11010kv變電站繼電保護(hù)課程設(shè)計

1、<p><b>　　《發(fā)電廠電氣設(shè)備》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題 目：110/10kV變電站繼電保護(hù)課程設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化102班

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　10.

3、5kV/110kV變電站設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目前國際上關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)還沒有正式公布，國內(nèi)也沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺遠(yuǎn)落后于技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致變電站自動化系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇、通訊傳輸協(xié)議的采用方面存在很大的爭議，在繼電保護(hù)和變電站自動化的關(guān)系及變電站自動化的概念上還存在分歧。

4、市場競爭日益激烈，不同廠家的設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)（軟硬件方面）差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導(dǎo)致目前國內(nèi)變電站自動化技術(shù)千差萬別。</p><p>　　改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，電力系統(tǒng)也獲得了前所未有的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各級調(diào)度中心需要獲得更多的信息以準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運(yùn)行狀況。同時，為了提高電力系統(tǒng)的可控性，要求更多地采用遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制，并逐步采用無人值班管理模式。顯然傳

5、統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。</p><p>　　我國對變電站的技術(shù)研究的其中一個主要方面是在220kV及以下中低壓變電站中采用綜合自動化技術(shù)，全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，而且技術(shù)不斷得到完善和成熟?？傮w來說，實現(xiàn)變電站綜合自動化，其優(yōu)越性主要有：提高了供電質(zhì)量、變電站的安全可靠運(yùn)行水平，降低造價，減少了投資，促進(jìn)了無人值班變電站管理模式的實行。</p><

6、;p>　　1. 主變壓器的選擇</p><p>　　變壓器是變電所中最重要的和最貴重的是設(shè)備，變壓器的選擇在變電所中是比較重要的。它是變電站中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送，分配和利用。</p><p>　　變壓器的分類方法比較多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器，按相數(shù)分有單相和三相變壓器，按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器，按冷卻方式和繞組

7、絕緣分有油浸式，干式兩大類，其中油浸式變壓器又有油浸自冷式，油浸風(fēng)冷式，油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。而干式變壓器又有澆注式，開啟式，充氣壓（SF6）等。按用途又可分為普通變壓器和特種變壓器，按調(diào)壓方式分有無載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。安裝在總降壓變電所的變壓器通常被稱為主變壓器，6~10KV/0.4KV的變壓器常被叫做配電變壓器。</p><p>　　在選擇變壓器時，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S

8、10系列。高損耗變壓器已被淘汰，不在采用，在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器，供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器 （S9，S10-M，S11，S11-M等）；對于高建筑，地下建筑，發(fā)電廠化工等單位對消防要求較高的場所，宜采用干式電力變壓器（SC，SCZ，SG3，SG10，SC6等）；對電網(wǎng)電壓波動較大的，為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器（SZ7，SFS

9、Z。SGZ3等）降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定。</p><p>　　1.1. 主變壓器的選擇原則</p><p>　　選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考率下列原則：</p><p>　　應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求,對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所,應(yīng)采用兩臺變壓器,以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時,另一臺變壓器對一二級負(fù)荷繼續(xù)供電.對只有二級負(fù)荷而無一級負(fù)荷的變電所,

10、也可以只采一臺變壓器,但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源或另有自備電源。</p><p>　?。?） 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所也可以考慮采用兩臺變壓器。</p><p>　?。?） 除上述兩種情況外,一般車間變電所宜采用一臺變壓器.但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所,雖為三級負(fù)荷,也可以采用兩臺變壓器。</p><p

11、>　　（3） 在確定變電所主要變壓器臺數(shù)時,應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展留有一定的余地。</p><p>　　1.2. 變壓器容量的選擇</p><p>　　主變壓器容量選擇應(yīng)考慮：（參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》一中的第五章）</p><p>　?。?）主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)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)期幾年發(fā)展，對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)

12、劃相結(jié)合。</p><p>　?。?）根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘?，對有重要?fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺主變壓器停運(yùn)時，其余主變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60％。</p><p>　　(3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。（主要考慮

13、備用品，備件及維修方便。）</p><p>　　由計算結(jié)果得知應(yīng)選擇容量為SSPL-150000/220型。</p><p>　　1.3. 主變臺數(shù)的考慮原則及臺數(shù)的選擇</p><p>　?。?）對大城市的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺主變?yōu)橐恕?lt;/p><p>　　（2）對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計時應(yīng)考慮

14、裝三臺的可能性。</p><p>　?。?）對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時更換主變。</p><p>　　由以上分析知應(yīng)選擇兩臺主變。</p><p>　　表2-1 主變參數(shù)如下</p><p>　　2. 電氣主接線設(shè)計</p><p>　　電氣主接線設(shè)計的基本原則

15、是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。</p><p>　　電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖

16、形符號，并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。</p><p>　　設(shè)計的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性及對電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，我們要重視電氣主接線的設(shè)計。在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用

17、高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮：</p><p>　?。?）投資省 主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量，降低投資；要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以便選用價廉的電器或輕型電器；二次控制與保護(hù)方式不應(yīng)過于復(fù)雜，以利于和節(jié)約二次設(shè)備及電纜的投資。</p><p>　?。?）占地面積少

18、 主接線設(shè)計要為配電布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，經(jīng)可能使占地面積減少。同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對大容量發(fā)電廠或變電所，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　（3）電能損耗少 在發(fā)電廠或變電所中，正常運(yùn)行時，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量、和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。</p><p&

