龙湾二次KV降压变电所继电保护部分初步

33/38龙湾二次６0／10KV降压变电所继电保护部分初步设计ThereｌayingdesignfoｒeｌectricalpartoｆＬongｗａn6０ＫVstepdownsubstation摘要电力系统专业的毕业设计是一次比较综合的训练,它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践的很好结合,运用理论知识和所学到的专业技能进行工程设计和科学研究，提高分析问题和解决问题的能力。在完成此设计过程中,我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法,获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练,并进一步补充新知识和技能.本毕业设计论文是60/10KV二次降压变电所电气部分初步设计。为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求,按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变电所能够长期可靠供电。根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及《变电所设计》等书籍的有关内容,设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、保护整定计算、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划等主要工作。在此期间,遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电气主接线图、保护配置图、保护展开图）组成。内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。近年来,电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长，它已成为现代社会实用最广、需要最快的能源。变电所的合理设计与建设是一个极其重要的组成部分。本次设计是根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及《变电所设计》等书籍的有关内容,在指导老师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中,全面细致的考虑工程设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。关键词变电所，短路计算，继电保护，保护配置AbstractThepｒofｅssionａlgrａdｕateｉnsysｔemineleｃtricpowerdesiｇniｓonｃemｏｒｅsynthesizｅoftraiｎinｇ,itiｓwewilｌduringthepｅriodｏfｓｃhｏolaprofesｓiｏnforleaｒningknoｗledgeprocｅedtheoriesandpraｃticeｖeryｇｏｏdcombinａtｉoｎ，ｍａkeｕｓeoftｈetheoriｅskｎoｗlｅdgｅprocｅedsｗithaｐrｏfeｓsionforｌearningｔｅcｈnicａｌabiｌitｙｅngｉnｅｅringdesigｎwithscｉenceｓtudｙ，increaseanalyzｅｐrobｌeｍwithproblem-sｏｌvingabilitｙ.Incｏmplｅtｅthisdesigｎprｏcesｓ,ｗecanstudｙtheｅｌectricpowerengineeｒingｔheｄesiｇn，iｎｖeｓtigaｔｉvepｒｏcedureinproblemintechｎiｑueｗithｍethod,becollecteｄinｆorｍation，ｃheckedthecｕｌｔuralheritaｇｅ，invｅstiｇatｅtheresｅarｃｈ，ｐroｊeｃtcompaｒisonanddeｓigntｈevarｉｏustraiｎｉngｉnetc.iｎgrａpｈiｃｓ，combｉｎefurthｅrcｏmpｌｅmenｔtheneｗiｎforｍaｔｉonknowsｗiｔｈtechｎicaｌabiｌiｔy．Thisgraduatedesｉgntｈesisisａ60／１０KVaｄｅｃlininｇtopresｓtocｈangetogivｅｏｒgeｔaｎelectrｉcshockaｎelectricityｐａrtsｏffｉｒｓtstepsdｅsｉgn.Forthesａkeｏfｄepenｄａbleｔhatｇｕarａntｅethepｏweｒsupｐlｙwitｈaｒequestthａtcontｅntｅｄloｎg—tｅrmｂurthen，caｒrｉeｓaｃcordiｎgtotheforwarｄｔｈｅproｇramｍｉｎgｐrｏceedinｇdｅsigndeｖｅlｏｐments，fｒｏmbutguaranｔeetochangｅｔogiveoｒgetａnelecｔricshocｋcaｎlonｇ-tｅrｍdependablｅpowersupply。Dｅsigｎtｈｅrequeｓtoftｈemissｉonｂｏｏｋaccorｄinｇtothｅgraduate，ｓyｎthesｉzeaｐrograｍmingforlearninｇprｏｆeｓsionknowｌｅdgeaｎd《chaｎｇｉｎgｇivingoｒgetａnｅleｃtｒicshockthe》desigｎedｗaiｔingdoｇ＇s-earrelｅｖａntlycｏntenｔs,deｓigｎingｉntｈeprｏｃesｓcｏｍpletinglｏrdcｈａnｇingcｈoice,ｅleｃtrｉｃityloｒdcｏｎnｅｃtｉｎgｌineaｒdｒａw－up，shoｒtcｉｒcuitcompｕting，electricitｙequiｐmentsｃｈｏosing，gｏingtｏgeｔherwithｅlｅctricitｙequipping,aftergiｖeorｇetanｅｌectrｉｃｓhｏcｋtheproｔeｃｔｉoｎwiththeproｇｒammingｏftｈeautｏmatｉcdevｉcewithｄefendprotectiｖeprｏgrａmminginthｕnderetc。maiｎwoｒk。Herepｅrｉod,alｌｋｉndsproblemsthatmeetａlｌｐａsseｓtｏcoｍpare,checktocalcｕlatｅagainandagａin,andaｓkｔhecaｎsolutiｏninteacｈer.Gｒadｕatｅｔoｄesignｔｈeｔhesisfｒoｍdesignthemanual，desigｎｃalculatｉonｂooｋ，ａsetｏｆdｉagramsｐａper(thｅelectricitylordconnｅｃtstｈelｉneｄｉagrａm，ｔoｔalｆlatsurfａcearrangesｔｈediaｇｒaｍaｎdgｏｔoｇetherｗitｈelectｒicitｙeｑｕipcｒoｓssectiondｉagram,dｅｆendthuｎdeｒprｏtectｉoｎdiagｒam)ｃonsｔiｔuｔe.Ｔｈecontｅnｔｓｉsmｏrｅdetaｉled,tｏfｒoｍｎowｏnextendtoｃｏnsultscerｔaｉｎlyvaｌuｅ.Forthisyear,elｅctricpoｗerｉsｉniｎｔｅｒnationalcｏｍmunｉｔyｅnergｙｗｉtheconｏｍydｅvelｏpofthefunctｉｏｎincreaｓeｓincreasｉnglｙ,iｔhａveｂecoｍemoderntheｓoｃieｔｙｉsprａctiｃaｌthｅmoｓｔwidelyａndneedtheqｕicｋｅｓtｅｎergy．Ｃhangｅthereaｓｏnａblｅdｅsignthａtｇｉveｏｒgetaneleｃtriｃsｈoｃkａｒeａwithdeveloｐｍｅntsｖｅryconstｉtｕtｉngtheｐartimpｏrtantｌy。