【正文】 單項(xiàng)繞組部分線匝之間的匝間短路； （ 3） 單項(xiàng)繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地故障?？勺鳛閺氖码姎夤こ碳夹g(shù)人員的參考資料 。長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 工廠主變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng) 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2 摘要 電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備，他的故障給供電可靠性和系 統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果，同時(shí)大容量變壓器也是非常貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)性能良好的、動(dòng)作可靠的保護(hù)元件。 本文語(yǔ)言簡(jiǎn)練、邏輯嚴(yán)密、內(nèi)容夯實(shí)。 變壓器的故障一 般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。 對(duì)于高壓側(cè)為 6～ 10KV 的車間變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于 ～ 時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在 400KV但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在 10000KV 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 7 （ 2）防御變壓器線圈和引出線的多相短路、大接地電流電網(wǎng)側(cè)線圈和引出線的接地短路以及線圈匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 以上第 第 第 4 項(xiàng)的保護(hù)及第 1 項(xiàng)中的重瓦斯保護(hù)均動(dòng)作于跳閘；第 5 項(xiàng)及第 1 項(xiàng)中的輕瓦斯保護(hù)僅 動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)于變壓器線圈的匝間短路等內(nèi)部故障，通常只作后備保護(hù)。 （ 2）、電流速斷保護(hù) 電流速斷保護(hù)分為無(wú)時(shí)限電流速斷和帶時(shí)限電流速斷，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)能瞬時(shí)動(dòng)作，但它只能保護(hù)線路的一部分，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)能保護(hù)全線路，另外帶時(shí)限速斷保護(hù)比下一級(jí)線路無(wú)時(shí)限保護(hù)大了一個(gè)時(shí)限差，因此下 一段線路首端發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng) （ 3）、相間后備保護(hù) 反映因外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流、并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備， 35kV—— 66kV 及以下中小容量降壓變壓器宜采用過(guò)電流保護(hù)， 110KV—— 500KV 的降壓、升壓和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。 （ 5）、過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)是用來(lái)反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷情況，只在變壓器的確有過(guò)負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。首先斷開(kāi)距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。 I 1*op —— 繼電保護(hù)裝置動(dòng)作電流換算到一次電路的值，稱為其一次動(dòng)作電流。為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定訓(xùn)算、安裝調(diào)試正確無(wú)誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運(yùn)行維護(hù)得當(dāng)、系統(tǒng)簡(jiǎn)化有效，以提高保護(hù)的可靠性。 3）、對(duì)于供電給分開(kāi)運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除 在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路上裝設(shè)保護(hù)。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開(kāi)的各側(cè)斷路器。中性點(diǎn)接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過(guò)電壓水平及繼電保護(hù)方式、通訊干擾等。因此，大電流接地系統(tǒng)可使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低，從而大幅降低造價(jià)。 中性點(diǎn)不接地方式 適用于單相接地故障電容電流 IC 10A，以架空線路為主，尤其是農(nóng)村10kV 配電網(wǎng)。 單相接地不破壞系統(tǒng)對(duì)稱性，可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，保證供電連續(xù)性； 系統(tǒng)內(nèi)諧振過(guò)電壓引起電壓互感器熔斷器熔斷，燒毀 TV，甚至燒壞主設(shè)備的 事故 時(shí)有發(fā)生。減少系統(tǒng)弧光接地過(guò)電壓的概率； 自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈分調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、直流助磁式和調(diào)容式等。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地適于瞬間性單相接地故障較少的電力電纜線路。可有效降低工頻過(guò)電壓，單相接地故障時(shí)非故障相電壓為 31/2UC，且持續(xù)時(shí)間短； 對(duì)電容電流變化的適用范圍較大，簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)是通過(guò)各線路的零序保護(hù)判斷和切除故障線路的，在選擇 Rn 時(shí)，要保證每條線路零序保護(hù)靈敏度要求。只需按照規(guī)程要求，以系統(tǒng)電容電流是否大于 10A 來(lái)確定，選用中性點(diǎn)不接地或自動(dòng)跟蹤消弧線圈接地方式。 單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地工頻電壓升高 31/2 UC、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能引起多點(diǎn)絕緣擊穿， 事故 擴(kuò)大。另一方面采用小電阻接地方式，可能錯(cuò)誤切除瞬間故障線路，造成對(duì)用戶的供電中斷，降低了供電可靠性，減少了供電量。 d 、 變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)量應(yīng)使電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比 X0 / X1 小于 3，以使單相接地時(shí)建全相上公頻過(guò)電壓不超過(guò)閥型避雷器的滅弧電壓， X0 / X1 序電抗尚應(yīng)大 于 1— ，以便單相接地短路電流不超過(guò)三相短路電流。 輸電線路上 TV 變比，型號(hào)的選擇。變壓器縱差保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖 1 示出了雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖。39。2239。112 式中 KTA1 — TA1 的變比，一般指高壓側(cè)； KTA2 — TA2 的變比，一般指低壓側(cè)； KT — 變壓器的變比。139。39。 2） 變壓器各側(cè)電流相位不同引起的不平衡電流 電力系統(tǒng)中變壓器常采用 Y、 d11 接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位差也會(huì)產(chǎn)生 2I1 sin150 的不平衡電流，因此，必須補(bǔ)償由于兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。但實(shí)際上由于電流互感器在制造上的標(biāo)準(zhǔn)化，往往出的是與計(jì)算變比相近且較大的標(biāo)準(zhǔn)變比的電流互感器。 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 19 第 四 章 短路電流計(jì)算 概述 在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到損壞。 