【正文】 拒動(dòng)都能起到后備作用，同時(shí)它比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 ⑵ 速動(dòng)性 速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)以盡可能快的速度斷開故障元件。此時(shí)， B 廠母線還有較高殘余電壓，故 B 廠卸去或增加的負(fù)荷不多，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化較小。目前保護(hù)動(dòng)作速度最快的約 ，加上快速斷路器的動(dòng)作時(shí)間，故障可在 ～ 以內(nèi)切除。它是在保護(hù)裝置的測(cè)量元件確定了動(dòng)作值后，按最不利的運(yùn)行方式、故障類型、保護(hù)范圍內(nèi)的指定點(diǎn)校驗(yàn)，并滿足有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，保護(hù)裝置的組成元件質(zhì)量越好、接線越簡(jiǎn) 單、回路繼電器的觸點(diǎn)和接插件數(shù)越少，保護(hù)裝置就越可靠。因此，必須從被保護(hù)對(duì)象的實(shí)際情況出發(fā)，明確矛盾的主次，采取必要的措施，通過實(shí)踐是可以逐步 掌握的。 可維護(hù)性則是指保護(hù)裝置的正常動(dòng)作維護(hù)及定期維護(hù)應(yīng)該比較方便。 （ a）正常運(yùn)行情況 5 （ b）三相短路情況 圖 13 我國(guó)常用的 110kV及以下單側(cè)電源的供電網(wǎng)絡(luò) 在此以圖 13 為例分析一下利用不同電氣量特征分別能構(gòu)成哪種保 護(hù)： ldII???????? ???????差 異 構(gòu) 成正 常 時(shí) ： 負(fù) 荷 電 流 短 路 時(shí) 電 流 幅 值 增 大 過 電 流 保 護(hù)短 路 時(shí) ： 短 路 電 流 ? ?5 % 1 0 % ? ??????????差 異構(gòu) 成正 常 時(shí) ： 在 額 定 電 壓 附 近 變 化 ～ 短 路 時(shí) 電 壓 幅 值 降 低短 路 時(shí) ： 短 路 點(diǎn) 的 相 間 或 對(duì) 地 電 壓 降 低 到 零低 電 壓 保 護(hù) （即測(cè)量阻抗） ??? ????????????差 異構(gòu) 成正 常 時(shí) ： 反 映 該 線 路 與 供 電 負(fù) 荷 的 等 值 阻 抗 及 負(fù) 荷 阻 抗 角 （ 功 率 因 數(shù) 角 ） 短 路 時(shí) 測(cè) 量 阻 抗 幅 值 降 低 ， 阻 抗 角 增 大短 路 時(shí) ： 反 映 該 測(cè) 量 點(diǎn) 到 短 路 點(diǎn) 之 間 線 路 段 的 阻 抗距 離 保 護(hù) （ 低 阻 抗 保 護(hù) ） 如圖 14 所示，其中： 6 圖 14 220kV及以上多側(cè)電源的輸電網(wǎng)路 正常運(yùn)行 —— 如果規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路，那么， AB 兩側(cè)電流的大小相等，相位相差 ?180 ，兩側(cè)電流的矢量和為零。 ①電流差動(dòng)保護(hù) —— 利用內(nèi)部與外部短路時(shí)兩側(cè)電流矢量的差別構(gòu)成。 ①氣體保護(hù) —— 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部的繞組短路時(shí)，反應(yīng)于變壓器油受熱分解所產(chǎn)生的氣 7 體保護(hù)。邏輯回路有：或、與、非、延時(shí)啟動(dòng)、延時(shí)返回、記憶等。 后備保護(hù) —— 主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來切除故障的保護(hù)。 輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。如果停電，一級(jí)負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對(duì)工廠將造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型的 設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷應(yīng)該由二個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。 表 12 10KV負(fù)荷分析 電壓 等級(jí) 負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷 (mW) 負(fù)荷組成 (﹪ ) 自然功率 (h) 線長(zhǎng) (km) 備注 近期 遠(yuǎn)景 一 二 10kv 棉紡廠 1 6 20 40 5500 棉紡廠 2 6 20 40 5500 印染廠 1 30 40 5000 印染廠 2 30 40 5000 毛紡廠 20 40 5000 針織廠 20 40 4500 橡膠廠 30 40 4500 3 市區(qū) 1 20 40 2500 2 市區(qū) 2 20 40 2500 2 備用 1 . 備用 2 在 10KV負(fù)荷中，印染、毛紡廠、針織廠、棉紡廠、橡膠廠、市區(qū)一、二類負(fù)荷比較大；若發(fā)生停電對(duì)企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機(jī)器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對(duì)市區(qū)醫(yī)院則造成不良政治和社會(huì)影響，嚴(yán)重時(shí)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，必須保證其供電可靠性。