19、gt;　　因此,主接線的設(shè)計必須根據(jù)電力系統(tǒng),發(fā)電廠或變電站的具體情況,全面分析正確處理好各方面的關(guān)系,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,合理的選擇主接線方案。決定電壓等級和出線回數(shù)。因此,發(fā)電廠和變電站的主接線必須滿足以下基本要求:</p><p>　　1. 根據(jù)發(fā)電廠變電站在電力系統(tǒng)中的地位,作用和用戶性質(zhì),保證必要的供電可靠行和電能質(zhì)量的要求。</p><p>　　2.應(yīng)力求接線簡單,運(yùn)行靈活和操作

20、方便。</p><p>　　3.保證運(yùn)行,維護(hù)和檢修的安全和方便。</p><p>　　4.應(yīng)盡量降低投資,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。</p><p>　　5.滿足擴(kuò)建的要求,實現(xiàn)分期過度。</p><p>　　我們在比較各種電氣主接線的優(yōu)劣時，主要考慮其可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個方面。我們可以遵循以下原則來滿足其可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性。首先，在比較主接

21、線可靠性的時候，應(yīng)從以下幾個方面考慮： </p><p>　?。?）斷路器檢修時，能否不影響供電； </p><p>　?。?）線路、斷路器或母線故障時以及母線或隔離開關(guān)檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類用戶的供電；</p><p>　?。?）變電站全部停電的可能性；</p><p&

22、gt;　　（4）大型機(jī)組突然停電時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響與后果因素。</p><p>　　其次，電氣主接線在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)主要從以下幾個方面考慮，來滿足其經(jīng)濟(jì)性：</p><p><b>　?。?）投資省；</b></p><p><b>　?。?）占地面積??；</b></p>

23、<p><b>　?。?）電能損耗少；</b></p><p>　?。?）擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能性。</p><p>　　2.1. 主接線設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求</p><p>　　變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所所在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。<

24、/p><p><b>　　2.2. 接線設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）110KV側(cè)</b></p><p>　　根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案：</p><p>　　列表對以上兩種方案進(jìn)行比較：</p><p>　　由以上比較結(jié)果知，這兩種方案都有較好的可靠性和靈

25、活性。由于本變電站在整個系統(tǒng)中占有較重要的地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，綜合考慮，220KV側(cè)宜采用方案2。</p><p>　　3）10.5KV側(cè) </p><p>　　列表對以上兩種方案進(jìn)行比較：</p><p>　　由表中分析可以知道，10KV 電壓級，綜合考慮主接線的基本要求，合理考慮電力負(fù)荷的基本情況以及經(jīng)濟(jì)狀況，

26、通過比較，最后選擇第(Ⅱ)方案，即采用雙母線接線的電氣主接線形式。這種主接線形式能夠滿足各級電力負(fù)荷的用電要求，考慮了今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能，另外，由于進(jìn)出線回路數(shù)比較多，且各回路出線的負(fù)荷等級中一，二級負(fù)荷較多。綜上分析可以得出：，220KV電壓級采用單母線分段帶旁母的主接線形式，10KV電壓級采用單母線分段帶旁母主接線形式。變電站電氣主接線圖詳見附錄。</p><p>　　3. 最大持續(xù)工作

27、電流節(jié)短路計算</p><p>　　3.1. 各回路最大持續(xù)工作電流</p><p>　　各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式 </p><p><b>　　（4-1） </b></p><p>　　式中 —— 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負(fù)荷容量 </p><p>　　——各電壓等級額定電壓</p>

28、<p>　　—— 最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　基準(zhǔn)電壓： </p><p><b>　　基準(zhǔn)容量：</b></p><p>　　低壓側(cè)(10.5kV):</p><p><b>　?。?

29、-3）</b></p><p>　　高壓側(cè)(110kV):</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　3.2. 短路電流計算點(diǎn)的確定</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)

30、的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行中，都必須對短路電流進(jìn)行計算。</p><p>　　短路電流計算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗。按三相短路進(jìn)行短路電流計算，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計算點(diǎn)有2個。如圖所示。</p><p>　　圖4-1 短路點(diǎn)k1、k2的等值電路圖</p><p>　　每公里電力線路的電抗

31、, 在工程計算中對于高壓架空電力線路一般可近似取. </p><p><b>　　線路電抗標(biāo)么值：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　變壓器電抗標(biāo)么值：</b></p><p><b>　　(4-6)</

32、b></p><p><b>　　當(dāng)K1點(diǎn)出現(xiàn)短路時</b></p><p>　　當(dāng)K1電出現(xiàn)短路時110KV側(cè)相當(dāng)于無窮大容量電源，所以取阻抗標(biāo)幺值</p><p>　　時間常數(shù)：Ta=0.05s，沖擊系數(shù)：</p><p>　　則：系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b>　

33、?。?-7)</b></p><p><b>　　d1點(diǎn)次暫態(tài)電流：</b></p><p><b>　　(4-8)</b></p><p><b>　　d1點(diǎn)短路沖擊電流</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p&g

34、t;<p>　　d1點(diǎn)短路沖擊電流的有效值：</p><p><b>　　(4-10)</b></p><p>　　d1點(diǎn)處的短路容量：</p><p><b>　　（4-11）</b></p><p>　　當(dāng)K2點(diǎn)出現(xiàn)短路時:</p><p><b>

35、;　　系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電抗為:</b></p><p><b>　　(4-12)</b></p><p><b>　　d2點(diǎn)次暫態(tài)電流：</b></p><p><b>　　(4-13)</b></p><p>　　d2點(diǎn)短路沖擊電流:</p><p&

