【文章內(nèi)容簡介】 護(hù)的電流元件接于低壓側(cè)電流互感器上，電壓元件也接于低壓側(cè)電流互感器上，電壓元件也接于發(fā)電機(jī)母線電壓互感器上。當(dāng)經(jīng)過校驗(yàn)，低電壓元件對(duì)高壓母線三相短路靈敏性不夠時(shí)，可附加一個(gè)接于高壓母線電壓互感器相間電壓上的低電壓元件。（2）雙繞組降壓變壓器的后備保護(hù)裝于電源側(cè)。當(dāng)?shù)蛪悍侄螖嗦菲魃涎b有備用電源自動(dòng)投入裝置，而其上無專用母線保護(hù)時(shí)，變壓器的后備保護(hù)要帶兩段時(shí)限，以第一段時(shí)限動(dòng)作于分段斷路器跳閘，以第二段時(shí)限動(dòng)作于出口中間繼電器；當(dāng)?shù)蛪耗妇€上有專用母線保護(hù)時(shí)，變壓器的后備保護(hù)也要帶兩段時(shí)限，以第一段時(shí)限動(dòng)作于變壓器低壓側(cè)斷路器，以第二段時(shí)限動(dòng)作于出口中間繼電器。根據(jù)靈敏性的要求需要采用電壓元件時(shí)，將電壓元件接于低壓側(cè)的母線電壓互感器上。根據(jù)對(duì)復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)配置方式的原則，以及黑山變電所主變的情況，最終采用復(fù)合電壓起動(dòng)過的電流保護(hù)。因?yàn)檫^電流保護(hù)的動(dòng)作電流按最大負(fù)荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度有所提高，但若低電壓繼電器只裝在變壓器一側(cè)，當(dāng)在另一側(cè)發(fā)生相間短路時(shí)，低壓繼電器的靈敏度往往不夠，為此在變壓器兩側(cè)都需要裝設(shè)低電壓繼電器，這就使其接線復(fù)雜化了，這里也不采用。而負(fù)序過電流保護(hù)雖然也滿足設(shè)計(jì)要求，但其整定計(jì)算比較復(fù)雜，一般只用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，不符合此次設(shè)計(jì)的具體情況，因此也不予以采用。復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，其電壓起動(dòng)元件是由低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器組成。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路初瞬總會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動(dòng)作。負(fù)序電壓消失后，雖然低電壓繼電器重新接于線電壓上，但由于三相短路電壓較低，不能返回而于動(dòng)作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，致使低電壓繼電器動(dòng)作，最終將變壓器兩側(cè)繼路器斷開。這里的低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器相當(dāng)于接在一個(gè)或門上，然后再和相電流繼電器相接與與門，形成了此邏輯關(guān)系，從而完成了對(duì)變壓器相間故障的保護(hù)。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。 過負(fù)荷保護(hù)，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。過負(fù)荷保護(hù)采用單相式，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。之所以采用此保護(hù)，是因?yàn)楹谏阶冸娝訲1和T2兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障或檢修時(shí)，則另外一臺(tái)將帶所有的負(fù)荷，只有在兩臺(tái)變壓器都出現(xiàn)故障時(shí)，則由備自投自動(dòng)投入運(yùn)行。加上黑山變電所為適應(yīng)工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要而新建，為了保護(hù)變壓器，所以設(shè)計(jì)使用過負(fù)荷保護(hù)。根據(jù)以上規(guī)定，選擇復(fù)合電壓起動(dòng)的電流保護(hù)作為變壓器T1和T2發(fā)生相間短路時(shí)的后備保護(hù)，選擇過負(fù)荷保護(hù)作為防止變壓器T1和T2長時(shí)間在超過允許負(fù)載能力下運(yùn)行的保護(hù)。 其它保護(hù)保護(hù)方案：裝設(shè)變壓器油溫監(jiān)測(cè)和啟動(dòng)風(fēng)扇監(jiān)測(cè)的保護(hù)對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作于用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。所以外加設(shè)相應(yīng)的保護(hù)來監(jiān)控變壓器自身的運(yùn)行，包括油溫和啟動(dòng)風(fēng)扇的保護(hù)。 