KV變電所的繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

Southwestuniversityofscienceandtechnology本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）某10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)木學(xué)姓院嬌名執(zhí)稱胸信搞息萌工勉程塞學(xué)牌院丸專齡業(yè)以名分稱勢(shì)電送氣炎工闖程握及厲其些自脹動(dòng)醒化躍學(xué)居生礦姓僑名間學(xué)龍?zhí)柪沃复簩?dǎo)兄教交師蓮畢寧效歡輝相墨教白授二〇一三年六月某10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)摘要：10KV變電所是將10KV配電電壓降為380V的終端變電所，主要為企業(yè)和工廠等用戶直接供電。本設(shè)計(jì)是主要針對(duì)10KV變電所的繼電保護(hù)所做的設(shè)計(jì)，可靠的繼電保護(hù)系統(tǒng)是變電所安全運(yùn)行和穩(wěn)定供電不可或缺的部分，主要用于一次系統(tǒng)的監(jiān)控、測(cè)量和保護(hù)。繼電保護(hù)系統(tǒng)由各種電量與非電量的繼電保護(hù)儀器相互配合而成。通過(guò)提供的原始設(shè)計(jì)資料進(jìn)行詳細(xì)的整定計(jì)算確定保護(hù)方式、類型和繼電保護(hù)儀器的整定值，并選擇合適的繼電器使變電所在故障狀態(tài)下繼電保護(hù)系統(tǒng)能可靠、快速、有選擇性地切除故障元件或是發(fā)出故障信號(hào)，從而達(dá)到保護(hù)儀器和確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。并在設(shè)計(jì)中繪制詳細(xì)的保護(hù)接線原理圖和系統(tǒng)展開(kāi)圖。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；整定計(jì)算；設(shè)備選型；圖紙繪制；地T晃h煌e刻甘R稈e把l血a疏y點(diǎn)據(jù)P抗r擦o香t足e并c獎(jiǎng)t六i敬o超n造扁D桑e沾s春i孫g變n捷六o桿f柴裹1送0儉K鎮(zhèn)V恥貧S陪u疼b六s絲t扶a貴t心i笛o箱n殖Abstract：10kvsubstationisa跡d查i山s顆t碗r喘i么b桑u振t鄰i干o姐n蛙敬v認(rèn)o想l級(jí)t柴a甚g拔e法久f凱o爬r競(jìng)m往伸1讓0芝k瓶v什蔥t除o債倆3勝8丟0過(guò)存v螺箭t陪e城r罷m追i趴n躲a勉l醫(yī)捉s乎u聞b限s君t丸a尸t膛i價(jià)o鳳n士,裂蹄m些a久i盟n待l謹(jǐn)y職沉f良o(jì)春r譯動(dòng)e跳n債t襯e藝r苦p宣r夢(mèng)i所s欠e電s思潤(rùn)a蔽n間d相妙f棕a喘c翅t(yī)姐o針r樓i耽e仔s牽端a爪n肌d岔結(jié)o擔(dān)t鳳h惜e毒r患謎u抹s蛛e趨r慘螞p亂o海w娃e括r畏毯s說(shuō)u東p蝶p登l租y鋼乏d勇i核r供e庸c猴t外l窮y各.席匙T衰h蠟i西s斜道d洞e伴s戀i怪g舊n星稍i薦s槽就m宋a止i板n奮l群y位霉f器o錯(cuò)r價(jià)室t沈h荷e經(jīng)閉1善0暴正k匯v律龜s越u褲b稠s建t榆a出t蠶i磚o魄n悠芝r家e現(xiàn)l作a這y托權(quán)p堂r鍋o劃t尋e滿c頑t籠i瞞o芒n漁糕d舉e炊s炮i挨g乘n劣,眉環(huán)r柳e映l鐵i節(jié)a乎b兆l蔥e夠每r吳e距l(xiāng)衣a仿y稈典p致r掩o圣t憐e擔(dān)c乒t礦i糧o嘗n妄寬s腦y距s按t膚e灘m元挎i拴s牲鋼a靈n卸亂i鐵n折t盒e孔g編r緊a僚l資朵p民a籃r僵t餃行o鞭f蛋蕉t篇h嫌e絨輪s惹u耀b茫s規(guī)t斥a妨t禮i黑o宣n臨捐s羞a臟f獲e駁暮o災(zāi)p藍(lán)e征r粒a億t沿i睜o濫n虛爆a其n說(shuō)d吵切s蹤t睡a而b簽l守e首疲p虜o蛇w籃e誰(shuí)r遞莫s筋u跟p讀p獅l段y恨,小懶m需a敬i菠n求l熟y養(yǎng)他u冤s喂e閑d欺胡i扣n燦帶a駁至s北y編s裳t飲e敬m休經(jīng)o里f側(cè)芳m蹦o委n喊i秤t拘o堂r先i吳n抵g拾,支徹m質(zhì)e繪a頌s鋼u匠r半e廉m題e爪n輸t內(nèi)雞a必n槐d累灰p仿r蘭o死t伶e杠c濱t浩i訴o沉n襯.蜂輪B卡y抬拍a歐l挪l米銀s膠o澤r譜t伯s埋很o賊f協(xié)拳p課o叨w車e羽r鳳克r捏e閱l雄a映y薦儀p許r仁o艱t夜e娘c盲t繪i多o獎(jiǎng)n晨變s夾y打s緒t釣e康m深鼻a鹿n掩d翻屬n松o償n策-娃e婆l座e待c憤t欠r裕i抵c敬i忽t葡y預(yù)千p俘r步o泛t擴(kuò)e怎c與t鏈i謠o逮n遺碎e東q嘩u寒i抹p擱m輸e檔n傍t寫炊t爭(zhēng)o疲登c靈o巾o蛇p如e懶r舒a繞t極e剩嚴(yán)w超i文t南h榆姐e喬a然c折h夠脹o罰t帽h謠e隱r仇.妖晃T橡h丸r鐘o麗u妥g災(zāi)h清螺t釀h任e貍予p峽r污o虜v蜂i拌s黨i忠o且n省洽o尊f顧離o括r膏i夏g汽i算n雹a曾l斤努d淡e校s著i姻g知n潑洗d林a僵t霞a該攤o危f押卡t仗h插e(cuò)翁愚d到e嫌t票a監(jiān)i沖l悲e高d眼系w頂a錦y吊鳳o遭f燙劍s始e潛t句t芹i杏n姓g欣極c姓a揪l細(xì)c且u癥l碎a鈴t銳i也o鋸n箱躺t崗o尸涌d澇e顧t羞e箱r銅m孫i學(xué)n軍e沉吼t蹤h熊e票耽p瓶r屠o紙t齡e槽c租t渴i括o勞n非,勵(lì)中t且y絕p助e弄,纏砌a供n袍d通睬r糠e蓋l員a米y片峰p暗r紗o穗t寧e旁c鼠t蓮i共o企n睬符s脹e抱t坡t輕i漿n虛g稼舍v枯a喇l偽u驕e撒月o刺f殘把i矮n咽s淹t祥r霸u(píng)伏m插e(cuò)桶n擦t慢s壤,樹(shù)刃a仁n佳d臨注s詳e乞l貞e犯c愚t墳鐮t肆h什e琴瓶p上p融r父o疲p轟r監(jiān)i行a覺(jué)t雨e場(chǎng)銹r范e戰(zhàn)l艷a勝y蜻題c杏a便n繪毯m蠶a酷k乎e糕策t禽h風(fēng)e井另s賞u鋤b牲s來(lái)t傭a香t楚i橫o萍n餅晃f決a水u披l蝕t贏暴i需n蠅呈t歸h瓶e隔亂s籌t坐a牽t嫁e辱什o奴f趁假r征e榮l者a頂y屈罰p細(xì)r自o止t蜂e碼c傅t夢(mèng)i渴o念n干捎s塌y精s堡t添e面m郵樸i筑s請(qǐng)深r鍬e廳l戴i捎a鵲b房l跨e督,銅彎f繪a智s塘t粒擦a竊n觸d默甘s墾e尸l兔e辣c哲t秤i薯v米e慮串r后e憤m鍵o極v雨a危l嶼熱o揪f坦籌f縣a緞u斯l旗t曲牽c嫁o士m臥p甜o怖n膛e梳n塑t付匆o壯r繪賣a慶忌f刑a偶u鐘l帶t晚飯s琴i清g拉n私a妖l蜜s款,墊匯s鐘o司夸a題s嶼鈔t第o潛浩p沒(méi)r翅o胞t討e暮c映t濕北e伶q濤u基i醉p你m今e辛n詳t認(rèn)卸a尺n捷d正針e沙n法s導(dǎo)u丸r濤e享話t封h醉e銳屑s悼t倆a繁b檢i御l杜i采t滴y供導(dǎo)o鳳f瑞層p儉o緒w爛e侄r哥挎s叛y唐s炊t棚e恥m級(jí).管同A蒜n裁d某柄d雀r舉a崗w繩鋤t稀h暑e閱膜d桂e擁s臨i氣g賴n特老d優(yōu)e勝t全a碗i韻l流s輪鍛o獄f阿蛛t看h耐e任熟p傭r窗o楊t榴e威c錄t悄i鄰o桶n盯哈w甩i盟r珠i慕n丘g往夢(mèng)p狗r雞i臘n少c快i蘿p倒l士e陪該d卡i胖a內(nèi)g亞r扎a相m像貪a芝n縣d附餃s殃y苗s媽t休e校m卵叔e(cuò)曬x敲p徑a紗n類s套i州o屆n帆劫p巖l件a搭n歉.Keywords:protectiverelaying,settingcalculation,equipmentselection,renderingdrawings目錄第1章緒論1TOC\o1.1設(shè)計(jì)概述 11.2選題意義與目的 21.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況 2第2章繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)思路及意義 42.1繼電保護(hù)的基本原理 42.2繼電保護(hù)裝置的基本要求 52.3繼電保護(hù)裝置常用器件介紹 5TOC\o第3章10KV變電所的一次系統(tǒng)分析及短路電流計(jì)算 73.110KV變電所一次系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn) 73.210KV變電所繼電保護(hù)方式和保護(hù)類型 83.2.1電源進(jìn)線應(yīng)配置的繼電保護(hù) 83.2.2電力變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù) 83.2.3變電所母線聯(lián)絡(luò)裝置應(yīng)配置的繼電保護(hù) 83.310KV變電所的短路電流計(jì)算 93.3.110KV變電所短路計(jì)算的概念和意義 93.3.210KV變電所標(biāo)幺值法短路電流的計(jì)算 9TOC\o第4章10KV變電所進(jìn)出線繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 134.1帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)設(shè)計(jì) 134.2速斷保護(hù)設(shè)計(jì) 144.3欠電壓保護(hù)設(shè)計(jì) 164.4電流測(cè)量和電機(jī)儲(chǔ)能回路設(shè)計(jì) 174.5防跳閘、合閘信號(hào)及事故分閘信號(hào)設(shè)計(jì) 18TOC\o第5章10KV變電所變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 195.1S9_630/10變壓器基本參數(shù)介紹 195.2變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài) 195.3S9_630/10變壓器的繼電保護(hù)配置 205.3.1帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù) 205.3.2變壓器的電流速斷保護(hù) 235.3.3低壓側(cè)單相接地保護(hù) 245.3.4變壓器低壓側(cè)零序電流保護(hù) 255.3.5過(guò)負(fù)荷保護(hù) 265.3.6瓦斯保護(hù) 275.4電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu) 295.5斷路器合閘、分閘信號(hào) 295.6變壓器故障及事故分閘信號(hào) 305.7事故信號(hào)回路及光子牌顯示 30TOC\o第6章10KV變電所母線聯(lián)絡(luò)斷路器繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 316.1測(cè)量回路設(shè)計(jì) 316.2過(guò)電流及掉閘回路 316.3電流速斷保護(hù)設(shè)計(jì) 32TOC\o第7章10KV變電所信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 347.1中央信號(hào)回路的類型和設(shè)計(jì)要求347.2中央事故信號(hào)回路347.2.1中央事故信號(hào)回路的構(gòu)成347.2.2ZC-23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號(hào)回路347.3中央預(yù)告信號(hào)回路367.3.1中央預(yù)告信號(hào)回路的構(gòu)成367.3.2BC-4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號(hào)回路36第8章10KV變電所二次回路的操作電源 388.1對(duì)操作電源的基本要求 388.2操作電源的選取 38TOC\oTOC\o結(jié)論 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42附錄1某10KV變電所的進(jìn)線繼電保護(hù)原理圖 44附錄2某10KV變電所的變壓器繼電保護(hù)原理圖 45附錄3某10KV變電所聯(lián)絡(luò)斷路器的繼電保護(hù)原理圖 46附錄4某10KV變電所預(yù)報(bào)故障信號(hào)回路原理圖 47第1章緒論1.1設(shè)計(jì)概述變電所的所有一次設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中由于外力、絕緣老化、過(guò)電壓、誤操作、設(shè)計(jì)制造缺陷等原因會(huì)發(fā)生如短路、斷線等故障。