變電站課程設(shè)計(jì)

本科生課程設(shè)計(jì)題目學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)職稱年月日新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制TOC\o"1-3"\h\u8507摘要 ③使得線路復(fù)雜，不利于二次側(cè)保護(hù)的設(shè)計(jì)1.3選擇結(jié)果結(jié)合任務(wù)書給的要求，二類負(fù)荷占總負(fù)荷的60%，三類負(fù)荷占總負(fù)荷的40%，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的具體情況及終端變電所在可靠性、靈活性的基礎(chǔ)上力求經(jīng)性原則，參照上述方案，選擇如下：在10kV側(cè)：采用單母線接線；在110kV側(cè)：采用單母線分段接線主接線圖如下圖所示：圖一單母線分段接線2.變電站主變壓器的選擇：2.1主變壓器的選擇在各種電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換電壓，進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)依據(jù)電力系統(tǒng)5-10年的發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮以下問題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、繞組接線組別（在電廠和變電站中一般都選用YN，d11常規(guī)接線）、調(diào)壓方式、冷卻方式。2.1.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇因?yàn)樨?fù)荷容量為50MW,功率因數(shù)為0.8，查有關(guān)資料應(yīng)選SFL1-40000/110型的變壓器2臺(tái)滿足本變電所的容量。兩臺(tái)正常運(yùn)行且互為備用。2.1.2主變壓器容量的選擇(1)主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。(2)主變壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。(3)在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(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。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。(4)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70%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。(5)當(dāng)一臺(tái)事故停用時(shí)，另一臺(tái)變壓器事故過負(fù)荷能力查表得出過負(fù)荷倍數(shù)為1.3，允許時(shí)間為2小時(shí)。2.1.3主變相數(shù)及接線組別的選擇（1）主變相數(shù)的選擇根據(jù)選擇主變相數(shù)所應(yīng)考慮的原則：在運(yùn)輸條件不受限制時(shí)，330kV及以下的變電所均應(yīng)選三相變壓器。此次設(shè)計(jì)110/10KV變電所選擇的是三相變壓器。（2）主變繞組數(shù)的確定。此變電所為110/10KV兩個(gè)電壓等級(jí)的變電所,因此主變壓器應(yīng)選雙繞組變壓器。（3）主變接線組別的確定。本次設(shè)計(jì)電壓等級(jí)為110kV、10kV降壓變電所，因考慮本地區(qū)電網(wǎng)供電的可靠性,35kV及以下電網(wǎng)采用不接地或采用小電流接地方式，所以主變用Yn/d11連接組別。2.1.4選擇結(jié)果根據(jù)該變電所的原始資料、選擇主變壓器的原則，從對(duì)用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量等方面考慮，本次設(shè)計(jì)選用三臺(tái)主變壓器，型號(hào)為SFL1-40000/110型。選定的主變型號(hào)、參數(shù)見表1表1主變壓器參數(shù)表額定容量高壓低壓短路電壓（%）空載電流（%）連接組40000KVA110KV10.5KV10.50.7YN,d113．短路電流的計(jì)算3.1短路電流所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定的最大電流。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備的絕緣損壞、誤操作、雷擊、過電壓擊穿等。3.1.1短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。3.2各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式=式中所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量各電壓等級(jí)額定電壓最大持續(xù)工作電流==/基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)容量：低壓側(cè)(10.5kV):高壓側(cè)(110kV):3.3短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有2個(gè)。如圖所示。圖2短路點(diǎn)的等值電路圖每公里線路的電阻為：每公里電力線路的電抗,在工程計(jì)算中對(duì)于高壓架空電力線路一般可近似取.