【正文】 性和系統(tǒng)性強(qiáng)；?。?）設(shè)計(jì)分析計(jì)算書：設(shè)計(jì)方案分析比較，敘述論證有說(shuō)服力；設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及變電站繼電保護(hù)裝置選擇正確?！。悍治鲇?jì)算書應(yīng)給出設(shè)計(jì)中的全部分析計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。 　[4] 電氣工程 CAD，中國(guó)水利水電出版，2022，劉增良、劉國(guó)亭?！　。?）所用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下表 3 　　　表 3 所用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：　乙縣變　 　　 28　 　 1　　　 90km　丙縣變　 　　 15　　 　　　 1　　 110km　丁縣變　　 26　　 　 1　 85km　名 稱　 最大負(fù)荷(MW)　 功率因數(shù)　 回路數(shù)　 線路(架空)　氮肥廠　 4　　　 　 1　　 5km　機(jī)械廠　　 4　　 　 1　　　 3km　紡織廠　　 3　　　 　 1　　　 8km　　　化工廠　 　　 3　　　 　　　 1　 6km　造紙廠　　 　 　　 1　 4km　水 廠　 　　 6　　 　 2　 7km　建材廠　　 3　　　 　　 1　　 ?。?變　 4　　 　 1　 10km?。?變　　 4　 　 1　 4km　Ｃ 變　 4　　 　　　 1　　 6km?。?變　 3　 　 1　　　 4km　名 稱　 　　 容量（kw）　 臺(tái) 數(shù)　 　　 備 注　主變風(fēng)扇　　 　 66　 連續(xù) 經(jīng)?！　≈鞒潆姍C(jī)　　 16　　　 1　　　 連續(xù)不經(jīng)?！?　　浮充電機(jī)　　 15　　 1　　　 連續(xù) 經(jīng)?！⌒铍姵剡M(jìn)風(fēng)　 　　 1　　 連續(xù)不經(jīng)?！　⌒铍姵嘏棚L(fēng)　 2　　 1　　 連續(xù) 經(jīng)?！　″仩t房水泵　 2　 1　　 連續(xù) 經(jīng)?！　　　　　　　】?壓 機(jī)　　 20　 　 連續(xù) 經(jīng)?！?　　載 波 室　　 2　 　　 短時(shí)不經(jīng)常　　220kV 配電裝置電源　　 18　　 　 短時(shí)不經(jīng)?！?　　110kV 配電裝置電源　 18　　　 　 短時(shí)不經(jīng)?！?20kV 斷路器冬天加熱　 　　 4　 　 連 續(xù)　 　　110kV 斷路器冬天加熱　 4　　 　　　 連 續(xù)　　室外配電裝置照明　 　　 15　 　 連 續(xù)　 　　室 內(nèi) 照 明　 8　　 　　　 連 續(xù)　 要求閱讀或檢索的參考資料及文獻(xiàn)： 　 　　[1] 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置，中國(guó)電力出版社，2022，李火元主編。其主變壓器 220KV、110KV 側(cè)的中性點(diǎn)均采用經(jīng)間隙接地和直接接地方式，實(shí)際運(yùn)行只一臺(tái)直接接地?！￠L(zhǎng)沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）　　　　課題名稱：220kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)　　　　　專 業(yè)：發(fā)電廠及電力系統(tǒng)　　學(xué) 生 姓 名：譚棡譯　　 　學(xué) 號(hào)：202202241932　　班 級(jí)：電氣 0719　　　　指 導(dǎo) 教 師：楊娟　2022 年 1 月　　　　　畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書?。?0222022 學(xué)年）　系部名稱：電力工程系　　課題名稱　 　　 220kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)　 　　學(xué)生姓名　 譚棡譯　 專業(yè)　 　　發(fā)電廠及電力系統(tǒng)　 學(xué)號(hào)　 32　　　指導(dǎo)教師　 楊 娟　　 任務(wù)書下達(dá)時(shí)間　 　　 2022 年 11 月 23 日　課題概述：（包括設(shè)計(jì)或論文的課題，設(shè)計(jì)型課題的原始資料及主要參數(shù)要求或論文型課題的論點(diǎn)、論據(jù)、邏輯性要求等）　 　　題目：220kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 　　　原始資料　 　　由于某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)，擬建一個(gè) 220kV 變電所，向該地區(qū) 110kV和 10kV 線路供電。 　　　　　　 　　年最高氣溫：40℃；年最低氣溫：2℃；年平均氣溫：16℃　　　 　　220kV：向東；110kV：向西；10kV：向東南　 　　?。?）220kV 線路 5 回，預(yù)留 1 回備用；　（2）110kV 線路 8 回，備用 2 回，情況如下表 1 所示　表 1 110kV 線路負(fù)荷情況：　　名 稱　 　　 最大負(fù)荷(MW)　　 功率因數(shù)　 　　回路數(shù)　 　　線路(架空)　石化廠　 32　 　 2　　 50km　　煉油廠　　 36　　　 　 2　 30km　　甲縣變　 25　 　　 1　 60km　上述各負(fù)荷間的同時(shí)系數(shù)為 ?！