畢業(yè)論文某鎮(zhèn)10KV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)40855

1、摘要本次設(shè)計(jì)任務(wù)旨在體現(xiàn)對本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，同時(shí)檢驗(yàn)本專業(yè)的學(xué)習(xí)成果。首先，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，建立合理的電力系統(tǒng)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以擬建10kv供電系統(tǒng)為例。其次，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，對10kv電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)配置，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定保護(hù)方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)分為五個(gè)章節(jié)，第一章某鎮(zhèn)10kv供電系統(tǒng)分析主要是對負(fù)荷的分析，再選擇主變壓器臺(tái)數(shù)、容量，繞組的連接方式，最后是電氣主接線的確定；第二章是系統(tǒng)短路電流的計(jì)算，包括短路電流的概念、種類，短路電流計(jì)算的目的，以及短路電流標(biāo)幺值計(jì)算法；第三章線路保護(hù)，包括線路保護(hù)原理分析、保護(hù)整定計(jì)算和靈

2、敏性校驗(yàn)，繼電保護(hù)的作用，繼電保護(hù)的基本要求，繼電保護(hù)的基本原理，本系統(tǒng)采用雙電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)，包括電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)，過電流保護(hù)；第四章變壓器保護(hù)，主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、過負(fù)荷和瓦斯保護(hù)，后備保護(hù)是過電流保護(hù)，保護(hù)整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)。第五章防雷保護(hù)，根據(jù)變電站示意圖情況下采用兩根等高避雷針進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)并計(jì)算其保護(hù)范圍使其對變電站進(jìn)行保護(hù).關(guān)鍵詞：短路電流;整定計(jì)算;靈敏度;繼電保護(hù)abstractthis design task aims to reflect on the professional subjects knowledge, at the same

3、 time test the professional learning outcomes. first of all, according to the requirements of graduate design, establish a rational power system, the graduation design with the10kv power supply system for example; secondly, according to the graduation design of the main contents, the10kv electric po

4、wer system relay protection configuration, and on the basis of relay protection configuration principle, the choice of protection setting and sensitivity calibration, identification protection scheme.this graduation design is divided into five chapters, the first chapter of a town of10kv power suppl

5、y system analysis is mainly on the analysis of load, the main transformer number, capacity, winding connection mode, finally the main electrical wiring; second chapter is the system short circuit current calculation of short-circuit current, including the concept, types, short-circuit current for co

6、mputational purposes, as well as the short-circuit current per-unit value calculation method; third chapter line protection, including line protection principle analysis, protection setting calculation and sensitivity calibration, relay protection, relay protection of the basic requirements, the bas

7、ic principle of relay protection, this system uses the single power supply network of interphase short circuit current protection, including current quick break protection, timing and limiting current protection, simple and practical; the fourth chapter transformer protection, including the transfor

8、mer protection principle analysis, protection setting calculation and sensitivity calibration, main protection is longitudinal differential protection and gas protection, combining the two achieve an advantage complementary, backup protection is of over current protection. the fifth chapter lightnin

9、g protection, according to the main wiring diagram, lightning parameters in the case of two high lightning protection design and calculation of its scope of protection on the lines for protection.key words: short circuit current; setting calculation of relay protection; sensitivity. 翻譯結(jié)果重試抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時(shí)，

10、請稍后再試 支持中英、中日在線互譯 支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對照查看，使您體驗(yàn)更加流暢目 錄摘要1目 錄4第一章 某鎮(zhèn)10kv供電系統(tǒng)分析71 負(fù)荷分析72.主變臺(tái)數(shù)和容量計(jì)算93.繞組連接方式和冷卻方式的選擇104.功率補(bǔ)償104.1功率補(bǔ)償?shù)哪康?04.2無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?14.3無功功率補(bǔ)償?shù)哪康?15.電氣主接線設(shè)計(jì)的確定13第二章 短路電流計(jì)算171.短路的概念及分類172.計(jì)算各短路電流的目的173.短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法184.短路電流的計(jì)算194.1 確定基準(zhǔn)值194.2 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值196.高壓斷路器的

