的配置原則和差動保護(hù)的整定計(jì)算，理解三繞組變壓器后備保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)配置難點(diǎn) ：變壓器差動保護(hù)的整定計(jì)算 能力培養(yǎng)要求：基本能對變壓器的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算方法。學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí) 2.1  電力變壓器保護(hù)配置的原則 一、變壓器的故障類型與特征   變壓器的故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類，油箱內(nèi)故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路，以及鐵芯燒毀等。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險(xiǎn)，由于油箱內(nèi)充滿了變壓器油，故障后強(qiáng)大的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性瓦斯

2、氣體，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。  電力變壓器不正常的運(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，以及過電壓、過勵(lì)磁等。二、變壓器保護(hù)配置的基本原則 1、瓦斯保護(hù):800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保護(hù)動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護(hù)動作于發(fā)出信號。2、縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù):6300KVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，100

3、00KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用或工業(yè)企業(yè)中自用6300KVA及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。其他電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，其過電流保護(hù)的動作時(shí)限應(yīng)大于0.5S。對于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)用于反應(yīng)電力變壓器繞組、套管及引出線發(fā)生的短路故障，其保護(hù)動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器并發(fā)相應(yīng)信號。3、相間短路的后備保護(hù):相間短路的后備保護(hù)用于反應(yīng)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)，其動作時(shí)限按電流保護(hù)的階梯形原則來整定，延時(shí)動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，并發(fā)相

4、應(yīng)信號。一般采用過流保護(hù)、復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)或負(fù)序電流單相低電壓保護(hù)等。4、接地短路的零序保護(hù):對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，零序保護(hù)用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。 5、過負(fù)荷保護(hù):對于400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(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)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)通常只裝在一相，其動作時(shí)限較長，延時(shí)動作于發(fā)信號。 6、其他保護(hù):高壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，對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)。對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及冷卻系統(tǒng)故障，按變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)

5、的保護(hù)裝置。三、關(guān)于三繞組變壓器后備保護(hù)配置 對于三繞組變壓器的后備保護(hù)，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)斷開各側(cè)斷路器，當(dāng)油箱外部故障時(shí)，只應(yīng)斷開近故障點(diǎn)側(cè)的變壓器斷路器，使變壓器的其余兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。 1、對于單側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)設(shè)置兩套后備保護(hù)，分別裝于電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)。保護(hù)帶兩級時(shí)限，以較小的時(shí)限跳開變壓器斷路器QF3，以較大的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。 2、對于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備保護(hù)。四、關(guān)于變壓器的過負(fù)荷保護(hù) 1、對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)。 2、對一側(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、對三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)

6、裝設(shè)。 4、對于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。 5、僅一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)的容量相等，只裝于電源側(cè)；若三側(cè)的容量不等，則裝于電源側(cè)及容量較小側(cè)。 6、對兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。 裝于各側(cè)的過負(fù)荷保護(hù)，均經(jīng)過同一時(shí)間繼電器作用于信號。 五、關(guān)于變壓器接地保護(hù) 要求：大電流接地系統(tǒng)中的變壓器，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地（零序）保護(hù),作為變壓器本身主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。有若干臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電站，則采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的方式。如圖所示兩臺升壓變壓器并列運(yùn)行，其中T1中性點(diǎn)接地運(yùn)行，T2中性點(diǎn)不接

7、地運(yùn)行。對于中性點(diǎn)有兩種運(yùn)行方式的變壓器，需要裝設(shè)兩套相互配合的接地保護(hù)裝置：零序過電流保護(hù)用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式；零序過電壓保護(hù)用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。 按下列原則來構(gòu)成保護(hù)：對于分級絕緣變壓器應(yīng)先切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，后切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器；對于全絕緣變壓器應(yīng)先切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，后切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器。  35KV變壓器保護(hù)配置圖 110KV變壓器保護(hù)配置圖 2.2 變壓器保護(hù)的整定計(jì)算 一、電力變壓器電流速斷保護(hù) 對于容量較小的變壓器，當(dāng)其過電流保護(hù)的動作時(shí)限大于0.5s時(shí)，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 保護(hù)動作電流:1、躲開變壓器負(fù)荷側(cè)母線上