線路電抗標(biāo)么值：變壓器電抗標(biāo)么值：因?yàn)槭墙祲鹤冸娬荆迅邏簜?cè)看成無限大電源，故電抗標(biāo)幺值一定為3.3.1當(dāng)K1點(diǎn)出現(xiàn)短路時(shí)圖3K1短路點(diǎn)等值電路時(shí)間常數(shù)：Ta=0.05s，沖擊系數(shù)：。則：系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電抗為：d1點(diǎn)次暫態(tài)電流：d1點(diǎn)短路沖擊電流:d1點(diǎn)短路沖擊電流的有效值：d1點(diǎn)處的短路容量：（3-13）3.3.2當(dāng)K2點(diǎn)出現(xiàn)短路時(shí)圖4K2短路點(diǎn)等值電路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電抗為:d2點(diǎn)次暫態(tài)電流：d2點(diǎn)短路沖擊電流:d2點(diǎn)短路沖擊電流的有效值:d2點(diǎn)處的短路容量：表3-2短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)次暫態(tài)電(KA)沖擊電流(KA)沖擊電流的有效(KA)短路容量(MVA)K1K210.251.7526.094.4515.582.66186.4333.44主要電氣設(shè)備選擇4.1母線選擇選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：（1）選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；（2）選擇母線截面的大??；（3）檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；（4）對(duì)35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；（5）對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。4.1.110.5kV側(cè)母線選擇根據(jù)Tmax=3200h，查圖3-11，得到J=1.0A/mm2.求得母線經(jīng)濟(jì)截面：查手冊(cè)，選用截面為雙槽導(dǎo)體截面為2*(75*35)mm2的槽型銅母線，其Ial=5460A，Kf=1.02，ri=6.0cm，形狀系數(shù)K=0.4相間距a=0.7m。流過母線的最大工作電流由此可見可滿足母線正常發(fā)熱要求。4.1.2110kV側(cè)母線選擇母線額定電流：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面，根據(jù)Tmax=3200h，查圖3-11，得到J=1.4kA/mm2.求得母線經(jīng)濟(jì)截面：查手冊(cè)，選用截面為400的矩形鋁母線，雙條導(dǎo)線，導(dǎo)體平放，其Ial=570A流過母線的最大工作電流因Igmax=462A＜513A可滿足母線正常發(fā)熱要求。表4-1母線選型結(jié)果項(xiàng)目型號(hào)條數(shù)及放置母線類型Kf10.5kV側(cè)母線110kV側(cè)母線2625LGJ-400雙槽型雙條平放槽型銅母線矩形鋁母線1.0227305704.2斷路器的選擇：4.2.1高壓測(cè)斷路器的選擇變壓器旁斷路器:QF3、QF4的選擇:（4-9）由Un=110KV，Ig=0.22KA。查表使用：SW-3(110/1200)斷路器。SW-3(110G/1200)斷路器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)：In=1.2KA,Ibr=15.8KA，It=15.8KA(4s)，Imax=41KA，tb=0.07s，tp=0.4s。其中110KV側(cè)Iimp1=4.45KA，Ighp=2.66KA。校驗(yàn)開斷能力t1=tp+tg＞0.1s，則Ikt=Iimp<Ibr；故滿足條件。校驗(yàn)熱穩(wěn)定：Iimp1=4.458KAImax故滿足條件。校驗(yàn)熱穩(wěn)定：tk=0.2+0.04=0.24S<1S(4-10)Qk=Qp=4.75KASIt×4=998.6KAS。故滿足條件。表4-2高壓斷路器選擇計(jì)算值SW-3(110G/1200)UnIgIghpIshQk110KV0.222KA2.66KA4.45KA4.75KA2SUnInIbrImaxIt×t110KV1.2KA15.8KA41KA998.6KA2S高壓側(cè)母線進(jìn)線斷路器:QF1、QF2的選擇:（4-11）由Un=110KV，Ig=0.44KA。查表使用：SW-3(110/1200)斷路器。SW-6(220/1200)斷路器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)：In=1.2KA,Ibr=15.8KA，It=15.8KA(4s)，Imax=41KA，tb=0.07s，tp=0.4s。其中110KV側(cè)Ish=8.9KA，Ighp=5.32KA。校驗(yàn)開斷能力t1=tp+tg＞0.1s，則Ikt=Iimp<Ibr；故滿足條件。校驗(yàn)熱穩(wěn)定：Ish=8.9KAImax故滿足條件。校驗(yàn)熱穩(wěn)定：tk=0.2+0.04=0.24S<1S(4-12)Qk=Qp=19KASIt×4=998.6KAS。故滿足條件。