220kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)終稿220kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)終稿PAGEPAGEIX220kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)終稿畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)題目:220kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容:為滿足宿州地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活對(duì)電力的需要,經(jīng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)論證,新建一座220kV變電所,變電所與系統(tǒng)連接情況如小圖所示.1.建設(shè)規(guī)模:本所安裝2臺(tái)120MVA主變壓器,先期安裝1臺(tái)。電壓等級(jí)220/110/10kV,各電壓側(cè)出線回路數(shù)220kV本期4回最終4回,110kV本期5回最終6回,10kV本期12回最終16回。2、各側(cè)負(fù)荷情況：110kV側(cè)有2回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠,其容量為60MVA;其他作為地區(qū)變電所進(jìn)線,其最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0。6。10kV總負(fù)荷為30MVA,Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷用戶占70％;最大一回出線負(fù)荷為5MVA,最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0。65。3.各側(cè)功率因數(shù)。cosφ與最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)分別為Tmax220kV側(cè):.cosφ=0.9,Tmax=4800小時(shí)/年;110kV側(cè):cosφ=0.85,Tmax=4200小時(shí)/年;10kV側(cè):cosφ=0。8,Tmax=4500小時(shí)/年.4.系統(tǒng)阻抗:220kV側(cè)電源近似為無限大電源系統(tǒng),以100MVA為基準(zhǔn)容量,歸算至本所220kV母線阻抗為0。021;110kV側(cè)電源容量為800MVA,以100MVA為基準(zhǔn)容量,歸算至本所110kV母線阻抗為0。12.5.調(diào)壓要求:經(jīng)規(guī)劃計(jì)算認(rèn)為本所220kV側(cè)母線電壓波動(dòng)較大,宜采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器,10kV留2回出線為本所無功補(bǔ)償用.6.氣象條件:該地區(qū)最熱月平均氣溫為28℃,年平均氣溫16℃,絕對(duì)最高氣溫40℃,土壤最熱月平均氣溫18℃,風(fēng)速為25M/s,微風(fēng)風(fēng)速小于5M/s.該變電所所址位于平原地帶,交通方便,無特殊環(huán)境污染。環(huán)境參數(shù):海拔<1000米,地震級(jí)〈5級(jí),雷暴20日/年.7、變電所外接線路采用三段式電流保護(hù),相關(guān)參數(shù)如下:線路AB、BC的最大負(fù)荷電流分別為230A、150A；負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)Kq=1。5,各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖所示；后備保護(hù)的Δt=0。5s,線路的電抗為0.4Ω/km。8、110kV線路裝有瞬時(shí)動(dòng)作的主保護(hù),其后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按１秒考慮；10kV出線裝有瞬時(shí)動(dòng)作的主保護(hù),其后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0。5秒考慮。畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求:１、擬定主接線方案:分析原始資料,確定主變型式;并進(jìn)行主接線方案設(shè)計(jì)論證。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較;確定最佳方案;選擇各側(cè)接線方式;２、計(jì)算短路電流：選擇計(jì)算短路點(diǎn),計(jì)算各點(diǎn)短路電流并列出短路電流計(jì)算結(jié)果表.３、選擇10kV出線電流互感器;選擇10kV主母線電壓互感器。4.保護(hù)配置圖、主變壓器保護(hù)原理圖、110kV線路繼電保護(hù)原理圖的設(shè)計(jì)。5.繼電保護(hù)方式的選擇與整定。5、繼電保護(hù)方式的選擇與整定。指導(dǎo)教師:年月日指導(dǎo)教師評(píng)語從設(shè)計(jì)(論文)的選題、內(nèi)容、論點(diǎn)、論據(jù)、結(jié)論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性、方法的運(yùn)用、工作量、圖件的質(zhì)量、創(chuàng)新性、科學(xué)態(tài)度、環(huán)境保護(hù)、外文資料和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面予以評(píng)述:指導(dǎo)教師姓名:指導(dǎo)教師職稱:評(píng)閱時(shí)間年月日年級(jí)專業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名:劉建奎指導(dǎo)日期指導(dǎo)內(nèi)容指導(dǎo)教師姓名摘要本次設(shè)計(jì)以220kV變電所為主要設(shè)計(jì)對(duì)象.該變電所設(shè)有2臺(tái)主變壓器,站內(nèi)主接線分為220kV和110kV兩個(gè)電壓等級(jí).兩個(gè)電壓等級(jí)均采用雙母線接線的接線方式。本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了主變壓器的選擇、電氣主接線圖方案的論證、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇（包括電流互感器、電壓互感器等）,主變壓器和線路的保護(hù)配置、整定計(jì)算,同時(shí)介紹了繼電保護(hù)等相關(guān)方面的知識(shí).本設(shè)計(jì)主要是220kV變電所繼電保護(hù)部分的設(shè)計(jì),從主變壓器的選擇、各電壓等級(jí)側(cè)接線方式的選擇到短路電流的計(jì)算、主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算以及設(shè)備選型均作了詳細(xì)的敘述計(jì)算.關(guān)鍵詞變電所,主接線,短路電流,繼電保護(hù)

目錄TOC\o"1-3"\h\u7143摘要 VI279601。緒論 1128221.1本課題的意義 1115821.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2168791.3本文的主要工作 318072。變電所位置與變壓器的選擇 5115252.1變電所位置和型式的選擇 577592。1.1變電所位置的選擇原則 559852。2主變壓器的選擇 687162.2。1主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定 6190302.2。2調(diào)壓方式與范圍的選擇 8150492.3本章小結(jié) 1099683.電氣主接線的選擇 11321663.1主接線設(shè)計(jì)的要求及原則 11278873.1.1變電所主接線設(shè)計(jì)的基本要求 11138293.1。2變電所主接線設(shè)計(jì)原則 126113.2變電所的主接線設(shè)計(jì) 1384763。2。1220kV側(cè)主接線方案選取 1324073。2.2110kV側(cè)主接線方案選取 15213323.2。310kV側(cè)主接線方案選取 16155093。3本章小結(jié) 17321024。短路電流的計(jì)算 1841314.1短路電流的計(jì)算條件 18142274.1.1計(jì)算假定條件: 184。1.2一般規(guī)定: 19274994。2短路電流計(jì)算 20170864.2.1基準(zhǔn)值 21309754。2.2計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值 2217884。3本章小結(jié) 27231565。電流、電壓互感器的選擇與配置 28308945.1電流互感器的選擇與配置 28249075。2電壓互感器的選擇 32302115。3本章小結(jié) 37171216.變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 3859256.1設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的原則 3856166。2電力變壓器的保護(hù) 42251436。3變電所線路保護(hù)設(shè)計(jì) 55125716。4本章小結(jié) 60164387.結(jié)論 626853參考文獻(xiàn) 65PAGE111。緒論變電所設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分,其主要作用使從地區(qū)電網(wǎng)中下載電力,為地區(qū)配電網(wǎng)供電或?yàn)橛脩糁苯庸╇?。它直接影響整個(gè)企業(yè)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,是聯(lián)系發(fā)電廠和負(fù)荷的中間環(huán)節(jié),起著變換和分配電能的作用。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通,而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。1.1本課題的意義本次設(shè)計(jì)的意義在于綜合運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)習(xí)期間所學(xué)的理論知識(shí),并結(jié)合實(shí)際加以理解和應(yīng)用,加深了對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí),同時(shí)為以后在工作崗位上更好的工作打下了良好的基石.繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中起著及其重要的作用,繼電保護(hù)的基本性能要求應(yīng)符合可靠性、選擇性、快速性、靈敏性四點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置方面的技術(shù)規(guī)程。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故,都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。所以,供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證安全供電的重要工具。隨著典型設(shè)計(jì)方案在變電所設(shè)計(jì)中被越來越多地采用,在設(shè)計(jì)時(shí)我參考了220kV變電所典型設(shè)計(jì)方案中的其中幾個(gè),對(duì)它們進(jìn)行比較分析后,將其與自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合,最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。1。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國仍然保持著高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。國務(wù)院總理李克強(qiáng)曾把全國的總用電量作為衡量國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要參數(shù).由此可見,電力能源在社會(huì)生產(chǎn)過程中扮演著重要的角色。對(duì)于我們國民來說,電能與我們息息相關(guān)。這些年來,在我國經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展大背景下,電能的需求量也越來越大,因此供電技術(shù)也要不斷地提高,具體表現(xiàn)在電能的質(zhì)量,系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的可靠性.對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)來看,我國變電所主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變,有人值班向無人值班變電所轉(zhuǎn)變,交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變,國外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。