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器的 15％以上，主要變壓器宜采用三線圈變壓器。 （ 1） 35KV中壓側(cè)： 其出線回路數(shù)為 4 回， ?tK ,結(jié)合“ 變電站的負(fù)荷分析” 35kv 負(fù)荷情況分析表 1－ 1 知： tkPPPPS kv %)51(c os 水泥廠二水泥廠一郊二35 ????? ?郊一 ＝ ????? ＝ （ 2） 10KV 低壓側(cè)： 由于其出線回路數(shù)共 11 回，故可取 Kt=,結(jié)合 10kv 負(fù)荷情況分析可知： 12 1210 ( 1 5%) ( c os c os c os c os c os c os c os)c os c os c os c osk v tPP P PP P PSkP P P P? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?棉 紡 棉 紡 針 織 橡 膠印 染 印 染 毛 紡市 區(qū) 一 市 區(qū) 二 備 用 一 備 用 二＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＝ ? ?（) 66?????????? ＝ ? ?（ 8＋ 8＋ ＋ ＋ ＋ +5+6+6++） ＝ 則三繞組變壓器的計(jì)算容量： 2 0 . 8 5 ( 2 7 . 0 4 8 5 8 . 6 6 4 ) 7 2 . 8 61S js K t S js i M V Ai? ? ? ? ???總 因此，選 擇兩臺(tái) 50MVA的變壓器。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有 Y 和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是△型的，我國(guó) 110KV 及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇 0Y 的連接方式。從經(jīng)濟(jì)上考慮，結(jié)合本站選用 50MVA的變壓器，應(yīng)選用強(qiáng)迫空氣冷卻。 2 % YN yn0 d11 18 250 1 1 2 3 1 2 31% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=11 2 1 2 2 3 3 11% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?= 3 2 3 3 1 1 21% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=7 2 211% 11 (110 ) 100 100 ( 50)SNT NUUXS?? ? ? ?? 2 222 % 0 .5 ( 1 1 0 ) 1 .2 11 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUX S ??? ? ? ? ??（ 記為 0? ） 2 233 % 7 (1 1 0 ) 1 6 . 9 41 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUX S ?? ? ? ?? 電氣主接線 電氣主接線的設(shè)計(jì)要求 電氣主接線是指發(fā)電廠或變電站中的一次設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求連接起來表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路 ,也稱為主電路 .電氣主接線是由高壓電器通過主接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，組成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求為： (1)供電可靠性。 (3)經(jīng)濟(jì)性 。 (5)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。首先，在比較主接線可靠性的時(shí)候，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：①斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；②線路、斷路器或母線故障時(shí)以及母線或隔離開關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)Ⅰ、Ⅱ類用戶的供電；③變電站全部停電的可能性；④大型機(jī)組突然停電時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響與后果因素 。因此，電氣主接線在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理就可以了。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，當(dāng) 110KV線路為 6回及以上， 35～ 63KV線路為 8 回及以上時(shí)，可裝設(shè) 專用的旁路斷路器，主變壓器 35～ 110KV 回路中的斷路器，有條件時(shí)，亦可接入旁路線母，采用 SF6 斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。 