Ktx— 同型系数,CT型号相同且处于同一情况时取0.5,型号不同时取1,本设计取1。
ΔU—变压器调压时所产生的相对误差,采用调压百分数的一半,本设计取0.05。
Δfza—继电器整定匝书数与计算匝数不等而产生的相对误差,暂无法求出,先采用中间值0.05。
代入数据得 Idz1=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05) ×1.04=270.4(A) 2) 躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流 Idz1= KK Ie (2) 式中:KK—可靠系数,采用1.3; Ie—变压器额定电流:
代入数据得 Idz1= 1.3×103.9=135.1(A) 3) 躲过电流互感器二次回路短线时的最大负荷电流
Idz1= KKTfhmax
(3)
式中: KK—可靠系数,采用1.3;
Idz1—正常运行时变压器的最大负荷电流;采用变压器的额定电流。 代入数据得
Idz1=1.3×103.9=135.1(A)
比较上述(1),(2),(3)式的动作电流,取最大值为计算值,
即: Idz1=270.4(A)
4.4.3确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流
将两侧电流互感器分别结于继电器的两组平衡线圈,再接入差动线圈,使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值;以二次回路额定电流最大侧作为基本侧,基本侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下:
基本侧(35KV)继电器动作值 IdzjsI=KJXIdzI/nl
代入数据得 IdzjsI= 3 ×270.4/40=11.71(A) 基本侧继电器差动线圈匝数 WcdjsI=Awo/ IdzjsI
式中:Awo为继电器动作安匝,应采用实际值,本设计中采用额定值,取得60安
匝。
代入数据得 WcdjsI=60/11.71=5.12(匝)
选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较WcdjsI小而相近的数值,作为差动线圈整
定匝数WcdZ。
即:实际整定匝数WcdZ=5(匝)
继电器的实际动作电流 IdzjI=Awo/ WcdZ=60/5=12(A) 保护装置的实际动作电流 IdzI= IdzjINl/Kjx=12×40/3 =277.1A
4.4.4确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数
平衡线圈计算匝数 WphjsⅡ =Wcdz/Ie2JI-Wcdz
=5×(4.5/4.33-1)=0.19(匝)
故,取平衡线圈实际匝数WphzⅡ=0 工作线圈计算匝数WgzⅡ= WphzⅡ+Wcdz=5(匝)
4.4.5计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza
Δfza= (WphjsⅡ- WphzⅡ)/( WphjsⅡ+ Wcdz)
=(0.19-0)/(0.19+5)=0.04
此值小于原定值0.05,取法合适,不需重新计算。 4.4.6初步确定短路线圈的抽头
根据前面对BCH-2差动继电器的分析,考虑到本系统主变压器容量较小,励磁涌流较大,故选用较大匝数的“C-C”抽头,实际应用中,还应考虑继电器所接的电流互感器的型号、性能等,抽头是否合适,应经过变压器空载投入试验最后确定。 4.4.7保护装置灵敏度校验
差动保护灵敏度要求值Klm≮2
本系统在最小运行方式下,35KV侧出口发生两相短路时,保护装置的灵敏度最低。 本装置灵敏度 Klm=0.866KjxIdlmin/Idzl
=0.866×1×0.817/0.2771=2.55>2
满足要求。
4.5过电流保护
4.5.1过电流继电器的整定及继电器选择 1) 保护动作电流按躲过变压器额定电流来整定
Idz=KkIe1/Kh
式中:Kk—可靠系数,采用1.2; Kh—返回系数,采用0.85;
代入数据得 Idz=1.2×103.9/0.85=146.7(A)
继电器的动作电流 Idzj=Idz/nl=146.7/(40/ 3 )=6.35(A) 电流继电器的选择:DL-21C/10
2) 灵敏度按保护范围末端短路进行校验,灵敏系数不小于1.2。
灵敏系数:Klm=0.866KjxId3lmin/Idz
=0.866×1×0.282/0.1467=1.66>1.2
满足要求。
4.6 过负荷保护
其动作电流按躲过变压器额定电流来整定。动作带延时作用于信号。
Idz=KkIe1/Kf=1.05×103.9/0.85=128.4(A) IdzJ= Idz/nl=128.4×3 /40=5.56(A)
延时时限取10s,以躲过电动机的自起动。
当过负荷保护起动后,在达到时限后仍未返回,则动作ZDJH装置。
4.7 冷却风扇自起动
Idz=0.7Iel=0.7×103.9=72.74(A)
IdzJ=Idz/nl=72.74/(40/ 3 )=3.15(A)
即,当继电器电流达到3.15A时,冷却风扇自起动。
35KV
d1
7(8)
35KV 1.19 d2
XL=3.628
图6
4.8变压器保护配置及整定计算
4.8.1变压器保护配置
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。因此,我们必须研究变压器有哪些故障和不正常运行状态,以便采取相应的保护措施。
变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障,主要是套管和引出线上发生相间短路以及中性点直接接地侧的接地短路。这些故障的发生会危害电力系统的安全连续供电。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。油箱内故障时产生的电弧,不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯,而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体,有可能引起变压器油箱的爆炸。
变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等,这些运行状态会使绕组和铁芯过热。此外,对于中性点不接地运行的星形接线方式变压器,外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压,威胁变压器的绝缘;大容量变压器在过电压或低频率等异常运行方式下会发生变压器的过励磁,引起铁芯和其它金属构件的过热。
主保护:电流差动保护、瓦斯保护
后备保护:过电流保护/低压闭锁过电流保护/复合电压闭锁过流保护/阻抗保护/零序过电流保护/零序过电压保护/过负荷保护/过激磁保护。
两种配置模式:
(1)主保护、后备保护分开设置
(2)成套保护装置,重要变压器双重化配置 4.8.2 纵联差动保护
以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理,如图7所示。 ?1′ ?2′ nl 1 nB nl 2 ?2′′ ?1′′
?2′- ?2′′ I- I
图7 变压器纵差动保护的原理接线
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同,因此,为了保证纵差动保护的正确工作,就必须适当选择两侧电流互感器的变比,使得在正常运行和外部故障时,两个二次电流相等,亦即在正常运行和外部故障时,差动回路的电流等于零。例如在图7中,应使
I2=I2'''I1I''1== nl1nl2'
nl2I''1或?'=nB nl1I1式中nl1—高压侧电流互感器的变比;
nl2—低压侧电流互感器的变比;
nB—变压器的变比(即高、低压侧额定电压之比)。