【正文】 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=()= 取 9A 選 GL11/10型 動(dòng)作時(shí)限取 靈敏度為 Km=(20X9)= ② 電流速斷保護(hù) Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=,取 4 倍靈敏度為 Km=(180X4)=2 ③ 單相接地保護(hù) （ 3）母聯(lián)斷路器保護(hù)整定計(jì)算 采用 GL型繼電器，取消瞬時(shí)保護(hù)，過電流保護(hù)按躲過任一母線的最大負(fù)荷電流整定。最終解決辦法是調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使 10 kV 線路供電半徑符合規(guī)程要求。按最大運(yùn)行方式下，線路最大保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長的 50%。對于多條線路重疊故障，引起主變壓器斷路器越級跳閘時(shí)，按常規(guī)，在繼電保護(hù)整定計(jì)算中是不考慮重疊故障的，但可采用加裝瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，一般可整定于 0 s 動(dòng)作，使線路故障在盡可能短的時(shí)限內(nèi)切除；在上下級保護(hù)時(shí)限配合可能的情況下，適當(dāng)調(diào)整 10 kV 線路過電流保護(hù)與主變壓器過電流保護(hù)的時(shí)限級差，以使主變壓器過電流保護(hù)有足夠的返回時(shí)間。 專線類型：按躲過線路上配電變壓器低壓側(cè)出口最大三相短路電流整定。 整定計(jì)算方案 10kV 配電線路的保護(hù)，一般采用瞬時(shí)電流速斷（Ⅰ段）、定時(shí)限過電流（ III段）及三相一次重合閘構(gòu)成。 10kV 線路的具體問題 對于輸電線路而言，一般無 T 接負(fù)荷，至多 T 接一、兩個(gè)集中負(fù)荷。 （ 2）變電所防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，由三個(gè)子系統(tǒng)即三道防線組成。 由這三個(gè)子系統(tǒng)的三道防線構(gòu)成一個(gè)完整的變電所防雷保護(hù)系統(tǒng)。 雷擊進(jìn)線保護(hù)段首端及以外時(shí)，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導(dǎo)線侵入變電所。同時(shí)，從實(shí)驗(yàn)室雷電沖擊波 10 m 左右空氣間障放電電壓值，外延用于確定 30～ 60 m 或以上的自然雷擊放電電壓值，令人難以置信 。各種文件規(guī)定的不同保護(hù)范圍只是允許遭受雷擊的概率不同而已。 雷擊是無法阻止的，只能通過攔截導(dǎo)引改變其入地 路徑。 中北大學(xué)分校學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 15 Co — 被保護(hù)線路每相的對地電容 : Io — 被保護(hù)線路的總電容電流。二次側(cè)只有因?qū)Ь€排列不對稱而產(chǎn)生的不平衡電流。為了查找接地點(diǎn)，需要電氣人員按照預(yù)先制定的“拉路序位圖’，依次拉路查找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點(diǎn)為止。這也是采用中性點(diǎn)不接地的主要優(yōu)點(diǎn)。 (3) 零序電流保護(hù) 電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。 當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時(shí)，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。定時(shí)限過電流保護(hù)簡單可靠、完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容 易、時(shí)限由時(shí)間中北大學(xué)分校學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 13 繼電器根據(jù)計(jì)算后獲取的參數(shù)來整定，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。如采用的是反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí) ,其瞬動(dòng)部分應(yīng)解除 。變壓器電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單。在高壓側(cè)的保護(hù)范圍外發(fā)生短路時(shí)，差動(dòng)就不起作用，只有靠后備保護(hù) —過流保護(hù)動(dòng)作以保 護(hù)變壓器。 變壓器保護(hù) 1)當(dāng)配電變壓器容量小于 400 kVA 時(shí) ,一般采用高壓熔斷器保護(hù) 。啟動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定，保護(hù)范圍不但能夠保護(hù)線路全長，也能保護(hù)相鄰線路全長，起到后備保護(hù)的作用。如不能滿足可靠性的要求 ,保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。各類保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的大小 ,根據(jù)保護(hù)裝置的不同而不盡相同。否則就稱為沒有選擇性。工程應(yīng)用中可根據(jù) 10kv進(jìn)線的短路電流水平確定進(jìn)線保護(hù) 段長度，一般情況下直接采用 1~2km。自適應(yīng)繼電保護(hù)是在 20 世紀(jì) 80 年代提出的較新的研究課題。微型計(jì)算機(jī)保護(hù)具有巨大的分析、計(jì)算和邏輯判斷能力，可以用以實(shí)現(xiàn)任何性能完善且復(fù)雜的保護(hù)原理。 