我國變電所主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變,有人值班向無人值班變電所轉(zhuǎn)變,交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變,國外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。在21世紀(jì),國內(nèi)外對(duì)電力的需求程度會(huì)比現(xiàn)在更高,所需電力設(shè)備也將有明顯的增加。為了提高維修和運(yùn)行效率,就需要開發(fā)一種維修簡(jiǎn)便、省時(shí)省力,能縮短故障停電時(shí)間的變電所.變電所理應(yīng)是一個(gè)全面裝有計(jì)算機(jī)、光纖和各種傳感器的系統(tǒng)。其特點(diǎn)和目標(biāo)如下:1.數(shù)字化在控制保護(hù)裝置使用計(jì)算機(jī)以及數(shù)字化的同時(shí),GIS(氣體絕緣開關(guān))、變壓器、全封閉配電裝置(6．6kV)等設(shè)備的控制電路也采用數(shù)字化.由于控制保護(hù)電路全部實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)化,因而可以避免接觸不良等故障,提高可靠性.2.光通信化配合控制保護(hù)裝置以及GIS等設(shè)備的控制電路的數(shù)字化,裝置之間的接口、機(jī)構(gòu)內(nèi)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)都將實(shí)現(xiàn)光通信化.因而從前為了對(duì)付電磁感應(yīng)和浪涌電流的大型化接口部分將得以小型化。隨著數(shù)字控制保護(hù)裝置的進(jìn)一步小型化,還將力求大容量、高可靠地傳送情報(bào)。3.預(yù)測(cè)維修傳感器在GIS、變壓器、全封閉配電裝置等一次設(shè)備上裝設(shè)檢測(cè)局部放電和溶于油中的氣體等的傳感器,希望能早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,以便預(yù)防事故,達(dá)到提高供電可靠性和維修簡(jiǎn)便省力的目的。1。3本文的主要工作本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為220kV變電所的繼電保護(hù)部分設(shè)計(jì),主要內(nèi)容有:①變電所位置和變壓器的選擇;②變電所主接線的選擇與設(shè)計(jì);③短路電流計(jì)算;④220kV主變壓器的保護(hù)選型及整定計(jì)算;⑤電壓互感器、電流互感器的選擇;⑥變電所繼電保護(hù)及二次回路方案的設(shè)計(jì).同時(shí)附有相應(yīng)的保護(hù)配置圖和二次接線圖.根據(jù)規(guī)范,對(duì)10kV線路、電力電容器、母聯(lián)斷路器裝設(shè)保護(hù)并繪制了相應(yīng)的二次接線圖。另外,還繪制了主變壓器保護(hù)圖、電壓互感器二次接線圖,以供參考。本次設(shè)計(jì)緊密結(jié)合實(shí)際,內(nèi)容力求概念清楚,層次分明,選圖典型。在設(shè)計(jì)過程中,從主變壓器的選擇、各電壓等級(jí)側(cè)接線方式的選擇到短路電流的計(jì)算、主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算以及設(shè)備選型均作了詳細(xì)的敘述計(jì)算。除此之外,我還完成了主變保護(hù)圖、保護(hù)配置圖、電壓互感器二次圖的設(shè)計(jì)。通過這次變電所的設(shè)計(jì),我既鞏固了學(xué)過的理論知識(shí),又培養(yǎng)了自己運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問題的綜合能力和團(tuán)隊(duì)精神.變電所位置與變壓器的選擇2。1變電所位置和型式的選擇2。1.1變電所位置的選擇原則據(jù)GB50059－92《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第二章第2.0.1條:變電所所址的選擇,應(yīng)根據(jù)下列要求,綜合確定:1.靠近負(fù)荷中心;2.節(jié)約用地,不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地;3.與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào),便于架空和電纜線路的引入和導(dǎo)出；4.交通運(yùn)輸方便;5.周圍環(huán)境宜無明顯污穢,如空氣污穢時(shí),所址宜設(shè)在受污源影響最小處;6.具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件（例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和有危巖或易發(fā)生滾石的場(chǎng)所),所址宜避免選在有重要文物或開采后對(duì)變電所有影響的礦藏地點(diǎn),否則應(yīng)征得有關(guān)部門的同意;7、所址標(biāo)高宜在50年一遇高水位之上,否則,所址應(yīng)有可靠的防洪措施或與地區(qū)(工業(yè)企業(yè)）的防洪標(biāo)準(zhǔn)相一致,但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位；8、應(yīng)考慮職工生活上的方便及水源條件;9.應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響.綜上所述,該廠220kV總降壓變電所位置應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心.也要考慮電源進(jìn)線方向,以便使有色金屬耗量最少和線路功率及電能損耗最小,同時(shí)要遠(yuǎn)離易燃、易爆或劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所并留有擴(kuò)建余地。2。2主變壓器的選擇主變壓器的選擇主要包括變壓器的容量、變壓器的臺(tái)數(shù)、變壓器的型式、繞組連接方式、變壓器的調(diào)壓方式和對(duì)變壓器的阻抗選擇.以下分別根據(jù)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的闡述.2。2。1主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定1.主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮下列原則:1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所,宜采用兩臺(tái)變壓器,以便當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí),另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無一級(jí)負(fù)荷的變電所,也可以只采用一臺(tái)變壓器,但在低壓側(cè)應(yīng)敷設(shè)于其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源.2)對(duì)季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所,也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。3)除上述情況外,一般車間變電所宜于采用一臺(tái)變壓器。但集中負(fù)荷較大者,雖為三級(jí)負(fù)荷,也可采用兩臺(tái)及以上變壓器.4)在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展,留有一定余地。2.主變壓器容量的選擇主變壓器的容量一般按變電所建成5—10年的規(guī)劃負(fù)荷選取,并適當(dāng)?shù)目紤]到遠(yuǎn)期10—20年的負(fù)荷發(fā)展。再者,可根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所,應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變故障或檢修停運(yùn)時(shí),其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi),應(yīng)能保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷,一般性變電所,每臺(tái)變壓器的容量
(一般可概略地當(dāng)用
),應(yīng)該同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),宜滿足總計(jì)算負(fù)荷
的大約70%的需要,即
(2.1)2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷
的需要,即
(2.2）在一個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)中,同一級(jí)電壓的主變壓器單臺(tái)容量不宜超過三種。一般在同一變電所中同一級(jí)的變壓器宜采用相同的容量規(guī)格。否則將會(huì)給變電所的運(yùn)行管理和檢修帶來麻煩.220kV變電所單臺(tái)主變壓器容量一般選用
或
兩種規(guī)格.根據(jù)GB50059－92《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1。2條,選擇兩臺(tái)主變壓器具有較大的靈活性和可靠性,變電所接線較簡(jiǎn)單.對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷的變電所來說,應(yīng)列為基本型式。故應(yīng)選擇兩臺(tái)120MVA主變壓器。2。2.2調(diào)壓方式與范圍的選擇1.電壓質(zhì)量要求:在《在電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定：220kV變電所的110kV母線正常運(yùn)行方式時(shí),電壓允許偏差為相應(yīng)系統(tǒng)額定電壓的—3％~7%.2.調(diào)壓方式的選擇:在《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定,在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的220kV及以上的降壓變壓器及聯(lián)絡(luò)變壓器,可采用帶負(fù)荷調(diào)壓方式.3.調(diào)壓范圍的選擇:高峰負(fù)荷時(shí),線路上的電壓降大,可將變電所中變壓器的電壓適當(dāng)升高至上限值,以適當(dāng)?shù)謨敳糠只蛉侩妷旱膿p耗增大;低谷負(fù)荷時(shí),線路上的電壓損耗少,將變電所中變壓器的電壓適當(dāng)降低,以適應(yīng)電壓損耗少的情況,這樣就可能滿足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的方式,稱為"逆調(diào)壓"。實(shí)行逆調(diào)壓時(shí),高峰負(fù)荷時(shí)將中樞點(diǎn)電壓升高至
,低谷負(fù)荷時(shí),將電壓降低為
,即變壓器逆調(diào)壓的范圍宜為額定電壓的0~5%。變壓器分接頭的選擇原則,一般當(dāng)變壓器高壓側(cè)與系統(tǒng)連接時(shí),應(yīng)根據(jù)變壓器高壓側(cè)母線的實(shí)際電壓選擇變壓器的分接頭。整定變壓器調(diào)壓開關(guān)分接頭時(shí),應(yīng)將變電所主供電源母線實(shí)際運(yùn)行電壓,減去線路及變壓器的電壓降后,再合理選擇.電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)調(diào)壓范圍見表2.1如下:表2.1電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)調(diào)壓范圍方式額定電壓和容量調(diào)壓范圍分接級(jí)級(jí)數(shù)有載調(diào)壓10kV及以下2。5％935kV2。5％763kV及以上1。25%17根據(jù)以上綜合比較,所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下:型號(hào):
;聯(lián)結(jié)組別號(hào):
;額定電壓:高壓
；低壓:115kV。2.3本章小結(jié)220kV總降壓變電所在位置選擇上應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心。也要考慮電源進(jìn)線方向,以便使有色金屬耗量最少和線路功率及電能損耗最小,同時(shí)要遠(yuǎn)離易燃、易爆或劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所并留有擴(kuò)建余地。在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展,留有一定余地,220kV變電所單臺(tái)主變壓器容量一般選用
或
兩種規(guī)格。根據(jù)GB50059－92《35~110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第3。1。2條,選擇兩臺(tái)主變壓器具有較大的靈活性和可靠性,變電所接線較簡(jiǎn)單。對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷的變電所來說,應(yīng)列為基本型式。故應(yīng)選擇兩臺(tái)120MVA主變壓器.