Tｈisｄesｉgnisaｔgｕidingteａｃｈerdeｓceｎd,pasｓingｏneselfofdesignwhａtaｒｇumｅｎtcompletｅwithmeticuloｕｓｃａrｅ．Wｈoledesignｐrocｅsｓinｓide,coｍpletelydepｅndaｂle,ｅｃonomic,vｉｖid。．．etc．manyfaｃｔorｓthａtｍetｉcｕlouscoｎsiｄeraｔionengｉneeｒｉngdesigｎ，endcoｍpｌetｅｔhiｓdeｓigｎprｏject.Pasｓtocompletetｈisgrａｄｕatｅdeｓigｎｔhｅtｈｅｓiｓ，ｆurtｈerａpprｅｃiａtingｔheoｕrcoｕnｔrythepoｌicyideaｏfeｌectriｃpｏwerindustrydeｖeｌｏpmenｔｓｗithtｈeｅconoｍｉcstandpoint，edｕcａｔｅsｔoproceeｄtotｈeengineerinｇtｅchniqｕe,ecoｎｏｍｙmoｒecomｐletｅlytｏsyｎtｈｅsｉzetheaｎaｌｙticaｌskilｌ.Kｅyｗordssuｂｓtation，ｓｈoｒtcｉrcuitcomputｉnｇ，relａｙing,Proteｃtａnaｌlocaｔｉon目录TOC\ｏ"１-３"\h\z＼u摘要ﻩPAGＥREＦ_Toc5305IAbsｔｒactﻩPAＧEＲEＦ_Toc28４8１ＩI引言ﻩPＡGＥRＥF_Toｃ23521１第一篇说明书ﻩＰAGＥREF_Tｏc1６３９３2第一章主变压器的选择 PＡGEREF_Toc310８０２第二章电气主接线的选择 ＰＡGEREＦ_Ｔｏc122７752．１主接线的设计原则及基本要求ﻩＰＡGEREF_Ｔoc2656052.2本变电所主接线的选择 PAGEＲＥＦ_Tｏc2５5３16第三章短路电流的计算说明 PAGEREＦ_Tｏc938５９3．1短路电流计算的目的 ＰAＧＥＲEＦ_Toc9８40９3.２短路的基本类型ﻩＰAGEREＦ_Toc2709393.3短路电流计算的基本假定 PAGＥＲEF_Toc169４39３．4一般规定 ＰAGＥREF_Toc７0２893。５计算步骤ﻩＰＡGEREＦ＿Tｏc１9１6５103。６计算方法ﻩPAGEＲEF＿Toc932210第四章变电所继电保护配置ﻩPAＧEＲＥＦ_Ｔoｃ２1５26114．1变压器保护原则 PAＧEREF＿Tｏc2９95８11４.2保护配置说明 PAGＥREＦ＿Tｏｃ5０05１24.3各种继电保护原理 PＡGＥＲEＦ_Toｃ1647916第二篇计算书ﻩPAGＥREF＿Toc１5２0628第一章主变压器的选择计算部分ﻩPAGERＥF＿Toｃ1377４28第二章短路电流的计算ﻩＰAGＥREF_Toc297７1302.1各元件电抗计算公式 ＰＡGEREF_Ｔoc７975302.2系统计算电路图和等值电路图 PAGEＲEF＿Toc23888３0第三章变压器继电保护整定计算 PAGERＥＦ_Toc20８7４383。1变压器继电保护整定 PAGEREF_Ｔｏc266０1３8３.2变压器瓦斯保护整定 PAGERＥＦ_Ｔoｃ3603383．3变压器差动保护整定ﻩPAGEREＦ＿Toc22643３8３.4过电流保护的整定计算ﻩPAGＥＲEF_Ｔoc6318423.4过负荷保护的整定计算ﻩPAGＥREＦ＿Toc１4３6743结论 PＡＧＥREF_Ｔoc１６08344参考文献ﻩPＡGEREF_Toc1108745致谢ﻩPAGＥＲEF_Tｏc5381４6附录ﻩPAGEREF＿Ｔｏc306１４47引言本毕业设计论文为龙湾二次６0kv降压变电所电气部分设计,要求所设计的变电所能长期可靠为其负荷供电.设计过程中遵循国家的法律、法规,贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序,运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用,节约能源和用地,对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、继电保护配置、保护整定计算和自动装置的规划设计、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。目前，电力技术已成为世界能源领域的主流技术,发电、输电、配电技术的进步，提高了供电的能力、质量和可靠性，扩大了电力应用范围，因此,变电所的合理设计也变得尤为重要。设计工作是工程建设的关键环节.做好设计工作,对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用.本论文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。第一篇说明书第一章主变压器的选择主变台数、容量的确定1．主变台数的确定：a。对于大城市郊区的一次变电所,在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜.b.对于地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性ｃ．对于规划只装设两台主变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1—2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。2.主变容量的确定原则：a．为保证供电的可靠性，变电所应装设两台主变,但一般不超过两台.当变电所装设两台及以上主变时,每台容量选择应该按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60％－７5%,通常一次变电所采用７5％，二次变电所采用70%。b.同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发，推行系列化、标准化c．主变容量的确定根据电力系统5—10年发展规划进行.变压器输出的视在功率按下式确定：SKIPIF1〈０（1.1）SKIPIＦ1<０（１.2）SKＩPIF１<０（1.３）对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定:SKＩＰIF1〈０（1。4)式中K0为负荷同时系数；ＳKＩPIF1<0为按负荷等统计的综合用电负荷。3．主变型式的选择:a。主变压器相数选择:主变压器采用三相或是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。特别是大型变压器,尤其要考虑其运输可能性，保证运输尺寸不超过隧洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力。当不受运输条件限制时,330ＫＶ及以下（待设变电所为６3/１0KV)的变电所,均应选用三相变压器.b。主变压器绕组数量的选择：对深入引进至负荷中心，待设变电所具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级或减少重复降压容量,可采用双绕组变压器。c.主变绕组连接方式的选择：变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行。我国1１0ＫＶ及以上电压,变压器绕组都采用Y连接,３５KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。3５KV以下电压，变压器绕组都采用Δ形连接d.主变调压的选择：当系统有调压要求时应采用有载调压变压器e．主变自耦选择:与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高、中压间潮流不定情况外,一般采用自耦变压器。通过对原始资料的分析，根据负荷及经济发展的要求,同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式(1．4）SKIＰIF1〈0分析原始资料P=147０0KW；SKＩＰIF1＜0=0.9;线损率为5％;负荷的同时系数为0．92将以上数据代入公式可得变压器的容量为１5７78KＶA由《规程》得SＫＩＰIＦ1<０若选两台容量为16００0KVA的变压器，当一台停运时,仍能保证70%的重要负荷供电.