【正文】 2 ?????31 **2*12 ????? 系統(tǒng) *12*D3 ??河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 17 2 32 10dpb ePUR S ??? 22b b bX Z R?? 2%100 pdb eUUZ S?? 當(dāng)電阻值允許忽略不計(jì)時(shí)， 2%d Pb eeU UX SS?? 式中 ： bR 、 bX 、 bZ 變壓器的電阻、電抗、阻抗； %dU 變壓器以額定值為基準(zhǔn)的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)； dP 變壓器短路損耗（ KW） （ 2） 線路 20 peUR r L U??? ???? 20 peUX x L U??? ???? 式中 ： 0r 、 0x 線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗（ /KM? ）； eU 線路運(yùn)行的額定電壓（ KV） 電流 短路計(jì)算如下： *II Ij ??( K A ) * 11101 ????? Dj I( K A ) * 23539。對(duì)于不可抗拒的事故發(fā)生時(shí)要即時(shí)發(fā)現(xiàn)， 并 迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（ SDJ6— 83）， 也需要 對(duì) 應(yīng) 該區(qū)域變電站其自身的特點(diǎn) 。 保護(hù)裝置的裝設(shè)原則： ，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘，當(dāng)發(fā)生不正常動(dòng)作時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)。 ，應(yīng)在所有和部分?jǐn)嗦菲魃涎b設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)。 2 、 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求 ? 保 護(hù) 范 圍 內(nèi) 發(fā) 生 金 屬 性 短 路 故 障 參 數(shù) 的 最 小 計(jì) 算 值靈 敏 系 數(shù) 保 護(hù) 裝 置 的 動(dòng) 作 參 數(shù)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 22 指在所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作 ，稱作可靠不拒動(dòng) ；而在該保護(hù)不該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作 ，稱作可靠不誤動(dòng) 。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù) (如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù) )、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間 速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面 進(jìn)行保護(hù) 來提高速動(dòng)性。由于大容量的電力變壓器是十分昂貴的元件，必須根據(jù)變壓器的 容量和重要程度來考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)。應(yīng) 裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器容 量界限 是 800kVA 及以上的油浸式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器 。它 反映變壓器繞組和引出線相間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)。 。為了提高保護(hù)對(duì)變壓器高壓側(cè)因出線接地故障的靈敏系數(shù)，可采用兩相三繼電器式接線。 由于 各測(cè)電流互感器的型號(hào)、變比各不相同， 它們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同。變壓器繞組各側(cè)的匝間短路，通過變壓器的鐵心耦合，改變了各測(cè)電流的大小和相位，使變壓器的縱差保護(hù)對(duì)匝間短路有作用（匝間短路可視為變壓器的一個(gè)新繞組發(fā)生端口短路） 。 電源側(cè) 需要有后備保護(hù)裝置 ， 此裝置可以 作為差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備 或相鄰元件的后備。 按 躲過變壓器的額定電流來整定 dzjI =（ ～ ） 1ebI n dzjI 過負(fù)荷保護(hù)裝置動(dòng)作電流整定值（ A）； ebI 變壓器額定電流（ A） 。動(dòng)作時(shí)限比由變壓器供電的線路保護(hù)裝置的最大時(shí)限大一時(shí)限階段，一般取 ～ 。 . 1 . 3 ( 0 . 0 5 8 0 . 0 5 0 . 0 2 5 0 . 1 1 1 ) 1 4 1 4 0 4 2 8 3 ( )o p c a lIA? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 4）確定基本側(cè)工作線圈匝數(shù)： 繼電器的動(dòng)作電流： .. 4283 7 . 1 4 ( )600c o n o p c a lo p r c a lTAKIIAn? ? ? 基本側(cè)工作線圈匝數(shù)： ow .c a lo p r .c a l100 147 .1 4AWWtI? ? ? ,.d set w calWW? ，故 選擇 14 匝。 保護(hù)的靈敏度為： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 35 .minKsen opIK I? 在被保護(hù)變壓器受電側(cè)母線上短路時(shí)， senK ＝ ～ 2；在后備保護(hù)范圍末端短路時(shí)， senK ＝ 。 如圖 72所示是 BZT 一種典型原理接線。 故障時(shí) 當(dāng)電源 S1線路上發(fā)生故障時(shí)， QF1 跳閘，工作母線失去電壓， KV1 失電，其常閉接點(diǎn)閉合。 