【正文】 負(fù)電源形成回路，斷路器跳閘。在本設(shè)計(jì)中，變電站有 8 路出線，其中有兩路出線為架空線出線，作為配電使用，在架空線出線側(cè)安裝自動(dòng)重合閘裝置。正常運(yùn)行時(shí)，兩段母線分列運(yùn)行，每條進(jìn)線各帶一段母線，兩段母線互為暗備用，采用分段備自投。只有當(dāng)一段母線無(wú)壓，另一段母線電壓正常時(shí)備自投方能啟動(dòng)。（4）信號(hào)回路裝置引入有關(guān)斷路器的跳位和合后接點(diǎn)，引自 1，2進(jìn)線的操作箱 CSRCZX1 的 B15,B16（跳閘位置信號(hào)） ，B18（合后位置信號(hào)）端子到 1m 的 A1A4 端子，跳位用于判斷斷路器的位置，合后用于區(qū)別人工操作還是保護(hù)跳閘或斷路器誤跳。備自投需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，D11,D12 接通，由 A2 端子經(jīng)常閉 TBJV 到 HBJ 線圈，再經(jīng)過(guò)常閉 5QF，使 HQ（合閘線圈）得電，使分段斷路器 5QF 閉合，同時(shí)紅燈亮，備自投裝置處于運(yùn)行狀態(tài)。44四、操作電源（一）操作電源概述操作電源基本概念及要求操作電源所用電的一部分，是為整個(gè)變電所二次設(shè)備供電的電源。裝置可根據(jù)運(yùn)行情況，區(qū)分并列或分列運(yùn)行，根據(jù)判斷結(jié)果，由 1m 的 D11，D12 端子，輸出備自投是否自動(dòng)合閘的命令。在其回路中增加了引自隔離柜的的 QS 工作位置節(jié)點(diǎn)，確保只有當(dāng)隔離柜處于工作位置時(shí)母聯(lián)斷路器才能合閘。保護(hù)原理圖 48 備自投主接線圖1QF，2QF 為進(jìn)線開(kāi)關(guān)，3QF 為母線分段斷路器。通過(guò)操作控制開(kāi)關(guān)在開(kāi)關(guān)柜就地控制斷路器的分合，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)置于遠(yuǎn)控位時(shí)遙控允許，可在主控臺(tái)上操作斷路器的分合。（六）自動(dòng)重合閘裝置 自動(dòng)重合閘及其作用（1）概念自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱 ARD。39①儲(chǔ)能合閘儲(chǔ)能回路在開(kāi)關(guān)柜上的儲(chǔ)能開(kāi)關(guān) 2SK，彈簧儲(chǔ)能，儲(chǔ)能到位后儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān) S1 切換，儲(chǔ)能指示燈 HY 點(diǎn)亮，儲(chǔ)能電機(jī)停轉(zhuǎn)。裝置適用于 110kV 及以下電壓等級(jí)的開(kāi)關(guān)三相一次操作控制。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 T=。1] （413）式中 T set——過(guò)流Ⅲ段保護(hù)反時(shí)限時(shí)間定值； Iset——過(guò)流Ⅲ段保護(hù)電流定值； I——實(shí)測(cè)電流；過(guò) 流 I段 保 護(hù) 投 入 ONa≥ setc≥ 1b≥ ≥ amp。線路 保護(hù)是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性 和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。并且電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)后臺(tái)發(fā)出告警音響。復(fù)壓過(guò)流定值： (kA) （ ???11）式中 K K——取 ~； Kf——取 ； n——CT 變比； Ie——變壓器額定電流。其中差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)域在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間，用來(lái)保護(hù)變壓器內(nèi)部以及絕緣套管的相間短路，也可保護(hù)變壓器的匝間短路。②比率差動(dòng)制動(dòng)斜率推薦為 ，以最大負(fù)荷側(cè)電流為制動(dòng)量，比率制動(dòng)系數(shù)也可按下式整定： K=K1(KtxFi+△U+△F ph) (45)式中 K——制動(dòng)系數(shù)； Kl——可靠系數(shù)，取 ～；31 Ktx——TA 同型系數(shù)，取 ； Fi——電流互感器最大相對(duì)誤差，取 ； △U——變壓器調(diào)壓引起的相對(duì)誤差； 可取調(diào)壓范圍的一半； △Fph——因電流互感器引起 電流不平衡而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，取。（3）裝置保護(hù)整定方法 1）裝置二次 CT 接線方式差動(dòng)回路二次接線既可按常規(guī)“Y/Δ”轉(zhuǎn)換接線，也可把兩側(cè)接成“Y/Y”方式，通過(guò)程序中的 CT 接線方式來(lái)調(diào)節(jié)相位，消除由于變壓器兩側(cè)接線不同而引起的不平衡電流。（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差流速斷定值時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于出口繼電器，不需經(jīng)過(guò) CT 斷線判別環(huán)節(jié)。延時(shí)動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)裝置。（二）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜述系統(tǒng)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)中為變電站采用的是 HE2022 發(fā)電廠及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中主要是對(duì)主變壓器、線路等進(jìn)行保護(hù)，以及裝設(shè)一系列的自動(dòng)裝置。