36、gt;<b>　　(4-14)</b></p><p>　　d2點(diǎn)短路沖擊電流的有效值:</p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　d2點(diǎn)處的短路容量：</p><p><b>　　(4-16)</b></p><p>　　表

37、4-1 短路點(diǎn)計算結(jié)果</p><p>　　4. 主要電氣設(shè)備選擇</p><p><b>　　4.1. 母線選擇</b></p><p>　　選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：</p><p>　　選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；</p><p>　　選擇母線截面的大??；<

38、/p><p>　　（3）檢驗?zāi)妇€短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；</p><p>　?。?）對35kV以上母線，應(yīng)檢驗它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；</p><p>　　（5）對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動，為避免共振，應(yīng)校驗?zāi)妇€自振頻率。</p><p>　　4.1.1. 10.5kV側(cè)母線選擇</p><p&g

39、t;　　根據(jù)Tmax=6000h，查圖3-11，得到J=0.75A/mm2.求得母線經(jīng)濟(jì)截面：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　查手冊，選用截面為雙槽導(dǎo)體截面為的槽型銅母線。其Ial=9900A，Kf=1.32，ri=7.9cm。</p><p><b>　　(5-2)</b></

40、p><p><b>　　(5-3)</b></p><p>　　流過母線的最大工作電流</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　由此可見可滿足母線正常發(fā)熱要求。</p><p>　　110kV側(cè)母線選擇</p><p><

41、b>　　母線額定電流：</b></p><p>　　根據(jù)Tmax=5000h，查圖3-11，得到J=0.75kA/mm2.求得母線經(jīng)濟(jì)截面：</p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　查手冊，選用截面為12510=1250的矩形鋁母線，導(dǎo)體平放，其Ial=2063A，</p><p

42、><b>　　(5-6) </b></p><p><b>　　(5-7) </b></p><p>　　流過母線的最大工作電流</p><p><b>　　（5-8）</b></p><p>　　因可滿足母線正常發(fā)熱要求。</p><p>　　表

43、5-1 母線選型結(jié)果</p><p>　　4.2. 斷路器的選擇：</p><p>　　4.2.1. 高壓測斷路器的選擇</p><p>　　由于沒有變壓器的并聯(lián)運(yùn)行因此變壓器高壓側(cè)斷路器與母線斷路器大小相等即：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　由Un=1

44、10KV，Igmax=0.276KA。查表使用：SW-6(220/1200)斷路器。SW-6(220/1200)斷路器的各項數(shù)據(jù)：In=1.2KA, Ibr=21KA， It=21KA(4s)， Imax=55KA，tb=0.04s，tp=0.2s。其中220KV側(cè)Ish=2.23KA，Ighp=1.33KA。</p><p>　　校驗開斷能力t1=tp+tg＞0.1s，則Ikt=Iimp<Ibr；故滿足條

45、件。</p><p>　　校驗熱穩(wěn)定：Ish=2.23KAImax 故滿足條件。</p><p>　　校驗熱穩(wěn)定：tk=0.2+0.04=0.24S<1S</p><p><b>　　(5-10)</b></p><p>　　Qk=Qp=214.7KASIt×4 =12100KAS 。故滿足條件。<

46、/p><p>　　表5-2 高壓斷路器選擇</p><p>　　4.2.2. 低壓測斷路器的選擇 </p><p>　　由于沒有變壓器的并聯(lián)運(yùn)行因此變壓器高壓側(cè)斷路器與母線斷路器大小相等即： </p><p><b>　　（5-11）</b></p><p>　　查有關(guān)手冊可知沒有10KV斷路器可滿足

47、條件故選用SN5-20G/12000斷路器參數(shù)：Un=20KV，In=12000A，Ibr=87KA，Imax=300KA；It=173KA（1s）tb=0.15s，tp=0.65s。</p><p>　　校驗開端能力：t1=tp+tb>0.1s，</p><p>　　Ikt=Iimp=37.9KA<Ibr=87KA；滿足條件校驗熱穩(wěn)定：</p><p>

48、;　　tk=tp+tb=0.8s<1s。 </p><p><b>　　（5-12）</b></p><p>　　Qk=Qp=9574.2KASIt×1 =29929KAS 所以滿足條件。</p><p>　　表5-3 低壓斷路器選擇</p><p>　　4.3. 隔離開關(guān)的選

49、擇</p><p>　　4.3.1. 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　由Igmax=0.266KA可知查有關(guān)手冊可知故選取GW6-220G Un=220KV，In=1000A，Ibr=50KA，It=21KA（5s）。</p><p>　　動穩(wěn)定性校驗<50KA 滿足要求，</p><p>　　熱穩(wěn)定性校驗<

50、2205 滿足要求。</p><p>　　表5-4 隔離開關(guān)選擇</p><p>　　4.3.2. 10KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　由Igmax=9.09KA可知查有關(guān)手冊可知沒有10KV隔離開關(guān)可滿足條件故選取GN14-20G Un=20KV，In=10000A，Ibr=224KA，It=105KA（5s）。</p><p&

51、gt;　　動穩(wěn)定性校驗<224KA 滿足要求，</p><p>　　熱穩(wěn)定性校驗<55125 滿足要求。</p><p>　　表5-5 隔離開關(guān)選擇</p><p>　　4.4. 熔斷器的選擇</p><p>　　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，在發(fā)

