【文章內(nèi)容簡介】 量加大。正常運行時，每臺工作變壓器在欠載狀態(tài)下運行，分段斷路器 QFf 處于斷開狀態(tài)，當任一臺工作變壓器因故障被斷開后，在備自投的作用下，分段斷路器接通，使兩段母線上的廠用負荷均由完好的廠用工作變壓器供電。 備用電源或起動/備用電源設置的數(shù)量：取決于發(fā)電廠的裝機臺數(shù)、單機容量及控制方式等，一般按表 的原則配置。當全廠有兩個及以上高壓廠用備用或起動/備用電源時，應盡量保持備用電源之間的相對獨立性。 事故保安電源 廠用工作電源和備用電源都消失時，為確保在事故狀態(tài)下主要設備和人身的安全，保證主機安全停機，并在事故消除后又能及時恢復供電而設置電源。在大容量機組的發(fā)電廠中，事故保安電源有下列三種類型： (1)快速起動的柴油發(fā)電機；(2)可靠的外部獨立電源；(3)由蓄電池組供電的逆變裝置。 交流不停電電源 (簡稱 UPS)向不允許間斷供電的電子計算機、自動巡回檢測裝置、重要的熱工儀表、自動調(diào)節(jié)裝置及通信系統(tǒng)中不允許交流電源中斷的負荷等供電。李寅生：發(fā)電廠 6kV 廠用 IIIA/IIIB 段繼電保配置及整定計算 11 交流不停電電源系統(tǒng)包括穩(wěn)定的不停電電源系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和必要的控制系統(tǒng)及測試設備。 不停電電源系統(tǒng)：一般由廠用保安段母線經(jīng)過不停電電源的整流器與逆變器供給正常工作電流；當廠用交流電源中斷，不停電電源將自動地改為蓄電池組經(jīng)逆變裝置供電。交流不停電電源系統(tǒng)采用的逆變裝置包括：（1） 、可控硅逆變器（2） 、逆變機組。 （3） 、采用 KGBTA 系列可控硅逆變器的不停電電源系統(tǒng)（4） 、采用雙臺逆變器柜并聯(lián)運行的方式。（5） 、單臺設備由整流柜、逆變器和靜態(tài)開關柜組成。采用逆變機組的不停電電源系統(tǒng)接線： 一臺發(fā)電機設置兩臺逆變機組，并從 380V 事故保安電源引接備用電源。正常運行時，一臺逆變機組投入作為工作電源。當工作的逆變機組故障時，備用電源自動投入。 廠用電接線的基本形式采用單母線接線按照按爐分段的接線原則，將廠用電母線按照鍋爐的臺數(shù)分成若干的獨立段。各獨立母線段分別由工作電源和備用電源供電。 采用按爐分段接線的優(yōu)點： (1)同一臺鍋爐的廠用電動機接在同一段母線上，既便于管理又方便檢修。 (2)可使廠用母線事故影響范圍局限在一機一爐，不致過多干擾正常機組運行。 (3)廠用電回路故障時，短路電流較小，可使廠用電系統(tǒng)采用成套的高、低壓開關柜或配電箱。南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 12 第 三 章 6KV 廠 用 電 的 保 護 配 置 繼電保護的基本知識電能是一種特殊的商品，為了遠距離傳送，需要提高電壓，實施高壓輸電。為了分配和使用，需要降低電壓實施低壓配電，供電和用電。發(fā)電輸電配電 用電構成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠，輸電設施以及用電設備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中，各種電氣設備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但是沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)，如:過負荷，過電壓，頻率降低，系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線，如：三相短路，兩相短路，兩相接地短路，單相接地短路，單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險的是各種類型的短路，電力系統(tǒng)的短路故障會產(chǎn)生如下后果：(1)、故障點的電弧使故障設備損壞；(2)、比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)生熱效應和電動力效應，使故障回路中的設備遭到破壞；(3)、部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降，使用戶的正常工作遭到破壞，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和人們的正常生活；(4)、破壞電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使電力系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電的惡性循環(huán)。故障或不正常運行狀態(tài)若不及時正確處理都可能引發(fā)事故。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài)，避免事故發(fā)生，就產(chǎn)生了繼電保護，它是一種重要的反事故措施。繼電保護包括繼電保護技術和繼電保護裝置，且繼電保護裝置是完成繼電保護功能的核心，它是能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。 