1975 年初英國 GEC 公司應(yīng)用微處理機(jī)于變電所的控制和自動(dòng)重合閘。 20世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)了晶體管式繼電保護(hù)裝置。 20 世紀(jì)初繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)，這個(gè)時(shí)期可認(rèn)為是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中任一元件發(fā)生故障都會(huì)立即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成對用戶的停電或少送電，電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，設(shè)備的毀壞及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的破壞和瓦解等。 10KV 供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。 44 致謝 37 附錄 1 10kv 二次線路原理圖 36 參考文獻(xiàn) 30 系統(tǒng)功能及特點(diǎn) 19 整 定計(jì)算方案 9 分段母線保護(hù) 4 2 10KV變電所繼電保護(hù) 3 繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 還有在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，我們?nèi)菀缀雎缘膸讉€(gè)方面，并且對于出線段的防雷也有進(jìn)一步的了解。其中主要介紹了有哪幾種繼電保護(hù)， 自動(dòng)裝置和各種監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)回路的設(shè)計(jì)。 3 繼電保護(hù)的發(fā)展簡史 7 概述 15 3 10 kV線路保護(hù)的整定 21 三相一次重合閘 26 系統(tǒng)方案 33 TA 飽和問題 34 避免 TA 飽和的方法 34 所用變保護(hù) 34 所用變保護(hù)存在的問題 由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的 影響 ，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦 企業(yè) 的設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞；當(dāng) 10KV 不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時(shí)，就會(huì)造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運(yùn)行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步 發(fā)展 為事故的可能。 10kv 變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 2 中北大學(xué)分校學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 3 1 緒論 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng) 由發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸配電線路及用電設(shè)備組成，系統(tǒng)中各元件通過電或磁聯(lián)系起來。 19世紀(jì) 90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式電磁型過電流繼電器。由這些繼電器組成的繼電保護(hù)裝置稱為機(jī)電式保護(hù)裝置。 70年代初數(shù)字計(jì)算機(jī)首先在電力系統(tǒng)離線計(jì)算方面得到應(yīng)用。但這種保護(hù)裝置體積大，消耗功率大，動(dòng)作速度慢，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分和觸點(diǎn)容易 磨損或粘連，調(diào)試維護(hù)比較復(fù)雜，不能完全滿足當(dāng)前超高壓大容量電力系統(tǒng)的要求。早在 20 世紀(jì) 50 年代就出現(xiàn)了利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波實(shí)現(xiàn)快速繼電保護(hù)的設(shè)想，由于行波現(xiàn)象涉及到相當(dāng)高的頻率成份，利用當(dāng)今的技術(shù)，行波繼電器不可能完全在數(shù)字計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，我們期待著模數(shù)轉(zhuǎn)換（ ADC）和 處理器設(shè)計(jì)方面的發(fā)展來解決高頻輸入和必要的計(jì)算速度方面的問題，使行波繼電保護(hù)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。 （ 2） 10kv 進(jìn)線發(fā)生故障的故障點(diǎn)距變電站越遠(yuǎn)短路電流越?。欢搪伏c(diǎn)與變電站距離一定時(shí)，導(dǎo)線截面積越大短路電流越大；同塔線路回?cái)?shù)越少短路電流越小。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上述要求的 ,就稱為有選擇性 。靈敏系數(shù) Km為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí) ,流過保護(hù)安裝處的最小短路電流 電流 Idz 的比值 ,即 : dzIdKm min/.? （ ） 10kv 變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 8 靈敏系數(shù)越高 ,則反映輕微故障的能力越強(qiáng)。 