52、電廠中主要用于電壓互感器短路保護(hù)。一般選用RN2型。</p><p>　　表5-6 限流式熔斷器參數(shù)表</p><p>　　4.5. 電壓互感器的選擇</p><p>　　4.5.1. 電壓互感器型式的選擇:</p><p>　　應(yīng)根據(jù)使用條件選擇。6—20KV 屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35

53、KV 配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；110KV-220KV 用電容式電壓互感器或串級電磁式電壓互感器；220KV 以上，一般釆用電容式電壓互感器和六氟化硫斷路器。</p><p>　　電壓互感器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下：</p><p>　?。?）一次電壓：0.9Un<U1,<1.1Un</p><p>　?。?）二次電壓: 根據(jù)使用情

54、況而定</p><p>　?。?）準(zhǔn)確等級:應(yīng)根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置的準(zhǔn)確等級來確定，在本次設(shè)計中不進(jìn)行校驗。</p><p>　?。?）二次負(fù)荷: Sn ??S 2 根據(jù)實際接入設(shè)備和接線方式而定，在本次設(shè)計中不進(jìn)行校驗。</p><p>　　電壓互感器的選擇要根據(jù)各側(cè)的使用情況</p><p>　　4.5.2. 電壓互感器的

55、選擇</p><p><b>　　110kv側(cè):</b></p><p><b>　　10.5KV側(cè)：</b></p><p>　　三側(cè)電壓互感器準(zhǔn)確等級：0.5級</p><p>　　表5-7 電壓互感器型號及參數(shù)</p><p>　　4.6. 電流互感器的選擇:&l

56、t;/p><p>　　4.6.1. 電流互感器型式的選擇</p><p>　　電流互感器的型式應(yīng)該根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6-20kv 屋內(nèi)配電裝</p><p>　　置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kv 及以上的配電裝置，一</p><p>　　般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用

57、套管式電流互</p><p><b>　　感器。</b></p><p>　　電流互感器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下：</p><p><b>　　電壓:</b></p><p><b>　　(2)電流：</b></p><p><b>　　(3

58、)熱穩(wěn)定： </b></p><p><b>　　(4)動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　?。?）準(zhǔn)確等級:.</b></p><p>　　應(yīng)根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置的準(zhǔn)確等級來確定，在本次設(shè)計中不進(jìn)</p><p><b>　　行校驗。</b>

59、;</p><p>　　（6）二次負(fù)荷: 根據(jù)實際接入設(shè)備和接線方式而定，在本次設(shè)計中不進(jìn)行校驗。</p><p>　　4.6.2. 電流互感器的選擇</p><p><b>　　10.5kV側(cè)：</b></p><p><b>　　Ug=10.5kV</b></p><p&g

60、t;<b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　110kV側(cè)：</b></p><p><b>　　Ug=110kV</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　表5-8 電流互感器的型號及參數(shù)&l

61、t;/p><p>　　4.6.3. 電流互感器的校驗</p><p>　　110KV側(cè)電流互感器</p><p><b>　　① 動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p

62、><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　?、?熱穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　由校驗斷路器可知：</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　經(jīng)以上校驗此電流互感

63、器滿足各項要求。</p><p>　　2) 10.5KV側(cè)電流互感器</p><p><b>　　① 動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　（5-18）</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>

64、　　符合要求</b></p><p><b>　?、?熱穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　由校驗斷路器可知：</b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。</p><

65、p>　　4.7. 絕緣子的選擇及校驗</p><p><b>　　1）10.5kV側(cè)</b></p><p>　　根據(jù)母線額定電壓10KV和戶外裝設(shè)的要求，選用ZPD-10-35型支柱絕緣子，其抗彎破壞負(fù)荷</p><p>　　作用在絕緣子上的電動力為：</p><p><b>　　（5-21）</

66、b></p><p>　　0.6=0.6*2000=1200N，因母線為兩片平放，此時，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于=745.5<1200，滿足動穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　2）110kV側(cè)</b></p><p>　　根據(jù)母線額定電壓1100KV和戶外裝設(shè)的要求,選用ZS-220型支柱絕緣子。其抗彎破壞負(fù)荷</

67、p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　, 因母線為兩片平放，此時，可以認(rèn)為作用在絕緣子帽處，由于, 滿足動穩(wěn)定要求。</p><p>　　4.8. 導(dǎo)線的選擇</p><p>　　導(dǎo)線的作用是傳輸電能。根據(jù)本次設(shè)計要求選擇型號為LGJQ-400的導(dǎo)線其中數(shù)據(jù)為 =0.1445 導(dǎo)線選擇需考慮電暈現(xiàn)

68、象對電力輸送的影響據(jù)如下公式計算電暈臨界相電壓</p><p>　　得出滿足要求在正常情況下晴天時電力線路不會出現(xiàn)電暈現(xiàn)象.故所選導(dǎo)線符合要求。</p><p>　　5. 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表</p><p><b>　　6. 繼電保護(hù)</b></p><p>　　6.1. 電力變壓器故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)<

69、/p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電力設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行對于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對供電的可靠性，以及電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時大容量電力變壓器的造價也是十分昂貴。針對電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，然后重點(diǎn)研究應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置，以及保護(hù)裝置的整定計算。</p><p>　　變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類，油箱內(nèi)故障主要包括繞

