【正文】 ……………………………………………………37第二節(jié) 系統(tǒng)線路繼電保整定計(jì)算………………………………………42第八章 變電所電力變壓器的保護(hù)……………………………………………45第一節(jié) 電力變壓器繼電保護(hù)基本知識(shí)…………………………………45第二節(jié) 變壓器繼電保護(hù)計(jì)算……………………………………………48第九章 控制及信號(hào)回路………………………………………………………51結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………55附錄A：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表……………………………………………………………56附錄B：參考文獻(xiàn)………………………………………………………………58附錄C：圖紙檢索表及附圖……………………………………………………58第一章 負(fù)荷等級(jí)的劃分第一節(jié) 供電方案供電電壓采用6KV，雙回路6KV電源引自不同區(qū)域變電所（電壓等級(jí)高于35KV），導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ95，在丁戊六采區(qū)工礦設(shè)一座6KV變電所。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷 ，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 ，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。三、不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷 。供電電源應(yīng)符合下列規(guī)定：電氣主接線的基本要求:可靠性：（1）研究可靠性應(yīng)注意的問(wèn)題： A、應(yīng)重視網(wǎng)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的運(yùn)行分析。（2）具體要求： A、斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修時(shí)的靈活性。（1）投資省A、主接線要求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。（2）占地面積小，主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 母線（bus）實(shí)質(zhì)上是主接線電路中接受和分配電能的一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)，形式上它將一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)延展成一條線，以便于多個(gè)進(jìn)出線回路的聯(lián)結(jié)。單母線不分段接線圖 單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或連接于母線上的任一隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，都將影響全部負(fù)荷的用電。，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。 綜合各方面因素，設(shè)計(jì)出供配電系統(tǒng)主接線方案如圖（附錄）所示。 計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。 短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制） 用電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長(zhǎng)，在工作時(shí)間內(nèi)，用電設(shè)備的溫升尚未達(dá)到該負(fù)荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時(shí)間內(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點(diǎn)。工作時(shí)間內(nèi)設(shè)備溫度升高，停歇時(shí)間溫度又下降，若干周期后，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)。這里僅介紹需要系數(shù)法。所以Kd只能靠測(cè)量統(tǒng)計(jì)確定當(dāng)Kd值有一定變動(dòng)范圍時(shí)，取值要作具體分析。變壓器的有功功率損耗由兩部分組成： 一部分是變壓器在額定電壓UN時(shí)不變的空載損耗△P0，也就是鐵損△PFe；另一部分是隨負(fù)荷而變化的繞組損耗，即有載損耗△Pl，也就是銅損△PCu。 六、供電系統(tǒng)的電能損耗1．供電線路年電能損耗的計(jì)算式中——按計(jì)算負(fù)荷求得的線路最大功率損耗； ——年最大負(fù)荷損耗時(shí)間（小時(shí)數(shù)）。二、無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)谋匾裕合到y(tǒng)的無(wú)功功率對(duì)電壓影響極大，無(wú)功功率不足，將引起電網(wǎng)電壓下降，而無(wú)功過(guò)剩將引起電網(wǎng)電壓偏高。要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平，就必需有足夠的無(wú)功補(bǔ)償容量，實(shí)行無(wú)功分區(qū)分壓就地平衡，同時(shí)要求有足夠的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，在允許的電壓偏差范圍內(nèi)，采用調(diào)壓與補(bǔ)償電容器相結(jié)合的措施，實(shí)現(xiàn)高峰負(fù)荷時(shí)較高電壓運(yùn)行和低谷負(fù)荷時(shí)較低電壓運(yùn)行的逆調(diào)壓要求。當(dāng)cosφ=0．7時(shí)，無(wú)功功率和有功功率在電網(wǎng)中產(chǎn)生的電能損耗基本相當(dāng)，即此時(shí)電網(wǎng)中線路和變壓器的損耗有一半是由無(wú)功功率引起的。一般說(shuō)來(lái)，35kV及以上電網(wǎng)，因輸電線路截面較大，等值串聯(lián)電抗X要比電阻R大得多，電網(wǎng)線路和變壓器的阻抗主要是感性電抗，XR。三、電容器安裝的一般規(guī)定：無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。根據(jù)這一要求，有必要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。二、短路的危害： 短路電流IK遠(yuǎn)大于正常工作電流，短路電流產(chǎn)生的力效應(yīng)和熱效應(yīng)足以使設(shè)備受到破壞。 不對(duì)稱短路可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生復(fù)雜的電磁過(guò)程，從而產(chǎn)生過(guò)電壓等新的危害。