繼電保護(hù)原理與應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計論文

1、PAGE .PAGE . - - - 可修編-本科生畢業(yè)論文設(shè)計題目：學(xué)習(xí)中心：層 次：專 業(yè)：年 級：學(xué) 號：學(xué) 生：指導(dǎo)教師：完成日期：. 容摘要電力變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的電氣設(shè)備它在整個電力系統(tǒng)中起著能量和電壓轉(zhuǎn)換的作用。它的運(yùn)行是否平安直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。鑒于電力變壓器在系統(tǒng)中的重要性電力變壓器的保護(hù)一直受到世人的重視和關(guān)注?，F(xiàn)如今隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和它在國民經(jīng)濟(jì)中地位的不斷提升對其保護(hù)也提出了更高的要求尤其在可靠性和快速性方面。本論文針對變壓器保護(hù)的要求,圍繞著變壓器微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究展開設(shè)計工作。論文首先介紹了微機(jī)繼電保護(hù)的根本要求、微機(jī)保護(hù)技術(shù)和電

2、力變壓器保護(hù)。接下來在三相電力變壓器的保護(hù)方式以差動保護(hù)、瓦斯保護(hù)、電流速斷保護(hù)、變壓器過負(fù)荷保護(hù)詳細(xì)分析了電力電壓器的保護(hù)。在保護(hù)配置與整定計算詳細(xì)分析、從實際運(yùn)行中變壓器的各種故障和不正常狀態(tài)出發(fā)介紹了變壓器保護(hù)的根本要求和配置在此根底上確定了本電力變壓器微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)配置并講述了所配置的變壓器保護(hù)的根本原理和具體參數(shù)。關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；整定計算目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc423780255容摘要 PAGEREF _Toc423780255 h IHYPERLINK l _Toc4237802561 緒論 PAGEREF _Toc

3、423780256 h 1HYPERLINK l _Toc4237802571.1 課題的背景及意義 PAGEREF _Toc423780257 h 1HYPERLINK l _Toc4237802581.2 國外開展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc423780258 h 1HYPERLINK l _Toc4237802591.2.1 國外繼電保護(hù)原理與應(yīng)用開展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc423780259 h 1HYPERLINK l _Toc4237802601.2.2 我國繼電保護(hù)原理與應(yīng)用開展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc423780260 h 3HYPERLINK l _Toc423

4、7802611.3 本文的主要容 PAGEREF _Toc423780261 h 3HYPERLINK l _Toc4237802622 繼電保護(hù)概況 PAGEREF _Toc423780262 h 4HYPERLINK l _Toc4237802632.1 繼電保護(hù)根本概念及工作原理 PAGEREF _Toc423780263 h 4HYPERLINK l _Toc4237802642.2 繼電保護(hù)性能要求 PAGEREF _Toc423780264 h 4HYPERLINK l _Toc4237802652.3 繼電保護(hù)分類PAGEREF _Toc423780265 h 5HYPERLIN

5、K l _Toc4237802662.4 繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù) PAGEREF _Toc423780266 h 6HYPERLINK l _Toc4237802673 變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用 PAGEREF _Toc423780267 h 8HYPERLINK l _Toc4237802683.1 變壓器的故障類型及保護(hù)方式 PAGEREF _Toc423780268 h 8HYPERLINK l _Toc4237802693.2 變壓器保護(hù)的配置情況 PAGEREF _Toc423780269 h 8HYPERLINK l _Toc4237802703.2.1 變壓器縱差保護(hù) PAGEREF _T

6、oc423780270 h 9HYPERLINK l _Toc4237802713.2.2 變壓器瓦斯保護(hù) PAGEREF _Toc423780271 h 13HYPERLINK l _Toc4237802723.2.3 變壓器電流速斷保護(hù) PAGEREF _Toc423780272 h 14HYPERLINK l _Toc4237802733.2.4 變壓器相間短路后備保護(hù) PAGEREF _Toc423780273 h 15HYPERLINK l _Toc4237802743.2.5 變壓器的過負(fù)荷保護(hù) PAGEREF _Toc423780274 h 18HYPERLINK l _Toc4

7、237802753.2.6 變壓器零序電流保護(hù) PAGEREF _Toc423780275 h 18HYPERLINK l _Toc4237802763.3 電力變壓器保護(hù)中存在的問題 PAGEREF _Toc423780276 h 19HYPERLINK l _Toc4237802773.4 電力變壓器繼電保護(hù)開展趨勢 PAGEREF _Toc423780277 h 19HYPERLINK l _Toc4237802784 結(jié)論 PAGEREF _Toc423780278 h 21HYPERLINK l _Toc423780279參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc423780279 h 22

