【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接地的三相三線制電路中的過電流繼電保護(hù)，也稱為兩相一繼電器接線。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 兩相電流差接線電流互感器的一、二 次側(cè)電流相量圖 圖 4)三相星型接線（如下圖） 這種接線中的三個(gè)電流線圈， 正好反應(yīng)各相電流，廣泛用于負(fù)荷一般不平衡的三相四線制系統(tǒng)中，也可用在負(fù)荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中，用作三相電流、電能測(cè)量及過電流繼電保護(hù)等。 小區(qū)配電所一次設(shè)計(jì)及 CAD 畫圖 13 圖 5)電流互感器的類型和 型號(hào) 電流互感器的類型很多。按其一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式（包括母線式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括線圈式、線環(huán)式、串級(jí)式）。按一次電壓高低分，有高壓和低壓兩大類。按用途分，有測(cè)量和保護(hù)用兩大類。按準(zhǔn)確度等級(jí)分，測(cè)量用電流互感器有 、 、 、 5 等級(jí)。保護(hù)用電流互感器有 5P 和 10P兩級(jí)。 高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級(jí)的兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)繞組，分別接測(cè)量?jī)x表和繼電器，以滿足測(cè)量和保護(hù)的不同要求。電氣測(cè)量對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在短路時(shí)儀表受到的沖擊小，因此測(cè)量用在電流互感器的鐵 心在一次電路短路時(shí)應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長(zhǎng)倍數(shù)。而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵心則要求在一次短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次短路電流成比例的增長(zhǎng)，以適應(yīng)保護(hù)靈敏性的要求。 (2) 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 電流互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及額定電壓，一次電流、二次電流（一般為5A）、準(zhǔn)確度等級(jí)等條件進(jìn)行選擇。并校驗(yàn)其短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 必須注意：電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)與其二次負(fù)荷容量有關(guān)?；ジ衅鞫呜?fù)荷 2S 不得大于其準(zhǔn)確度等級(jí)所限制的額定二次負(fù)荷 NS2 ，即電流互感器滿足準(zhǔn)確度等級(jí)要求的條件為 22 SS N ? () 電流互感器的二次負(fù)荷 2S 由其二次回路的阻抗 2Z 來決定，而 2Z 應(yīng)包括二XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 次回路中所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈的阻抗 ?iZ 、連接導(dǎo)體的阻抗 WLZ 和所有接頭的接觸電阻 XCR 等。由于 ?iZ 和 WLZ 中的感抗遠(yuǎn)比其電阻小，因此可認(rèn)為 XCWLi RZZZ ??? ?2 () 式中， iZ 可由儀表、電器的產(chǎn)品樣品中查得。 電流互感器的二次負(fù) 荷 2S 按下式結(jié)算： ? ?XCWLiNN RRZIZIS ???? ?222222 () 對(duì)于保護(hù)用電流互感器來說，通常采用 10P 準(zhǔn)確度等級(jí)，其復(fù)合誤差限值為 10%。有上式可以看出，在互感器準(zhǔn)確度等級(jí)一定即允許的二次負(fù)荷 2S 值一定的情況下，其二次負(fù)荷阻抗是與其二次電流或一次電流的平方成反比的。因此一次電流越大，則允許的二次阻抗越??；反之，一次電流越小，則允許的二次阻抗越大。 (3) 電流互感器使用的注意事項(xiàng)： 1)電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開路 如果發(fā)生將產(chǎn)生以下嚴(yán)重后果：鐵心由于磁通劇增而過熱，并產(chǎn)生剩磁，降低鐵心準(zhǔn)確度級(jí)；由于電流互感器二次繞組匝數(shù)遠(yuǎn)比一次繞組多，因此可在二次側(cè)感應(yīng)出危險(xiǎn)的高電壓，危及人身和設(shè)備的安全，所以電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不允許開路。這就要求在安裝時(shí)，其二次接線必須牢固可靠，且其二次側(cè)不允許接入熔斷器和開關(guān)。 2)電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地?；ジ衅鞫蝹?cè)一端接地，是為了防止其一、二繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和 設(shè)備的安全。 3)電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的級(jí)性。按照我國規(guī)定，互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減級(jí)性”標(biāo)號(hào)法。在安裝和使用電流互感器時(shí)，一定要注意端子的級(jí)性，否則其二次儀表、繼電器中流過的電流就不是預(yù)想的電流，甚至引起事故。 電壓互感器的選擇 電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)與原理 電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組很少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈的阻抗很大，所以電壓互感器工作時(shí)二次繞組接近于空載 狀態(tài)。