【正文】 3)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)線相間和相對(duì)地安全距離。4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5)接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法）本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側(cè)UB1=37kV，10kV側(cè)UB2=。 （） （）（均為標(biāo)幺值）1) 系統(tǒng)： （） （）2) 35kV線路：L1： （） L2： （）3)變壓器：B1，B2： （）4) 15kV線路：線路阻抗（XL）分為兩類：①織布廠、膠木廠、印染廠： （）②煉鐵廠、配電所： （） 系統(tǒng)等效電路圖 （）1) 最大運(yùn)行方式 其中： （） （） （） （）據(jù)此， a) b) 最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖①故知35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)）三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）②10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)） （）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）③對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 三相短路電流周期分量有效值 （）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）④對(duì)于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路：三相短路電流周期分量有效值 （）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）2) 最小運(yùn)行方式下 最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖因SⅡ停運(yùn),所以僅考慮SⅠ單獨(dú)運(yùn)行的結(jié)果 （）①所以35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)）三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）②所以10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)） （）折算到35kV側(cè)： 三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）③對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 （）折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （）④對(duì)于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路： （）折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （）其他三相短路電流 （） （） （）三相短路容量 （） 短路電流計(jì)算結(jié)果三相短路電流（kA）三相短路容量（MVA）IK（3）I（3）I（3）∞ish（3）Ish（3）Sk（3）d1點(diǎn)d2點(diǎn)d3點(diǎn)三相短路電流(kA)三相短路容量(MVA)IK（3）I（3）I（3）∞ish（3）Ish（3）Sk（3）d1點(diǎn)d2點(diǎn)d3點(diǎn)5 變電所繼電保護(hù)及故障分析本設(shè)計(jì)35/10kV系統(tǒng)為雙電源35kV單母線分段接線，10kV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷屬一二類負(fù)荷居多。1) 本設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線路來(lái)講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。2) 電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。① 變壓器的外部故障常見(jiàn)的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。② 變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。3) 變壓器的不正常運(yùn)行過(guò)負(fù)荷、由于外部短路引起的過(guò)電流、油溫上升及油位過(guò)低。 線路繼電保護(hù)裝置根據(jù)線路的故障類型，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下：1) 10kV負(fù)荷側(cè)單回出線保護(hù)，采用兩段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0s跳閘。2) 35kV 線路的保護(hù)，采用三段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流保護(hù)與過(guò)電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0s跳閘。變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運(yùn)行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)如下：1) 主保護(hù)：瓦斯保護(hù)（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。2) 后備保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過(guò)負(fù)荷而引起的過(guò)電流）。3) 異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)：溫度保護(hù)（以檢測(cè)變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流的70%來(lái)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過(guò)高）。 1) 10kV線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時(shí)通過(guò)保護(hù)裝置的電流來(lái)選擇動(dòng)作電流的，以動(dòng)作電流的大小來(lái)控制保護(hù)裝置的保護(hù)范圍；有無(wú)時(shí)限電流速斷和延時(shí)電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。2) 10kV線路過(guò)電流保護(hù):是利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來(lái)鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng)作的選擇性由過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來(lái)保證，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來(lái)切除電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，其保護(hù)范圍為本線路全部和下段線路的一部分。3) 變壓器瓦斯保護(hù)：是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來(lái)判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù)。4) 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過(guò)繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過(guò)。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問(wèn)題，方法有：①靠整定值躲過(guò)不平衡電流②采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。③采用二次諧波制動(dòng)。④采用間歇角原理。⑤采用速飽和變流器。本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的BCH2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力。6 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇按GB50062—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》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在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；②繞組的匝間短路；③外部相間短路引過(guò)的過(guò)電流；④中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)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。對(duì)于高壓側(cè)為35kV及以上的總降壓變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，也應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過(guò)負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000kVA及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300kVA及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。①主保護(hù)和后備保護(hù)：35kV供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。 當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱為主保護(hù)；而動(dòng)作比較慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱為后備保護(hù)。 后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動(dòng)作的主保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長(zhǎng),而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說(shuō)，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)不可。②近后備和遠(yuǎn)后備： 當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備稱