【正文】 ，可得到流過短路器的最大電流 . 最小運行方式是東嶺電廠單線供電給城北變電所，變電所內(nèi)只有一臺變壓器投入運行， 根據(jù)短路點的位置選擇短路電流的路徑，可得到流過短路器的最小電流。 由于本人水平有限，設(shè)計書中難免會有錯誤和不足之處，懇請老師批評指正。 以上保護安裝構(gòu)成變電所的繼電保護系統(tǒng)，保證城北變電所的安全運行及供電質(zhì)量。對主接線進行選擇。對二次變電站的變壓器可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運行狀態(tài)進行了分析。 針對變電站母線可能會出現(xiàn)單相接地和相間短路故障，根據(jù)母線電壓等 級的不同，對 10kV母線采用了雙母線固定連接的母線差動保護。 本設(shè)計書編寫過程中曾遇到過各種各樣的問題和困難，指導老師 XXX 老師給予了寶貴的意見的精心指導，在此表示深切的謝意。出線長度見附圖 3 運行方式分析 在選擇保護方式及對其進行整定運行時，都必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響 .所選用的保護方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運行方式下都能滿足選擇性和靈敏性的要求 .對過量保護來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的整定值，以保證選擇性，因為只要在最大運行方式下能保證選擇性，在其他運行方式也一定能保證選擇性 。 主要用于小容量 的發(fā)電廠和變電所中。 由于旁路系統(tǒng)造價昂貴，同時使配電裝置和運行復雜，所以規(guī)程規(guī)定：電壓為 35kV 而出線在 8回以上， 110kV、 6回以上， 220kV、 4 回以上的屋外配電裝置都可加設(shè)旁路母線。 雙母線接線 優(yōu)點： ⑴ 供電可靠 ⑵ 運行調(diào)度靈活。 ⑷ 在進線功率和出線功率大致相等的情況下，就是兩組母線同時故障，功率仍可繼續(xù)輸送。正常運行時，橋連斷路器閉合。 3．特點 橋形接線有工作可靠、靈活、使用的電器少、裝置簡單清晰和建設(shè)費用低等優(yōu)點，并且它特別容易發(fā)展為單母線分段或雙母線接線。 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 圖 11 城北變電所主接線圖（簡圖） 5 選定繼電保護方案 電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到供電的可靠性以及電網(wǎng)運行方式的靈活性，并在很大程度上影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。 （ 3）盡量減小變電所全所停電的可能性。理想的主接線方案應(yīng)既能滿足調(diào)度運行中對各個設(shè)備的靈活投運與檢修，又能兼顧擴建時過渡到最終接線的方便性。因此，必須根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動作可靠的保護。變壓器發(fā)生故障，必將對電網(wǎng)或變壓器帶來危險，特別是發(fā)生內(nèi)部故障，短路電流產(chǎn)生發(fā)高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導致變壓器外殼局部變形、破壞甚至引起爆炸。過勵磁也是變壓器的一種不正常運行狀態(tài)，變壓器處于不正常運行狀態(tài)時，應(yīng)發(fā)出信號。 在 66KV 和 側(cè)因為斷路器 檢修切換至旁路斷路器時，差動保護經(jīng)屏正面的電流試驗端子切換至變壓器套管電流互感器。在保護線路中通常設(shè)有切換片 QP，也可將重瓦斯保護投入信號。雙側(cè)電源時保護的第一段時限跳開變壓器低壓側(cè)斷路器。然后，將差動繼電器并聯(lián)到 兩電流互感器上。 變壓器縱差保護單相原理接線圖 12 所示 .在變壓器縱動保護外部保護時一次側(cè)流入的電流等于流出變壓器的電流所以不平衡電流很小 .差動繼電器不動作 .當 D2點短路時此時流過差動回路的電流為 I1+流，繼電器動作跳閘 .在實現(xiàn)變壓器差動保護時，應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位，一般講它們都不同 .故在實現(xiàn)變壓器差動保護時，應(yīng)首先 考慮對兩側(cè)電流進行相位補償，在進行數(shù)值補償，都能保證正常運行和外部短路時繼電器中的電流等于零 (理想 ).