最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障就是發(fā)生各種類型的短路。在發(fā)生短路時(shí)很有可能發(fā)生以下后果。1.流過(guò)短路點(diǎn)的短路電流和燃起的電弧使故障元件毀壞。2.短路電流流過(guò)非故障元件，由于產(chǎn)生大量的熱使元件損壞或縮短其使用壽命。3.使電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓降低，使大量的用戶遭到損失或是設(shè)備壞。4.破壞電力系統(tǒng)中各個(gè)發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使系統(tǒng)崩潰。變電所故障主要是短路故障，包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。不同類型短路的發(fā)生概率也是不同的，通過(guò)實(shí)際記錄數(shù)據(jù)可知單相接地短路發(fā)生概率最大，約為91.23%。不同類型短路的短路電流大小也不一樣，一般為額定電流的幾倍到幾十倍。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，為了在故障后迅速恢復(fù)變電所的正常運(yùn)行，盡快消除運(yùn)行中的異常情況，以防止大面積的停電和保證對(duì)用戶的連續(xù)供電，繼電保護(hù)的作用就顯得尤為重要。繼電保護(hù)指的是繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)原理、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括由互感器獲取電壓、電流信息和故障狀態(tài)下保護(hù)裝置作用于跳閘或是信號(hào)的一整套設(shè)備。繼電保護(hù)的基本任務(wù)如下。1.快速、自動(dòng)、有選擇地將故障元件或故障部分從系統(tǒng)中分離出來(lái)，保護(hù)故障設(shè)備不遭受更大的破壞，保證其他正常工作的部分正常工作。2.在電氣設(shè)備不正常工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)維護(hù)的具體條件，發(fā)出故障信號(hào)或是直接跳閘。由于各種保護(hù)之間的相互配合和保證故障損失最小化，往往不要求迅速動(dòng)作，而是根據(jù)危害程度進(jìn)行一定的延時(shí)處理，以免短暫的沖擊波造成繼電器的誤動(dòng)作。針對(duì)10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，該繼電保護(hù)系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)大的部分來(lái)處理：1.變電所10KV進(jìn)線的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；變電所降壓變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；變電所母線斷路器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；1.2選題意義與目的10KV變電所是直接面對(duì)用戶的終端變電所，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中最為廣泛。繼電保護(hù)系統(tǒng)作為變電所的重要組成部分，它的作用不次于一次系統(tǒng)。因此繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要盡量周全，整定準(zhǔn)確，這樣才能保證變電所的正常供電和設(shè)備的安全。作為電氣專業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是我在大學(xué)期間必修的一門功課。是專業(yè)的象征性課程。在即將畢業(yè)的時(shí)候，選做繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的畢業(yè)課題有重大意義，它不僅讓我將在大學(xué)中所有的專業(yè)知識(shí)作了一次完整的梳理，鞏固了書本知識(shí)，還迫使我查閱很多相關(guān)資料，進(jìn)一步了解繼電保護(hù)。10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，它是一個(gè)綜合的課題，讓我在走出學(xué)校工作之前接觸到真正地工程設(shè)計(jì)，這是對(duì)我很大的鍛煉和提高。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，不可避免會(huì)發(fā)生各種故障，短路則是最常見(jiàn)的故障。在發(fā)生短路故障時(shí)短路電流會(huì)增大，為了避免電氣設(shè)備的損壞，最早采用了熔斷器串接于電路當(dāng)中，短路發(fā)生時(shí)，短路電流熔斷熔斷器斷開(kāi)要保護(hù)的設(shè)備。這種方式由于簡(jiǎn)單而大量采用。而在現(xiàn)代社會(huì)，電力系統(tǒng)的日趨復(fù)雜化，這種簡(jiǎn)單的設(shè)備已經(jīng)不能滿足要求了，于是就出現(xiàn)了現(xiàn)在的繼電器保護(hù)裝置，并迅速運(yùn)用于保護(hù)技術(shù)當(dāng)中。與此同時(shí)，材料和制造等有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和制造工藝也有著巨大的提高，共經(jīng)歷了機(jī)電式保護(hù)裝置、靜態(tài)繼電保護(hù)裝置和數(shù)字式繼電保護(hù)裝置等三個(gè)階段的發(fā)展。目前在國(guó)內(nèi)有些小型變電所依然使用的是機(jī)電式保護(hù)裝置，由于其抗干擾性能好，價(jià)格較為實(shí)惠，但由于這種保護(hù)裝置的體積大，動(dòng)作速度不夠，觸點(diǎn)容易發(fā)生粘連且磨損嚴(yán)重，不能承擔(dān)超高壓和大容量電力系統(tǒng)的需要而慢慢被取代。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)也趨于數(shù)字化，這種繼電保護(hù)裝置稱為數(shù)字式繼電保護(hù)。這種保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)同一種硬件電路實(shí)現(xiàn)不同原理的保護(hù)功能，從而使保護(hù)設(shè)備簡(jiǎn)單化，且更易操作，可靠性高且經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，數(shù)字式繼電保護(hù)具有強(qiáng)大的記憶、儲(chǔ)存和運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)原理很復(fù)雜的保護(hù)。通過(guò)程序可以對(duì)故障進(jìn)行分析、記錄和處理，工作的可靠性很高，是目前世界上主要的研究方向。對(duì)于10KV的終端變壓器，它是工廠企業(yè)和民用的主要配電變壓器。在運(yùn)用當(dāng)中最為廣泛，具有很大的研究?jī)r(jià)值。10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)也是朝著簡(jiǎn)單、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于這一類的低壓變電所還是采用了原來(lái)的電流繼電器和電壓繼電器等作為主要設(shè)備進(jìn)行保護(hù)裝置的配備，所以目前從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，數(shù)字式保護(hù)裝置初期投入較大且技術(shù)不夠成熟。繼電器保護(hù)裝置還有很大的研究?jī)r(jià)值。第2章繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)思路及意義2.1繼電保護(hù)的基本原理變電所在運(yùn)行過(guò)程中或許會(huì)出現(xiàn)一些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，這就會(huì)讓系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，造成對(duì)用戶供電質(zhì)量下降或者對(duì)設(shè)備的損壞。除了應(yīng)采取各種措施消除或是減少事故發(fā)生的可能性之外，一旦故障出現(xiàn)，就必須迅速而且準(zhǔn)確地切除故障元件或故障線路。完成這種功能的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置就是電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置。一般情況下，變電所發(fā)生故障時(shí)總會(huì)伴隨當(dāng)中的一些物理量的改變。例如，發(fā)生短路故障時(shí)會(huì)有電流增大、電壓降低、線路始端測(cè)量阻抗減小、電壓與電流之間相位角變化等情況。利用這些參量的變化可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)系統(tǒng)。如過(guò)電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)等等。