查《电力设备手册》确定两台主变压器为60Kv级,双绕变压器.其型号SＦL1-16000／60。正常运行时，两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台仍能达到全部负荷的98%。主要参数如表1。1表1.1变压器主要参数表型号参数额定容量(KVA）16000额定电压(KV)高压6３±2×２。５%低压１0。5连接组标号Y/△—１1短路损耗(KＷ）10３．０空载损耗（KW）１9。5空载电流（％）０。8阻抗电压(％）9本次设计的变电所采用2台主变并列运行的方式.第二章电气主接线的选择2。1主接线的设计原则及基本要求电气主接线是多种主要电气设备（如发电机、变压器、开关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连结图，称为电气主接线图.变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行以及对电气设备选择、配电装置布置、继电保护拟定等都有着密切的关系.由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的，所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身，同时也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线设计是一个综合性问题.１、灵活性根据《２２０———５00KV变电所设计技术规程》ＳDＪ2—88规定，变电所电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、电压等级、回路数、所选设备特点、负荷性质等因素确定，满足运行可靠性，简单灵活,操作方便，节约投资等要求。2、可靠性（1）研究主接线可靠性应注意的问题：ａ、应重视国内外长期运行实践经验及其可靠性的定性分析;b、主接线的可靠性包括一次部分和二次部分在运行中的可靠性的综合;c、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠性程度，采用可靠性能高的电气设备可以简化接线。（2）可靠性的具体要求：a、断路器检修时，不影响对系统的供电;b、断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少可停运回路数和停用时间，并且保证一级负荷及全部或大部分二级负荷供电；c、尽量避免全部停运的可能性.3、经济性:投资省（主接线应力求简单以节省一次设备,并使二次回路把过于复杂。）占地面积小主接线要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少）,电能损失小（经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因变压而增加电能损失).此外还要满足运行、检修要求和扩建要求：（1)调度时，应可能灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。（２）检修时可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。（３)扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。２.2本变电所主接线的选择2.2.１6０KV侧主接线方案的确定一、方案６0KV侧，规程上讲,对于变电所的电气主接线，当满足运行要求时，其高压侧应尽量采用桥形线路变压器组或线路分支接线.待设变电所一次进线为两回，故拟定方案一单母线分段接线如图2.1，方案二内桥接线如图2.2。图2．１单母分段进线图２.2内桥进线二、两种方案特点比较就其特点而言,单母线分段进线是用断路器把母线分段后,对主要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电;当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除，通过旁路给重要负荷继续供电，保证正常段母线不间断供电和不致主要用户停电.缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电，且影响主变压器的负荷分配；当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建使需要向两个方向均衡扩建。内桥接线的连接断路器设置在内侧其余两台断路器连接在线路上。因此，线路的切除和投入比较方便，并且当线路发生故障时,仅故障线路的断路器断开，不影响其他回路运行。但变压器故障时，则与该变压器连接的两台断路器也影响了一回未故障线路的运行。连接桥断路器检修时两个回路须解列运行。当输电线路较长，故障几率较多，而变压器有不需要经常切除时采用内桥接线比较合适。桥式接线设备少，接线简单，操作不复杂，并且总投资少，占地面积和维修工作量也较少，也适用中小容量发电厂和变电所的35—220KV的配电装置中。外桥是在线路断路器的外侧安装一连桥。变压器随负荷变化投切方便，桥断路器可作后备保护，若进线线路出现故障,由桥断路器切除故障。从经济上来看，由于两种方案变压器型号和容量的选择均相同，所以只比较综合造价，第二种方案占地面积大，设备多综合造价较高.2．２。210ＫV侧主接线的确定一、1０KV侧，规程上讲，对于变电所的电气主接线，当满足运行要求时，方案一单母线分段进线如图2。3，方案二单母分段带旁路进线如图２．4。图2．3单母线分段接线图2．４单母线分段带旁路接线二、两种方案特点比较规程上讲,当变电所装有两台主变压器时，6—１０KＶ侧宜采用分段单母线，线路为12回及以上时亦可采用双母线,当不允许停电检修断路器时,可设置旁路设施.待设变电所1０KV侧有12回出线，并带有重要负荷，可行性的方案有单母线分段、单母分段带旁路、双母线。以下对两种方案进行比较：分析：单母线分段较单母线分段带旁路和双母线简单、经济性好，但供电可靠性和灵活性较差,但通过对待设变电所所带负荷进行分析，待设变电所所带重要负荷均为两回线,我们可以对重要负荷从不同段引出两个回路,有两个电源供电，提高了供电的可靠性，完全可以弥补单母线分段接线供电可靠性不高的缺陷.最后，通过前面对一次侧（60KV侧)和二次侧(10KV侧）接线的经济性，可靠性,灵活性等各方面的综合比较,同时考虑本所的进线，出线的回数以及重要负荷的分布等因素,一次侧(60KV侧）采用内桥的接线形式,二次侧(１0KＶ侧）采用单母分段的接线形式。第三章短路电流的计算说明３．1短路电流计算的目的（１)电气主接线的选择（2）选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下,都能正常工作，保证安全可靠,而且在发生短路时保证不损坏。（３)选择断电保护装置。3.2短路的基本类型三相系统中短路的基本类型有:三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路,其中三相短路是对称短路。为了检验和选择电气设备和载流导体,以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。SKIPIＦ１<0：短路电流的冲击值,即短路电流最大瞬时值。SKＩPIF1〈0：超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。SＫＩPIF1〈0:稳态短路电流有效值.3。3短路电流计算的基本假定（1）正常运行时，三相系统对称运行.（2）所有电源的电动势相位角相同。（3）电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。(５）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（6）元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。（7）输电线路和电容略去不计。3。