3.電氣主接線的選擇電氣主接線是為滿足電能的生產(chǎn)、輸送和分配的需要,按照一定的方式和順序,用規(guī)定的圖形符號(hào)和文字代號(hào)將一次設(shè)備連接起來的電路圖.電氣主接線是變電所設(shè)計(jì)的首要任務(wù),也是構(gòu)成供電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對(duì)電力系統(tǒng)及變電所運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān),并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此,主接線的設(shè)計(jì)必須正確處理好各方面的關(guān)系,全面分析論證,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定變電所主接線的最佳方案.3.1主接線設(shè)計(jì)的要求及原則3.1。1變電所主接線設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)變電所主接線的基本要求為安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。1.保證必要的供電可靠性、要充分考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響。2.具有調(diào)度靈活,操作方便,能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊方式下的調(diào)整要求。3.主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰,盡量節(jié)約一次設(shè)備的投資,節(jié)約占地面積,減少電能損失,即具有經(jīng)濟(jì)性.4、應(yīng)能容易地從初期過度到最終接線,并在擴(kuò)建過度時(shí),一次和二設(shè)備所需的改造最小,即具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。3。1.2變電所主接線設(shè)計(jì)原則1.變電所的高壓側(cè)接線,應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式,在滿足繼電保護(hù)的要求下,也可以在地區(qū)線路上采用分支接線,但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支界線。2.220kV降壓變電所中的220kV配電裝置,當(dāng)線路在4回及以上、變壓器2組的情況下,一般都采用雙母線接線,不帶旁路。3、220kV降壓變電所中的110kV配電裝置,通常是地區(qū)配電網(wǎng)的電源點(diǎn),出線回路數(shù)比較多。當(dāng)出線回路超過6回,總元件數(shù)8個(gè)以上時(shí),一般采用雙母線接線,不帶旁路;當(dāng)?shù)貐^(qū)110kV電網(wǎng)較薄弱,斷路器檢修有可能造成重要用戶停電時(shí),通常也不通過設(shè)旁路母線來解決,而是通過加強(qiáng)地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或?qū)χ匾脩舨捎秒p回路供電方式來解決斷路器檢修問題。4.在降壓變電所中,10kV側(cè)所連接的元件是到用戶去的饋電線、無功補(bǔ)償設(shè)備、所用變壓器等。對(duì)重要用戶都采用雙回或多回線供電。配電裝置中,線路回路數(shù)不超過5回時(shí),一般采用單母線接線方式,線路在6回及以上時(shí),采用單母分段接線,當(dāng)短路電流較大,出線回路較多,功率較大時(shí),可采用雙母線接線。5、當(dāng)采用SF6等性能可靠、檢修周期長(zhǎng)的斷路器以及更換迅速的手車式斷路器時(shí),均可不設(shè)旁路設(shè)施。6.考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5～10年企業(yè)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和增長(zhǎng)速度,并分析各種可能的運(yùn)行方式,來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回路。7.考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)對(duì)一級(jí)負(fù)荷,必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電,且當(dāng)一個(gè)電源失去后,應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電;對(duì)二級(jí)負(fù)荷,一般要求有兩個(gè)電源供電,且當(dāng)一個(gè)電源失去后,能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電?？傊?以設(shè)計(jì)原始材料及設(shè)計(jì)要求為依據(jù),以有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合具體工作的特點(diǎn),準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料,全面分析,做到既有先進(jìn)技術(shù),又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。3.2變電所的主接線設(shè)計(jì)3.2。1220kV側(cè)主接線方案選取220kV降壓變電所中的220kV配電裝置,當(dāng)220kV線路4回及以上、變壓器2組的情況下,一般也都采用雙母線接線,不帶旁路;當(dāng)220kV線路少于3回、總元件數(shù)少于5回時(shí),也采用橋形接線.橋形接線的優(yōu)點(diǎn)是采用斷路器少.其缺點(diǎn)是:1)內(nèi)橋結(jié)線是變壓器的投切;外橋結(jié)線時(shí)線路的投切,均操作復(fù)雜,需要?jiǎng)幼鲀膳_(tái)斷路器,并且使得相對(duì)應(yīng)的線路和變壓器短時(shí)停運(yùn);2)因?yàn)闊o母線設(shè)施,對(duì)變電所擴(kuò)建很困難.對(duì)于本變電所的設(shè)計(jì),220kV側(cè)將不采用橋形接線。雙母線接線主要用于負(fù)荷容量大、可靠性要求高,進(jìn)出線回路多的重要變電所。這種接線,每一元件通過一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上,兩組母線間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接,根據(jù)需要,每一元件可通過母線隔離開關(guān)連接到任一條母線上.雙母線接線與單母線接線相比,具有較高的可靠性和靈活性,主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):1)接線故障斷路器拒動(dòng)或母線故障只需停一條母線及所連接的遠(yuǎn)見。將非永久性故障遠(yuǎn)見切換到無故障母線,可迅速恢復(fù)供電;2）檢修任一元件的母線隔離開關(guān),只停該元件和一條母線,其他元件切換到另一母線;3)可在任何元件不停電的情況下輪流檢修母線,只需將要檢修母線的元件切換到另一母線即可;4)斷路器檢修可加臨時(shí)跨條,將被檢修斷路器旁路用母聯(lián)斷路器代替被檢修斷路器,減少停電時(shí)間;5）運(yùn)行和調(diào)試靈活。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要,各元件可靈活地連接到任一母線上,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的合理接線;6)擴(kuò)建方便。一般情況下,雙母線接線配電裝置在一期工程中就將母線構(gòu)架一次建成,近期擴(kuò)建間隔的母線也安裝好。在擴(kuò)建新元件施工時(shí),對(duì)原有元件沒有影響.但雙母線接線也有它的缺點(diǎn):1)增加一組母線和每回路就需增加一組母線隔離開關(guān),故設(shè)備多接線復(fù)雜,投資增;2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作,需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。3.2.2110kV側(cè)主接線方案選取根據(jù)GB50059－92《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.2.3條,110kV線路為6回及以上時(shí),采用雙母線接線。因此,110kV側(cè)的電氣主接線也采用雙母線接線方式。220kV降壓變電所中的110kV配電裝置,通常是地區(qū)配電網(wǎng)的電源點(diǎn),出線回路數(shù)比較多。當(dāng)出線回路數(shù)超過6回,總元件數(shù)8個(gè)以上時(shí),一般采用雙母線接線,不帶旁路;當(dāng)出線回路數(shù)少于6回的110kV配電裝置,或采用GIS的配電裝置,通常采用單母線或單母線分段接線.當(dāng)雙母線接線配電裝置進(jìn)、出線回路數(shù)多時(shí),為增加可靠性和運(yùn)行的靈活性,可在雙母線中的一條或兩條母線上加分段斷路器,形成雙母線單分段接線或雙母線雙分段接線.3。2。310kV側(cè)主接線方案選取根據(jù)變電所設(shè)計(jì)要求,10kV側(cè)進(jìn)出線較多,據(jù)《35kV~110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第3。2.5條:當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí),6~10kV側(cè)宜采用單母分段接線,線路為12回及以上時(shí),也可采用雙母線,當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí),可設(shè)置旁路設(shè)施.單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)①用斷路器把母線分段后,對(duì)重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路,提供雙回路供電.②安全性、可靠性高。當(dāng)一段母線發(fā)生故障,斷路器拒動(dòng)時(shí),由繼電保護(hù)動(dòng)作斷開分段斷路器。將故障限制在故障母線范圍內(nèi),非故障母線繼續(xù)運(yùn)行,整個(gè)配電裝置不會(huì)全停,也能保證對(duì)重要用戶的供電.單母線分段接線缺點(diǎn)①當(dāng)分段斷路器故障時(shí),整個(gè)配電裝置會(huì)全停;當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí),該段母線的回路都要在檢修期間停電。②擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建,以保證負(fù)荷分配的均勻。③當(dāng)出線回路為雙回路時(shí),常使母線出線交叉跨越.3。3本章小結(jié)本章確定了該220kV降壓變壓器的各電壓側(cè)的接線方式,即:220kV側(cè):雙母線接線方式110kV側(cè):雙母線接線方式4。