【正文】 第一章 概 述第一節(jié) 110KV變電所電氣二次設(shè)備概述 變電所二次部分是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行不可缺少的一個(gè)重要組成部分，它的主要作用是預(yù)防事故或縮小事故范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶(hù)安全連續(xù)供電。它包括電流繼電器、電壓繼電器、功率方向繼電器、阻抗繼電器、頻率繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器等。 為使繼電保護(hù)裝置（特別是動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置）能更好地完成它在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，應(yīng)滿(mǎn)足以下四個(gè)基本要求：1） 選擇性：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)裝置只將故障設(shè)備切除，保證無(wú)故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，從而盡量縮小停電范圍。2） 速動(dòng)性：保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。3） 靈敏性：在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置、短路的類(lèi)型及系統(tǒng)運(yùn)行方式如何，要求保護(hù)裝置都能靈敏反應(yīng)。4） 可靠性：在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生屬于它動(dòng)作的故障時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作，即不應(yīng)拒動(dòng)；而發(fā)生不屬于它應(yīng)動(dòng)作的情況時(shí)，則應(yīng)可靠不動(dòng)，即不應(yīng)誤動(dòng)。 第二節(jié) 110KV變電所電氣二次回路及其接線(xiàn)一、電氣工程圖（二次部分）示例電氣工程圖按功能可分為：1）概略圖；2）電路圖；3）功能圖；4）接線(xiàn)圖； 5）布置圖等幾個(gè)大類(lèi)。1．概略圖圖１－１　概略圖示例概略圖表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、部件、設(shè)備、軟件中各項(xiàng)目之間的主要關(guān)系和連接的相對(duì)簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)圖，通常用單線(xiàn)表示法。如圖11所示。2．電路圖 電路圖表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、部件、設(shè)備、軟件等實(shí)際電路的簡(jiǎn)圖，采用按功能排列的圖形符號(hào)來(lái)表示各元件和連接關(guān)系，以表示功能而不需考慮項(xiàng)目的實(shí)體尺寸、形狀或位置。圖12所示為用分開(kāi)表示法表示的電路圖圖１－2　電路圖示例3．功能圖圖１－3　邏輯框圖示例用理論的或理想的電路而不涉及實(shí)現(xiàn)方法來(lái)詳細(xì)表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、部件、設(shè)備、軟件等功能的簡(jiǎn)圖。圖13所示為某三相一次重合閘邏輯框圖。4．接線(xiàn)圖圖１－4　接線(xiàn)圖之單元接線(xiàn)圖示例接線(xiàn)圖是表示或列出一個(gè)裝置或設(shè)備的連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖有：1）單元接線(xiàn)圖、2）互連接線(xiàn)圖、3）端子接線(xiàn)圖。圖14為時(shí)間繼電器和保護(hù)出口繼電器的單元接線(xiàn)圖示例。圖15為端子接線(xiàn)圖示例。端子排是實(shí)現(xiàn)屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備相連的接線(xiàn)端子。端子排應(yīng)位于屏的左右側(cè)。屏體內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備及屏頂小母線(xiàn)連接時(shí)，以及同一屏內(nèi)不同安裝單位的設(shè)備互相連接時(shí)，需經(jīng)過(guò)端子排連接，同一屏內(nèi)同一安裝單位的設(shè)備互相連接時(shí)，不需經(jīng)過(guò)端子排。正電源應(yīng)以端子排引接，負(fù)電源應(yīng)在屏內(nèi)設(shè)備間形成環(huán)路，環(huán)的兩端應(yīng)接至端子排。端子排的上、下兩端應(yīng)裝終端端子，且在每一安裝單位端子排的最后留2—5個(gè)端子作為備用。接線(xiàn)端子的一側(cè)一般只接一根導(dǎo)線(xiàn)，最多不超過(guò)兩根。圖１－5　接線(xiàn)圖之端子接線(xiàn)圖示例5．布置圖 屏面布置圖是經(jīng)簡(jiǎn)化或補(bǔ)充以給出某種特定目的所需信息的裝配簡(jiǎn)圖。決定屏上各個(gè)設(shè)備的排列位置及相互間距離尺寸的圖紙，要求按照一定的比例尺繪制。屏面布置應(yīng)滿(mǎn)足下列一些要求：①凡需以常監(jiān)視的6儀表和繼電器，不要布置太高；②操作元件，如控制開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)手輪、按鈕等的高度要適中，使得操作調(diào)節(jié)方便。它們之間應(yīng)留有一定的距離，操作時(shí)不致影響相鄰的設(shè)備；③對(duì)于檢查和試驗(yàn)較多的設(shè)備，應(yīng)位于屏的中部，而且同一類(lèi)型的設(shè)備應(yīng)布置在一起，這樣檢查和試驗(yàn)都比較方便。此外，應(yīng)力求布置緊湊和美觀(guān)。屏面布置圖包括：(1)控制屏屏面布置圖(2)繼電器屏屏面布置圖。