11、選擇246.1 110kv斷路器的選擇246.2 10kv斷路器的選擇25第三章 線路繼電保護(hù)271. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述271.1 對繼電保護(hù)的基本要求271.2 繼電保護(hù)的原理282.1三段式線路過電流保護(hù)裝置292.2 三段式保護(hù)整定值的計(jì)算333.母線的保護(hù)363.1雙母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理363.2雙母線差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算37第四章 變壓器保護(hù)401.電力變壓器保護(hù)的重要性402.電力變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)402.1 變壓器的故障類型402.2 變壓器的不正常工作狀態(tài)404.變壓器瓦斯保護(hù)的基本原理及整定425.變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)436.變壓器過負(fù)荷保護(hù)487.變壓器過流

12、保護(hù)48第五章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)511.變電站直擊雷防護(hù)的避雷針設(shè)計(jì)512. 采用兩根等高避雷針進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)51總 結(jié)53附錄參考文獻(xiàn)54致謝55第一章 某鎮(zhèn)10kv供電系統(tǒng)分析 1 負(fù)荷分析根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個(gè)等級，即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。等級不同，對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對工廠將造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型的 設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級負(fù)荷會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)；還可能引起社

13、會(huì)秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級負(fù)荷造成的損失不大或不會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷等級不同，對供電的要求也不相同：對于一級負(fù)荷，必須有二個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。對特別重要的一級負(fù)荷應(yīng)該由二個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。對于二級負(fù)荷，一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷供電。對于三級負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電。該鎮(zhèn)主要負(fù)荷有兩個(gè)冷庫目前的負(fù)荷是1600kv.a ,一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占30%和40%；溶劑廠目前負(fù)荷1650kv.a，一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占20%和40%；檸檬廠目前負(fù)荷1

14、740kv.a, 一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占30%和40%；水泥廠目前負(fù)荷1800kv.a, 一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占20%和40%；糖廠目前負(fù)荷1500kv.a, 一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占20%和40%；水電工區(qū)目前負(fù)荷1650kv.a, 一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占30%和40%；磷肥廠目前負(fù)荷1760kv.a，一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占30%和40%；一個(gè)村目前負(fù)荷1600kv.a一級負(fù)荷二級負(fù)荷分別占30%和40%。原始資料：表1-1負(fù)荷分析電壓等級負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kw）負(fù)荷組成（%）自然功率有功功率視在功率無功功率線長km線型近期遠(yuǎn)景一二p30/kws30/kvaq30/kvar架空線10kv冷庫1

15、1600200030400.7594.813391.815架空線冷庫21600200030400.7594.8160.2593.815架空線溶劑廠1650200020400.7812913155.112架空線檸檬酸廠1740250030400.788881.949010架空線水泥廠1800280020400.7558.8163.3929架空線糖廠1500200020400.896135.25813架空線水電工區(qū)1650250030400.7896.1898810.5架空線磷肥廠1760250030400.75581817814架空線x村1600250030400.8941658011架空線變電

16、站內(nèi)有兩條10kv母線，從相鄰110kv變電站引來的，由主變壓器將110kv電壓降壓為10kv，再將10kv電壓分配到各個(gè)廠或村，另外變電站內(nèi)還有一個(gè)配電室，變電站長50m，寬40m，最高點(diǎn)為20m，基本框架如下圖1-1所示: 圖1-1 變電站基本框架示意圖2.主變臺(tái)數(shù)和容量計(jì)算在有一、二級負(fù)荷變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷。根據(jù)工廠供電“用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加計(jì)算時(shí)=0.80.9”可取=0.85,結(jié)合10kv負(fù)荷情況分析可知具有三種

17、電壓等級的變電站中，如果需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三繞組。 則三繞組變壓器的計(jì)算容量：根據(jù)有一二級負(fù)荷的情況，確定選用兩臺(tái)主變壓器。每臺(tái)容量10000kv.a校驗(yàn)：(1) 滿足一臺(tái)停運(yùn)時(shí)另一臺(tái)不小于全部容量的60。(2)一二級負(fù)荷容量: 3.繞組連接方式和冷卻方式的選擇參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有y和型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是型的.綜上變電所主變采用的繞組連接方式為：ynd11 根據(jù)主變壓器的型號有：自然風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式、強(qiáng)迫

