【正文】 最小短路電流與保護裝置一次動作電流的比值來表示，這一比值就稱為保護裝置的靈敏系數(shù)或靈敏度。 ：為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應盡快動作，切除故障。 二次回路的接線要求 繼電保護裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連結與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報警信號，以達到對 26 系統(tǒng)進行保護的目的。每套系統(tǒng)設一套微機型絕緣監(jiān)控裝置和蓄電池容量檢測儀，直流系統(tǒng)應具有智能化功能并能與站內(nèi)自動化系統(tǒng)通信。 繼電保護裝置的操作電源要求非常的可靠，以期在故障情況下，裝置能可靠的動作。第一為過電流保護：由前面的負荷計算可知， AIL 110max, ? .則保護裝置一次側動作電流 IIIopI1 為 : AIK KKI Lre ssr e lI I Iop 23 311 a x,1 ????? 繼電器的動作電流為： AIKkI I I IopTAc o mI I I rop 35\40 011,1 ????? 25 第六章： 變電站二次回路方案的確定 二次回路的定義和分類 二次設備是指測量表計、控制及信號設備、繼電保護裝置、自動裝置和運動裝置等。 （ 2）計算差動保護基本側的動作電流，在決定一次動作電流時應滿足下列三個條件： 躲過變 壓器磁涌的條件： 1, 1 .3 5 7 7 7 5 0o p rel T N dI k T A? ? ? ? 躲過電流互感器二次斷線不應誤動作的條件： AIkI Lr e lOP a x1 ???? 躲過外部短路最大不平衡電流： )3(39。已知速斷保護裝置的本段動作電流應躲過本段末端的最大短路電流 )3(maxI ，即 AII IreIop ?????? 3 7 )3(m a x11 Ire1? 取 ， )3(maxI 等于 （由前面的短路計算知道） 繼電器動作電流為： AII IOPTAC O MI rop \40 01 ??????? 電流速斷保護靈敏性用其保護范圍長度來衡量： )23(1 m a x,1m in, sIOPphIp XIEXl ?? = ) 3/3723( ?? =6Km m= %,15%10066% m i n,m i n, ???? ABIpIp lll 合格。 瓦斯動作的主要優(yōu)點是動作快，靈敏度高，結構簡單，能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，可靠性比較高，安裝簡單，其缺點是不能反映油箱以外故障（如變壓器套管以及引出線上的故障），因此瓦斯保護不能取代變壓器的其他保護。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重 故障時，“重瓦斯觸點”接通。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián) 22 通管上，利用油浸式電力變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的氣體進行工作。為了提高差動保護的靈敏度，又必須設法減少不平衡電流。 差動保護是反映被保護元件兩側電流的差額而動作的保護裝置。電流速斷保護裝置不能單獨使用，必須與過電流保護配合。由實驗或實際運行數(shù)據(jù)來確定，當可查時，可考慮將m axIKKKI zqfkdz ?取 3 ~ 4。 定時限：接線復雜，動作時間簡單，應用于 110KV 以上的供電系統(tǒng)。根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后 確定保護應有的動作行為。 靈敏型：靈敏性是指保護裝置對在其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障和不正常運行狀態(tài)的反應能力。 選擇性：指繼電保護裝置動作時，只將故障元件從系統(tǒng)中切除。這里決定采用 15 根，再次驗算接地電阻： ????? 因為 ??4rR ，所以能滿足要求。由本設計提供的原始數(shù)據(jù)可知，接地的土質為粘土，查表可知 ? 為 cm??? 410 . 