【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 cji — 短路沖擊直流峰值 （ kA） cjI — 短路沖擊電流有效值 （ kA） dwi 、 dfI — 電器允許的極限通過(guò)電流峰值及有效值（ kA） 互感器的 概述 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件， 以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有： （ 1） 將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使 測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝 ； 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 2） 使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 互感器的配置 ： （ 1） 為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器； （ 2） 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)； （ 3） 對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配 置 。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配 置 ； （ 4） 6~220kV 電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng) 裝設(shè)電壓互感器 ； （ 5） 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 電流互感器的選擇 電流互感器的特點(diǎn) ： （ 1） 一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無(wú)關(guān) ； （ 2） 電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近 似 于短路狀態(tài)下運(yùn)行 ； （ 3） 電流互感器由于存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來(lái)選擇 ； （ 4） 按一次回路額定電壓和 電流選擇 。 電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)選擇比回路中正常工作電流大 1/3 左右 ， 以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作 狀態(tài) 。 電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足： e ewVV? 、 1 maxegII? ，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流 。 ewV — 電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓 ； eV 、 1eI — 電流互感器的一次額定電壓和電流 ； maxgI — 電流互感器一次回路最大工作電流 。 電流互感器的型號(hào) 選擇計(jì)算見(jiàn)計(jì)算書(shū)， 參數(shù)如表 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 表 電流互感器的型號(hào)參數(shù) 型號(hào) 額定電 流比 準(zhǔn)確級(jí) 短時(shí)熱穩(wěn)定電 流 動(dòng)穩(wěn)定電流 LCWB－ 110（ W） 25~21250/5（ 1） (kA) 4080(kA) LFS10 51000/5 32(kA) (2S) 80kA 電 壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇原則 （ 1） 電壓選擇 目前制造廠所生產(chǎn)的電壓互感器的額定一次電壓等級(jí)有： 、 3 1 2 330kV。 上述電壓等級(jí)時(shí)指電壓互感器一次繞組結(jié)語(yǔ)電網(wǎng)的線電壓。若電壓互感器一次繞組接于電網(wǎng)的線電壓，則一次繞組的額定電壓為： 3x xexe UU ?? （ ） 式中 ： xeU — 額定一次相電壓； xxeU? — 額定一次線電壓。 所選擇的電壓互感器應(yīng)負(fù)荷如下條件，即： 10 .9 1 .1x xe e x xeU U U???? （ ） 或 e xeU U U?? （ ） 式中： 1eU — 電壓互感器相應(yīng)的額定一次電壓。 （ 2）裝置安裝場(chǎng)所的選擇 根據(jù)互感器所要裝設(shè)的場(chǎng)所，選用屋內(nèi)式或屋外式。 從《電氣工程設(shè)備手冊(cè)》（電氣一次部分）中比 較各種電壓互感器后選擇 JDC 系列的電壓互感器，戶外安裝互感器，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。 參數(shù)如表 。 表 電壓互感器的型號(hào)參數(shù) 型號(hào) 額定一次電壓 準(zhǔn)確級(jí) 額定二次電壓 JDJW10 10 JDCF110（ W） 1103 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 6 電源及控制、信號(hào)系統(tǒng) 直流電源系統(tǒng) 直 流系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，其使用目的是 ： 用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 回路操作電源，也用于各類(lèi)斷路器的傳動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的備用電源 [20]。 本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。蓄電池采用 2100AH 免維護(hù)鉛酸蓄電池，單母線分段接線，控制母線與合閘母線間有降壓裝置。直流屏兩面，電池屏兩面。該型直流系統(tǒng)是模塊化設(shè)計(jì)， N+1 熱備份 ； 有較高的智能化程度，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控、遙信及遙調(diào)功能 ； 對(duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。該系統(tǒng)通過(guò) RS232 或 RS485 接口接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 如 表 。 