变电站主变保护设计完美毕业设计.pdf

绪 论 电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一，它的安全运行对于保证 电力系统的正常运行和对供电的可靠性，以及电能质量起着决定性的作用，同时 大容量电力变压器的造价也十分昂贵。由于绝缘的老化或风雪雷电，以及设备的 缺陷、设计安装和运行维护不当等原因，因此对电力变压器可能发生的各种故障 和不正常的运行状态进行分析是十分重要的。 电力变压器的保护装置大约有瓦斯保护、纵差保护、电力变压器的温度保护、 相间短路的后备保护等等。 在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压 绕组对地绝缘破坏引起的单相接地。变压器油箱内发生的任何一个故障时，由于 短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因受热而分解产生 气体，因气体比较轻，它们就要从油箱里流向油枕的上部，当故障严重时，油会 迅速膨胀并有大量的气体产生，此时，回游强烈的油流和气体冲向油枕的上部。 利用油箱内部的故障时的这一特点，可以构成反映气体变化的保护装置，称之为 瓦斯保护 .瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦 斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器轻瓦斯动作于发出信号。 纵差保护或电流速断保护用于反映电力变压器绕组、套管及引出线发生的故 障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器相间短路的后备保护。相间短路的 后备保护用于反映外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差 保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整 定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器。 当变压器的冷却系统发生故障或发生外部短路和过负荷时，变压器的油温将 生高。变压器的油温越高， 油的劣化速度越快， 使用年限少。 当油温达 115～150℃ 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影香其 寿命。 电力变压器相间短路的后备保护可根据变压器容量的大小和保护装置对灵敏 度的要求，采用过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流 保护等方式。对于单侧电源的变压器保护装置安装在变压器电源侧，即作为变压 器本身故障的后备保护，又反映变压器外部短路引起的过电流。 熟练的掌握这些继电保护装置及保护装置的整定计算是十分重要的。因此， 需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术就 是继电保护技术。这样就可能保证电力系统的正常运行。 第 1 章 电力变压器的继电保护 1.1 电力变压器的故障类型及保护措施 1.1.1 电力变压器故障及不正常运行状态 电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一，它的安全运行对于保证 电力系统的正常运行和对供电的可靠性，以及电能质量起着决定性的作用，同时 大容量电力变压器的造价也是十分昂贵。因此本节针对电力变压器可能发生的故 障和不正常的运行状态进行分析，然后重点研究应装设的继电保护装置，以及保 护装置的整定计算。 变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类， 油箱内故障主要包括 绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十 分危险，由于变压器内充满了变压器油，故障时的短路电流使变压器油急剧的分 解气化，可能产生大量的可燃性气体（瓦斯） ，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障 主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常和运行状 态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其 额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过砺磁等。 1.1.2 电力变压器继电保护的配置 为了保证电力变压器的安全运行，根据《继电保护和安全自动装置的运行条 例》，针对变压器的上述故障和不正常运行状态，电力变压器应装设以下保护： 1．瓦斯保护。 800KVA 及以上的油浸式变压器的 400KVA 以上的车间内油浸 式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的短路故障以 及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器轻瓦斯动作于发 出信号。 2 ．纵差保护或电流速断保护。 6300KVA 及以上并列运行的变压器， 10000KVA 及以上单独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和