由于土壤電阻率在一年中是變化不定的，設計中采用的計算值： 0???? = 44 ???? 式中： 0? 為實測土壤電阻率； ? 為季節(jié)系數(shù)，這里取 由于該地區(qū) ? 值不高，故人工接地裝置采用以 棒形垂直接地體為主（采用 50? 銅管，每根長 米）。如果避雷針與附近設施的距離太近，它們之間便會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為“反擊”。 本變電所的防雷設計 本變電站采用一只 40m 高的避雷針對本站進行保護，并且知道本變電站被保護物的高度為 )(mxh 為 11m。 按短路熱電流穩(wěn)定性 校驗： S= tI 2)3(? /C= 28460 /97=87mm2 因為 1008mm2 大于 87mm2，所以能滿足要求。 16 按短路熱穩(wěn)定校驗， S= tI 2)3(? /C= 25670 /97=59mm2 式中 C 為與導線材料及發(fā)熱溫度有關的系數(shù)，查表可知鋁母線材料的 C 為 97。經(jīng)校驗，它能滿足要求。 所選設備的額定電流為 20xxA，而通過該斷路器的最大工作電流為 555A，所以能滿足要求。當一臺變壓器檢修時，通過該段的工作電流最大，為總的電流的 70%，考慮到同時率的問題（其同時率為 ），則該段斷路器通過的最大工作電流為： 880 =555A。 式中 Iet 為設備允許通過電流的有效值（ KA） , Ish 為設備安 裝地點短路沖擊電流的有效值（ KA） 。 應不小于該回路在各種合理的運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax,即 ? Imax。 110KV 的高壓開關柜的選擇 根據(jù)上面的負荷計算和短路計算，從 110KV 段的母線到高壓側 1號出線選擇GBC11013(改 )的高壓開關柜。 設備的種類和型式是設備選擇的重要內(nèi)容之一。 本設計短路計算 在本設計中，已知在最大運行方式下，待設計的變電站高壓側母線上的短路功率為 1000MVA，設 Sd=100MVA， Ud1=37KV， Ud2=， X= 歐 /Km。 造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。 10 在 10KV 側，采用單母線分斷式，當每一邊的主變壓器出現(xiàn)故障時，斷開該主變壓器上的斷路器，然后通過聯(lián)絡斷路器合上，用另一臺主變壓器帶動整個變電所至少百分之七十的 負荷運行，這就使的該變電所的一級負荷，二級負荷的供電的可靠得到了提高。 10KV 側選擇出線 8 回，主變壓器進線兩回，接線型式為單母線分斷，每段母線各裝設一組并聯(lián)電容器，每組容量為 1800Kvar。 經(jīng)濟性 在滿足可靠性、靈活性要求的前提下作到經(jīng)濟合理。 ⑺ 可靠性的特殊要求。 ⑶ 無功補償方式、形式、數(shù)量、容量和運行方式的要求。 ⑶ 對于三級負荷一般只需要一個電源供電。這些設備稱為二次設備。滿足這些功能的電氣設備接線圖稱為變電所的主接線。那本變電站高壓側的計算電流為： 變壓器的有功功率損耗為 等于 12872=194KW 變壓器的無功功率損耗為 等于 12872=772Kvar 則無功補償后高壓側的負荷為 12240 加上 194 的和的平方再加上 3986 加 772 的和的平方，然后在開方，結果為 13313KVA。型號為SFL10000\110,已知它的短路電壓（ %）為 由于本設計的年平均氣溫為 25 度，高于 20 度，所以要乘于一個修正值，即： St=[1(2520)\100]Snt=9500KVA 9500KVA 大于 9010KVA ,所有選擇的變壓器能滿足要求。要使低壓側功率因數(shù) cosφ從 提高到 ，由公式可求出低壓側需要裝設的并聯(lián)電 容器的容量： QC=P3（ tanΦtanΦ`） ==14400「 tan()－ tan()」 =14400[－ ] =3572KVA 采用 2 組 1800KVA 的 并聯(lián)電容器對變電所進行無功補償： 21800=3600KVA 無功補償后變壓器的容量為： S`30=〔 P302+(Q30QC)2〕 = 1 2 8 7 23 9 8 61 2 2 4 0)3 6 0 07 5 8 6(1 2 2 4 0 2222 ????? 由于在本設計中有一級負荷，二級負荷，三級負荷，需要安裝二臺主變壓器互為備用，每 臺主變壓器應滿足下列兩個條件： 任何一臺變壓器單獨運行時，應滿足所有一級負荷，二級負荷的需要。 △ Pk— 變壓器的短路損耗 ?？紤]到主變壓器的 無功損耗遠大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應稍微高些，取 。 cosφ，當供電設備的視在功率 S 一定時，如果功率因數(shù) cosφ提高，即功率因數(shù)角由φ 1 到φ 2，則設備可以提供的有功功率 P 也隨之增大到 P+Δ P，可見，設備的有功出力提高了。 采用并聯(lián)電容 器進行無功補償?shù)闹饕饔茫? 提高功率因數(shù) 如圖 2 所示 圖中 P—— 有功功率 S1—— 補償前的視在功率 S2—— 補償后的視在功率 Q1—— 補償前的無功功率 4 Q2—— 補償后的無功功率 φ 1—— 補償前的功率因數(shù)角 φ 2—— 補償后的功率因數(shù)角 由圖示可以看出，在有功功率 P 一定的前提下，無功功率補償以后 (補償量 Qc＝Q1Q2)，功率因數(shù)角由φ 1 減小到φ 2，則 cosφ 2＞ cosφ 1 提高了功率因數(shù)。無功補償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守摵傻难b置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，不僅增加供電投資、降低設備利用率，也將增加線路損耗。 無功補償?shù)挠嬎?、設備選擇 無功補償?shù)囊饬x和計算 電網(wǎng)中的許多用電設備是根據(jù)電磁感應原理工作的。所以負荷計算很重要，要考慮很多因素，只有這樣，才能計算出比較準確的結果。 三級負荷 不屬于一級負荷和二級負荷者。如交通樞紐，通訊樞紐等用單位的重要負荷。在一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必需增設應急電源，為保證對特別重要的負荷供電，嚴禁將其他負荷接入應急系統(tǒng)。 3：中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作的負荷，如重要交通樞紐，重要通訊樞紐，重要賓館，大型體育場，經(jīng)常要用于國際活動的大量 人員集中的公共場所等用電單位的重要負荷。 一級負荷 1：中斷供電造成人身傷亡者：如井下采掘企業(yè)， 鐵礦、硫礦、有色金屬礦井等，中斷供電可能引起瓦斯爆炸，或者積水淹沒、礦壁倒塌等造成人員傷亡。隨著大量新技術和新設備的使用，本變電站建設完成后將為周圍提供更加可靠，穩(wěn)定的電能，為周圍地區(qū)的發(fā)展特別是農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展起到非常重要的作用。 本變電站有 8回 10kV架空出線，每回架空線路的最大輸送功率為 20xxkVA；其中 1 出 線和 2 出線為 Ⅰ類負 荷，其 余為Ⅱ 類負荷 及Ⅲ類 負荷，Tmax=4000h,cosφ=。 變電站是電力系統(tǒng)的一個 重要組成部分，它具有將電壓變化與調(diào)整、變換電力、集中與分配電力、控制電力潮流、保護系統(tǒng)等多種作用的功能。 隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。110KV 變電站的設計 摘 要 ： 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，農(nóng)村用電量迅速增長，對電能質量、技術經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。本變電所的初步設計包括了：（ 1）總體方案的確定（ 2）負荷分析（ 3）短路電流的計算（ 4）高低壓配電系統(tǒng)設計與系統(tǒng)接線方案選擇（ 5）繼電保護的選擇與整定（ 6）防雷與接地保護等內(nèi)容。為了滿足人們的需要，電力網(wǎng)必須保證隨時供給安全、可靠的電源，電力科學技術要隨著科技的發(fā)展不斷進步。 本次設計的變電站為一座 110kV 降壓變電站，以 10kV 給各農(nóng)網(wǎng)供電，距離本變電站 和 6km 處各有一個系統(tǒng)變電所，由這兩個變電所用 110kV 雙回架空線路向待設計的變電站供電，在最大運行方式下，待設計 的變電站高壓母線上的短路功率為