還可以利用流過(guò)某一元件電流方向的不同來(lái)分辨是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障或是保護(hù)區(qū)外的故障（差動(dòng)保護(hù)），判定正向故障還是反向故障（方向電流保護(hù)），利用不對(duì)稱故障時(shí)出現(xiàn)的負(fù)序和零序分量作為判據(jù)構(gòu)成的各種繼電保護(hù)。除了這些反應(yīng)電氣量變化的保護(hù)裝置外，還有些反應(yīng)非電量的保護(hù)，例如，瓦斯保護(hù)和反應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組溫度升高而構(gòu)成的負(fù)荷保護(hù)。繼電保護(hù)裝置是由一些繼電器以一定方式連接組合以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)原理。原理如圖2-1所示。測(cè)量比較元件邏輯判斷元件測(cè)量比較元件邏輯判斷元件執(zhí)行輸出元件跳閘或信號(hào)相應(yīng)輸入值圖2-1繼電保護(hù)裝置的組成方框圖由圖2-1我們可以看到，繼電保護(hù)系統(tǒng)分為測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。其中測(cè)量部分是測(cè)量被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)電氣量，通常是由各種互感器完成這一工作。并將數(shù)值與給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”；“大于”、“不大于”、等于“0”或“1”等性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)；邏輯部分是根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)和輸出的邏輯狀態(tài)以及出現(xiàn)的順序或者是它們的組合，使保護(hù)裝置按照一定的邏輯關(guān)系工作，然后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。繼電保護(hù)中常用的邏輯回路有“或”、“與”、“非”、“延時(shí)啟動(dòng)”、“延時(shí)返回”以及記憶等回路；執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分送出的信號(hào)，最后完成保護(hù)任務(wù)的裝置。如故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，異常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)。2.2繼電保護(hù)裝置的基本要求變壓器各電氣元件之間通常都是用斷路器互相連接，每臺(tái)斷路器都裝有相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，它們可以向斷路器發(fā)出跳閘脈沖，從而動(dòng)作于跳閘。繼電保護(hù)裝置是以各電氣元件或線路作為被保護(hù)對(duì)象，其切除故障的范圍是斷路器之間的部分。繼電保護(hù)的基本要求是有選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。這些要求之間相輔相成或是相互制約，根據(jù)具體的情況加以協(xié)調(diào)處理。1．選擇性：作用于跳閘的保護(hù)裝置的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，來(lái)保證供電系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍然能繼續(xù)安全運(yùn)行。2．速動(dòng)性：快速地切除故障可以提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少用戶在低電壓情況下的工作時(shí)間，減輕故障元件的損壞程度，縮小故障的影響范圍以及提高自動(dòng)重合閘裝置和備用電源自動(dòng)投入裝置的動(dòng)作成功率等。因此，在故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)盡量保證繼電保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作，從而切除故障。3．靈敏性：保護(hù)裝置的靈敏度是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)裝置應(yīng)該是在規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，不論其位置、形式以及系統(tǒng)的運(yùn)行方向怎樣，都能靈敏反應(yīng)。4．可靠性：保護(hù)裝置的可靠性是指在指定的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，它不能拒絕動(dòng)作，而在正常運(yùn)行或保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，又不能誤動(dòng)作?？煽啃允潜Ｗo(hù)裝置本身的質(zhì)量和維護(hù)水平的主要表現(xiàn)，因此是繼電保護(hù)裝置的最根本要求。2.3繼電保護(hù)裝置常用器件介紹繼電保護(hù)裝置是由一些繼電器通過(guò)各種方式組合而成，這些常用的繼電器主要包括以下幾種。1.電流繼電器電流繼電器是電流保護(hù)的主要測(cè)量器件，它是反應(yīng)電流變化的簡(jiǎn)單繼電器的典型代表，在10KV的變電所當(dāng)中，通常選擇DL-10或是GL-10系列。電流繼電器一般都是過(guò)量繼電器，當(dāng)被保護(hù)線路當(dāng)中電流超過(guò)其整定值時(shí)，由于銜鐵被磁化產(chǎn)生的電磁力矩大于其彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵被吸引，從而常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。這就是繼電器動(dòng)作的原理；當(dāng)被保護(hù)電路中電流減小，繼電器內(nèi)部回路中產(chǎn)生的力矩小于彈簧的作用力時(shí)，銜鐵釋放。常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，這就是繼電器的返回。返回電流與動(dòng)作電流之比稱為繼電器的靈敏系數(shù)。2.電壓繼電器欠電壓繼電器的觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)其觸點(diǎn)打開(kāi)，出現(xiàn)故障時(shí)，當(dāng)母線電壓下降到一定程度的時(shí)候繼電器觸點(diǎn)閉合，保護(hù)裝置動(dòng)作。這個(gè)電壓稱為動(dòng)作電壓。當(dāng)故障清除，被保護(hù)線路電壓上升到一定值時(shí)，繼電器觸點(diǎn)打開(kāi)，保護(hù)返回。這時(shí)的電壓稱為返回電壓。3.中間繼電器中間繼電器的作用是在繼電保護(hù)裝置中增加觸點(diǎn)個(gè)數(shù)以及容量，其觸點(diǎn)可以是常開(kāi)也可以是常閉觸點(diǎn)。4.時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器的主要功能是在得到電流繼電器或是電壓繼電器的動(dòng)作信號(hào)時(shí)，加以一定的延時(shí)，以保證動(dòng)作的選擇性，而后才把信號(hào)向下一級(jí)傳遞。其主要要求是：延時(shí)動(dòng)作，瞬時(shí)返回。5.信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器用來(lái)做繼電保護(hù)的故障信號(hào)指示，接通燈管或報(bào)警設(shè)備。其動(dòng)作后觸點(diǎn)自保持，不能自動(dòng)返回，需要由值班人員手動(dòng)復(fù)歸。第3章10KV變電所的一次系統(tǒng)分析及短路電流計(jì)算3.110KV變電所一次系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)變電所的一次系統(tǒng)是指將所有一次設(shè)備，諸如變壓器、母線、斷路器、電力電容器（補(bǔ)償器）、輸電線路等設(shè)備連接起來(lái)的線路。在一次系統(tǒng)當(dāng)中，幾乎所有電氣設(shè)備都在高電壓狀態(tài)下工作，為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行和其自身的安全，必須在一次系統(tǒng)上設(shè)計(jì)二次系統(tǒng)，對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控。設(shè)計(jì)可靠的二次系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。因此必須對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的分析和準(zhǔn)確的判斷。如圖3-1所示。QSQSFQFTAQSQSFUTVQSQSFUTVQSTAQFQSQSQFQSTAYoYo進(jìn)線變壓器聯(lián)絡(luò)測(cè)量電壓互感器測(cè)量電壓互感器圖3-110KV變電所一次系統(tǒng)圖需要說(shuō)明的是，圖3-1只是一次系統(tǒng)的一部分，全圖是由與上圖對(duì)稱的另一部分一起構(gòu)成的。作為主電路的備用電路和電源。通過(guò)聯(lián)絡(luò)線將兩邊連起來(lái)。當(dāng)電路正常運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)線處的1QF接通對(duì)線路供電，而聯(lián)絡(luò)處的3QF處于斷開(kāi)狀態(tài)，線路處于正常工作狀態(tài)。電路線路系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，各種繼電保護(hù)使其1QF跳閘，而為了能使其他設(shè)備正常工作，在斷開(kāi)1QF的同時(shí)接通3QF，另一路電源為其供電。它對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，因而要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的繼電保護(hù)。圖中采用單母線分段式接線，一段正常工作，一段作為后備線路和電源，由于兩段同時(shí)出故障的可能性很小，因此這樣可以很大程度提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。