2）所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)勵(lì)裝置）。計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(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。我國(guó)的中壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，主要就是為了避免單相接地造成的停電事故。電纜線路中，電阻和電抗成分大致相當(dāng)，因此不能忽略電阻。在中、高壓系統(tǒng)中，因短路阻抗以電抗為主，故可認(rèn)為變壓器短路阻抗就是短路電抗，即，但對(duì)于低壓系統(tǒng)，或電纜線路的中壓系統(tǒng)，當(dāng)電阻不能忽略時(shí)，就要分別計(jì)算短路阻抗中的短路電阻和短路電抗，這時(shí)計(jì)算方法如下：以、為基值的標(biāo)幺值為： 因?yàn)?，? 3．串聯(lián)電抗器阻抗計(jì)算 串聯(lián)電抗器的主要作用是限制短路電流的大小，一般用混凝土澆灌固定，故又稱為水泥電抗，其名牌上給出的參數(shù)為額定電壓、額定電流、電抗百分?jǐn)?shù)。（5） 電源電壓標(biāo)幺值≈1，則短路電流標(biāo)幺值≈1/（6） 將短路電流標(biāo)幺值轉(zhuǎn)換為有名值?？紤]到以上因素，在各個(gè)變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)分別設(shè)置一個(gè)短路點(diǎn)。其短路電流計(jì)算有以下一些特點(diǎn)：（1）配電變壓器高壓側(cè)可以看成是無(wú)限大容量電源。為取消T，應(yīng)有，故=110KV畫出短路回路的阻抗圖如下所示。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：；。母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的Imax；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負(fù)荷情況下的Imax。斷路器選擇和校驗(yàn)的原則就是：按正常工作狀態(tài)選擇，按短路狀態(tài)校驗(yàn)。④動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： ：ish=(kA) DW15630斷路器的極限通過(guò)電流=40(kA) ish 符合動(dòng)穩(wěn)定要求⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ：Qdt=Ish2tim=188(kA2S) DW15630斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： It2t=2524=2500(kA2S)Ish2tim It2t 符合熱穩(wěn)定要求通過(guò)以上校驗(yàn)可知。6kV隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓：Ue=6kV (2)額定電流：Ie6kv變電所最大長(zhǎng)期工作電流Igmax （考慮變壓器事故過(guò)負(fù)荷的能力40%）(3)根據(jù)有關(guān)資料選擇GN610T/600型隔離開關(guān)型號(hào)數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）極限通過(guò)電流 (kA)熱穩(wěn)定電流(kA/s)GN610T/600226002520/4(4)校驗(yàn)：①Ue=6kV=UN②I=600A173A③動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： 6kV母線短路三相沖擊電流：ish=(kA) GN610T/600斷路器的極限通過(guò)電流=25(kA) Ish 符合動(dòng)穩(wěn)定要求④熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 6kV母線短路熱容量：Qdt=Ish2tim=(kA2S) GN610T/600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： It2t=2524=2500(kA2S)Ish2tim It2t 符合熱穩(wěn)定要求通過(guò)以上校驗(yàn)可知，6kV側(cè)所選GN610T/600斷路器完全符合要求。5）、應(yīng)考慮線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在本次設(shè)計(jì)6KV側(cè)采用屋內(nèi)配電裝置，因此采用硬鋁排母線。（二）6kV側(cè)母線選擇按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線載面S即：Igmax≤KQIP ；Igmax=173A待建變電所最熱月平均氣溫為35℃（估計(jì)），查表得KQ=IP=194A173A所以預(yù)選LGJ2400導(dǎo)線校驗(yàn)：① 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： S選=2400mm2Smin=158mm2 符合要求②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)檫x用導(dǎo)線S選=2400mm235mm2 滿足架空線路的安全機(jī)械強(qiáng)度要求，故不必校驗(yàn)。繼電器應(yīng)接于電流互感器的二次繞組中，以便與高壓側(cè)隔離，并能在低電壓、小電流情況下工作。各種繼電器之間只是工作原理不同，反應(yīng)出來(lái)的特性是一樣的。二、 電流保護(hù)裝置的接線方式電流保護(hù)是反應(yīng)電流量變化的保護(hù)，是供配電系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的一種保護(hù)。在不同的接線方式中，流入繼電器的電流與電流互感器二次電流并不都相等。這這種接線方式中，通過(guò)繼電器的電流就是電流互感器的二次電流，所以其接線系數(shù)總等于1。3．兩相一繼電器兩相電流差接線方式：這種接線方式采用兩個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器。3）.當(dāng)WU兩相短路時(shí)，流入繼電器的電流為互感器二次電流的2倍，故接線系數(shù)為2。三、中壓?jiǎn)味斯╇娋W(wǎng)絡(luò)的故障形式中壓?jiǎn)味斯╇娋W(wǎng)絡(luò)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，其線路常見的故障形式有：1． 相間短路 包括三相短路和兩相短路。但系統(tǒng)在非單相接地時(shí)，三相電流之和為零；而單相接地時(shí)，三相電流之和不為零，且三相對(duì)地電壓之和也不為零。 2．