70、組的相間短路、匝間短路、接地短路及經(jīng)鐵芯燒毀等。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險，由于變壓器內(nèi)充滿了變壓器油，故障時的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性氣體（瓦斯），很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常和運(yùn)行狀態(tài)主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負(fù)荷超過其額定容量引起的過負(fù)荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過礪磁等。</p>

71、<p>　　6.2. 電力變壓器繼電保護(hù)的配置原則</p><p>　　針對電力變壓器的故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)對變壓器裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，其任務(wù)就是反映上述故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，并通過 斷路器切除故障變壓器，或發(fā)出信號告知運(yùn)行 人員采取措施消除異常運(yùn)行狀態(tài)。同時，變壓器 保護(hù)還應(yīng)能作相鄰電氣元件的后備保護(hù)。故根據(jù) DL400—1991《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)如

72、下保護(hù)。</p><p><b>　　(1)瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　為反映變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對于0.8 MV.A及以上的油浸式變壓器和0.4 MV.A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　(2) 縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù) </p><p>　　為反映電力變壓

73、器引出線、套管及內(nèi)部短路 故障。對于6.3 MV.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)時限大于0.5s 時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對于6.3 MV.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2 MV.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)差動保護(hù)(以下簡稱差動保護(hù))。對高壓側(cè)電壓為330kV及

74、以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)。</p><p>　　對于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的差動保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，100MW及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用差動保護(hù)；100MW以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組共用差動保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)差動保護(hù)；對200～300MW的發(fā)電機(jī)變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的差動保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。</p><

75、;p>　　(3) 過電流保護(hù) </p><p>　　為反映外部相間短路引起的過電流并作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備，應(yīng)采用下列保護(hù)。</p><p>　?、龠^電流保護(hù)，一般用于降壓變壓器。</p><p>　?、趶?fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器。</p><p>　

76、　③負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)，一般用于63MVA及以上大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。</p><p>　?、茏杩贡Ｗo(hù)，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用第②③的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。</p><p>　　(4) 零序電流保護(hù) </p><p>　　為變壓器外部接地短路時零序電流設(shè)的保護(hù)。</p>&l

77、t;p>　　(5) 過負(fù)荷保護(hù) </p><p>　　為反映變壓器對稱過負(fù)荷引起的過電流。對于400kV.A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或 單獨(dú)運(yùn)行并作為其他符合的備用電源時，應(yīng)根據(jù)過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　(6) 過勵磁保護(hù) </p><p>　　為反映變壓器的過勵磁引起的過電流。對于高壓側(cè)為500kV的變壓器的額定磁密近

78、于飽和密度，頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁，導(dǎo)致鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴(yán)重過熱會使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞，故需裝設(shè)過勵磁保護(hù)。</p><p><b>　　(7) 其他保護(hù)</b></p><p>　　對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的保護(hù)，如溫度保護(hù)等。

79、</p><p>　　6.3. 設(shè)計選用的繼電保護(hù)裝置</p><p>　　6.3.1. 變壓器的差動保護(hù)</p><p>　　變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。原理接線圖如圖7-1所示</p><p>　　圖7-1 變壓器差動保護(hù)單相原理接線圖</p><p>

80、;　　縱聯(lián)差動保護(hù)是按比較被保護(hù)的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè)各裝設(shè)一組電流互感TA1、TA2，其二次側(cè)按環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護(hù)。變壓器的縱差保護(hù)與輸電線的縱聯(lián)差動相似，工作原理相同，但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為了保證變壓器縱差保護(hù)的正常運(yùn)行

81、，必須選擇好適應(yīng)變壓器兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，保證變壓器在正常運(yùn)行和外部短路時兩側(cè)的二次電流不同。其保護(hù)范圍為兩側(cè)電流互感TA1、TA2之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、套管及引出線等。</p><p>　　從7-1可見，正常運(yùn)行和外部短路時，流過差動繼電器的電流為Ir=I1+I2，在理想的情況下，其值等于零。但實際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。變壓器內(nèi)部故障時，

82、流入差動繼電器的電流為Ir=I1+I2，即為短路點(diǎn)的短路電流。當(dāng)該電流大于KD的動作電流時，KD動作。</p><p>　　由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，因此，為了保護(hù)其縱聯(lián)差動保護(hù)正確動作，必須適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，使得正常運(yùn)行和外部短路時，差動回路內(nèi)沒有電流。如圖1中，應(yīng)使</p><p><b>　　(7-1)</b></p>&l

83、t;p>　　式7-1中——高壓側(cè)電流互感器的變比；</p><p>　　——低壓側(cè)電流互感器的變比。</p><p>　　式（7-1）說明，要實現(xiàn)雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。因此，在變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)中，要實現(xiàn)兩側(cè)電流的正確比較，必須先考慮變壓器變比的影響。</p><p>　　實際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及

84、勵磁涌流等因素的影響，即使?jié)M足式（7-1）條件，差動回路中仍回流過一定的不平衡電流Iunb, Iunb越大，差動繼電器的動作電流也越大，差動保護(hù)靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響。</p><p>　　勵磁涌流就是變壓器空載合閘時的暫態(tài)勵磁電流。由于在穩(wěn)態(tài)工作時，變壓器鐵心中的磁通應(yīng)滯后于外加電壓900。所以，如果空載合閘正好在電壓瞬間值u=0的瞬間接通，則