表4-3高壓側(cè)母線進(jìn)線高壓斷路器選擇計(jì)算值SW-3(110G/1200)UnIgIghpIshQk110KV0.44KA5.32KA8.9KA19KA2SUnInIbrImaxIt×t110KV1.2KA15.8KA41KA998.6KA2S4.2.2低壓測(cè)斷路器的選擇斷路器QF5、QF6的選擇：10.5Kv側(cè)Ish=26.094KA；Ighp=15.58KA；（4-13）選用SN3-10G/3000斷路器參數(shù)：Un=10KV，In=3000A，Ibr=29KA，Imax=75KA；It=43.5KA（1s）校驗(yàn)開端能力：t1=tp+tb>0.1s，故Ikt=Iimp=27.24KA<Ibr=29KA；滿足條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定：tk=tp+tb=0.64s<1s。（4-14）所以滿足條件。表4-4低壓斷路器選擇計(jì)算值SN3-10G/3000UnIgIghpIshQk10.52.31KA15.58KA26.09KA251.85A2SUnInIbrImaxIt×t103KA43.5kA75kA189.25A2S低壓側(cè)母線出線斷路器QF7、QF8的選擇：10.5Kv側(cè)Ish=52.18KA；Ighp=33.248KA；（4-15）選用SNA-(10G/5000)斷路器參數(shù)：Un=10KV，In=5000A，Ibr=105KA，Imax=105KA；It=85KA（10s）校驗(yàn)開端能力：t1=tp+tb>0.1s，故Ikt=Iimp=54.48KA<Ibr=105KA；滿足條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定：tk=tp+tb=0.8s<1s。（4-16）所以滿足條件。表4-5低壓母線側(cè)斷路器選擇計(jì)算值SNA-10G/5000UnIgIghpIshQk10.54.62KA33.248KA52.18KA2178.2A2SUnInIbrImaxIt×t10kV5000A105kA300kA72250A2S4.2.3隔離開關(guān)的選擇QF1、QF2、QF9、QF10隔離開關(guān)型號(hào)選擇表4-6隔離開關(guān)QS1、QS2、QS9、QS10選擇計(jì)算值GW7-110UnIgIghpIshQk110KV0.44KA5.32KA8.9KA19KA2SUnInIbrImaxIt×t110KV600A55KA14KA980KA2SQS3、QS4、QS11、QS12隔離開關(guān)型號(hào)的選擇表4-7隔離開關(guān)QS3、QS4、QS11、QS12選擇計(jì)算值GW7-110UnIgIghpIshQk110KV0.22KA2.66KA4.45KA4.75KA2SUnInIbrImaxIt×t110KV600A55KA14KA980KA2S表4-8隔離開關(guān)QS5、QS6、QS13、QS14選擇計(jì)算值GN10-10TUnIgIghpIshQk10.52.31KA15.58KA26.09KA251.85A2SUnInIbrImaxIt×t10kV3KA200kA105kA55125A2S表4-9隔離開關(guān)QS7、QS8、QS15、QS16選擇計(jì)算值GN10-10TUnIgIghpIshQk10.54.62KA31.36KA52.18KA2178.2A2SUnInIbrImaxIt×t10kV6KA200kA105kA55125A2S4.3互感器的選擇及校驗(yàn)4.3.1電流互感器選擇（1）電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次回路電壓：式中：——電流互感器安裝處一次回路工作電壓；——電流互感器額定電壓。一次回路電流：式中：——電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；——電流互感器原邊額定電流。當(dāng)電流互感器使用地點(diǎn)環(huán)境溫度不等于時(shí)，應(yīng)對(duì)進(jìn)行修正。修正的方法與斷路器的修正方法相同。準(zhǔn)等級(jí)是根據(jù)所供儀表和繼電器的用途考慮?；ジ衅鞯臏?zhǔn)等級(jí)不得低于所供儀表的準(zhǔn)確級(jí)；當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，應(yīng)按其中要求準(zhǔn)確級(jí)最高的儀表來確定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。=1\*GB3①與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí)為0.5級(jí)，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)為0.5。儀表的準(zhǔn)確級(jí)為1.5時(shí)，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí)0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)0.5。儀表的準(zhǔn)確級(jí)為2.5時(shí)，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí)0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)1.0。=2\*GB3②用于電能測(cè)量的互感器準(zhǔn)確級(jí)：0.5級(jí)有功電度表應(yīng)配用0.2級(jí)互感器；1.0級(jí)有功電度表應(yīng)配用0.5級(jí)互感級(jí)，2.0級(jí)無功電度表也應(yīng)配用0.5級(jí)互感器；2.0級(jí)有功電度表及3.0級(jí)無功電度表，可配用1.0級(jí)級(jí)互感器。