【正文】 裝置類型及應用 53 54 56 56 56第8章 繼電保護及其自動裝置 58 線路保護 58 60 61 35KV保護整定 62第9章 結束語 64致 謝 65參考文獻 66附錄 67四川理工學院本科畢業(yè)設計（論文）第1章 引 言能源是社會生產力的重要基礎，隨著社會生產的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數量上越來越多，在品種及構成上也發(fā)生了很大的變化。電能也是發(fā)展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。而變電站在改變或調整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。73第2章 電氣主接線的設計電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡。但其缺點是：①可靠性差。單母分段接線單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電。雙母線接線雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的6～10KV配電裝置；35～60KV出線數超過8回，或連接電源較大、負荷較大時；110～220KV出線數為5回及以上時[4]。雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配置中，同時在220～550KV大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經濟性的要求等密切相關，并對電氣設備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大的影響。在具有兩臺主變的變電所中，當35～220KV線路為雙回時，若無特殊要求時，該電壓等級主接線采用橋形接線。方案二：220KV側選用橋形接線，110KV采用單母分段，35KV側使用單母分段，其主接線如圖22。由于220KV采用橋形接線，故可靠性不高。根據以上分析可以得到，雖然方案一的投資較大，但是由于本變電站所帶負荷較大，且以年增長率7%的速度增長，以后擴建的可能性較大，而且可靠性較方案二高，故綜合考慮，最終確定選取方案一。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當其中一臺停運時，其余變壓器容量應該滿足全部負荷的的70%左右[2]。 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應有一臺變壓器直接接地[5]。盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全所停電事故[2]。從不同段母線引出兩回線路供給重要負荷如刀閘操作電源等，提高了供電的可靠性。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質量、電壓缺少的部分。 提高功率因數的意義除白熾照明燈、電阻電熱器等設備負荷的功率因數接近于1外，其他用電設備如三相交流異步電動機、變壓器、電焊機、電抗器等的功率因數均小于1。降低線路的電壓損耗，以達到節(jié)約電能和提高供電質量的目的。 一般根據現場經驗，無功補償的容量一般為主變壓器的容量的30%～50%。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設備。電氣設備選擇的一般原則[5]：滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。擴建工程應盡量使新老電氣設備型號一致。各種高壓設備的一般技術條件如下表[5]51所示： 表51 高壓電器技術條件序號電器名稱額定電 壓額定電 流額定容 量機械荷 載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平KAAKVAN A1斷路器√√√√√√√2隔離開關√√√√√√3熔斷器√√√√√√4PT√√√5CT√√√√√√6避雷器√√ √√7絕緣子√ 斷路器和隔離開關的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調試和運行維護，并經濟技術方面都比較后才能確定。：，滿足校驗要求。動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。（5）110KV母聯(lián)斷路器和隔離開關選擇由上的《電力工程電力設計一次手冊》可以知道，取一個最大電源的計算電流，又由《發(fā)電廠電氣部分》第六章第一節(jié)得，母聯(lián)斷路器 回路一般可以取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的，因為兩臺主變的型號一樣[1]，故其上110KV主變側的選擇同樣適合。 250046104熱穩(wěn)定校驗： It2t Qk，滿足校驗要求。35KV側隔離開關的選擇：額定電壓選擇：額定電流選擇：開斷電流選擇：選擇GN235T/100070,其技術數據[12]如下表515所示： 表515 GN235T/100070參數表型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流峰值KA4s熱穩(wěn)定電流KAGN235T/10007035100070同上校驗滿足要求。當一個二次繞組的容量不能滿足要求時，可將兩個二次繞組串聯(lián)使用。此電流通常發(fā)生在低壓側開斷，而當高中壓側傳輸自耦變壓器的額定容量時，公共繞組上的電流為中壓側和高壓側額定電流之差。對于6～20KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。電流互感器的準確等級不得低于所供測量儀表的準確級。熱穩(wěn)定校驗：，滿足熱穩(wěn)定要求。取35側來說明電流互感器的典型接線，說明其所接二次負荷的方式，如圖51：圖51 典型電流互感器的二次負荷接線圖 電壓互感器的選擇電壓互感器應按下表519所示，所列技術條件選擇[6]：表519 電壓互感器選擇條件表項目參數技術條件正常工作條件一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確度等級承受過電壓能力絕緣水平、泄露比距環(huán)境條件環(huán)境溫度、相對濕度、海拔高度、最大風速、污穢型式：6～20KV屋內互感器的型式應根據使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35KV～110KV配電裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。電壓：額定一次電壓： 準確等級：用戶保護、測量、計量用。 母線的選擇與校驗裸導體應根據具體情況，按下列技術條件分別進行選擇和校驗[6]。軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。正常運行時導體溫度查《發(fā)電廠電氣部分》得其集膚效應系數為1，由其表69得C=97，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。正常運行時導體溫度查《發(fā)電廠電氣部分》得其集膚效應系數為1，由其表69得C=95，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為滿足熱穩(wěn)定要求。正常運行時導體溫度： 查發(fā)電廠電氣部分表C=90，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。 額定電壓的選擇：UN≥UNs=220KV。 額定電壓的選擇：UN≥UNs=35KV。三繞組在正常運行時可能存在只有高、中壓繞組工作低壓繞組開路的情況，這在防雷中帶來了需要特別考慮的問題。表61 避雷器類型型號型式應用范圍FS配電用普通閥型10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3~220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型 330KV及需要限制操作的220KV及以下配電某些變壓器中性點FCD旋轉電機用磁吹閥型用于旋轉電機、屋內額定電壓Un：避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。沖擊放電電壓和殘壓：一般國產閥式避雷器的保護特性與各種電器的具有均可配合，故此項校驗從略。 避雷器的選擇與校驗220KV側避雷器的選擇和校驗 （1）型式選擇 根據設計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。（6）沖擊放電電壓校驗：KV＜710KV，滿足要求。（5）殘壓校驗：KV＜365KV，滿足要求。（2）額定電壓的選擇：其技術參數如下表64所示：表64 FZ35 避雷器參數型號額定電壓（kv）滅弧電壓有效值（kv）工頻放電電壓有效值（KV）沖擊放電電峰值（）不大于（KV）沖擊殘壓不大于（KV）下限值上限值FZ35354184104134134（3）滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：KV直接接地：KV，滿足要求。故所選FZ35避雷器合格。獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網在地中距離，且，式中為沖擊接地電阻。35KV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。 配電裝置特點屋內配電裝置的特點：由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；維修、巡視和操作在室內進行，不受氣候影響；外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護工作量；房屋建筑投資較大。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維修都比較方便，構架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產農田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。具有以下優(yōu)點：（1)占地面積約在中型布置減少30%；（2)節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；（3)旁路母線與主母線采用不等高布置實理進出線均帶旁路很方便。本變電所三個電壓等級：即220KV、110KV、35KV根據《電力工程電氣設計手冊》規(guī)定，110KV及以上多為屋外配電裝置，35KV及以下的配電裝置多采用屋內配電裝置，故本所220KV及110KV采用屋外配電裝置，35KV采用屋內配電裝置。屋內、屋外配電裝置的安全凈距[1]如下表71和72所示。（1)220KV高壓配電裝置220KV同樣采用屋外普通中型單列布置，它共有8個間隔，近期出線2個間隔，遠期沒有，兩臺主變進線各一個間隔，電流互感器及避雷器占一個間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各占一個間隔，間隔寬度為8米。第8章 繼電保護及其自動裝置 線路保護線路的故障主要有相間短路、單相接地（在小接地電流系統(tǒng)中），或單相短路（在大接地電流系統(tǒng)中）。表示動作時間與流過保護裝置的電流關系曲線稱為過電流保護的時限特性： a、定時限特性：當通過保護裝置的電流大于其動作電流時，保護裝置就啟動。 （3）限時電流速斷保護 能保護線路全長，可用來作為被保護線路末端故障的主保護，且可作為瞬時電流速斷保護的近后備。二、電網的接地保護分類[20]：零序電流保護（1）零序電流速斷（零序I段）保護（2）零序電流限時速斷（零序II段）保護（3）零序過電流（零序III段）保護方向性零序電流保護三、電網的距離保護 在重負荷，長距離，電壓等級高的復雜網絡中，電流電壓保護很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，就需要采用性能更加完善的距離保護相配合。當相間故障時，保護動作同時跳開線路兩側三相開關。 電力系統(tǒng)中主變壓器一般具有下列故障形式[17]：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相間短路引起的過電流；（4）中性點直接接地電網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；（5）過負荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。及以上的并列運行變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護。零序電流保護可由兩段組成，每段應各帶兩個時限，并均應以較短的時限動作于縮小故障范圍；以較長的時限有選擇性地動作于斷開變壓器各側斷路器。高壓母線上發(fā)生故障可以歸納為3種：母線上所連設備故障 母線瓷瓶閃絡或母線的帶電導線直接閃絡 人為的操作和作業(yè)引起。如果差動保護電壓大于制動電壓，則保護動作；如果差動電壓小于制動電壓，則裝置不動作[18]。保護整定原則：保護動作電流按躲開本線路末端的最大短路電流。它在正常運行時不應該起動，而在電網發(fā)生故障時，則能反應于電流的增大而動作，線路的最大負荷電流 靈敏性校驗： 式中：－可靠系數，～；－自起動系數，～3；－電流繼電器的返回系數。不過由于本人經歷、閱歷、實際操作能力有限。體現了理論聯(lián)系實際的重