綜合以上規(guī)程規(guī)定，結(jié)合本變電站的實(shí)際情況，對(duì)各電壓等級(jí)側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案如下 : 表 2— 4 主接線方案表 15 110kv 35kv 10kv 單母分段接線 單母分段接線 雙母接線 16 第 3章 短路電流計(jì)算 短路的概 念及短路電流的種類 短路的概念 電力系統(tǒng)不可避免會(huì)發(fā)生短路事故。 （ 2）兩相短路。除三相短路外的其他短路都是不對(duì)稱性短路，每相電流和 電壓數(shù)值不相等，相角也不同。周期分量 zi 先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值 i? 。 （ 3）超瞬變短路電流有效值 I′：用來作繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的短流量。 17 短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法 短路電流計(jì)算 ,根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況 ,可以采用標(biāo)幺值或有名值計(jì)算 ,那種方法方便就采用那種方法 .在高壓系統(tǒng)中通常采用標(biāo)幺值計(jì)算 . 所謂標(biāo)幺值 ,是實(shí)際值與基準(zhǔn)值 之比 . 標(biāo)幺值沒有單位 .設(shè)所選頂 \定的基準(zhǔn)值電壓 ,基準(zhǔn)電流 ,基準(zhǔn)容量及基準(zhǔn)電抗分別為 jU , jI , jS , jX ,則這一元件的各已知量的標(biāo)幺值分別為 j jUU U? ? , J jSS S? ? ,3 jJ JjUIIIIS? ?? 233/3j j jj j j jjjI X I X SXXXX U UUI? ? ? ? ? 式中： S、 U、 I、 X以有名單位表示的容量 (MVA)、電壓 (KV)、電流 (KA) 、電抗 ??? ； jS 、 jU 、 jI 、 jX 以基準(zhǔn)量表示的容量 (MVA)、電壓 (KV)、電流 (KA)、電抗 ??? 。 （ 2） 認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 （ 5） 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件 XR 時(shí)，可以略去電阻的影響。 （ 7） 在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并 ,兩個(gè)容量相差很大的電源不能夠合并。 *** 3413 ***3 4 5 0 . 0 3 0 . 2 4 0 . 0 1 60 . 0 3 0 . 2 4 0 . 1 8XXX XXX ?? ? ?? ? ? ? 20 *** 3515 ***3 4 5 0 . 2 4 0 . 1 8 0 . 0 9 60 . 0 3 0 . 2 4 0 . 1 8XXX XXX ?? ? ?? ? ? ? 將 *2X 、 *13X 合并成 *23X ；將 *1X 、 *15X 合 并成 *25X ： * * *2 3 2 1 3 0 .4 0 .0 1 6 0 .4 1 6X X X? ? ? ? ? * * *2 5 1 1 5 0 .5 0 .0 9 6 0 .5 9 6X X X? ? ? ? ? 計(jì)算各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，化成△： 圖 34 *** * * 2 3 1 43 3 2 3 1 4 *25 0 . 4 1 6 0 . 0 1 20 . 4 1 6 0 . 0 1 2 0 . 4 40 . 5 9 6XXX X X X ?? ? ? ? ? ? ? *** * * 1 4 2 53 4 1 4 2 5 *23 0 . 0 1 2 0 . 5 9 60 . 0 1 2 0 . 5 9 6 0 . 6 30 . 4 1 6XXX X X X ?? ? ? ? ? ? ? *33X 為 S2 到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗， *34X 是 S1 到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。 電流速斷保護(hù)（第Ⅰ段） 對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。（ IdZ） ? 在圖中為直線 3，與曲線 2 分別交于 a、 b 點(diǎn)。 ② 解析法： m a x1. 23dsdZ lZZEI ??? ? 可得 )23(1%100 m a x1.m i n sdZLZIEZll ???? ? ? 式中 ZL 被保護(hù)線路全長(zhǎng)的阻抗值，動(dòng)作時(shí)間 t=0s。 整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn) 為保證選擇性及最小動(dòng)作時(shí)限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍。 定時(shí)限過電流保護(hù)（第Ⅲ段） 作用：作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后 備。因此，為了提高靈敏系數(shù)，要求有較高的返回系數(shù)。 29 即 ⅢⅢⅢⅢ 4321 tttt ??? 、 tt ??ⅢⅢ ＝ 43 、 ttt ??ⅢⅢ ＝ 32 、 ttt ??ⅢⅢ ＝ 21 這就是階梯