=3\*GB3③一般保護(hù)用的電流互感器可選用3級(jí)，差動(dòng)距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用D級(jí)，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：式中：——短路電流沖擊值；——電流互感器一次額定電流；——電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：式中：——最大短路電流；——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間；——電流互感器一次額定電流。——t秒時(shí)的熱穩(wěn)定倍數(shù)。（2）電流互感器的選擇根據(jù)如下條件選擇電流互感器：一次回路電壓：一次回路電流：110KV側(cè)電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流10KV側(cè)電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流表4-8電流互感器的型號(hào)及參數(shù)參數(shù)位置型號(hào)額定電流比(A)級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷(Ω)10%倍數(shù)1S熱（動(dòng)）穩(wěn)定倍數(shù)0.5級(jí)1級(jí)二次負(fù)荷(Ω)倍數(shù)110KV2500/50.5/BB/B0.5B2.02.01575/13010KV側(cè)LBJ-106000/50.5/D1/DD/D0.51D2.4<1050/90（3）電流互感器的校驗(yàn)1)10KV側(cè)電流互感器=1\*GB3①動(dòng)穩(wěn)定：符合要求=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗(yàn)斷路器可知：經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。2)110KV側(cè)電流互感器=1\*GB3①動(dòng)穩(wěn)定：符合要求=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗(yàn)斷路器可知：經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。4.3.2電壓互感器選擇（1）電壓互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次電壓：式中：——電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動(dòng)范圍為二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》第118頁、表538進(jìn)行選擇。準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在那一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量儀表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。二次負(fù)荷式中：——二次負(fù)荷；——對(duì)應(yīng)于在測(cè)量儀表所要求的最高準(zhǔn)確等級(jí)下，電壓互感器的額定容量。2）電壓互感器的選擇：由電壓互感器選擇的技術(shù)條件及各側(cè)使用情況：110KV側(cè)：10KV側(cè)：三側(cè)電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)：0.5級(jí)電壓互感器型號(hào)及參數(shù)型式額定變比（V）在下列準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)單相(屋外式)JCC-11050010002000JDJ-1010000/100801503205004.4絕緣子的選擇及校驗(yàn)根據(jù)母線額定電壓10KV和戶外裝設(shè)的要求，選用ZS-10型支柱絕緣子，其抗彎破壞負(fù)荷作用在絕緣子上的電動(dòng)力為：，因母線為兩片平放，此時(shí)，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。根據(jù)母線額定電壓110KV和戶外裝設(shè)的要求,選用ZS-110型支柱絕緣子。其抗彎破壞負(fù)荷=300N,因母線為兩片平放，此時(shí)，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于,滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。4.5熔斷器的選擇熔斷器是用于保護(hù)短路和過負(fù)荷的最簡單的電器。但其容量小，保護(hù)特性較差，一般僅適用于35KV及以下電壓等級(jí)，在發(fā)電廠中主要用于電壓互感器短路保護(hù)。一般選用RN2型。表4-8限流式熔斷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓（KV）額定電流（A）最大開斷容量（MVA）最大切斷電流（有效值）KA最小切斷電流或過電壓倍數(shù)RN2100.5100050,28,170.6~1.8(A)4.6各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表電氣設(shè)備型號(hào)數(shù)量主變壓器SFL1-40000/1102110KV母線截面為2405=400的矩形鋁母線110KV母線截面為雙槽導(dǎo)體截面為3570mm2槽型銅母線1高壓斷路器SW-6(220/1200)4低壓斷路器SN3-10G/3000SNA-10G/500042隔離開關(guān)（高壓側(cè)）GW7-1108隔離開關(guān)（低壓側(cè)）GN10-10T8絕緣子ZS-10；ZS-11036電流互感器(高壓側(cè))LBG-1102電流互感器(低壓側(cè))LBJ-102熔斷器(高壓側(cè))RN22熔斷器(低壓側(cè))RN22電壓互感器（高壓側(cè)）JCC-1102電壓互感器（低壓側(cè)）JDJ-102載流導(dǎo)體LGJ-120銅芯鋁絞線2電氣二次部分設(shè)計(jì)5繼電保護(hù)規(guī)劃及整定5.1主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定