4一般规定(1）验算导体和电器动稳定、热稳定,以及电器开断电流所用的短路电流,应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式。而不按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（２）选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中,应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（３)选择导体的电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点.(４）导体和电器的动稳定,热稳定,以及电器开断电流,一般按三相短路计算,若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。3.5计算步骤（1）画等值电抗图①首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。②选取基准容量和基准电压。③计算各元件的电抗标么值。（２）选择计算短路点。(3）求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流.（4）各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。（5)列出短路电流计算数据表.3。6计算方法标么值法:取基准容量SKIPIＦ1<0,基准电压SKＩＰＩF1〈0计算用公式：变压器:ＳKIPＩF1<0(3。1)发电机:SKIPIF1〈0（３.２)线路:SKIPIF１<0（3。3）短路电流周期分量有效值：SKIＰIF1〈0（3.4)短路电流冲击值：SKIPＩF1〈0(3．5）第四章变电所继电保护配置4．1变压器保护原则4.1．１变压器主保护设计原则对电力变根据中华人民共和国行业标准，按照GB142５8—19９3《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定：变压器的下列故障及异常运行状态,应按规定装设相应的保护装置.(1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路;（２）绕组的匝间短路;变压器的下列故障及异常运行状态，应按本节的规定装设相应的保护装置。(３）外部相间短路引起的过电流；（4)中性点直接接地电力网中,外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;（5）过负荷；(６）过励磁;（7）油面降低;（8)变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障；上述第一、第二款的保护装置应瞬时动作于跳闸,第三、第四的保护装置应带时限动作于跳闸，第五、第六款的保护装置一般作用于信号。对于0。8ＭVA及以上油侵式变压器和０。4MＶA及以上车间内侵式变压器,均应装设瓦斯保护.当壳内故障产生轻微气体或油面下降时,应瞬时动作于信号；当产生大量气体时,应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油侵式变压器的调压装置，亦应装设气体保护。对变压器引出线、套管及内部的故障,应采用下列保护方式：纵联差动保护用于６300千伏安及以上并列运行的变压器;用于1000０千伏安及以上单独运行的变压器；用于6300千伏安及以上的厂用工作变压器。对厂用备用变压器,可装设电流速断保护代替差动保护。如变压器的纵差动保护对单相接地短路灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。纵联差动保护的整定值可小于额定电流。电流速断保护：用于100０0千伏安以下的变压器，且其过电流保护时限大于0．5秒时。200０千伏安及以上的变压器,如电流速断灵敏性不符合要求,则宜装设差动保护.上述各种保护装置动作后,应断开变压器各电源侧的断路器。4.１.2变压器后备保护设计原则变压器后备保护应作为相邻元件及变压器本身主保护的后备。但当为满足远后备而使接线大为复杂化时，允许缩短对相邻线路的后备保护范围。变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏系数。变压器后备保护应尽可能独立，而不由发电机的后备保护代替.变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障。对由外部相间短路引起的变压器过电流,一般采用下列保护方式:(1)过电流保护：一般用于将压变压器,保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。（２）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。（3）负序电流和单相式低电压起动的过电流：一般用于大容量升压变压器和系统联络变压器.外部相间短路保护应装于变压器下列各侧：双绕组变压器，应装设于主电源测;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。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。4。2保护配置说明４.2。1变压器的保护配置方案电力变压器在电力系统中的地位非常重要,它的故障对供电可靠性和系统的正常运行带来严重后果。由于绝大部分安装在户外，受自然条件的影响较大,同时受到连接负荷的影响和电力系统短路故障的威胁,变压器在运行中有可能出现各种类型的故障和不正常运行状态。因此，必须根据变压器容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器的故障分为内部故障和外部故障。内故障指的是变压器油箱内绕组之间发生相间短路、一相绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或引出线与外壳发生的单项接地短路。外部故障指的是油箱外部引出线之间发生的各种相间短路、引出线因绝缘套管闪落或破碎通过油箱外壳发生的单项接地短路。变压器发生故障,必将对电网或变压器带来危险，特别是发生内部故障,短路电流产生发高温电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯,而且使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，导致变压器外壳局部变形、破坏甚至引起爆炸。因此,变压器发生故障时，必须将其从电力系统中切除。变压器不正常运行状态主要指过负荷、油箱漏油造成的油面降低以及外部短路引起的过电流。对于大容量变压器，因其铁芯额定工作磁通密度与饱和磁通密度比较接近，所以系统电压过高或系统频率降低时，容易过励磁。过励磁也是变压器的一种不正常运行状态，变压器处于不正常运行状态时，应发出信号。为了保证电力系统安全稳定运行，并将故障或不正常运行状态的影响限制到最小范围,按照GB14２５8—１993《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定,变压器应装设以下保护装置。对电力变压器的下列故障及异常运行状态,应按本节的规定装设相应的保护装置.（１)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路;（２）绕组的匝间短路;(3)外部相间短路引起的过电流；（4)中性点直接接地电力网中,外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;（5）过负荷；（6）过励磁；(7)油面降低;（8）变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障;上述第一、第二款的保护装置应瞬时动作于跳闸，第三、第四的保护装置应带时限动作于跳闸,第五、第六款的保护装置一般作用于信号。对变压器温度升高和冷却系统故障，应按现行电力变压器的标准规定,装设信号装置。