【正文】 勵(lì)磁涌流含有很大的非周期分量。 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 21 圖 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理接線 在變壓器空載投入或外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁電流很大。 變壓器的勵(lì)磁涌流只在電源側(cè)流過，它反應(yīng)倒變壓器差動(dòng)保護(hù)中，就構(gòu)成不平衡電流不過正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流只不過時(shí)額定電流的 3％－ 5％。由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內(nèi)的電流（為兩側(cè)電流互感 器二次側(cè)電流之差），保護(hù)不動(dòng)作。本設(shè)計(jì)的變壓器容量為 16MVA，因此采用的是 BCH2 型差動(dòng)繼電器。此外，在實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，還應(yīng)考慮兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是變壓器勵(lì)磁涌流，另一個(gè)是變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡保護(hù)。當(dāng) D2 點(diǎn)短路時(shí)此時(shí)流過差動(dòng)回路的電流為 21 II ??? 。 電力變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理用輔助導(dǎo)線或引出線將變壓器兩側(cè)電流引入差動(dòng)繼電器，比較兩端電流的大小和方向，從而判斷被保護(hù)的變壓器是否發(fā)生短路，以決定保護(hù)是否動(dòng)作。重氣體保護(hù)的動(dòng)作值采用油流流速表示。 圖 變壓器瓦斯保護(hù)原理圖 瓦斯保護(hù)的整定：輕氣體保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體容積表示。瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，也可以利用切換片 XB 切換位置，只給出報(bào)警信號。 (3)瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。 主要缺點(diǎn)：不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。當(dāng)變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重漏油而使油面逐漸降低時(shí)，首先是上開口杯露出油面，發(fā)出報(bào)沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 警信號，繼之下開口杯露出油面后亦能動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖。 開口杯擋板式瓦斯繼電器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。 由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。 （ 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 。對于大容量變壓器，因其鐵芯額定工作磁通密度 與飽和磁通密度比較接近，所以系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，容易過勵(lì)磁。外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路、引出線因絕緣套管閃落或破碎通過油箱外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地短路。由于絕大部分安裝在戶外，受自然條件的影響較大，同時(shí)受到連接負(fù)荷的影響和電力系統(tǒng)短路故障的威脅，變壓器在運(yùn)行中有可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。 當(dāng)母線上連接元件叫多時(shí)，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動(dòng)作電壓按最大運(yùn)行方式下線路末端短路時(shí)保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當(dāng)母線上連接元件較少時(shí)，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動(dòng)作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負(fù)荷電流。對于重要的 220kv 及以上主干線路，針對保護(hù)拒動(dòng)通常兩套主保護(hù)；針對斷路器拒動(dòng)，則裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。 這種保護(hù)方式接線簡單、動(dòng)作速度快，使用于外部短路電流大、電流互感器鐵芯易于飽和的場所。故該類保護(hù)又稱低阻抗式母差保護(hù)。母線保護(hù)的接線方式，對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。 （ 2） 變壓器溫度及壓力保護(hù)。瓦斯保護(hù)是油侵式變壓器的主保護(hù)之一。 變壓器非電量保護(hù) 變壓器非電量保護(hù)主要包括 瓦斯保護(hù)、溫度及壓力保護(hù)等。 變壓器過負(fù)荷保護(hù) 對于 及以上電力變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。其中對雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，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；較長的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （ 1）相關(guān)的規(guī)程規(guī)定： 1）過電流保護(hù)宜用于將壓變壓器。 10MVA 及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，應(yīng) 裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 （ 6）反映變壓器過負(fù)荷的變壓器過負(fù)荷。 （ 2）反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的差動(dòng)保 護(hù)，或電流速斷保護(hù)。 變壓器保護(hù)的配置 變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。 對于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)；裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)，當(dāng)作遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，可接兩線路零序電流之和，以提高靈敏度。 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 13 正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝對短路，電路速短保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí)，可裝設(shè)電流速短保護(hù)作為輔助保護(hù)。如裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)。但某些線路，如能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備，則宜采用遠(yuǎn)后備，或同時(shí)采用遠(yuǎn)近結(jié)合的后備方式。 對 220kV 線路，符合下面條件之一時(shí)，可裝設(shè)二套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求。計(jì)算結(jié)果如下： 表 短路電流周期分量有效值： 短路點(diǎn) 0/S 2/S 4/S 1d 2d 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 11 1d 點(diǎn)沖擊電流： 1 . 8 2 2 . 5 5 6 . 3 8 1 6 . 2 7kshi I A? ? ? ? ? 2d 點(diǎn)沖擊電流： 1 . 8 2 2 . 5 5 7 . 9 9 2 0 . 4 kshi I A? ? ? ? ?沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第四章 變電所保護(hù)裝置 變電所繼電保護(hù)配置 220kV 及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路保護(hù)配置 在 220kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng) ,線路得相間短路及單相接地短路保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于短路器跳閘。其計(jì)算式為 39。 