220KV北关一次降压变电所继电保护电气部分初步设计
4.2.4复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护
一般用于升压变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。外部相间短路保护应装于变压器下列各侧：
(1)双绕组变压器，应装设于主电源测；
(2)三绕组变压器及自耦变压器，一般装设于主电源侧（经常
不断开的电源侧）及另一侧，主电源侧的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护侧的断路器。当上述方式不符合灵敏性的要求性时，则可在所有各侧均装设保护装置。各侧保护装置应根据选择性的要求装设方向元件；
(3)供电给分开运行母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护装置外，还应在每个供电支路装设保护装置；
(4)对发电机－变压器组，在变压器低压侧不应另设保护装置，而利用发电机的外部短路过电流保护。但在厂用分两段时限，以便在外部短路时仍能保证厂用负荷的供电。
4.2.5主变高压侧零序保护
在中性点直接接地系统中，接地短路是常见的故障形式，所以处于该系统中的变压器要装设接地保护，以反映变压器高压绕组、引出线上的接地短路，并作为变压器主保护和相邻母线、线路接地保护的后背保护。
电力系统接地短路时，零序电流的大小和分布于变压器中性点接地数目和位置的关系及变压器中性点接地的原则已在前面讨论过。国内，在220kV系统中，广泛采用中性点绝缘水平较高的分级绝缘变压器，其中性点可接地运行或不接地运行。如果中性点绝缘水平较低，则中性点必须直接接地运行。
4.2.6其他保护：变压器温度、信号监测装置
对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统，应按现行电力变压器标准的要求，装设可作为用于信号或动作于跳闸的装置。所以外加设相应的保护来监控变压器自身的运行，包括油温和启动风扇的保护。
温度信号装置：变压器油温的监视采用温度信号装置，其基本元件是带电触点的压力式温度计。该温度计是按流体压力计原理制成的，由受热器连接管和温度指示器组成，当被测物温度升高时，受热器中液体膨胀，温度指示计中的流体压力计应部分所受压力增大，指针位置改变，当指针位置达到定位指针预先放置的位置时，使定时指针的一对触点接通，发出信号或采取变压器冷却风扇，温度计可以有两个定位针给定温度的上下限，而作为两位式调节
上述各种保护装置的接线宜考虑能保护电流互感器与断路器之间的故障。 本次变压器保护：
1. 气体保护(瓦斯保护)
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2. 纵差动保护 3. 复合电压保护
4. 主变高压侧零序保护 5. 过负荷保护
6. 变压器的温度信号装置
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5 各种继电保护原理
5.1 变压器的各种保护
5.1.1 瓦斯保护工作原理
瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。
由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量及流速构成瓦斯保护。
瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上，如下图所示。
图5.1 瓦斯继电器安装位置图
为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有1％～1.5％的升高坡度，通往继电器的连接管具有2％～4％的升高坡度。
开口杯挡板式瓦斯继电器，其内部结构如下图所示。正常运行时，上、下开口杯2和l都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤4所产生的力矩，因此开口杯向上倾，干簧触点3断开。
油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降。而使上开口杯露出油面，此时由于浮力的减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤4所产生的力矩，于是上开口杯2顺时针方向转动，带动永久磁铁10靠近干簧触点3，使触点闭合，发生“轻瓦斯”保护.
油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击挡板8，使下开口杯l顺时针方向旋转，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点3使之闭合，发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，发出跳闸脉冲。
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图5.2 瓦斯继电器结构图
5.1.2 瓦斯保护的原理接线图
上面的触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延的发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯保护”，动作后起动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。
图5.3 瓦斯保护原理接线图
5.1.3 瓦斯保护评价
主要优点：动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障。 主要缺点：不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。
因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。
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5.1.4 瓦斯保护的反事故措施
瓦斯保护动作，轻者发出保护动作信号，提醒维修人员马上对变压器进行处理；重者跳开变压器开关，导致变压器马上停止运行，不能保证供电的可靠性，对此提出了瓦斯保护的反事故措施：
(1)将瓦斯继电器的下浮筒改为档板式，触点改为立式，以提高重瓦斯动作的可靠性。 (2)为防止瓦斯继电器漏水而短路，应在其端子和电缆引线端子箱上采取防雨措施。 (3)瓦斯继电器引出线应采用防油线。
(4)瓦斯继电器的引出线和电缆应分别连接在电缆引线端子箱内的端子上。
5.1.5 瓦斯保护原理电路
工作原理：1是瓦斯继电器；2是信号继电器；3是出口继电器；4是联片。当变压器内部发生轻微故障时，有轻瓦斯产生，瓦斯继电器的上触点闭合，作用于至延时信号；发生严重故障时，重瓦斯冲出，瓦斯继电器的下触点闭合，经信号继电器，发出报警信号，同时通过联片使出口继电器动作使断路器跳闸。瓦斯继电器的下触点闭合，也可以利用切换片XB切换位置，只给出报警信号。
为了消除复合式瓦斯继电器的下触点在发生重瓦斯时可能有跳动（接触不稳定）现象，出口继电器有自保持触点。只要瓦斯继电器的下触点一闭合，CKJ就动作并自保持。当断路器跳闸后，断路器的辅助触点断开自保持回路，使CKJ恢复起始位置。
至延时信号信号+2LP++3CKJ14R-由变压器其他保护来Rf
图5.4 变压器瓦斯保护原理图
瓦斯保护的整定：轻气体保护的动作值采用气体容积表示。通常气体容积的整定范围为250－300立方厘米。对于容量在10MVA以上变压器，多采用250－300立方厘米。
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