【文章內(nèi)容簡介】 (a）帶時限過電流保護(hù)的接線原理圖。 (b) 帶時限過電流保護(hù)展開圖2．帶時限過電流保護(hù)的整定計算1）動作電流的整定計算 (41)式中 —可靠系數(shù)，(DL)(GL)； —返回系數(shù)，； —過負(fù)荷電流，；—接線系數(shù)，取1；—電流互感器變比(300/5)； 所以 取。2）動作時間的整定計算一般比相鄰保護(hù)動作時間大一個階梯時間，這里相鄰的為速斷保護(hù)，時限過電流保護(hù)作為它的后備保護(hù)。其動作時間為1s。3）靈敏度的校驗 保護(hù)的靈敏度校驗為 (42)式中 為最小運行方式下，線路末端兩相短路穩(wěn)態(tài)電流；在過電流保護(hù)作為后備保護(hù)時，；，滿足要求。 在此選擇GL11/5型過電流繼電器即能滿足要求。 速斷保護(hù)設(shè)計 1．電流速斷保護(hù)原理作為進(jìn)線保護(hù)的主保護(hù)，要求速斷保護(hù)能迅速地切除故障。需要注意的是，這里采用瞬時速斷保護(hù)是不合適的。因為母線短路和饋線出口短路的短路電流是一樣的，根本無法區(qū)分是母線故障還是饋線短路。所以進(jìn)線只能采用定時限速斷電流保護(hù)。圖42是無時限電流速斷保護(hù)的原理圖，由圖中可以知道，它和前面不同的地方在于沒有時間繼電器，這是為了時現(xiàn)瞬時動作。 (a) (b)圖42 (a ) 電流速斷保護(hù)原理圖。 (b) 電流速斷保護(hù)展開圖2．電流速斷保護(hù)的整定計算 1）動作電流的整定 (43)式中 —最大運行方式下線路末端的三相短路超瞬態(tài)電流—可靠系數(shù)，(DL)(GL)則2）靈敏度校驗 按最小方式運行下線路始端兩相短路電流校驗，則有 (44)式中 為最小運行方式下，線路始端兩相短路電流；因此，；不滿足靈敏度要求，因此裝設(shè)帶時限的速斷保護(hù)來實現(xiàn)。按照相鄰元件末端短路時的最大三相短路整定，其整定電流為 (45)式中 為最大運行方式下相鄰元件末端三相短路穩(wěn)態(tài)電流。則有，取57A；靈敏度校驗為： ，滿足要求；，設(shè)計原理圖如圖41所示。這里選擇DL31/100型電流繼電器，整定倍數(shù)為8倍。 欠電壓保護(hù)設(shè)計 1．欠電壓保護(hù)的基本原理在工廠運行過程中，由于發(fā)生短路故障等原因，線路電壓會在短時間內(nèi)出現(xiàn)大幅度降低甚至消失的現(xiàn)象。這會給線路和電氣設(shè)備帶來很大的損傷。例如：讓電動機疲倒、堵轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生很大的短路電流，以至于燒壞電動機。當(dāng)線路中電壓降低到一定程度時，會引起電動機疲倒。這時的電壓稱為臨界電壓。線路電壓降低到臨界電壓時，保護(hù)電器啟動，這是欠電壓保護(hù)，它的任務(wù)主要是防止設(shè)備因過載而燒毀。當(dāng)本路電壓低于臨界電壓保護(hù)電器才動作的稱為失壓保護(hù)，其主要任務(wù)則是防止電動機自起動。在本設(shè)計中采用了欠電壓保護(hù)，裝于出線上。其保護(hù)原理圖如43所示。圖43 欠電壓保護(hù)原理圖2．欠電壓保護(hù)整定計算欠電壓保護(hù)的整定電壓為 (46)式中 為正常工作時的最低工作電壓，一般取為額定電壓的90%；為可靠系數(shù)，；為低電壓繼電器的返回系數(shù)，；因此，；。選擇JVR380型電壓繼電器。 電流測量和電機儲能回路設(shè)計1．電流測量回路設(shè)計在前面章節(jié)中，對于一次系統(tǒng)的分析可知，進(jìn)線端采用的是兩相電流互感器接線，分別接于保護(hù)線段的A、C兩相。因此選擇了兩個電流表分別接在A、C相上，用以測量電流值。如圖44所示。圖44 電流測量回路2．電機儲能回路設(shè)計 在斷路器需要跳閘來實現(xiàn)保護(hù)功能時，是由電機儲能設(shè)備為其提供跳閘能量的，那么在正常工作情況下，儲能電路就要儲存足夠的能量，為故障狀況下的跳閘準(zhǔn)備能量。其設(shè)計電路如圖45所示。