18、導(dǎo)向油循環(huán)式等。從經(jīng)濟(jì)上考慮，結(jié)合本站選用10000kva的變壓器，應(yīng)選用強(qiáng)迫空氣冷卻。主變參數(shù)如下表1-2所示：表1-2 sfsz510000/110變壓器技術(shù)參數(shù)型號額定容量（kv.a）額定電壓（kv）空載損耗（w）負(fù)載損耗（w）短路阻抗（%）空載電流（%）變壓器連接組高壓低壓sfsz510000/11010000110101660855061.0ynd114.功率補(bǔ)償4.1功率補(bǔ)償?shù)哪康慕涣麟娫谕ㄟ^純電阻的時(shí)候,電能都轉(zhuǎn)成了熱能,而在通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載的時(shí)候,并不做功.也就是說沒有消耗電能,即為無功功率.當(dāng)然實(shí)際負(fù)載,不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載,一般都是混合性負(fù)載,這樣電流在

19、通過它們的時(shí)候,就有部分電能不做功,就是無功功率,此時(shí)的功率因數(shù)小于1,為了提高電能的利用率,就要進(jìn)行無功補(bǔ)償。4.2無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù)進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償方法有：提高自然功率因數(shù)。包括合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號，防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量，合理選擇變壓器的容量以及交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行等。人工補(bǔ)償法。包括在感性線路兩端并聯(lián)電容器和采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償法。4.3無功功率補(bǔ)償?shù)哪康臒o功補(bǔ)償可以收到下列的效益： 提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率; 減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗；合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干

20、擾能力；在動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性；裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器(svs)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問題。對電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率電源,以改變電力系統(tǒng)中無功功率的流動(dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補(bǔ)償。取 根據(jù)表1-1可算出： 則低壓側(cè)：=8724.6kva=6979.77/8724.6=0.8變壓器功損耗： 高壓側(cè)負(fù)荷： 由于本設(shè)計(jì)中要求高

21、壓側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)0.92,而由上面計(jì)算可知=0.76本變電站最大長期工作電流（考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%）(3)查電氣設(shè)備手冊選擇110kv斷路器型號及參數(shù)如下表2-2所示：表2-2 110kv斷路器型號及參數(shù)表型號數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流i（a）額定開斷電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電流 (ka)4秒熱穩(wěn)定電流(ka)lw25-110/100021000256325校驗(yàn)：電壓型號110kv額定電流126.8額定開斷電流校驗(yàn)110kv三相穩(wěn)態(tài)短路電流=3.6kalw25-110/1000斷路器額定開路電流25ka符合要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)110kv母線短路三相沖擊電流=1.91kalw25-110/100

22、0斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流63ka符合要求6.2 10kv側(cè)斷路器的選擇(選最大負(fù)荷為例)(1)額定電壓：ue=10kv(2)額定電流：ie本變電站最大長期工作電流 （考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%）(3)查電氣設(shè)備手冊選擇10kv斷路器型號及參數(shù)如下2-3所示：表2-3 10kv斷路器型號及參數(shù)表型號數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流i（a）額定開斷電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電流 (ka)3秒熱穩(wěn)定電流(ka)zn12-10/16009160031.58031.5校驗(yàn)：電壓型號10kv額定電流145.5額定開斷電流校驗(yàn)10kv三相穩(wěn)態(tài)短路電流=3.6ka（段母線）=4.6ka（段母線）zn12-10/1600額定開斷