2] 電氣運(yùn)行，中國(guó)電力出版社，2022，楊娟主編?！?　　[5] 國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)[M]，國(guó)家電網(wǎng)公司，2022，劉振亞主編?！?20220—30000 字?！　．?dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)將故障設(shè)備切除，保證無(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)繼電保護(hù)發(fā)出信號(hào)以便運(yùn)行人員及時(shí)對(duì)不正常工作狀態(tài)進(jìn)行處理，防止不正常運(yùn)行工作狀態(tài)發(fā)展成為故障而造成事故。在設(shè)計(jì)成品的某些部分的過(guò)程中其他組員提出了不少的寶貴意見，在此深表謝意。 　　在現(xiàn)代化的高壓、大容量的電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)更起著極為重要的作用。在確定繼電保護(hù)滿足選擇性、快速性、靈敏性、可靠性的基礎(chǔ)上作出合理的整定方案。它是畢業(yè)沒計(jì)的文字表達(dá)形式，也是畢業(yè)生必須要完成的基本訓(xùn)練的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。　　 主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)分析一、 主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)目的　大型變壓器的造價(jià)昂貴，一旦發(fā)生故障遭到損壞，其檢修難度大，時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，特別是單臺(tái)容量占系統(tǒng)容量比例很大的情況下，發(fā)生故障后突然切除變壓器，將給電力系統(tǒng)造成很大的擾動(dòng)，因此，在考慮大型變壓器繼電保護(hù)的整體配置時(shí)，除了保證其安全運(yùn)行外，還應(yīng)最大限度地縮小故障影響范圍，特別要防止保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作，這樣，不僅要求有性能良好的保護(hù)繼電器，還要求在繼電保護(hù)的整體配置上盡量完善、合理。為了防止保護(hù)裝置或者斷路器拒動(dòng)，又有主保護(hù)和后備保護(hù)之分。 （容量在10000kVA 及以上或 6300kVA 以上并列運(yùn)行變壓器應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，以代替電流速斷保護(hù)） 。（二） 、根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。　　 ?臺(tái)考慮將來(lái)的負(fù)荷可能會(huì)超出本來(lái)預(yù)算，為了有所發(fā)展的余地，選擇的主變壓器的容量為 150MVA。（二）氣體保護(hù)原理氣體保護(hù)原理接線如下圖 1 所示：　　　氣體保護(hù)的測(cè)量繼電器為氣體繼電器，氣體繼電器安裝在油箱與油枕之間的連接管道中，這樣油箱內(nèi)的氣體都要通過(guò)瓦斯繼電器，為了便于氣體的排放，安裝時(shí)需要有一定的傾斜度，變壓器頂蓋與水平間應(yīng)有 1%~%的坡度，連接管道應(yīng)有 2%~4%的坡度?！?01?QJ正常運(yùn)行時(shí)，繼電器內(nèi)上開口杯內(nèi)充滿了油。和開口杯固定在一起的永久磁鐵位于干簧接點(diǎn)的上方，干簧接點(diǎn)可靠斷開。　　變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)烈油流沖擊擋板，當(dāng)油流速度達(dá)到整定值時(shí)，擋板被沖擊到一定位置，永久磁鐵靠近干簧接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合后發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，經(jīng)信號(hào)繼電器 啟動(dòng)出口中間繼電器 ，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。因此不能夠單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，尚須與縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)配合使用。　　三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)原理接線如下圖 2 所示：　　　由此可見，變壓器差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位而構(gòu)成的保護(hù)，各側(cè)電流互感器所包圍的區(qū)域?yàn)椴顒?dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍，保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，繼電器動(dòng)作于跳閘；保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，繼電器不動(dòng)作，因此，在滿足選擇性要求的同時(shí)，不需要于相鄰元件的保護(hù)在整定值上相配合，從而構(gòu)成不帶延時(shí)的速動(dòng)保護(hù)，用來(lái)反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線的各種故障。　