8、短路時(shí)流過保護(hù)的最大短路電流 2、躲過變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流 取上述兩條件較大值為整定值。 要求在保護(hù)安裝處K2點(diǎn)發(fā)生兩相金屬性短路進(jìn)行校驗(yàn)： 要求Ksen2二、用DCD-2構(gòu)成的差動保護(hù)整定計(jì)算 1、確定基本側(cè) 計(jì)算一次側(cè)額定電流:    選擇電流互感器變比:   主變D側(cè)，Kcon=1；Y側(cè)Kcon=3確定基本側(cè):二次電流大的那一側(cè)為基本側(cè)。 2、確定動作電流計(jì)算值 躲開勵(lì)磁涌流： 躲開TA二次回路斷線影響： 躲開外部短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)的最大不平衡電流：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可靠系數(shù)取1.3。其中： Uhm高、中壓側(cè)調(diào)壓分接頭調(diào)壓范圍的一半； Kts兩

9、側(cè)TA同型系數(shù)，型號相同取0.5，不同取1； ferTA的最大誤差，取10%； fer計(jì)算誤差，初次計(jì)算取0.05； Ikmax流經(jīng)保護(hù)的最大外部短路電流； 若是雙繞組變壓器，則:保護(hù)動作電流計(jì)算值取上述三條件最大值。 3、確定基本側(cè)工作繞組匝數(shù)： 其中：AW0DCD-2繼電器額定動作磁勢，取60安.匝； Kcon基本側(cè)TA接線系數(shù)； nTA基本側(cè)TA變比；選用Ww.setWw.cal 工作繞組匝數(shù):根據(jù)DCD2差動線圈的固有數(shù)值，先選定差動線圈的匝數(shù)，則基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)即可得到。 繼電器的動作電流： 4、確定非基本側(cè)平衡繞組 三繞組變壓器： 雙繞組變壓器：式中：I2b額定情況下，基本側(cè)TA

10、二次側(cè)電流； I2nb額定情況下，非基本側(cè)TA二次側(cè)電流； 整定：根據(jù)計(jì)算值按四舍五入法確定平衡繞組匝數(shù)（取整數(shù)）。 5、相對誤差校驗(yàn) 要求：fer0.05。若條件不滿足，應(yīng)將計(jì)算出來的值帶入公式重新確定保護(hù)動作電流。 6、靈敏度  要求2。 7、短路繞組位置的確定中小型變壓器勵(lì)磁涌流大、衰減快，對保護(hù)動作的快速性要求低，故一般選擇CC或DD位置。（必須保證2個(gè)抽頭螺絲位于相同字母處，內(nèi)部關(guān)系才成立。）大容量變壓器一般選AA或BB位置。所選位置是否恰當(dāng)，應(yīng)由空載投入變壓器試驗(yàn)時(shí)差動保護(hù)不誤動為準(zhǔn)。 三、相間短路后備保護(hù)的整定計(jì)算 1、過電流保護(hù) 動作電流： 最大負(fù)荷電流ILmax的確

11、定： 變壓器并列運(yùn)行時(shí)： 降壓變壓器： 動作時(shí)間按階梯原則整定；靈敏度校驗(yàn)方法、要求都與線路定時(shí)限過流保護(hù)完全一致。 2、復(fù)合電壓過流保護(hù) 電流元件 靈敏度校驗(yàn)同過流保護(hù)。 低壓元件 低壓元件靈敏度： 要求Ksen1.2負(fù)序電壓元件 負(fù)序電壓元件靈敏度 要求Ksen1.2時(shí)間元件 動作時(shí)間的確定同過流保護(hù)。 3、負(fù)序電流和單相低電壓過流保護(hù) 對于大容量的發(fā)電機(jī)變壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠(yuǎn)后備靈敏度的要求，可采用負(fù)序電流保護(hù)。它是由反應(yīng)不對稱短路故障的負(fù)序電流元件和反應(yīng)對稱短路故障的單相式低壓過電流保護(hù)組成。 負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，且在接線的變壓器另一側(cè)發(fā)生不對稱短路故障時(shí)

