【正文】 線路保護(hù)配置方案 線路的繼電保護(hù)原理 電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、 變壓器、輸電線路以及負(fù)荷所組成的總體 .因此 ,輸電線路的保護(hù)也至關(guān)重要的。而容性無功功率是由故障線路指向母線 ,即其功率方向與非故障線路方向相反。無時(shí)限電流速斷保護(hù)就是這樣的保護(hù)，它是反映電流升高而不帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。通常用靈敏度系數(shù) senK 表示，即星元變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 15 opermin.ⅡIIK ksen ? ，式中 — 在最小運(yùn)行方式下被 保護(hù)線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障時(shí)流經(jīng)保護(hù)的電流，為了保證線路末端短路故障時(shí)，保護(hù)裝置一定能夠動(dòng)作，規(guī)程規(guī)定靈敏度系數(shù) senK 應(yīng)大于或等于 — 。因此，可利用有無零序電壓來實(shí)現(xiàn)無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置。 母線故障的類型，主要是單相接地和相間短路故障。 單母線保護(hù)方案 （ 1）母線完全差動(dòng)保護(hù)，和其他差動(dòng)保護(hù)一樣，也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。常采用雙母線通同時(shí)運(yùn)行，母線聯(lián)絡(luò)短路器處于投入 狀態(tài)。因此氣體保護(hù)除能反映上述故障外，還能起到作變壓器油箱內(nèi)短路故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)后備的作用。由于開口杯及附件在油內(nèi)的策略所產(chǎn)生的力矩平衡錘 4產(chǎn)生的力矩小，因此，開口杯處于上升位置，干簧觸點(diǎn) 3斷開。（如圖53 所示） 至 延 時(shí) 信號+12 34R++C K JL P由 變 壓 器 其 他保 護(hù) 來R f信 號 圖 53 變壓器瓦斯保護(hù)原理圖 為了消除復(fù)合式瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)在發(fā)生重瓦斯時(shí)可能有跳動(dòng)（接觸不穩(wěn)定）現(xiàn)象，出口繼電器有自保持觸點(diǎn)。因此，是靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作迅速的一種保護(hù)。在實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位，一般講它們都不同。 BCH— 2 型差動(dòng)繼電器由兩部分組成： DL— 11E型電流繼電器和中間速飽和變流器。 星元變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 23 圖 56 縱差繞組 TA二次側(cè) △ 接線 正確接法二，見圖 57： TA 二次則 △ 形接法將 A相 K2接 B相 K1， B相 K2接 C相 K1， C 相 K2接 A 相 K1構(gòu)成 三角形，然后自 A、 B、 C三相的 K2端各引二次線進(jìn)入三個(gè)差動(dòng)繼電器線圈 1CJ、 2CJ、 3CJ， TA二次側(cè) Y形接法為 a、 b、 c三相 K2短接并接地構(gòu)成星形，三相 K1端各引二次進(jìn)入三個(gè)縱差繼電器線圈 1CJ、 2CJ、 3CJ。因?yàn)槭欠磻?yīng)三相對稱過負(fù)荷 ,所以只需在一相中接入電流繼電器動(dòng)作后延時(shí)發(fā)出信號。且動(dòng)作時(shí)限滿足 t3＜ t2＜ t1。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)主要裝設(shè)在升壓變壓器的低她側(cè)，電壓起動(dòng)元件是由低電壓繼電器 YJ 和負(fù)序電壓繼電器 FYJ 組成， YJ 的線圈經(jīng) 過 FYJ 的常閉觸點(diǎn)接于電壓。從比較中可以看出發(fā)生三相短路電流時(shí)是最嚴(yán)重的短路情況。 變壓器的后備保護(hù)為復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流、零序電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。后備保護(hù)的方案有過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)和低壓阻抗保護(hù)等。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器由其零序電流保護(hù)動(dòng)作于切除；若高壓母線上一面，沒有中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器時(shí)，中性點(diǎn)將發(fā)生過電壓，可導(dǎo)致發(fā)電間隙擊穿，此時(shí)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行變壓器將由反間隙放電電流的零序電流保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于切除；如果中性點(diǎn)過電壓不足以使放電間隙擊穿，則可由零序電壓保護(hù)經(jīng)延時(shí) t切除。所以三繞組變壓器的過電流保護(hù)應(yīng)按如下原則配置。 變壓器過負(fù)荷保護(hù) 由于本次設(shè)計(jì)的變壓器容量 90MVA 屬于中、小型變壓器。 通過對縱差保護(hù)以上問題的分析，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際連接中關(guān)于縱差繞組 TA二次側(cè) △ 形接線的具體接法，也依照 縱差 TA二次側(cè) Y型接線的不同，有兩種不同的接法。本設(shè)計(jì)的變壓器容量為90MVA，因此采用的是 BCH— 2型差動(dòng)繼電器。當(dāng) D2點(diǎn)短路時(shí)此時(shí)流過差動(dòng)回路的電流為 I1+I2。 瓦斯保護(hù)評價(jià) 瓦斯保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不僅能反映變壓器油箱內(nèi)部的各種故障，而且還能反映差動(dòng)保護(hù)所不能反映的不嚴(yán)重的匝間短路和鐵心故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器的上觸點(diǎn)閉合，作用于至延時(shí)信號；發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，經(jīng)信沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 號繼電器，發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)通過聯(lián)片使出口繼電器動(dòng)作使斷路器跳閘。