发电厂主变压器保护继电保护设计

1、发电厂主变压器保护装置配置及说明根据继电保护和安全自动装置技术规程选择主变压器的保护如下:1. 主保护:D 反映变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护根据规程232 0.8MVA及以上油浸武变压器和0.4MVA及以上车间内油浸式变压器均应装设瓦斯保护：当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号,当产生大量瓦斯时应动作于断开变压器各侧断路器。”装设瓦斯保护2 ) 相间短路保护根据w2,3.3对变压器引出线I套管及内部的短路故障,应按以下规定f装设相应的保护作为主保护,保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。”根据2.3.3.2对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行变压器。IOMVA

2、及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器应装设纵联差动保护。”装设纵联差动保护2、后备保护：根据“235对于由外部相间短路引出的变电器 过电流,应按下列规定装设相应的保护作为后备保护r 保护动作后,应带时限动作于跳闸。”1）过电流保护根据23.5.2复合电压（包括负底电压及线电 ）启动的过流保护宜用于升压变压器系统联络 变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压 器。”装设复合电压启动的过电流保护。2）中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零康电流保护根据2.3.8.1对于IloKV及以上中性点直接 接地电网中如果变压器中性点可能

3、接地运行，对于 两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设 零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护,并作 为相邻元件的后备保护。”3 ）过负荷保护根据M2.3.11 0.4MVA及以上变压器I当数台 并列运行或单独运行f并作为其它负荷的备用电源是应根据可能的过负荷情况,装设过负荷保护。过负荷 保护采用单相式,带时限动作于信号。发电厂主变压器所配保护基本原理及说明1. 变压器瓦斯保护装置瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件它安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中,有箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。瓦斯保护的【理接线如图一所示图一上面的触点表示轻瓦斯保护”,动作后经延时, 发出信号。下面触点

4、表示重瓦斯保护” r动作后启动 变压器保护的总出口继电器,使断路器跳闸。当油箱内 部发生严重故障时,由于电流的不稳定可能造成干簧 点的抖动,此时为使断路器能可靠跳闸,应选用具有 电流自保持线圈的出口中间继电器Bat动作后由断 路器的辅助触点来切除出口回路的自保持。此外为 防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作 跳闸可利用切换片QP将跳闸回路切换到信号回路。2. 变压器纵联差动保护装置 1）构成变压器纵联差动保护的基本原则双绕组变压器实现纵差保护的原理接线如图二所在正常运行以及保护范 围外部故障时,实际上是同 个电流/1从变压器的一 端流入,又从另一端流出, 如不计电流互感器的励磁电 流

5、的影响,则二次侧也流过相同的电流/ 2 .此电流在引导线中成环流，而流入继电器回路的电流人=O f继电器不动作。但由于电流互感器的误差和励磁电流的影响I在正常运行和外部故障情况下，仍将有电流流入差动回路,此电流成为不平衡电流（下面将详述1当保护范围内部（变压器引出线,套管及内部的 短路故障）故障时r两侧均有电流流向短路点此时 短路点的总电流为d= + l ,因此流入继电器回路极差动回路的电流为Ij=A ,当Ij妇时,继电器及动作于跳闸。由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同,因此,为了保证纵差保护的正确工作就必须适当选择两侧电流互感器的变比r使得在正常运行和外部故障时两个二次电流相等。2）变压

6、器纵联差动保护的特点变压器的纵联差动保护需要躲开流过差动回路中的不平衡电流。产生不平衡电流的原因: .由变压器励磁涌流G所产生的不平衡电流（2）.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 .由计算变比与实际边币不同而产生的不平衡电流 .由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流 .由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流上述2. 3项不平衡电流可用适当地选择电路互 感器二次线圈的接法和变比以及采用平衡线圈的方 法使其降到最小。但1. 4. 5各项不平衡电流r实 际上是不能消除的,而变压器的纵差保护必须躲开这 些不平衡电流的影响f就需另作考虑：一是采用具有速饱和铁心的差动继电器利用励磁涌流中

7、的非周期分量使铁心饱和r来避越励磁涌流的影响；二是采用短路线圈，以使继电器避辎E周期分量的作用得到加强从而更易于躲开暂态过程中的不平衡电流以及变压器空载合闸时的励磁涌流所以采用BCH2型差动继电器构成主变压器的差动保护。3. 复合电压启动的过电流保护该保护是低电压启动过电流保护的一个发展,其原理接线如图三所示。当发生各种不对称短路时,由于出现负原电压r 因此继电器4动作f其长闭触点打开f于是加于低电 压继电器5上的电压被迫变为零I则5 定动作.这 是电流继电器1 3中至少应由两个动作f于是就可 以启动继电器7r经过预定的时限后动作于跳闸。当发生三相短路时I由于在短路开始瞬间一般会 短时出现一个

8、负原电压使继电器4动作f因此f低 电压继电器5也随之动作待负序电压消失后I继电 器4返回这时继电器5又接于线电压上。由于三 相短路时,三相电压均降低,故继电器5仍将处于动 作状态,此时,保护装置的工作情况就相当于一个低 电压启动的过电流保护。4. 变压器的零序电流保护保护接于中性点引出线的电流互感器上。保护的 原理接线如图四所示。保护的动作电流按照与母线上 引出线的零嗥后备保护灵敏系数相配合的条件来整 定即IOdz. = k 卩点扭1 Od乙i式中/()衣变压器零寤保护的动作电流配合系数零原电流分支系数引出线零序电流后备保护的动作电流跳IQF跳2QF5. 过负荷保护过负荷保护用于反映变压器的对

