变压器的后备保护.doc

6.4 变压器的后备保护 6.4.1 为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器纵差保护、瓦斯保护的后备，变压器还应装设后备保护。变压器相间短路的后备保护既是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线或线路的后备保护。 6.4.1.1 过电流保护 变压器过电流保护的原理逻辑框图如图6.16 所示。其工作原理与线路定时限过电流保护相同。保护动作后，跳开变压器两侧的断路器。保护的起动电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即 （6.12） 式中，——可靠系数，一般取为1.2～1.3； ——返回系数，取为0.85～0.95； ——变压器可能出现的最大负荷电流。 （图6.16 变压器过电流保护逻辑框图） 变压器的最大负荷电流应按下列情况考虑： （1）对并联运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器后，在其他变压器中出现的过负荷。当各台变压器的容量相同时，可按下式计算： (6.13) 式中，——并联运行变压器的最少台数； ——变压器的额定电流。 （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 (6.14) 式中，——综合负荷的自启动系数，其值与负荷性质及用户与电源间的电气距离有关，对110kV降压变电站的6kV～10kV侧，取1.5～2.5；35kV侧，取1.5～2.0； ——正常工作时的最大负荷电流(一般为变压器的额定电流)。 保护的动作时限及灵敏系数校验与第2章所讲定时限过电流保护相同，这里不再赘述。 按以上条件选择的起动电流，其值一般较大，往往不能满足作为相邻元件后备保护的要求，为此需要采用以下几种提高灵敏性的方法。 6.4.1.2 低电压启动的过电流保护 如图6.17 所示为三相低电压启动的过电流保护逻辑框图，保护的启动元件包括电流元件和低电压元件，一般采用电流继电器和低电压继电器。 其启动元件电流继电器的动作电流按躲过变压器的额定电流整定计算，即 ?(6.15) （图6.17 低电压启动的过电流保护逻辑框图） 因而其动作电流比按最大负荷电流整定的一般过电流保护的起动电流小，从而提高了保护的灵敏性。 低电压继电器的动作电压可按躲过正常运行时最低工作电压整定，即按式（2.44）来整定。一般情况下也可直接取(为变压器的额定电压)。 电流元件的灵敏系数按第2章给出的公式校验，电压元件的灵敏系数按下式校验： (6.16) 式中，——最大运行方式下，灵敏系数校验点短路时，保护安装处的最大电压。 对于牵引变压器来说，一般要在高压侧装设三相低压启动的过流保护，并且还要在低压侧装设a相和b相低压启动的过流保护。 当牵引变压器a相或b相27.5kV母线短路时，a相或b相装设的低压启动的过流保护将会动作，经过整定的动作时限（一般为0.7s），直接将27.5kV母线a相或b相断路器跳闸，将短路故障切除，同时发出过流保护动作的信号。当牵引变压器a相与b相27.5kV母线之间短路或a相、b相、c相三相短路时，a相和b相装设的低压启动的过流保护将会同时动作，经过整定的动作时限，将27.5kV母线a相和b相断路器同时跳闸，将短路故障切除，同时发出过流保护动作的信号。 当接触网短路时，馈线保护与变压器27.5kV侧低压启动的过流保护可能会同时启动，但由于馈线保护的动作延时比主变27.5kV侧低压启动的过流保护的延时小一个时限级差，所以馈线保护先动作，使馈线断路器跳闸，将故障切除。如果馈线保护由于某种原因拒动，那么主变27.5kV侧低压启动的过流保护动作，将短路故障切除。也就是说，主变27.5kV侧低压启动的过流保护可作为相应馈线保护的远后备。 在主变27.5kV侧a相和b相分开装设低压启动的过流保护的优点在于：当任一相母线短路时，仅仅是短路相的保护动作，断路器跳闸，而正常相仍可照常供电，保证机车正常运行，缩小停电范围。 牵引变压器高压侧装设的三相低压启动的过流保护则是作为主变纵差保护的近后备和27.5kV侧a相和b相过流保护的远后备保护。它的动作时限应该比27.5kV侧a相和b相过流保护的动作时限大一个时限级差，一般取1s。当保护范围内动作时，如果主变纵差保护、27.5kV侧a相和b相过流保护都没有动作，则高压侧装设的三相低压启动的过流保护就会动作，使主变110kV侧和27