二、 母線的保護(hù)方式 母線的保護(hù)方式有兩種：一種是利用供電 元件的保護(hù)兼做母線保護(hù) ，它利用變壓器的過電流保護(hù)切除低壓母線故障 ；另一種是采用專門的母線保護(hù) ，利用完全電流差動(dòng)母線保護(hù) 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 40 圖 81 對(duì)于降壓變電所低壓側(cè)采用分段母線的系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí) QF5 斷開，則 K點(diǎn)故障就可以由變壓器下的過流保護(hù)使 QF QF2 跳閘予以切除。 閉鎖繼電器 BSJ 室為保證備用電源只投入一次而設(shè)的，在工作電源正常供電時(shí)，它的線圈有電，接點(diǎn)閉合，當(dāng) QF3 跳閘后，其輔助接點(diǎn) 22斷開， BSJ河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 38 線圈即失電，但其接點(diǎn)延時(shí) 斷開，以保證 QF可靠的合閘。 KT 為時(shí)間繼電器。 應(yīng)用 BZT 裝置的一次接線圖如圖 71所示，圖 71(A) 是備用電源自動(dòng)投入的例子。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 34 五 、 變壓器過流保護(hù)整定計(jì)算 圖 52 變壓器過流保護(hù)單相接線 原理圖 過流保護(hù)采用三相式接線，且保護(hù)應(yīng)裝在電源側(cè)。 三、 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 計(jì)算變壓器各側(cè)的一次及二次電流值，并選擇電流互感器的變比，如表所示。 （ 2） 動(dòng)作時(shí)限的整定：動(dòng)作時(shí)限為 10～ 15s，一般用于信號(hào)。 作為各電壓側(cè)母線和線路的后備保護(hù)，要求它動(dòng)作后跳開本側(cè)的斷路器 ，作為變壓器斷路器與其電流互感器之間死區(qū)故障的后備保護(hù)。變壓器依靠瓦斯或壓力保護(hù)來反應(yīng)。 所以各測(cè)電流的相位可能不一致，這樣使外部短路時(shí)不平衡電流增大，所以變壓器的縱差保護(hù)的最大制動(dòng)系數(shù)比發(fā)電機(jī)的最大靈敏度相對(duì)較低。 所以說 減小或消除不平衡電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響是變壓器差動(dòng)保護(hù)中很重要的問題之一。 。 (2) 容量為 6300KVA 以上的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)而以過電流保護(hù)作為其后備保護(hù)。 ： (1) 一般氣體繼電器氣體容積整定范圍為 250300立方厘米，變壓器容積在 1000KVA 以上時(shí)，一般正常整定為 250 立方厘米，氣體容積整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變的。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。 輸電線路的主保護(hù) 根據(jù) 動(dòng)作時(shí)間 劃分為全線瞬時(shí)動(dòng)作 及 按階梯時(shí)限特性動(dòng)作兩 類。任何電力設(shè)備 (線路、母線、變壓器等 )都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。 ，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)； 對(duì)反應(yīng) 故障參數(shù)增加 的保護(hù)裝置： 對(duì)反應(yīng) 故障參數(shù)減少 的保護(hù)裝置： 算值短路故障參數(shù)的最大計(jì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性 保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)靈敏系數(shù) ? 各種保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)滿足電力系統(tǒng)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（ SDJ— 83）的規(guī)定。 備保護(hù)時(shí)，保護(hù)裝置容許帶有一定的時(shí)限切除故障。 電路系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路 除了必要的主保護(hù)外，還需要考慮后備保護(hù)和輔助保護(hù)的問題。 所謂繼電保護(hù)裝置，就是 一種能夠反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài) ，并 及時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的 自動(dòng) 化 裝置。常見的同時(shí)也是 危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的 短路。 二、 短路計(jì)算 計(jì)算系統(tǒng)電抗 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) 、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 13 電抗 ??? ； jS 、 jU 、 jI 、 jX 以基準(zhǔn)量表示的容量 (KVA)、 電壓 (KV)、 電流 (KA)、電抗 ??? 。周期分量 zi 先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值 i? 。 2）兩 相短路。 計(jì)算短路電流的目的 計(jì)算短路電流的目的 有：保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、 正確選擇 電氣設(shè)備、校驗(yàn)電氣設(shè)備。在確保供電可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下，要盡量節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，減少用地面積 。