【正文】 第四章 110KV變電站電氣部分短路計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的及規(guī)定 短路電流計(jì)算的目的 在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。⑷ 短路電流計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。⑵ 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。⑺ 設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。② 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies＞ish，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；⑶ 短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件：所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗(yàn)；對于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。： LW11110II型號的斷路器參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A 最高 工作 電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S峰值3SLW11110II110160012610040熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t Qk It2t=402 3=4800[（KA）2S] ，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =++=1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T= Qnp =TI”= =（KA）2S] Qp =（+10 + ) =[（KA）2S] Qf= Qnp+Qp=+=[（KA）2S] 所以It2t Qf 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=100KAish = 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。對于6～20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。二次負(fù)荷：動(dòng)穩(wěn)定：式中， 是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。 電壓互感器的選擇壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：6～20KV屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35KV～110KV配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。 電壓互感器選型參數(shù)繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中心用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地二次額定電壓100100準(zhǔn)確等級：電壓互感器在哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下：用于發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計(jì)算的電度表。負(fù)荷S2：S2＜Sn 110KV側(cè)母線電壓互感器的選擇型式：采用串聯(lián)絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保護(hù)用。有的熔斷器具有過負(fù)荷保護(hù)功能。當(dāng)短路容量較大時(shí)， 熔斷器前串聯(lián)限流電阻項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件電壓﹑電流保護(hù)特性斷流容量﹑最大開斷電流﹑熔斷特性﹑最小熔斷電流環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度短路時(shí)各級保護(hù)設(shè)備之間應(yīng)選擇動(dòng)作，其配合要求如下：熔斷器與熔斷器配合： 一般按上、下級熔件正負(fù)誤差疊加，并計(jì)及10%配合裕度計(jì)算配合級差。 10KV側(cè)熔斷器的選擇額定電壓UN大于或等于電網(wǎng)的額定電壓UNs額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV熔管的額定電流INft大于或等于熔體的額定電流INfs額定電流選擇：INft≥INfs選用RW210/，： RW210/熔斷器型號額定電壓KV額定電流A開斷容量不小于MVA熔管數(shù)最大開斷電流KARW210/10KV1000160電流校驗(yàn)：額定開斷電流INbr大于或等于沖擊電流有效值IshINbr =60KAIsh =，滿足電流校驗(yàn)條件 母線的選擇 導(dǎo)體選擇的一般要求裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)；工作電流；電暈（對110KV級以上電壓的母線）；動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；熱穩(wěn)定性；同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。 母線型式載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流在4000A及以下時(shí)，一般采用矩形導(dǎo)體；在110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)體；當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜選用鋁錳合金的管形導(dǎo)體。Kθ 溫度修修正系數(shù)，此值由表中查出。 