12、，靈敏度不受影響，接線也較簡單。整定計(jì)算則比較復(fù)雜，主要是需要計(jì)算負(fù)序電流，請查閱相關(guān)資料。 四、過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算 過負(fù)荷保護(hù)只反應(yīng)一相電流的大小，由于變壓器允許過負(fù)荷能力比較強(qiáng)，所以保護(hù)延時(shí)一般較長，至少應(yīng)該比變壓器后備保護(hù)動作時(shí)間多一個(gè)級差t。 五、變壓器接地短路后備保護(hù)的整定計(jì)算 變壓器中性點(diǎn)引出線上的零序電流保護(hù)應(yīng)與包保護(hù)側(cè)母線引出線上配置的零序電流保護(hù)后備段進(jìn)行配合。保護(hù)的靈敏系數(shù)按后備保護(hù)范圍末端接地短路校驗(yàn)，靈敏系數(shù)應(yīng)不小于1.2。   保護(hù)的動作時(shí)限應(yīng)比引出線零序電流后備段的最大動作時(shí)限大一個(gè)階梯時(shí)限t。 為了縮小接地故障的影響范圍及提高后備保護(hù)動作的快

13、速性，通常配置為兩段式零序電流保護(hù)，每段各帶兩級時(shí)限。較短時(shí)限斷開母聯(lián)或分段斷路器，較長時(shí)間段開變壓器斷路器。 六、瓦斯保護(hù)與溫度保護(hù)   瓦斯繼電器動作值由變壓器生產(chǎn)廠家在出廠前設(shè)定；1000KVA及以上容量的油浸式變壓器才裝設(shè)有溫度信號計(jì)，一般規(guī)定正常運(yùn)行時(shí)上層油溫不超過85°，否則應(yīng)發(fā)出信號提示值班人員。最高不超過95°，超過則動作于跳開變壓器各側(cè)開關(guān)。 變壓器零序保護(hù)    變壓器零序保護(hù)適用于110kV及以上電壓等級的變壓器。主變壓器零序保護(hù)由零序電流、零序電壓、間隙零序電流元件構(gòu)成。根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地方式的不同

14、，設(shè)置不同的保護(hù)形式。1變壓器中性點(diǎn)直接接地時(shí)的保護(hù)變電站單臺或并列運(yùn)行的變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，其接地保護(hù)一般采用零序電流保護(hù)，可從變壓器中性點(diǎn)處零序電流互感器上取得零序電流。正常情況下，零序電流互感器中沒有電流，當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，有零序電流通過，使零序保護(hù)動作。一般零序電流保護(hù)方式由兩段構(gòu)成。2中性點(diǎn)可接地也可不接地運(yùn)行的變壓器零序保護(hù)為了限制短路電流并保證系統(tǒng)中零序電流的大小和分布不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，變電站中通常只有部分變壓器的中性點(diǎn)接地。變壓器中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式有時(shí)根據(jù)需要也可以切換為中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。(1)全絕緣變壓器。全絕緣變壓器除了裝設(shè)零序電流保護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序電壓保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)。(2)中性點(diǎn)設(shè)有放電間隙的分級絕緣變壓器。中性點(diǎn)設(shè)有放電間隙的分級絕緣變壓器，除了裝設(shè)零序電流保護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序電流電壓保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)。變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，零序電流保護(hù)投入；變壓器中性點(diǎn)如不接地運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障且失