表 310 XRNP12 型熔斷器參數(shù)產(chǎn)品型號(hào) 額定電壓(kV) 額定電流(A) 三相斷流容量(MV?A)最大開(kāi)斷電流(kA)（有效值）XRNP12 10 50選用 2 只 XRNP12 型熔斷器，兩臺(tái)電壓互感器各裝設(shè)一只，安裝于互感器的一次側(cè)，裝于 10kV 側(cè) PT 柜中。表 36 10kV 側(cè)電壓互感器額定二次輸出（V?A）型號(hào) 額定電壓比（kV）0.20.51 6P極限輸出（V?A）額定絕緣水平（kV）JDZ1010BG10/√3/√3/0.1/350 90 50 400 12/42/75（五）所用變的選擇為滿足整流操作電源、強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、無(wú)人值班等的需要，裝設(shè)所用變壓器，所用電容量的確定，一般考慮所用負(fù)荷為變電所總負(fù)荷的%～%。電流互感器按三相配置，三只電流互感器組成星形接線，共選用 18 只電流互感器，20kV 側(cè)進(jìn)線柜各裝 9 只（9 只電流互感器分成 3 組，一組用于測(cè)量，一組用作高后備保護(hù)，另一組用于差動(dòng)保護(hù)） 。 ???Iish6）經(jīng)查找相關(guān)廠商產(chǎn)品，在變壓器 10kV 側(cè)及分段母線上采用 VS112/63025型真空斷路器。 ????kBXI53）短路電流沖擊值： (kA) （39。 ???IIsh39） 則 k2 點(diǎn)短路時(shí)短路回路總阻抗為： （ ?????????TLskXX40）短路電流次暫態(tài)值： (kA) （39。（2）短路回路中各元件阻抗的計(jì)算表 23 電抗標(biāo)么值、有名值變換公式序號(hào)元件名稱標(biāo)幺值 有名值（Ω） 備注1無(wú)窮大電源系統(tǒng)電抗=SX*39。12短路的類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。11 圖 21 主接線方式（五）短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的一般概述短路是指相與相之間或相與地之間形成回路。因此對(duì)主接線的設(shè)計(jì)要求可以歸納為以下四點(diǎn)：1）可靠性；2）靈活性；103）經(jīng)濟(jì)性；4）先進(jìn)性。這種連接方式由許多優(yōu)點(diǎn)：中性點(diǎn)接地，異常電壓不明顯；三次諧波勵(lì)磁電流通過(guò)繞組回流，能感應(yīng)出正弦波電壓；若高壓側(cè)采用△連接，可以采用分段絕緣。ca??S239。c??a18）經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍，選擇 4 套 TBBX104503N 型電容器柜進(jìn)行補(bǔ)償，并聯(lián)電容器型號(hào) √31501，補(bǔ)償方式為集中補(bǔ)償。 2）電容器的選擇。 2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Qca?2=Pca?2 ? tanφ wm （24）式中 φ wm——用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)角。（3）三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷，是指不屬于一級(jí)和二級(jí)的負(fù)荷。（4）設(shè)計(jì)主要一次回路繼電保護(hù)裝置和必要的自動(dòng)裝置。同時(shí)完成一次部分的主接線圖和平面布置圖，二次部分2的保護(hù)配置圖、斷路器控制回路圖、備自投保護(hù)配置圖及交直流系統(tǒng)圖。20kV 配電網(wǎng)的改造使供電的成本，損耗等有了大大的改善，使電網(wǎng)發(fā)展更加可靠。變電站綜合自動(dòng)化建立在微機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)基礎(chǔ)之上,是變電站自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)，其中繼電保護(hù)是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。20kV 線路電纜長(zhǎng) 4 公里，系統(tǒng)短路容量為Skmax=800MVA，Skmin=600MVA。 一、變電所一次回路（一）負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷分析根據(jù)供電可靠性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為三種，其主要目的是節(jié)約投資，降低供電成本，保證電能質(zhì)量。負(fù)荷計(jì)算的方法目前負(fù)荷計(jì)算的常用方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。功率因數(shù)越低，對(duì)電網(wǎng)的損耗越大，經(jīng)濟(jì)效益越差。 （2）無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算根據(jù)上節(jié)的有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的功率因數(shù)： cosφ= = = = （2??caSP2ca?????16）在《供用電規(guī)則》中規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 以上；其他 100kV?A 及以上電力用戶和大、中型排灌站，功率因數(shù)為 以上。cQ19）補(bǔ)償后：無(wú)功功率 =Qca?∑ == (kvar) （239。變壓器容量的選擇1）裝有一臺(tái)主變壓器的變電所。根據(jù)以上原則作計(jì)算： SNT=== (kV?A) （226）所以選擇順特電氣的兩臺(tái) SC108000/20 型電力變壓器，分別裝在 20kV 斷路器下方。（2）單母分段接線方式：當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器跳開(kāi)，保證另一段母線仍正常供電，可提高供電可靠性和靈活性。