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3 电力变压器保护

3.1 电力变压器保护设定原则
3.1.1 对电力变压器的下列故障和异常运行方式,应装设相应的保护装置。
(1) 绕组及其引出线的相间短路和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) 油面降低；
(7) 变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
上述(1)、(2）的保护装置应瞬时动作于跳闸，(3）、(4）的保护装置应带时限动作于跳闸，(5）、(6）、(7) 的保护装置一般动作于信号。
对于变压器温度升高和冷却系统故障作用于信号，对于干式变压器温度升高第一段报警信号，第二段跳闸。
800kVA以上变压器应装有压力释放装置，当内部压力达到0.5标准大气压时应可靠释放压力。当厂家配套供应压力释放装置并有接点引出时,应增加压力释放装置作用于信号或动作于跳闸的保护。
3.1.2 800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内变压器均应装设瓦斯保护,轻瓦斯动作于信号,重瓦斯动作于断开变压器各侧断路器。
瓦斯保护是变压器内部故障最灵敏，最快速的保护。在变压器油箱内发生的一切故障（包括轻微的匝间短路），由于短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料分解产生气体，气体流动使瓦斯继电器动作。但它不能反映变压器外部故障。由于重瓦斯有时会出现误动，此时用户将它作用于信号。通常在二次接线图中，应考虑到这两种可能性。
3.1.3 对变压器引出线、套管及内部故障，应设下列保护：
3.1.3.1 纵联差动保护：
(1) 用于6000kVA及以上并列运行的变压器；
(2) 用于10000kVA及以上单独运行的变压器；
3.1.3.2电流速断保护：用于10000kVA以下的变压器，2000kVA及以上的变压器如电流速断灵敏系数不符合要求时，则宜装设纵联差动保护。
3.1.4 对外部相间短路引起的过电流一般装设下列保护：
3.1.4.1过电流保护：一般用于降压变压器，保护装置整定按躲过最大尖峰电流；
3.1.4.2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灵敏系数不符合要求的降压变压器。
3.1.5 对于400kVA及以上一次电压为10kV及以下，线圈为Yyn12联接，中性点直接接地的变压器，对低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。
3.1.5.1 利用高压侧的过电流保护时，保护装置采用三相式。
3.1.5.2 接于低压侧中性线上的零序电流保护。
3.1.5.3 接于低压侧的三相电流保护。
3.1.6 对于400kVA及以上一次电压为10kV及以下，线圈为Dyn11联接，中性点直接接地的变压器，对低压侧单相接地短路，当灵敏系数符合要求时，可利用高压侧的过电流保护。保护装置应带时限动作于跳闸。
3.1.7 对于高压侧为3～10kV中性点非直接接地系统,高压侧单相接地保护设计原则与第二章3～10kV线路单相接地相同。
3.1.8 过负荷保护
0.4MVA及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。通常我们对一类或二类负荷，都是采用双电源供电。变压器容量按一台能带100%负荷，一般未装设过负荷保护。如果不是这样选择，当一路电源故障时,另一台有可能过负荷，就应装过负荷保护。
过负荷保护带时限动作于信号。在无经常值班人员的变电所动作于跳闸。
3.2 变压器保护的整定计算
3.2.1 电流速断保护
3.2.1.1 应避开变压器二次侧最大三相短路次暂态穿越电流。
(3.2.1-1)
Kk ：可靠系数，GL型继电器为1.5,DL型继电器为1.3 。
3.2.1.2 应避开变压器 投入时的励磁涌流
(3.2.1-2)
上两式计算的数值取大者
电流速断的灵敏系数为：
(3.2.1-2)
I"(2)dz.min : 系统最小运行方式下,保护安装处两相短路次暂态电流。
Idz.1:一次动作电流按下式计算:
Idz.1=KI*IDZ.J

3.2.2 带时限的过电流保护
应避开可能出现的最大过负荷电流或与下级相邻元件（变器低压侧进线开关）保护配合。在多数情况，下级保护的整定已经是避开了最大负荷电流，因此只要与下级保护配合即可。
3.2.2.1 与变压器低压侧进线开关的短延时保护整定值配合。
(3.2.2-1)
KP:保护装置与相邻元件的配合系数,取1.1～1.2 。
Kjx :电流互感器二次回路的继电器接线系数，接于相电流为1，接于相电流差为 。
Ki :电流互感器变比。
Idz.1 : 保护装置相邻元件的一次动作电流.A
3.2.2.2 按避开可能出现的最大尖峰电流:
Idzj=KJXKk (3.2.2-2)
: 变压器一次额定电流。
Kk: 可靠系数。GL型继电器取1.3 。DL型继电器取1.2 。
过负荷系数Kgh：应考虑变最严重情况下的过负荷，其取值有下述几种计算情况，计算结果取最大值。
(1) 变压器最大负荷时（互为备用的变压器，为一台带上两台的负荷时）再起动最大一台电动机。
(3.2.2-3)
Ｉqmax：起动电流最大的一台电动机的起动电流。
Ｉ30：其它负荷的最大半小时计算负荷。
(2)　单独运行的变压器，当电网有自动重合闸装置时，短时失压的电动机在电压恢复后的自起动电流。