8、. 1 緒論1.1課題的背景及意義繼電保護(hù)的主要任務(wù)是自動、迅速地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它局部迅速恢復(fù)運(yùn)行。繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行具有重要意義。繼電保護(hù)裝置作用是起到反事故的自動裝置的作用，電力變壓器的保護(hù)必須正確的區(qū)分“正常與“不正常運(yùn)行狀態(tài)，被保護(hù)原件的“外部故障與“部故障，以實現(xiàn)繼電保護(hù)的功能，因此，通過檢測各種狀態(tài)下被保護(hù)原件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別，依據(jù)反響物理量的不同，保護(hù)裝置可以構(gòu)成下述各種原理的保護(hù)。1反響電氣量的電氣保護(hù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比值和他們之間的相位角改變等現(xiàn)象。因此，在被

9、保護(hù)元件的一端裝設(shè)種種變換器可以檢測、比擬并鑒別出故障時這些參數(shù)與正常運(yùn)行時的差異，就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護(hù)。2反映非電氣量的保護(hù)如反響溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構(gòu)成電力變壓器的瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)。本文通過對電力變壓器繼電保護(hù)以及變壓器繼電保護(hù)原理分析。通過本次論文掌握和穩(wěn)固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)專業(yè)理論知識，熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置原則，整定計算方法，并提高在實踐工作中的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨立工作能力。電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備,其平安運(yùn)行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的平安工作。隨著電力工業(yè)的迅速開展，微機(jī)化保護(hù)得到普遍應(yīng)用，對電力變壓器保護(hù)提出了更高的要求。1.2 國外

10、開展現(xiàn)狀1.2.1國外繼電保護(hù)原理與應(yīng)用開展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的開展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個階段后，現(xiàn)在開展到了微機(jī)保護(hù)階段微機(jī)繼電保護(hù)指的是以數(shù)字式計算機(jī)(包括微型機(jī))為根底而構(gòu)成的繼電保護(hù)。它起源于20世紀(jì)60年代中后期,60年代中期,有人提出用小型計算機(jī)實現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)想,但是由于當(dāng)時計算機(jī)的價格昂貴,同時也無法滿足高速繼電保護(hù)的技術(shù)要求,因此沒有在保護(hù)方面取得實際應(yīng)用,但由此開場了對計算機(jī)繼電保護(hù)理論計算方法和程序構(gòu)造的大量研究,為后來的繼電保護(hù)開展奠定了理論根底。計算機(jī)技術(shù)在70年代初期和中期出現(xiàn)了重大突破,大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速開展,使得微型處理器和微型計

11、算機(jī)進(jìn)入了實用階段。價格的大幅度下降,可靠性、運(yùn)算速度的大幅度提高,促使計算機(jī)繼電保護(hù)的研究出現(xiàn)了高潮。在70年代后期,出現(xiàn)了比擬完善的微機(jī)保護(hù)樣機(jī),并投入到電力系統(tǒng)中試運(yùn)行。80年代,微機(jī)保護(hù)在硬件構(gòu)造和軟件技術(shù)方面日趨成熟,并已在一些國家推廣應(yīng)用。90年代,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)開展到了微機(jī)保護(hù)時代,它是繼電保護(hù)技術(shù)開展歷史過程中的第四代。隨著計算機(jī)硬件的迅猛開展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷開展。從8位單CPU構(gòu)造的微機(jī)保護(hù)問世,不到5年時間就開展到多CPU構(gòu)造,又開展到總線不出模塊的大模塊構(gòu)造,性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用,后又開展到以工控機(jī)核心局部為根底的32位微機(jī)保護(hù)。采用32位微機(jī)芯片并非

12、只著眼于精度,因為精度受A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過16位時在轉(zhuǎn)換速度和本錢方面都是難以承受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的存放器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲器管理功能、存儲器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU。電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的根本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級語言編程等。這就要求微

13、機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺PC機(jī)的功能。在計算機(jī)保護(hù)開展初期,曾設(shè)想過用一臺小型計算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時小型機(jī)體積大、本錢高、可靠性差,這個設(shè)想是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)在同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)做成繼電保護(hù)的時機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的開展方向之一。1.2.2我國繼電保護(hù)原理與應(yīng)用開展現(xiàn)狀我國從70年代末即已開場了計算機(jī)繼電保護(hù)的研究，高等院校和科院起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、交通大學(xué)、*大學(xué)、交通大學(xué)、大學(xué)和電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的

