两端装设电流互感器,实现差动保护。这种分侧差动保护,如同发电机定子绕组差动保护一样,无须考虑绕组的励磁涌流、过励磁、调压等的影响。两侧电流互感器取相同变比并按星形接线。分侧差动保护接线简单、可靠,对相间和单相短路灵敏度高,但对匝间短路无保护作用。 2.1 分侧差动保护的整定计算
分侧差动保护应由比率制动式或标积制动式差动继电器构成,其动作特性曲线为折线型,整定计算原则同发电机纵差保护。 a)最小动作电流Iop.min的计算
??Iop.min=KrelIunb.0 或 Iop.min=Krel×2×0.03IN/na (3-10)
式中:Krel——可靠系数,取1.5;Iunb.0——在变压器额定电流下,差动回路中的不平衡电流实测值。
可取Iop.min=(0.1~0.3)IN/na,一般宜取(0.1~0.2)IN/na,IN为变压器额定电流。
b)起始制动电流Ires.0的整定
Ires.0=(0.8~1.0)IN/na (3-11)
c)动作特性折线斜率S的整定。首先计算最大制动系数Kres.max,即
Kres.max=KrelKapKerKcc? (3-12)
式中:Krel——可靠系数,取1.5;Kap——非周期分量系数,TP级电流互感器取1.0,P级电流互感器取1.5~2.0;Kcc——同型系数,取0.5;Ker——电流互感器比误差,取0.1。
按式(3-1)或(3-8)计算S值。 可选用S=0.2~0.3。
d)灵敏系数计算。按最小运行方式下变压器绕组引出端两相金属性短路,灵
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敏系数Ksen≥2校验,即?
Ksen?Ik.minIop?na (3-12)
式中:Ik.min——最小运行方式下,绕组引出端二相金属性短路的短路电流值;I’op——根据Ik.min在动作特性曲线上查得的动作电流。 3 变压器零序差动保护
220~500kV变压器,单相接地短路是主要故障型式之一。特别是单相变压器组,变压器油箱内部相间短路不可能发生。变压器零序差动保护就是保护变压器单相接地短路而设置的。目前我省主变压器没有使用零序差动保护,其整定计算就此略过。 4 变压器瓦斯保护
瓦斯保护是反应变压器油箱内各种故障的主保护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,瓦斯保护应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应瞬时动作于断开变压器各侧断路器。
瓦斯保护动作于信号的轻瓦斯部分,通常按产生气体的容积整定。对于容量10MVA以上的变压器,整定容积为250~300ml。
瓦斯保护动作于跳闸的重瓦斯部分,通常按通过气体继电器的油流流速整定。流速的整定与变压器的容量、接气体继电器的导管直径、变压器冷却方式、气体继电器的型式等有关。表3为动作于跳闸的瓦斯保护油流流速整定表。
表3 瓦斯保护油流动作流速整定表 变压器容量 kVA 1000及以下 7000~7500 7500~10000 10000以上 200000以下 气体继电器型式 QJ-50 QJ-50 QJ-80 QJ-80 QJ-80 连接导管内径 mm φ50 φ50 φ80 φ80 φ80 - 37 -
冷却方式 自冷或风冷 自冷或风冷 自冷或风冷 自冷或风冷 强迫油循环 动作流速整定值 m/s 0.7~0.8 0.8~1.0 0.7~0.8 0.8~1.0 1.0~1.2 200000及以上 500kV变压器 有载调压开关 QJ-80 QJ-80 QJ-25 φ80 φ80 φ25 强迫油循环 强迫油循环 1.2~1.3 1.3~1.4 1.0
5 变压器相间短路后备保护 5.1 过电流保护
过电流保护主要用于降压变压器,作为防御外部相间短路引起的变压器过电流和变压器内部相间短路的后备保护。
a)过电流保护的动作电流计算。为了保证选择性,过电流保护的动作电流应能躲过可能流过变压器的最大负荷电流,即
Iop?KrelIL.maxKrna?? (3-13)
式中:Krel——可靠系数,取1.2~1.3;Kr——返回系数,取0.85~0.95;IL.max——最大负荷电流。
最大负荷电流IL.max可按以下情况考虑并取其最大者:
1)对并列运行的变压器,应考虑切除一台时,余下变压器所产生的过负荷电流,当各台变压器容量相等时,可按下式计算
IL.max?mm?1IN
(3-14)
式中:m——并联运行变压器的最少台数;IN——每台变压器的额定电流。
当并联运行的变压器容量不等时,应考虑容量最大的一台变压器断开后引起的过负荷。
2)当降压变压器低压侧接有大量异步电动机时,应考虑电动机的自起动电流,即
IL.max=KssI’L.max? (3-15)
式中:I’L.max——正常运行时最大负荷电流;Kss——电动机自起动系数,其值与
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负荷的性质及与电源间的电气距离有关,取1.5~2;特殊情况,如接有大型电动机负荷的变压器,应视具体情况而定。
3)对两台分列运行的降压变压器,在负荷侧母线分段断路器上装有备用电源自动投入装置时,应考虑备用电源自动投入后负荷电流的增加。
IL.max=IⅠL.max+KssKremIⅡ.L.max? (3-15)
式中:IⅠL.max——所在母线段正常运行时的最大负荷电流;IⅡL.max——另一母线段正常运行时的最大负荷电流;Krem——剩余系数,母线停电后切除不重要负荷,保留下来的负荷与原负荷之比。 4)与下一级过电流保护相配合,则
IL.max=1.1I’op+Im.L.max? (3-16)
式中:I’op——分段断路器或与之相配合的馈线过电流保护的动作电流;Im.L.max——本变压器所在母线段的正常运行最大负荷电流。
对于三绕组降压变压器电源侧(高压侧)的过电流保护,当与低压侧过电流保护配合时,式(3-16)中I’op为低压侧过电流保护的动作电流;Im.L.max要取中压侧负荷电流。
b)灵敏系数校验。保护的灵敏系数可按下式校验
Ksen?I(2)k.minIopna (3-17)
(2)Ik.min式中:——后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流。
要求Ksen≥1.3(近后备)或1.2(远后备)。 5.2 低电压启动的过电流保护
对升压变压器或容量较大的降压变压器,当过电流保护的灵敏度不够时,可采用低电压启动的过电流保护。
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a)电流继电器的整定计算。电流继电器的动作电流应按躲过变压器的额定电流整定
?? (3-18)
式中:Krel——可靠系数,取1.2;Kr——返回系数,取0.85~0.95;IN——变压器的额定电流。
b)低电压启动元件的动作电压整定计算。低电压启动元件的整定应考虑以下情况:
1)按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定
Uop?UminKrelKrnv (3-19)
式中:Umin——正常运行时可能出现的最低电压,一般取Umin=0.9UN(UN为额定相电压或线电压);Krel——可靠系数,取1.1~1.2;Kr——返回系数,取1.05~1.25;nv——电压互感器变比。
2)按躲过电动机自起动时的电压整定: 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时
Uop=(0.5~0.6)Un/nv? (3-20)
当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时
Uop=0.7Un/nv? (3-21)
c)灵敏系数校验。电流继电器的灵敏系数校验与不带低电压闭锁的过电流保护相同。
低电压继电器的灵敏系数按下式校验
Ksen?UopUr.max/nv? (3-22)
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