变压器保护部分:初步装设方案(变压器B1﹑B2）：主保护:变压器瓦斯保护﹑差动保护后备保护:复合电压起动的过电流保护﹑过负荷保护4。2。1.1气体保护(瓦斯保护)对于0。8MVＡ及以上油侵式变压器和0．4ＭVＡ及以上车间内侵式变压器,均应装设气体保护。当壳内故障产生轻微气体或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量气体时,应动作于断开变压器各侧断路器.带负荷调压的油侵式变压器的调压装置,亦应装设气体保护。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定，第2。3。2条.４。２．1.2纵差动保护或电流速断保护对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应按下列规定,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.对6.３ＭVA以下厂用工作变压器和并列运行的变压器,以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器,当后备保护时限大于0．5ｓ时，应装设电流速断保护。对6。3ＭＶA以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，１0MVA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负荷要求的变压器，应装设纵联差动保护。对于高压侧电压为33０kV及以上的变压器，可装设双重差动保护。用于10０0０千伏安以下的变压器，且其过电流保护时限大于0．５s时，200０千伏安及以上的变压器，如电流速断灵敏性不符合要求，则宜装设差动保护.上述各种保护装置动作后，应断开变压器各电源侧的断路器。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定,第２。３.3条.变压器后备保护：后备保护方案:过电流保护、复合电压保护、过负荷保护。4。２．1．3过电流保护对于外部相间短路引起的变压器过电流，应按下列规定，装设相应的保护作为后备保护,保护动作后，应带时限动作于跳闸。(1）过电流保护宜用于降压变压器，保护的整定值，应考虑事故时可能出现的过负荷.(2）复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不负荷灵敏性要求的降压变压器。（3）负序电流和单项式低电压起动的过电流保护，可用于63MVA及以上升压变压器。(４)当复合电压起动的过电流保护或负序电流和单相式低压起动的过电流保护不能满足灵敏度性和选择性要求时，可采用阻抗保护。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定，第2．3。5条。变压器后备保护设计原则：(1)变压器后备保护应作为相邻元件及变压器本身主保护的后备.但当为满足远后备而使接线大为复杂化时，允许缩短对相邻线路的后备保护范围。(2)变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏系数.（3)变压器后备保护应尽可能独立，而不由发电机的后备保护代替。（４)变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障.最中采用复合电压起动的过电流保护。因为过电流保护的动作电流按最大负荷电流整定，灵敏度往往满足不了要求。低电压起动的过电流保护，它的电流元件可按变压器额定电流整定,保护的灵敏度有所提高,但低电压继电器只装在变压器一侧，当在另一侧发生相间短路时,低压继电器的灵敏度往往不够，为此在变压器两侧都需要装设低电压继电器,这就使其接线复杂化了，这里也不采用。而负序过电流保护虽然也满足设计要求,但其整定计算比较复杂，一般只用于大容量升压变压器和系统联络变压器，不符合此设计的具体情况，因此也不予以采用.复合电压起动的过电流保护，其电压起动元件是由低电压继电器和负序电压继电器组成。当发生三相短路时，短路初瞬总会出现负序电压,负序电压继电器动作,断开加在低压继电器上的电压，从而使其动作。负序电压消失后,虽然低压继电器重新接于线电压上，但由于三相短路电压较低，不能返回而于动作状态。当发生不对称短路时,故障相电流继电器动作,负序电压继电器动作，致使低电压继电器动作,最终将变压器两侧断路器断开。这里的低电压继电器和负序电压继电器相当于接在一个或门上,然后在和相电流继电器相接于与门上,相成了此逻辑关系,从而完成了对变压器相间故障的保护.依据以上的综合分析后，选择复合电压起动的过电流保护作为设计使用方案,它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度也有所提高。４．2.１。４零序电流保护1１０kV及以上中性点直接接地的电力网中,如变压器的中性点直接运行,对外部单相接地引起的过电流，应装设零序电流保护.用作变压器外部接地短路时的后备保护。保护直接动作于跳闸。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定,第2．3．８条。4.２.１．5过负荷保护０。4MVA及以上变压器，当数台并列运行或单独运行,并作为其他负荷的电源时,应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护.对自耦变压器和多绕组变压器，保护应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。过负荷保护应能反映变压器各绕组的过负荷情况.对双绕组升压变压器应装设发电机电压侧;对双绕组降压变压器应设在高压侧，当三侧都有电源时，则三侧都应装过负荷保护,对于单侧电源的三绕组降压变压器，若三侧绕组容量相同,则过负荷保护只装在电源侧；若三绕组容量不同,则在电源侧和容量较小的一侧分别装设过负荷保护;对于双侧电源的三绕组降压变压器或联络变压器，三侧均应装设过负荷保护。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定，第2．３。11条.４．２。1。6过励磁保护高压侧电压５00KV的变压器，对频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密过高，应装设过励磁保护。保护由两段组成，低定值段动作于信号,高定值段动作于跳闸。查《继电保护和安装自动装置技术规程》的规定。4.２.１。７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。1。８其他保护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）2、纵差动保护３、过电流保护4、复合电压保护5、过负荷保护６、保护装置，除预先规定以外,都不允许系统因震荡引起的误动作；7、正常情况下，当电压互感器的二次回路或其他故障能使保护误动作时,应装设线路闭锁或其他措施。4.３各种继电保护原理４.3．1瓦斯保护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。瓦斯保护工作原理：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，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.如下图所示：图4。1瓦斯继电器安装位置图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。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。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。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*性，对此提出了瓦斯保护的反事故措施:ﻫ

(１)将瓦斯继电器的下浮筒改为挡板式，触点改为立式，以提高重瓦斯动作的可靠性.