85、鐵心中就具有一個相應(yīng)的磁通-φmax,而鐵心中的磁通又是不能突變的，所以在合閘時必將出現(xiàn)一個+φmax磁通分量。此分量的磁通將按指數(shù)規(guī)律自由衰減，故稱為非周期性的磁通分量。如果這個非周期性的磁通分量的衰減比較慢，那么，在最嚴(yán)重的情況下，經(jīng)過半個周期后，它與穩(wěn)態(tài)磁通相疊加的結(jié)果，將使鐵心中的總磁通達(dá)到2φmax的數(shù)值，如果鐵心中還有方向相同的剩余磁通φres，則總磁通將為2φmax +φres。此時由于鐵心高度飽和，使勵磁電流劇烈增加，從

86、而形成的勵磁涌流。該圖中與φmax對應(yīng)的為變壓器的額定電流的最大值，與2φmax +φres對應(yīng)的則為勵磁涌流的最大值。隨著鐵心中非周期磁通的不斷衰減，勵磁電流也逐漸衰減至穩(wěn)態(tài)值。以上分析是在電壓瞬時值u=0時合閘的情況。當(dāng)然，當(dāng)變壓器在電壓瞬時值為最大的瞬間合閘時，因?qū)?yīng)的穩(wěn)態(tài)磁通等于零，故不會出現(xiàn)勵磁涌流，合閘后變壓器將立即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作。但是，對于三相式變壓器，因三相電壓相位差1200，空載合閘</p><p&g

87、t;　　由于變壓器的勵磁電流只流經(jīng)它的電源側(cè)，故造成變壓器兩側(cè)電流不平衡，從而在差動回路中產(chǎn)生不平衡電流。在正常運(yùn)行時，此勵磁電流很小，一般不超過變壓器額定電流的3%~5%。外部故障時，由于電壓降低，勵磁電流也相應(yīng)減小，其影響就更小。因此由于正常勵磁電流引起的不平衡電流不大，可以忽略不計。但是，當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，可能出現(xiàn)很大的勵磁涌流，其值可以達(dá)到變壓器額定電流的6~8倍。因此，勵磁涌流將在差動回路中產(chǎn)生很大的

88、不平衡電流，可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動作。</p><p>　　差動保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它以其靈敏度高，選擇性好，實現(xiàn)簡單而廣泛地應(yīng)用在發(fā)電機(jī)、電抗器、電動機(jī)和母線等主設(shè)備上。鑒于差動保護(hù)在以上設(shè)備中應(yīng)用的成功，以及過去技術(shù)水平的限制，人們別無選擇地在變壓器保 護(hù)上同樣采用差動保護(hù)作為主保護(hù)。它不但能 正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件配合，可以無延時地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 </p&g

89、t;<p>　　6.3.2. 變壓器的瓦斯保護(hù)</p><p>　　如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝間短路、鐵心局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時，往往差動保護(hù)及其他保護(hù)均不能動作，而瓦斯保護(hù)卻能動作。因此，瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)部故障最有效的一種主保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要由氣體繼電器來實現(xiàn)，安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中。氣體繼 電器有兩個輸出觸點(diǎn)：一個反映變壓器內(nèi)部不正常情況或輕微

90、故障的“輕瓦斯”；另一個反映變壓器嚴(yán)重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯動作于信號，使運(yùn)行人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時處理；重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù) 動作后，應(yīng)從氣體繼電器上部排氣口收集氣體，進(jìn)行分析。根據(jù)氣體的數(shù)量、顏色、化學(xué)成分和可燃性等，判斷保護(hù)的原因和故障性質(zhì)</p><p>　　瓦斯繼電器只能反映變壓器內(nèi)部的故障，包括漏油、漏氣、油內(nèi)有氣、匝間故障、繞組相間短路等。而對變壓器外部端子上的故障情況則

91、無法反映。因此，除設(shè)置瓦斯保護(hù)外，還要設(shè)置過電流，差動等保護(hù)。</p><p>　　常用的瓦斯繼電器有兩種：一是浮子式；二是擋板式。擋板式瓦斯繼電器是將浮子式的下浮子改為擋板結(jié)構(gòu)。兩者的區(qū)別是，擋板式的擋板結(jié)構(gòu)不隨油面下降而動作，而是在油的流速達(dá)到0.6～1.0m/s時才動作，所以擋板式瓦斯繼電器遇到油面下降或嚴(yán)重缺油時，不會造成重瓦斯誤動跳閘。瓦斯繼電器收集氣體判別故障,瓦斯繼電器動作后，如果不能明確判別是不是

92、變壓器內(nèi)部故障所致，就應(yīng)立即收集瓦斯繼電器內(nèi)聚積的氣體，通過鑒別氣體的性質(zhì)，做進(jìn)一步判別。</p><p>　　瓦斯保護(hù)的原理接線如圖7-2所示。氣體繼電器的輕瓦斯觸點(diǎn)由開口杯控制，構(gòu)成輕瓦斯保護(hù)，其動作后發(fā)出警報信號，重瓦斯觸點(diǎn)由擋板控制，構(gòu)成重瓦斯保護(hù)，其動作或經(jīng)信號發(fā)生器啟動出口中間繼電器，兩端觸點(diǎn)分別使斷路器1QF、2QF跳閘，從而切斷故障電流。</p><p>　　為了防止變壓器

93、內(nèi)嚴(yán)重故障時因油速不穩(wěn)定，造成重瓦斯觸點(diǎn)時通時斷的不可靠動作，必須選用帶自保持電流線圈的出口中間繼電器。在保護(hù)動作后，借助于斷路器的輔助觸點(diǎn)1QF1和2QF1來接觸出口回路的自保持。在變壓器加油或換油后及氣體繼電器試驗時，為了防止重瓦斯誤動作，可以利用切片，使重瓦斯暫時改接到信號位置，只發(fā)信號。</p><p>　　瓦斯保護(hù)具有靈敏度高，動作迅速，接線簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于瓦斯保護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，所以通常