23、電流31.5符合要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)10kv母線短路三相沖擊電流=6.624ka（段母線）=2.4ka（段母線）zn12-10/1600動(dòng)穩(wěn)定電流80ka滿足要求第三章 線路繼電保護(hù)1. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述由于電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，電能的生產(chǎn)，傳輸，分配和使用是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，各設(shè)備之間都有電和磁的聯(lián)系。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路之間發(fā)生短路故障時(shí)，在瞬間就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其他部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路必須很短，通常切除故障的時(shí)間是十分之幾秒到百分之幾秒，只有借助于裝設(shè)在每個(gè)電氣設(shè)備或線路上的自動(dòng)裝置，即繼電保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)。因此，繼電保護(hù)的基本任務(wù)有：(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保

24、護(hù)能自動(dòng)的，迅速的和有選擇的動(dòng)作，使斷路器跳閘，使故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并使系統(tǒng)中無故障的部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，使故障設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭到破壞。(2)當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，根據(jù)不正常運(yùn)行情況的種類和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件，繼電保護(hù)裝置則發(fā)出信號，以便使值班人員即時(shí)處理或由裝置經(jīng)行自動(dòng)調(diào)整。1.1 對繼電保護(hù)的基本要求電網(wǎng)對繼電保護(hù)的基本要求是可靠性、選擇性、快速性、靈敏性，即通常所說的“四性”，這些要求之間，有的相輔相成、有的相互制約，需要對不同的使用條件分別進(jìn)行協(xié)調(diào)。(l)可靠性：是對繼電保護(hù)最基本的性能要求，它又可分為可信賴性和安全性2個(gè)方面。可信賴性要求繼電保護(hù)在異?；蚬收锨闆r

25、下，能準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)所要求的動(dòng)作；安全性要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)所要求動(dòng)作的所有情況下，能夠可靠地不動(dòng)作。(2)選擇性：是指在對電網(wǎng)影響可能最小的地方，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或電網(wǎng)事故的發(fā)展。如對電力設(shè)備的繼電保護(hù)，當(dāng)電力設(shè)備故障時(shí)，要求最靠近故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作斷開電網(wǎng)的供電電源，即電力設(shè)備繼電保護(hù)的選擇性。選擇性除了決定于繼電保護(hù)裝置本身的性能外，還要求滿足從電源算起，愈靠近故障點(diǎn)，其繼電保護(hù)裝置的故障啟動(dòng)值愈小，動(dòng)作時(shí)間愈短；而對振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電網(wǎng)失去同步穩(wěn)定性時(shí)，其所動(dòng)作的斷路器斷開點(diǎn)，在解列后兩側(cè)電網(wǎng)可以各自安全地同步運(yùn)行，從而終止振蕩等。(3)快速性：是指繼電保護(hù)應(yīng)以允

26、許的可能最快的速度動(dòng)作于斷路器跳閘，以斷開故障或終止異常狀態(tài)的發(fā)展。繼電保護(hù)快速動(dòng)作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動(dòng)重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性。快速切除線路和母線的短路故障，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的最重要手段。(4)靈敏性：是指繼電保護(hù)對設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動(dòng)作的能力。故障時(shí)進(jìn)入裝置的故障量與給定的裝置啟動(dòng)值之比，為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)，它是考核繼電保護(hù)靈敏性的具體指標(biāo)，在一般的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行規(guī)程中都有具體的規(guī)定要求1.2 繼電保護(hù)的原理電力系統(tǒng)故障后電氣量的主要變化特征有：電流量增大電壓降低電流與電壓間的相位角發(fā)生變化測量

27、阻抗間發(fā)生變化出現(xiàn)負(fù)序和零序分量利用故障時(shí)電氣量的變化特征，可以構(gòu)成各種作用原理的繼電保護(hù)被測電氣量測量比較元件邏輯判斷元件執(zhí)行輸出元件跳閘或信號線路保護(hù)的類型？優(yōu)缺點(diǎn)？結(jié)合本線路實(shí)際采用哪一種？2.三段式線路保護(hù)三段式線路保護(hù)如下圖3-1所示：圖3-1 三段式線路保護(hù)示意圖當(dāng)線路動(dòng)的電流大于時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)。當(dāng)k2點(diǎn)故障切除后，3、4、5由于電流已經(jīng)減小而立即返回原位。由于短路時(shí)電壓降低，電動(dòng)機(jī)有個(gè)自啟的過程，引入一個(gè)自啟動(dòng)系數(shù)來表示自啟動(dòng)時(shí)最大電流與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流，即保護(hù)3、4.5在各自啟動(dòng)電流作用下返回。保護(hù)裝置的返回電流大于，引入可靠系數(shù)，則2.1三段式線路過電流保護(hù)裝置由于瞬