在進(jìn)線處，采用母線隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，為了保證進(jìn)線端的穩(wěn)定，防止因電流電壓波動(dòng)引起的其他電氣設(shè)備的不正常工作，必須對(duì)這里的斷路器進(jìn)行二次保護(hù)。在主接線中使用的是接于A、C兩相的電流互感器，所以在保護(hù)的時(shí)候也要采用兩相兩繼電器的星型接線方式。另外，在保護(hù)中最好做一個(gè)欠電壓保護(hù)；在變壓器端，母線隔離開(kāi)關(guān)和斷路器接于變壓器的高壓端，采用了三相的電流互感器接線，在變壓器保護(hù)當(dāng)中就首選三相三繼電器的接線方式；母線聯(lián)絡(luò)處起到了備用電源和備用電路在另一電路故障時(shí)投入工作的切換作用，采用兩相電流互感器，在設(shè)計(jì)保護(hù)時(shí)，就選擇了兩相兩繼電器接線。3.210KV變電所繼電保護(hù)方式和保護(hù)類型3.2.1電源進(jìn)線應(yīng)配置的繼電保護(hù)通過(guò)對(duì)10KV變電所一次系統(tǒng)的分析，在該變電所的兩組進(jìn)線當(dāng)中必須設(shè)定以下保護(hù)方式：1．帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，采用兩相兩繼電器星型接線，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。2．速斷保護(hù)，采用兩相兩繼電器星型接線，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。3．欠電壓保護(hù)，由電壓互感器引出線，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。電力變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)對(duì)于10KV的電力變壓器，查閱相關(guān)的變壓器參數(shù)以及結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)設(shè)以下保護(hù)配置：1．裝于變壓器高壓側(cè)的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，采用三相三繼電器星型接線。作用于信號(hào)和斷路器跳閘，同時(shí)兼做低壓側(cè)的單相接地保護(hù)。2．電流速斷保護(hù)，采用三相三繼電器星型接線，裝于變壓器高壓側(cè)，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。3．零序電流保護(hù)，零序電流保護(hù)作為接地短路的后備保護(hù)。4．裝于高壓側(cè)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，由于過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般三相對(duì)稱，因此采用單相一繼電器接線。作用于信號(hào)。5．瓦斯保護(hù)，裝于變壓器上。輕瓦斯作用于信號(hào)，重瓦斯作用于信號(hào)和斷路器跳閘。3.2.3變電所母線聯(lián)絡(luò)裝置應(yīng)配置的繼電保護(hù)母線聯(lián)絡(luò)裝置是兩組線路和電源的重要切換設(shè)備，在保護(hù)時(shí)應(yīng)考慮到兩組線路的特點(diǎn)，現(xiàn)給出以下配置：1．過(guò)電流保護(hù)，采用兩相兩繼電器接線，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。2．速斷保護(hù)，采用兩相兩繼電器接線，作用于信號(hào)和斷路器跳閘。3.310KV變電所的短路電流計(jì)算3.3.110KV變電所短路電流計(jì)算的概念和意義通常情況下在三相交流運(yùn)行的電力系統(tǒng)當(dāng)中，主要包括了以下幾種短路故障：三相短路、兩相短路和單相接地短路。一般來(lái)說(shuō)，三相短路的電流值最大?？梢赃_(dá)到額定電壓的很多倍。短路時(shí)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，損壞電氣設(shè)備。短路時(shí)電壓大大降低，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在短路過(guò)程中，短路電流的波動(dòng)情況取決于電力系統(tǒng)的電源容量或是短路點(diǎn)離電源的距離。短路電流計(jì)算內(nèi)容應(yīng)該包括最大短路電流值，用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定和分?jǐn)嗄芰?，整定繼電保護(hù)裝置；同時(shí)還應(yīng)該求出最小的短路電流值，用來(lái)校驗(yàn)繼電保護(hù)設(shè)備的靈敏度。3.3.210KV變電所標(biāo)幺值法短路電流的計(jì)算標(biāo)幺值是一種相對(duì)單位制法，其值為該設(shè)備的實(shí)際值與選定的基準(zhǔn)值的比值。采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，通常需要首先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，則對(duì)于本設(shè)計(jì)，基準(zhǔn)容量選擇為，與其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗可以由下式推導(dǎo)(3-1)(3-2)1.三相短路電流計(jì)算對(duì)于本設(shè)計(jì)，其計(jì)算電路如圖3-2所示。圖3-2短路電流計(jì)算電路圖1)基準(zhǔn)值的選定由圖3-2可知變電所高壓側(cè)的電壓等級(jí)為10KV，低壓側(cè)電壓等級(jí)為0.38KV，則其標(biāo)幺值法的基準(zhǔn)值為：高壓側(cè)，低壓側(cè)。而2)計(jì)算電路中主要元件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值計(jì)算已知系統(tǒng)在最大方式下，，因此b.架空線路的電抗標(biāo)幺值計(jì)算查相關(guān)手冊(cè)得到，已知架空線路長(zhǎng)則有c.電力變壓器的電抗標(biāo)幺值計(jì)算查手冊(cè)可以得到s9-630/10的，于是有 由于是兩臺(tái)同型號(hào)變壓器，所以，所以該電路的短路等效電路如圖3-3所示。圖3-3短路等效電路圖3)對(duì)于短路點(diǎn)K-1的計(jì)算①最大運(yùn)行方式下計(jì)算a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量的有效值c.其他的三相短路電流為d.三相短路容量②最小運(yùn)行方式下計(jì)算a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量的有效值c.其他的三相短路電流為d.三相短路容量4)對(duì)于短路點(diǎn)K-2點(diǎn)的計(jì)算①最大運(yùn)行方式下計(jì)算a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量的有效值c.其他的三相短路電流為d.三相短路容量②最小運(yùn)行方式下計(jì)算a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量的有效值c.其他的三相短路電流為d.三相短路容量2.兩相短路電流計(jì)算在系統(tǒng)容量無(wú)限大時(shí)，發(fā)生兩相短路的短路電流可以由下式求得(3-3)式中，為短路點(diǎn)的線電壓。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和三相短路電流有如下的關(guān)系(3-4)因此，在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，可以計(jì)算出該短路點(diǎn)的三相短路電流，從而得到兩相短路電流。3.單相短路電流計(jì)算在工程設(shè)計(jì)中，常利用下式計(jì)算單相短路電流(3-5)式中，為電源相電壓；為單相短路回路的阻抗，可查相關(guān)手冊(cè)?；虬聪率接?jì)算(3-6)式中，、分別為變壓器單相的等效電阻和電抗；、分別為相線與N線或與PE線的短路回路電阻和電抗，可由相關(guān)手冊(cè)查得。在相關(guān)手冊(cè)查得本設(shè)計(jì)用變壓器單相短路電流為第4章10KV變電所進(jìn)出線繼電保護(hù)設(shè)計(jì)4.1帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)設(shè)計(jì)1．帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)在運(yùn)用當(dāng)中可以作為主保護(hù)或是下級(jí)保護(hù)拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時(shí)也可以作為本線路主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù)。這里采用了定時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，這種保護(hù)的整定動(dòng)作時(shí)間固定。在一般的情況下，過(guò)電流保護(hù)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，也能作為鄰近保護(hù)的后備保護(hù)。如圖4-1(a)所示，電流互感器分別接于保護(hù)線的A、C兩相，正常工作時(shí)斷路器QF閉合，在系統(tǒng)中由于短路而導(dǎo)致的短路電流增大時(shí)，流入電流繼電器的電流增大，繼電器啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器KT的延時(shí)后，信號(hào)傳送至信號(hào)繼電器線圈，接通脫扣線圈而斷路器跳閘。同時(shí)信號(hào)繼電器發(fā)出故障信號(hào)。（a）（b）圖4-1(a）帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的接線原理圖;(b)帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)展開(kāi)圖2．帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算1）動(dòng)作電流的整定計(jì)算(4-1)式中—可靠系數(shù)，取1.2(DL)至1.3(GL)；—返回系數(shù)，取0.85；—過(guò)負(fù)荷電流，；—接線系數(shù)，取1；—電流互感器變比(300/5)；所以取。2）動(dòng)作時(shí)間的整定計(jì)算一般比相鄰保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)階梯時(shí)間，這里相鄰的為速斷保護(hù)，時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為它的后備保護(hù)。