它是由擋板和開口杯復(fù)合而成的，上下方各有一個(gè)帶干簧觸點(diǎn)的開口杯。故障愈嚴(yán)重，產(chǎn)生氣體越多，流向油枕的氣流和油流速度也越快，利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)的保護(hù)稱氣體保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)繼電器中流過的是各饋電線路負(fù)荷電流之和；饋電線路上發(fā)生短路故障時(shí)，差動(dòng)繼電器流過的是短路電流。 對于 110 千伏及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，母線保 護(hù)裝置應(yīng)反映各種相間和接地短路故障，保護(hù)裝置由三相式組成。因此，為了避免事故的擴(kuò)大，應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù) 裝置，使可以有選擇地和快速得切除故障的母線段。 （ 2）在外部短路故障切除后，已動(dòng)作的電流繼電器能可靠返回。其動(dòng)作電流應(yīng)為： p er1. ⅠⅡ IKI reloper ? （ relK 為可 靠電流，保護(hù)動(dòng)作帶有一定延時(shí)，短路電流的非周期分量已經(jīng)衰減，故可靠系數(shù)relK 可選比 — 小一些）。當(dāng)單相接地電流較大，足以 克服零序電流過濾器中的不平衡電流影響時(shí)，保護(hù)裝置可接于由三只電流互感器構(gòu)成的零序電流過濾器回路中。 (2) 非故障線路保護(hù)安裝處 ,流過本線路的零序電容電流 .容性無功功率是由母線指向非故障線路。 查《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。對雙繞組升壓變壓器應(yīng)裝設(shè) 在 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)；對雙繞組降壓變壓器應(yīng)設(shè)在高壓側(cè)，當(dāng)三側(cè)都有電源時(shí)，則三側(cè)都應(yīng)裝過負(fù)荷保護(hù)，對于單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，則過負(fù)荷保護(hù)只裝在電源側(cè)；若三繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)；對于雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 （ 1） 過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值，應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。 星元變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 11 帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。變壓器油箱外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各種相間短路和接地故障。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 4 全所（廠）保護(hù)配置說明 電力變壓器保護(hù)配置的方案 電力變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重后果。 繼電器一般由三個(gè)主要部分組成：感受元件，比較元件和執(zhí)行元件。一般來說，在 可靠性的前提下，首先要滿足選擇性，非選擇性動(dòng)作是絕對不允許的。 對不同作用的保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，所要求的靈敏系數(shù)是不同的，在《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》中都有規(guī)定。所以切除故障的最小時(shí)間可達(dá) —— ，對不同電壓等級和不同結(jié)構(gòu)的電力網(wǎng)絡(luò)，切除故障的最小時(shí)間有不同要求。這種性能稱為繼電保護(hù)裝置的選擇性。為了保證對用電單位的連續(xù)供電，故障切除以后，應(yīng)盡快地使電氣設(shè)備再次投入運(yùn)行或由其他電源和設(shè)備替代工作。 為了不停電檢 修出線斷路器，可以采用雙母線帶旁路母線的接線。例如：當(dāng)母聯(lián)斷路器閉合，兩組母線同時(shí)運(yùn)行，進(jìn)出線分別接在兩組母線上，即相當(dāng)單母線分段運(yùn)行；當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運(yùn)行，另一組母線備用，全部進(jìn)出線接于運(yùn)行母線上，即相當(dāng)于單母線運(yùn)行。每回線路都經(jīng)一組斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器 CQF 連接，稱為雙母線接線。對繼電保護(hù)來說，是短路時(shí)通過保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。應(yīng)盡量設(shè)法維持發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性。 本設(shè)計(jì)共分兩篇。所以在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，繼電保護(hù)裝置的選擇是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。另一種可能是發(fā)電機(jī)處于欠負(fù)荷狀態(tài)，即發(fā)電機(jī)發(fā)出的 功率大于用戶用電功率，過時(shí)減少熱負(fù)荷發(fā)電機(jī)仍能維持正常運(yùn)行。 最小運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷 的需要 ，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少星元變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 3 部分接地的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式。 雙母線接線的特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)采用雙母線接線，它具有兩組母線：工作母線Ⅰ和備用母線Ⅱ。 （ 3）運(yùn)行調(diào)度靈活，通過倒閘操作可以形成不同運(yùn)行方式。但起經(jīng)濟(jì)性將更差。 繼電保護(hù)裝置是一種能反應(yīng) 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常狀態(tài)而作用于開關(guān)跳閘或發(fā)出信號的自動(dòng)裝置。 (1)選擇性 電力 系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇性地切除故障部分，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行 ，以盡量縮小停電范圍。高壓電網(wǎng)中快速保護(hù)裝置的最小動(dòng)作時(shí)間約 ——。 靈敏系數(shù) = 保 護(hù) 裝 置 動(dòng) 作 參 數(shù) 的 整 定 值保 護(hù) 區(qū) 末 端 金 屬 性 短 路 時(shí) 故 障 參 數(shù) 量 最 小 計(jì) 算 值 例如：低電壓保護(hù)的靈敏系數(shù)為 ..maxK actsenresdUK U? 式中 .KactU —— 保護(hù)裝置動(dòng)作電壓的二次值； .maxresdU —— 保護(hù)區(qū)末端短路時(shí)，在保護(hù)安裝處母線上的最大殘余電壓二次值。在具體考慮保護(hù)的四大基本要求時(shí)，必須從全局著眼。 常用繼電器 (1)繼電器的作用： 繼電保護(hù)裝置由若干繼電器組成，繼電器是一種能自動(dòng)動(dòng)作的電器，只要施加一個(gè)物理量或當(dāng)施加的物理量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，它就動(dòng)作，這種動(dòng)作特性稱為繼電特性。 3)返回系數(shù)：返回電流與動(dòng)作電流的比值，即operresres IIK ? 返回系數(shù)是繼電器的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，對于反應(yīng)參數(shù)增加的繼電器，返回系數(shù)總是小于一，反應(yīng)參數(shù)減少的繼電器，返回系數(shù)總是大于一。因此，變壓器發(fā)生故障時(shí)，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。本設(shè)計(jì)的變壓器容量為 2 90MVA，因此在變壓器上裝設(shè)了氣體保護(hù)。 過電流保護(hù) 對由 外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為后備 保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)能反映變壓器各繞組的過負(fù)荷情況。保護(hù)由兩段組成，低定值段動(dòng)作于信號，高定值段 動(dòng)作于跳閘。 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中故障的現(xiàn)象是： (1) 發(fā)生接地后 ,全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和 零序電流。 這種保護(hù)一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 的架空線上。此情況下，它的保護(hù)范圍不超越相鄰線路Ⅰ段或Ⅱ段電流保護(hù)的保護(hù)范圍。 定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定要考慮一下兩個(gè)條件： （ 1）為確保過電流保護(hù)在正常運(yùn)行的情況下不動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 即 ? 。在發(fā)生母線故障時(shí)將使停電的范圍擴(kuò)大，停電的時(shí)間增長，并將破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 （ 2）當(dāng)線路裝有電抗器，并且不允許短路器切除電抗器前的短路時(shí)。因沒將所有的連接元件都接入差動(dòng)回路，故稱為不完全差動(dòng)保護(hù)。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 5 全所（廠）保護(hù)原理說明 變壓器氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)） 變壓器氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)）的原理及組成 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生各 種短路故障時(shí)由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，變壓器油和絕緣材料受熱分解，產(chǎn)生大量氣體，從油箱流向油枕上部。這類繼電器有較好的防震性能。 圖 52變壓器瓦斯保護(hù)結(jié)構(gòu)圖 瓦斯保護(hù)原理電路 工作原理： 1 是瓦斯繼電器； 2是信號繼電器； 3是出口繼電器； 4是聯(lián)片。 信號信號 信號由其它保護(hù)來）星元變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 21 圖 54瓦斯保護(hù)原理接線圖 變壓器瓦斯保護(hù)的范圍 變壓器瓦斯保護(hù)的范圍 瓦斯保護(hù)的范圍是變壓器內(nèi)部多相短路；匝間 短路，匝間與鐵心或外皮短路；鐵心故障（發(fā)熱燒損）；油面下降或漏油；分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良。差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。為了擴(kuò) 大縱差保護(hù)范圍 ,電流 互感器應(yīng)盡量靠近斷路器。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障而主保護(hù)拒動(dòng)，則經(jīng) t1時(shí)限跳開三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。這樣做可以補(bǔ)償幅值和相位。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，則過電流保護(hù)應(yīng)起到后備作用。 當(dāng)接地運(yùn)行時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)；當(dāng)不接地運(yùn)行時(shí)，為防止電網(wǎng)單相接地故障點(diǎn)處出現(xiàn)間隙電弧引起過電壓損壞變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電壓保護(hù)；零序電流元件 3Io 用來反應(yīng)放電間隙擊穿的 情況。 為防止外部短路引起的過電流和作為變壓器縱差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)后備保 護(hù)。 變壓器的整定計(jì)算原則及 其整定計(jì)算 : 變壓器的主保護(hù)為變壓器瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算公式 發(fā)電機(jī) G的電抗計(jì)算公式：NBdG SSXX ??? 變壓器 T的