28、時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時(shí)限過電流保護(hù)既可作為本級線路的后備保護(hù)（當(dāng)動(dòng)作時(shí)限短時(shí)，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)），還可以作為相臨下一級線路的后備保護(hù)，但切除故障的時(shí)限較長。 一般情況下，為了對線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)，也常把瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）和定時(shí)限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。 對于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況

29、確定。如用在線路-變壓器組接線，以采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為佳。因在變壓器高壓側(cè)故障時(shí)，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時(shí)，允許用線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，來切除變壓器高壓側(cè)的故障。也就是說，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長并延伸到變壓器高壓側(cè)。這時(shí)的第一段電流保護(hù)可以作為主保護(hù)；第二段一般均采用定時(shí)限過流保護(hù)作為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍含線路-變壓器組的全部。 通常在被保護(hù)線路較短時(shí)，第一段電流保護(hù)均采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)；第二段采用定時(shí)限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。 在實(shí)際中還常采用三段式電流保護(hù)。就是以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護(hù)；以略帶時(shí)限的電流速斷

30、保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長，用作主保護(hù)；以定時(shí)限過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護(hù)。供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護(hù)。 因?yàn)檫@種保護(hù)的設(shè)置可以在相臨下一級線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，本級線路的定時(shí)限過流保護(hù)可以動(dòng)作，起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用；如本級線路的主保護(hù)（瞬時(shí)電流速斷或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）拒動(dòng)時(shí)，則本級線路的定時(shí)限過電流保護(hù)可以動(dòng)作，以起到近后備的作用。三段式電流保護(hù)的原理接線圖如下圖3-2所示： （a） （b） （c） 圖3-2 三段式電流保護(hù)的原理接線圖動(dòng)作過程： 線路上發(fā)生短路電流互感器一次測電流增大電流互感器二次側(cè)電流增大當(dāng)電流大于 i段信

31、號繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號kco線圈通電，輔助觸頭閉合yr通電跳閘 或等于第段動(dòng)作值ka啟動(dòng)閉合 ii段時(shí)間繼電器通電，輔助觸ii段信號繼電器通電，發(fā)出信號kco線圈通電，輔助觸頭閉合yr通電跳閘 iii段時(shí)間繼電器通電，輔助觸頭閉合iii段信號繼電器通電，發(fā)出信號kco線圈通電，輔助觸頭閉合yr通電跳閘2.2 三段式保護(hù)整定值的計(jì)算（1）變電站到冷庫線路保護(hù)整定圖3-3 變電站到冷庫線示意圖瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）： 校驗(yàn)： (滿足要求)限時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）： 定時(shí)限過電流保護(hù)（段保護(hù)）： 可靠系數(shù)，取1.2自起動(dòng)系數(shù)，取1.5返回系數(shù)，取0.85校驗(yàn)：（滿足要求）（2）變電站到溶劑廠線

32、路保護(hù)整定圖3-4 變電站到溶劑廠線示意圖瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）：校驗(yàn)： （滿足要求）限時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）：定時(shí)限過電流保護(hù)（段保護(hù)）： 可靠系數(shù)，取1.2自起動(dòng)系數(shù)，取1.5返回系數(shù)，取0.85校驗(yàn)： （3）變電站到水泥廠線路保護(hù)整定圖3-4 變電站到溶劑廠線示意圖瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）：校驗(yàn)：限時(shí)電流速斷保護(hù)（段保護(hù)）：定時(shí)限過電流保護(hù)（段保護(hù)）：可靠系數(shù)，取1.2自起動(dòng)系數(shù)，取1.5返回系數(shù)，取0.85校驗(yàn)：3.母線的保護(hù)3.1雙母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理 將線路一側(cè)電氣量信息傳到另一側(cè)去，安裝于線路兩側(cè)的保護(hù)對兩側(cè)的電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作，叫做輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)。 3.3輸