表 直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 負(fù)荷名稱 容量 kW 負(fù)荷系數(shù) 計(jì)算容 kW 計(jì)算電流（ A） 事故放電時(shí)間及電流（ A） 初期 持續(xù) 末期 1 經(jīng)常負(fù)荷 4 1 4 2 事故照明 2 1 2 9 9 9 3 DL 跳閘 20 4 DL 合閘 1 3 3 5 合計(jì) 3 控制、信號(hào)系統(tǒng) 接收集控站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遙控、遙調(diào)命 令 實(shí)施控制操作。接收并實(shí)施集控站系統(tǒng)對(duì)時(shí)命令。接收并實(shí)施集 控站系統(tǒng)復(fù)歸保護(hù)動(dòng)作當(dāng)?shù)匦盘?hào)命令。向集控站、調(diào)度主站傳送信息包括： A、常規(guī)電氣量、非電量 (包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、電度量 )。 B、微機(jī)保護(hù)動(dòng)用及警告信息。 C、事件順序記錄信息。 D、保護(hù)裝置工作狀態(tài)信息。具體如下： （ 1） 110kV 線路 遙控： ① 110kV 線路斷路器分、合、隔離開(kāi)關(guān)的分合； ② 保護(hù)信號(hào)復(fù)歸； ③ 操作箱信號(hào)復(fù)歸。 遙測(cè)： 110kV 線路電流 AI 、 BI 、 CI 、 P 、 Q 。 遙信： ① 110kV 線路斷路器位置信號(hào) SOE； ② 隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào) SOE，接地刀閘的位置信號(hào) SOE； ③ 110kV 線路保護(hù)動(dòng)作和重合閘動(dòng)作信號(hào) SOE； ④ 控制回路斷線等狀態(tài) SOE； ⑤ SF6 氣壓報(bào)警。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 （ 2） 110kV 母聯(lián) 遙控： 110kV 母聯(lián)斷路器分、合、隔離開(kāi)關(guān)的分合； 遙測(cè)：三相電流 AI 、 BI 、 CI ； 110kVⅠ、 Ⅱ段母線電壓 AV 、 BV 、 CV 、 30V ； 遙信： ① 110kV母聯(lián)斷路器位置信號(hào) SOE； ② 隔離開(kāi)關(guān)及接地刀閘的位置信號(hào)SOE； ③ PT 回路故障 SOE； ④ 110kV 母線保護(hù)動(dòng)作 SOE； ⑤ 母聯(lián)各類(lèi)故障信號(hào)SOE； ⑥ SF6 氣壓報(bào)警 [22]。 （ 3） 主 變 遙控： ① 主變兩 側(cè)開(kāi)關(guān)的分、合； ② 主變中性點(diǎn)接地刀閘分、合； ③ 有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的升降、急停； ④ 保護(hù)信號(hào)復(fù)歸，操作箱信號(hào)復(fù)歸； ⑤ 主變有載調(diào)壓自動(dòng)方式的投入、退出。 遙測(cè)： ① 主變 AI 、 BI 、 CI 、 Q 、 P 、 COSφ： ② 主變低壓側(cè) AI 、 BI 、 CI 、 Q 、P ； ③ 主變油溫。 遙信： ① 主變兩側(cè)開(kāi)關(guān)位置信號(hào) SOE； ② 隔離開(kāi)關(guān)接地刀閘位置信號(hào)、中性點(diǎn)接地閘位置信號(hào) SOE； ③ 主變抽頭位置信號(hào)； ④ 主變調(diào)壓裝置運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) SOE；⑤ 主保護(hù)動(dòng)作信號(hào) SOE，后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào) SOE； ⑥ 非電量保護(hù)動(dòng)作信號(hào) SOE。 （ 4） 10kV 線路 遙控： ① 線路斷路器的分 、合； ② 保護(hù)信號(hào)復(fù)歸； 遙測(cè)： 10kV 線 路電流 AI 、 BI 、 CI 、 Q 、 P ； 遙信： ① 10kV線路斷路器位置信號(hào) SOE； ② 手 動(dòng) 運(yùn)行、試驗(yàn)狀態(tài)信號(hào) SOE；③ 保護(hù)動(dòng)作信號(hào) SOE； ④ 報(bào) 警信號(hào) SOE。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 7 繼電保護(hù) 設(shè)計(jì) 概述 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的 設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如果設(shè)計(jì)與配置不合理，保護(hù)將可能誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而擴(kuò)大事故停電范圍，有時(shí)還可能造成人身和設(shè)備安全事故。因此，合理地選擇保護(hù)方式和正確地整定計(jì)算，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有非常重要的意義 [21]。 選擇保護(hù) 方式時(shí)，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。同滿足四個(gè)基本要求有困難時(shí)，可根據(jù)電力系統(tǒng)的具體情況，在不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，可以降低某一些要求。選擇保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)力求采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。只有簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置不能達(dá)到目的時(shí)， 才考慮采用較復(fù)雜的保護(hù)裝置。 設(shè)計(jì)各種電氣設(shè)備的保護(hù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮： （ 1） 電力設(shè)備和電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性； （ 2） 故障出現(xiàn)的機(jī)率及可能造成的后果； （ 3） 力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況； （ 4） 經(jīng)濟(jì)上的 合理性 。 