變壓器的主保護(hù)通常采用差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。除了主保護(hù)外，變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路和接地短路的后備保護(hù)。變壓器的相間短路后備保護(hù)通常采用過電流保護(hù)、低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)以及負(fù)序過電流保護(hù)等，也有采用阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)的情況。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的變壓器還要裝設(shè)接地保護(hù)，接地保護(hù)通常采用零序電流保護(hù)。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：

變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。

縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)外部相間短路和接地短路時(shí)的后備保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)過勵(lì)磁保護(hù)其他非電量保護(hù)5.1.1瓦斯保護(hù)

容量為800KVA級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)裝置及整定：

瓦斯繼電器又稱氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過瓦斯繼電器流向油枕。目前，國內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開口杯式。

5.1.2瓦斯保護(hù)的整定：

一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變。

5.1.3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0.6—1.5m/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)，管中油速度整定為0.6—1.5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0.4—0.5。因此，本設(shè)計(jì)中，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1S左右。5.2縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)能反映電力變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障。對(duì)于6.3MV.A以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MV.A以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對(duì)于6.3MV.A及以上的廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MV.A及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)(以下簡稱差動(dòng)保護(hù))。對(duì)高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)。圖5變壓器差動(dòng)保護(hù)單相原理接線圖選出電流互感器變比，求出電流互感器二次額定電流，計(jì)算結(jié)果如表5-1所示表5-1計(jì)算結(jié)果列表參數(shù)變壓器高壓側(cè)計(jì)算數(shù)值變壓器低壓側(cè)計(jì)算數(shù)值額定電壓（kV）一次側(cè)額定電流（kA）電流互感器接線方式選用電流互感器變比電流互感器二次額定電流（A）1100.22Y2500/54.6102.31D6000/54.6確定保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流：(1)躲過變壓器的最大的勵(lì)磁涌流為：Iset=Krel×IN×Ku=1.3×2.31×1=3.0KA式中Krel：可靠系數(shù)，查閱工程手冊(cè)選用1.3。(2)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流：Iunb.max=(0.1Kst+△U+△fN)IK.max=(0.1×1+0.05+0.05)×4.45=0.979KA式中—電流互感器同型系數(shù)，取為1；—由變壓器調(diào)壓引起的誤差，取為0.05；—平衡線圈實(shí)際匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不同引起的誤差，取為0.05；—外部短路流過基本側(cè)的最大短路電流，一次小組給的電流值為4.45kA。