14、輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護(hù)開展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)、變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運(yùn)行。電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。*大學(xué)與電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，交通大學(xué)與繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置

15、?？梢哉f從90年代開場我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，并且應(yīng)用于實際之中。1.3本文的主要容本文研究的是變壓器繼電保護(hù)中存在的假設(shè)干問題。全文共分為三章，各章容簡介如下：第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國外開展現(xiàn)狀，介紹論文的主要容；第二章繼電保護(hù)概況，介紹了繼電保護(hù)根本概念及工作原理，繼電保護(hù)性能要求，繼電保護(hù)分類，繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)；第三章電力變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用，簡述電力變壓器的故障類型及保護(hù)方式，電力變壓器保護(hù)的配置，電力變壓器保護(hù)中存在的問題，電力變壓器繼電保護(hù)開展趨勢；文最后對全文進(jìn)展總結(jié)，并指出

16、了研究課題的未來開展方向。2 繼電保護(hù)概況2.1 繼電保護(hù)根本概念及工作原理在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，由于外界因素和部因素都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障有：單相接地；三相接地；兩相接地；相間短路；短路等。電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有：過負(fù)荷，過電壓，非全相運(yùn)行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機(jī)短時異步運(yùn)行等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和平安自動裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術(shù)和設(shè)備。繼電保護(hù)的工作原理，是根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為根底來構(gòu)成，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：1電流增大。短路時故障點與電源

17、之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。2電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。3電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為6085。4測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點保護(hù)安裝處電壓與電流之比值，正常運(yùn)行時，測量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。2.2 繼電保護(hù)性能要求繼電保護(hù)

18、裝置的工作職能和工作方式?jīng)Q定了自動化裝置必須遵循可靠、靈敏、快速、及有選擇性的特性。當(dāng)電力系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生故障時，要求繼電保護(hù)裝置能最大限度的降低故障對設(shè)備的損壞程度；同時繼電裝置好要根據(jù)電氣系統(tǒng)在非正常工作運(yùn)行維護(hù)中采取發(fā)出的不同的信號，自動將運(yùn)行設(shè)備進(jìn)展調(diào)整或切除容易引起事故的電氣設(shè)備，及時對系統(tǒng)進(jìn)展提醒、規(guī)和預(yù)防在操作中故障的出現(xiàn)，使其設(shè)備處在正常的工作狀態(tài)下運(yùn)行。1.可靠性。當(dāng)電力系統(tǒng)在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，保護(hù)裝置實施對裝置進(jìn)展監(jiān)視，在發(fā)生故障的情況下采取正確的防護(hù)措施。必須嚴(yán)格要求繼電保護(hù)裝置的可靠性，才能發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能。因此可見，繼電保護(hù)裝置的可靠性是衡量電氣系統(tǒng)能否正常運(yùn)

19、行的最根本的標(biāo)準(zhǔn)，在任何電力設(shè)備在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下都不能運(yùn)行。2.靈敏性。靈敏性是整個電力系統(tǒng)平安運(yùn)行的保障，只有在運(yùn)行中減輕設(shè)備的故障率和受損程度，才能將受損圍縮小到最低值，從而提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與靈敏度。靈敏系數(shù)的標(biāo)定通常表達(dá)在設(shè)備在保護(hù)圍不正常運(yùn)行狀態(tài)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)變能力，通過靈敏度的保護(hù)從而提高設(shè)備自動投入的效果，是生產(chǎn)過程中的設(shè)備和經(jīng)濟(jì)損失比降到最低。3.快速性?？焖傩允侵冈谠O(shè)備發(fā)生故障后的修復(fù)能力，在設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生故障后能及時對故障進(jìn)展修復(fù)，保持電力系統(tǒng)的繼電能高效穩(wěn)定的運(yùn)行。電力系統(tǒng)的機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)在處理和防系統(tǒng)故障方面要求迅速切斷短路故障線路，降低線路受損程度和系統(tǒng)中存