電壓互感器在三相電路中有以下四種常見的接線方案。 小區(qū)配電所一次設(shè)計(jì)及 CAD 畫圖 15 (1)三個(gè)單相電壓互感器接成 00/YY 形（如下圖），供電給要求線電壓的儀表、繼電器，并供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。由于小接地電流系統(tǒng)在一次側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，另兩相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表的量程不能按相電壓選擇，而應(yīng)按線電壓選擇，否則在發(fā)生單相接地時(shí)，電壓表可能被燒毀。 圖 接成 00/YY 形主接線圖 (2)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成?// 00 YY （開口三角）形。其接成 0Y 的二次繞組，供點(diǎn)給需線電壓的儀表、繼電器及絕緣監(jiān)視用電壓表，接成開口三角形的輔助二次繞組，接電壓繼電器。一次電壓工作正常時(shí)，由于三個(gè)相電壓對(duì)稱，因此開口三角形兩端的電壓接近于零。但一次電路有一相接地時(shí)，開口三角形兩端將出現(xiàn)近 100V 零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出故障信 號(hào)。 電壓互感器的類型與型號(hào) 電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相兩類。按絕緣及冷卻方式分，有干式和油浸式兩類。 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇應(yīng)該按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓，二次電壓（一般為100V），準(zhǔn)確度等級(jí)等條件選擇 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 電壓互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)也與其二次負(fù)荷容量有關(guān)，滿足的條件也是22NSS? ，這里的 2S 為其二次側(cè)所有儀表，繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即 ? ? ? ?222 UUS P Q???? () 式中， ? ?U U UP S CO S???? 和 ? ?si nU U UQS ???? 分別為儀表，繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。 電壓互感器的使用注意事項(xiàng)： (1)電壓互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得短路，由于電壓互感器 一、二次繞組都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如二次側(cè)短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運(yùn)行。因此電壓互感器的一、二次側(cè)必須裝設(shè)熔斷器以進(jìn)行短路保護(hù)。 (2)電壓互感器的二次有一端必須接地。這與電流互感器的二次側(cè)接地的目的相同，也是為了防止一、二繞組間的絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。 (3)電壓互感器在連接時(shí)也必須注意級(jí)性 小區(qū)配電所一次設(shè)計(jì)及 CAD 畫圖 17 綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇的互感器如下表所列： 表 互感器的選擇 高壓側(cè) 低壓側(cè) 分 段母線 用戶進(jìn)線 電壓互感器 JDZJ10 1000/100 380/100 電流互感器 LA10 50/5 1250/5 400/5 變壓器的選擇 概述 電力變壓器（ power transformer，文字符號(hào)為 T 或 TM），是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。 電力變壓器按功能分，有升壓和降壓變壓器兩大類。小區(qū)變電所都采用降壓變電所。直接供電給用電設(shè)備的終 端變電所降壓變電器，通稱配電變壓器。 電力變壓器按容量系列分，有 R8 和 R10 容量系列兩大類。按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。小區(qū)變電所通常采用三相電力變壓器。按電壓調(diào)節(jié)方式分為有載調(diào)壓和無載調(diào)壓兩大類；按繞組型式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自藕變壓器，本設(shè)計(jì)均采用雙繞組變壓器；按繞組絕緣和冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣（ SF6）式等。按用途分有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。小區(qū)變電所大多采用普通變壓器，有防火防爆要求或有腐蝕性的場(chǎng)所則采用全封閉變壓器，有防雷要求的場(chǎng)所則采用防雷變壓器。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號(hào) 電力變壓器的結(jié)構(gòu) 電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)：包括鐵心和一、二繞組兩大部分。 電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓之間的不同相位關(guān)系。 kV106? 配電變壓器（二次側(cè)電壓為 220/380V）有 Yyn0 個(gè) Dyn11 兩種常見XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 的聯(lián)結(jié)組。 變壓器 Yyn0 聯(lián)結(jié)組圖如下所示。其一次線電壓與對(duì)應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同時(shí)鐘在零點(diǎn)（ 12 點(diǎn)）時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣。 圖 變壓器 Yyn0聯(lián)結(jié)組圖 變壓器 Dyn11 聯(lián)結(jié)組別示意圖如下所示。