【正文】 縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。（3）防御外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）后備的過電流保護(hù)（或復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、或負(fù)序電流保護(hù)） 。（4）防御大接地電流電網(wǎng)中外部接地短路的零序電流保護(hù)。（5）防御對稱過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。以上第 第 第 4 項的保護(hù)及第 1 項中的重瓦斯保護(hù)均動作于跳閘；第 5 項及第 1 項中的輕瓦斯保護(hù)僅動作于信號。對于容量為 1000kVA 及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。、主變壓器的保護(hù)類型（1） 、縱聯(lián)差動保護(hù) 所謂變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，是指由變壓器的一次和二次電流的數(shù)值和相位進(jìn)行比較而構(gòu)成的保護(hù)?？v聯(lián)差動保護(hù)裝置，一般用來保護(hù)變壓器線圈及引出線上發(fā)生的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。對于變壓器線圈的匝間短路等內(nèi)部故障，通常只作后備保護(hù)。 （考試大注冊安全工程師） 　　縱聯(lián)差動保護(hù)裝置由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個電流互感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。因此，流經(jīng)繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下或保護(hù)范圍外發(fā)生故障時，兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流大小相等，相位相同，因此流經(jīng)繼電器的差電流為零，但如果在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障，流經(jīng)繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動作，使斷路器跳閘，從而起到保護(hù)作用。（2） 、電流速斷保護(hù) 電流速斷保護(hù)分為無時限電流速斷和帶時限電流速斷，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，無時限速斷保護(hù)能瞬時動作，但它只能保護(hù)線路的一部分，帶時限電流速斷保護(hù)能保護(hù)全線路，另外帶時限速斷保護(hù)比下一級線路無時限保護(hù)大了一個時限差，因此下一段線路首端發(fā)生短路時，保護(hù)不會誤動（3） 、相間后備保護(hù) 反映因外部相間短路引起的變壓器過電流、并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)的后備，35kV——66kV 及以下中小容量降壓變壓器宜采用過電流保護(hù)，110KV——500KV 的降壓、升壓和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。（4） 、零序后備保護(hù) 對兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓或降壓變壓器，當(dāng)其與大接地電流電網(wǎng)連接時，一般需在變壓器上裝設(shè)零序后備保護(hù)。該保護(hù)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備，但在為了滿足完全后備接線大為復(fù)雜化時，允許縮短對相鄰線路的后備作用范圍，并在某些個別情況下可不考慮變壓器主保護(hù)拒絕動作的情況。此保護(hù)，一般應(yīng)接于變壓器中性點處的電流互感器上。（5） 、過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)是用來反應(yīng)變壓器正常運行時出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器的確有過負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動作于信號。5第二章 系統(tǒng)運行方式及選擇 任務(wù)與要求、任務(wù) 根據(jù)工廠主變壓器的實際情況設(shè)計主變壓器的保護(hù)系統(tǒng)。本設(shè)計針對工廠主變壓器為例采用縱聯(lián)差動保護(hù)、電流保護(hù)、接地保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)為一體的保護(hù)系統(tǒng)。 要求 繼電保護(hù)裝置的基本要求 ：　　1）選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。 　　2）靈敏性：保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。靈敏系數(shù)公式如下： S p1*minokIdef 式中 I ——繼電保護(hù)裝置保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)最小運行下的最小短路ink電流。 I ——繼電保護(hù)裝置動作電流換算到一次電路的值，稱為其一次動1*op作電流?！　?）速動性：是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機(jī)并列運行的穩(wěn)定眭。 　　4）可靠性：保護(hù)裝置如能滿足可靠性的要求，反而會成為擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動作的可靠性，必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計原理、整定訓(xùn)算、安裝調(diào)試正確無誤；同時要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運行維護(hù)得當(dāng)、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。