(3.2.2-4)
SNb　：变压器额定容量；
Kqd　：参加自起动的电动机平均起动电流倍数，一般取5；
SN.d∑　：参加自起动的全部电动机的总容量；
U d%　：变压器阻抗电压百分数。
(3)　单独运行的变压器，当二次侧母线分段（联络）断路器有备用电源自动投入装置时,应考虑本段母线在最大负荷，另一段母线上的成组电动机自起动所出现的过负荷电流倍数。

(3.2.2-5)
Ｉqmax：本段母线的最大负荷电流。
K｀gh：重合闸或自动投入时，另一段母线上的成组电动机自起动所引起的过负荷电流倍数，按 (2)项的公式计算。
过电流保护的灵敏度为：
(3.2.2-6)
I(3)dz.min : 系统最小运行方式下二次侧三相短路穿越电流,一般取稳态值。
Km.xd : 相对灵敏系数。变压器为Dyn11接线,电流互感器为两相三继电器式接线,变压器二次侧两相短路的相对灵敏系数为1；变压器为Yyn0接线,相对灵敏系数为0.87 。
变压器过电流保护的时限应与低压侧进线开关保护时限配合，这里只要求:低压侧短路,高压侧不越级跳闸，允许两侧断路器同时跳闸。取 △t≈0.1～0.15秒。 (△t根据两侧保护时间继电器精度计算,若无精度值,可按上述取。)

3.2.3 纵差动保护
3.2.3.1 变压器纵差保护的特点：
(1) 变压器励磁涌流流经低压侧而产生的不平衡电流：含很大成份的非周期分量；含高次谐波；波形间断。
(2) 变压器两侧电压不同；两侧的额定电流不同；
(3) 对于两侧绕组结线不同，如Δ/Y—11（或Y/Δ—11）接线的变压器，两侧的电流相位相差30度。如果电流互感采用相同的接线，正常运行时便有相位差为30度的不平衡电流流经差动继电器。为消除此相位差，将变压器Δ侧的电流互感接成Y形，变压器Y侧的电流互感器接成Δ形。
3.2.3.2 差动保护范围一般包括套管及其引出线，即不使用变压器套管电流互感器构成差动保护，这就加快了套管及其引出线故障的切除时间。
3.2.3.3 以BCH-2 型纵差动保护继电器的差动保护整定计算，以双卷变压器为例,其步骤如下：
(1) 算出各侧一次额定电流(从略)，选出电流互感器，确定电流互感器二次回路额定电流。
按下式计算电流互感器变比：
Kj x: 接线系数电流互感器Δ接线为 ，Y接线为1。
INb ：变压器各侧一次额定电流。
按计算结果选择接近的变比稍大的标准型电流互感器。电流互感器二次回路额定电流为：
IN : 电流互感器二次回路额定电流。
(2) 计算各侧外部短路时的最大穿越短路电流。（短路电流计算从略）
(3) 按下述条件确定保护装置一次动作电流，并取其最大值作为保护装置的一次动作电流。
a. 避开外部故障的最大不平衡电流。当为双卷变压器时。
(3.2.3-3)
Idz.1 ：保护装置一次动作电流。
Kk ：可靠系数，取1.3 。
Ktx ：电流互感器同型系数；电流互感器型号相同时为0.5, 电流互感器型号不同时为1.0 。
Δf ：电流互感器允许最大相对误差,取0.1 。(按10%误差)
ΔU ：变压器调压所引起的相对误差一般取调压范围的一半。
Δf `：整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差，初次计算时建议先取中间值0.05 (最大值为0.091)。在确定各侧匝数后可按 (3.2.3-11)式校核相对误差。
I"（3）dmax：最大外部三相短路次暂态电流。
b. 避开变压器空载投入或故障切除后电压恢复时产生的励磁涌流。
Idz1=（1～1.3）INb (3.2.2-4)
INb ：变压器额定电流。
如果灵敏度不够时，公式中系数取小值。
c. 避开电流互感器二次回路断线。
Idz1=1.3 Ifh.max (3.2.3-5)
Ifh.max：正常运行时的最大荷电流，（不考虑事故时运行方式）不能确定时，取INb 。
(4) 确定差动线圈、平衡线圈的接法及基本侧的匝数。
双绕组变压器两侧电流互感器分别接于继电器的两个平衡线卷上，再接入差动圈。以二次回路额定电流最大的一侧为基本侧。
a. 确定基本侧的匝数
基本侧动作电流按下式计算：
(3.2.3-6)
IIdzj：基本侧动作电流。
Ki1：基本侧电流互感器变比。
基本侧计算匝数