保護(hù)裝置應(yīng)能正確的動(dòng)作 ,并隨時(shí)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。 (2) 過流保護(hù) A,C 二相中任何一相電流幅值大于整定值時(shí)，相應(yīng)的定時(shí)器啟動(dòng)，返回系數(shù)大于 ，當(dāng)定時(shí)器時(shí)間大于整定時(shí)間時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。單相接地保護(hù)電流按躲過被保護(hù)線路最大非故障接地的線路電容電流。在高壓側(cè)的保護(hù)范圍外發(fā)生短路，也會(huì)產(chǎn)生過電流，但不動(dòng)作，因?yàn)殡娏鞯姆较驔]有變化。電流速斷保護(hù)應(yīng)按躲過系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，流過高壓側(cè)的短路電流配置。另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。采用這種繼電器 ,就可以采用交流操作，無須裝設(shè)直流屏等設(shè)備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能 (體現(xiàn)了繼電器的多功能性 )，也可以大大簡化繼電保護(hù)裝置。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。 當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)，且時(shí)間繼電器的容量足大時(shí)，可用時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。 由上不難看出，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱 為定時(shí)限過電流保護(hù)。按規(guī)程規(guī) 定還可繼10kv 變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 14 續(xù)運(yùn)行 2h，而不必切斷電路。也就是說該裝置沒有選擇性。當(dāng)正常運(yùn)行或發(fā)生相間短路時(shí)，一次側(cè)電流為零。 Up— 相電壓值 。 防雷保護(hù) 防雷是一個(gè)重要的措施 變電所防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它由 3個(gè)子系統(tǒng)即三道防線組成 [7]： 第一道防線，即第一子系統(tǒng)的作用是防止雷直擊變電所電力設(shè)備。所謂保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)遭受雷擊的概率在可接受值之內(nèi)。至今世界上最大實(shí)驗(yàn)室做的最長的雷電沖擊波空氣間隙放電距離也只有 10 m 左右，將其向外延長用到 30～ 60 m 或以上，有的按 3 kV／ cm，有的按 5 kV／ cm推算，得出了很多在同一雷電流下不同擊距或球半徑的計(jì)算公式，這是必然結(jié)果。 第二道防線，即第二子系統(tǒng)為進(jìn)線保護(hù)段。 我國主要是采用金屬氧化物避雷器（ MOA），西方國家除用 MOA 外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，在 MOA 失效后空氣間隙可作為后備保護(hù)。業(yè)主和設(shè)計(jì)者應(yīng)因地制宜地對變電所設(shè)防，因設(shè)防不當(dāng)，造成不應(yīng) 有的損失（包括設(shè)防浪費(fèi)和事故損失），應(yīng)由主事者負(fù)全責(zé)，“標(biāo)準(zhǔn)”不應(yīng)當(dāng)“替罪羊”。陜西省鎮(zhèn)安電網(wǎng)中運(yùn)行的 35 kV變電站共有 7 座，主變壓器 10 臺，總?cè)萘? MVA； 35 kV 線路8 條，總長度 135 km； 10 kV 線路 36 條， 總長度 1240 km；并網(wǎng)的小水電站 41 座（ 21條上網(wǎng)線路），總裝機(jī)容量 17020 kW[8]。選取基準(zhǔn)容量 Sjz =100 MVA， 10 kV基準(zhǔn)電壓 Ujz =， 10 kV基準(zhǔn)電流Ijz = kA， 10 kV基準(zhǔn)阻抗 Zjz =。時(shí)限整定為 0 s（保護(hù)裝置只有固有動(dòng)作時(shí)間無人為延時(shí)）。此種情況一般能同時(shí)保證選擇性與靈敏性，按放射狀類型整定。 靈敏度校驗(yàn)（保護(hù)性能分析）。當(dāng)保護(hù)無法改動(dòng)時(shí)，應(yīng)在該線路適當(dāng)處加裝柱上斷路器或跌落式熔斷器，作為后一段線路的主保護(hù)，其額定電流按后面一段線路的最大負(fù)荷電流選取。 有關(guān)數(shù)據(jù)：最大運(yùn)行方式下 10kV母線三相短路電流為 I31=5000A，最小運(yùn)行方式下 10kV母線三相短路電流為 I32=4000A，變壓器低壓母線三相短路反應(yīng)到高壓側(cè)Id 為 467A。 靈敏度校驗(yàn) :Km1=()= ②帶時(shí)限速斷保護(hù) 與相鄰元件速斷保護(hù)配合 Idzj=Kjx*Kph*Idz/Ki=,取 20A,延時(shí) ,選 DL11/20 型與 DS 時(shí)間繼電器構(gòu)成保護(hù)。對于多回線并列運(yùn)行的雙側(cè)電源線路的三相一次重合閘，其無電壓檢定側(cè)的動(dòng)作時(shí)間不宜小于 5 s。由于人容易受環(huán)境、情緒、性格、疾病等許多因素影響，因此事實(shí)上有不少事故是由人為誤操作引起的，因而采用無人操作確實(shí)可以提高運(yùn)行可靠性。 10kv 系統(tǒng)中包涵著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。在廠區(qū)內(nèi)設(shè) 110/10kv 變電站一處，根據(jù)用電負(fù)荷的分配情況，下設(shè)有 10kv 變配電所 3 處，均位于負(fù)荷