短路電流計(jì)算目的 （ 1）電氣主接線比較 （ 2）選擇導(dǎo)體和電器 （ 3）確定中性點(diǎn)接地方式 （ 4）計(jì)算軟導(dǎo)線的短路校驗(yàn) （ 5）確定 導(dǎo)線 間隔棒的間距 （ 6）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 （ 7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 （ 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電氣動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電氣開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)根本工程的設(shè)計(jì)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（一般為本期工程建成后 510 年）校驗(yàn)短路電流時(shí)，應(yīng)接可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線要求。 短路計(jì)算基本假設(shè) （ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 （ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同 （ 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電 流大小發(fā)生變化 （ 4）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷在系統(tǒng)側(cè) （ 5）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 （ 6）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 （ 7）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件電阻都略去不計(jì) （ 8）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍 （ 9）輸電線路的電容略去不計(jì) （ 10）用概率統(tǒng)計(jì)法確定短路電流運(yùn)算曲線 短路電流計(jì)算的步驟： （ 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)么植，并折算為同一基準(zhǔn)容量下 （ 2）給系統(tǒng)制定等值回路圖 （ 3）選擇短路點(diǎn) （ 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看著無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減，求出電源對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)么值，并計(jì)算短路電流標(biāo)么值、有名值 標(biāo)么值 Ｉ d*=1/X*∑ 有名值 Id*=Id* A/(√ 3 37KV) = Id2 = Sd /√ 3UC2 = 100MV 應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保 護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬間動(dòng)作與斷開(kāi)各側(cè)斷路器。 對(duì)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，裝設(shè)作用于信號(hào)或動(dòng)作與跳閘的設(shè)置。如不滿足靈敏度要求，應(yīng)裝設(shè)多段式距離保護(hù) 。 （ 3） 對(duì)于平行線的相間短路，一般可裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)。 （ 5） 對(duì)于電纜線路或電纜與架空線路混合的線路，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 距離保護(hù) 方式配置與整定計(jì)算 1. 距離保護(hù)的基本概念 距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間距離（或阻抗）大小，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。 當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作性能與通過(guò)保護(hù)裝置的故障電流的大小無(wú)關(guān)。由 I、 II 段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于第 II、 III 段，保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。 b. 在某些特殊 情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間，采用所謂“非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。這可在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路放生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開(kāi)，線路重合閘動(dòng)作，進(jìn)行重合。正確選擇與計(jì)算增系數(shù)，是距離保護(hù)計(jì)算配合的重要工作內(nèi)容之一。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用開(kāi)環(huán)的長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 26 方式，以求出最小助增系數(shù)。 6. 相間距離保護(hù)整定計(jì)算 目前電力系統(tǒng)中的相間距離保護(hù)多采用三段式階梯型時(shí)限特性的距離保護(hù)。 2） 與相 鄰變壓器縱差保護(hù)配合 ZrKKZkZ bIIr e lABIIr e ls e lII m i n11 ?? 式中， IIrelk1 = Zr ———— 相鄰變壓器的正序阻抗； minbK ———— 相鄰變壓器另側(cè)母線，如 D 母線短路時(shí)流過(guò)變壓器的短路電流與被保護(hù)電流之比的最小值。 這時(shí)，相間距離保護(hù)第 II 的動(dòng)作時(shí)間為： ttt IIopIIop ??? 31 式中， IIopt3 ———— 相鄰線路相間距離保護(hù)第 II 段的動(dòng)作時(shí)間。 線路 2BDA? 相間距離保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果： 表 相間距離保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果 線路名稱 保護(hù)安裝地點(diǎn) 保護(hù)編號(hào) 保護(hù)段 整定值 )(? 動(dòng)作時(shí)限 （ S） 2BDA? A 廠側(cè) 5 I II III 2BD 側(cè) 6 I II III 距離保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用 根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響也較小，同時(shí)保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，且動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩是沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。 零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序電流濾過(guò)器，接線簡(jiǎn)單可靠，零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。一般可按下屬條件考慮。為改善設(shè)備過(guò)電壓的條件，對(duì)雙目線上接有多臺(tái)（一般是四臺(tái)以上）變壓器時(shí)，可選擇兩臺(tái)變壓器同時(shí)接地運(yùn)行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路斷開(kāi)后，也各自保持著接地系統(tǒng)。 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 30 （ 3） 計(jì)算各類短路電流值 2. 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇 （ 1） 輻射 形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分支系數(shù)與短路位置無(wú)關(guān)。 3. 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算步驟 （ 1）零序電流保護(hù) I段的整定 1）按躲開(kāi)本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即 m a x1 3 orelIopI IKI ? 式中 relIK ———— 可靠系數(shù)，取 ～ ；計(jì)算時(shí)取 maxoI ———— 線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。 minbK ———— 分支系數(shù)，按實(shí)際情 況選取可能的最小值； IopI2 —————— 相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù) I段整定值。取 maxLI ————— 最大不平衡電流。 minonextI ———— 下一級(jí)線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行的最小零序電流。 （ 2） 當(dāng)分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而變大時(shí)，例如有零序互感的平~ 1m a x ?? opIIIoI IK長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 32 行線路，保護(hù)的整定配合應(yīng)按相配合保護(hù)段的保護(hù)范圍末端進(jìn)行計(jì)算，一般可用圖