繼電保護的任務是：(1)、當電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時，能自動、迅速，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復正常運行。(2)、當電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，能及時反應并根據(jù)運行維護的條件發(fā)出信號或跳閘。李寅生：發(fā)電廠 6kV 廠用 IIIA/IIIB 段繼電保配置及整定計算 13 繼電保護裝置的基本原理:我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,許多參量比正常時候都了變化，當然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護的判據(jù)，構成保護。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點，可構成過電流保護；利用短路時母線電壓降低的特點可構成低電壓保護；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構成距離保護；利用電壓與電流之間相位差的改變可構成方向保護。除此之外，根據(jù)線路內(nèi)部短路時，兩側電流相位差變化可以構成差動原理的保護。當然還可以根據(jù)非電氣量的變化來構成某些保護，如反應變壓器油在故障時分解產(chǎn)生的氣體而構成的氣體保護。原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別） ，即可。形成某種判據(jù)，從而構成某種原理的保護，且差別越明顯，保護性能越好。繼電保護裝置的組成： 被測物理量－－→測量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號 ↑ 整定值測量元件：其作用是測量從被保護對象輸入的有關物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等） ，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結果給出邏輯信號，從而判斷保護是否該起動。邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關系工作，最后確定是否應跳閘或發(fā)信號，并將有關命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。 對繼電保護的基本要求：（1） 、選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量減小停電范圍。（2） 、速動性：是指保護快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護動作時間和斷路器的跳閘時間。（3） 、靈敏性：是指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)，保護對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 14 應出來。（4） 、可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。 變壓器的保護配置 縱聯(lián)差動保護本次設計所采用的變壓器型號均分別為：SDL31500/1SFSL31500/1SFL20220/1SFL20220/110。對于這種大型變壓器而言，它都必需裝設單獨的變壓器差動保護，這是因為變壓器差動保護通常采用三側電流差動，其中高電壓側電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側電流分別引自變壓器中壓側電流互感器和低壓側電流互感器，這樣使差動保護的保護范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們用縱聯(lián)差動保護作為兩臺變壓器的主保護，其接線原理圖如圖 所示。正常情況下, = 即：239。I（變壓器變比） 112239。39。39。nIITn?? ? ??所以這時 Ir=0，實際上，由于電流繼電器接線方式，變壓器勵磁電流，變比誤差等影響導致不平衡電流的產(chǎn)生，故 Ir 不等于 0 ，針對不平衡電流產(chǎn)生的原因不同可以采取相應的措施來減小。盡 管 縱 聯(lián) 差 動 保 護 有 很 多 其 它 保 護 不 具 備 的 優(yōu) 點 ， 但 當 大 型 變 壓 器 內(nèi)產(chǎn) 生 嚴 重 漏 油 或 匝 數(shù) 很 少 的 匝 間 短 路 故 障 以 及 繞 組 斷 線 故 障 時 ， 縱 聯(lián) 差 動保 護 不 能 動 作 ， 這 時 我 們 還 需 對 變 壓 器 裝 設 另 外 一 個 主 保 護 ——瓦 斯保 護 。李寅生：發(fā)電廠 6kV 廠用 IIIA/IIIB 段繼電保配置及整定計算 15 圖 縱聯(lián)差動保護原理示意圖 母線的保護配置 保護配置的原理電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點，它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件。 