【正文】 瓦斯保護(hù)原理及設(shè)置原則表61非電量保護(hù)的種類保護(hù)名稱反應(yīng)的物理量對(duì)應(yīng)的變壓器故障瓦斯保護(hù)輕瓦斯保護(hù)氣體體積內(nèi)部放電、鐵心多點(diǎn)接地、內(nèi)部過熱、空氣進(jìn)入油箱等重瓦斯保護(hù)流速、油面高度嚴(yán)重的匝間短路、對(duì)地短路壓力釋放閥壓力內(nèi)部壓力升高、嚴(yán)重的匝間短路及對(duì)地短路壓力突變保護(hù)壓力內(nèi)部壓力瞬時(shí)升高溫度控制器保護(hù)溫度冷卻系統(tǒng)失效、溫度升高油位計(jì)油位油位過高、過低電力變壓器的電量型繼電保護(hù)，如差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、零序電流保護(hù)等對(duì)變壓器內(nèi)部故障是不靈敏的，這主要是內(nèi)部故障從匝間短路開始的，短路匝內(nèi)部的故障電流雖然很大，但反映到線電流卻不大，只有故障發(fā)展到多匝短路或?qū)Φ囟搪窌r(shí)才能切斷電源。同樣，當(dāng)K1點(diǎn)接地故障時(shí)，1號(hào)主變中性點(diǎn)零序過流保護(hù)第一時(shí)限跳開母線分段開關(guān)，2號(hào)主變與故障點(diǎn)隔離，可以繼續(xù)運(yùn)行。保護(hù)為二段式，第一段第一時(shí)限跳開10kV分段，第二時(shí)限跳開本側(cè)斷路器；第二段第一時(shí)限跳開分段斷路器，第二時(shí)限跳開本側(cè)斷路器，第三時(shí)限跳開主變壓器各側(cè)斷路器。變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成的，變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理要求變壓器在正常運(yùn)行和縱差保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為零，保證縱差保護(hù)不動(dòng)作。線路L1的過電流保護(hù)動(dòng)作值Iop應(yīng)躲過正常運(yùn)行最大負(fù)荷電流 …………………………………...公式64當(dāng)相鄰元件三相短路故障切除后，負(fù)荷自起動(dòng)時(shí)，保護(hù)1在最大自起動(dòng)電流Ist下應(yīng)可靠地返回。因此保護(hù)2距離保護(hù)Ⅰ段先動(dòng)作，保護(hù)1距離保護(hù)Ⅱ段不動(dòng)作。，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)；[15] 線路保護(hù)本變電站每回110kV線路配置一套距離保護(hù)。表5—7高壓熔斷器選擇結(jié)果表 型號(hào) 安裝 額定電壓 額定電流 最大分?jǐn)? 備注 地點(diǎn) /kV /kA 電流RW935 35kVYH 35 60 保護(hù)電壓互感器RN210 10kVYH 10 50 保護(hù)電壓互感器RN135 站用變壓器 35 12 供電線路短路或過流保護(hù) 消弧線圈的選擇當(dāng)電網(wǎng)容性電流大于下列數(shù)值時(shí)，中性點(diǎn)宜裝消弧線圈：3—6kV則K=0．95。35kV側(cè)電流互感器Igmax==*35=104(A)Ue=35 kV選取[17]：LVQB—35，600/5，電流互感器參數(shù)：短時(shí)熱穩(wěn)定電流：，動(dòng)穩(wěn)定電流：80KA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ich=(kA) ＜80 kA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 額定短路關(guān)合電流：80 kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Igmax=(A)＜Ieich=(kA) ＜Idw=100 kA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 短路電流計(jì)算的步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算短路電流的方法通常是采用實(shí)用曲線法，其步驟如下[1]：選擇要計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)位置；按選好的設(shè)計(jì)接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖；1）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷之路、線路電容、各元件電阻；2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取各級(jí)的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗；4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖；對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，即轉(zhuǎn)移電抗；求其計(jì)算電抗；由運(yùn)算曲線查出短路電流的標(biāo)么值；計(jì)算有名值和短路容量；計(jì)算短路電流的沖擊值；1）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值[2]。外橋接線的特點(diǎn)為：（1）變壓器操作方便。（2）旁路斷路器兼作分段斷路器圖3－3　單母線分段帶旁路接線L11QF0QF01QSI段Ⅱ段90QF901QS15QS902QS13QS905QS2QF02QS11QS如圖3－5所示。 單母線分段接線正常運(yùn)行時(shí)，單母線分段接線有兩種運(yùn)行方式：（1）分段斷路器閉合運(yùn)行。5)當(dāng)采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時(shí)，均可不設(shè)旁路設(shè)施[4]。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。