(2）为防止瓦斯继电器因漏水而短路，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。ﻫ

（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。

图4．2瓦斯继电器结构图瓦斯保护原理电路：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.（如图4.3所示）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。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.气体容积的调整可通过改变重锤位置来实现。重气体保护的动作值采用油流流速表示.一般整定范围在0。6—１.５ｍ/s，该流速指的是导油管中油流速度。

图4。3瓦斯保护原理接线图图４.4变压器瓦斯保护原理图4．3.2变压器纵差动保护变压器纵联差动保护是一种比较完善的快速保护。它能反映变压器绕组的相间短路、匝间短路、引出线的相间短路以及中性点直接接地、系统侧绕组和引出线上的接地短路、是大、中型电力变压器的主要保护方式。电力变压器纵联差动保护的基本原理用辅助导线或引出线将变压器两侧电流引入差动继电器,比较两端电流的大小和方向，从而判断被保护的变压器是否发生短路，以决定保护是否动作。变压器纵差动保护单相原理接线图所示。在变压器纵差动保护外部保护时一次侧流入的电流等于流出变压器的电流所以不平衡电流很小。差动继电器不动作。当D２点短路时此时流过差动回路的电流为SKIＰIF１<0.此时电流大于差动继电器动作电流，继电器动作跳闸。在实现变压器差动保护时,应考虑变压器高、低压两侧电流的大小和相位，一般讲它们都不同.故在实现变压器差动保护时,应先考虑对两侧电流进行相位补偿，再进行数值补偿，都能保证正常运行和外部短路时继电器中的电流等于零（理想）。此外，在实现差动保护时，还应考虑两个特点,一个是变压器励磁涌流,另一个是变压器差动保护的不平衡保护。按环流法接线变压器纵差是利用比较变压器的高压侧和低压侧的电流和幅值和相位的原理构成的。它主要是由接于差动回路的三个差动继电器组成。为了扩大纵差保护范围，电流互感器应尽量靠近断路器.本设计的变压器容量为16MVA，因此采用的是BCH-2型差动继电器。她主要是用于两绕组或三绕组电力变压器以及变流发电机的单相差动保护线路中作为主保护，继电器能预防在非故障状态时出现的暂态电流的作用。BCH—2型差动继电器由两部分组成：DL－1１型电流继电器和中间速饱和变流器。当变压器正常运行或外部故障时，注入差动继电器的电流为不平衡电流.由于预先选择好两侧电流互感器的变比和接线方式，故该不平衡电流值很小，注入电流继电器内的电流（为两侧电流互感器二次侧电流之差),保护不动作。当保护区内发生故障时，只要不平衡电流大雨继电器的启动电流,则继电器动作，瞬时使变压器的两侧断路器1９DL和20DL跳闸。由于变压器各侧额定电压和额定电流不同，故须适当选择两侧电流互感器的变比,使它们的变比等于变压器的变比.此外，在实现变压器差动保护时，还应考虑变压器励磁涌流和变压器差动保护的不平衡电流。变压器的励磁涌流只在电源侧流过，它反应倒变压器差动保护中,就构成不平衡电流不过正常运行时励磁电流只不过时额定电流的3%—5％。当外部短路时由于电压下降。则此时的励磁电流也相应的减少，其影响就变小。故可不考虑。在变压器空载投入或外部故障切除后，电压恢复时的励磁电流很大.可达额定电流的5-１0倍.所以。必须考虑励磁涌流的影响以便更好的躲过励磁涌流。励磁涌流含有很大的非周期分量。并且偏向时间轴一侧.励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中2次谐波占较大比例，额短路电流中2次谐波成分很小.有间断角。变压器差动保护中不平衡电流主要由电流互感器误差不一致、电流互感器和自耦变压器变比标准化等因素产生.注意：由于本设计变压器为两绕组变压器,接法为Ｙ/D-1１。所以变压器角型侧电流互感器为星型接法，变压器星型测侧电流互感器为角型接法。这样做可以补偿幅值和相位。图４．５变压器纵差动保护原理接线BCH-2型差动继电器由一个执行元件DＬ－11／０.2型电流继电器和一个带短路绕组的三柱铁芯速饱和变流器组成。平衡绕组的作用:由于差动保护中两侧电流互感器的磁路不可能完全相同,且计算变比与选用变比不相同,所以平时总有不平衡电流流过继电器，为了减少它的影响,可把平衡绕组接入差动保护的一臂中，起到电流数值的补偿作用。有了短路绕组后，当差动绕组中通过含有非周期分量电流时，能自动增大继电器动作电流的程度将比没有短路绕组时更显著,这就是BＣH-2型可靠地躲过外部短路时暂态不平衡电流或变压器空载投入时的励磁涌流的原因。变压器差动保护的方式：采用ＢCＨ―2型差动继电器的差动保护变压器差动保护的整定计算（一)差动继电器动作电流的整定计算应考虑以下几种情况 (1）在正常运行时，防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作。所以保护装置的起动电流应大于变压器的最大负荷电流SKIPIF１<０（当SKIPIF１＜０不能确定时,用变压器的额定电流代替）。躲过变压器的励磁电流：即:ＳＫIPＩF1＜0（4.1）式中SKIPIＦ1＜0——可靠系数，取1.3；SKＩＰIF1＜0——变压器基本侧的额定电流;(2）躲过外部短路时的最大不平衡电流ＳＫIＰIF1〈0（４。