8% 177。 設(shè)計(jì)原始資料 群英 110KV 變電站處于焦作市山陽區(qū)，地平、交通便利，進(jìn)出線方便， 空氣污染輕微；待設(shè)計(jì)變電所選在黃沙土地上，土壤電阻率 P≤500Ω *M。首先根據(jù)任務(wù)書上所給 相關(guān)資料 ，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)通過 110KV I、 II修馬 T 架空線路向變電站供電，距離 30KM，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式折算至設(shè)計(jì)變電站高壓母線的阻抗標(biāo)幺值 ， jS =100MVA。 ”（《 35～ 110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條） 主接線設(shè)計(jì)的基本要求為： (1)供電可靠性。 (5)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。所以 ,為了變電站更加安全的運(yùn)行 ,在短路電流上我們需考慮電 纜電阻。 三相短路是對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和三相電壓仍然是對(duì)稱的，只是三相電流特大。 2） 短路全電流最大有效值 Ich（第一周期短路全電流有效值）：用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。在比較簡(jiǎn)單的網(wǎng)路低電壓電網(wǎng)，常采用有名值計(jì)算法計(jì)算短路電流。 （ 3） 電力系統(tǒng)中 電壓 下降，使大量的用戶正常工作時(shí)遭受破壞或產(chǎn)生廢品 。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。后備保護(hù)有分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)兩種形式： 遠(yuǎn)后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)作時(shí)，由相鄰 組件 實(shí)現(xiàn) 后備 保護(hù) 。 。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù) 它的基本 任務(wù)是： 組件 發(fā)生故障時(shí)，由該 組件 的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給故障 組件脫離點(diǎn)最近 的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障 組件 及時(shí)從電力系統(tǒng) 中脫離 ， 并且 最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng) 組件 本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求 (如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等 )。 對(duì)于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。送電線路的后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備和近后備兩類 ， 一般采用遠(yuǎn)后備。變壓器的不正常狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流，外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電流；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷，以及由于漏油等原因而引起的油面降低。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為 。 2） 復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）啟動(dòng)的過電流保護(hù) ，一般用于大容量升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器 。對(duì)于無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷或跳閘 。 ，由于其額定工作時(shí)的磁通密度相當(dāng)于近于鐵心的飽和磁通密度，因此在多電壓或者低頻率等異常方式下，要注意變壓器的過勵(lì)磁故障。 所以不可能再 用重新選擇平衡線圈匝數(shù)的方法來消除這個(gè)不平衡電流。 根據(jù)變壓器的容量和系統(tǒng)短路電流水平的不同， 保護(hù)采用帶 過電流保護(hù)、 低電壓 、 不帶低電壓閉鎖的 以及負(fù)序過電流 過電流保護(hù) 等 。 保護(hù)的安裝地點(diǎn)應(yīng)能夠反應(yīng)變壓器所有繞組的過負(fù)荷情況， 就 雙 繞組 升 壓變壓 器 而言 ，過負(fù)荷保護(hù)通常裝設(shè)在 低 壓側(cè) 一端 。 （ 1）動(dòng)作電流的整定。 NI 基本側(cè)的變壓器額定電流。若變壓器容量相等，則 .max 1LNmIIm? ? m 并列運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)； NI 變壓器的額定電流； （ 2） 對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的最大電流，則 /.max .maxL ss LI K I? ssK 自起動(dòng)系數(shù)。當(dāng)任一電源線路發(fā)生故障時(shí)，它的斷路器跳閘，該母線失去電源，在 BZT 的作用下，分段開關(guān) QF5 自動(dòng)投入，則可保證全變電所的不間斷供電。 BZT 的動(dòng)作情況如下。 當(dāng) 母線 上 發(fā)生故障 時(shí) ，將使 連 接于母線上的所有元件 在修復(fù)故障 母線 期間 ， 或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運(yùn)行以前被迫