圖45 電流測量回路 防跳閘、合閘信號及事故分閘信號設(shè)計 在變電所正?；蚴遣徽顟B(tài)下，為了便于值班人員觀察，都會設(shè)置一些很直觀的信號來表示變電所當(dāng)前的工作狀態(tài)。這些直觀信號就是信號繼電器發(fā)出的燈光或是報警信息。如圖46和47所示。 圖46 合閘和防跳閘回路圖47 事故分閘信號回路第5章 10KV變電所變壓器繼電保護(hù)設(shè)計 S9_630/10變壓器基本參數(shù)介紹 S9_630/10變壓器為三相油浸式變壓器，其主要參數(shù)如下：安裝位置：戶外 正常安裝相數(shù)/頻數(shù)：三相 50HZ中性點方式：接地電壓變比：6177。2％／阻抗電壓：％額定容量：630KVA聯(lián)結(jié)組號：Dyn11分接范圍：高壓側(cè)177。2％分接方式：無勵磁調(diào)壓絕緣方式：變壓器油絕緣等級：F現(xiàn)場工頻耐壓/雷電沖擊耐壓：25/65KV結(jié)構(gòu)形式：密閉 油浸繞組：銅冷卻方式：自然 液冷低壓側(cè)出線形式：絕緣母線溫度顯示控制裝置：要 變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài) 在10KV變電所中，變壓器作為用來降低電壓的必備電氣設(shè)備，它的故障會對供電系統(tǒng)的安全性帶來巨大威脅，同時變壓器本身也是十分貴重的。因此在實際運用中，要根據(jù)實際情況對變壓器進(jìn)行可靠的繼電保護(hù)裝置的配置，以保證變壓器能夠正常工作。變壓器的故障可以分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部的故障是指油箱內(nèi)的故障，主要包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路和鐵芯的因過電流而燒壞，同時產(chǎn)生的電弧會損壞繞組間的絕緣、燒壞鐵芯、使絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生大量的氣體，有時可能會引起變壓器油箱的爆炸；油箱外的故障主要是指套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路等故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有：變壓器外部短路，通過長期實踐可知，變壓器發(fā)生單相接地短路的概率最大，約占到總故障的83%，其次是兩相接地短路，大約8%。引起的短路電流、負(fù)荷長時間超過額定值引起的過負(fù)荷，各種原因引起的冷卻能力下降等問題。這些不正常運行狀態(tài)會使繞組和鐵芯產(chǎn)生大量的熱。另外，在中性點不接地運行的星型接線變壓器中，外部發(fā)生接地短路時，有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅其絕緣；而容量較大的變壓器在過電壓或是低頻率等異常情況下運行會使變壓器過勵磁，引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過熱。變壓器在不正常工作狀態(tài)時，繼電保護(hù)應(yīng)視其嚴(yán)重程度發(fā)出故障信號或跳閘，確保變壓器不受到毀滅性的傷害。變壓器故障時，除了變壓器各側(cè)電壓、電流會較正常時有所變化，其內(nèi)部的冷卻油、氣、溫度等非電氣量也會與正常時不同。因此就可以根據(jù)這些物理量的改變確定變壓器的繼電保護(hù)方式和類型。 S9_630/10變壓器的繼電保護(hù)配置按GB50062—1992規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過電流；中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；過負(fù)荷；油面降低；變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。根據(jù)S9_630/10變壓器的各種參數(shù)，查閱相關(guān)資料，現(xiàn)給出如下繼電保護(hù)配置。 