【文章內(nèi)容簡介】 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 10 頁 變電 所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型。 屋內(nèi)式運行維護方便，占地面積少。在選擇生活區(qū)變電所的型式時，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟合理時，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。 負荷較大的地方，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。 負荷較大的及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)在室內(nèi)變電所或組合式成套變電站。 負荷小而分散的生活區(qū)，或需要遠離有易燃易爆危險及有腐蝕性時，宜設(shè)獨立變電所。如戶外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天式變電所。 當(dāng)變壓器容量在 350KVA及以下時，宜設(shè)桿上式變電臺或高臺式變電所。 根據(jù)生活區(qū)的負荷和電源情況，生活區(qū)的主變壓器可有下列兩種方案： （ 1）裝設(shè)一臺主變壓器變電所，型式采用 S9，主變壓器容量 NTS? 應(yīng)不小于總計算負荷 30S ，而容量根據(jù)所得出來的數(shù)據(jù)，選 NTS? =1600KVA 30S =14050kvar, 即選一臺 S91600/10 型的低損耗配電變壓器。 至于生活區(qū)的二次負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（注：由于二次負荷達到 ， 380V側(cè)電流達到 509A，距離又較長，因此不能采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源。） （ 2）裝設(shè)兩臺主變壓器、型號采用 S9，而每臺容量的選擇，即 NTS? ? ? ? 1251 K VA??? ??? ? ? ?750 875. 7 KVA? 同時每臺主變壓器容量 NTS? 不應(yīng)小于全部一、二負荷之和 即 NTS? 30( )I IIS ?? 因此選兩抬 S91000/10 型的低損耗配電變壓器。本所二級負荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 Yyn0。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 11 頁 圖 31 裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案 圖 32 裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案 （附高壓柜列圖） （附高壓柜列圖） ，按上面考慮的兩種主變壓器的方案可以設(shè)計下列兩種主結(jié)線方案： （ 1）裝設(shè)一臺主變壓器的主結(jié)線方案 （ 2）裝設(shè)兩臺主變壓器的主結(jié)線方案 （ 3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 比較項目 裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案 裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案 技 術(shù) 指 標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電的可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺主變，電壓損耗略大 由于兩臺主變并列，電壓損耗小 靈活方便性 只一臺主變，靈活 性稍差 由于兩臺主變，靈活性較好 擴建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 12 頁 經(jīng) 濟 比 較 電力變壓器的綜合投額 查表得 S91600 單價為 萬元，而查表得變壓器綜合投資約為其單價的 2倍，因此其綜合投資約為 2 = 萬元 查表得 S91000 單價為 萬元，因此兩臺綜合投資為 4 萬元=，比一臺主變的方案多投資 高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資 查表的 GG1A（ F）型柜按每臺 ，查表得其綜合投資按設(shè)備價 ，因此 其綜合投資約為 4 =21 萬元 本方案采用 6臺 GG1A（ F）型柜，其綜合投資額約為 6 萬元 = 萬元，比一臺主變的方案多投資 交供電部門的一次性供電貼費 按 800元 /KVA計，貼為 1600 =128 萬元 貼費為 2 1000 =160萬元，比 1臺主變的方案多投 32 萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案（圖 32）略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案（圖 31），但按經(jīng)濟指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的方案（圖31）遠優(yōu)于裝設(shè)兩 臺主變方案（圖 32）， 因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案，即 S91600。