其動(dòng)作時(shí)間為1s。3）靈敏度的校驗(yàn)保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)為(4-2)式中為最小運(yùn)行方式下，線路末端兩相短路穩(wěn)態(tài)電流；在過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)時(shí)，靈敏度大于1.2即滿足要求；，滿足要求。在此選擇GL-11/5型過(guò)電流繼電器即能滿足要求。4.2速斷保護(hù)設(shè)計(jì)1．電流速斷保護(hù)原理作為進(jìn)線保護(hù)的主保護(hù)，要求速斷保護(hù)能迅速地切除故障。需要注意的是，這里采用瞬時(shí)速斷保護(hù)是不合適的。因?yàn)槟妇€短路和饋線出口短路的短路電流是一樣的，根本無(wú)法區(qū)分是母線故障還是饋線短路。所以進(jìn)線只能采用定時(shí)限速斷電流保護(hù)。圖4-2是無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的原理圖，由圖中可以知道，它和前面不同的地方在于沒(méi)有時(shí)間繼電器，這是為了時(shí)現(xiàn)瞬時(shí)動(dòng)作。(a)(b)圖4-2(a)電流速斷保護(hù)原理圖;(b)電流速斷保護(hù)展開(kāi)圖2．電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算1）動(dòng)作電流的整定(4-3)式中—最大運(yùn)行方式下線路末端的三相短路超瞬態(tài)電流—可靠系數(shù)，取1.2(DL)或1.5(GL)則2）靈敏度校驗(yàn)按最小方式運(yùn)行下線路始端兩相短路電流校驗(yàn)，則有(4-4)式中為最小運(yùn)行方式下，線路始端兩相短路電流；因此，；不滿足靈敏度要求，因此裝設(shè)帶時(shí)限的速斷保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照相鄰元件末端短路時(shí)的最大三相短路整定，其整定電流為(4-5)式中為最大運(yùn)行方式下相鄰元件末端三相短路穩(wěn)態(tài)電流。則有，取57A；靈敏度校驗(yàn)為：，滿足要求；動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s，設(shè)計(jì)原理圖如圖4-1所示。這里選擇DL-31/100型電流繼電器，整定倍數(shù)為8倍。4.3欠電壓保護(hù)設(shè)計(jì)1．欠電壓保護(hù)的基本原理在工廠運(yùn)行過(guò)程中，由于發(fā)生短路故障等原因，線路電壓會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅度降低甚至消失的現(xiàn)象。這會(huì)給線路和電氣設(shè)備帶來(lái)很大的損傷。例如：讓電動(dòng)機(jī)疲倒、堵轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生很大的短路電流，以至于燒壞電動(dòng)機(jī)。當(dāng)線路中電壓降低到一定程度時(shí)，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)疲倒。這時(shí)的電壓稱為臨界電壓。線路電壓降低到臨界電壓時(shí)，保護(hù)電器啟動(dòng)，這是欠電壓保護(hù)，它的任務(wù)主要是防止設(shè)備因過(guò)載而燒毀。當(dāng)本路電壓低于臨界電壓保護(hù)電器才動(dòng)作的稱為失壓保護(hù)，其主要任務(wù)則是防止電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中采用了欠電壓保護(hù)，裝于出線上。其保護(hù)原理圖如4-3所示。圖4-3欠電壓保護(hù)原理圖2．欠電壓保護(hù)整定計(jì)算欠電壓保護(hù)的整定電壓為(4-6)式中為正常工作時(shí)的最低工作電壓，一般取為額定電壓的90%；為可靠系數(shù)，取1.1；為低電壓繼電器的返回系數(shù)，取1.25；因此，；動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s。選擇JVR-380型電壓繼電器。4.4電流測(cè)量和電機(jī)儲(chǔ)能回路設(shè)計(jì)1．電流測(cè)量回路設(shè)計(jì)在前面章節(jié)中，對(duì)于一次系統(tǒng)的分析可知，進(jìn)線端采用的是兩相電流互感器接線，分別接于保護(hù)線段的A、C兩相。因此選擇了兩個(gè)電流表分別接在A、C相上，用以測(cè)量電流值。如圖4-4所示。圖4-4電流測(cè)量回路2．電機(jī)儲(chǔ)能回路設(shè)計(jì)在斷路器需要跳閘來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能時(shí)，是由電機(jī)儲(chǔ)能設(shè)備為其提供跳閘能量的，那么在正常工作情況下，儲(chǔ)能電路就要儲(chǔ)存足夠的能量，為故障狀況下的跳閘準(zhǔn)備能量。其設(shè)計(jì)電路如圖4-5所示。圖4-5電流測(cè)量回路4.5防跳閘、合閘信號(hào)及事故分閘信號(hào)設(shè)計(jì)在變電所正常或是不正常狀態(tài)下，為了便于值班人員觀察，都會(huì)設(shè)置一些很直觀的信號(hào)來(lái)表示變電所當(dāng)前的工作狀態(tài)。這些直觀信號(hào)就是信號(hào)繼電器發(fā)出的燈光或是報(bào)警信息。如圖4-6和4-7所示。圖4-6合閘和防跳閘回路圖4-7事故分閘信號(hào)回路第5章10KV變電所變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)5.1S9_630/10變壓器基本參數(shù)介紹S9_630/10變壓器為三相油浸式變壓器，其主要參數(shù)如下：安裝位置：戶外正常安裝相數(shù)/頻數(shù)：三相50HZ中性點(diǎn)方式：接地電壓變比：6±2×2.5％／0.4KV阻抗電壓：4.5％額定容量：630KVA聯(lián)結(jié)組號(hào)：Dyn11分接范圍：高壓側(cè)±2×2.5％分接方式：無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓絕緣方式：變壓器油絕緣等級(jí)：F現(xiàn)場(chǎng)工頻耐壓/雷電沖擊耐壓：25/65KV結(jié)構(gòu)形式：密閉油浸繞組：銅冷卻方式：自然液冷低壓側(cè)出線形式：絕緣母線溫度顯示控制裝置：要5.2變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)在10KV變電所中，變壓器作為用來(lái)降低電壓的必備電氣設(shè)備，它的故障會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的安全性帶來(lái)巨大威脅，同時(shí)變壓器本身也是十分貴重的。因此在實(shí)際運(yùn)用中，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)變壓器進(jìn)行可靠的繼電保護(hù)裝置的配置，以保證變壓器能夠正常工作。變壓器的故障可以分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部的故障是指油箱內(nèi)的故障，主要包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路和鐵芯的因過(guò)電流而燒壞，同時(shí)產(chǎn)生的電弧會(huì)損壞繞組間的絕緣、燒壞鐵芯、使絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生大量的氣體，有時(shí)可能會(huì)引起變壓器油箱的爆炸；油箱外的故障主要是指套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路等故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有：變壓器外部短路，通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐可知，變壓器發(fā)生單相接地短路的概率最大，約占到總故障的83%，其次是兩相接地短路，大約8%。引起的短路電流、負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定值引起的過(guò)負(fù)荷，各種原因引起的冷卻能力下降等問(wèn)題。這些不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯產(chǎn)生大量的熱。另外，在中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星型接線變壓器中，外部發(fā)生接地短路時(shí)，有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅其絕緣；而容量較大的變壓器在過(guò)電壓或是低頻率等異常情況下運(yùn)行會(huì)使變壓器過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過(guò)熱。變壓器在不正常工作狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)視其嚴(yán)重程度發(fā)出故障信號(hào)或跳閘，確保變壓器不受到毀滅性的傷害。變壓器故障時(shí)，除了變壓器各側(cè)電壓、電流會(huì)較正常時(shí)有所變化，其內(nèi)部的冷卻油、氣、溫度等非電氣量也會(huì)與正常時(shí)不同。因此就可以根據(jù)這些物理量的改變確定變壓器的繼電保護(hù)方式和類型。5.3S9_630/10變壓器的繼電保護(hù)配置按GB50062—1992規(guī)定：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)的保護(hù)裝置：1、繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；2、繞組的匝間短路；3、外部短路引起的過(guò)電流；4、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；5、過(guò)負(fù)荷；6、油面降低；7、變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。根據(jù)S9_630/10變壓器的各種參數(shù)，查閱相關(guān)資料，現(xiàn)給出如下繼電保護(hù)配置。5.3.1帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)是將被保護(hù)線路的電流接入過(guò)電流繼電器，在線路發(fā)生短路時(shí)，線路中的電流劇增，當(dāng)線路中電流增大到整定值時(shí)，過(guò)電流繼電器動(dòng)作，并且用時(shí)間繼電器來(lái)保證動(dòng)作的選擇性。