短路電流的計(jì)算供、配電系統(tǒng)的事故大部分是由短路引起的,發(fā)生短路時(shí),電流可能達(dá)到正常運(yùn)行電流的十幾倍,有的甚至上百倍.這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和力效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到嚴(yán)重的損壞。為此,要進(jìn)行短路電流的計(jì)算,確保供配點(diǎn)電系統(tǒng)能具有選擇性地盡快切除短路故障。短路電流的計(jì)算短路電流計(jì)算主要是為了解決下列問題:選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備;電網(wǎng)接線和發(fā)電廠、變電所電氣主接線的比較、選擇;選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算;驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓;為確定送電線路對(duì)附近通信線路電磁危險(xiǎn)的影響提供計(jì)算資料。4.1短路電流的計(jì)算條件4。1。1計(jì)算假定條件:短路電流實(shí)用計(jì)算中,采用以下假設(shè)條件和原則:1、電力網(wǎng)正常工作時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；2.所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同;3.系統(tǒng)中的同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)均為理想電動(dòng)機(jī),不考慮電動(dòng)機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體的集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子繞組三相結(jié)構(gòu)完全相同,空間角為
；4.電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和;5、電力系統(tǒng)中所以電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行,其中50％負(fù)荷接在高壓母線上；6.同步電動(dòng)機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置7、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間;8.不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流;9.除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外,元件的電阻都略去不計(jì);10.元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍;11、輸電線路的電容略去不計(jì);12.用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。4。1。2一般規(guī)定:1.驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)5~10年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時(shí),應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的按線方式。2.在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3.選擇導(dǎo)體和電器時(shí),對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn),應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn).對(duì)帶電抗器的6～10kV出線與廠用分支回路,除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔離板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器之前外,其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后.4、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一般按三相短路電流計(jì)算.若發(fā)生電機(jī)出口的兩相短路,或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。4。2短路電流計(jì)算對(duì)該變電所來說,220kV電源進(jìn)線方向的大型電力系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng).無限大容量的系統(tǒng)基本特點(diǎn)是其母線電壓總維持不變,高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件(變壓器、電抗器、線路等)的電抗,本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流的計(jì)算。其供電系統(tǒng)圖如下:圖4.1變電所設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖4.2.1基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量:
基準(zhǔn)電壓：
,
,
基準(zhǔn)電流:
基準(zhǔn)電抗:
4。2。2計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值:

輸電線路:變壓器:
母線阻抗:4。2.3求從電源到各短路點(diǎn)的總阻抗：：：：:(說明:上述各式中
為變壓器阻抗、
為線路阻抗)4。2。4短路電流計(jì)算：
基準(zhǔn)電流為:

點(diǎn)三相短路周期分量有效值:短路容量為:取三相短路電流沖擊系數(shù)
,計(jì)算三相短路全電流有效值,即計(jì)算三相短路全電流沖擊值,即:
點(diǎn)三相短路周期分量有效值:短路容量為:三相短路電流有效值:三相短路全電流沖擊值:：點(diǎn)三相短路周期分量有效值:短路容量為:三相短路電流有效值:三相短路全電流沖擊值:：
點(diǎn)三相短路周期分量有效值:短路容量為:三相短路電流有效值:三相短路全電流沖擊值::點(diǎn)三相短路周期分量有效值:短路容量為:三相短路電流有效值:三相短路全電流沖擊值:4。2.5短路電流計(jì)算結(jié)果表各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算結(jié)果列表如下:表4.1～點(diǎn)短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)平均電壓基準(zhǔn)電流以平均電壓計(jì)算的合成電抗三相短路周期分量有效值短路容量三相短路全電流有效值三相短路全電流沖擊值2300。2510.07933。1651260.924.788.071150。5020.22.515003.796。41150.5020。3661。37273。182.073.510。55。50。62858.75159。1413。2122.311150.5020。5470。918182。781.3852。344。3本章小結(jié)本章著重進(jìn)行了短路電流的計(jì)算,有目的地選擇了五個(gè)短路點(diǎn),逐個(gè)進(jìn)行短路計(jì)算,包括三相短路周期分量有效值、短路容量、三相短路全電流有效值、三相短路全電流沖擊值的計(jì)算,得出表4。1如上,為下面正確地進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇、主變保護(hù)整定計(jì)算及線路保護(hù)計(jì)算做好了鋪墊。5.電流、電壓互感器的選擇與配置電流、電壓互感器的配置是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,包括電流、電壓互感器型式的選擇、裝設(shè)位置和數(shù)量的確定等.這些內(nèi)容往往需要結(jié)合電氣一次和二次設(shè)備的要求來確定。電流、電壓互感器是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表獲取電氣一次回路信息的傳感器。正確地選擇和配置電流、電壓互感器對(duì)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量一般的準(zhǔn)確工作,保障變電所的可靠運(yùn)行十分重要.5.1電流互感器的選擇與配置為降低工程造價(jià),在設(shè)計(jì)上通常采用測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)共用一組電流互感器的方式,以各電流互感器內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)鐵芯,每個(gè)鐵芯上有一個(gè)二次繞組.測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)接不同的二次繞組,且供測(cè)量?jī)x表的鐵芯和供繼電保護(hù)的鐵芯在特性上有較大差別。測(cè)量鐵心是按電流互感器正常運(yùn)行條件設(shè)計(jì)的,鐵芯截面小,飽和倍數(shù)低;而保護(hù)用鐵芯是按斷路條件設(shè)計(jì)的,鐵芯截面大,飽和倍數(shù)高。5.1。1電流互感器的選擇1.一次電流的選擇測(cè)量?jī)x表用電流互感器的一次電流一般應(yīng)取。其中,為發(fā)電機(jī)或變壓器的額定電流,對(duì)線路應(yīng)是最大負(fù)荷電流。繼電保護(hù)用電流互感器額定電流應(yīng)大于該電氣主設(shè)備可能出現(xiàn)的最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流。對(duì)于10kV側(cè)出線回路的電流互感器的設(shè)計(jì),額定一次電壓等級(jí)為10kV。變壓器額定電流計(jì)算如下:
(5.1)根據(jù)
,應(yīng)選用
,即額定一次電流等級(jí)為1500A.2.二次電流的選擇標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次額定電流為5A或1A。在相同一次額定電流、相同額定輸出容量的情況下,電流互感器二次電流采用1A或5A,其結(jié)構(gòu)和特性有所不同。采用1A比采用5A的電流互感器匝數(shù)比大5倍,二次繞組匝數(shù)大5倍,開路電壓高,內(nèi)阻大,勵(lì)磁電流小,制造的難度較大,價(jià)格略高。但采用1A可以大幅度降低電纜中的有功損耗,在相同條件下,可增加電流回路電纜的允許長(zhǎng)度.在220kV及以上電壓等級(jí)大型變電所,220kV及以上回路數(shù)較多,電流回路電纜較長(zhǎng),采用5A導(dǎo)線截面要大于2.5mm2,電流互感器二次額定電流采用1A是經(jīng)濟(jì)的,在相同的條件下可減輕電流互感器的二次負(fù)擔(dān),減小電流回路電纜截面,降低工程造價(jià)。對(duì)于10kV出線回路,電流互感器的二次額定電流選用5A。3.額定輸出容量的選擇電流互感器的額定輸出容量是指在額定一次電流、額定變比條件下,保證所要求的準(zhǔn)確級(jí)時(shí),所能輸出的最大容量（伏安數(shù)）?？筛鶕?jù)二次負(fù)載所消耗的容量來計(jì)算電流互感器的額定輸出容量。電流互感器二次負(fù)載所消耗的容量