此外，在實現(xiàn)差動保護時，還應(yīng)考慮兩個特點，一個是變壓器勵磁涌流，另一個是變壓器差動保護的不平衡保護 . 城北變電所繼電 保護設(shè)計 9 圖 12 變壓器縱差保護單相原理接線圖 按環(huán)流法接線變壓器縱差是利用比較變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電流和幅值和相位的原理構(gòu)成的 .它主要是由接于差動回路的 三個差動繼電器組成 .為了擴大縱差保護范圍，電流 互感器應(yīng)盡量靠近斷路器 .本設(shè)計的變壓器容量為，因此采用的是 BCH2 型差動繼電器 .它主要是用于兩繞組或是三繞組電力變壓器以及交流發(fā)電機的單向差動保護線路中的主保護，繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時出現(xiàn)的暫態(tài)電流作用 .BCH2 型差動繼電器由兩部分組成 :DL11/ 型電流繼電器和一個帶短路線圈的三柱式速飽和交流器。kN ，其中 39。 由圖 14可知，變壓器縱聯(lián)差動保護裝置的保護范圍，就是兩側(cè)電流互感器之間的范圍。所以保護裝置的啟動電流應(yīng)大于變壓器的最大負荷電流 maxLI? (當 maxLI? 不能確定時，用變壓器的額定電流代替 )即 m axL?? IKI relact （ 11） relK —— 可靠系數(shù)取 (2)躲過外部短路時的最大不平衡電流此時有 m ax?? ubrelrel IKI （ 12） relK —— 可靠系數(shù)取 max?ubI —— 區(qū)外故障時的最大不平衡電流 (3)躲過勵磁涌流的影響 Nact II ? NI —— 變壓器的額定電流 運行經(jīng)驗證明 ,當 ?actI 時 ,可以躲過勵磁涌流的影響 ,但最 后還必須經(jīng)過空載合閘實驗差動保護的靈敏度實驗 此時有 2m a x ????actKKsen IIK （ 13） min?KI —— 在單側(cè)電源供電 ,且系統(tǒng)為最小運行方式下 ,保護范圍內(nèi)部故障時 ,流過繼電器的最小短路電流 變壓器瓦斯保護 瓦斯保護主要是有瓦斯繼電器組成，它安裝在油箱與油枕之間的管道上，如下圖所示 .FJ380 型復合式瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)如左圖所示 .這類繼電器有較好的防震性能 .它是由擋板和開口杯復合而成的，上下方各有一個帶干簧觸點的開口杯，正常時，上下開口杯都浸在油內(nèi) .由于開口杯及附件在油內(nèi)的策略所產(chǎn)生的力矩比平衡錘 4產(chǎn)生的力矩小，因此，開口杯處于上升位置，干簧觸點 3斷開。4 是連片 .當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器的上觸點閉合，作用于延時信號 。 ⑵．對降壓變壓器應(yīng)考慮由電動機啟動時的最大電流，即： 39。 變壓器的過負荷保護 由于本次設(shè)計的變壓器容量 屬于中、小型變壓器。 城北變電所繼電 保護設(shè)計 15 圖 17 過負荷保護原理圖 過負荷的保護的動作電流，按躲過額定電流來整定。 7 線路的保護配置方案 電力系統(tǒng)是由發(fā)電機、變壓器、輸電線路以及負荷所組成的總體 .因此，輸電線路的保護也至關(guān)重要的 . 中性點不接地電網(wǎng)故障的現(xiàn)象 . (1)發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零 序電壓和零序電流 . (2)非故障線路保護安裝處，流過本線路的零序電容電流 .容性無功功率是由母線沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 指向非故障線路 . (3)故障線路保護安裝處，流過的是所有非故障元件的零序電容電流之和 .而容性無功功率是由故障線路指向母線，即其功率方向與非故障線路方向相反 . 根據(jù)以上線路故障是出現(xiàn)的現(xiàn)象， DL40091 規(guī)程對線路的保護配置提出了以下要求 . (1)100KV200KV 直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)相間短路和接地短路的保護 . (2)110KV 線路宜采用遠后備方式 . (3)對接地短路，應(yīng)按下列之一裝設(shè)保護 : (4)可采用接地距離保護，并輔之以階段式或反時限零序電流保護 . (5)對相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護裝置 : 1)單側(cè)電流單回路 可裝設(shè)三相電流電壓保護，如不能滿足要求，則裝設(shè)距離保護 。