(圖為110KV線(xiàn)路保護(hù)的控制屏和繼電器屏屏面布置圖)圖１－6　屏面布置圖示例二、二次回路凡監(jiān)視、控制、測(cè)量以及起保護(hù)作用的設(shè)備，如測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)、控制和信號(hào)裝置等，皆屬于二次設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，為了達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，二次設(shè)備是不可缺少的部分。二次回路是由二次設(shè)備組成的回路。它包括交流電壓回路、交流電流回路、斷路器控制和信號(hào)回路、繼電保護(hù)回路以及自動(dòng)裝置回路等。二次接線(xiàn)圖是用二次設(shè)備特定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)，表示二次設(shè)備互相連接的電氣接線(xiàn)圖。這類(lèi)圖在實(shí)際工作中常見(jiàn)。下面以110KV變電所為例來(lái)說(shuō)明二次接線(xiàn)圖和二次回路。（一）電壓電流回路電壓電流回路是由電流互感器、電壓互感器、儀表和繼電器的線(xiàn)圈構(gòu)成。110kV主變壓器的電流、電壓回路圖如圖17所示。圖17 主變壓器電流、電壓回路圖示例（三）信號(hào)回路信號(hào)回路可分為：（1） 事故信號(hào)。事故信號(hào)是當(dāng)斷路器事故跳閘后，起動(dòng)蜂鳴器發(fā)出音響。如斷路呂發(fā)生事故跳閘時(shí)，立即用蜂鳴器發(fā)出較強(qiáng)的音響，同時(shí)，斷路器的位置指示燈發(fā)出閃光。（2） 預(yù)告信號(hào)。預(yù)告信號(hào)是在電氣設(shè)備發(fā)生不正常情況下一面發(fā)出鈴響。例如，發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷、變奪器過(guò)負(fù)荷，電壓回路斷線(xiàn)等，便發(fā)出另一種有別于事故信號(hào)的音響（鈴響），此外，標(biāo)有故障內(nèi)容的光字牌也變亮。（3） 位置信號(hào)。包括斷路器位置信號(hào)和隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)；而后者則用一種專(zhuān)門(mén)的位置指示器來(lái)表示其位置狀況。（4） 其他信號(hào)。如指揮信號(hào)、聯(lián)系信號(hào)和全廠(chǎng)信號(hào)等。（四）繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路圖主要表示繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的原理及接線(xiàn)。第二章 110KV變電所主變壓器保護(hù)第一節(jié) 保護(hù)配置一、電力變壓器保護(hù)配置原則（《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》[中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL 400—91]）（一）變壓器的故障及不正常工作狀態(tài)變壓器電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，為保證變壓器安全可靠地運(yùn)行，就必須視其容量的大小及電壓的高低，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。 一般要針對(duì)電力變壓器的下列故障及不正常運(yùn)行方式，裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置：(1) 繞組的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相短路；(2) 繞組的匝間短路；(3) 外部相間短路引起的過(guò)電流；(4) 中性點(diǎn)直接接地電網(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) 過(guò)勵(lì)磁；(7) 油面下降；(8) 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障。（二）主保護(hù)配置1． ，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)；當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯式油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。2．對(duì)變壓器引出線(xiàn)、套管及內(nèi)部的短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相的保護(hù)作為主保護(hù)。保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。3．。10MVA及以上廠(chǎng)用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。4．縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)符合下列要求：a、 應(yīng)能躲過(guò)勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流。b、 應(yīng)在變壓器過(guò)勵(lì)磁時(shí)不誤動(dòng)。c、 差動(dòng)保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線(xiàn)。如不能包括引出線(xiàn)時(shí)，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。但在某些情況下，例如60KV或110KV電壓 等級(jí)的終端變電所和分支變電所，以及具有旁路母線(xiàn)的電氣主接線(xiàn)，在變壓器斷路器退出工作由旁路斷路器代替時(shí)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)亦可以利用變壓器套管內(nèi)的電流互感器，而對(duì)引出線(xiàn)可不再采取快速切除故障的輔助措施。（三）后備保護(hù)對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為后備保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶限動(dòng)作于跳閘 1． 