(3.2.3-7)
AW0 ：继电器的动作安匝,应采用实测值。若不知道实测值,可取AW0 =60。
WI.js：基本侧线圈计算匝数。
差动继电器基本侧的实用匝数WI.sy按差动线圈与一组平衡线圈之和，较计算匝数小而相近选取。即取：
WI.sy≈< WIph.js+Wc.sy (3.2.3-8)
Wc.sy: 差动线圈匝数。
WIph.js：基本侧平衡线圈匝数。
b. 决定其它侧平衡线圈匝数。
(3.2.3-9)
IIN 、IⅡN ：基本侧及非基本侧电流互感器二次回路额定电流。
如得出的计算匝数为小数，则选用相近的整数匝数作为平衡线圈的实用匝数。
WIIph..sy≈ WIIIph.js (3.2.3-10)
(5) 校核由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差。
(3.2.3-11)
如Δf ">0.05,应代入式3.2.3-3 重新确定动作电流。
(6) 确定短路线圈
短路线圈匝数用得越多，继电器躲过励磁涌流的性能越好，而且内部故障时动作的可靠系数越高。但在内部故障电流中有较大周期分量时，继电器的动作时间越长，因此在选择短路线圈匝数时应根据具体情况综合考虑。
一般对中小容量变压器，选取抽头“3”-“3”或“4”-“4”；对于大容量变压器，选取抽头“2”-“2”或“3”-“3”。所选取的抽头是否合适，应在保护装置投入运行时，通过变压器空投试验确定。
(7) 保护装置最小灵敏系数
a. 差动保护的最小灵敏系数按下式计算
(3.2.3-12)
II.j ,III.j：最小运行方式下，变压器出口处短路，流过相应侧继电器线圈的电流。
WI.sy ,WII.sy：相应侧的实用工作匝数。
WI.sy= WIph.sy+Wc.sy (3.2.3-13)
WII.sy= WIIph.sy+Wc.sy (3.2.3-14)
b. 计算最小灵敏系数的简化工式
(3.2.3-15)

Ij : 流入继电器的总电流。建议将各侧的确短路电流的总和归算至基本侧。（如为单电源则归算至电源侧）。
Idz.j : 相当于基本侧（单电源为电源侧）实用工作匝数的继电器动作电流。
3.2.4 过负荷保护
过负荷保护的动作电流应躲过额定电流整定:
(3.2.4-1)
Kk : 可靠系数,取: 1.05 。
Kf : 返回系数,取: 0.85 。
过负荷保护的动作时限,按避开允许短时过负荷(如电动机起动或自起动)时间,一般取9～15秒。
3.2.5 低压侧单相接地短路保护
3.2.5.1 利用高压侧时限过电流保护兼作低压侧单相接地短路保护
(1) 保护装置动作电流即带时限过电流保护的动作电流。
(2) 保护装置动作时限即带时限过电流保护的时限相同。
(3) 保护装置灵敏系数,按系统最小运行方式时变压器二次侧母线或配电干线末端单相接地短路电流校验:
(3.2.5-1)
对Yyn0接线变压器
对Δyn11接线变压器
(3.2.5-2)
I(1)dz.min : 系统最小运行方式时变压器二次侧母线单相按地短路电流,一般取稳态值。 当短路计算点为配电干线末端时,最小灵敏系数为1.2 。
3.2.5.2 变压器低压侧中性线上装设专用的零序电流保护。
(1) 当低压馈出线装有专用接地保护时，因专用接地保护的整定值都比较小,故零序电流保护按避开正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流整定。一般情况下，Yyn0接线变压器按0.25 INb整定,对Dyn11接线变压器按0.4 INb整定。整定计算如下：
(3.2.5-3)
保护的灵敏系数校验：
(3.2.5-4)
KK ：可靠系数，取1.2 。
I(1)dz.min : 系统最小运行方式时变压器二次侧母线单相接地短路电流。
Idz.1：单相接地保护一次动作电流。
保护的动作时限应比馈出线中接地保护最长时限多一个时限级差，取时限级差：Δt=0.5～0.7S 。
(2) 当低压馈出线未装有专用接地保护,而是用短路保护或过电流/过负荷保护兼作接地保护时,有两种方案:
a. 利用变压器低压侧进线断路器的过电流保护兼作母线单相接地保护, 并作为馈出线接地保护的后备保护。不装设接于中性线上的零序电流保护；
b. 在中性线上装设零序电流保护,其整定值与动作时限与馈出线(无专用接地保护)电流短延时保护的整定值及时限配合。

对不起，上面二帖子中，因Word的公式是图片格式，无法粘贴，丢失了，请查《工厂和民用配电设计手册》

能给我发一份吗
谢谢！！！o(∩_∩)o

我的E-MAIL:tingqung@hotmail.com

谁能说说计算结果啊？

若是10KV供电，高压电流应是125A

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楼上存在“灌水”的嫌疑，建议修改（编辑）回帖内容，如果我删帖，会扣掉你的“土木币”的。