33、電線路縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)框圖 一般情況下，雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，每組母線上連接的供電元件和受電元件的連接方式較為固定，應(yīng)此有可能裝設(shè)元件固定的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)。 元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)主要有三組保護(hù)組成。第一組由ta1、ta2、ta5和差動(dòng)繼電器kd1組成，用以選擇母線上的故障。第二組由ta3、ta4、ta6和差動(dòng)繼電器kd2組成用以選擇母線上的故障。第三組由ta1、ta2、ta3、ta4和差動(dòng)繼電器kd3組成一個(gè)完全的電流差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)任一組母線發(fā)生故障時(shí)，它都會(huì)動(dòng)作。當(dāng)母線上短路時(shí)，繼電器kd1和kd3中流入全部故障電流。而繼電器kd2中為不平衡電流，于是kd1和kd3啟動(dòng)。kd3動(dòng)作后使

34、斷路器qf5跳閘。kd1動(dòng)作后即使斷路器qf1和qf2跳閘。這樣就把故障母線從電力系統(tǒng)中切除。3.2雙母線差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算如圖所示為供電系統(tǒng)中的雙電源，m、n是主接線中的10kv母線，qs1，qs2,qf分別為連接段母線的隔離開關(guān)和斷路器，已知線路的阻抗，兩側(cè)系統(tǒng)等值電源的參數(shù)為：相電勢，。試決定線路mn兩側(cè)差動(dòng)保護(hù)段的整定值及保護(hù)范圍。解：(1)段母線短路電流 由于故按單相接地條件整定。流入接地點(diǎn)短路電流為流過保護(hù)2的零序電流為(2)段母線短路時(shí)流入接地點(diǎn)短路電流流過保護(hù)1短路電流保護(hù)1的段動(dòng)作值保護(hù)2的段如不加方向元件，動(dòng)作值與保護(hù)1相同。保護(hù)區(qū)長度聯(lián)立求解即可求出保護(hù)1保護(hù)長度一次設(shè)備

35、選型表第四章 變壓器保護(hù)1.電力變壓器保護(hù)的重要性電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電 氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。電力變壓器有別于發(fā)電機(jī)，它無旋轉(zhuǎn)部件，是一種靜止的電氣設(shè)備，而且絕大部分安裝在室外，受自然環(huán)境影響較大。另外，變壓器時(shí)刻受到外接負(fù)荷的影響，特別是受電力系統(tǒng)短路故障的威脅較大。因此，電力變壓器在運(yùn)行中，仍然有可能發(fā)生各種類型的故障或出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)。它的故障對電力系統(tǒng)的安全連續(xù)運(yùn)行會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。特別是大容量變壓器的損壞，對系統(tǒng)的影響更為嚴(yán)重。因此，考慮到變壓器在電力系統(tǒng)中的重要地位及故障和不正常工作狀態(tài)可能造成的嚴(yán)重后果，必須根據(jù)電力變壓器容量和重要

36、程度裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。2.電力變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)2.1 變壓器的故障類型變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。2.2 變壓器的不正常工作狀態(tài)變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：變壓器外部短路引起的過電流；負(fù)荷長時(shí)間超過額定容量引起的過負(fù)荷；風(fēng)扇故障或油箱漏油等原因引起冷卻能力的下降；外加電壓過高或頻率降低引起過勵(lì)磁等。這些不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯過熱。此外，對于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過電壓，威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行工況下會(huì)使變壓器過勵(lì)磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過熱。變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)