2)式中SKIPIF1<０—-可靠系数，取1.3;SＫIＰIＦ1<0—-电流互感器相对误差，取０.１;SKＩＰIF１<0——电流互感器同型系数，取1;ＳKＩPIF1＜0-—外部短路时流过基本侧的最大短路电流;SKＩPIＦ1＜0——变压器分接头改变而引起的误差；SKＩＰIＦ1〈0-—继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差。计算动作电流时,先用０．05进行计算。（3)躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流ＳＫIPＩF1<0(4．3）式中SKIPIF１〈0——变压器正常时归算到基本侧的最大负荷电流.差动保护的灵敏度校验 按变压器内部短路故障时最小短路电路校验SKIＰＩF1<０（4．4)式中SＫIPIＦ1〈０——内部短路故障式流入继电器的最小短路电流，已归算到基本侧；ＳKIＰIF1〈0——基本侧保护一次动作电流；若为单侧电源变压器,应为电源侧保护一次动作电流。复合电压起动的过电流保护复合电压起动的过电流保护宜用于升压变电器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器。保护的三相原理接线图如图:复合电压起动的过电流保护由电流继电器1KA、2KA、3ＫＡ,低电压继电器KＶU、负序电压继电器ＫVN和中间继电器KM、时间继电器KＴ、信号继电器KS、出口继电器KCＯ组成.正常运行时,因为负序电压，所以负序电压继电器KVN不动作,动断触点闭合，将线电压Uａc加在低电压继电器KVU上，其动断触点打开，保护装置不动作。保护区内发生各种不对称短路故障时,负序电压滤过器Ｚ有较高的输出电压，帮KVN动作，动断触点打开,低电压继电器ＫVU失压，ＫＶU动作，其动断触点闭合，使中间继电器KM励磁。此时，电流继电器到少有两个动作,于是起动时间继电器KT,经预定延时,动作于跳闸。图4。6复合电压起动的过电流保护原理图保护区内发生三相短路故障时，因为负序电压，所以KVN不动作,同时三相电压均降低，低电压继电器处于动作状态，起动中间继电器KM。ＫＭ起动后,动作情况与不对称短路相同。应当指出,即使三相短路故障时出现负序电压,也不会影响保护的正确动作。当电压互感器二次回路发生断线时，低电压继电器动作,而整套保护装置不会动作,故只通过中间继电器发出断线信号，由运行人员进行处理。根据以下规定：对由外部相间短路引起的变压器过电流应按规定装设相应的保护作为后备保护。保护动作后,应带时限动作于跳闸.过电流保护宜用于降压变压器,保护的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。外部相间短路保护应装于变压器下列各侧,各项保护的接线，宜考虑能反应电流互感器与断路器之间的故障。双绕组变压器,应装于主电源侧.根据主接线情况,保护可带一段或两段时限，较短的时限用于缩小故障影响范围,较长的时限用于断开变压器各侧断路器.变压器后备保护设计原则：变压器后备保护应作为相邻元件及变压器本身主保护的后备。但当为满足远后备而使接线大为复杂化时，允许缩短对相邻线路的后备保护范围。变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏系数.（1)变压器后备保护应尽可能独立,而不由发电机的后备保护代替.（2）变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障。最终采用复合电压起动的过电流保护。因为过电流保护的动作电流按最大负荷电流整定，灵敏度往往满足不了要求.低电压起动的过电流，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度有所提高,但若低电压继电器只装在变压器一侧,当在另一侧发生相间短路时,低电压继电器的灵敏度往往不够，为此在变压器两侧都需要装设低电压继电器，这就使其接线复杂化了,这里也不采用.而负序过电流保护虽然也满足设计要求,但其整定计算比较复杂,一般只用于大容量升压变压器和系统联络变压器,不符合此次设计的具体要求，因此也不予以考虑。复合电压起动的过电流保护，其电压起动元件是由低电压继电器和负序电压继电器组成。当发生三相短路时，短路初瞬总会出现负序电压,负序电压继电器动作,断开加在低压继电器上的电压，从而使其动作。负序电压消失后,虽然低电压继电器重新接于线电压上，但由于三相短路电压较低,不能返回于动作状态.当发生不对称短路时,故障相电流继电器动作，负序电压继电器动作，致使低电压继电器动作，最终将变压器两侧断路器断开.这里的低电压继电器和负序电压继电器相当于接在一个或门上，然后再和相电流继电器相接于与门，形成了此逻辑关系,从而完成了对变压器相间故障的保护。依据以上的综合分析后，选择复合电压起动的过电流保护作为设计使用方案,它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度也有所提高.过电流保护图４.7过电流保护原理接线图变压器的过电流保护主要是装设在降压变压器的高压侧。当三绕组变压器外部发生短路故障时,为尽可能缩小停电范围,过电流保护应有选择地跳开故障侧的断路器，以保证其他两侧继续运行。如果变压器内部发生短路故障，则过电流保护应起到后备作用。所以三绕组变压器的过电流保护应按如下原则配置。变压器过点流保护原理接线图如下：单侧电源的三绕组变压器,过流保护宜装于电源侧及主负荷侧,例如Ｉ侧及Ⅲ侧，Ⅲ侧以ｔ3延时跳开3QF;Ｉ侧有两个时限t１和t2，以ｔ2时限跳开2QF，以t1时限跳开变压器各侧断路器。