10KV母線的選擇Imax =(SN)/(UN)=(50000)/(10)=(A)溫度修正系數(shù) =經(jīng)濟(jì)截面 m溫度修正系數(shù) 按最大持續(xù)工作電流選擇3條12510矩形鋁導(dǎo)線平放，額定載流為4225A，集膚效應(yīng)系數(shù)為Kf=106,鋁導(dǎo)體彈性模量E=71010Pa修正后的載流量為：Ial=4225=Imax=熱穩(wěn)定校驗(yàn):正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度: =40+(7040) /=℃查發(fā)電廠電氣部分表C=97，則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為: Qk= [（KA）2s], S=312510=3750mm2Smin=1624mm23750mm2 滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：相間距a=, 沖擊電流 ish=51KA導(dǎo)體自振頻率由以下求的：m=hbρ=2700=(kg/m)J=bh3/12=106 (m2)f1=(Hz) 150(Hz)，可見，對該母線可不計(jì)共振影響。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：相間距a=10KV側(cè)短路沖擊電流：ish=51KA母線相間應(yīng)力：母線同相條間作用應(yīng)力計(jì)算如下：由導(dǎo)體形狀系數(shù)曲線查得K12=其中，滿足要求。戶內(nèi)型接地開關(guān)額定工作電壓為10KV，戶外型接地開關(guān)額定電壓為110KV－500KV 110KV側(cè)接地開關(guān)的選擇流過開關(guān)與斷路器取得最大工作電流相同Imax =(2SN )/(UN)=(220000)/(110)=(A)額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV額定電流選擇：INImax= 極限通過電流選擇：iesish=選用JW2－110KV型接地開關(guān)， JW2－110KV型接地開關(guān)參數(shù)接地開關(guān)型號額定電壓KV最高電壓KV動(dòng)穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KA2SJW2－110KV11012610040熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t QkIt2t=4022=3200[（KA）2s]所以，It2t Qf= [（KA）2s]，滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=100kA＞ish=，滿足校驗(yàn)要求因此，所選接地開關(guān)合適 10KV側(cè)接地開關(guān)的選擇流過開關(guān)與斷路器取得最大工作電流相同Imax =(2SN )/(UN)=(220000)/(10)=(A)額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV額定電流選擇：INImax= 極限通過電流選擇：iesish=選用JN1－10KV型接地開關(guān)， JN1－10KV型接地開關(guān)參數(shù)接地開關(guān)型號額定電壓KV最高電壓KV動(dòng)穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KA2SJN1－10KV11012610040熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t QkIt2t=4025=6400[（KA）2s]所以，It2t Qf= [（KA）2s]，滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=100kA＞ish=，滿足校驗(yàn)要求因此，所選接地開關(guān)合適第6 章 系統(tǒng)保護(hù)配置 繼電保護(hù)的作用在電力系統(tǒng)的電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)可以自動(dòng)、迅速、有選擇地將電力系統(tǒng)中的故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)被破壞，并保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。靈敏性：指在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置、短路類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，保護(hù)都能敏感、正確的反應(yīng)。繼電保護(hù)工作者必須要學(xué)會(huì)理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能做好繼電保護(hù)的工作。 確定保護(hù)的一次動(dòng)作電流：按躲開變壓器的勵(lì)磁涌流整定： Idz=KkIthjb = 選用的差動(dòng)線圈匝數(shù)為11匝 差動(dòng)保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作電流： 差動(dòng)保護(hù)的實(shí)際二次動(dòng)作電流：Idzjs=Wcd11取1匝∴ Wgz = 1+11 =102(匝) 校驗(yàn) fp2 = Kki(1) = ＞ （滿足靈敏度要求） （2）、近后備：Klm (1) = ＞（滿足靈敏度要求） 動(dòng)作值整定：按躲開變壓器額定電流來整定： Idz = (，)動(dòng)作時(shí)限：，+=1秒。從20世紀(jì)90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。除具備 傳統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的采集功能和遠(yuǎn)動(dòng)功能外，還具有遙測數(shù)據(jù)顯示、遙信、開關(guān)狀態(tài)顯示 、SOE事件監(jiān)視、開關(guān)操作、變壓器分接頭調(diào)整、電容器的投切等當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能及方便的圖 形編輯功能。 可根據(jù)變電站實(shí)際情況，靈活配置RTU數(shù)量，以適應(yīng)不同變電站的要求。(3)診斷功能：可手動(dòng)和自動(dòng)檢測RTU的通信狀態(tài)，并可在故障后啟動(dòng)RTU的通信。(7)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示功能：可存儲(chǔ)和顯示各種遙測量的歷史數(shù)據(jù)，并可以年月日為索引，以曲線、棒圖和數(shù)據(jù)表格的形式來顯示歷史數(shù)據(jù)。(2)桿上RTU根據(jù)桿上RTU配量多少而定，最多可接64個(gè)串口，每個(gè)串口最多可接9個(gè)RTU。