中压供配电系统中常用电力变压器都是降压变压器，绝缘形式有油浸式和干式，绕组联结组别有，和，。其主要故障形式有绕组及其引出线的相间短路包括三相短路和两相短路。这种故障的特点是短路相上电流急剧增加为正常电流的若干倍，因此可采用反应电流过量而动作的过电流保护装置来加以保护。对于油浸式变压器，当油箱内绕组发生相间短路时，危害很大，故障处的电弧不仅可能烧坏绕组绝缘和铁心，而且可能会使绝缘材料和变压器油强烈气化，从而引起油箱爆炸。针对这种情况，变压器除了设置过电流保护外，还应设置反应油气化量多少的瓦斯保护。绕组匝间短路绕组匝间短路也是变压器的常见故障。绕组匝间短路时也会使故障点电流增加，但增加的多少与短路匝数有关，但短路匝数不多时，故障电流与正常电流差异不是很大，过电流保护装置不定能够反应出来。因此，对这种故障，油浸式变压器采用瓦斯保护干式变压器采用反应绕组短路时温度升高的温度保护。二次侧单相短路变压器二次侧中性点直接接地，其单相短路时，故障相出现较大的短路电流。般，首先考虑用变压器次侧装设的过电流保护兼作单相短路保护，若灵敏度不够，再考虑在变压器二次侧采用反应三相电流之和的零序电流保护。过负荷虽然变压器有定的过负荷能力，但过负荷时间不能太长。因此，当变压器的实际负荷超过其额定负荷时，采用反应变压器过负荷的过负荷保护。油浸式变压器的油面降低油浸式变压器是用变压器油作绕组的相间绝缘和对地绝缘的，因此，绕组必须完全浸泡在变压器油中，当油面降低时，会威胁变压器的绝缘，从而引起短路故障。针对这种情况，应设置可反应油面降低的瓦斯保护。干式变压器绕组温度升高干式变压器绕组温度升高的原因很多，如过负荷匝间短路环境温度升高冷却系统故障等。针对这种情况，应设置温度保护。二相间短路的过电流保护变压器过电流保护装置设在变压器的次侧，对于发生在变压器本体和引出线上的相间短路，可以采用定时限或反时限过电流保护。保护装置的动作电流整定次侧动作电流按大于变压器的最大负荷电流整定，即平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页式中可靠系数，电磁型继电器取，感应型继电器取返回系数，取变压器的次侧最大负荷电流。当变压器二次侧有电动机自起动可能时，当变压器二次侧无电动机自起动可能时，。为变压器的次侧的额定电流。过电流保护继电器动作电流为保护装置的动作时限整作时间为，用电磁型继电器对该变压器进行继电保护的设置和整定。需要对变压器进行相间短路单相短路过负荷匝间短路保护相间短路保护确定保护装置的接线方式由于变压器次侧为中性点不接地系统，对其进行相间短路保护可采用二互感器二继电器不完全星形接线。此时接线系数为。确定电流互感器的变比因为线路上的最大负荷电流为，由于互感器的百分之十误差曲线，或根据经验取值法，即电流互感器变比，取。用电磁型继电器进行保护。平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页定时限过电流保护保护次侧动作电流继电定显然，变压器过电流保护也应以时限来保证保护的选择性。对于电磁型继电器，保护时限的阶梯为，对于感应型继电器，保护时限的饿阶梯为。灵敏度校验灵敏度校验点设在被保护变压器的二次侧。校验条件为式中最小运行方式下，被保护变压器二侧两相短路时在次侧的穿越电流定时限过电流保护的次侧动作电流定时限过电流保护的灵敏系数。三相间短路的电流速短保护变压器的电流速短保护装置也装设在变压器的次侧。保护装置的动作电流整定次侧动作电流按大于变压器二次侧最大运行方式下三相短路在次侧的穿越电流来整定，即式中可靠系数。电磁型继电器去，感应型继电器取最大运行方式下，变压器的二次侧三相短路在次侧的穿越电流速断保护继电器动作电流为平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页灵敏度校验灵敏度校验点设在被保护变压器次侧。校验条件为式中最小运行方式下，被保护变压器次侧两相短路电流电流速断保护的次侧动作电流电流速断保护的灵敏系数。四二次侧单相短路保护中压供配电系统变压器二次侧均为中性点接地运行方式，单相短路电流较大。用次侧过电流保护兼作二次侧单相短路保护装设于次侧的过电流保护是用于相间短路的保护，要用其兼作二次侧单相短路保护，必须使单相短路时满足灵敏度要求。