9、称过负荷引起的过电流可知用一个电流继电器接于一相电流上。保护动作后,经一定延时作用于信号或跳闸。保护装于电源侧,其起动电流按下式整定Kh式中KK可靠系数取105返回系数取0.85=主变压器保护装置的整定计算和详细说明对双绕组变压器纵联差动保护采用BCH2型差动继电器,正定计算步骤如下:1.计算变压器两侧一次电流选择电路互感器变比,确定两侧额定电流名称各侧数值额定电压(KV)38.56.3额定电流(A)J2 5-187.5338.5f!25-1145.53 X 6.3电流亘感器接线方式Y电流互感器计算变比3187.5325551145.55选用电流互感器变比375 =7551500 = 3005

10、二次侧额定电流(A)325 =4.337511455-3.830038.5KV侧的二次额定电流最大F选该侧为基本侧。2.短路电流计翼1）发电机侧最大运行方式电抗22.8Q 发电机侧最小运行方式电抗68.5 系统侧最大运行方式电抗6 系统侧最小运行方式电抗o 发电机侧X Sax = 0.072X*mi =0.217系统侧 X max =0.7 14X*min=1.19= 0.072+0.714 = 0.786工 XLn=O.217 + 1.19 = 1.4072）三相短路时最大运行方式下0.072 + 0.714 1272当d2点短路时12 5/二 1.272 X = 238 (A)3 38.5

11、当di点短路时12 5/ = 1.272 X ； 二 1457.2（A）3 6.33）三相短路时最小运行方式下0.217 + 1.19 0,711当点短路时/=0.711 12.53 38.5= 133 (A)当心点短路时=0.711H- = 815(A)36.34）两相騒时最大运行方式下当厶点短路时12 5 / = Lix _ = 207 (A) 338.5当di点短路时12 5/=Llx Li 二 1260(A)36.34）两相騒时最小运行方式下I f 3 X2 1.407= 0.615当d2点短路时12 5/ =0.615 X = 115()338.5当di点短路时12 5/=0.615

12、 X 占二一 = 705 (A)3 6.33确定保护装置的动作电流1)躲过变压器的励磁涌流I(I: = KK 厶，=1.3x187.45 二= 243.69(A)2 )躲过6.3 KV侧外部短路时的最大不平衡电流g = KKgK仏 + + M)/ =1.3(1 1 0.1 + 0.025 + 0.05) 1457.2 = 331.5(A)3)躲过电流互感器二次回路断线的最大复合电流I 止=KKle =1.3x187.45 = 243.69()取38.5KV侧的动作电流z =331.5(A)4. 确定差动继电器的动作电流和基本侧差动线圈的匝数差动继电器的动作电流dzjjhjs5x331.575=

13、7.67(A)差动线圈的计算匝数60dzjjbjs7.67=7.82(r)取差动线圈的整這匝数比“ =7(0继电器的实际动作电流ClZjjbAWO _ 60 7-= 8.57(4)保护装置的实际动作电流8.57 75=371 .6(A)5、确定平衡线圈匝数和工作线圈匝数1)平衡线圈匝数% = WT8(4.33.811.094(r)取平衡线圈匝数g=l()2)工作线圈匝数Wg = WPZ + 叱如=17= 8(06. 校验A九W . -W 1 094一 I=Ce=T=Ooi6o57. 灵敏度校验当系统运行在最小方式下,6.3KV侧出口发生两相短路时,保护装置灵敏系数最低KImK jmin705

14、_ 89 2(Jzjb371.61 满足要求。1. 当变压器内部轻微短路油面降低时,瓦斯保护中轻瓦斯保护动作于信号;当变压器内部严重短路时,重瓦斯保护动作于跳开两侧断路器7Z 2DLo 2、当变压器线圈和引出线发生相间短路引出线发生接地短路及线圈匝间断路时纵联差动保护动作跳断路器1DL. 2DLo3. 变压器外部相间短路时r复合电压启动的过电流保护动作,跳断路器2DLo4. 变压器外部接地短路时产生零偉电流I零原电流保护动作跳断路器2DL5. 当变压器由于对称过负荷引起过电流时,过负荷保护 发出警告信号。五.参考文献：1. 电力工程设计手册,电气二次部分I西北电力设计 院编f水利电力岀版社2.

15、 电力系统继电保护原理,贺家李r中国电力出版社3. 火电厂机电保护及自动装置I河南省电力工业局,中国电力出版社4. 电力系统机电保护设计原理r吕继绍r水利电力出版社5、电力系统继电保护r山东工学院、山东省电力工业局电力系统继电保护编写组I电力工业出版社6.继电保护和安全自动装置技术规程 1991-03-04发布f 1991-08-01实施中华人民共和国能源部发布 7、电力系统规划,何仰赞、温增银华中科技大学出版社-周的催电锯护实习已軽过击了，牧莪很乂，% *1 了狠,的歩鈞。通过卖司对M请摩过的知钦韦了一 金比佞金统的權理如总件，弄J.韦了一介夏僚钏的理 鮮。事金值一金龜貝，针对样总比佞履裁针任务足配It祈禺支禺壽的相矣保沪。直过对 不#的修対和电力糸娩嵌针规後，总矍了爰帯保护， 瓦斯保护，过电1保护，宋為电就和过夷肅倍护。4 对*-/保护址待