定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定應(yīng)考慮以下兩個(gè)因數(shù)： 1）為保證過(guò)電流保護(hù)在本保護(hù)線路正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，其一次側(cè)動(dòng)作電流應(yīng)大于線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流（尖峰電流），即 2）由于被保護(hù)線路的后一級(jí)線路上出現(xiàn)短路時(shí)，短路電流可能使本保護(hù)電流繼電器起動(dòng)，為保證在后一級(jí)線路上的短路故障切除后，保護(hù)能可靠地返回，以滿足性要求。所以， 比較上述兩種因數(shù)，顯然，按2）的動(dòng)作電流取值較大。 3．定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的設(shè)定是為了使過(guò)電流保護(hù)具有選擇性。 離電源最遠(yuǎn)的系統(tǒng)末端元件保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可以取為零，即取消保護(hù)裝置中的時(shí)間繼電器，以更好地滿足保護(hù)快速性的要求。校驗(yàn)條件為： /式中 ——最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端兩相短路電流； ——定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的一次側(cè)動(dòng)作電流； ——定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)。這樣，如果線路級(jí)數(shù)較多時(shí)，則愈靠近電源處，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間愈長(zhǎng)，而靠近電源處的短路電流又很大，這對(duì)系統(tǒng)有是一個(gè)威脅，這是過(guò)電流保護(hù)在原理上存在的缺點(diǎn)。即故障電流越大，動(dòng)作時(shí)限越短。2．反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定：由于反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限隨電流大小而改變，因此，整定的時(shí)間必須指出是某一電流值或動(dòng)作電流的某一倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)間。 2．電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn) 作為保護(hù)范圍的量化依據(jù)，電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)，按最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路校驗(yàn)，要求： /式中 ——本保護(hù)線路首端系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流； ——電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流。（2）系統(tǒng)中電力設(shè)備與地之間也會(huì)出現(xiàn)電容電流，考慮這個(gè)因素，在不同電壓等級(jí)下的電力設(shè)備引起的電容電流增殖計(jì)算如下表所示。它的大小與動(dòng)作時(shí)間有關(guān)，若保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作，為防止故障電流 態(tài)分量的影響，一般取4~5；若保護(hù)為延時(shí)（）動(dòng)作，~。否則應(yīng)采取中性點(diǎn)加消弧線圈等限制措施。(2) 確定電流互感器的變比：因?yàn)榫€路上的最大負(fù)荷電流為382A，由互感器的百分之十誤差曲線，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值法，即電流互感器的變比，取=650/5=130。這種故障的特點(diǎn)是：短路相上電流急劇增加為正常電流的若干倍，因此可采用反應(yīng)電流過(guò)量而動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)加以保護(hù)。繞組匝間短路時(shí)也會(huì)使故障點(diǎn)電流增加，但增加的多少與短路匝數(shù)有關(guān)，但短路匝數(shù)不多時(shí)，故障電流與正常電流差異不是很大，過(guò)電流保護(hù)裝置不一定能夠反應(yīng)出來(lái)。 ：雖然變壓器有一定的過(guò)負(fù)荷能力，但過(guò)負(fù)荷時(shí)間不能太長(zhǎng)。 ：干式變壓器繞組溫度升高的原因很多，如：過(guò)負(fù)荷、匝間短路、環(huán)境溫度升高、冷卻系統(tǒng)故障等。當(dāng)變壓器二次側(cè)有電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)可能時(shí)，；當(dāng)變壓器二次側(cè)無(wú)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)可能時(shí)。 3．靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在被保護(hù)變壓器的二次側(cè)。；——最大運(yùn)行方式下，變壓器的二次側(cè)三相短路在一次側(cè)的穿越電流速斷保護(hù)繼電器動(dòng)作電流為： 2．靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在被保護(hù)變壓器一次側(cè)。即只要： /式中 ——最小方式下，被保護(hù)變壓器二次側(cè)單相短路在一次側(cè)的穿越電流； ——定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的一次側(cè)動(dòng)作電流； ——二次側(cè)單相短路保護(hù)的靈敏系數(shù)。對(duì)于雙繞組降壓變壓器，過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝在一次側(cè)。而繞組溫度超過(guò)絕緣耐受溫度是使絕緣破壞，導(dǎo)致變壓器不能正常工作的主要原因之一。此時(shí)接線系數(shù)為1。 ]第九章 控制及信號(hào)回路一、 概述 1, 控制回路 控制回路是指控制（操作）斷路器分、合閘的回路。2, 信號(hào)回路 信號(hào)回路是用于指示 一次系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次系統(tǒng)。此外還有事故音響信號(hào)和光字牌等。(3) 應(yīng)能指示斷路器正常合閘或跳閘的位置狀態(tài)，并在自動(dòng)合閘和自動(dòng)跳閘時(shí)有明顯的指示信號(hào)，如前所述，通常用紅，綠的平光來(lái)指示斷路器的位置狀態(tài)，而其用閃光來(lái)指示斷路器的自動(dòng)分、合閘。