94、是將瓦斯保護(hù)與縱聯(lián)差動保護(hù)配合作為變壓器的主保護(hù)。</p><p>　　圖7-2 變壓器瓦斯保護(hù)原理接線圖</p><p>　　6.3.3. 氣體繼電器構(gòu)成和動作原理 </p><p>　　瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中的氣體繼電器構(gòu)成的，如圖7-3所示。為了不妨礙氣體的流動，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時，變壓器頂蓋與水平面應(yīng)具有1%~1.5

95、%的坡度，通往氣體繼電器的連接管具有2%~4%的坡度，安裝油枕一側(cè)方向向上傾斜。這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，可使氣流容易進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。</p><p>　　在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)

96、也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立

97、即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。</p><p>　　瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。目前大多采用QJ-80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護(hù)信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。</p><p>　　QJ1—80型氣體繼電器分輕瓦斯和重瓦斯兩部分。輕瓦斯部分主要是由開口

98、杯、固定在開口杯上的永磁鐵、干簧觸點(diǎn)構(gòu)成的。重瓦斯部分主要有擋板、固定在擋板的磁鐵、重瓦斯干簧觸點(diǎn)及流速整定螺桿構(gòu)成。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖7-3 瓦斯繼電器在變壓器上的安裝示意圖</p><p>　　1-變壓器油箱 2-聯(lián)通管 3-瓦斯繼電器 4-油枕</p><p>　　瓦斯

99、保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動作迅速，靈敏度高，安裝接線簡單且能反映油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障。缺點(diǎn)是不能反映油箱以外的套管以及引出線等部位發(fā)生的故障。故不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，需與差動保護(hù)配合共同作為變壓器主保護(hù)</p><p>　　6.3.4. 變壓器的后備過電流流保護(hù)</p><p>　　變壓器后備保護(hù)作為變壓器自身的近后備和各側(cè)母線及線路的遠(yuǎn)后備。雙繞組變壓器，后備保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)，根據(jù)主接線

100、情況，保護(hù)可帶一段或兩段時限，以較短的時限縮小故障影響范圍，跳母聯(lián)或分段斷路器；較長的時限斷開變壓器各側(cè)的斷路器。</p><p>　　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)先整定的某個數(shù)值時，保護(hù)裝置啟動，并用時限保證動作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報警信號，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，其單相原理接線如圖7-4所示。</p>

101、<p>　　圖7-4 變壓器過電流保護(hù)單相原理接地圖</p><p>　　定時限過電流保護(hù)作為下級線路主保護(hù)拒動和斷路器拒動時的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時作為本線路主保護(hù)拒動時的近后備保護(hù)，也作為過負(fù)荷時的保護(hù)，一般采用過電流保護(hù)。過電流保護(hù)通常是指其啟動電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)，當(dāng)電流的幅值超過最大負(fù)荷電流值時啟動。過電流保護(hù)有兩種：一種是保護(hù)啟動后出口動作時間是固定的整定時間，稱為定時限過電流保

102、護(hù)；另一種是出口動作時間與過電流的倍數(shù)相關(guān)，電流越大，出口動作越快，稱為反時限過電流保護(hù)。過電流保護(hù)在正常運(yùn)行時不啟動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，則能反應(yīng)與電流的增大而動作。在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路的全長，而且保護(hù)相鄰線路的全長，可以起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。</p><p>　　定時限過電流保護(hù)由電流繼電器1KA與2KA、時間繼電器KT和信號繼電器KS組成。其中，1KA、2KA是測量元件，用來判斷通過線路電流是

103、否超過預(yù)設(shè)值；KT為延時元件，它以適當(dāng)?shù)难訒r來保證裝置動作有選擇性；KS用來發(fā)出保護(hù)動作的信號。圖7-5為定時限過電流保護(hù)的原理圖和展開圖。</p><p>　　圖7-5定時限過電流保護(hù)原理圖和展開圖</p><p>　　(a)原理圖 (b)展開圖</p><p>　　正常情況下，斷路器QF閉合，保持正常供電，線路中流過正常電流，此時電流繼電器不會啟動。當(dāng)線路發(fā)生相

104、間短路故障時，線路中流過的電流迅速增加，使電流繼電器KA瞬時動作，啟動時間繼電器KT，經(jīng)過延時，KT延時觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動作，KS觸點(diǎn)閉合接通報警線路，KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器都自動返回起始狀態(tài)，而KS需手動復(fù)位。</p><p>　　6.3.5. 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)<

105、/p><p>　　在大多數(shù)情況下，變壓器過負(fù)荷是三相對稱的，故保護(hù)裝置只采用一只電流繼電器接于一相上，并經(jīng)一定延時動作于信號。雙繞組變壓器，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)。單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，過負(fù)荷保護(hù)裝 在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不相同，則只有電源 側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝于發(fā)電

106、機(jī)側(cè)和無電源側(cè)；當(dāng)三側(cè)都有電源時，各側(cè)均裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)原理如圖7-6</p><p>　　圖7-6 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)原理圖</p><p>　　運(yùn)行中的變壓器如果過負(fù)荷，可能出現(xiàn)電流指示超過額定值，有功、無功功率表指示增大，或出現(xiàn)變壓器“過負(fù)荷”信號、“溫度高”信號和音響報警等信號。</p><p>　　值班人員發(fā)現(xiàn)上述異常現(xiàn)象或信號，應(yīng)按下