為：
(5。2)式中,
-—電流互感器的二次額定電流,A;
——二次回路的負(fù)載阻抗,可采用實(shí)際測(cè)量值或通過計(jì)算得到,
。
(5.3)則,根據(jù)式（5。2）有:
根據(jù)GB1208—1987的規(guī)定,額定輸出容量的標(biāo)準(zhǔn)值是5.10.15.20、25.30、40、50、60、80、100VA。要注意的是,對(duì)測(cè)量?jī)x表用互感器的額定容量只要稍大于二次負(fù)載即可,以保證鍛煉時(shí)鐵芯能迅速飽和,使測(cè)量?jī)x表免遭過大的電流所造成的損壞。所以應(yīng)選擇額定輸出容量為100VA。4.準(zhǔn)確級(jí)的選擇根據(jù)GB1208－1987的規(guī)定,測(cè)量用電流互感器鐵芯,準(zhǔn)確等級(jí)用有0。1.0.2.0.3.0.5.1.3.5級(jí)等,測(cè)量和表計(jì)用的電流互感器一般為0.5級(jí)。只作為測(cè)量用的允許用1級(jí),對(duì)非重要的測(cè)量允許使用3級(jí)。當(dāng)一個(gè)電流互感器的回路內(nèi)有幾個(gè)不同型式的儀表時(shí),電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)按對(duì)準(zhǔn)確度要求高的儀表選擇.使用了規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)的電流互感器后,并不能確保實(shí)際的電流誤差控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。必須保證二次負(fù)載實(shí)際的消耗伏安數(shù)不超過電流互感器的額定容量。此外,對(duì)繼電保護(hù)用電流互感器的一次最大短路電流不應(yīng)超過電流互感器規(guī)定的極限準(zhǔn)確倍數(shù)。5.1.2電流互感器的配置電流互感器的配置時(shí)應(yīng)考慮以下因素:電流互感器的二次繞組的數(shù)量與等級(jí)應(yīng)滿足繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和測(cè)量表計(jì)的要求;用于保護(hù)裝置時(shí),應(yīng)消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)。保護(hù)接入電流互感器二次繞組的分配,應(yīng)注意避免當(dāng)某一線路的保護(hù)停用而線路繼續(xù)運(yùn)行時(shí),出現(xiàn)電流互感器內(nèi)部故障時(shí)的保護(hù)死區(qū);對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),電流互感器應(yīng)采用三相式(三相都裝電流互感器),以取得零序電流;對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),一般為兩相式(裝于A.C兩相上)以保護(hù)相間短路,對(duì)重要回路(如發(fā)電機(jī)),為防止兩點(diǎn)異相接地或需提高靈敏度時(shí),則電流互感器可分為三相式;用于自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置時(shí),應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。而不應(yīng)布置于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)以防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路并跳閘后產(chǎn)生誤強(qiáng)勵(lì);用于變壓器差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器鐵芯,宜具有相同的鐵芯形式;用于同以母線差動(dòng)保護(hù)的電流互感器鐵芯,宜具有相同的鐵芯形式。目的是減小外部短路時(shí)的不平衡電流.經(jīng)查閱相關(guān)手冊(cè),LDZ型系列電流互感器均為單匝式環(huán)氧樹脂澆注絕緣,供戶內(nèi)裝置,適用于50Hz、10kV及以下的交流線路中,用以變換高壓側(cè)一次電流到安全的二次電流,以便連接儀表及繼電器,因此額定一次電流隨裝機(jī)容量而選用,本型互感器額定二次電流均為5A。故選用LDZBJ—10型電流互感器。5.2電壓互感器的選擇5.2.1一次和二次電壓的選擇與配置電壓互感器的一次繞組額定電壓標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合GB156-1980《額定電壓》所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之一,即6.10.20、35.110.220、330、500kV。對(duì)于接在三相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器,其額定一次電壓為上述額定電壓的
。在選擇電壓互感器的一次額定電壓時(shí),應(yīng)與國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓相一致。電壓互感器二次繞組分主二次繞組及輔助二次繞組兩類,即主二次繞組的額定電壓是按下述原則設(shè)計(jì)的:一次繞組接于線電壓時(shí),二次繞組額定電壓為100V；一次線路接于相電壓時(shí),二次繞組的額定電壓為
。輔助二次繞組的額定電壓按下列原則設(shè)計(jì)：中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中,二次繞組額定電壓為100V；中性點(diǎn)非有效接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,二次繞組額定電壓為
。5.2.2額定二次輸出容量電壓互感器額定的二次繞組寄生于電壓繞組輸出容量標(biāo)準(zhǔn)值是10.15.30、50、75.100、150、200、250、300、400、500、1000VA。除額定輸出外,電壓互感器還有一個(gè)極限輸出額定容量值。其含義是在1。2倍額定一次電壓下,互感器各部位溫升不超過規(guī)定值,二次繞組能連續(xù)輸出視在功率值(此時(shí)互感器的誤差通常超過限值).國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)極限輸出值未作規(guī)定,在訂貨時(shí)由用戶與制造廠協(xié)商確定。在選擇電壓互感器的二次輸出時(shí),首先要進(jìn)行電壓互感器所接的二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。計(jì)算出各臺(tái)電壓互感器的實(shí)際負(fù)荷,然后再選出與之相近并大于實(shí)際負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)輸出容量.5。2.3準(zhǔn)確度的選擇在企業(yè)變電所內(nèi),供測(cè)量、計(jì)量與保護(hù)用的電壓互感器,其二次負(fù)荷較小,一般能夠滿足儀表對(duì)電壓互感器準(zhǔn)確度的要求。只有在利用電壓互感器作為控制電源或當(dāng)電壓互感器二次側(cè)接有經(jīng)常通電的事故照明燈時(shí),才需校驗(yàn)電壓互感器的準(zhǔn)確度。5.2.4相數(shù)和接線的選擇220kV電壓等級(jí)的母線電壓互感器選用單相電容式電壓互感器。220kV選用三繞組或四繞組型(三個(gè)二次繞組)電壓互感器,三繞組的情況與110kV電壓互感器相同。采用四繞組,主要是為保護(hù)雙重化考慮的.110kV電壓等級(jí)互感器一般采用三個(gè)單相電磁式電壓互感器。電壓互感器選用三繞組型(兩個(gè)二次繞組).二次設(shè)一組主二次繞組供儀表測(cè)量和繼電保護(hù),一組輔助二次繞組接成開口三角形,用于向繼電保護(hù)裝置提供零序電壓。在3～35kV變電所中,廣泛采用三相電磁電壓互感器或三個(gè)單相電磁式電壓互感器,一般選用三繞組型電壓互感器,即一組一次繞組,接于母線取得一次電壓;一組（三相）主二次繞組,供儀表測(cè)量和繼電保護(hù)裝置;一組（三相)輔助二次繞組接成開口三角形,用于絕緣監(jiān)視裝置.電磁式電壓互感器的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,有長(zhǎng)時(shí)間的制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品成熟;在220kV及以下電壓等級(jí)中與電容式電壓互感器相比,電磁式電壓互感器造價(jià)低;暫態(tài)響應(yīng)特性較好.其缺點(diǎn)是:因鐵芯的非線性特性,容易產(chǎn)生鐵磁諧振,引起測(cè)量部準(zhǔn)確和造成電壓互感器的損壞;在電壓高時(shí)(超過220kV),造價(jià)高于電容式電壓互感器.電壓互感器采用的是矩形整體鐵芯,尺寸小,重量輕,不需要專門的冷卻裝置,其常用的三種結(jié)線方式及應(yīng)用范圍如下:1)兩個(gè)單相電壓互感器聯(lián)結(jié)成
型,或稱開口三角形聯(lián)結(jié)法,這種接線方式常用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,可以測(cè)量三相相間電壓,也可接電度表或功率表。2)三相三芯式的
聯(lián)結(jié)法,這種聯(lián)結(jié)方式可用來測(cè)量三相相間電壓,也可接電度表或功率表,但不能測(cè)量相對(duì)地電壓。3)三相五芯三繞組電壓互感器的
聯(lián)結(jié)法,這種聯(lián)結(jié)方式用得最廣泛。二次側(cè)
