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为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速动保护。纵差动保护适用于并列运行的变压器，容量为6300KVA以上时；单独运行的变压器，容量为10000KVA以上时；发电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为6300KVA以上时。
3、复合电压启动的过电流保护
为了反映外部短路引起的变压器过电流和作为变压器主保护的后备保护，根据变压器容量的不同和系统短路电流的不同，须装设不同的过电流保护。三绕组变压器在外部故障时，应尽量减小停电范围，因此在外部发生短路时，要求仅断开故障侧的断路器，而使另外两侧继续运行。而当内部发生故障时，保护应起到后备作用。
复合电压启动的过电流保护，既能反应不对称短路的故障，也能反应对称短路的故障；并且其灵敏度也较高。 7.3.2 变压器的继电保护整定计算
1、瓦斯保护
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。
轻瓦斯保护的动作值采用气体体积表示。通常气体体积的整定范围为250-350cm2.对于容量在10MVA以上的变压器，整定值多采用250cm2，气体体积的调整可通过改变重锤的位置来实现。
重瓦斯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，在整定流速时均以导油管中油速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油流速度整定为0.6-1.5m/s时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度为0.4-0.5m/s。因此，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定为1m/s左右。
瓦斯保护的主要优点是能反映变压器油箱内各种故障，灵敏度高，结构简单，动作迅速。但它的缺点是不能反映变压器油箱外故障如变压器引出端上的故障或变压器与断路器之间连接导线的故障。因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，须与差动保护配合共同作为变压器的主保护。
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2、纵联差动保护
所谓输电线的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。
差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。 所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。
纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
影响变压器纵联差动保护准确工作的因素主要流过差动回路中的不平衡电流。这些不平衡电路主要有：由变压器两侧接线不同产生的不平衡电流；由变压器调节分接头产生的不平衡电流；变压器两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流；变压器的励磁涌流。
（1）纵差动保护的整定计算：
a) 躲过外部短路时的最大不平衡电流，即
Iop?KrelIunb.max （7-1）
式中，Krel——可靠系数，取1.3
Iunb.max——变压器外部短路时差动回路中最大的不平衡电流，其值为：
式中，?fm——由于采用的电流互感器变比或平衡线圈的匝数与计算值不同，所引起的相对误差；单相变压器?fm?1?nTA1nT/nTA2，Yd11接线的三相变压器?fm?1?nTA1nT/3nTA2
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?U——有变压器带负荷调压所引起的相对误差，去电压调整范围的一半；
0.1电流互感器允许的最大相对误差；
Kop——考虑短路电流非周期分量影响系数，去1.5—2； Kst——电流互感器同型系数，取值为1 Ik.max——保护范围外最大电流
b） 躲过变压器最大的励磁涌流，即
Iop?KrelK?IN （7-2） 式中，Krel——可靠系数，取1.3 IN——变压器的额定电流
K?——励磁涌流的最大倍数（即励磁涌流与变压器的额定电流的比值），取4—8.由于变压器的励磁涌流很大，实际的纵差保护通常采用其它措施来减少它的影响：一种是采用具有速饱和变流器的差动继电器（BSH2型），可以减少励磁涌流产生的不平衡电流，此时取=1；另一种通过鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别，在励磁涌流时将差动保护闭锁，此时在整定时可以不考虑励磁涌流的影响，此时取K?=0
Iop?KrelK?IN?1.3?0?0，不考虑
C）躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流，即
Iop?KrelIl.max
（7-3）
式中， Krel——可靠系数，取1.3；
Il.max——变压正常运行时的最大负荷电流。在最大负荷电流不确定时，可取变压器额定电流。
变压器某侧电流互感器二次回路断线时，另一侧电流互感器的二次电流全部流入差动继电器中，要引起保护的误动作。有的差动保护采用断线的措施，在电流互感器二次回路断线时将其差动保护闭锁，此时可以不考虑这个条件。取上述整定值大的作为保护动作电流的整定值。所有电流指的都是二次侧的值。
（2）灵敏系数校验
纵差动保护灵敏系数按下式校验，即
I Ksen?k.min.r （7-4）
Iop式中，Ik.min.r为各种运行方式下变压器保护范围内部故障时，流经差动继电
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器的最小差动电流；灵敏系数Ksen一般不应低于2
不满足灵敏度要求时，需要采用具有制动特性的差动继电器。
7.4 母线保护
（1）母线保护的要求
必须快速有选择性地切除故障母线；应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；接线尽量简化。母线保护的接线方式，对于中性点直接接地系统，为反映相间短路和单相接地短路，须采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统只需反映相间短路，可采用两相式接线。母线保护大多采用差动保护原理，动作后跳开连接在该母线上的所有断路器。 母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。 对发电厂和主要变电所的3～10 kV 分段母线及并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母线的保护。
下列情况下，应装设专用母线保护：
①必须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时；
②当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。 （2）母线完全电流差动保护及整定计算
母线完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护。母线上连接的元件都装设有相同变比、相同特性的电流互感器，所有电流互感器的二次绕组的同极性端连接在一起，差动继电器KD的绕组和电流互感器的二次绕组并联。母线差动保护范围是各电流互感器之间的一次电力设备。
正常运行或外部故障时，流入母线的电流等于流出母线的电流，即
??I2??I3??0。Ik?I1流入差动继电器的电流只是由于电流互感器特性不同而引起
????的不平衡电流，差动继电器不会动作。
发生内部故障时，所有带电源的连接元件都会向短路点供给短路电流，这时
??I2??I3?，即故障点的全部短路电流，差动继电器KD流入继电器的电流为Ik?I1????动作，时连接在母线上断路器全部跳闸。
差动继电器的动作电流按一下两个条件考虑，并选择其中较大的一个进行整定：
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1、按躲过外部故障时的最大不平衡电流整定
母线所有连接元件的电流互感器应满足10%误差曲线的要求，差动继电器的动作电流按下式计算
Iop.r?Krel?0.1Ik.max/KTA
（7-5）
其中，Krel——可靠系数，一般取1.3
Ik.max——保护范围外部故障时，流过母线完全差动电流保护用电流互感器的最大短路电流；
KTA——母线保护用电流互感器变比。 2、按躲过电流互感器二次回路断线整定
连接元件较多，接线复杂，出现电流互感器二次回路断线的几率较大，差动继电器的动作电流大于任一元件中最大的负荷电流Il.max，即
3、灵敏系数校验
保护元件的灵敏系数要求在最小运行方式下，母线保护范围内部短路时，最小灵敏系数应大于2。保护装置的灵敏系数用下式校验
I4230Ks.min?k,min??2.979?2，满足要求
Iop.rKTA1420式中，Ik.min——母线上连接元件最少时，母线故障的最小短路电流。
7.5 备自投和自动重合闸的设置
7.5.1 备用电源自动投入装置的含义和作用
备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置，简称备自投。一般在下列情况装设：
1、发电厂的厂用电和变电所的所用电。
2、有双电源供电的变电所和配电所，其中一个电源经常断开作为备用。 3、降压变电所内装有备用变压器或互为备用的母线段。 4、生产过程中某些重要的备用机组。
该变电所的10KV母线为单母分段接线形式，变电所内有两台主变压器，正常运行时为两台变压器分裂运行，其备用方式为互为备用的“暗备用”，因此考虑在母联断路器上装设有备自投装置以提高供电的可靠性。
110kv变电站设计 - 本科毕业论文