?、?還有大量非周期分量和高次諧波分量，且隨時(shí)間衰減?！、?利用勵(lì)磁涌流波形中的二次諧波分量，采用二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器。這種不平衡電流的影響，可采用電流補(bǔ)償法來(lái)消除，將電流互感器二次電流大的那一側(cè)，經(jīng)電流變換器 TAA 變換后，是 TAA 的輸出與另一側(cè)電流互感器電流大小相等，從而消除電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不等引起的不平衡電流。　　由于各種因素的存在，三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流比較大，為減小外部短路不平衡電流影響，提高保護(hù)的靈敏度，一般采用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。當(dāng) III 側(cè)（負(fù)荷側(cè)）故障時(shí)，經(jīng) t1 跳開 QF3 故障切除，I、‖側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。擬建變電所的主變壓器接線組別為：YN0/yn0/d11 的三繞組降壓變壓器兩臺(tái)。變壓器非直接接地運(yùn)行，而是通過(guò)放電間隙接地時(shí)，不僅須裝設(shè)兩段式零序電流保護(hù)，還須裝設(shè)零序電流保護(hù)零序電壓保護(hù)。第I 段與相鄰元件接地保護(hù) I 段配合，以 t1（）延時(shí)斷開高壓側(cè)分母聯(lián)斷路器，以延時(shí)斷開變壓器各側(cè)斷路器。本次設(shè)計(jì)的變壓器由高壓側(cè)向中、低壓側(cè)傳送功率的降壓變壓器，至少要在高壓側(cè)和低壓側(cè)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流 即　NI　TNrelopIKI)/(?式中： 為可靠系數(shù)，通常取 ： 為返回系數(shù)，通常取 ?！　∪?、 主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)　　內(nèi)容詳母線保護(hù)“斷路器失靈保護(hù)” 。五、 冷卻器故障保護(hù)　當(dāng)冷卻器引起變壓器溫度超過(guò)安全期限時(shí)，并不是立即將變壓器退出運(yùn)行，常常允許其運(yùn)行一段時(shí)間，以便處理冷卻器故障，這期間變壓器可以降負(fù)荷運(yùn)行，使變壓器溫度恢復(fù)到正常水平，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)溫度不能降至正常水平，才切除變壓器， 。　　第 3 章 母 線 保 護(hù)　母線是電能集中和分配的主要設(shè)備，是變電站重要設(shè)備之一，與其他設(shè)備一樣，母線也會(huì)存在各種故障，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，有可能造成大面積的停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?！≡诓惶匾妮^低電壓的廠、站中可以利用供電設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路）保護(hù)的第 II 及第 III 段來(lái)反映并切除母線故障。二、 母線保護(hù)配置 為了確定母線的保護(hù)，必須明確其母線運(yùn)行方式。為滿足快速性和選擇性的要求，母線保護(hù)廣泛采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成。第一組由電流互感器 TATATA5 和差動(dòng)繼電器 KD1 組成，用以選擇第 I 組母線上的故障；第二組由電流互感器 TATATA6 和差動(dòng)繼電器 KD2組成，用以選擇第 II 組母線上的故障；第三組由電流互感器 TA1~TA6 和差動(dòng)繼電器KD3 組成，它作為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件，當(dāng)任一組母線短路時(shí)，KD3 都啟動(dòng)，給KDKD2 加上直流電流，并跳開母聯(lián)斷路器 QF5.　保護(hù)的動(dòng)作情況分析如下：　　　　（1）正常運(yùn)行及元件固定連接方式下外部短路故障時(shí)各差動(dòng)繼電器 KD1~KD3 僅流過(guò)不平衡電流，其值小于整定值，保護(hù)不動(dòng)作?！纳厦娣治隹芍潭ㄟB接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)能快速而有選擇地切除故障母線，保證非故障母線繼續(xù)供電，但在固定方式破壞后不能選擇故障母線，限制了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度靈活性，這是該接線的不足之處。因此，對(duì)于較重要的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。如故障元件出口中間繼電器觸點(diǎn)和故障判別元件的觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，失靈保護(hù)被啟動(dòng)。零序電壓和低電壓繼電器組成，通過(guò)“與”門構(gòu)成斷路器失靈保護(hù)的跳閘出口回路?！I? TAn差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，將故障母線的所有連接元件斷開，切除故障?！　?duì)重要 3～10kV 分段母線，宜采用不完全電流差動(dòng)式母線保