聯(lián)結(jié)法可用來測(cè)量線電壓、相電壓即接電度表和功率表,另一個(gè)二次輔助線圈聯(lián)結(jié)成開口三角形,用來測(cè)量電路對(duì)地絕緣,即測(cè)量零序電壓值。電壓互感器二次側(cè)不能短路運(yùn)行。為了保護(hù)電壓互感器,在高、低壓兩側(cè)均裝設(shè)熔斷器來切除內(nèi)部故障。對(duì)于10kV側(cè)主母線電壓互感器的選擇,應(yīng)選用單相三繞組的電磁式電壓互感器.一個(gè)主二次繞組接成星形,供測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)回路用;一個(gè)剩余電壓繞組接成開口三角形,供接地保護(hù)用。經(jīng)查閱相關(guān)手冊(cè),JDZX-10型電壓互感器為單相戶內(nèi)用澆注絕緣互感器,符合GB1207—75標(biāo)準(zhǔn),適用于50Hz,10kV配電線路,作電壓測(cè)量、電能計(jì)量、繼電保護(hù)和控制裝置用.產(chǎn)品為單相三繞組,采用優(yōu)質(zhì)硅鋼板疊片鐵芯,主絕緣為環(huán)氧樹脂混合料澆注半封閉式,一次繞組（標(biāo)記為A、N）由上部引出,二次繞組（標(biāo)記為a、n)和剩余電壓繞組(標(biāo)記為da、dn）由二次接線板引出.故選用JDZX—10型電壓互感器.其主要技術(shù)參數(shù)如下表:表5。1JDZX—10型電壓互感器的主要技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)額定電壓(V)二次繞組額定輸出(VA）極限輸出(VA)輸出（VA)剩余電壓繞組額定輸出(3P級(jí)）(VA)額定頻率(Hz）一次繞組二次繞組剩余電壓繞組0。5級(jí)1級(jí)3級(jí)JDZX—104060150300100505.3本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了電流、電壓互感器的選擇,根據(jù)相應(yīng)的選擇配置原則,確定了電流互感器的型號(hào)以及的接線方式及其型號(hào),它們分別為:電流互感器:LDZBJ—10型電壓互感器:JDZX-10型6.變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分,繼電保護(hù)的裝設(shè)應(yīng)符合可靠性及安全性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性四個(gè)基本要求。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置方面的技術(shù)規(guī)程。供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證安全供電的重要工具。對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)和民用建筑：供電系統(tǒng)主要是35kV及以下的電壓等級(jí)的系統(tǒng)；供電負(fù)荷大部分屬于一、二級(jí)負(fù)荷;供電線路較短等。因此,應(yīng)根據(jù)工礦企業(yè)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)制定合理的保護(hù)方案,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以合理的運(yùn)行方式和可能的故障類型為依據(jù),力求做到可靠、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),并適當(dāng)考慮電網(wǎng)的發(fā)展.6。1設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的原則設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的原則為:(1)繼電保護(hù)是保證安全供電和電能質(zhì)量的重要工具。設(shè)計(jì)繼電保護(hù)時(shí),應(yīng)根據(jù)供電系統(tǒng)的接線方式和運(yùn)行的特點(diǎn),并適當(dāng)考慮系統(tǒng)發(fā)展的要求,合理地制定方案和選擇設(shè)備。(2）繼電保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)以合理的運(yùn)行方式和故障類型作為依據(jù),而不考慮可能性很小的故障情況。保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求,可靠性是“四性"的前提,以便正確、迅速地切除系統(tǒng)內(nèi)的各種故障,保證安全供電。(3)為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定及用電設(shè)備的可靠運(yùn)行,限制故障元件的損壞程度和縮小故障范圍,保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障。(4)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)裝置,應(yīng)保證選擇性。對(duì)具有時(shí)限階段特性及反時(shí)限特性的保護(hù),其前后兩級(jí)之間的靈敏性與動(dòng)作時(shí)限要相互配合.根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要,也可以用無選擇性動(dòng)作來加速切除相鄰元件上的短路,并用自動(dòng)重合閘或備用電源自動(dòng)投入來補(bǔ)救。(5)保護(hù)裝置應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠、性能良好,使用元件和觸點(diǎn)的數(shù)量最少,接線簡(jiǎn)單,便于運(yùn)行維護(hù),并盡可能滿足系統(tǒng)運(yùn)行靈活性的要求。(6)按保護(hù)裝置的作用,一般可以分為主保護(hù)、后備保護(hù)及輔助保護(hù)。1)主保護(hù)-—滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求,快速而有選擇地切除被保護(hù)元件范圍內(nèi)的故障的保護(hù)。2)后備保護(hù)——分為遠(yuǎn)后備與近后備兩種方式。遠(yuǎn)后備-—當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),由相鄰元件的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。為此,每個(gè)元件的保護(hù)裝置除裝設(shè)作為本身的主保護(hù)以外還應(yīng)裝設(shè)作為相鄰元件的后備保護(hù)。近后備——當(dāng)本元件主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),由本元件的另一套保護(hù)或本變電所另一臺(tái)斷路器實(shí)現(xiàn)后備。為此,每一元件應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的主保護(hù)與后備保護(hù),并裝設(shè)必要的斷路器失靈保護(hù).3)輔助保護(hù)—-為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。例如,為加速切除故障或消除方向元件的死區(qū),可用電流速斷來實(shí)現(xiàn)。(7)在擬制保護(hù)裝置和制定保護(hù)配置方案時(shí),對(duì)稀有故障,可根據(jù)對(duì)電網(wǎng)影響程度和后果采取相應(yīng)措施,使保護(hù)裝置能正確動(dòng)作。對(duì)兩種稀有故障同時(shí)出現(xiàn)的情況可不考慮.如果為了滿足安全的遠(yuǎn)后備作用而使保護(hù)裝置大為復(fù)雜化,或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí),允許：1）在某些情況下（如變壓器后面及電抗器線路上的短路等）縮短后備保護(hù)的范圍;2)僅按常見的運(yùn)行方式和故障考慮后備作用;3)使后備保護(hù)無選擇性動(dòng)作,并盡可能用自動(dòng)垂合閘或備用電源自動(dòng)投入裝置來補(bǔ)救.(8)各類保護(hù)裝置應(yīng)滿足靈敏性要求,靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)常見不利運(yùn)行方式和不利的故障類型計(jì)算.常見不利運(yùn)行方式,系指正常不利運(yùn)行方式和一條線路或一臺(tái)電力設(shè)備搶修的運(yùn)行方式。(9)供保護(hù)裝置用的電流互感器,其穩(wěn)態(tài)比誤差不應(yīng)大于10％.對(duì)35kV及以下電網(wǎng),當(dāng)技術(shù)上難以滿足要求,并且不致使保護(hù)裝置不正確動(dòng)作時(shí),才允許有稍大的誤差。原則上,保護(hù)裝置與測(cè)量?jī)x表不共用電流互感器的二次線圈。當(dāng)必須共用一組二次線圈時(shí),則儀表回路應(yīng)通過中間電流互感器或試驗(yàn)部件連接,當(dāng)采用中間電流互感器時(shí),其二次開路情況下,保護(hù)用電流互感器的比誤差仍應(yīng)不大于10％。(10)在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,當(dāng)電壓互感器的二次回路斷線或其它故障能使保護(hù)裝置誤動(dòng)作時(shí),應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)閉鎖裝置,將保護(hù)解除并發(fā)出信號(hào)。當(dāng)不致使保護(hù)誤動(dòng)作時(shí),一般裝設(shè)電壓回路斷線的信號(hào)裝置。(11)采用交流整流電源作為保護(hù)操作電源時(shí),整流后的直流電壓應(yīng)根據(jù)保護(hù)裝置和設(shè)備的技術(shù)要求而定。正常時(shí),接于設(shè)備的電壓平均值一般不高于額定電壓的110%和不低于額定電壓的80％。此外,還應(yīng)滿足以下要求:1)采用復(fù)式整流時(shí),應(yīng)根據(jù)繼電保護(hù)的要求,保護(hù)在各種運(yùn)行方式下,不同故障點(diǎn)和不同相別短路時(shí),保護(hù)能可靠動(dòng)作。2)當(dāng)采用電容儲(chǔ)能裝置時(shí),應(yīng)在失去交流電源的情況下,能保證保護(hù)裝置以不同的時(shí)限切除故障元件的所有斷路器。對(duì)集中儲(chǔ)能的電容,應(yīng)有便于值班人員進(jìn)行定期檢查電容器的監(jiān)視裝置.3)當(dāng)重合閘裝置重合于永久性故障時(shí),應(yīng)能可靠地切除故障。(12)為了分析和統(tǒng)計(jì)繼電保護(hù)的工作情況,在保護(hù)裝置回路內(nèi),應(yīng)裝設(shè)指示信號(hào)(包括信號(hào)繼電器、帶動(dòng)作指示的繼電器、帶指針的時(shí)間繼電器及帶自保持的燈光信號(hào)等)并滿足以下要求:1)能顯示任何保護(hù)裝置的動(dòng)作,且在直流電壓消失或恢復(fù)時(shí),不自動(dòng)復(fù)歸.2)在由若干部分組成的復(fù)雜保護(hù)中(如有幾段時(shí)限的保護(hù)、獨(dú)立的相間和接地保護(hù)）,能顯示其每一部分及任一段的動(dòng)作.帶有自保持的燈光信號(hào)一般用于保護(hù)操作電源為蓄電池時(shí).(13)采用交流操作的保護(hù)裝置時(shí),短路保護(hù)可由被保護(hù)元件的電流互感器取得操作電源,變壓器的瓦斯保護(hù)和中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)的接地保護(hù),可由電壓互感器或變電所所用變壓器取得操作電源。必要時(shí)可增加電容儲(chǔ)能電源作為跳閘的后備電源。(14）隨著電力網(wǎng)絡(luò)的增大、計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展,微機(jī)型保護(hù)裝置也開始采用。它的可靠性和靈敏性更高,使保護(hù)速動(dòng)方面又進(jìn)一步得到提高,并從根本上改善了保護(hù)的選擇性。另外,微機(jī)型保護(hù)還具有通用性、靈活性,便于系統(tǒng)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)。6。2電力變壓器的保護(hù)6.2。