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 13 頁 第四章 變壓器有關(guān)保護 瓦斯保護 在油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時，短路點電弧使變壓器油及其它絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體（含瓦斯成分），從油箱向油枕流動，反應(yīng)這種氣體與油流而動作的保護成為瓦斯保護。 瓦斯保護的測量元件是氣體繼電器，氣體繼電器安裝在變壓器油箱和油枕的通道上。 瓦斯保護又分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。輕瓦斯保護是指當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生的氣體較少且速度較慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，是氣體繼電器內(nèi)的右 面下降，是其中一個觸點閉合而作用與信號。 重瓦斯保護是指當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時，強烈的電弧將產(chǎn)生大量的氣體，油箱壓力迅速升高，迫使變壓器油沿著油箱沖向油枕，在油流的強烈沖擊下，是另一觸點接閉而動作與跳閘。 輕瓦斯保護動作，一般只發(fā)告警信號，而重瓦斯保護動作，發(fā)跳閘命令。瓦斯平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 14 頁 保護能夠反應(yīng)油箱內(nèi)部各種故障，且靈敏度高。但是瓦斯保護卻不能反應(yīng)油箱外的引出線和絕緣套管上的短路故障。 縱差保護 差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流 （折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。 變壓器差動保護中其差動回路中不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲開不平衡電流或設(shè)法減小不平衡電流的影響。 而引起變壓器差動不平衡電流的因素有： （ 1）電流互感器的計算變比與實際變比不同 在變壓器保護中對變壓器兩側(cè)一次電流進行幅值折算時需要應(yīng)用變壓器變比，但折算變比有可能與實際變比不同，從而引起不平衡差動電流?？朔胧┦窃龃髣幼麟娏?門檻值。 （ 2）變壓器帶負載調(diào)節(jié)分接頭 帶負荷調(diào)壓分接頭變壓器在運行中常常需要改變分接頭來調(diào)電壓，這樣就改變了變壓器的變比，出現(xiàn)不平衡差流。克服措施是增大動作電流門檻值。 （ 3）電流互感器傳變誤差 變壓器兩側(cè)的電壓等級和額定電流不同，因而采用的電流互感器的型號不同，它們的特性差別較大，故引起較大的不平衡差動電流?？朔胧┦窃龃髣幼麟娏鏖T檻值。 （ 4）變壓器勵磁涌流 當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁涌流。勵磁涌流可達變壓器 額定電流的 4～ 8 倍，如不采取措施變壓器縱差保護將會誤動。 外部相間短路的后備保護 相間后備保護用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過電流及作為變壓平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 15 頁 器本身差動保護和瓦斯保護的后備，當(dāng)變壓器所連接母線未裝設(shè)專用母線保護時也作為母線的保護。 相間后備保護可選用過電流保護、復(fù)合電壓啟動的過電流保護以及負序過電流保護等。 ① 過電流保護 動作電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流整定 ： 需要分別考慮躲過并列運行的變壓器切除一臺時產(chǎn)生的過負荷電流，躲過電動機負荷的自起動電流等，動作時限和靈敏度需要與相鄰元件 的過電流保護相配合。 ② 復(fù)合電壓啟動的過電流保護 負序過電壓繼電器作為不對稱故障的電壓保護，而低電壓繼電器作為三相短路的電壓保護。 動作電流按躲過變壓器額定電流整定 ： Narrelop InKKI ? 負序電壓過電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定： ③ 負序過電流保護 負序電流保護靈敏度較高，但整定計算相對復(fù)雜，由于負序電流不反應(yīng)三相對稱短路，所以必須加裝一套單相式低電壓啟動的過電流保護來反應(yīng)三相短路故障。 ④ 低阻抗保護 當(dāng)電流、電壓保護不滿足靈敏度要求或根據(jù)系統(tǒng)各保護之間配合的要求，可采用阻抗保護。阻抗 保護常用于 330500KV 大型升壓及降壓變壓器，作為變壓器引線、母線及相鄰線路相間故障后備保護。 外部接地短路的后備保護 對 110kV 及以上中性點直接接地電網(wǎng)（大接地電流系統(tǒng)）中的變壓器，應(yīng)裝設(shè) InKKI ?TvNop nUU )~(2. ?平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 16 頁 接地故障后備保護，作為變壓器內(nèi)部繞組、引線以及相鄰元件（母線和線路）接地故障的后備保護。變壓器接地故障的后備采用零序保護。 變壓器接地保護的方式與變壓器中性點的接地方式以及所連系統(tǒng)的中性點運行方式密切相關(guān)。 