即只要式中最小方式下，被保护变压器二次侧单相短路在次侧的穿越电流定时限过电流保护的次侧动作电流二次侧单相短路保护的灵敏系数。对于，变压器，由于结构上的原因，其零序阻抗与正序阻抗非常接近，因此单相短路电流很大，用次侧过电流保护兼作二次侧单相短路保护时，灵敏度般都能满足要求。五过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下都是对称的，因此般只在单相上装设继电器进行保护。保护经延时动作于信号。对于双绕组降压变压器，过负荷保护装在次侧。动作电流的整定按大于变压器的额定电流来整定，保护次侧动作电流为平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页式中可靠系数，取变压器次侧的额定电流。保护继电器的动作电流即为动作时间的整定为了防止保护装置在外部故障及短时过负荷时误发信号，应设置定的动作时限，其动作时限应考虑躲过电动机的起动时间，般考虑为。六温度保护电力变压器的安全可靠运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。而绕组温度超过绝缘耐受温度是使绝缘破坏，导致变压器不能正常工作的主要原因之。由于干式变压器无法采用瓦斯保护，因此温度保护就成为干式变压器常用的保护措施之。第二节变压器继电保护计算变压器容量，干式配电变压器，如图所示，各点的短路电流示于该图中，变压器正常运行时最大短路过负荷率为，下级线路上定时限过电流保护动作时间保护灵敏度，满足要求第八章变电所电力变压器的保护平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页变压器是供配电系统中最昂贵最重要的元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。第节电力变压器继电保护基本知识电力变压器的故障形式器动轴传递的功率计算截面处轴的直径许用扭转切应力，。其中代入上式得由查表可知，故，符合强度要求。轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。其计算公式为式中轴所受的扭矩，轴的材料的剪切弹性模量对于钢材，轴截面的极惯性矩将已知数据代入上式可得。对于般传动轴可取故也符合刚度要求。第二轴的校核计算轴的强度校核计算用的齿轮啮合的圆周力径向力及轴向力可按下式求出燕山大学本科生毕业设计式中至计算齿轮的传动比，此处为三档传动比计算齿轮的节圆直径为节点处的压力角，为螺旋角，为发动机最大转矩，为。代入上式可得。危险截面的受力图为图危险截面受力分析水平面水平面内所受力矩垂直面第章变速器轴的强度计算与校核垂直面所受力矩。该轴所受扭矩为。故危险截面所受的合成弯矩为则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力将代入上式可得，在低档工作时，因此有符合要求。轴的刚度校核第二轴在垂直面内的挠度和在水平面内的挠度可分别按下式计算式中齿轮齿宽中间平面上的径向力,这里等于齿轮齿宽中间平面上的圆周力，这里等于弹性模量，，惯性矩，，为轴的直径为齿轮坐上的作用力距支座的距离支座之间的距离。将数值代入式和得燕山大学本科生毕业设计故轴的全挠度为，符合刚度要求。第章变速器同步器的设计第章变速器同步器的设计同步器的结构在前面已经说明，本设计所采用的同步器类型为锁环式同步器，其结构如下图所示图锁环式同步器变速器齿轮滚针轴承结合齿圈锁环同步环弹簧定位销花键毂结合套如图，此类同步器的工作原理是换档时，沿轴向作用在啮合套上的换档力，推啮合套并带动定位销和锁环移动，直至锁环锥面与被接合齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在角速度差，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过个角度，并滑块予以定位。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触图，使啮合套的移动受阻，同步器在锁止状态，换档的第阶段结束。