20、在的其它危險系數(shù)。4.選擇性。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置對故障進(jìn)展分析和數(shù)據(jù)分析，對發(fā)生故障的設(shè)備和線路進(jìn)展定位切除，保護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電和用電需求。在處理故障的過程中，保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)故障點最近的斷路器進(jìn)展線路切除，只有被故障設(shè)備和線路本身的保護(hù)拒絕時，才允許由臨近的線路或故障設(shè)備進(jìn)展故障切除。2.3 繼電保護(hù)分類繼電保護(hù)可按以下4種方式分類。按被保護(hù)對象分類，有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù))。按保護(hù)功能分類，有短路故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)；后者又可分為過負(fù)荷保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非

21、全相運(yùn)行保護(hù)等。按保護(hù)裝置進(jìn)展比擬和運(yùn)算處理的信號量分類，有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型運(yùn)算放大器保護(hù)裝置，它們直接反映輸入信號的連續(xù)模擬量，均屬模擬式保護(hù)；采用微處理機(jī)和微型計算機(jī)的保護(hù)裝置，它們反響的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)字式保護(hù)。按保護(hù)動作原理分類，有過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、高頻載波保護(hù)等。2.4 繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)一繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)的原則1保證系統(tǒng)運(yùn)行的平安。在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行中，需要遵守的最根本原則就是確保電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行，這也是最重要的運(yùn)行維護(hù)原則。因此在對繼電保護(hù)裝置

22、進(jìn)展維護(hù)時，需要對其狀態(tài)進(jìn)展檢修，并做好相應(yīng)的 監(jiān)測工作，對于繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行周期進(jìn)展一定的調(diào)整，以確保繼電保護(hù)裝置能夠持續(xù)發(fā)揮其保護(hù)作用。2 做好宏觀規(guī)劃，將運(yùn)行維護(hù)管理工作落實到實處。由于繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)是一項既復(fù)雜又系統(tǒng)的工作，但目前卻并沒有形成一套較為完善的運(yùn)行維護(hù)管理體系，為了能夠保證繼電保護(hù)裝置可以充分發(fā)揮其保護(hù)作用，就需要做好整體的宏觀規(guī)劃，并將規(guī)劃逐步分層的落實到每個管理環(huán)節(jié)，并不斷積累經(jīng)歷，提高運(yùn)行維護(hù)管理水平。二繼電保護(hù)運(yùn)行的具體維護(hù)1加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的異?，F(xiàn)象監(jiān)視，并將具體情況及時報告給主管部門。2在檢修過程中，應(yīng)在與相關(guān)負(fù)責(zé)人協(xié)商一致后，再進(jìn)展檢修必要的分

23、合開關(guān)操作，以免出現(xiàn)人為因素的故障，使得檢修適得其反。3及時查明繼電保護(hù)動作開關(guān)跳閘的原因，對保護(hù)動作的情況作進(jìn)一步了解，并在故障排除而滇西彤回復(fù)運(yùn)行后復(fù)歸全部掉牌信號，做好故障發(fā)生、原因分析及具體排除措施等所有容的實時有效的記錄。4對于繼電保護(hù)裝置的操作權(quán)限，值班人員只有開關(guān)的切換或轉(zhuǎn)換、壓板接通或斷開及保險卸裝等，不能做多余的違規(guī)操作，假設(shè)出現(xiàn)不在操作權(quán)限的異常狀況，應(yīng)及時斷開開關(guān)并與相關(guān)負(fù)責(zé)人聯(lián)系。5根據(jù)“電氣平安工作規(guī)程“規(guī)定并結(jié)合現(xiàn)場的設(shè)備圖紙進(jìn)展二次回路上的所有工作，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)展對傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備的定期檢修，確保繼電保護(hù)裝置及其二次回路接線完好。三提高繼電保護(hù)可靠性的有效措

24、施1增加對繼電保護(hù)的投入在科學(xué)技術(shù)的大力支持下，新的技術(shù)與設(shè)備層出不窮，要提高繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性，不只要注重對裝置投運(yùn)后的維護(hù)，還要合理選用繼電保護(hù)裝置，將有高技術(shù)含量的新型裝置應(yīng)用到電力系統(tǒng)運(yùn)行中，不斷完善電力系統(tǒng)運(yùn)行的電氣設(shè)備。2加強(qiáng)對繼電保護(hù)運(yùn)行的日常維護(hù)。電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生故障的現(xiàn)象是具有隨機(jī)性的，并不能準(zhǔn)確定，這就要在日常運(yùn)行中多加注意與監(jiān)測，尤其是對能有效防止故障或事故發(fā)生與擴(kuò)大的繼電保護(hù)的日常監(jiān)測。定期對繼電保護(hù)裝置及其二次回路進(jìn)展有效校驗與檢查，綜合提升繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)水平。 3 強(qiáng)化對檢修人員的素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)要提高繼電保護(hù)可靠性，就要注意對繼電保護(hù)裝置的檢修，而這對檢