按照動(dòng)作時(shí)間特性區(qū)分，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)兩種。由于變壓器高壓側(cè)裝設(shè)有斷路器，因此選擇了定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。同時(shí)考慮到低壓側(cè)的單相接地短路保護(hù)，這里采用三相三繼電器接線方式兼做低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，適合小型配電所，接線簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)適用。1．定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的基本原理定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間按整定的動(dòng)作時(shí)間固定不變，與故障電流大小無(wú)關(guān)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置由電磁式系列繼電器組成，其組成原理電路圖如5-1所示。（a）（b）圖5-1(a)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理圖;(b)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的展開(kāi)圖當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生相間短路或單相短路時(shí)，較大的故障電流使電流繼電器KA1、KA2和KA3瞬時(shí)動(dòng)作，其觸點(diǎn)閉合，接通時(shí)間繼電器KT的線圈回路，其觸點(diǎn)經(jīng)一定時(shí)間的延時(shí)后閉合，接通信號(hào)繼電器KS和中間繼電器KM線圈回路，KS動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，發(fā)出燈光信號(hào)或者音響信號(hào)。KM動(dòng)作后，接通斷路器QF跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除故障部分。在變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，工作原理同上。QF跳閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1—2隨之切斷跳閘回路，以減輕KM觸點(diǎn)的工作。在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除了KS外的其他所有繼電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，KS可以手動(dòng)復(fù)位。2．定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算1)動(dòng)作電流的整定，為保證被保護(hù)元件通過(guò)最大負(fù)荷電流時(shí)過(guò)電流保護(hù)不誤動(dòng)作，并且在外部故障切除后能可靠返回，其動(dòng)作電流為(5-1)式中—可靠系數(shù)，取1.2(DL)至1.3(GL)；—返回系數(shù)，取0.85；—變壓器一次側(cè)額定電流；—綜合負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)，取1.5至3；—電流互感器變比（200/5）；由此??；2)動(dòng)作時(shí)間整定，按照階梯原則整定，高于相鄰的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)一個(gè)時(shí)間階，即式中(定時(shí)限一般為0.5s，反時(shí)限為0.7s)。為相鄰定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定時(shí)間。一般取作0.5到0.7s。所以在這里取為0.5s。3)靈敏度校驗(yàn)，躲過(guò)最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過(guò)高壓側(cè)的短路電流來(lái)校驗(yàn)。則有(5-2)式中為最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)兩相短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流；所以有滿足要求。在這里選擇GL-11/5型繼電器。5.3.2變壓器的電流速斷保護(hù)當(dāng)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于0.5s時(shí)，就需要裝設(shè)電流速斷保護(hù)。變壓器的電流速斷保護(hù)是防止被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性單相或多相短路時(shí)產(chǎn)生電流長(zhǎng)時(shí)間沖擊而引起的事故擴(kuò)大，并且波及故障線路及其以上的設(shè)備，一般都作用于斷路器跳閘。1.電流速斷保護(hù)的工作原理在帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)當(dāng)中，它有越靠近電源其過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)的缺點(diǎn)，但是短路電流則是與靠近電源其值越大，危害更加嚴(yán)重。因此，在GB50062—1992中規(guī)定，如果過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限超過(guò)0.5到0.7秒，應(yīng)該裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。對(duì)于使用DL型繼電器而言，電流速斷保護(hù)就相當(dāng)于在定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)當(dāng)中去除時(shí)間繼電器，在電流繼電器啟動(dòng)后直接啟動(dòng)信號(hào)繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器接通跳閘回路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。如圖5-2所示，其中KA1、KA2、KA3是電流繼電器，在電流超過(guò)整定值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作接通信號(hào)繼電器發(fā)出故障信號(hào)，再接通中間繼電器接通跳閘回路。(a)(b)圖5-2(a)電流速斷保護(hù)原理圖;(b)電流速斷保護(hù)展開(kāi)圖2.電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算1)動(dòng)作電流的整定為了保證前后兩級(jí)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)的選擇性，電流速斷保護(hù)的整定電流應(yīng)該按照躲過(guò)二次側(cè)母線三相短路電流來(lái)整定。因此其整定公式為(5-3)式中—可靠系數(shù)，取1.5(GL)；—保護(hù)裝置的接線系數(shù)，兩相兩繼電器接線時(shí)取1；—最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)（保護(hù)安裝處）的超瞬態(tài)電流；—保護(hù)裝置連接的電流互感器變比，取40；所以有：，取86A；瞬動(dòng)電流倍數(shù)取為8倍。2)靈敏度的校驗(yàn)靈敏度的校驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下，保護(hù)裝置安裝處兩相短路電流校驗(yàn)(5-4)式中為最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路超瞬態(tài)電流。有；滿足要求。在這里選擇DL-31/100型繼電器則滿足要求。5.3.3低壓側(cè)單相短路保護(hù)變壓器低壓側(cè)的單相接地保護(hù)原理和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)線路的保護(hù)類似，因此在設(shè)計(jì)時(shí)高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)采用三相三繼電器的接線方式兼做低壓側(cè)的單相短路保護(hù)如圖5-1所示，這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)在于它既能實(shí)現(xiàn)相間短路保護(hù)，還能實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，通過(guò)實(shí)踐可知，對(duì)于Dyn11的配電變壓器，它的保護(hù)靈敏度完全滿足要求，這樣的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)適用，是小配電所的首選方案。5.3.4變壓器低壓側(cè)零序電流保護(hù)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)裝單相接地保護(hù)的后備保護(hù)。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過(guò)電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。變壓器的單相接地保護(hù)的后備保護(hù)通常采用低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶電流脫扣器的低壓斷路器保護(hù)、低壓側(cè)三相均裝設(shè)熔斷器保護(hù)、零序保護(hù)等，也有采用阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)的時(shí)候。零序保護(hù)原理接地故障是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障形式。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的變壓器，一般要在變壓器上裝設(shè)接地保護(hù)，用來(lái)當(dāng)做變壓器的主保護(hù)和相鄰元件接地保護(hù)的后備保護(hù)。在變壓器發(fā)生接地故障時(shí)，其中性點(diǎn)將出現(xiàn)零序電流，母線出現(xiàn)零序電壓，變壓器的接地后備保護(hù)就是反應(yīng)這些電氣量而構(gòu)成的。