生强烈的瓦斯气体,油箱内压力瞬时突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移动,使水银触点闭合,接通跳闸回路,使断路器跳闸,这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作,立即切断与变压器连接的所有电源,从而避免事故扩大,起到保护变压器的作用。
瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。目前大多采用QJ-80型继电器,其信号回路接上开口杯,跳闸回路接下档板。所谓瓦斯保护信号动作,即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合,光字牌灯亮。
保护范围
瓦斯保护是变压器的主要保护,它可以反映油箱内的一切故障。包括:油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路(如引出线上)的故障,所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外,瓦斯保护也易在一些外界因素(如地震)的干扰下误动作,对此必须采取相应的措施。
差动保护
差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧,则将同级性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差,也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常运行和外部短路时,差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过,此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb
要求不平衡点流应尽量的小,以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时,在差动回路中由于I2改变了方向或等于零(无电源侧),这是流过继电器的电流为I1与I2之和,即 Ik=I1+I2=Iumb
能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作,因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,所以在区内故障时,可以瞬时动作。
对变压器绕组和引出线上发生故障,以及发生匝间短路时,其保护瞬时动作,跳开各侧电源断路器。
7.3主变压器的后备保护
过流保护
为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备,所以需装设过电流保护。
而本次所设计的变电所,电源侧为110KV,主要负荷在35KV倒即可装设两套过电流保护,一套装在中压侧35KV侧并装设方向元件,电源侧110KV侧装设一套,并设有两个时限ts和tⅢ,时限 定原侧为tⅢ≥tⅡ+△t,用U切除三侧全部断路器。
7.4过负荷保护
变压器的过负荷电流,大多数情况下都是三相对称的,因此只需装设单相式过负荷保护,过负荷保护一般经追时动作于信号,而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。
7.5变压器的零序过流保护
对于大接地电流的电力变压器,一般应装设零序电流保护,用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护,一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行,因此,每台变压器上需要装设两套零序电流保护,一套用于中性点接地运行方式,另一套用于中性点不接地运行方式。
八 防雷及接地体设计
电气设备在运行中承受的过电压,有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能量产生振满和积聚而引起的内部过电压两种类型。按其产生原因,它们又可分为以下几类:
直击雷过电压 雷电过电压 感应雷过电压 侵入雷电流过电压
长线电容效应 工频过电压 不对称接地故障 甩负荷
消弧线圈补偿网络的线性谐振 过电压 暂时过电压 线性谐振 传递过电压
线路断线 谐振过电压 铁磁谐振
电磁式电压互感器饱和
参数谐振—发电机同步或异步自励磁
内过 开断电容器组过电压 电压 操作电容负荷过电压 开断空载长线过电压
关合(重合)空载长线过电压 开断空载变压器过电压 操作过电压 操作电感负荷过电压 开断并联电抗器过电压 开断高压电动机过电压 角列过电压 间歇电弧过电压
8.1防雷保护的设计
变电所是电力系统的中心环节,是电能供应的来源,一旦发生雷击事故,将造成
大面积的停电,而且电气设备的内绝缘会受到损坏,绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活,因此,要采取有效的防雷措施,保证电气设备的安全运行。
变电所的雷害来自两个方面,一是雷直击变电所,二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入,对直击雷的保护,一般采用避雷针和避雷线,使所有设备都处于避雷针(线)的保护范围之内,此外还应采取措施,防止雷击避雷针时不致发生反击。
对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器,以限制侵入变电所的雷电波的幅值,防止设备上的过电压不超过其中击耐压值,同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。
避雷针的作用:将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地,从而保护设备,避雷针必须高于被保护物体,可根据不同情况或装设在配电构架上,或独立装设,避雷线主要用于保护线路,一般不用于保护变电所。
避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备,它实质是一个放电器,与被保护的电气设备并联,当作用电压超过一定幅值时,避雷器先放电,限制了过电压,保护了其它电气设备。 避雷针的配置原则:
1、电压110KV及以上的配电装置,一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上,但在土壤电阻率大于1000n米的地区,宜装设独立的避雷针。
2、独立避雷针(线)宜设独立的接地装置,其工频接地电阻不超过10n。 3、35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针,因其绝缘水平很低,雷击时易引起反击。
4、在变压器的门型架构上,不应装设避雷针、避雷线,因为门形架距变压器较近,装设避雷针后,构架的集中接地装置,距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15M的要求。 避雷器的配置原则
1)配电装置的每组母线上,应装设避雷器。
2)旁路母线上是否应装设避雷器,应租在旁路母线投入运行时,避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。
3)220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器,并尽可能靠近设备本体。 4)220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近增设
一组避雷器。
5)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 6)110KV—220KV线路侧一般不装设避雷器。
8.2接地装置的设计
接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地相连,使该物体或节点与大地保持等电位,埋入地中的金属接地体称为接地装置。
本变电所采用棒形和带形接地体联合组成的环形接地装置。接地装置应尽可能埋在地下,埋设深度一般为0.5—1米,围绕屋内外配电装置,主控楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物,敷设环形接地网。这些接地网之间的相互联接线不应少于两根干线。接地网的外像应闭合,外像各角做成圆弧形,圆弧半径不宜小于均压带间距离的一半,在接地线引进建筑物的入口处,应设标志。
8.3主变中性点放电间隙保护
为了保护变压器中性点,尤其是不接地高压器中性点的绝缘,通常在变压器中性点上装设避雷器外,还需装设放电间隙,直接接地运行时零序电流保护起作用,动作 接地变压器,避雷器作后备;变压器不接地时,放电间隙和零序过电压起保护作用,大气过电压时,线路避雷器动作,工程过电压时,间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低,无法与放电间隙无法配合,故选用阀型避雷器。