第二步是打開故障段兩端開關(guān)進(jìn)行故障隔離，劃分出本身未含故障源的停電區(qū)域，使受故障影響的線路縮小到最小的范圍。獲得此路徑后，進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)操作來恢復(fù)未含故障源的停電區(qū)域的供電。 對于不能達(dá)到的則發(fā)出一個(gè)消息或事件給主站控制計(jì)算機(jī)，執(zhí)行主站的故障自動(dòng)診斷、隔離與恢復(fù)程序，再進(jìn)行分析判斷，實(shí)現(xiàn)對完好的線段恢復(fù)供電，如圖4所示。這樣不僅減少了恢復(fù)供電所需的時(shí)間，而且同時(shí)也在一定程度上防止了調(diào)度員出現(xiàn)誤操作等情況 ，因而大大減少了用戶的停電時(shí)間，提高了城網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。其可靠性主要面臨兩個(gè)問題：一是各種干擾引起的功能差錯(cuò)；二是元器件損壞，若有一個(gè)元器件損壞，有可能造成保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，信息不能正確及時(shí)傳送。數(shù)字電路受干擾作用往往造成數(shù)據(jù)或地址傳送錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致裝置運(yùn)行故障或功能障礙。容錯(cuò)設(shè)計(jì)是利用容錯(cuò)技術(shù)，使局部故障不降低整套裝置的性能，不中斷保護(hù)和監(jiān)控裝置的正常運(yùn)行。有些開關(guān)電源雖然采用了靜電屏蔽來抑制共模干擾，但由于開關(guān)電源內(nèi)部元件布置得比較緊密，電源和輸出線路導(dǎo)線之間距離較近，接地線又較長，因此防外來干擾的能力較差，高頻時(shí)尤為明顯。微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控裝置要求有相互獨(dú)立的多個(gè)電源供電。濾波器的接地點(diǎn)應(yīng)以最短距離可靠接地。外部干擾源只能通過合理的措施將它“拒之門外”，內(nèi)部干擾源可以在設(shè)計(jì)和調(diào)試中使之盡量減少。 由于繼電保護(hù)和監(jiān)控裝置在強(qiáng)電磁場環(huán)境下連續(xù)工作，所以必須采用故障自動(dòng)檢測以及容錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)。 微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控裝置既有數(shù)字部件又有模擬部件，干擾對模擬電路和數(shù)字部件所造成的后果是不同的。本變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的靈活性，可適合不同電壓、不同規(guī)模的變電站綜合自動(dòng)化的要求，既可適用于有人值守變電站，又適用于無人值守變電站，還可靈活地構(gòu)成城網(wǎng)變電站饋線自動(dòng)化管理系統(tǒng)。1)自動(dòng)方式：程序確定最優(yōu)恢復(fù)供電順序后，將操作順序、操作開關(guān)及其位置等信息以對話框的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，并按照操作順序自動(dòng)下達(dá)每一步操作命令，在操作結(jié)束時(shí)給出操作成功與否的提示信息，當(dāng)操作成功時(shí)，系統(tǒng)圖上的系統(tǒng)狀態(tài)變?yōu)楣收媳桓綦x和恢復(fù)后的狀態(tài)。(2)兩級控制故障的自動(dòng)診斷、隔離與恢復(fù)功能由變電站監(jiān)控機(jī)與主站控制計(jì)算機(jī)兩級控制來實(shí)現(xiàn)，本文主要介紹變電站這一級的實(shí)現(xiàn)方法。路徑最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)是供電可靠、離電源點(diǎn)最近等。 故障自動(dòng)診斷，隔離與恢復(fù)的開關(guān)動(dòng)作情況 兩級控制功能示意圖系統(tǒng)Q0電容器組的無功補(bǔ)償容量系統(tǒng)Q下限無功過剩， Q上限無功不足 采用模糊邊界的電壓和無功調(diào)節(jié)分區(qū)圖總的基本控制原則：保證電壓合格，無功基本平衡，盡量減少調(diào)節(jié)次數(shù)。(1)站內(nèi)RTU由于站內(nèi)采用轉(zhuǎn)發(fā)模塊來管理RTU，最多可管理64個(gè)RTU。(5)顯示功能：主接線圖、開關(guān)狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖形顯示(包括曲線、棒圖、餅圖、表型圖等)、實(shí)時(shí)遙測表格、實(shí)時(shí)遙信表格、開關(guān)狀態(tài)表格、SOE記錄表格，通信報(bào)文的顯示。(1)數(shù)據(jù)采集：從現(xiàn)場采集全部數(shù)據(jù)信息，采集時(shí)間≤4s。 變電站與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)圖如1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)站內(nèi)RTU的管理采用RS422局域網(wǎng)經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊同后臺(tái)工控機(jī)連接方式，桿上RTU可通過Modem 或無線通信經(jīng)多個(gè)RS232口與后臺(tái)機(jī)相連，一條或幾條線路上的桿上RTU經(jīng)點(diǎn)多點(diǎn)近距 Modem同變電站工控多串口(MOXA)相連，以實(shí)現(xiàn)與桿上RTU的通信，也可采用光纜，無線等其 他通信方式。本系統(tǒng)充分考慮了配電網(wǎng)信息量大的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上采用分布式RTU作為采集單元，設(shè)置586工控機(jī)進(jìn)行管理。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。第七章 電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù) 微機(jī)保護(hù)的發(fā)展電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入了新的活力。(1) = （不滿足靈敏度要求）為了達(dá)到靈敏度要求，采用三套低電壓元件分別接在變