A電網主變壓器保護計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7578A電網主變壓器保護計算案例 1280191.1變壓器的故障、異常運行方式和應裝設的保護裝置 149391.2主變壓器短路計算 236581.3變壓器的瓦斯保護 445231.4變壓器的差動保護 51.1變壓器的故障、異常運行方式和應裝設的保護裝置變壓器是電力系統(tǒng)中重要設備，數(shù)量很多，由于它是靜止設備，結構上較可靠，故障機會比較少。但在實際運行中仍有可能發(fā)生故障，它的故障將給系統(tǒng)的正常供電和安全運行帶來嚴重的影響。為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，必須根據(jù)變壓器的容量及重要性裝設性能良好的、動作可靠的保護裝置。變壓器的故障可分為油箱內部故障和外部故障：（1）油箱內部故障主要有：相相間短路、單相匝間短路、單相接地短路等。短路故障電流會產生電弧，燒壞線圈，甚至引起絕緣材料和變壓器油的強烈氣體泄漏，導致油箱爆炸等嚴重后果。（2）油箱外部的故障：主要是絕緣套管和引出線上的相見短路、單相接地短路等。變壓器異常運行方式主要有：（1）由于外部短路引起的過電流。（2）由于電動機的自啟動過并聯(lián)運行的變壓器被斷開以后，處于高峰負荷等原因引起的過負荷。（3）油箱內部的油面降低。根據(jù)變壓器的故障種類及異常運行方式應裝設如下保護裝置：（1）防御變壓器油箱內部短路和油面降低的瓦斯保護。（2）防御外部相間短路并作瓦斯保護和縱差保護后備的過電流保護。（3）防御大接地電流電網中外部接地短路的零序電流保護。（4）防御對稱過負荷的過負荷保護[7]。1.2主變壓器短路計算確定基準值：=100發(fā)電機的電抗標幺值：變壓器的電抗標幺值：圖4-1K1點簡化后的等值電路圖當點短路時，即主變壓器的低壓側：短路電流：三相短路容量：短路沖擊電流：圖4-2K2點簡化后的等值電路圖點短路電流計算，即主變壓器高壓側短路時，短路電流：三相短路容量：沖擊電流：1.3變壓器的瓦斯保護在變壓器油箱內常有的故障有繞組匝間或層間絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對地絕緣破壞引起的單相接地。對上述故障，若短路匝數(shù)很少或經電弧電阻短路時，反應到變壓器縱差保護或接地保護裝置中的電流很少，可能不會使保護動作。但當變壓器油箱發(fā)生任何故障時，由于短路電流和短路點電弧的作用，變壓器等絕緣材料會因發(fā)熱而分解產生氣體。因為氣體比較輕，它們會從油箱流到油枕的上部。當斷層嚴重時，油將迅速膨脹，并由大量氣體產生。此時，會有強大的油流和空氣流到枕頭的上部。利用油箱內部故障時的這一特點，可以構成反應氣體變化來實現(xiàn)的保護裝置，稱之為瓦斯保護[8]。圖4-3瓦斯保護原理圖及展開圖瓦斯保護的主要優(yōu)點是：動作迅速、靈敏度高、接線和安裝簡單、能反應變壓器油箱內部各種類型的故障。特別是當線圈匝間短路匝數(shù)很小時，故障電路電流很大，可能導致嚴重過熱，但外部電源響應電流變化很小。此時，高靈敏度的差動保護可能不起作用。因此，瓦斯保護對排除這些故障具有重要意義。此外改進后的瓦斯繼電器運行性能比較穩(wěn)定，可能性也比較高，所以瓦斯保護是變壓器內部故障的主要保護之一。瓦斯保護的缺點是：它不能反映變壓器箱外套管與斷路器連接線的故障，不能作為變壓器故障的唯一保護。此外，保護裝置在運行中的正確動作率仍然不令人滿意。1.4變壓器的差動保護變壓器縱差保護主要用來防御變壓器的內部、套管及引出線上的各種短路故障。它的基本工作原理與輸電線路和發(fā)電機的縱差保護是一樣的。保護的原理接線圖如圖所示。變壓器兩側裝設有電流互感器1LH和2LH，按循環(huán)電流法接線。變壓器高壓側為室外多路DW型斷路器時，縱差保護電流互感器應選用母線側1dl套管式電流互感器。具有1d