當下一條線路出口處發(fā)生短路故障時，它就會起動，若不采取措施，就會失去選擇性。但其是否能在任何情況下都能保護線路的全長，還需進行校驗。 線路保護原理 1 無限時電流速斷保護 電流速斷保護根據(jù)對繼電保護速動性的要求，在簡單、可靠和保證選擇性的前提下，原則上力求裝設(shè)快速動作的保護。 正常運行時，負荷電流流過線路，反應(yīng)到電流繼電器中的電流小于 KA 的動作電流， KA 不動作，起動合觸點是斷開的， KM 動合觸點也是斷開的，信號繼電器線圈和跳閘線圈 TQ 中無電流，斷路器主觸頭閉合處正常送電狀態(tài)。 由于要求限時電流速斷保護必須保護線路全場，這樣它保護范圍必然延伸到下一條線路。（如圖 19所示） 城北變電所繼電 保護設(shè)計 19 I IM N P1 2m nk0o p e r 1ⅠIⅡo p e r 1Io p e r 2ⅢII 圖 19 限時電流速斷保護工作原理圖 3 定時限過電流保護 限時電流速斷保護雖能保護 線路全長，但不能作為下一線路保護的后備。 定時限過電流保護動作電流的整定原則，定時限過電流保護動作電流的整定要考慮以下兩個條件： （ 1） 為確保過電流保護在正常運行情況下不動作，保護裝置的動作電流應(yīng)整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最 大負荷電流，即 IoperImax1? （ 2）在外部短路故障切除后，已動作的電流繼電器能可靠返回。 三段式電流保護不一定三段都全部投入，處在電網(wǎng)末端的輸電線路，可能出現(xiàn)限時電流速斷與過電流保護的動作時限相等的情況，此時，Ⅱ段可不必投入。 過電流保護靈敏度校驗： 整定了定時限過電流保護的動作電流后，尚需對其進行靈敏度校驗，看其是否能在保護區(qū)內(nèi)短路故障時可靠動作。 單回線縱聯(lián)差動保護 所謂帶輔助導線的縱聯(lián)差動保護，就是被保護線路一端的電流狀況與經(jīng)過輔助導線傳送過來的另一端的電流狀況進行比較，以辨別短路時是發(fā)生在被保護線路的內(nèi)部還是外部，從而判斷保護是否應(yīng)該動作的一種保護方式。在下圖可知，在被保護線路兩側(cè)裝有相間變化的電流互感器，把線路兩側(cè)電流互感器二次側(cè)帶 *號的極性端子且輔助導線聯(lián)接起來，把線路兩側(cè)電流互感器二次側(cè)非 *號的極性端子也用輔助導線聯(lián)接起來，電流繼電器接在差流回路上。 由此分析可看出，縱聯(lián)差差保護范圍，就是兩側(cè)電流互感器所包括的范圍。 (2)為防止電流互感器二次回路一相斷線而導致保護動作， IKDact 應(yīng)躲過被保護線路可能流過的最大負荷電流，即： iLrelKD KIKI m a x?? （ 115） relK —— 可靠系數(shù)，取 — 。 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 第二章計算書 1 參數(shù)計算 等值等值電路圖（標么值）及短路故障點的選擇 圖 21 各點短路等值電路圖 電氣主要設(shè)備參數(shù) 1. 2號變壓器： 型號： SJL－ 7500／ 66 冷卻方式：強油冷卻 額定頻率： 50HZ 額定容量： 7500KVA 額定電壓： 66／ 空載損耗： 短路損耗： 57KW 城北變電所繼電 保護設(shè)計 25 短路電壓： % 空載電流： % 接線： Y／△－ 11 生產(chǎn)廠家：沈陽變壓器廠 出廠日期： 1999 年 11 月 系統(tǒng)運行情況： 66KV 系統(tǒng)在 SB=100MVA UB =66KV 情況下， X＊ = 10KV 地方電廠在： SB =100MVA UB =66KV 情況下， X＊ = 標么值歸算 東嶺電廠的電抗標么值 *1 ?X *2 ?X 線路 1的電抗標么值 *1 ?? bbwlwl USXX 線路 2的電抗標么值 *2 ?? bbwlwl USXX 變壓器的電抗標么值 1100( % )*2*1 ???? NBkTT SSUXX 線路 4 的電抗標么值 4 3 *4*3 ??? bbwlwlwl USXXX 線路 5的電抗標么值 *5 ?? bbwlwl USXX 線路 6的電抗標么值 *6 ?? bbwlwl USXX 線路 8 的電抗標么值 1 0 *8*7 ??? bbwlwlwl USXXX 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 線路 9的電抗標么值 *9 ?? bbwlwl USXX 德力電廠的電抗標么值 *3 ?X 2 正常方式運行