過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。2．外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項(xiàng)保護(hù)的接線(xiàn)，宜考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。3．三繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線(xiàn)情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍；較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。二、三繞組變壓器保護(hù)具體配置 、中性點(diǎn)不接地的三繞組主變進(jìn)行保護(hù)配置、整定計(jì)算和二次回路圖的部分繪制。根據(jù)以上技術(shù)規(guī)程為本次設(shè)計(jì)的變壓器配置以下的保護(hù)：一． 主變保護(hù)配置及作用1． 瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障及油面降低。作為變壓器的主保護(hù)。當(dāng)發(fā)生輕微故障時(shí)，油面下降，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量氣體，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，跳開(kāi)主變各側(cè)斷路器。對(duì)帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器的調(diào)壓裝置，設(shè)有載瓦斯，同理，輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)訊，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。2． 差動(dòng)保護(hù)：作為變壓器的主保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線(xiàn)的相間故障。動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。3． 復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，反應(yīng)外部相間短路引起的過(guò)電流和作為瓦斯、差動(dòng)保護(hù)的后備。動(dòng)作于跳閘。4． 過(guò)負(fù)荷保護(hù)，反應(yīng)高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷情況，動(dòng)作于發(fā)訊。5． 主變間隙零序電流及零序電壓保護(hù)，作為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的分級(jí)絕緣變壓器的接地故障保護(hù)。二、主要保護(hù)功能本所主變裝有CST231A變壓器保護(hù)，CSR22A變壓器非電量保護(hù)。本所主變有下列保護(hù)：1 主變差動(dòng)保護(hù)（比率差動(dòng)保護(hù)及差動(dòng)速斷保護(hù)）2 主變瓦斯保護(hù)（本體、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)）3 間隙零序過(guò)流保護(hù)和零序過(guò)電壓保護(hù)4 零序電壓閉鎖零序過(guò)電流保護(hù)。5 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)（二段）6 過(guò)負(fù)荷保護(hù)。7 溫度高報(bào)警。第二節(jié) 保護(hù)整定一、主變壓器參數(shù)E 110KV + ( 線(xiàn)路 LGJ150/ )110KV+ 1 2 + j 35KV j + + 10KV主變參數(shù)如下1主變：型號(hào) SFSZ831500/110 接線(xiàn) Yn/Yn0/△11 檔位 110177。4%/177。2% / 短路電壓（%） 高中 高低 18 中低 短路損耗（KW） 高中 高低 181 中低 空載電流（%） 空載損耗（KW） 2主變：型號(hào) SFSZ1040000/110 接線(xiàn) Yn/Yn0/△11檔位 110177。8%/177。2% / 短路電壓（%） 高中 高低 中低 短路損耗（KW） 高中 高低 中低 空載電流（%） 空載損耗（KW） 1．110kV母線(xiàn)故障：Uj=115kV Sj=100MVA Ij=Sj/（√3Uj）=100/（√3115）=大方式下：Id=502/（++）=502/=6027A小方式下：按兩相故障計(jì)算Id（2）=6027=2．35kV母線(xiàn)故障：因?yàn)?10kV主變不考慮長(zhǎng)期并列運(yùn)行，所以按分列計(jì)算Ij=Sj/（√3Uj）=100/（√337）=1主變：∑X=+++++ =+=大方式：Id=1560/=4025A小方式：Id（2）=4025=2主變：∑X=+++++ =+=.大方式：Id=1560/=3951A小方式：Id（2）=3951=3．10kV母線(xiàn)故障：因?yàn)?10kV主變不考慮長(zhǎng)期并列運(yùn)行，所以按分列計(jì)算Ij=Sj/（√3Uj）=100/（√3）=1主變：∑X=++++++ =+=大方式：Id=5500/=小方式：Id（2）==7860A2主變：∑X=+++001156+++ =+=大方式：Id=5500/=6890A小方式：Id（2）=6890=5966A主變各側(cè)短路電流一覽表1主變2主變110kV母線(xiàn)大方式6027A6027A小方式35kV母線(xiàn)大方式4025A3951A小方式10kV母線(xiàn)大方式6890A小方式7860A5966A說(shuō)明：、10kV均按分列運(yùn)行計(jì)算；，小方式按兩相故障計(jì)算。 二． 主變保護(hù)的選型及裝置介紹：本次設(shè)計(jì)選用北京哈德威四方保護(hù)與控制設(shè)備有限公司的CST231A變壓器保護(hù)和CSR22A變壓器非電量保護(hù)。主要技術(shù)參數(shù)1．額定參數(shù)交流電流：5A，50HZ 或1A ，50HZ相電壓：100V／√3V，50HZ2．功率消耗直流回路：≯60W交流電壓回路：≯交流電流回路：≯3．精確工作范圍(10％誤差）電流精確工作范圍：~20In電壓精確工作范圍：1V~100V4．保護(hù)整定范圍電流定值