線路保護(hù)對(duì)相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護(hù)。雙側(cè)電源線路：可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。對(duì)下列線路，當(dāng)規(guī)定的保護(hù)不符合選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求時(shí)，可采用下列保護(hù)方式：短線路，以帶輔助導(dǎo)線的縱聯(lián)保護(hù)（導(dǎo)引線保護(hù)）作主保護(hù)，帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后備保護(hù)。導(dǎo)引線保護(hù)如需敷設(shè)專用輔助導(dǎo)線時(shí)，其長度不宜超過1～2km。并聯(lián)的電纜線路，以橫聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)作主保護(hù)，帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后備保護(hù)。35KV及以上中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中的線路保護(hù)35KV及以上中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)的線路，對(duì)相間短路和單相接地，應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。對(duì)相間短路，保護(hù)應(yīng)按下列原則配置：保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)后備方式；如線路短路，使發(fā)電廠廠用母線電壓低于額定電壓的（50～60）%時(shí)，應(yīng)快速切除故障。對(duì)相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護(hù)裝置：單側(cè)電源線路可裝設(shè)一段或兩段式電流電壓速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。由幾段線路串聯(lián)的單側(cè)電源線路及分支線路，如上述保護(hù)不能滿足速動(dòng)性或靈敏性要求時(shí)，速斷保護(hù)可無選擇地動(dòng)作，但應(yīng)以自動(dòng)重合閘來補(bǔ)救。此時(shí)，速斷保護(hù)應(yīng)躲開降壓變壓器低壓母線的短路。 66KV出線配置方案在66KV側(cè)的兩條出線上，（即黑山變電所的兩條出線上）有針對(duì)性的采用兩種保護(hù)，一為針對(duì)相間短路而設(shè)計(jì)的保護(hù)，二為針對(duì)接地故障而設(shè)計(jì)的保護(hù)。對(duì)于相間短路而言，采用兩段式過電流保護(hù)，第一段為帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，第二段為帶時(shí)限的過電流保護(hù)，這主要是根據(jù)線路的具體情況，此次的四條出線都相對(duì)較短，而且形式簡單，運(yùn)行方式也較為固定，設(shè)置兩段式保護(hù)完全能滿足要求。其中第一段為主保護(hù)，第二段為后備保護(hù)。這里不采用距離保護(hù)也是從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)于此次設(shè)計(jì)的線路而言，其形式簡單，而且運(yùn)行方式固定，設(shè)置兩段式電流保護(hù)完全可以滿足使用要求。對(duì)于接地故障的保護(hù)，考慮到變電所內(nèi)的變壓器可能運(yùn)行于接地狀態(tài)下，所以就不能只設(shè)置絕緣監(jiān)視裝置，要加裝零序電流保護(hù)。這里零序電流保護(hù)同樣采用三段式保護(hù)，第一段為無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)，第二段為時(shí)零序電流速斷保護(hù)，第三段為零序過電流保護(hù)。第一段為主保護(hù)，第二段和第三段為第一段的后備保護(hù)。并列運(yùn)行的平行線路宜裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)或電流平衡保護(hù)）作為主保護(hù)，以接于兩回線電流之和的電流保護(hù)，作為兩回路同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)，及一回線斷開后的主保護(hù)及后備保護(hù)。 大興輸電線路配置方案針對(duì)大新輸電線路采用限時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)。：我所設(shè)計(jì)的是大興輸電線路的繼電保護(hù)配置，作為10KV線路的保護(hù)，首端設(shè)有電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)裝置。