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備中的缺陷或者在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷元件中，由于電流過(guò)大，載流導(dǎo)體的溫度升高太多，使絕緣老化加速或破壞。各元件阻抗的計(jì)算可采用有名值和標(biāo)幺值兩種計(jì)算方法。 （20kV 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)使用 18/20kV 電纜） 。 ???IIsh43）2）最小運(yùn)行方式電源為無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)，它到電纜 M 點(diǎn)處電抗標(biāo)幺值為 （39。電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件選擇的電氣設(shè)備，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和其他故障情況下保持正常運(yùn)行。表 32 母線參數(shù)銅（A)母線尺寸（mmmm)25℃ 30℃ 35℃ 40℃505 860 809 756 697 經(jīng)允許載流量知所選母線符合要求。表 34 LZZBJ1210C 參數(shù)額定一次電流(A)額定二次電流(A)準(zhǔn)確級(jí)組合 額定輸出(V?A)額定短時(shí)熱電流(kA)額定動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)500 5 或 1 /10P15/15/30/4063 130電壓互感器選擇的原則電壓互感器一次繞組額定電壓應(yīng)滿足電網(wǎng)電壓要求，二次繞組額定電壓一般為 100V，與二次側(cè)所接的儀表或繼電器相適應(yīng)。20kV 側(cè)20kV 側(cè)短路電流為 ，選擇 RN220 型熔斷器。斷路器25由于出線計(jì)算電流最大值為 。短路時(shí)快速切除故障，縮小故障范圍，減小短路引起的破壞程度，減小對(duì)用戶的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)主要特點(diǎn)系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由間隔單元層和變電站層兩層組成。（2）電流速斷保護(hù)。2）裝置特點(diǎn):采用軟件調(diào)節(jié)交流量精度，測(cè)量精確。當(dāng)公式 442 同時(shí)成立時(shí)比率差動(dòng)元件保護(hù)動(dòng)作。注意：CT 接線系數(shù)以一次側(cè)的接線方式為基準(zhǔn)，一次側(cè)為 Y 接線，則接線系數(shù)為√3，Δ 接線則為 1。 則縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流為 (A) (47)???NTYopI④差動(dòng)門(mén)坎定值 Im 的整定應(yīng)躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷情況下的不平衡電流,一般按變壓器 I 側(cè)二次額定電流 ～ 倍整定。（3）保護(hù)功能：三段三時(shí)限復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)。式中——)2(max1k?I為變壓器二次側(cè)在最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)一次側(cè)穿越電流。若低后備保護(hù)動(dòng)作失靈，高后備保護(hù)動(dòng)作，變壓器兩側(cè)斷路器 1QF，2QF 自動(dòng)跳閘。保護(hù)功能：三段過(guò)流保護(hù)。≥過(guò) 流 段 反 時(shí) 限 投 入 ONTset3過(guò) 流 段 反 時(shí) 限 投 入 FTset2≥ 動(dòng) 作 顯 示 及 遠(yuǎn) 傳跳 閘 出 口事 件 記 錄b≥ set2c≥Ia≥過(guò) 流 段 保 護(hù) 投 入 ONamp。（五）斷路器控制回路概述斷路器是變電所中主要的開(kāi)關(guān)設(shè)備，斷路器的控制回路是指其控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間用圖形、符號(hào)表示的電氣連接電路。CSRCZX1 操作箱可以對(duì)主變壓器兩側(cè)斷路器及分段母線斷路器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)合、跳閘，監(jiān)視及防跳等功能，使得保證變電站的供電可靠性。線路重合閘：故障時(shí)，斷路器 QF 經(jīng)保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，常閉 QF 重新閉合，此時(shí)合閘線圈 HQ 再次得電，使斷路器 QF 閉合，同時(shí)由于儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能需要時(shí)間，若是永久故障，使得只能一次重合閘。自動(dòng)重合閘的基本要求采用重合閘的目的有兩點(diǎn)：一是保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；二是快速恢復(fù)瞬時(shí)故障元件的供電，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其基本要求為：（1）工作電源斷開(kāi)后，備用電源才能投入；（2）在手動(dòng)跳開(kāi)工作電源時(shí)，備自投不應(yīng)動(dòng)作；（3）備用電源無(wú)壓時(shí)，APD 不應(yīng)動(dòng)作。以下是 APD 保護(hù)配置圖說(shuō)明：電流回路421TA 用于測(cè)量，2TA 用于保護(hù)，接至 1m CSR03G 備自投裝置。（3）跳閘回路SA 為開(kāi)關(guān)柜手動(dòng)跳閘，1m 為主控臺(tái)遙控跳閘。為了滿足此要求，設(shè)計(jì)一個(gè)類似于自動(dòng)重合閘的充電過(guò)程，只有在充電后才允許自