1）變壓器容量：裝有兩臺(tái)變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺(tái)主變因事故斷開，另一臺(tái)主變的容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的70%，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證80%負(fù)荷供電。 站址概況 環(huán)境影響分析本站址地處農(nóng)村，周圍無大化工、冶煉等污染源，也無文化古跡及風(fēng)景保護(hù)區(qū)，環(huán)境現(xiàn)狀好，適合建站。第五章為電氣設(shè)備的選擇，包括對(duì)110kV、35kV、10kV側(cè)的各電氣設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)。110kV變電站是該地區(qū)重要的變電站，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容與范圍：設(shè)計(jì)內(nèi)容：本工程設(shè)計(jì)范圍包括變電站圍墻以內(nèi)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)的工藝和土建設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)范圍：110kV配電裝置設(shè)計(jì)到出線龍門構(gòu)架為止；35kV、10kV屋內(nèi)配電裝置均設(shè)計(jì)到饋線開關(guān)柜出線端為止，站外的工程內(nèi)容不屬于本站設(shè)計(jì)范圍。第2章 變壓器的選擇 主變臺(tái)數(shù)的確定本變電站為一降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)，地位比較重要。所以用兩臺(tái)SFSZ9—31500/110型有載調(diào)壓變壓器，參數(shù)如下：表21變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型 號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）損 耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組別高壓中壓低壓空載負(fù)載SFSZ9—31500/11031500110177。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便，或造成不必要的停電。 變電站的各側(cè)主接線的選擇在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案[4]。分段斷路器斷開運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)是可以限制短路電流。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk=* (kA2 I=I∞=(kA) Ue=35 kVIgmax==*35=104(A) 35kV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊(cè)試選LW1635型斷路器。 10S熱穩(wěn)定電流： kA表53 斷路器、隔離開關(guān)參數(shù)表器件/型號(hào)安裝地點(diǎn)參數(shù)額定電壓Ue(kV)額定電流Ie(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流Idw(kA)熱穩(wěn)定電流 (kA)斷路器LW6—110110 kV110200080，3秒LW163535kV16006325，4秒ZN63A12/10kV10125080，4秒隔離開關(guān)GW7110110kV側(cè)1106005514，5秒GW1435（D）35 kV側(cè)3512504016，2秒GW8110主變中性點(diǎn)110400，10秒 互感器的選擇 電流互感器的選擇：依據(jù)電磁感應(yīng)原理,電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。電壓互感器的選擇應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表的要求，對(duì)于[17]：320kV配電裝置，宜采用油絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。 可選擇TMY100/10型的矩形銅排[17]。，保護(hù)裝置應(yīng)以足夠小的動(dòng)作時(shí)限去切除故障，在必須加速時(shí)，可無選擇性地跳閘而由自動(dòng)重合閘裝置來糾正保護(hù)的無選擇性動(dòng)作。距離保護(hù)Ⅱ段是為了保護(hù)距離保護(hù)Ⅰ段保護(hù)范圍之外的15%~20%的線路及作為距離保護(hù)Ⅰ段的后備保護(hù)。限時(shí)電流速斷保護(hù)（第II段）限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍為線路全長，其保護(hù)范圍必然要延伸到相鄰線路的一部分，并保證其保護(hù)范圍不超過相鄰線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，它的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過相鄰線路瞬時(shí)電流速斷的動(dòng)作電流來整定[3]。根據(jù)斷路器和繼電器的型式不同，～。為了保證差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流必須躲過最大不平衡電流[3]。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)常伴隨的現(xiàn)象是電流的增大和電壓的降低，過流保護(hù)就是通過系統(tǒng)故障時(shí)電流的急劇增大來實(shí)現(xiàn)的。定時(shí)限零序過電流保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)躲過零序電流濾過器輸出的最大不平衡電流，即 當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，整個(gè)電壓系統(tǒng)產(chǎn)生零序電壓；非故障線路零序電流為本身對(duì)地電容電流之和，相位超前零序電流90176。