變壓器中性點是否接地運行與變壓器中性點的絕緣水平有關(guān)。 220KV 及以上大型變壓器，高壓繞組一般采用分 級絕緣，中性點絕緣有兩種： 500KV 變壓器中性點絕緣水平 38KV，必須直接接地運行； 220KV 變壓器中性點絕緣水平 110KV，可以直接接地也可以在系統(tǒng)中不失去接地點情況下不接地運行。變壓器中性點不同的運行方式，接地保護的配置也不盡相同。 ① 中性點直接接地的變壓器零序電流保護 由兩段式零序過電流保護構(gòu)成，通常以較短時限動作于縮小故障范圍，以較長時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 ② 中性點可能接地或不接地變壓器的零序電流、電壓保護 對于有多臺變壓器并列運行的情況，通常只有部分變壓器中性點接地運行，而另一部分變 壓器中性點不接地。當(dāng)相鄰母線或線路發(fā)生接地故障，故障元件保護拒動時，則中性點接地變壓器的零序電流保護動作，將中性點接地變壓器切除，此時中性點不接地變壓器可能產(chǎn)生過電壓。 對于變壓器的過負荷保護、過勵磁保護、其他非電氣量的保護等，實際應(yīng)用的比較少而已。當(dāng)前變壓器主保護主要用的是瓦斯保護和縱差保護，但是隨著電力系統(tǒng)容量的日益增大，范圍越來越廣，對變壓器的要求也將越來越高，對其保護裝置的要求也將更加嚴(yán)格，新的保護方式將會誕生。與此同時，我們也將從全局出發(fā)，發(fā)展我們的電力系統(tǒng)事業(yè)，更深一步的進行電力系統(tǒng)繼電保護的相 關(guān)研究！ 第 五 章 短路電流計算 “短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過任何負荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。因此，正確計算短路電流尤為重要。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 17 頁 短路產(chǎn)生的原因 (1)電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，如設(shè)備長期運行，絕緣 老 化；設(shè)備本身設(shè)計、文裝 和運行維護不良；絕緣材料陳舊；絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被過電壓 (包括雷電過電壓 )擊穿；設(shè)備絕緣受到機械損傷都能造成短路，這是短路的原因 。 (2)氣象條件惡 化，如雷擊、過電壓造成的閃絡(luò)放電，風(fēng)災(zāi)引起架豐線路斷線或?qū)Ь€覆冰引起電什倒塌等造成短路。 (3)人為過失，如運行人員帶貝柯誤拉隔離開關(guān)，造成弧光短路；檢修線路或設(shè)備時末拆除檢修接地線就合閘供電， 單片機 造成按地短路等 。 (4)其他原因，鳥獸跨越十裸露的相線之間或相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備導(dǎo)線的絕緣．造成短路 。 短路產(chǎn)生的危害 發(fā)生短路時，由于部分負荷阻抗被短接．供電系統(tǒng)的總阻抗減小，因而短路回路小的 短路 電流比正常丁作電流大得多。在大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安培甚至幾十萬安培。 如此大的短路電流會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。 (1)短路電流通過導(dǎo)體時，使導(dǎo)體人叢發(fā)熱．溫度急劇升高，從而破壞設(shè)備絕緣；同時，通過短路電流的導(dǎo)休會受到很大的電動力作用，使導(dǎo)體受形甚全損壞。 (2)短路點可能會出現(xiàn)電弧。 AT89C2051 電弧的溫度很高，使電氣設(shè)備邁到破壞，使操作人員的人身安全受到 威脅。 (3)短路電流通過的線路，要產(chǎn)生根大的電壓降，伎系統(tǒng)的電壓水平驟降，引起電動機轉(zhuǎn)速突然下降，其于停轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運行。 (4)短路可造成停電狀態(tài)，而民越靠近電源，停電范圍越大，給同經(jīng)濟造成的損失也 越多。 (5)嚴(yán)重的短路故障發(fā)生在靠近電源的地方，且維持時間校長，使并聯(lián)運行的發(fā)電機 組欠去同步，嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列。 (6)不對稱的接地短路，共不平衡電流將產(chǎn)生較強的小平衡磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備及具他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號，偵通信失真、控制 失靈、設(shè)備產(chǎn)生誤操作。 出此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的。所以必須設(shè)法消除可能引起短路的一切岡素，使系統(tǒng)安全可靠的運行。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 第 18 頁 計算短路的目的 （ 1） 為保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定和 動穩(wěn)定 校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起