1電力變壓器保護(hù)裝設(shè)的原則對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式,應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置:1)繞組及其引出線上的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路;2)繞組的匝間短路;3）由于外部相間短路引起的過電流;4)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)由于外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓;5)過負(fù)荷;6)油面降低;7)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障.6。2.2變壓器保護(hù)的配置瓦斯保護(hù)油浸式變壓器一般應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù).當(dāng)油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí),保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器?？v差動(dòng)保護(hù)變壓器縱差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部故障時(shí),由于變壓器的勵(lì)磁電流、接線方式和電流互感器誤差等因素的影響,使差動(dòng)繼電器中有不平衡電流流過,且這一步平衡電流遠(yuǎn)比發(fā)電機(jī)及線路差動(dòng)保護(hù)的大。因此,應(yīng)減小或消除不平衡電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響。要求:①應(yīng)能躲過勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡;②差動(dòng)保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管及引出線。過電流保護(hù)(帶時(shí)限)對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流,應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置,保護(hù)裝置動(dòng)作后,應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘,適用于降壓變壓器。零序過電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)中,如果變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行,應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)外部接地?cái)嗦返淖儔浩髁阈螂娏鞅Ｗo(hù).過負(fù)荷保護(hù)能反應(yīng)過載而引起的過電流,動(dòng)作于信號(hào).變壓器均應(yīng)由過負(fù)荷保護(hù)。1.瓦斯保護(hù)當(dāng)在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障(包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路)時(shí),由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用,將使變壓器及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體,因氣體比較輕,它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí),油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體,此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部故障時(shí)的這一特點(diǎn),可以構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動(dòng)作的保護(hù)裝置,稱為瓦斯保護(hù)。瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件,它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上,如圖6-1所示,這樣油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體必須通過瓦斯繼電器才能流向油枕.為了不妨礙氣體的流通,變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有1%～1.5%的升高坡度,通往繼電器的連接管道具有2％～4％的升高坡度。圖6。1瓦斯繼電器保護(hù)原理圖1—瓦斯繼電器2-油枕瓦斯保護(hù)的原理接線如圖所示,上面的觸點(diǎn)表示"輕瓦斯保護(hù)",動(dòng)作后經(jīng)延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。下面的觸點(diǎn)表示"重瓦斯保護(hù)",動(dòng)作后起動(dòng)變壓器保護(hù)的總出口繼電器,使斷路器跳閘.當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),由于油流的不穩(wěn)定可能造成彈簧觸點(diǎn)的抖動(dòng),此時(shí)為使斷路器可能可靠跳閘,應(yīng)選用具有電流自保持線圈的出口中間繼電器BCJ,動(dòng)作后由斷路器的輔助觸點(diǎn)來解除出口回路的自保持。此外,為防止變壓器換油或進(jìn)行試驗(yàn)引起重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作跳閘,可利用切換片QP將跳閘回路切換到信號(hào)回路。瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速、靈敏度高、安裝接線簡(jiǎn)單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。其缺點(diǎn)是不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障.因此瓦斯保護(hù)可作為變壓器的主保護(hù)之一,與縱差動(dòng)保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障.圖6.2瓦斯保護(hù)原理接線圖2.差動(dòng)保護(hù)(1)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是反應(yīng)變壓器兩側(cè)電流的差額而動(dòng)作的保護(hù)裝置.原理接線如圖所示。將變壓器兩側(cè)的電流互感器同極性串聯(lián)起來,使繼電器跨接在兩聯(lián)線之間,于是流入差動(dòng)繼電器的電流就是兩側(cè)電流互感器二次電流之差,即
。在變壓器正常工作或保護(hù)范圍外部發(fā)生短路故障時(shí),流入差動(dòng)繼電器的電流為變壓器一、二次側(cè)不平衡電流
,由于不平衡電流小于差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流,故保護(hù)裝置不動(dòng)作。如圖a）所示.當(dāng)變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),在單電源情況下,流入繼電器回路的電流
大于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流,保護(hù)裝置動(dòng)作,使
、
同時(shí)跳閘,將故障變壓器推出工作,如圖b）所示。圖6.3變壓器差動(dòng)保護(hù)工作原理圖a)外部故障,保護(hù)不動(dòng)作b)內(nèi)部故障,保護(hù)動(dòng)作綜上:變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理是:正常工作或外部故障時(shí),流入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流,在選擇好兩側(cè)電流互感器的變壓比和接線方式下,該不平衡電流值很小,并小于差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流,故保護(hù)不動(dòng)作;在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),流入繼電器的電流大于差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流,差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘。應(yīng)此它不需要與相鄰元件的保護(hù)在整定值和動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合可以構(gòu)成無延時(shí)速動(dòng)保護(hù)。其保護(hù)范圍包括變壓器繞組內(nèi)部及兩側(cè)套管和引出線上所出現(xiàn)的各種短路故障.通過對(duì)變壓器縱差動(dòng)保護(hù)工作原理分析可知,為了防止保護(hù)的誤動(dòng)作,必須使差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流大于最大不平衡電流。為了提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度,又必須設(shè)法減小不平衡電流。應(yīng)此,討論變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因及其克服方法是十分必要的.(2)保護(hù)整定的計(jì)算:對(duì)于本變電所的設(shè)計(jì),我們采用加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)繼電器,型號(hào)為:BCH—2型。其工作原理:當(dāng)勵(lì)磁涌流流入差動(dòng)回路時(shí),其中很大的非周期分量使速飽和變流器的鐵芯迅速嚴(yán)重飽和,勵(lì)磁阻抗銳減,使得勵(lì)磁涌流中幾乎全部非周期分量及部分周期分量電流從速飽和變流器的一次繞組通過,使傳到二次回路(流入差動(dòng)繼電器）的電流很小,不會(huì)使差動(dòng)繼電器誤動(dòng)作。變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算包括高低壓側(cè)電流互感器變比,動(dòng)作電流
,確定平衡線圈及差動(dòng)線圈的匝數(shù)、校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度.1)按平均電壓及最大容量計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流
為:
(6.1)式中,
