华北水利水电学院学生毕业设计

表4-2 110kV侧母线参数

截面积 型 号 LGJ-300 计算参数

表4-3 10kV侧母线参数

载流量 IalS（mm2） 300 233<300 (A) 731 731>696.2 导体形状 矩形 计算参数 尺寸（mm） 80x8 280<640 摆放形式 单条竖放 kf 1.04 载流量Ial 1358 1358>1350

5 变压器继电保护的整定计算

5.1瓦斯保护

当变压器油箱内发生各种短路故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器油箱和绝缘材料高温分解，产生大量气体，利用这种气体实现的保护称为瓦斯保护。规程规定对于容量为800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，应装设瓦斯保护。

轻瓦斯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250-350cm3对于容量在10MVA以上的变压器，整定值多采用250cm3。

重瓦斯保护的动作值采用油流流速来表示。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油速。根据运行经验，管中油流速度整定为0.6-1.5 m/s时，保护反应变压器内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障

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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，可将油流速度整定在1 m/s左右。

瓦斯保护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，但它不能反映油箱外故障。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。

5.2 变压器纵差动保护的整定

对于容量为6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用工作变压器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流纵差动保护不但能够正确区分内外故障，而且不需要与其它元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，被广泛地用作变压器的主保护。

由于此次设计的变压器容量较大，可以采用BCH—2型差动继电器。此种继电器是带短路线匝的速饱和变流器，它能可靠地躲开变压器励磁涌流及保护区外故障时的不平衡电流，可以用作双绕组及三绕组变压器的差动保护。当外部短路流入继电器内的不平衡电流数值较大，BCH—2型构成差动保护灵敏性不满足要求时，可采用有制动线圈的差动继电器BCH—1型或其它差动继电器。

本次设计经整定计算证明BCH—1型差动继电器满足要求。

5.2.1纵差动保护动作电流的整定

(1)躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，即

Iop=Krel Iunb.max

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可能的不平衡电流。 Iunb.max =（?fza??U?0.1KnpKst）Ik.max

?U —由变压器带负荷调压所引起的相对误差，取电压调整范围的一半；

Knp—考虑短路非周期分量影响系数，取1.5~2

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Kst—电流互感器同型系数，取1

躲过变压器最大励磁涌流，即 Iop=KrelKuIN

Ku —励磁涌流的最大倍数，取4~8

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

Il.max —变压器正常运行时最大负荷电流。 纵差动保护灵敏系数的校验 Ksen=Ik.min,r/Iop

Ik.min,r —各种运行方式下变压器保护范围内故障时，流经差动继电器的最小差动电流； 灵敏系数一般不应低于2。当按照上述整定的动作电流不能满足灵敏度要求时，需要采用具有制动特性的差动继电器。

5.3 变压器相间短路的后备保护

5.3.1过电流保护

（ 1）.启动电流的整定，按躲过变压器的最大负荷电流整定，即： Iset= IL.max Krel/Kre

式中：IL.max—变压器的最大负荷电流； Krel—可靠系数，取1.2～1.3； Kre—返回系数，取0.85。

变压器可能出现的最大负荷电流按以下两种情况考虑。取其中最大值。

①对于并列运行变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器时，在其他变压器中出现的过负荷；当各台变压器容量相同时，可按下式计算： Il.max=n/(n-1)IN

n—并列运行变压器的最小台数； IN—为每台变压器的额定电流。

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②对降压变压器，应考虑负荷中电动机自启动时的最大电流，即

IL.max=KssI'L.max

Kss—自启动系数

L.max—正常工作时最大负荷电流，一般为变压器额定电流。

灵敏度的检验：按变压器另一侧相间短路时，流过保护装置的最小短路电流计算，即： Ksen=Ik.min/Iset

式中：Ik.min—灵敏系数检验点的最小两相短路电流。

5.4变压器接地短路的后备保护

在大接地电流系统中，接地故障的几率较大，因此，大接地电流系统中的变压器应装设接地保护，作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地保护的后备保护。

此次设计所选用的为分级绝缘的变压器，其中性点经隔离开关接地。在中性点直接接地电网中，由于变压器的中性点可能直接接地运行或不接地运行。此时接地保护的配置要考虑可能出现的各种运行情况，并且还要考虑变压器中性点的绝缘。

当变压器中性点直接接地时，一般配置两段式零序过电流保护，每段各带两个时限，第一段的动作电流和延时与相邻元件零序过电流保护的第一段相配合，以较短时限动作于缩小故障影响范围。第二段的动作电流和延时与相邻元件零序保护的后备段相配合，以较短时限动作于缩小故障范围，以较长时限断开变压器各侧断路器。零序过电流保护接于变压器中性点处电流互感器二次侧。

为保护分级绝缘变压器中性点,一般在中性点装设放电间隙,当中性点接地刀闸断开时,经放电间隙接地。在这种情况下,直接接地和经间隙接地应分别装设保护。直接接地时的保护配置与前面所述的相同。经过放电间隙接地时,应增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。这种电流电压保护不需与其他保护配合,其动作时间只需要躲开电网部分中性点接地时,发生单相接地的暂态过程,暂态过电压持续的时间一般不大于0.2S。当分级绝缘的变压器中性点不设放电间隙时,接地保护的配置与全绝缘变压器相同。但零

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