37、時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出報(bào)警信號，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。3.變壓器瓦斯保護(hù)的基本原理及整定3.1 瓦斯保護(hù)的整定本次設(shè)計(jì)所采用的變壓器型號為： scb9-10000/10瓦斯保護(hù)有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設(shè)于油箱與油枕之間的連接導(dǎo)管上。其中輕瓦斯按氣體容積進(jìn)行整定，整定范圍為：250300cm3,一般整定在250cm3 。重瓦斯按油流速度進(jìn)行整定，整定范圍為：0.61.5m/s,一般整定在1m/s 。瓦斯保護(hù)原理如圖4-1所示。 圖4-1 瓦斯保護(hù)原理示意圖 一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250300，變壓器容量在10000kva及以上時(shí)，一般正

38、常整定值為250，氣體容量整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變的。 重瓦斯保護(hù)油流速度的整定重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.61.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油流速度整定為0.61m/s時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.40.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1m/s左右。本設(shè)計(jì)所選瓦斯繼電器氣體的容積整定范圍為250；而重瓦斯保護(hù)油流速度整定在1m/s左右。5.變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)如圖4-1所示，其中：、分別為變壓

39、器高壓側(cè)和低壓側(cè)的一次電流，參考方向?yàn)槟妇€指向變壓器；、為相應(yīng)的電流互感器二次電流； 差動(dòng)繼電器。圖4-1 雙繞組單相變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖流入差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流為 縱差保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為 式中，為縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流；為差動(dòng)電流的有效值。設(shè)變壓器的變比為，可進(jìn)一步表示為變形為 式中，、分別為兩側(cè)電流互感器的變比。若選擇電流互感器的變比，使之滿足 這樣變?yōu)?忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)一次電流的關(guān)系為。根據(jù)上式，正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，差動(dòng)電流為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作；變壓器內(nèi)部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點(diǎn)故障時(shí)，相當(dāng)于變壓器內(nèi)部多了一個(gè)故障支路，流入差動(dòng)繼電器的

40、差動(dòng)電流等于故障點(diǎn)電流（變換到電流互感器二次側(cè)），只要故障電流大于差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流，差動(dòng)保護(hù)就能迅速動(dòng)作。因此，式子變成為變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中電流互感器變比選擇的依據(jù)。實(shí)際電力系統(tǒng)都是三相變壓器（或三相變壓器組），并且通常采用ynd11 接線方式，如圖4-2(a)所示（假定一次電流從同名端流入，二次電流從同名端流出）。這樣的接線方式造成了變壓器一、二次電流的不對應(yīng)，以a相為例，正常運(yùn)行時(shí)，由于，超前，如圖4-2（b）所示。 (a) （b）圖4-2 雙繞組三相變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理接線圖（a）接線圖 (b)對稱工況下的向量關(guān)系若仍用上述針對單相變壓器的差動(dòng)繼電器的接線方式，將一、二次電流直接引入

41、差動(dòng)保護(hù)，則會(huì)在繼電器中產(chǎn)生很大的差動(dòng)電流?？梢酝ㄟ^改變縱差動(dòng)保護(hù)的接線方式消除這個(gè)電流，就是將引入差動(dòng)繼電器的y側(cè)的電流也采用兩相電流差，即 式中，、分別為流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流。這樣就可以消除兩側(cè)電流不對應(yīng)。由于y側(cè)采用了兩相電流差，該側(cè)流入差動(dòng)繼電器的電流增加了倍。為了保證正常運(yùn)行及外部故障情況下差動(dòng)回路沒有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要相應(yīng)地增大倍，即兩側(cè)電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足 為了滿足上式，變壓器兩側(cè)電流互感器采用不同的接線方式，如圖4-2（a）所示。d側(cè)采用y，d12的接線方式，將各相電流直接接入差動(dòng)繼電器內(nèi)；y側(cè)采用y，d11的接線方式，將兩相電流差接入差動(dòng)繼電器內(nèi)。模擬式的差動(dòng)保護(hù)都是采用圖4-2（a）所示的接線方式；對于數(shù)字式差動(dòng)保護(hù)，一般將y側(cè)的三相電流直接接入保護(hù)裝置內(nèi)，由計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)上式的功能，以簡化接線。電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。三繞組變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的。圖5-3所示的是y，y,d11接線方式三繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)單相示意圖，