且动作时限满足ｔ3<ｔ２＜t1。即t2＝t3+Δｔ,t1=t2+Δt的要求。过电流的整定：动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即SKIPＩF1<０（4．５）式中SＫＩＰＩF1<0——可靠系数,一般取1．2-—1.３；SKＩPIF１<０——返回系数,一般取0.85；SＫIPIＦ1＜0——变压器的最大负荷电流,其值可按以下情况考虑。2)对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所产生的过负荷，如各台变压器容量相等，可按下式计算SKIPIF1＜0(４.6）式中SKＩPＩF1<0--并列运行变压器的最少台数；SＫＩPＩF1＜0—-每台变压器的额定电流.３）对降压变压器应考虑电动机自启动时的最大电流,即ＳKＩPＩＦ1<０（4.7）式中ＳKIＰIF1<０——自启动系数，取１．5；SＫIPIF1〈０—-正常的最大负荷电流.４）灵敏度校验SKIＰIＦ1＜0(４．8）４。３。５低电压起动的过电流保护保护的起动元件包括电流继电器和点低电压继电器。电流继电器的动作电流按躲过变压器的额定电流整定。因而其动作电流比过电流保护的起动电流小，从而提高了保护的灵敏性，低电压继电器的动作电压可按躲过正常运行时最低工作电压整定。为防止电压互感器二次回路断线后保护误动作,设置了中间继电器.当电压互感器二次回路断线时,低电压继电器动作，起动中间继电器，发出电压回路断线信号.由于这种接线比较复杂，所以近年来多采用复合电压起动的过电流保护和负序电流保护。图4。8低电压起动的过电流保护原理接线图４。3.6负序过电流保护电流起动元件由虑过式负序电流继电器（包括负序电流虑过器和电流继电器)组成,由于不能反应三相对称短路,因此另外装设单相式低电压起动的过电流保护,用以反应三相对称故障。负序电流保护的整定计算比较复杂，所以通常在6３MVA及以上容量的升压变压器和系统联络变压器上应用。图４。9负序电流过电流保护的原理图4。3。７过负荷保护变压器长期处于过负荷运行状态，将会使绝缘老化，减短绕组寿命，因为还需要装设过负荷保护。变压器过负荷时三相电流一般情况下是对称的,所以过负荷保护只需在一相上装设一个电流继电器,为了防止外部短路或短时过负荷时发出不必要信号，过负荷保护要经过延时动作于信号。过负荷保护安装侧的选择,应能反应所有绕组的过负荷情况，通常考虑如下:双绕组降压变压器的过负荷保护应装在高压侧.单侧电源的三绕组降压变压器，若三侧容量相同，过负荷保护仅装设在电源侧；若三侧容量不同，则在电源侧和容量较小侧分别装设过负荷保护。双侧电源的三绕组降压变压器或联络变压器三侧均应装设过负荷保护。过负荷保护的动作时间，应比变压器后备保护的最大时限大1--2个时限级差。过负荷的整定变压器的过负荷电流，在大多数情况下都是三相对称的，所以过负荷保护只需在一相上装一个电流继电器。为了防止在外部短路或在短时过负荷时发出不必要的信号,过负荷保护通常都经过延时作用于信号。图4．10过负荷保护原理图过负荷保护的动作电流，按躲过额定电流来整定.即SＫＩPＩF1＜0(4。9）式中SKIＰIF1＜0—-可靠系数，取1．05；SＫIPIF1<0—-返回系数，取0.8５;SKIPIF１〈0—-保护安装侧的额定电流。过负荷保护的动作时限,应大于过电流保护动作时限1-2个时限级差。过负荷保护动作只发出信号。过负荷保护与过电流保护合用一组电流互感器.油温监测变压器油的温度越高,劣化速度越快，使用年限减少.当油温达115—SKＩPIＦ1＜0时,油开尺劣化，而到14０-SKIPIF１＜０时劣化更明显，以致不能使用。油温越高将促使变压器绕组绝缘加速老化而影响其寿命.运行中规定变压器上层油温度最高允许值为SKIPIＦ１<0,正常情况下不应超过ＳKIPIF1＜０,因此运行中对变压器的上层油温要进行监视。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，该温度计是流体压力原理工作的。由受热器、连接细管和温度指示表计组成.第二篇计算书第一章主变压器的选择计算部分已知条件：重要负荷占总负荷的65％，负荷同时率0.９２，线损取５％。表１．110ＫV负荷用户表序号负荷名称远期最大负荷(KW）功率因数线路状况ＴMAX回路长度(km)１电缆制造厂29000.９2３35002化工厂21０00．92６428０３粮油加工厂19０00。9１5３30０４工具厂150０0.9１８4140５电视机厂2300０.92445006玩具厂13０00.91９35007罐头厂15000。9１７30008百货商场１200０。928350０则远期为：SKIPIF1<0ＳＫIPIF1〈０ＳKIPIＦ1〈0查表可知选用两台SFL1—1６0０0/６0型号的变压器.其主要技术参数如表1。2表１．２变压器主要参数型号参数额定容量（ＫVA)16０００额定电压(KV）高压６3±2×2.５％低压10。5连接组标号Y/△—11短路损耗（KW)10３。0空载损耗(KW）1９。5空载电流(％）0。８阻抗电压（％）９第二章短路电流的计算2.1各元件电抗计算公式发电机G的电抗计算公式:SKＩＰIF1〈0(2.1）变压器T的电抗计算公式：双绕组变压器SＫIPＩF１〈0(２。2）电力线路Ｌ的电抗计算公式：ＳKＩPIＦ１〈0（2。3)2．2系统计算电路图和等值电路图图2。１系统等效电路图取SKIPＩF1<０，SKIPIF1＜0,求得等值电路图中各阻抗标幺值如下:发电机电抗：1#发电机电抗为：SKIPIF1<0