或 （ ） 當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 當(dāng)供電電源為無限大容量或計(jì)算電抗 jsX ≥ 時(shí)，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(shí) ???????? ??? ???? jsXXII 11 39。iX? ，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，即為該電源的計(jì)算電抗 jsiX 。常取基準(zhǔn)容量 BS 為一整數(shù) 100MW 或 1000MW而將各 電壓級的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即 BU = avU = NU ，從而使計(jì)算大為簡化。 8. 計(jì)算短路電流沖擊值。 4. 求計(jì)算電抗 jsX 。 計(jì)算步驟 實(shí)用計(jì)算法 1. 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的 5～ 10年。 2. 選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。 。 靈活性 。 ，只停該回路，旁路提高供靠性。 經(jīng)濟(jì)性 接線簡單清晰，設(shè)備較少。 ②擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。 ①可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 60kV 側(cè)主接線采用單母線分段帶旁路接線和雙母線帶旁路接線 2 種接線方 案。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。因?yàn)閷﹄娫春统鼍€回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案（近期和遠(yuǎn)期）。 ⑤設(shè)備制造情況。 ④環(huán)境條件。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。 此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩回。 ②占地面積小。與使主接線可靠、靈活，必然要選高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。 ②檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電。 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展大容量機(jī)組及新型設(shè)備投運(yùn)、自動(dòng)裝置和先進(jìn)技術(shù)的 使用，都有利于提高主接線的可靠性，但不等于設(shè)備及其自動(dòng)化元件使用得越多、越新、接線越復(fù)雜就越可靠。當(dāng)變電所設(shè)備利用率較高，年利用小時(shí)數(shù)在 5000h 以上，主要供應(yīng)Ⅰ類、Ⅱ類負(fù)荷用電時(shí)，必須采用供電較為可靠的接線形式。其接入方式的選擇與容量大小、電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)以及地里位置和輸送電能距離等因素有關(guān)。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)要求相適應(yīng)。 電氣主接線的基本要求 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 可靠性 供電的可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，停電會(huì)對國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來巨大的損失，往往比少發(fā)電的價(jià)值大幾十倍，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞、人身傷亡等。通常對大型變電所，由于傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，來確定主接線的形式以及連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。為此，應(yīng)考慮下列情況： 明確變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 3 第二章 電氣主接線的選擇 電氣主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連，從而完成輸配電任務(wù)，它是變電所的重要組成部分。 （ 3）變壓器最大負(fù)荷按下式確定： pM KP ??? 0 （ ） 式中 0K 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)； 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 p? 按負(fù)荷等級統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。其所附加的工程造價(jià)，通常在短期內(nèi)是可以回收的。 變壓器形式的選擇 （ 1） 主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在 220kv 的邊電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理，直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，故選擇保護(hù)方式時(shí)，滿足繼電保護(hù)的基本要求。通過本次設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)我們運(yùn)用所學(xué)知識解釋實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，以便更好地適應(yīng)工作的需要。在此期間，遇到的種種問題均通過反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請教老師得以解決。 其主要采用的保護(hù)有繼電保護(hù)、過電壓保護(hù)、瓦斯保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)。 本次設(shè)計(jì)是我們在校期間進(jìn)行的最后一個(gè)非常重要的綜 合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是我們學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識對實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)（或研究）的綜合性訓(xùn)練，同時(shí)還是我們將來走向工作崗位而奠定的基本實(shí)踐。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計(jì)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì) 方案。 關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng)，繼電保護(hù)，整定計(jì)算，靈敏度校驗(yàn) 沈陽工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This important task of this design is protective relaying design of sabstation through the pootective distribution of the tramsformer and lines. Ensure the Electric power system’s safe operation. In plete this design process, we can study the electric power engineering the design, investigative procedure in problem in technique with method, be collected information, checked the cultural heritage, investigate the research, project parison and design the various training in etc. Mainly uses the protection has the gas to protect, the transformer differential motio n protection, the electric current, the load, the distance protection. For the sake of dependable that guarantee the power supply with a request that contented longterm burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can longterm dependable power supply. This design is we in school period carries on last the count for much prehensive practice teaching link, also is our student prehensively utilizes studies the basic theory, the specialized knowledge carry on