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，采用變壓器的零序電流保護(hù)作為接地短路時(shí)的后備保護(hù)。裝于變壓器的低壓側(cè)。如圖5-3所示，保護(hù)用的電流互感器接于變壓器的中性線上。圖5-3中性點(diǎn)直接接地變壓器零序電流保護(hù)原理圖零序電流保護(hù)的整定計(jì)算1)動(dòng)作電流的整定保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)，變壓器中性線上流過(guò)的最大不平衡電流，其值按照GB1094.1-5《電力變壓器》規(guī)定，不超過(guò)額定電流的35%。其計(jì)算公式為：(5-5)式中為可靠系數(shù)，在此取1.2；為變壓器低壓側(cè)的額定電流為909.4A；則有，取10A。保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)母線或母干線單相接地穩(wěn)態(tài)短路電流校驗(yàn)(5-6)式中為最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)母線或母干線末端單相接地穩(wěn)態(tài)短路電流，則有滿足要求。選擇GL-12/10型繼電器。3)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定動(dòng)作時(shí)限應(yīng)該比引出線零序電流后備段的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)階梯時(shí)限。在這里取1s。5.3.5過(guò)負(fù)荷保護(hù)1.過(guò)負(fù)荷保護(hù)的工作原理在大多數(shù)情況下，變壓器的過(guò)負(fù)荷是三相對(duì)稱的，在小型變電所中，為了節(jié)約成本，在此選擇只用一個(gè)電流繼電器的單相一繼電器接線方式，在有人值班的變電所，變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)延時(shí)作用于信號(hào)。對(duì)于降壓變壓器裝設(shè)于變壓器的高壓側(cè)。其原理圖如5-4。(a)(b)圖5-4(a)過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理圖;(b)過(guò)負(fù)荷保護(hù)展開(kāi)圖2.過(guò)負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按照躲過(guò)變壓器的額定電流來(lái)整定公式(5-7)式中為變壓器高壓側(cè)的額定電流；為電流互感器變比(取200/5)。所以，取3A保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)該考慮到后備保護(hù)的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間，一般取作10到15s。這里選擇GL-11/5型繼電器。5.3.6瓦斯保護(hù)1.瓦斯保護(hù)的原理和優(yōu)點(diǎn)在油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，由于故障點(diǎn)局部高溫使變壓器油溫升高，油內(nèi)氣體排除形成氣泡，若故障點(diǎn)有電弧產(chǎn)生則變壓器油使其他絕緣材料分解出大量氣體，這些氣體會(huì)由油箱內(nèi)上升到油枕上部，故障越嚴(yán)重產(chǎn)生的氣體越多，氣體流速就越快。利用這種氣體實(shí)現(xiàn)保護(hù)的原理稱為瓦斯保護(hù)或是氣體保護(hù)。氣體保護(hù)具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)變壓器嚴(yán)重漏油或匝間短路時(shí)，其他保護(hù)不能反應(yīng)，而氣體保護(hù)能工作。但瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)油箱內(nèi)部故障，不能反應(yīng)油箱外套管和斷路器引線上的短路故障，因此不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，必須和其他保護(hù)配合使用。2.瓦斯保護(hù)繼電器的工作原理如圖5-5所示，氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕間的連接管道上，為使氣體能夠順利進(jìn)入氣體繼電器和油枕，變壓器頂蓋與水平面之間夾角應(yīng)有1%到5%的坡度，連接道應(yīng)有2%的坡度。圖5-5氣體繼電器安裝示意圖3.瓦斯保護(hù)的接線如圖5-6所示為氣體保護(hù)接線圖，當(dāng)氣體繼電器KG輕瓦斯觸點(diǎn)（上觸點(diǎn)）閉合，通過(guò)信號(hào)繼電器KS1，延時(shí)發(fā)出預(yù)告信號(hào)；重瓦斯觸點(diǎn)（下觸點(diǎn)）閉合后，經(jīng)信號(hào)繼電器KS2，連接片XB接通中間繼電器KM作用于斷路器跳閘，從而切除變壓器。(a)(b)圖5-6(a)瓦斯保護(hù)原理接線圖;(b)瓦斯保護(hù)展開(kāi)圖為了避免繼電器KG下觸點(diǎn)受油的沖擊出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象造成保護(hù)失效，KM具有自保持功能，利用第三對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行自鎖，以保證斷路器可靠跳閘，跳閘后可利用解除按鈕SB解除自鎖或利用QF1輔助觸點(diǎn)解除自鎖。為了防止氣體保護(hù)在變壓器漏油或KG實(shí)驗(yàn)時(shí)誤動(dòng)作，出口回路連接片XB用于將KG下觸點(diǎn)切換到信號(hào)燈，使重瓦斯保護(hù)退出工作。5.4電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)變壓器斷路器的電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)和其他斷路器一樣，需要在正常工作狀態(tài)下儲(chǔ)能，為故障情況下的跳閘提供能量。所以就要設(shè)計(jì)可靠的電機(jī)儲(chǔ)能電路，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。其設(shè)計(jì)電路如5-7所示。圖5-7電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)5.5斷路器合閘、分閘信號(hào)斷路器的合閘、分閘信號(hào)反應(yīng)的是變電所系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)伴隨著斷路器的動(dòng)作。為了提醒值班人員及時(shí)排除故障，保證最大限度地減小用戶在停電狀態(tài)下的時(shí)間，就需要故障時(shí)發(fā)出的故障信號(hào)。其電路圖如5-8所示。圖5-8斷路器合閘、分閘信號(hào)5.6變壓器故障及事故分閘信號(hào)當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，需要發(fā)出信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)維修。其信號(hào)電路如圖5-9所示。圖5-9變壓器故障及事故分閘信號(hào)5.7事故信號(hào)回路及光字牌顯示變壓器光字牌顯示是最直接的信號(hào)表現(xiàn)方式，可以供值班人員直觀準(zhǔn)確地了解到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，其設(shè)計(jì)如圖5-10所示。圖5-10事故回路及光字牌顯示第6章10KV變電所母線聯(lián)絡(luò)斷路器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)6.1測(cè)量回路設(shè)計(jì)測(cè)量回路是線路運(yùn)行過(guò)程中不可或缺的部分，它能直觀顯示出當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，便于值班人員準(zhǔn)確地進(jìn)行判斷。在故障時(shí)能快速準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)，進(jìn)行維修，大大縮短電力用戶在停電檢修狀態(tài)下的時(shí)間。因此測(cè)量回路有著重大意義。在10KV變電所中，母線聯(lián)絡(luò)柜是關(guān)系到備用線路和當(dāng)前運(yùn)行線路的切換，因此科學(xué)的測(cè)量回路設(shè)計(jì)很重要。如圖6-1所示。圖6-1母線聯(lián)絡(luò)處電流測(cè)量回路6.2過(guò)電流保護(hù)及掉閘回路1.過(guò)電流保護(hù)原理母線聯(lián)絡(luò)處的過(guò)電流保護(hù)原理與前面進(jìn)線處過(guò)電流保護(hù)相同，在此不再贅訴。圖6-2過(guò)電流保護(hù)原理圖2.整定計(jì)算1)動(dòng)作電流整定過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定：應(yīng)躲過(guò)任一母線的最大負(fù)荷電流，其整定公為(6-1)式中為一段母線最大負(fù)荷（包括電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的）電流；可靠系數(shù)取1.3(GL)；取300/5；則有，取3A。2)動(dòng)作時(shí)限整定由于這里就只做速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，因此過(guò)電流保護(hù)作為速斷保護(hù)的后備保護(hù)，取時(shí)限0.5s。3)靈敏度校驗(yàn)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)：按最小運(yùn)行方式下，流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流校驗(yàn)，其校驗(yàn)公式為(6-2)為最小運(yùn)行方式下母線兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝處的穩(wěn)態(tài)電流。則有，滿足要求。選擇GL-12/5型繼電器。6.3電流速斷保護(hù)設(shè)計(jì)1.電流速斷保護(hù)原理母線聯(lián)絡(luò)短路器的速斷保護(hù)和進(jìn)線處速斷保護(hù)原理一樣，如圖6-2所示。同樣采用了兩相兩繼電器接線方式。同時(shí)母線聯(lián)絡(luò)處斷路器的電流速斷保護(hù)僅在分段斷路器合閘瞬間投入，合閘后就自動(dòng)解除。圖6-3電流速斷保護(hù)原理圖2.