变压器保护设计和校验

按技术规程的规定电力变压器继电保护装置的配置原则一般为：
1.针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。

2.应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。

3.对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳闸。

4.对 110kV 及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。

5.为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。

6.对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。

6.2 变电所主变保护的整定计算
1.瓦斯保护：
保护能反应油浸式变压器油箱内的各种故障是变压器内部故障的保护之一,变压器油箱内发生短路故障时，短路电流及故障点电弧会使变压器油和绝缘材料受热分解，产生气体。

气体的多少和故障的性质及严重程度有关。

2.瓦斯保护的整定：
(1 )瓦斯继电器的气体容积整定为250cm2。

轻瓦斯保护瞬时动作于信号。

( 2)重瓦斯保护动作值的大小用油流速度来表示，为了防止穿越性故障时瓦斯保护
误动作，油流速度整定为1m/s。

重瓦斯保护动作于跳开变压器两侧断路器。

3.纵差动保护：
(1)是变压器的主保护之一。

反应变压器油箱内或其引出线的短路故障。

(2)变压器纵差动保护在正常和外部故障时，理想情况下流入差动继电器的电流等于零。

但实际由于变压器的励磁电流、接线方式和电流互感器误差等因素的影响，继电器中有不平衡电流流过。

因此，变压器差动保护需要解决的主要问题之一是采取各种措施避越不平衡电流的影响。

在满足选择性的条件下，还要保证在内部故障时有足够的灵敏系数和速动性。

4.纵差动保护的整定计算：
1）变压器一次额定电流
a.110kv 侧
1 =31500/ 亶X110
=165.332A
b.35 kv 侧
'=31500/ LU X35
=519.615A
c.10 kv 侧
1 =31500/ 聚X10
=1818.653A
2）电流互感器变比
a.110kv侧计算变比
N= X165.332/5
=57.272
变比选取300/5
b.35kv侧计算变比
N= LU X519.615/5
=180
变比选取1000/5
c.10kv侧计算变比
N=唱X1818.653/5
=630
变比选取3500/5
3）电流互感器二次电流
a.110kv 侧
=一 X165.332/60
=4.773A
b.35kv 侧
X519.615/200 =4.5A c. 10kv 侧
=1宜 X1818.653/700
=4.5A
计算差动保护一次动作电流 躲变压器的励磁涌流
1.3 1154.7
=1501.1A
按躲过外部短路时的最大不平衡电流计算：
在最大运行方式下，变压器 10kv 侧母线故障时最大三相短路电流为
「川：：.,1
,
等值正序阻抗图
5 0. 13 0. 1955
图6-1
0.302
2 0?8 1. 0
图6-2 X9 = (1/X7+X2 + 1/X8+X5 + 1/X6
) X (X7+X2 ) >X6
=(1/0.084+0.8 + 1/0.05+0.13 + 1/0.025 ) =1.032 (1.26)
X10 = ( 1/X7+X2 + 1/X8+X5 + 1/X6 ) X (X8+X5 ) XX6
=(1/0.084+0.8 + 1/0.05+0.13 + 1/0.025 ) X (0.05+0.13) X0.025 =0.21 ( 0.21) ZE 1 = 1.26//021
6 0. 025
7 0. 084
8 0..
05
2 oTs 1. 0
5 CL 13 0. 1955
L032 L26
10 0.21
图6-3
X ( 0.084+0.8) X0.025
=0.672
■⑶
=1/Z 刀 1
=1/0.672
=1.488
化为有名值：
咲讪=1.488 502
=747.02A 折算到10kV侧：
r⑶
dmmM = 747.02 110/10
=8217.22
取：电流互感器的相对误差：fwc = 0.1
非周期分量系数：' =1
LH的同型系数：…=1
变压器分接头引起的误差：△ U = 0.1
由于平衡线圈整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差
=(1 1 00.1+0.1+0.05) 8217.22
=2054.31A
=1.3 2054.31 o
=2670.6A
躲开变压器的最大负荷电流为：
(}]
=1.3 1154.7
=1501.1A
=1.3 1501.1
=1951.4A
综上可得：
差动保护一次电流动作的值为:
^dz = K k J bp max
=1.3 1790.5
=2327.7A
最大不平衡电流为: :卩’"“ =(Ktx >KfZqOfWc + △
U +
△ fw)
o
△ fw0.05 故动作电流为:
=1.3
5.过电流保护
(1)动作电流为：
IdZ = ' /Kn "-沁
变压器的最大负荷电流按下几种情况考虑：
1)其中一台变压器切除时引起的过负荷
' I - ■= 2 x
=2 20 X03/ □ X110 x
=209.95A
2)考虑电动机自启动时的启动电流
r
] K 1
I > = x
=1.5 1.3 X0 X I03/2! X110 x
=204.7A
故动作电流为：'=1.3/0.85 20X95
=321.1A
(2)动作时限t=0.5S
与变电所地压侧后备保护相配合，已知低压侧后备保护时限为1S
所以过电流保护的动作时限为：t = t'+ △ t
=1+0.5
=1.5s
(3)灵敏度校验：
= ：.i. ;.l I'./' :
=520.34/321.1
=1.62 > 1.5
(4)装设地点：
过电流保护装于电源侧(110kV )折算到二次侧的动作电流为：
=321.1/40
=8.03A
6.零序电压保护
(1)零序电压继电器的动作电压：躲过在部分中性点接地的电网中发生单相接地短路
时，在保护安装处可能出现的最大零序电压。

为简化计算，保护动作电压取为：
Udzo < 2 Ue • xt
其中Ue・xt为电网的额定电压
由于整定值不能大于互感器的饱和电压200V，故整定为：
Udzo=180V
(2)动作时限：
t=0.5s
7.过负荷保护
(1)动作电流按躲过额定电流进行整定：
=KK/Kn 粕 B
=1.05/0.85 (20 X03/L! X110)
=129.67A
折算到二次侧：
'1 =129.67/40
=3.24A
(2)动作时限：
比过电流保护的最大时限增大一个△ t,
所以t=t+ At
=115+0.5
=2.0s
(3 )装设点：
将于变压器的高压侧即110kv侧，动作于信号 6.3主变保护原理接线图
Rad 轻瓦斯信号
图6-4 变压器其
它保护来
跳两侧QF
QF1。