【文章內(nèi)容簡介】 比，使得正常運(yùn)行和外部故障時，兩個電流相等。13 圖 1 雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖 正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差差，欲使這種情況下流過繼電器的電流基本為零，則應(yīng)恰當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。 因為 239。1139。39。239。 TATAKIII?? 即 TTAIK?39。139。12 式中 KTA1 —TA1 的變比，一般指高壓側(cè)； KTA2 —TA2 的變比，一般指低壓側(cè)； KT —變壓器的變比。 若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時，流入差動繼電器的電流為零 0139。39。139。 ???IIK 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為 39。1139。39。 IIIK? 為了保證動作的選擇性，差動繼電器的動作電流 I 應(yīng)按躲開外部短路時set出現(xiàn)的最大不平衡電流來鑒定， 即 14max??unbrelsetIKI 式中 K ——可靠系數(shù)，其值大于 從式中可見，不平衡電流 I 愈大，繼電器的動作電流也愈大，I太大，就會降低內(nèi)部短路時保護(hù)的靈敏度，因此，減小不平衡電流及其對unb保護(hù)的影響，就成為實現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的主要問題。為此，應(yīng)分析不平衡電流的原因，并對其討論減少對保護(hù)影響的措施。、不平衡電流產(chǎn)生的原因 穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流 暫態(tài)情況下的不平衡電流穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流 1）變壓器正常運(yùn)行時由勵磁電流引起的不平衡電流 變壓器正常運(yùn)行時，勵磁電流為額定電流的 3%~5%.當(dāng)外部短路時，由于變壓器電壓降低，此時的勵磁電流更小，因此，在整定計算中可以不考慮。2）變壓器各側(cè)電流相位不同引起的不平衡電流 電力系統(tǒng)中變壓器常采用 Y、d 接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流1的相位差也會產(chǎn)生 2I sin15 的不平衡電流，因此，必須補(bǔ)償由于兩側(cè)電流相10位不同而引起的不平衡電流。具體方法是將 Y、d 接線的變壓器星型接線側(cè)的1電流互感器接成三角型接線，三角型接線側(cè)的電流互感器接成星性接線，這樣可以使兩側(cè)電流互感器二次接臂上的電流 I 和 I 相位一致，如圖 （a）2ABab所示。電流向量圖，按圖接線進(jìn)行相位補(bǔ)償后，高壓側(cè)保護(hù)臂中電流比該側(cè)互感器二次側(cè)電流大 倍，為使正常負(fù)荷時兩側(cè)保護(hù)臂中電流接近相等，故高壓3側(cè)電流互感器變比應(yīng)增大 倍。 15 Y，d 接線的變壓器兩側(cè)電流互感器的接線及電流相量13）電流互感器計算變比與實際變比不同 變壓器高、低壓繼電器兩側(cè)的電流大小是不相等的，為要滿足正常運(yùn)行或外部短路時，流入繼電器差回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓側(cè)流入繼電器的電流相等，則高、低壓側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但實際上由于電流互感器在制造上的標(biāo)準(zhǔn)化，往往出的是與計算變比相近且較大的標(biāo)準(zhǔn)變比的電流互感器。這樣，由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實際變比與計算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流。4）變壓器各側(cè)電流互感器型號不同 由于變壓器各側(cè)電壓等級和額定電流不同，所以變壓器各側(cè)的電流互感器型號不同，它們的飽和特征、勵磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同，從而差動回路中產(chǎn)生的不平衡電流。 綜上 電流互感器（TA）變比 的選擇見第四章縱差保護(hù)的整定計算中有列出 TA的變比結(jié)論。16第四章 短路電流計算在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是各種形式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到損壞。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間， （對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路，其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時一樣，仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路是大多數(shù)，二相短路較少，三相短路的機(jī)會最少，但三相短路雖然很少發(fā)生，其后果最為嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的重視，因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。（1）電氣主接線比較（2）選擇導(dǎo)體和電器（3）確定中性點接地方式（4）計算軟導(dǎo)線的短路校驗（5）確定導(dǎo)線間隔棒的間距（6）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓（7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算（1）驗算導(dǎo)體和電氣動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電氣開斷電流所用的短路電流，應(yīng)根本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 510年）校驗短路電流時，應(yīng)接可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線要求。（2）選擇導(dǎo)體和電氣用的短路電流，在電氣連接回路中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。（4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器的開斷電流，一般按三相短17路驗算。（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行（2）所有電源的電動勢相位角相同（3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電 流大小發(fā)生變化（4）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷在系統(tǒng)側(cè)（5）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間（6）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流（7）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件電阻都略去不計（8）元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍（9）輸電線路的電容略去不計（10）用概率統(tǒng)計法確定短路電流運(yùn)算曲線：（1）計算各元件電抗標(biāo)么植，并折算為同一基準(zhǔn)容量下（2）給系統(tǒng)制定等值回路圖（3）選擇短路點（4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看著無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減，求出電源對短路點的電抗標(biāo)么值，并計算短路電流標(biāo)么值、有名值標(biāo)么值?。?d*=1/X*∑有名值 I d*=Id*Ij（5）計算短路點容量，短路電流沖擊值短路容量 Ｓ＝Ｕ jId 短路電流沖擊值 I ej =（6）列出短路電流計算結(jié)果 標(biāo)幺值短路電流的計算假設(shè)：已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開容量為 500MVA，架空線的長度為 8km，試求工廠35kv 母線上 k1 點短路和 10kv 母線上 k2 點短路的三相短路電流和短路容量。繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并18標(biāo)出短路計算點。圖 最大運(yùn)行方式短路計算等效圖（1）確定基準(zhǔn)值取 Sd = 100MVA,U C1 =37KV,UC2 = 而 Id1 = Sd /√3U C1 = 100MVA/(√337KV) =Id2 = Sd /√3U C2 = 100MVA/(√3) = （2）計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（SOC = 500MVA）X1*= 100/500= 2）架空線路（XO = ）X2* = 81OO/37178。 =3）電力變壓器（Uk% = ）X3* = X4* = UK%Sd/100SN =1001000/(1001250) ≈ (3)求 k1點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值X*Σ(K1) = X1*＋X2* = += 2)三相短路電流周期分量有效值IK1(3) = Id1/ X*Σ(K1)= ≈ KA3)其他三相短路電流I(3) = I∞(3) = Ik1(3) = ish(3) = = Ish(3) = = 4)三相短路容量Sk1(3) = Sd/X*Σ(k1)= 100/ = MVA19(4)求 k2點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值X*Σ(K2) = X1*＋X2*＋X3*∥X4* = ＋2)三相短路電流周期分量有效值IK2(3) = Id2/X*Σ(K2) = 3)其他三相短路電流I(3) = I∞(3) = Ik2（3） = ish(3) = =Ish(3) = = 4)三相短路容量Sk2(3) = Sd/X*Σ(k2) = 100/= 33MVA表 最大運(yùn)行方式短路電流計算結(jié)果三相短路電流/KA 三相短路容量/MVAIk(3) I(3) I(3) ish(3) Ish(3) Sk1(3)K1點 K2點 3320第五章 變壓器主保護(hù)系統(tǒng)的方式和整定計算 電力變壓器的保護(hù)規(guī)程按技術(shù)規(guī)程的規(guī)定電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則一般為： 針對變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯瞬間時動作于信號，重瓦斯瞬間動作與短開各側(cè)短路器。 應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬間動作與斷開各側(cè)斷路器。 對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對變壓器的靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)，復(fù)合由電壓起動的過電流保護(hù)，負(fù)序電流和單相式電壓起動的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時限動作與跳閘。 對 110KV 及以上中性點直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時限動作于跳閘。 為防御長時間的過負(fù)荷對設(shè)備的損壞，應(yīng)根據(jù)可能的過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作與信號。 對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，裝設(shè)作用于信號或動作與跳閘的設(shè)置。 主變壓器的保護(hù)方式和整定計算 相間繼電保護(hù)方式整定計算（由于本設(shè)計系統(tǒng)為縱聯(lián)差動保護(hù)）—220KV線路繼電保護(hù)的配置原則 在 110220KV中性點直接接地電網(wǎng)中，線路的相間短路保護(hù)及單相接地保護(hù)均應(yīng)動作于斷路器跳閘。在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)全線任何部分短路時均能速動的保護(hù)：（1）根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時；（2）線路發(fā)生三項短路，使廠用電或重要用戶母線電壓低于 60%額定電壓，且其保護(hù)不能無時限和有選擇地切除短路時；（3）如某些線路采用全線速動保護(hù)能顯著簡化電力系統(tǒng)保護(hù)，并提高保護(hù)的選擇性、靈敏性和速動性。在 110220KV中性點直接接地電網(wǎng)中，線路的保護(hù)以以下原則配置：（1） 對于相間短路，單側(cè)電源單回線路，可裝設(shè)三項多段式電流電壓保護(hù)作為相間短路保護(hù)。如不滿足靈敏度要求，應(yīng)裝設(shè)多段式距離保護(hù)。雙電源單回線路，可裝設(shè)多段式距離保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動性的要求時，則應(yīng)加裝高頻保護(hù)作為主保護(hù)，把多段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)。21（2） 對于接地短路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，在終端線路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時間。（3） 對于平行線的相間短路，一般可裝設(shè)橫差動電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)。當(dāng)靈敏度或速動性不能滿足要求時，應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)。裝設(shè)帶方向性或不帶方向元件的多段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作為后備保護(hù)，并作為單回線運(yùn)行的主保護(hù)和后備保護(hù)。（4） 對于平行線的接地短路，一般可裝設(shè)零序電流橫差動保護(hù)作為主保護(hù)：裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向元件的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。（5） 對于電纜線路或電纜與架空線路混合的線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)一般動作于信號，必要時可動作于跳閘。2. ABD2和 BBD3線路相間繼電保護(hù)方式選擇（1） ABD2為 110KV環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，為了保證環(huán)網(wǎng)各線路的保護(hù)都有足夠的靈敏度和選擇性，降低網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的動作時限，確定在各線路上都裝設(shè)三段式距離保護(hù)。（2） BBD3為平行雙回線路，在電源側(cè)裝設(shè)電流平衡保護(hù)作主保護(hù)，裝設(shè)多段式電流保護(hù)作后備保護(hù)，并作為單回線運(yùn)行時的主保護(hù)和后被保護(hù)；在非電源側(cè)，裝設(shè)橫差動電流方向保護(hù)。 距離保護(hù)方式配置與整定計算1. 距離保護(hù)的基本概念 距離保護(hù)是以反映從故障點到保護(hù)安裝處之間距離（或阻抗）大小，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動作時間的一種保護(hù)裝置。該保護(hù)的主要元件（測量元件）為阻抗繼電器，動作時間具有階梯性。當(dāng)故障點至保護(hù)安裝處之間的實際阻抗大于預(yù)定值時，表示故障點在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動作：當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時，表示故障點在范圍之內(nèi)，保護(hù)動作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時間元件，即組成了具有階梯性的距離保護(hù)裝置。當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時，保護(hù)裝置的動作性能與通過保護(hù)裝置的故障電流的大小無關(guān)。2. 距離保護(hù)各段動作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時也可采用四段。其中第 I 段可以保護(hù)全線路 80%85%，其動作時間一般不大于 （保護(hù)裝置的固有動作時間） ，前者為晶體管保護(hù)的動作時間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動