對于由外部相間短路引起的過電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：1） 、對于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)2） 、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側(cè)裝設(shè)6保護(hù)。各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。3） 、對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個供電支路上裝設(shè)保護(hù)。4） 、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。5） 、保護(hù)裝置對各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時，不作具體規(guī)定。6） 、對某些稀有的故障類型（例如 110KV 及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無選擇性動作。 系統(tǒng)保護(hù)原理接線圖 圖 1 7 圖 2 中性點的運行方式與選擇：三相交流電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為電網(wǎng)中性點接地方式。中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性；同時直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護(hù)方式、通訊干擾等。一般來說，電網(wǎng)中性點接地方式也就是變電所中變壓器的各級電壓中性點接地方式。因此，在變電所的規(guī)劃設(shè)計時選擇變壓器中性點接地方式中應(yīng)進(jìn)行具體分析、全面考慮。 我國 110kV 及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式，即中性點有效接地方式（在實際運行中，為降低單相接地電流，可使部分變壓器采用不接地方式），這樣中性點電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升高不會超過 倍運行相電壓；暫態(tài)過電壓水平也較低；故障電流很大，繼電保護(hù)能迅速動作于跳閘，切除故障，系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓時間較短。因此，大電流接地系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低，從而大幅降低造價。 6～35kV 配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點非有效接地方式。近幾年來兩網(wǎng)改造，使中、小城市 6～35kV 配電網(wǎng)電容電流有很大的增加，如不采取有效措施，將危及配電網(wǎng)的安全運行。8中性點非有效接地方式主要可分為以下三種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地及經(jīng)電阻接地。 中性點不接地方式 適用于單相接地故障電容電流 IC 10A，以架空線路為主，尤其是農(nóng)村10kV 配電網(wǎng)。此類型電網(wǎng)瞬間單相接地故障率占 60%～70%，希望瞬間接地故障不動作于跳閘。 其特點為： 單相接地故障電容電流 IC 10A，故障點電弧可以自熄，熄弧后故障點絕緣自行恢復(fù)； 單相接地不破壞系統(tǒng)對稱性，可帶故障運行一段時間，保證供電連續(xù)性； 通訊干擾小； 單相接地故障時，非故障相對地工頻電壓升高 31/2UC，此系統(tǒng)中電氣設(shè)備絕緣要求按線電壓的設(shè)計； 當(dāng) IC 10A 時，接地點電弧難以自熄，可能產(chǎn)生過電壓等級相當(dāng)高的間歇性弧光接地過電壓，且持續(xù)時間較長，危及網(wǎng)內(nèi)絕緣薄弱設(shè)備，繼而引發(fā)兩相接地故障，引起停電事故； 系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓引起電壓互感器熔斷器熔斷，燒毀 TV，甚至燒壞主設(shè)備的事故時有發(fā)生。 中性點經(jīng)消弧線圈接地 適用于單相接地故障電容電流 IC 10A，瞬間性單相接地故障較多的架空線路為 主的配電網(wǎng)。 其特點為： 9利用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地點流過的電網(wǎng)容性電流，使故障電流10A，電弧自熄，熄弧后故障點絕緣自行恢復(fù)； 減少系統(tǒng)弧光接地過電壓的概率； 系統(tǒng)可帶故障運行一段時間； 降低了接地工頻電流( 即殘流)和地電位升高，減少了跨步電壓和接地電位差，減少了對低壓設(shè)備的反擊以及對信息系統(tǒng)的干擾。 目前國內(nèi)運行的消弧線圈分手動調(diào)節(jié)和自動跟蹤補(bǔ)償兩類：前一種手動調(diào)節(jié)時，消弧線圈需退出運行，且人為估算電容電流值，誤差較大，現(xiàn)已較少使用；后一種能自動進(jìn)行電容電流測量并自動調(diào)整消弧線圈，使補(bǔ)償電流適應(yīng)系統(tǒng)的變化，現(xiàn)一般都選擇該種消弧線圈。 自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈分調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、直流助磁式和調(diào)容式等。根據(jù)我局變電所運行情況顯示，調(diào)匝式價格較底，但調(diào)整級數(shù)較少，不能完全適應(yīng)系統(tǒng)變化。調(diào)氣隙式補(bǔ)償線性度較好，但震動噪音極大，運行人員反映強(qiáng)烈，有待改進(jìn)。