帶時限的過電流保護(hù)帶時限的過電流保護(hù)是將被保護(hù)線路的電流接入過電流繼電器，在線路發(fā)生短路時，線路中的電流劇增，當(dāng)線路中電流增大到整定值時，過電流繼電器動作，并且用時間繼電器來保證動作的選擇性。按照動作時間特性區(qū)分，有定時限過電流保護(hù)和反時限過電流保護(hù)兩種。由于變壓器高壓側(cè)裝設(shè)有斷路器，因此選擇了定時限過電流保護(hù)。同時考慮到低壓側(cè)的單相接地短路保護(hù)，這里采用三相三繼電器接線方式兼做低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，適合小型配電所，接線簡便，經(jīng)濟(jì)適用。1．定時限過電流保護(hù)的基本原理定時限過電流保護(hù)裝置的動作時間按整定的動作時間固定不變，與故障電流大小無關(guān)。定時限過電流保護(hù)裝置由電磁式系列繼電器組成，其組成原理電路圖如51所示。（a）（b）圖 51 (a) 定時限過電流保護(hù)原理圖。 (b) 定時限過電流保護(hù)的展開圖 當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生相間短路或單相短路時，較大的故障電流使電流繼電器KAKA2和KA3瞬時動作，其觸點閉合，接通時間繼電器KT的線圈回路，其觸點經(jīng)一定時間的延時后閉合，接通信號繼電器KS和中間繼電器KM線圈回路，KS動作后，其指示牌掉下，同時接通信號回路，發(fā)出燈光信號或者音響信號。KM動作后，接通斷路器QF跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除故障部分。在變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時，工作原理同上。QF跳閘后，其輔助觸點QF 1—2隨之切斷跳閘回路，以減輕KM觸點的工作。在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除了KS外的其他所有繼電器都自動返回起始狀態(tài)，KS可以手動復(fù)位。2．定時限過電流保護(hù)的整定計算1) 動作電流的整定，為保證被保護(hù)元件通過最大負(fù)荷電流時過電流保護(hù)不誤動作，并且在外部故障切除后能可靠返回，其動作電流為 (51)式中 —可靠系數(shù)，(DL)(GL)； —返回系數(shù)，； —變壓器一次側(cè)額定電流；—綜合負(fù)荷的自啟動系數(shù)，；—電流互感器變比（200/5）；由此 ?。?) 動作時間整定，按照階梯原則整定，高于相鄰的定時限過電流保護(hù)一個時間階，即式中(， s)。為相鄰定時限過電流保護(hù)的整定時間。3) 靈敏度校驗，躲過最小運行方式下，低壓側(cè)兩相短路時流過高壓側(cè)的短路電流來校驗。則有 (52)式中 為最小運行方式下變壓器低壓側(cè)兩相短路時，流過高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流；所以有 滿足要求。在這里選擇GL11/5型繼電器。 變壓器的電流速斷保護(hù)，就需要裝設(shè)電流速斷保護(hù)。變壓器的電流速斷保護(hù)是防止被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性單相或多相短路時產(chǎn)生電流長時間沖擊而引起的事故擴大，并且波及故障線路及其以上的設(shè)備，一般都作用于斷路器跳閘。1. 電流速斷保護(hù)的工作原理在帶時限的過電流保護(hù)當(dāng)中，它有越靠近電源其過電流保護(hù)動作時間越長的缺點，但是短路電流則是與靠近電源其值越大，危害更加嚴(yán)重。因此，在GB50062—1992中規(guī)定，應(yīng)該裝設(shè)瞬時動作的電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)是一種瞬時動作的過電流保護(hù)。對于使用DL型繼電器而言，電流速斷保護(hù)就相當(dāng)于在定時限過電流保護(hù)當(dāng)中去