换档力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，燕山大学本科生毕业设计与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐靠近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成换档过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，接合套上的接合齿在换档力的作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合图，完成同步换档。图锁环同步器工作原理同步环主要参数的确定同步环锥面上的螺纹槽如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。试验还证明螺纹的齿顶宽对摩擦因数的影响很大，摩擦因数随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的油存于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨损速度。图中中压供配电系统中常用电力变压器都是降压变压器，绝缘形式有油浸式和干式，绕组联结组别有，和，。其主要故障形式有绕组及其引出线的相间短路包括三相短路和两相短路。这种故障的特点是短路相上电流急剧增加为正常电流的若干倍，因此可采用反应电流过量而动作的过电流保护装置来加以保护。对于油浸式变压器，当油箱内绕组发生相间短路时，危害很大，故障处的电弧不仅可能烧坏绕组绝缘和铁心，而且可能会使绝缘材料和变压器油强烈气化，从而引起油箱爆炸。针对这种情况，变压器除了设置过电流保护外，还应设置反应油气化量多少的瓦斯保护。绕组匝间短路绕组匝间短路也是变压器的常见故障。绕组匝间短路时也会使故障点电流增加，但增加的多少与短路匝数有关，但短路匝数不多时，故障电流与正常电流差异不是很大，过电流保护装置不定能够反应出来。因此，对这种故障，油浸式变压器采用瓦斯保护干式变压器采用反应绕组短路时温度升高的温度保护。二次侧单相短路变压器二次侧中性点直接接地，其单相短路时，故障相出现较大的短路电流。般，首先考虑用变压器次侧装设的过电流保护兼作单相短路保护，若灵敏度不够，再考虑在变压器二次侧采用反应三相电流之和的零序电流保护。过负荷虽然变压器有定的过负荷能力，但过负荷时间不能太长。因此，当变压器的实际负荷超过其额定负荷时，采用反应变压器过负荷的过负荷保护。油浸式变压器的油面降低油浸式变压器是用变压器油作绕组的相间绝缘和对地绝缘的，因此，绕组必须完全浸泡在变压器油中，当油面降低时，会威胁变压器的绝缘，从而引起短路故障。针对这种情况，应设置可反应油面降低的瓦斯保护。干式变压器绕组温度升高干式变压器绕组温度升高的原因很多，如过负荷匝间短路环境温度升高冷却系统故障等。针对这种情况，应设置温度保护。二相间短路的过电流保护变压器过电流保护装置设在变压器的次侧，对于发生在变压器本体和引出线上的相间短路，可以采用定时限或反时限过电流保护。保护装置的动作电流整定次侧动作电流按大于变压器的最大负荷电流整定，即平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页式中可靠系数，电磁型继电器取，感应型继电器取返回系数，取变压器的次侧最大负荷电流。当变压器二次侧有电动机自起动可能时，当变压器二次侧无电动机自起动可能时，。为变压器的次侧的额定电流。过电流保护继电器动作电流为保护装置的动作时限整作时间为，用电磁型继电器对该变压器进行继电保护的设置和整定。需要对变压器进行相间短路单相短路过负荷匝间短路保护相间短路保护确定保护装置的接线方式由于变压器次侧为中性点不接地系统，对其进行相间短路保护可采用二互感器二继电器不完全星形接线。此时接线系数为。确定电流互感器的变比因为线路上的最大负荷电流为，由于互感器的百分之十误差曲线，或根据经验取值法，即电流互感器变比，取。用电磁型继电器进行保护。平顶山工学院电气与电子工程系毕业设计第页共页定时限过电流保护保护次侧动作电流继电