其一次線電壓與對(duì)應(yīng)的二次 線電壓之間的相位關(guān)系，如同時(shí)在 11 點(diǎn)時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣。 圖 Dyn11聯(lián)結(jié)組圖 我國過去差不多全采用 Yyn0 聯(lián)結(jié)的配電變壓器。近 10 年來， Dyn11 聯(lián)結(jié)的配電變壓器已得到推廣應(yīng)用。 配電變壓器采用 Dyn11 聯(lián)結(jié)較之采用 Yyn0 聯(lián)結(jié)有以下優(yōu)點(diǎn)： 小區(qū)配電所一次設(shè)計(jì)及 CAD 畫圖 19 (1)對(duì) Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器來說，其 3n次（ n 為正整數(shù)）諧波勵(lì)磁電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去。這較之一次繞組接成星形接線的 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波電流。 (2)Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Ｗo(hù)和切除。 (3)當(dāng)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí)，由于 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的 25%，因此嚴(yán)重限制了接用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。 但是，由于 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的 絕緣強(qiáng)度要求比 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造成本稍低于 Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器，且目前生產(chǎn) Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的廠家相對(duì)較少，因此在 TN 及 TT 系統(tǒng)中由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流不超過低壓繞組額定電流的 25%，且任一相的電流在滿載時(shí)不致超過額定電流時(shí)，可選用 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器。 電力變壓器的額定容量和實(shí)際容量 電力變壓器的額定容量（銘牌容量），是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限內(nèi)（一般按 20 年計(jì)）所能連續(xù)輸出的最大視在功率。 變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組的絕緣老化速度 ，而絕緣老化速度又取決于繞組最熱點(diǎn)的溫度。變壓器的繞組導(dǎo)體和鐵心，一般可以長(zhǎng)期經(jīng)受較高的溫升而不致?lián)p壞。但繞組長(zhǎng)期受熱時(shí)，其絕緣的彈性和機(jī)械強(qiáng)度要逐漸減弱，這就是絕緣的老化（ ageing）現(xiàn)象。絕緣老化嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)變脆，容易裂紋和剝落。試驗(yàn)表明：在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，如果變壓器繞組最熱點(diǎn)的溫度一直維持 95 C? ，則變壓器可連續(xù)運(yùn)行 20 年，如果其繞組溫度升高到 120 C? 時(shí)，則變壓器只能運(yùn)行 年，使用壽命大大縮短。這說明繞組 溫度對(duì)變壓器的使用壽命有極大的影響。繞組溫度不僅與變壓器負(fù)荷大小有關(guān)，而且受周圍環(huán)境溫度影響。 按 GB 10941996《電力變壓器》規(guī)定，電力變壓器正常使用的環(huán)境溫度條件為：最高溫度為 +40 C? ，最熱月平均溫度為 +30 C? ，最高年平均氣溫為 +20 C? ，最低氣溫對(duì)戶外變壓器為 25 C? ，對(duì)戶內(nèi)變壓器為 5 C? 。油浸式變壓器頂層油的溫升，規(guī)定不超過周圍氣溫 55 C? ，如規(guī)定的最高氣溫 +40 C? 計(jì)，則變壓器頂層油溫不得超過 +95 C? 。 如果變壓器安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度不超過上述規(guī)定溫度最大值中的一個(gè)，則變壓器頂層油的溫升限值應(yīng)予降低。當(dāng)環(huán)境溫度超過規(guī)定的溫度不大于 5 C? 時(shí)，頂XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 層油的溫升限值應(yīng)降低 5 C? ；超 過溫度大于 5 C? 而不大于 10 C? 時(shí)，頂層油的溫升限值應(yīng)降低 10 C? 。因此變壓器的實(shí)際容量較之其額定容量要相應(yīng)的有所降低。反之，如果變壓器安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度比規(guī)定的環(huán)境溫度要低，則從繞組絕緣老化程度減輕而又保證變壓器使用年限不變來考慮，變壓器的實(shí)際容量較之其額定容量可以適當(dāng)提高，或者說，變壓器在某些時(shí)候可允許一頂?shù)倪^負(fù)荷。 一般規(guī)定，如果變壓器安裝地點(diǎn)的年平均氣溫 Cav ??? ，則年平均氣溫每升高 1 C? ，變壓器的容量應(yīng)相應(yīng)減少 1%。因此變壓器的實(shí)際容量（出力）應(yīng)計(jì)入一個(gè)溫度修正系數(shù) ?K 。 對(duì)室外變壓器，其實(shí)際容量為（ ? 以 C? 為單位） TNavTNT SSKS ..0. )100 201( ???? ?? () 式中， TNS. 為變壓器的額定容量。 對(duì)室內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，故變壓器的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有大約15 C? 的溫度差，從而使處在室中央的變壓器環(huán)境溫度比室外溫度大約要