25、修人員的綜合素質(zhì)及業(yè)務(wù)技能有很高的要求。必須對加強(qiáng)檢修人員的素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)，并通過專業(yè)的技能培訓(xùn)與有效的考核方式等，提高檢修人員的綜合素質(zhì)及業(yè)務(wù)技能，熟知檢修操作過程與規(guī)章制度要求。. 3變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用3.1變壓器的故障類型及保護(hù)方式變壓器的故障可分為油箱部故障和油箱外部故障。油箱外的故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路。油箱的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。油箱故障時產(chǎn)生的電弧，不僅會燒壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱的爆炸，對于變壓器發(fā)生的各種故障，保護(hù)裝置因能盡快地將變壓器

26、切除。實踐說明，變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比擬常見的故障形式；而變壓器發(fā)生相間短路的情況比擬少。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：變壓器外部短路引起的過流，負(fù)荷長時間超過額定容量引起的過負(fù)荷，風(fēng)扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降。這些不正常運(yùn)行狀態(tài)會使繞組和鐵芯過熱。此外，對于中性點不接地運(yùn)行的星形接線變壓器，外部接地短路時有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓器絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻等異常運(yùn)行工況時會使變壓器過勵磁，引起鐵芯和金屬構(gòu)件的過熱。變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號，使運(yùn)行人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變

27、壓器的平安。變壓器油箱故障時，除了變壓器各側(cè)電流、電壓變化外，油箱的油、氣、溫度等非電量也會變化。因此變壓器保護(hù)分電量保護(hù)和非電量保護(hù)兩種。非電量保護(hù)裝設(shè)在變壓器部。電量保護(hù)主要有差動保護(hù)、過流保護(hù)。3.2變壓器保護(hù)的配置情況1.主保護(hù)(1差動保護(hù)：比率差動、差動速斷(2非電量保護(hù)：本體重瓦斯、有載重瓦斯、壓力釋放、冷空失電、油溫高、油溫低2.后備保護(hù)高后備、中后備、低后備其保護(hù)。配置示意見圖3.1圖3.1變壓器保護(hù)配置示意圖3.2.1變壓器縱差保護(hù)變壓壓器的差動保護(hù)，主要用來保護(hù)變壓器部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可以用來保護(hù)變壓器的匝間短路，其保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感

28、器之間，主要切除CT圍的各種短路故障。比率差動保護(hù)主要防止區(qū)外短路時誤動作,差動速斷保護(hù)主要防止大短路電流作用下帶諧波制動的差動保護(hù)拒動。1.變壓器差動保護(hù)原理如圖3.2為雙繞組單相變壓器縱差保護(hù)的原理接線圖。、，分別為變壓器一次側(cè)和二次側(cè)電流，參考方向為母線指向變壓器；、為相應(yīng)的電流互感器二次電流，則流入差動繼電器KD的差動電流為=、+3-1縱差保護(hù)的動作判據(jù)為：由此可見，正常運(yùn)行和變壓器外部故障時，差動電流為零，保護(hù)不會動作；當(dāng)變壓器部故障時，相當(dāng)于變壓器部多了一個故障支路，流入差動繼電器的電流等于故障點電流，只要故障點電流大于差動繼電器的動作電流，差動保護(hù)就會迅速動作，切除故障。圖3.2

29、雙繞組單相變壓器縱差保護(hù)的原理接線圖2.變壓器差動保護(hù)接線方式在電力系統(tǒng)中，三繞組變壓器通常采用YN，Yn,d11的接線方式，如圖3.3所示，因為各側(cè)電流相位不一致，d側(cè)電流比y側(cè)電流超前30，從而在變壓器差動保護(hù)的差回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。在原來的電磁式保護(hù)中，按照差動保護(hù)原理，在正常運(yùn)行或有穿越性電流流過時，流入繼電器的電流必須為零，即必須保證電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)電流相位相差180，使流入差動繼電器的電流接近于零。因此，必須通過改變接線組別的方法矯正相位差，而改變接線組別的話，既麻煩且容易出現(xiàn)錯誤。在微機(jī)保護(hù)逐漸普及的今天，由于軟件計算的靈活性，允許變壓器各側(cè)TA二次側(cè)都按Y形接線，在進(jìn)展差