調(diào)容式反應(yīng)迅速可靠，運行安靜平穩(wěn)，運行人員反映較好。 中性點經(jīng)電阻接地 中性點經(jīng)電阻接地適于瞬間性單相接地故障較少的電力電纜線路。 中性點經(jīng)電阻接地運行方式的特點： 降低操作過電壓。中性點經(jīng)電阻接地的配網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，零序保護(hù)動作，可準(zhǔn)確判斷并快速切斷故障線路； 可有效降低工頻過電壓，單相接地故障時非故障相電壓為 31/2UC，且持續(xù)時間短； 中性點電阻為耗能元件，也是阻尼元件(消弧線圈是諧振元件)； 有效地限制弧光接地過電壓，當(dāng)電弧熄滅后，系統(tǒng)對地電容中的殘余電荷將通過接地電阻泄放掉，下次電弧重燃時，不會疊加形成過電壓； 10可有效消除系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓， 中性點電阻接地相當(dāng)于在諧振回路中并接阻尼電阻，試驗表明，只要中性點電阻1500Ω，就可以消除各種諧振過電壓，電阻越小，消除諧振的效果越好； 對電容電流變化的適用范圍較大，簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)。 中性點接地電阻的選擇： 從減少短路電流對設(shè)備的沖擊角度和從安全角度考慮，減少故障點入地電流，降低跨步電壓和接觸電壓，I 值越小越好，即中性點接地電阻應(yīng)越大越好； 為將弧光接地過電壓限制在 2 倍以內(nèi)，一般按 IR = (1～4) IC 要求選擇接地電阻； 中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)是通過各線路的零序保護(hù)判斷和切除故障線路的，在選擇 Rn 時，要保證每條線路零序保護(hù)靈敏度要求。 選擇中性點接地電阻必須根據(jù)電網(wǎng)的具體條件，考慮限制弧光接地過電壓、繼電保護(hù)靈敏度、對通訊干擾、安全等因素。 目前，深圳各區(qū)變電所中性點均采用 15Ω，北京、廣州等地的變電所則采用 。 6～35kV 配電網(wǎng)的接地方式選擇 以架空線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，架空線路發(fā)生接地故障 70%為瞬間故障。 只需按照規(guī)程要求，以系統(tǒng)電容電流是否大于 10A 來確定，選用中性點不接地或自動跟蹤消弧線圈接地方式。 以電纜線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)， 變電所覆蓋面較大， 出線較多且一般為電纜線路，系統(tǒng)電容電流也較大，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和運行實踐， 電纜線路發(fā)生接地故障大約 50%為瞬間故障。但由于電纜線路的特殊性，一般可選用小電阻接地方式，犧牲一些供電可靠性，來防止擴(kuò)大事故。 以架空和電纜混合線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，兼顧架空和電纜線路的特點，使配網(wǎng)的接地方式選擇在自動跟蹤消弧線圈和小電阻兩種方式上左右為難。 單相接地故障時，非故障相對地工頻電壓升高 31/2 UC、持續(xù)時間長，可能引起多點絕緣擊穿，事故擴(kuò)大。 11消弧線圈無法補(bǔ)償諧波電流，而有些城市或工廠中諧波電流所占比例為 5%～15%，僅諧波電流就足以支持電弧穩(wěn)定燃燒。 尋找單相接地故障線路困難，目前許多小電流接地選線的動作率還不理想，往往仍采用試?yán)ā?電纜溝或電纜排管內(nèi)的電纜發(fā)生單相接地時，尋找故障線路時間長，在帶接地故障運行期間，容易引起人身觸電。另一方面采用小電阻接地方式，可能錯誤切除瞬間故障線路，造成對用戶的供電中斷，降低了供電可靠性，減少了供電量。 決定了主變壓器中性點的接地方式《電力工程電氣設(shè)計手冊》簡述了主變110—500KV 側(cè)采用直接接地方式： a 、凡是自耦變壓器，其中性點須直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 b 、凡是低壓側(cè)有電源的升壓方法或降壓變電站至少應(yīng)有一臺變壓器直接接地。 c 、 終端變電站的變壓器中性點一般不接地。 d 、 變壓器中性點接地的數(shù)量應(yīng)使電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比 X / X 小于 3，以使單相接地時建全相上公頻過電壓不超過閥01型避雷器的滅弧電壓，X / X 序電抗尚應(yīng)大于 1—，以便單相接地短路電流不超過三相短路電流。綜上所述本次設(shè)計的電網(wǎng)為 110KV 中性點直接接地系統(tǒng)。12第三章 輸電線路上的 TA、TV 變比的選擇 電壓互感器（TV）的選擇： 電壓互感器選擇的具體條件如下：（1） 一次電壓： U （2） 二次電壓：根據(jù)使用情況而定；（3） 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。（4） 二次負(fù)荷：S =S 根據(jù)實際接入設(shè)備和接線方式而定。2n 輸電線路上 TV 變比，型號的選擇。a 變比由于線路電壓等級均為 110KV，TV 二次側(cè)電壓為 100V 故線路上所有的 TV 變變比均為。10310b 型號 由（發(fā)電機(jī)電氣部分課程設(shè)計參考資料）查的型號為 JCC110.J—電壓互感器： C—串級式： C—陶絕緣、電流互感器(TA)的選擇：因為本保護(hù)系統(tǒng)為縱差動保護(hù)1）變壓器縱差保護(hù)的基本原理變壓器縱差保護(hù)住要是用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障。是變壓器的主保護(hù)。變壓器縱差保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖 1 示出了雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差保護(hù)的正確工作，就須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變