整定計(jì)算1)動(dòng)作電流的整定，按躲過(guò)系統(tǒng)最小運(yùn)動(dòng)方式下，母線兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝時(shí)的超瞬態(tài)電流。則有(6-3)式中為負(fù)荷系數(shù)，在這里取4；為電流互感器額定一次電流；則有瞬動(dòng)電流倍數(shù)為18/5=3.6，取4倍。2）靈敏度校驗(yàn)按照躲過(guò)最小運(yùn)行方式下，保護(hù)處兩相短路穩(wěn)態(tài)電流整定。則有(6-4)所以；滿足要求。選擇DL-31/20型繼電器。第7章10KV變電所信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中央信號(hào)回路的類型和設(shè)計(jì)要求變電所信號(hào)系統(tǒng)按照用途不同可以分為事故信號(hào)、位置信號(hào)、故障信號(hào)和指揮聯(lián)絡(luò)信號(hào)等。其中，事故信號(hào)主要是在斷路器因事故跳閘過(guò)后，繼電保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)蜂鳴器作為音響信號(hào)，同時(shí)斷路器位置指示燈發(fā)出燈光，指示事故的范圍及性質(zhì)以引起值班人員的注意；故障信號(hào)主要是在設(shè)備不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)啟動(dòng)警鈴作為音響信號(hào)，同時(shí)光字牌點(diǎn)亮；位置信號(hào)包括了斷路器和隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)，前者用燈光表示其閘刀位置，后者有專門的指示器表示其位置狀態(tài)；在這里，作為10KV級(jí)別的配電所，一般不做指揮和聯(lián)絡(luò)信號(hào)?，F(xiàn)代化的供電技術(shù)一般要求信號(hào)回路滿足以下的要求。1．?dāng)嗦菲魇鹿侍l時(shí)，蜂鳴器能發(fā)出音響信號(hào)，其相應(yīng)的位置指示燈光閃光，點(diǎn)亮“掉牌未復(fù)歸”光字牌。2.發(fā)生故障時(shí)，能發(fā)出區(qū)別于事故音響的音響信號(hào)，并點(diǎn)亮故障性質(zhì)的光字牌。3.顯示信號(hào)應(yīng)能保證斷路器的位置指示正確。4.音響信號(hào)應(yīng)能重復(fù)動(dòng)作，并能手動(dòng)及自動(dòng)復(fù)歸，而故障性質(zhì)的顯示燈任然保留。7.2中央事故信號(hào)回路7.2.1中央事故信號(hào)回路的構(gòu)成中央事故信號(hào)是中央信號(hào)組成的兩大部分之一，其主要是指已釀成事故以后發(fā)出的信號(hào)，讓值班人員和維修人員盡快地限制事故的發(fā)展，將已經(jīng)發(fā)生事故的設(shè)備隔離，保證其他正常運(yùn)行的設(shè)備不受到損害而繼續(xù)工作。具有中央復(fù)歸和重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)電路的主要元件就是沖擊繼電器，它能接受各種事故脈沖，而后轉(zhuǎn)化為音響信號(hào)，沖擊繼電器的信號(hào)各不相同這里我選擇ZC-23型沖擊繼電器來(lái)構(gòu)成中央事故信號(hào)回路。7.2.2利用ZC-23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號(hào)回路設(shè)計(jì)1.ZC-23型沖擊繼電器的工作原理及內(nèi)部電路ZC-23型沖擊繼電器內(nèi)部電路如圖所7-1示。圖7-1ZC-23型沖擊繼電器內(nèi)部電路圖在圖中，U為變流器；KC為中間繼電器；KRD為干簧繼電器；V1、V2為二極管；C為電容器。ZC-23型沖擊繼電器的基本原理是：利用串接在直流信號(hào)回路的微分變流器U，將回路中躍變后持續(xù)的矩形電流脈沖變成暫態(tài)的尖峰電流脈沖，去啟動(dòng)干簧繼電器KRD，干簧繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)出口中間繼電器KC。其中二極管V2的作用是和電容器C一樣起到抗干擾的作用；二次側(cè)的V1的作用是過(guò)濾掉一次回路因電流突然減小而產(chǎn)生的反響電動(dòng)勢(shì)，阻止它流入沒(méi)有方向性的干簧繼電器。2.ZC-23型沖擊繼電器構(gòu)成的事故信號(hào)電路圖和工作原理利用ZC-23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號(hào)電路圖如圖7-2所示。圖中，SB1為實(shí)驗(yàn)按鈕；SB3為音響解除按鈕；K為沖擊繼電器；KC1、KC2為中間繼電器，KT1為時(shí)間繼電器；KVS1為熔斷器監(jiān)察繼電器。圖7-2ZC-23型沖擊繼電器構(gòu)成的事故信號(hào)電路當(dāng)斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，若事故單元的控制開(kāi)關(guān)與斷路器的位置不一致，信號(hào)母線+700和M780給出脈沖信號(hào)，沖擊繼電器動(dòng)作，啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)出音響信號(hào)。在發(fā)出音響信號(hào)時(shí)，出口中間繼電器KC觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT1，其觸點(diǎn)延時(shí)閉合后啟動(dòng)中間繼電器KC1，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，音響失電。此外按下SB3也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位；KVS1是熔斷器監(jiān)察繼電器，當(dāng)其熔斷或是接觸不良時(shí)，其線圈失電而點(diǎn)亮相應(yīng)光字牌，啟動(dòng)預(yù)告回路。7.3中央預(yù)告信號(hào)回路7.3.1中央預(yù)告信號(hào)回路的構(gòu)成中央預(yù)告信號(hào)系統(tǒng)和中央事故信號(hào)系統(tǒng)一樣，都是由沖擊繼電器構(gòu)成的。但原理稍有不同。事故信號(hào)是利用不對(duì)應(yīng)原理將電源和事故音響母線接通的，預(yù)告信號(hào)則是利用繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)K與預(yù)告信號(hào)母線接通啟動(dòng)的。重復(fù)動(dòng)作也不同。在此補(bǔ)詳述。7.3.2由BC-4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號(hào)電路由BC-4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號(hào)回路電路圖如圖7-3所示。圖中，SB3為實(shí)驗(yàn)按鈕；SB5為音響解除按鈕；K3為BC-4Y型沖擊繼電器；KC3、KC4為中間繼電器。KT2、KT3為時(shí)間繼電器。圖7-3BC-4Y沖擊繼電器構(gòu)成的預(yù)告信號(hào)圖如上圖所示，當(dāng)設(shè)備發(fā)生不正常運(yùn)行時(shí)，預(yù)告信號(hào)啟動(dòng)回路接通，光字牌點(diǎn)亮，同時(shí)沖擊繼電器K3啟動(dòng)，則K3中的出口繼電器K的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT2，它的常開(kāi)觸點(diǎn)經(jīng)短暫延時(shí)后閉合，啟動(dòng)中間繼電器KC3，KC3的第一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)形成自保持電路；第二對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)警鈴HAB，發(fā)出音響信號(hào)；第三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合短接沖擊繼電器端子11和16之間的電阻，使沖擊繼電器延時(shí)后自動(dòng)復(fù)歸；第四對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT3，其常開(kāi)觸點(diǎn)延時(shí)啟動(dòng)中間繼電器KC4，KC4的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷KC3的自保持回路，解除音響，實(shí)現(xiàn)了音響信號(hào)的延時(shí)自動(dòng)復(fù)歸，按下音響解除按鈕SB5，可實(shí)現(xiàn)音響信號(hào)的手動(dòng)復(fù)歸。第8章10KV變電所二次回路的操作電源8.1對(duì)操作電源的基本要求操作電源是為二次系統(tǒng)回路的控制、信號(hào)、測(cè)量回路及繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和短路器的操作機(jī)構(gòu)等提供可靠的工作電源。在變電所中主要采用直流操作電源。對(duì)變電所的操作電源應(yīng)滿足一下基本要求：首先，二次回路的操作電源應(yīng)保證可靠的供電，最好為獨(dú)立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障時(shí)影響操作電源的正常供電。其次，操作電源應(yīng)具有足夠的容量，以保證正常運(yùn)行時(shí)操作電源母線電壓波動(dòng)范圍小于的額定值；事故時(shí)的母線電壓不低于90%的額定值；失去浮充電源后，在最大負(fù)載下的直流電壓不低于80%的額定值。再次，操作電源的電壓波紋系數(shù)小于5%。最后，操作電源的使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、設(shè)備投資少、布置面積應(yīng)該合理實(shí)用。8.2操作電源的選取1．操作電源的分類變電站二次系統(tǒng)的操作電源按其性質(zhì)，可以分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。交流操作電源是將二次側(cè)低壓直接引用為二次系統(tǒng)的操作電源。直流操作電源又可分為獨(dú)立和非獨(dú)立操作兩種電源。獨(dú)立操作電源分為蓄電池和電源變換式直流操作電源，非獨(dú)立操作電源分為復(fù)式整流和硅整流電容儲(chǔ)能操作的直流電源。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，交流操作電源接線方便簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但寄生性較強(qiáng)，在一次系統(tǒng)發(fā)生故障停電時(shí)，二次系統(tǒng)就失去了電能來(lái)