【文章內(nèi)容簡介】 性。靈活性應(yīng)滿足三點(diǎn)：a、調(diào)度時(shí) b、檢修時(shí) c、擴(kuò)建時(shí)。經(jīng)濟(jì)性也應(yīng)該滿足三點(diǎn)：a 、應(yīng)力求簡單,以節(jié)省一次設(shè)備能使二次回路不過于復(fù)雜,節(jié)省投 b、占地面積 c、電能損失少。110kv 側(cè)采用雙母帶旁母的接線方式，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四方面：a、提高供電可靠性,便于斷路器檢修時(shí)供電 b、檢修任意母線，不會停止對用戶的供電 c、運(yùn)行調(diào)度靈活，通過到閘操作可形成不同的運(yùn)行方式，倒匝操作要遵守“先合后斷”順序 d、便于擴(kuò)建，雙回線不會有交叉跨越 。但采用雙母帶旁母的接線也存在不利的方面，主要有兩點(diǎn)：a、所用設(shè)備較多，隔離開關(guān)過多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差，隔離開關(guān)易發(fā)生誤操作 b、接線復(fù)雜，對實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動化和自動化不便。35KV 及 10KV 側(cè)采用了單母分段接線的設(shè)計(jì)，既考慮了供電可靠性又考慮了經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)任務(wù)要求了解馬嶺變電所在電力系統(tǒng)中的作用、地位、運(yùn)行方式，了解 110kV 變電所，線路的繼電保護(hù)配置原則及原理介紹。掌握各種保護(hù)的基本原理，在此基礎(chǔ)上，確定短路點(diǎn)，計(jì)算短路電流，進(jìn)行變壓器線路的保護(hù)方案設(shè)計(jì)，保護(hù)動作值的整定計(jì)算，最后，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，對設(shè)備進(jìn)行選型。 原始資料①主變壓器：4 / 62型號：SFSZ 10 63000/110（兩臺）額定電壓：110177。8%/177。2%/容量比：100/100/50參數(shù)：U k12%= Uk13%= Uk23%=接線方式：Y N，y d，d 11②主接線：(1)110kv 接線出線 4 回，進(jìn)線 2 回（來自兩個電源） ，采用雙母帶旁母接線。(2)35kv 接線出線 9 回，3 回備用，采用單母線分段接線(3)10kv 接線出線 9 回，1 回備用，采用單母線分段接線(4)系統(tǒng)參數(shù)（電源）10KV 側(cè) Sn=5210MVA 等值電抗 Xd=35KV 側(cè) Sn=5210MVA 等值電抗 Xd=（取 SB=100MVA UB=UAV）圖 21 是馬嶺變電所簡圖，并表明短路點(diǎn)。 圖 21 變電所示意簡圖③線路各側(cè)出線參數(shù)見表 21，22 ，23。5 / 62表 21 110kV 側(cè)出線參數(shù)線型 Pmax Pmin COSΦ L1 LGJ400 200MW 150MW 60KM2 LGJ300 210MW 160MW 50KM3 LGJ300 220MW 170MW 75KM4 LGJ150 100MW 70MW 30KM表 22 35kV 側(cè)出線參數(shù)線型 Pmax 回路數(shù) COSΦ L 供電方式1 LGJ120 14MW 1 10KM 架空2 LGJ120 12MW 1 12KM 架空3 LGJ120 1 6KM 架空4 LGJ120 1 8KM 架空5 LGJ120 1 8KM 架空6 LGJ120 27MW 1 9KM 架空9 備 用表 23 10kV 側(cè)出線參數(shù)線型 Pmax 回路數(shù) COSΦ L 供電方式1 LGJ120 4MW 1 8KM 架空2 LGJ120 3MW 1 3KM 架空3 LGJ120 2MW 1 5KM 架空4 LGJ120 4MW 1 6KM 架空5 LGJ120 2MW 1 9KM 架空6 LGJ120 4MW 1 7KM 架空7 LGJ120 2MW 1 6KM 架空8 LGJ120 4MW 1 6KM 架空9 備 用 電力變電所主接線見圖 226 / 62圖 22 變電所主接線備 用備 用備 用123456備 用 無功補(bǔ)償裝置W12W310KV35KV 10KV12 34 123456787 / 623 短路計(jì)算 主變的路計(jì)算主變壓器在進(jìn)行配置整定前應(yīng)進(jìn)行短路計(jì)算，并將變壓器參數(shù)的有名值轉(zhuǎn)化為標(biāo)幺值，有利于進(jìn)一步分析比較。三相短路：I =I =)3(d1BSU13NBSX???兩相短路：I )3()2(ddI?110KV、35KV、10KV 側(cè)分別于母線處發(fā)生短路時(shí)（圖 31） ，根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，并簡化電路，在此基礎(chǔ)上對電路的正序、負(fù)序、零序分別計(jì)算，零序則考慮 d ,d)0,1(的計(jì)算，以利于比較。計(jì)算值見表 31)1,( 圖 31 表 31(KA))3(dI (KA))1(dI(KA))1.