30、動計算時由軟件對變壓器副邊電流進(jìn)展相位校準(zhǔn)，各側(cè)電流存在的相位差由軟件自動進(jìn)展校正，簡化了TA接線，現(xiàn)場施工中簡單易行。由軟件進(jìn)展相位校準(zhǔn)后，還必須對各側(cè)TA變比進(jìn)展計算調(diào)整，才能消除不平衡電流對變壓器差動保護(hù)的影響。在微機(jī)保護(hù)裝置中變比的計算調(diào)整也是靠軟件實現(xiàn)的，將計算出的TA調(diào)整系數(shù)當(dāng)作定值送入微機(jī)保護(hù)，由保護(hù)軟件實現(xiàn)TA自動平衡功能，消除不平衡電流的影響。應(yīng)注意的是采用微機(jī)型差動保護(hù)裝置之后各側(cè)差動TA的極性仍然朝向母線側(cè)，只有這樣的接線才能保證軟件計算正確。圖3.3雙繞組三相變壓器縱差保護(hù)原路接線圖3.變壓器差動保護(hù)的不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法(1)由變壓器各側(cè)繞組接線方式不同而產(chǎn)

31、生的不平衡電流：如經(jīng)常采用的Y/-11型 接線方式，兩側(cè)電流的相位差30，幅值相差倍。消除方法：相位校正。a.通過電流互感器的接線校正：變壓器Y側(cè)CT采用Y/-11接線，變壓器側(cè)CT采用Y/Y-12接線。b.通過軟件的算法進(jìn)展校正。(2)由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流:消除方法:a.利用差動繼電器的平衡線圈進(jìn)展磁補(bǔ)償。 Ibp=fzdId.ma*/ nl1其中: fzd=(Wph.js-Wph.zd)/ (Wph.js+Wph.zd) fzd繼電器整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等引起的相對誤差 Id.ma* 外部故障時,流過變壓器高壓側(cè)的最大短路電流。b.采用自耦變流器。在變壓器一側(cè)的電流互

32、感器三繞組變壓器需在兩側(cè)的二次側(cè)，裝設(shè)自耦變流器，改變其變比，使各側(cè)二次電流相等。c.通過軟件中的不平衡系數(shù)進(jìn)展校正。(3)由電流互感器誤差不同而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計算中予以考慮。(4)由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流:此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮。(5)暫態(tài)情況下的不平衡電流:a.非周期分量的影響:此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮。b.勵磁涌流的影響:當(dāng)空載變壓器投入電網(wǎng)或變壓器外部故障切除后電壓恢復(fù)時，勵磁電流大大增加，其值有可能到達(dá)變壓器額定電流的68倍，該電流稱為勵磁涌流。4.勵磁涌流(1).涌流的產(chǎn)生：在變壓器空載投入電源或外部故障切除后電壓恢復(fù)過

33、程中，會出現(xiàn)勵磁涌流。合閘時，變壓器鐵芯中的磁通急劇增大，使鐵芯瞬間飽和，這時出現(xiàn)數(shù)值很大的沖擊勵磁電流(可達(dá)510倍的額定電流)，通常稱為勵磁涌流。(2).三相變壓器勵磁涌流波形特征的因素.電源電壓大小和合閘初相角：.系統(tǒng)等值阻杭大小和相角；.變壓器三相繞組的接線方式相中性點接地方式；.三相鐵心構(gòu)造型式(三相三柱或五柱、單相變壓器組)；.鐵心硅鋼片組裝工藝水平(拼接剩余氣隙大小)；.鐵心材質(zhì)(磁化特性、磁滯特性、局部滋滯回環(huán)；.合閘前鐵心磁通大小(剩磁4r)和方向：.涌流經(jīng)電流互感器的非線性傳變，即互感器的飽和特性(3).勵磁涌流特點.勵磁涌流幅值大且衰減，含有非周期分量；中小型變壓器勵磁涌

34、流大可達(dá)10倍以上，衰減快；大型變壓器一般不超過4.5倍，衰減慢。如不采取相應(yīng)措施，將導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作！.勵磁涌流波形出現(xiàn)連續(xù)特性。連續(xù)角閉鎖原理.勵磁涌流中含有明顯的二次諧波和偶次諧波。二次諧波制動原理.涌流偏于時間軸的一方，非對稱性涌流。波形識別技術(shù)5.變壓器差動保護(hù)的整定原則(1).應(yīng)躲過變壓器差動保護(hù)區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流，即 3-2式中，為可靠系數(shù)，可取1.3。(2).應(yīng)躲過變壓器勵磁涌流，即 3-3式中，為變壓器額定一次電流，為可靠系數(shù)，可取1.31.5。在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負(fù)荷時，差動保護(hù)不應(yīng)誤動，因此 3-4式中，為最大負(fù)荷電流，取1.21.3，為