躲過外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流為：Iset=KrelIumb.max=1.3×0.979=1.273KA式中—可靠系數(shù)，取為1.3。躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流(用代替)Iset=Krel×IL.max=Krel×IN1=1.3×0.22=0.286KA式中—變壓器的最大負(fù)荷電流，在最大負(fù)荷電流不確定時(shí)，可取變壓器的額定電流；—可靠系數(shù)，查閱工程手冊(cè)選用1.3。綜上所述，選取10kV側(cè)一次動(dòng)作電流Iset=0.286KA縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗(yàn)式Ksen=Ik.max.x/Iset=1.32/0.286=4.6>2式中Ik.mix.r—各種運(yùn)行方式下變壓器區(qū)內(nèi)端部故障時(shí)，流動(dòng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流.5.3外部相間短路和接地短路時(shí)的后備保護(hù)5.3.1過電流保護(hù)過電流保護(hù)為電力變壓器相間短路的后備保護(hù),當(dāng)流過被保護(hù)元件中的電流超過預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)，這種繼電保護(hù)稱為過電流保護(hù)。該保護(hù)一般用于容量較小的降壓變壓器上圖6變壓器過電流保護(hù)單相原理接線圖過電流保護(hù)，其單相原理接線如圖6所示。保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即Iset=KrelIl.max/Kre(8-6)式中：Krel—可靠系數(shù)，一般采用1.3；Kre—返回系數(shù)，一般采用0.85；Il.max—變壓器的最大負(fù)荷電流。則Iset=1.3×2.31÷0.85=3.53KA動(dòng)作時(shí)限由變壓器供電的線路保護(hù)裝置的最大時(shí)限大一時(shí)限階段，一般取0.5s—0.7s，這里取0.5s(當(dāng)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0.5s時(shí)，增設(shè)電流速斷保護(hù)。靈敏性校驗(yàn)保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，10kV最小運(yùn)行方式下，在靈敏度校驗(yàn)發(fā)生兩相短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的最小短路電流為19.77kA即Ksen=19.77÷3.53=5.6>2選用的保護(hù)裝置滿足要求。5.3.2零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器毫無例外地都采用零序過電流保護(hù)作為變壓器接地后備保護(hù)。零序過電流保護(hù)通常采用兩段式。零序電流保護(hù)Ι段與相鄰元件零序電流保護(hù)Ι段相配合；零序電流；零序電流保護(hù)Ⅱ段與相鄰元件零序電流保護(hù)后備段(注意，不是Ⅱ段)相配合。與三繞組變壓器相間后備保護(hù)類似，零序電流保護(hù)在配置要考慮縮小故障影響范圍的問題。根據(jù)需要，每段零序電流保護(hù)可設(shè)兩個(gè)時(shí)限，并以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，以較長的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。圖7零序過電流保護(hù)的原理接線和保護(hù)邏輯電路圖7所示的為雙繞組變壓器零序過電流保護(hù)的原理接線和保護(hù)邏輯電路。零序過電流取自變壓器中性點(diǎn)電流互感器的二次側(cè)。由于是雙母線運(yùn)行，在另一條母線故障時(shí)，零序電流保護(hù)應(yīng)該跳開母線斷路器QF，是變壓器能夠繼續(xù)運(yùn)行。所以零序電流保護(hù)Ⅰ段和Ⅱ段均采用兩個(gè)時(shí)限，短時(shí)限t1、t3跳開母聯(lián)斷路器QF，長時(shí)限t2、t4跳開變壓器兩側(cè)斷路器。其中：I0.OP—主變壓器零序過電流保護(hù)動(dòng)作電流I0.op.max—零序過電流保護(hù)相關(guān)段最大一次動(dòng)作電流（一般為額定電流）Krel—可靠系數(shù)，一般取1.15-1.2K0.bra.max—系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)主變壓器零序電流的最大分支系數(shù)nTAO—主變壓器零序電流互感器TA0的變比，其值為500（2）零序過電流保護(hù)靈敏系數(shù)校驗(yàn)其中：—線路出口單相接地時(shí)保護(hù)安裝處零序電流最小值（A）K0.sen—其值應(yīng)大于等于2（3）動(dòng)作時(shí)間的整定值:其中：t0.op.max—出線配合相關(guān)段零序過電流保護(hù)最長動(dòng)作時(shí)間0.5S—?jiǎng)幼鲿r(shí)間級(jí)差，微機(jī)保護(hù)取0.3-0.4s故保護(hù)裝置滿足整定要求。5.4過負(fù)荷保護(hù)一般情況