——最大容量時(shí)繞組的額定容量；——該側(cè)額定電壓.根據(jù)式(6。1)可得:計(jì)算互感器各側(cè)二次回路額定電流為:(6。2)式中,
——三相對(duì)稱情況下電流互感器的接線系數(shù),
接線為
,
為1;—-電流互感器變比。
變比如下:根據(jù)式(6.2)得:2)計(jì)算變壓器各側(cè)外部短路時(shí)的最大短路電流(見短路電流計(jì)算)3)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流的整定①躲過變壓器的勵(lì)磁涌流式中,
—-可靠系數(shù),取1.3②躲過變壓器外部短路時(shí)的最大不平衡電流(6.3)式中,
—-非周期分量引起的誤差,取1;
——
同型系數(shù),型號(hào)相同取0.5,不同取1;
--
允許的最大相對(duì)誤差,取0。1;
——變壓器調(diào)壓側(cè)調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差,取調(diào)壓范圍的一半,取0.05;
-—繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差,取0.05。由式（6.3）可得:
③躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)的最大負(fù)荷電流式中,
——正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流,在負(fù)荷電流不能確定時(shí),可用變壓器額定電流
取以上三種條件的最大值作為計(jì)算值4)確定基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)對(duì)于雙繞組變壓器,兩側(cè)電流互感器分別接兩組平衡線圈,再接入差動(dòng)線圈二次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè),基本側(cè)的繼電器動(dòng)作電流及線圈數(shù)計(jì)算法：①基本側(cè)繼電器動(dòng)作電流
(6。4)②基本側(cè)繼電器線圈匝數(shù)
(取8匝)(6.5)式中,
——繼電器的動(dòng)作安匝,
按照繼電器線圈實(shí)有抽頭,選用較
小而相近的匝數(shù)8作為差動(dòng)線圈整定匝數(shù)
,即
③基本側(cè)實(shí)際的繼電器動(dòng)作電流
(6。6)保護(hù)的一次動(dòng)作電流
(6.7)5)確定非基本側(cè)平衡線圈的匝數(shù)和工作線圈匝數(shù)①非基本側(cè)平衡線圈計(jì)算匝數(shù)
(6。8)選用接近
的匝數(shù)4作為平衡線圈的實(shí)用整定匝數(shù)
,即
②非基本側(cè)工作線圈匝數(shù)
(6。9)校驗(yàn)由于使用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等造成的相對(duì)誤差:
(6.10）由于校驗(yàn)符合要求,對(duì)動(dòng)作電流就不需另作校算。6)短路線圈抽頭的確定短路線圈匝數(shù)用得越多,繼電器躲過勵(lì)磁涌流的性能越好,而且內(nèi)部故障時(shí)動(dòng)作的可靠系數(shù)也越高.但在內(nèi)部故障電流中有較大非周期分量時(shí),繼電器的動(dòng)作時(shí)間就越大。①對(duì)于大容量變壓器,由于勵(lì)磁涌流倍數(shù)較小,非周期分量衰減較慢,并且要求盡快地切除故障,故一般選用較少匝數(shù)的2-2或3-3抽頭;②對(duì)于中、小型變壓器,由于勵(lì)磁涌流倍數(shù)大,而內(nèi)部故障時(shí)非周期分量衰減較快,同時(shí)對(duì)保護(hù)的速動(dòng)性要求較低,故一般選用較多匝數(shù)的3—3或4—4抽頭;③對(duì)于勵(lì)磁阻抗小的電流互感器（如套管式),因受非周期分量的影響大,短路線圈應(yīng)采用較多匝數(shù);④選用的抽頭是否合適,應(yīng)經(jīng)過變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。7)保護(hù)裝置靈敏系數(shù)校驗(yàn)保護(hù)裝置的最小靈敏系數(shù):
(6.11)式中,
-—變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)短路時(shí)總的最小短路電流有名值（歸算至基本側(cè))折算至
側(cè):
由式(6.11)可知:
符合要求過電流保護(hù)過電流保護(hù)主要用于降壓變壓器,作為防御外部相間短路引起的變壓器過電流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護(hù).1)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流(應(yīng)躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流)
(6.12)式中,
——最大負(fù)荷電流(按以下情況考慮)對(duì)并列運(yùn)行的變壓器,應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí),余下變壓器所產(chǎn)生的過負(fù)荷電流,當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相等時(shí),可按下式計(jì)算：2)靈敏系數(shù)校驗(yàn)
(6.13)式中,
為保護(hù)配置一次動(dòng)作電流4.過負(fù)荷保護(hù)由于變壓器的過負(fù)荷一般是三相對(duì)稱的,因此,過負(fù)荷保護(hù)只需接入一相電流,各側(cè)的過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)過同一時(shí)間繼電器延時(shí)發(fā)出信號(hào)。保護(hù)的安裝地點(diǎn)應(yīng)能夠反應(yīng)變壓器所以繞組的過負(fù)荷情況,對(duì)于雙繞組降壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)于高壓側(cè)。保護(hù)裝置的動(dòng)作電流(按躲開變壓器額定電流整定)
(6。14)整定。保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限整定:應(yīng)避開允許的短時(shí)工作過負(fù)荷時(shí)間,取9秒。5.零序過電流保護(hù)按一次電流100A整定,中性點(diǎn)不直接接地,經(jīng)間隙放電動(dòng)作.中性點(diǎn)電流互感器TA的變比為則
,整定為
動(dòng)作延時(shí)6.3變電所線路保護(hù)設(shè)計(jì)6.3。1設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)GB50062－92《電力裝置的繼電裝置保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》第五章(《3～63kV中性點(diǎn)非直接接地電力中線路的選擇》):第5.0.1條對(duì)3~63kV線路的下列故障或異常運(yùn)行,應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：相間短路;單相接地;過負(fù)荷。第5。0。2條對(duì)3~10kV線路裝設(shè)相間短路保護(hù)裝置,應(yīng)符合下列要求:由電流繼電器構(gòu)成的保護(hù)裝置,應(yīng)接于兩相電流互感器上,同一網(wǎng)絡(luò)的所有線路均裝在相同的兩相上；后備保護(hù)應(yīng)采用遠(yuǎn)后備方式;當(dāng)線路短路使發(fā)電廠廠用母線或重要用戶母線電壓低于額定電壓的60％時(shí),應(yīng)快速切除故障;當(dāng)過電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5~0.7s,且沒有第三款所列的情況,或沒有配合上的要求時(shí),可不裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù).第5.0。3條在3~10kV線路裝設(shè)的相間短路保護(hù)裝置,應(yīng)符合下列規(guī)定:對(duì)單側(cè)電源線路可裝設(shè)兩段過電流保護(hù)：第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù);第二段為帶時(shí)限的過電流保護(hù)?？刹捎枚〞r(shí)限或反時(shí)限特性的繼電器.對(duì)單側(cè)電源帶電抗器的線路,當(dāng)其斷路器不能切斷電抗器前的短路時(shí),不應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù),此時(shí),應(yīng)由母線保護(hù)或其它保護(hù)切除電抗器前的故障。保護(hù)裝置僅在線路的電源側(cè)裝設(shè)。對(duì)雙側(cè)電源線路,可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷和過電流保護(hù)。對(duì)1～2km雙側(cè)電源的短線路,當(dāng)采用上述保護(hù)不能滿足要求,可采用帶輔助導(dǎo)線的縱差保護(hù)作主保護(hù),并裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后備保護(hù)。對(duì)并列運(yùn)行的平行線路宜裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù),并應(yīng)以接于兩回線電流之和的電流保護(hù),作為兩回線同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)及一回線斷開的主保護(hù)及后備保護(hù)。第5.0.4條對(duì)35~63kV線路,可按下列要求裝設(shè)相間短路保護(hù)裝置:對(duì)單側(cè)電源線路可采用一段或兩段電流速斷或電流閉鎖電壓速斷作主保護(hù),并應(yīng)帶時(shí)限過電流保護(hù)作后備保護(hù)。當(dāng)線路發(fā)生短路,是發(fā)電廠廠用母線電壓或重要用戶母線電壓低于額定電壓的60％時(shí),應(yīng)能快速切除故障.對(duì)雙側(cè)電源線路可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)。當(dāng)采用電流電壓保護(hù)不能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí),可采用距離保護(hù)裝置。雙側(cè)電源或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中,不超過3~4km的短線路,當(dāng)采用電流電壓保護(hù)不能滿足要求時(shí),可采用帶輔助導(dǎo)線的縱差保護(hù)作主保護(hù),并應(yīng)以帶方向或不帶方向的電流電壓作后備保護(hù)。對(duì)并列運(yùn)行的平行線路,可裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作主保護(hù),并應(yīng)以接于兩回線電流之和的階段式保護(hù)或距離保護(hù)作為兩回線同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)及一回線