母線運行是否安全可靠，將直接影響發(fā)電廠，變電站和用戶工作的可靠性，在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時，甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。 引起母線短路故障的主要原因有：由于空氣污潰，導致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡；母線電壓和電流互感器的故障；運行人員的誤操作，如帶負荷拉隔離開關、帶接地線合斷路器。母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較，母線故障的幾率雖較小，但造成的后果卻十分嚴重。因此，必須采取措施來消除或減少母線故障所造成的后果。由設計的已知條件可知,6kV 母線均是采用單母線接線,對于單母線我們可以采用母線完全電流差動保護。母線完全差動保護的原理接線圖如圖 所示,和其它元件的差動保護一樣,也是按環(huán)流法的原理構成。在母線的所有連接元件上必須裝設專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側的端子互相連接,在外側的端南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 16 子也互相連接,差動繼電器則接于兩連接線之間,差動電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣,在一次側電流總和為零時,在理想的情況下,二次側電流的總和也為零。此圖為母線外部 K 點短路的電流分布圖,設電流流進母線的方向為正方向。圖中線路I,II 接于系統(tǒng)電源,而線路 III 則接于負載。（1） 、在正常和外部故障時(K 點), 流入母線與流出母線的一次電流之和為零,即： 0II???????而流入繼電器的電流為: 1231g IITAIn???????????????因電流互感器變比 nTA 相同,在理想情況下流入差動繼電器的電流為零,即 Ig=0 但實際上,由于電流互感器的勵磁特性不完全一致和誤差的存在,在正常運行或外部故障時,流入差動繼電器的電流為不平衡電流,即: gunbI??圖 母線完全電流差動保護的原理接線圖其中 Iunb 是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。（2） 、母線故障時,所有有電源的線路,都向故障點供給故障電流,即: 11gI KTATAIn???????????? 其中 Ik 是故障點的總短路電流 ,此電流數(shù)值很大,足以使差動繼電器動作。 輸電線路保護配置李寅生：發(fā)電廠 6kV 廠用 IIIA/IIIB 段繼電保配置及整定計算 17 距離保護電流保護的主要優(yōu)點是簡單，可靠，經(jīng)濟，但它的靈敏性受系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，特別是在重負荷，長距離，電壓等級高的復雜網(wǎng)絡中，很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采用性能完善的保護裝置，因而就引入了“距離保護。距離保護是反饋故障點至保護安裝點之間的距離或阻抗，并根據(jù)距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置。該裝置的主要元件為距離或阻抗繼電器，它可根據(jù)其端子所加的電壓和電流側知保護安裝處至短路點之間的阻抗值，此阻抗稱為阻抗繼電器的測量阻抗。其主要特點是：短路點距離保護安裝點越近，其測量阻抗越??；相反地，短路點距離保護安裝點越遠，其測量阻抗越大，動作時間就越長。這樣就可保證有選擇地切除故障線路，如圖 所示，K 點短路時，保護 1 的測量阻抗是 Zk，保護 2 的測量阻抗是（Z AB+ZK） 。由于保護 1距離短路點較近，而保護 2 距離短路點較遠，所以，保護 1 的動作時間就比保護 2 的短。這樣故障就由保護 1 動作切除，不會引起保護 2 的誤動作。這種選擇性的配合是靠適當?shù)倪x擇各保護的整定阻抗值和動作時限來完成的。圖 （a） 距離保護的基本原理 圖 (b) 距離保護原理接線圖李寅生：發(fā)電廠 6kV 廠用 IIIA/IIIB 段繼電保配置及整定計算 18 第 四 章 6kV 廠 用 IIIA 段 保 護 繼電保護整定計算概述繼電保護裝置屬于二次系統(tǒng)，它是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行起著極為重要的作用，沒有繼電保護的電力系統(tǒng)是不能運行的。繼電保護要達到及時切除故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的，需要進行多方面的工作，包括設計、制造、安裝、整定計算、調(diào)試、運行維護等，繼電保護整定計算是其中極其重要的一項工作。電力生產(chǎn)運行和電力工程設計工作都離不開整定計算，不同部門整定計算的目的是不同的。電力運行部門整定計算的目的是對電力系統(tǒng)中已經(jīng)配置安裝好的各種繼電保護按照具體電力系統(tǒng)參數(shù)和運行要求，通過計算分析給出所南非的各項整定值，使全系統(tǒng)中的各種繼電保護有機協(xié)調(diào)地布置、正確地發(fā)揮作用。電力工程設計部門整定計算的目的是按照所設計的電力系統(tǒng)進行分析計算、選擇和論證繼電保護裝置的配置和選型的正確性，并最后確定其技術規(guī)范。同時，根據(jù)短路計算結果選擇一次設備的規(guī)范。 工作電源進線開