107、述原則處理：</p><p>　　(1)恢復(fù)警報，匯報班長、值長，并作好記錄。</p><p>　　(2)及時調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，若有備用變壓器，應(yīng)立即投入。</p><p>　　(3)及時調(diào)整負(fù)荷的分配，與用戶協(xié)商轉(zhuǎn)移負(fù)荷。</p><p>　　(4)如屬正常過負(fù)荷，要可根據(jù)正常過負(fù)荷的倍數(shù)確定允許時間，若超過時間，應(yīng)立即減小負(fù)荷；同時，

108、要加強(qiáng)對變壓器溫度的監(jiān)視，不得超過允許溫度值。</p><p>　　(5)如屬事故過負(fù)荷，則過負(fù)荷的允許倍數(shù)和時間，應(yīng)據(jù)制造廠規(guī)定執(zhí)行。</p><p>　　(6)對變壓器及有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即匯報領(lǐng)導(dǎo)并進(jìn)行處理。</p><p>　　6.3.6. 變壓器的零序電流保護(hù)</p><p>　　中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器毫無例

109、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)兩個時限，并以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，以較長的時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。</p><p>

110、;　　圖7-7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，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段均采用兩個時限，短時限t1、t3跳開母聯(lián)斷路器QF，長時限t2、t4跳開變壓器兩側(cè)斷路器。</p><p>　　圖7-7零序過電流保護(hù)的原理接線和保護(hù)邏輯電路</p&g

111、t;<p>　　6.3.7. 變壓器的溫度保護(hù)</p><p>　　當(dāng)變壓器的冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生外部短路和過負(fù)荷時，變壓器的油溫將升高。變壓器的油溫越高，油的劣化速度越快，使用年限減少。當(dāng)油溫達(dá)115～150℃時劣化更明顯，以致不能使用。油溫越高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影香其壽命。因此，《變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定：上層油溫最高允許值為95℃，正常情況下不應(yīng)超過85℃，所以運(yùn)行中對變壓器的上層油溫

112、要進(jìn)行監(jiān)視。凡是容量在1000kVA及以上的油侵式變壓器均要裝設(shè)溫度保護(hù)，監(jiān)視上層油溫的情況；對于變電所，凡是容量在315kVA及以上的變壓器，通常都要裝設(shè)溫度保護(hù)；對于少數(shù)用戶變電站，凡是容量在800kVA左右的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)，但溫度保護(hù)只作用于信號。</p><p>　　溫度繼電器的工作原理：當(dāng)變壓器油溫升高時，受熱元件發(fā)熱升高使連接管中的液體膨脹，溫度計中的壓力增大，可動指針向指示溫度升高的方向轉(zhuǎn)

113、動。當(dāng)可動指針與事先定位的黃色指針接觸時，發(fā)出預(yù)告信號并開啟變壓器冷卻風(fēng)扇。如經(jīng)強(qiáng)風(fēng)冷后變壓器的油溫降低，則可動指針逆時針轉(zhuǎn)動，信號和電風(fēng)扇工作停止；反之，如變壓器油溫繼續(xù)升高，可動指針順時針轉(zhuǎn)動到與紅色定位指針接觸，這是未避免事故發(fā)生而接通短路器跳閘線圈回路，使短路器跳閘，切除變壓器，并發(fā)出聲響燈光信號。</p><p>　　溫度繼電器的結(jié)構(gòu)：變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度繼電器Kθ，它由變壓器生產(chǎn)廠成套提供。它是一

114、種非電量繼電器。常用的電觸頭壓力式溫度繼電器的結(jié)構(gòu)圖，它由受熱元件、溫度計及附件組成，是按流體壓力原理工作的。溫度計是一只靈敏的流體壓力表，他有一支可動指針和兩支定位指針分別為黃色和紅色。銅質(zhì)連接管內(nèi)充有乙醚液體或氯甲烷、丙酮等,受熱元件插在變壓器油箱定蓋的溫度測孔內(nèi)。</p><p><b>　　6.4. 整定計算</b></p><p>　　6.4.1. 變壓器縱

115、差保護(hù)整定計算及其校驗</p><p><b>　　差動繼電器的選型</b></p><p>　　所選用的差動繼電器的型號為BCH-2E型，其參數(shù)如下所示：</p><p>　　(1)額定值（輸入激勵量）</p><p>　　交流頻率為50Hz；</p><p>　　交流額定電流為5A。</

116、p><p><b>　　(2)動作值</b></p><p>　　無直流分量時，繼電器的動作安匝AW0=60±4。</p><p>　　(3)電流整定有效范圍</p><p>　　當(dāng)繼電器用于保護(hù)三繞組電力變壓器時，其動作電流可在3-12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定（AW0=60）。當(dāng)用于保護(hù)兩繞組電力變壓器或交流發(fā)電機(jī)時，

117、其動作電流可以在1.55-12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。</p><p><b>　　(4)動作特性</b></p><p>　　繼電器直流助磁特性e=f(k)可以用改變短路繞組匝數(shù)的方法進(jìn)行分階調(diào)整。</p><p>　　當(dāng)K=0.4時，所有e值均應(yīng)小于2.5；</p><p>　　當(dāng)K=0.6時，e值應(yīng)不低于下表4-1的規(guī)