35、可靠系數(shù)，可取1.3。3.2.2變壓器瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱為氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式變壓器部故障的一種根本保護(hù)裝置，是變壓器的主保護(hù)之一，是應(yīng)對變壓器部故障的最有效、最靈敏的保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)的原理接線如圖3.4所示。圖3.4 瓦斯保護(hù)原理接線圖變壓器瓦斯保護(hù)動作后，運(yùn)行人員應(yīng)立即對變壓器進(jìn)展檢查，查明原因，可在氣體繼電器頂部翻開放氣閥，用干凈的玻璃瓶收集蓄積的氣體注意：人體不得靠近帶電局部，通過分析氣體性質(zhì)可判斷出發(fā)生故障的原因和處理要求。瓦斯保護(hù)只能反響變壓器油箱部的故障，而對變壓器外部端子上的故障情況則無法反響。因此，除了設(shè)置瓦斯保護(hù)外，還需設(shè)置過流、速斷或差動等保護(hù)。3.2.3變壓

36、器電流速斷保護(hù)對于小容量的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，作為電源側(cè)繞組、套管及引出線故障的主要保護(hù)，并用過電流保護(hù)作為變壓器部故障的后備保護(hù)。圖3.5為變壓器電流速斷保護(hù)的原理接線圖，電流互感器裝設(shè)于電源側(cè)。電源側(cè)為中性點直接接地系統(tǒng)時，保護(hù)采用完全星形接線方式，電源側(cè)為中性點不接地或經(jīng)消弧電抗器接地的系統(tǒng)時，則采用兩項不完全星形接線。圖3.5 變壓器電流速斷保護(hù)原理接線圖速斷保護(hù)的動作電流按躲過變壓器外部故障如k1點的最大短路電流整定，即 3-5式中為k1點短路時流過保護(hù)的最大三相短路電流；為可靠系數(shù)，取1.21.3。變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)按保護(hù)安裝處k2點的最小運(yùn)行方式下兩相短

37、路電流效驗，即 3-6電流速斷保護(hù)的優(yōu)點是接線簡單，動作迅速。但是電流速斷保護(hù)的動作圍小，有死區(qū)，不能保護(hù)變壓器的全部繞組。為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺點，速斷保護(hù)使用時要配備帶時限的過電流保護(hù)。3.2.4變壓器相間短路后備保護(hù)變壓器相間短路的后備保護(hù)既是差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過流，并作為相鄰原件母線或線路保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器部故障時主保護(hù)的后備。壓器(發(fā)變組)相間短路后備保護(hù)有過流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)和單元件低壓啟動過流保護(hù)、阻抗保護(hù)。1.變壓器的過電流保護(hù)對于單側(cè)電

38、源的變壓器，過電流保護(hù)裝置的電流互感器安裝在電源側(cè)，保護(hù)動作時切除變壓器各側(cè)開關(guān)。變壓器過電流保護(hù)的原理接線圖如圖3.6所示。變壓器過電流保護(hù)繼電器的動作電流為 3-7式中，為變壓器一次側(cè)額定電流；可靠系數(shù)、接線系數(shù)、返回系數(shù)與線路過電流保護(hù)一樣；為電流互感器的變比。變壓器過電流保護(hù)的靈敏度按下式校驗： 3-8式中，為變壓器二次側(cè)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，發(fā)生兩相短路時一次側(cè)的穿越電流。圖3.6 變壓器過電流保護(hù)裝置原理接線圖2.復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)(1).負(fù)序電壓升高 或 線電壓降低= 復(fù)合電壓開放作為變壓器短路故障的后備保護(hù)應(yīng)主要作為相鄰元件及變壓器部故障的后備保護(hù)。常常因靈敏度缺乏而增加復(fù)