分解的氣體占了變壓器油的空間，必定有同體積的變壓器油被擠向儲(chǔ)油柜。圖69是三段式零序電流保護(hù)的原理接線圖[1]。零壓閉鎖零序電流保護(hù)，具有兩時(shí)限出口；第一時(shí)限出口跳分段開關(guān)，第二時(shí)限跳主變各側(cè)開關(guān)。圖65 線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)區(qū)外故障圖當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流是兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差，近似為零，也就是相當(dāng)于繼電器中沒有電流流過，即流入繼電器線圈的電流為 ……………………………公式610式中 nTA——電流互感器變比。故障切除后，短路電流消失，各保護(hù)裝置都返回。一般要求最大保護(hù)范圍達(dá)線路全長的50%，最小保護(hù)范圍達(dá)線路全長的15%～20%。動(dòng)作過程：當(dāng)故障點(diǎn)位于距離保護(hù)Ⅰ段范圍內(nèi)時(shí)，測量阻抗ZM小于動(dòng)作阻抗Z，保護(hù)1動(dòng)作跳閘，切除故障。輔助保護(hù)—當(dāng)需要切除線路故障時(shí)可采用由電流速斷保護(hù)構(gòu)成的輔助保護(hù)。電流校驗(yàn)： Kie=0．95*553=Igmax=104A 電流校驗(yàn)合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Smin=(Idt/C) =(*103/87) ≈＜S= mm2 熱穩(wěn)定滿足要求。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。 額定電流: Ie=400 A動(dòng)穩(wěn)定電流: Idw= kAS)Q承受＞Qk 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 I=I∞=(kA) Ue=110 kVIgmax==*110= (A)110kV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊(cè)試選LW6—110型六氟化硫斷路器。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。內(nèi)橋接線如圖3－7（a）所示，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè)（靠變壓器側(cè)），此時(shí)線路經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；而變壓器支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元[12]。每個(gè)電源只向接至本段母線上的引出線供電。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便 電氣主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。5）冷卻方式的選擇：主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 水文氣象條件站址所在地區(qū)屬大陸季風(fēng)氣候，四季分明，冬季較長且寒冷，夏季較短且炎熱。 工程建設(shè)規(guī)模和設(shè)計(jì)范圍（1）工程建設(shè)規(guī)模：主變最終規(guī)模：2，本期規(guī)模：1；110kV規(guī)劃2回，本期1回；35kV出線規(guī)劃8回，本期4回；10kV出線規(guī)劃24回，本期8回；110kV主接線采用內(nèi)橋接線；35kV主接線本期與終期均采用單母線分段接線；10kV主接線本期采用單母線分段接線，終期采用單母線三分段接線。計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。第七章防雷保護(hù)，主要是防直擊雷和侵入波的保護(hù)。站址內(nèi)變壓器清洗產(chǎn)生的少量含油污水和巡視人員產(chǎn)生的生活污水經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。3）繞組數(shù)和接線組別的確定：該變電所有三個(gè)電壓等級(jí)，所以選用三繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，110kV以上電壓，變壓器繞組都采用YN連接，35kV采用yn0形連接，10kV采用d11連接。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求1)可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計(jì)必須滿足這個(gè)要求。 主接線的基本形式和特點(diǎn)主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在運(yùn)行中，當(dāng)任一段母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳開分段斷路器和接至該母線段上的電源斷路器，另一段則繼續(xù)供電。段帶旁路母線接線 雙母線接線不分段的雙母線接線如圖3－6所示。（2）線路投人與切除時(shí)，操作復(fù)雜。 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值計(jì)算110kV系統(tǒng)短路電流取Ik=20kA,則短路容量Sk=√3UavIk=√311520MVA=3979MVA,系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 X*x=Sj/Sk=100/3979= 變壓器繞組電抗標(biāo)幺值SFSZ931500/100型變壓器繞組電抗標(biāo)幺值為X*T1=，X*T2=，X*T3=。S)Q承受= **4 (kA2S)Q承受=1** (kA2熱穩(wěn)定校驗(yàn) ： Sm