(dI最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式110KV 側(cè)電流 35KV 側(cè)電流 15 10KV 側(cè)電流 短 路 類型運(yùn)行方式短 路地 點(diǎn)8 / 62 線路的短路計(jì)算發(fā)生 時(shí))3(dBLdUSxI31????發(fā)生 時(shí) ∥ 。)1( 101。x? )(43x?Bf USxEI32022???發(fā)生 時(shí) ∥ 。)1.(d101。xL???? )(43 BfI2022?表 31 110KV 線路短路電流值(KA))3(dI (KA))1(dI (KA))1.(dI最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式L1 L2 L3 L4 表 32 35KV、10KV 線路發(fā)生 短路電流值(KA))3(dIL1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8最大方式 線路 最小方式 最大方式 線路 最小方式 短 路 類型運(yùn)行方式線 路線路運(yùn)行方式電壓等級9 / 624 變電站保護(hù)配置原則及說明 差動保護(hù) 差動保護(hù)原理當(dāng)變壓器繞組和引出線發(fā)生相間短路以及變壓器匝間短路時(shí)，其保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動作，這種故障由差動保護(hù)來反映，因此差動保護(hù)為變壓器的主保護(hù)（圖 41） 。在110KV 側(cè)因斷路器檢修切換至旁路斷路器時(shí)，差動保護(hù)經(jīng)屏正面的電流實(shí)驗(yàn)端子切換至主變壓器套管電流互感器，切換期間保護(hù)范圍縮小，但由于變壓器故障發(fā)生幾率小，斷路器不常這樣做是允許的。 圖 41 差動保護(hù)原理 差動保護(hù)計(jì)算式 （1）三側(cè)額定電流 I 3EUS?（2）計(jì)算各側(cè)電流互感器二次繞組對保護(hù)裝置的輸入電流。 。LHEjxEnKI11?LHEjxnI22LHEjxnKI33 （3）比率制動系數(shù)： ~1?b（4）差動電流速斷保護(hù)整定：為躲過變壓器勵磁涌流的影響,差動電流速斷可按表 41 整定。表中 Ie 為變壓器額定電流。10 / 62表 41 （5）二次諧波制動系數(shù)：Kxb=~（6）比率差動元件啟動值的整定： 差動啟動電流ecdqII)~30(?cdq （7）靈敏度校驗(yàn)：保護(hù)主要針對 110KV，35KV 側(cè)進(jìn)行校驗(yàn)： BdII???)3()( )3()2(ddII?LHddnII)3()2(mi 按規(guī)程差動校驗(yàn)的 )(mindseIKsenK保護(hù)說明：本差動保護(hù)利用差動保護(hù)原理構(gòu)成，并附有比率制動回路和二次諧波制動回路（圖 42） ，以防止變壓器及外部故障時(shí)發(fā)生誤動作的裝置，原理分析如下： 圖 42 （1）比率制動回路： 由 DKBBZC1 和 R1 組成正常運(yùn)行或外部故障時(shí)流經(jīng) DKB1 原邊的兩個線圈的電流（ 和 ）同相，在二次線圈上產(chǎn)生與之正比的制動電壓，且該電壓數(shù)1I2 變壓器電流變壓器接線組別額定容量（MVA）在高壓側(cè) 在低壓側(cè)Y,y 10 20Ie 20Ie Y,y 10 13Ie 13IeY,d（低壓） 任何容量 8Ie 13Ie11 / 62值較大，對執(zhí)行回路起制動作用，故保護(hù)裝置不會動作。當(dāng)變壓器對內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)電流中總有一側(cè)電流（ 和 ）要反向或消失，因此，DKB1 副邊的感應(yīng)電勢2I1相應(yīng)減小，所以制動作用大大減弱，保護(hù)裝置將動作，調(diào)節(jié) R1 可以改變制動系數(shù)的大小。（2）二次諧波制動回路：由 DKBCC3 、BZ2 和 R2 組成。DKB2 二次線圈的電感 L 與電容 C2 組成二次諧波并聯(lián)諧振回路，對二次諧波分量呈現(xiàn)很大的阻抗，因此，輸出電壓較高，這樣經(jīng) C3 濾波后的二次諧波制動電壓 Uz2 較大，可以調(diào)節(jié) R2 來改變 Uz2 的大小。（3）差動回路：由 DKBBZC4 和 R3 組成，由于 DKB3 的一次線圈接在差動回路中，因此 R3 上的抽去電壓 Ucd 即為繼電器動作電壓，調(diào)節(jié) R3 可改變繼電器動作電流的大小。（4）執(zhí)行回路：UzdUcd；繼電器不動作，UzdUcd；繼電器應(yīng)能可靠動作。 變壓器瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部短路時(shí)，短路點(diǎn)電弧使變壓器油分解形成瓦斯氣體，重瓦斯保護(hù)作用于斷路器跳閘，為變壓器主保護(hù)，輕瓦斯作用于信號，在保護(hù)線路中通常設(shè)有切換片 QP，也可將重瓦斯保護(hù)投入信號。 （見 43 圖）圖 43 瓦斯繼電器安裝當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)的局部溫度將使變壓器油溫上升，體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，有熱空氣被排出而形成上升氣流，在故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，則變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體，這些氣體自油箱流向油枕上部，故障程度越嚴(yán)重，產(chǎn)12 / 62生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快，甚至氣流中還夾雜著變壓器油，利用上述氣體來實(shí)現(xiàn)的保護(hù)裝置叫瓦斯保護(hù)，原理圖見 44。（1）瓦斯保護(hù)的整定：250cm 動作于信號3（2）重瓦斯保護(hù)的整定：。圖 44 變壓器保護(hù)原理接線 后備保護(hù)高、中壓側(cè)均有電源的三繞組變壓器可以按高壓側(cè)為主電源側(cè)設(shè)計(jì)，除主電源側(cè)外，其它各側(cè)只要求作相鄰元件的后備保護(hù)，可采用兩側(cè)裝后備保護(hù)和三側(cè)裝后備保護(hù)兩種方案來進(jìn)行設(shè)計(jì)。三側(cè)后備保護(hù)方案：將后備保護(hù)裝于主電源側(cè)（高壓側(cè)）和中壓側(cè)。110kv 三繞組變壓器，高壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓啟動的方向過流保護(hù)。方向指向 35kv 側(cè)（假定 35kv 側(cè)后備保護(hù)時(shí)限）第一段時(shí)限跳開 35kv 側(cè)母線分段（或母聯(lián)）斷路器，第二段時(shí)限跳開變壓器 35kv 側(cè)斷路器，不帶方向的保護(hù)以最長的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)。 零序過電流保護(hù)①降壓變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺中性點(diǎn)直接接地，一臺不接地，為了防止在單相接地故障時(shí)使中性點(diǎn)不接地的變壓器遭受過電壓的危害，保護(hù)裝置以第一段時(shí)限斷開中性點(diǎn)不接地的變壓器，以第二段時(shí)限斷開本變壓器。 ②由于本設(shè)計(jì)中變壓器只有 110KV 側(cè)接地，故不考慮方向。 ③為了提高保護(hù)裝置的可靠性，在零序過電流前加裝零序電壓閉鎖元件，閉鎖元件的電壓，由本側(cè)電壓互感器的開口三角形取得，動作電壓值按躲過正常情況下的不平衡電壓整定。13 / 62④500KV 以上的變壓器應(yīng)考慮過負(fù)荷對變壓器造成的影響，因此應(yīng)加裝過負(fù)荷保護(hù)的過電流繼電器，當(dāng)變壓器過負(fù)荷時(shí)啟動發(fā)信時(shí)來提醒運(yùn)行人員。 電壓啟動的過電流保護(hù)原理①在不對稱故障時(shí)靠負(fù)序電壓繼電器起動低電壓繼電器，在對稱故障時(shí)靠負(fù)序電壓繼電器短時(shí)間動作來起動低電壓繼電器，而依靠低電壓繼電器返回電壓較高來維持其動作狀態(tài)，因此，靈敏度較高，電壓啟動的過電流保護(hù)原理見圖 35。②電流繼電器的動作電流按躲過變壓器額定電流整定： ；erlopIkI??可靠系數(shù) ； 返回系數(shù) ?relk?rek③負(fù)序電壓繼電器的起動電壓，按躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓整定，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和參照有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可整定為： .?e④低電壓繼電器按在相間電壓上的電壓繼電器的動作電壓，按躲過電動機(jī)自起動為條件整定 eop7.?⑤靈敏度校驗(yàn)：電流元件 2.)(minopdsIk? 負(fù)序電壓元件 相間電壓元件 mindsenk?14 / 62 零序保護(hù)原理圖（見圖 46）①變壓器零序電流保護(hù)：本保護(hù)只有 110KV 側(cè)中性點(diǎn)直接接地，故不考慮零序方向元件 。 ????? 式中 出線零序電流保護(hù)后備段的動作電流?.保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)：靈敏度計(jì)算為 0minopdsenIk?式中 為出線末故障時(shí)，流過變壓器的最小零序電流 min0dI為零序電流保護(hù)動作電流。op?②零序電壓保護(hù)整定：1 按躲過正常運(yùn)行最大不平衡電壓整定 03)1.~(??YHeopnUU式中 電壓互感器零序一次額定電壓。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，?e0額定電壓 ；e0e? 電壓互感器零序電壓變比，/。?b、靈敏度校驗(yàn) ； 其中 為母線故障時(shí)最底零序電壓（max0inopdsenkmin0dU)30U圖 46 變壓器零序保護(hù)原理接線圖15 / 625 線路各種保護(hù)的原理及應(yīng)用 相間距離保護(hù)（1）距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之