39、合電壓閉鎖回路。在不對稱性故障時，出現(xiàn)負(fù)序電壓以及在對稱性故障保護(hù)安裝處三相電壓低于*一值時，才可開放過電流保護(hù)，這樣使復(fù)合電壓閉鎖過流的電流定值大大下降，也就提高了靈敏度。(2).整定原則a.復(fù)合電壓閉鎖相間低電壓定值：按躲過運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低電壓U1.zd= 3-9式中：Umin正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)的低電壓，一般取0.90.95U Krel可靠系數(shù)，取1.11.2Kr返回系數(shù)，電磁型取1.151.2，微機(jī)型取1.05。按躲過電動機(jī)自起動時的電壓：電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時 U1.zd取0.50.7)UN電壓取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器時 U1.zd取0.70.8)UN靈敏度校驗：Kse

40、n= 3-10式中：Ur.ma*計算方式下，靈敏系數(shù)校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，保護(hù)安裝處的最高殘壓。b.復(fù)合電壓閉鎖負(fù)序相電壓定值：按躲過正常運(yùn)行時的不平衡電壓整定，U2.zd取0.040.08UN靈敏度校驗：Ksen= 3-11式中：Uk.2.min后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時，保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓值。c.過流元件定值：按躲變壓器額定電流整定Iop= 3-12式中：Krel可靠系數(shù)，取1.21.3 Kr返回系數(shù)，取0.850.95實際計算中，通常取1.5倍變壓器額定電流。說明：復(fù)合電壓閉鎖的過流保護(hù)，只考慮本變壓器的額定電流，無復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)，應(yīng)考慮電動機(jī)的自啟動系數(shù)。規(guī)程

41、規(guī)定可以不作為一級保護(hù)參與選擇配合。3.2.5變壓器的過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷保護(hù)是用來反響變壓器正常運(yùn)行時出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器確有過負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動作于信號。變壓器的過負(fù)荷在大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此過負(fù)荷保護(hù)只需要在一相上裝一個電流繼電器。過負(fù)荷時，電流繼電器動作，再經(jīng)過時間繼電器給予一定延時，最后接通信號繼電器發(fā)出報警信號。過負(fù)荷保護(hù)的動作電流按躲過變壓器額定一次電流來整定，其計算公式為：3-13式中電流互感器的電流比。過負(fù)荷保護(hù)的動作時間一般取10s15s。3.2.6變壓器零序電流保護(hù)電力系統(tǒng)中，接地故障是最常見的故障形式。接于中性點直接接地系統(tǒng)的變壓器

42、，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)和相鄰元件接地保護(hù)的后備保護(hù)。中性點直接接地運(yùn)行的變壓器均采用零序過電流保護(hù)作為變壓器接地后備保護(hù)。對于中性點可能接地或不接地的變壓器，需要裝設(shè)兩套相互配合的接地保護(hù)裝置：零序過電流保護(hù)用于保護(hù)中性點接地運(yùn)行方式；零序過電壓保護(hù)用于中性點不接地運(yùn)行方式。零序電流保護(hù)的動作電流接躲過變壓器二次側(cè)最大不平衡電流整定，最大不平衡電流取變壓器二次側(cè)額定電流的25，即 3-14式中，為可靠系數(shù)，取1.2；為零序電流互感器的變比；為變壓器二次側(cè)的額定電流。零序電流保護(hù)的動作時間一般取0.50.7s，以躲過變壓器瞬時最大不平衡電流。保護(hù)靈敏度校驗，按變壓器二

43、次側(cè)干線末端最小單相短路電流校驗，即3-153.3電力變壓器保護(hù)中存在的問題目前電力變壓器保護(hù)主要有傳統(tǒng)接線保護(hù)以及智能化保護(hù)，傳統(tǒng)保護(hù)中常見的問題有誤接線、二次回路絕緣不良、電流互感器二次回路接觸不良以及繼電保護(hù)人員誤投誤退保護(hù)壓板智能化保護(hù)中的問題主要有光纖回路通訊終斷導(dǎo)致的差動保護(hù)誤動作，如光纖通訊中段會使變壓器一側(cè)采樣消失，會導(dǎo)致差流越線，甚至保護(hù)誤動作；智能化保護(hù)開展不成熟，給運(yùn)行維護(hù)帶來不便。3.4電力變壓器繼電保護(hù)開展趨勢計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化開展計算機(jī)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速開展，為各項工作的開展提供了強(qiáng)有力的通信手段。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明，目前我國電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量巨大，與之相比繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信手段則相對落后，難以滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)開展的需要。因此繼電保護(hù)的開展不應(yīng)只滿足于切除系統(tǒng)中的故障元件等技術(shù)層