繼電保護(hù)整定 原則 基本任務(wù) 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)，就是要對(duì)各種繼電保護(hù)給出整定值；各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，因而，繼電保護(hù)方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化 （ 包括建設(shè)發(fā)展和運(yùn)行方式變化 ） ，當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時(shí)，就 需要對(duì)全部或部分繼電保護(hù)重新進(jìn)行整定，以滿足新的運(yùn)行需要 [22]。 必須注意，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，即任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時(shí)，必須考慮暫時(shí)改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時(shí)措施加以解決。繼電保護(hù)整定計(jì)算即有自身的整定問(wèn)題，又有繼電保護(hù)的配置與選型問(wèn)題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問(wèn)題。因此，整定計(jì)算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運(yùn)用。 整定計(jì)算的具 體任務(wù)有以下幾點(diǎn)： （ 1） 繪制電力系統(tǒng)接線圖； （ 2） 繪制電力系統(tǒng)阻抗圖； 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ 3） 電力系統(tǒng)各點(diǎn)短路計(jì)算結(jié)果列表； （ 4） 編寫(xiě)整定方案報(bào)告書(shū)，著重說(shuō)明整定原則問(wèn)題、整定結(jié)果評(píng)價(jià) 、 存在的問(wèn)題及采取的對(duì)策等。 整定計(jì)算的步驟 （ 1） 按繼電保護(hù)功能分類(lèi)擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類(lèi)型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件 [22]； （ 2） 進(jìn)行短路故障計(jì)算， 記錄 結(jié)果； （ 3） 按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，選取整定值并做出定值圖； （ 4） 對(duì)整定結(jié)果分析比較，以選出最佳方案 。 對(duì)繼電保護(hù) 裝置的基本要求 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。因此，對(duì)作用于斷路器跳閘的繼電保護(hù)裝置必須滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性四項(xiàng)基本要求 [23]。 （ 1） 可靠性 ： 可靠性是指被保護(hù)設(shè)備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作；系統(tǒng)正常運(yùn)行或在區(qū)外故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)不動(dòng)作 ， 即保護(hù)裝置應(yīng)既不拒動(dòng)也不誤動(dòng)。 （ 2） 選擇性 ： 選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，僅由故障的保護(hù)裝置將故障設(shè)備切除。當(dāng)故障設(shè)備的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，則由相鄰的設(shè)備保護(hù)裝置 切除故障，盡量縮小停電范圍。 （ 3） 靈敏性 ： 靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性一般用靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍來(lái)衡量。故障參數(shù)的最大、最小值應(yīng)根據(jù)常見(jiàn)的最不利運(yùn)行方式、短路類(lèi)型和短路點(diǎn)來(lái)計(jì)算。 （ 4） 速動(dòng)性 ： 速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)快速切除故障 。在設(shè)計(jì)保護(hù)時(shí)，主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般必須經(jīng)過(guò)系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算來(lái)確定， 有時(shí)也可以由電力系統(tǒng)有關(guān)部門(mén)提供。 變壓器的保護(hù) 設(shè)計(jì) 變壓器保護(hù)配置 為了防止變壓器發(fā)生各類(lèi)故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失，以及保證電力邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn) 行，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，大中型變壓器組的變壓器應(yīng)針對(duì)下述故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)置相應(yīng)的保護(hù) [24]。 對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置 [25]： （ 1） 繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路； （ 2） 繞組的匝間短路； （ 3） 外部相間短路引起的過(guò)電流； （ 4） 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓； （ 5） 過(guò)負(fù)荷； （ 6） 油面降低； （ 7） 變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。 對(duì) 變壓器的故障問(wèn)題所作出的相應(yīng)繼電保護(hù)措 施 [26]： （ 1） 防止變壓器繞組和引出線相間短路，直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線單相接地短路以及繞組匝間短路的（縱聯(lián)）差動(dòng)保護(hù) ； （ 2） 防止變壓器其油箱內(nèi)部各種短路或斷線故障以及油面降低的瓦斯保護(hù) ； （ 3） 防止直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)后備的零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)以及變壓器接地 中 性 點(diǎn)有放