黑山變電所10KV出線主要配置這種保護(hù)，由于線路存在供電距離長、個(gè)別線路負(fù)荷較重、負(fù)荷的季節(jié)性變化較大、線路繼電保護(hù)配置存在一定問題。 定時(shí)限過電流保護(hù)原理接線圖電流速斷保護(hù)原理電路圖：過電流保護(hù)用來做為線路相間短路保護(hù)。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，并使高壓斷路器跳閘，切除故障線路或故障設(shè)備。（原理圖如上所示）當(dāng)電力線路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA1或KA2瞬時(shí)吸和，其常開觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器KT得電，經(jīng)過一段延時(shí)后，其延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，信號(hào)繼電器KS（電流型）和中間繼電器KC得電吸和。KS掉牌，并接通信號(hào)回路，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；KC的常開觸點(diǎn)閉合，接通出口斷路器QF的跳閘線圈YR回路，QF跳閘，從而切除故障線路。斷路器跳閘后，電流互感器TA1和TA2中變無電流，而QF的輔助觸點(diǎn)斷開，從而使整個(gè)保護(hù)裝置除信號(hào)繼電器KS外的各元件都返回初始狀態(tài)。KS可通過手動(dòng)復(fù)位。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理如圖所示。它由電流繼電器KAKA中間繼電器KC和信號(hào)繼電器KS等構(gòu)成。KC一般應(yīng)選用DZ型中間繼電器。電流速斷的工作原理與定時(shí)限過電流保護(hù)類同，只不過瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限幾乎為零（～）；而帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定得較短。：10KV線路末端最小兩相短路電流往往較小，甚至?xí)芯€路末端短路電路小于該線路最大負(fù)荷電流I的情況。因此靈敏度往往達(dá)不到要求。而引起過電流保護(hù)動(dòng)作的往往不都是短路造成，而大多是運(yùn)行電流超過過電流保護(hù)整定電流I引起。解決辦法： 1）可在該線路過電流保護(hù)靈敏度等于要求值處加裝10KV跌落式熔斷器。此熔斷器作為最后一段線路的主保護(hù)。熔斷器的額定電流按后面一段線路的最大負(fù)荷電流選取，同時(shí)需和熔斷器前面線路的過電流保護(hù)在時(shí)限上取得配合。2）取消定時(shí)限過電流保護(hù)。取消了定時(shí)限過電流保護(hù)后，需要電流速斷保護(hù)去保護(hù)線路全長。若按常規(guī)整定電流速斷保護(hù)（即動(dòng)作電流按照躲過系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流來整定），則要保證保護(hù)的選擇性，那么速斷保護(hù)就保護(hù)不了線路的全長。為此，可以把電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過線路末端變壓器低壓側(cè)出口短路電流來整定。這樣就能滿足對(duì)線路保護(hù)的需要。此速斷保護(hù)的后備保護(hù)可由上級(jí)設(shè)備的定時(shí)限電流速斷保護(hù)承擔(dān)。10KV線路保護(hù)時(shí)限級(jí)差配合問題。10KV線路保護(hù)處于系統(tǒng)各級(jí)保護(hù)的最末端，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)限逐級(jí)配合后無法滿足整定要求，如出現(xiàn)10KV出現(xiàn)保護(hù)整定時(shí)限為0s,，甚至為理論上的“負(fù)值”。解決辦法：1）對(duì)只有一臺(tái)主變壓器的農(nóng)村變電所，可將主變壓器高低壓側(cè)過電流保護(hù)采用相同的動(dòng)作時(shí)限。2）對(duì)于有兩臺(tái)三繞組變壓器并列運(yùn)行的110KV變電所，其10KV線路保護(hù)時(shí)限整定時(shí)，可使35KV母線分段斷路器過電流動(dòng)作時(shí)間（或主變壓器35KV后備保護(hù)聯(lián)跳母分?jǐn)嗦菲鲿r(shí)間）與主變壓器10KV側(cè)斷路器過電流動(dòng)作時(shí)間相同。這樣，當(dāng)10KV母線故障時(shí)，有可能使兩斷路器同時(shí)動(dòng)作。按上述整定，有利于該斷路器與10KV線路保護(hù)的配合。第二章 計(jì)算部分：首先選取基準(zhǔn)容量=100MVA，同時(shí)取各電壓級(jí)的基準(zhǔn)電壓等于各電壓級(jí)的平均額定電壓即 =Uav根據(jù)電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算條件66KV側(cè)　　取UB＝66KV10KV側(cè) 　　 取UB＝ 系統(tǒng)參數(shù)：66KV系統(tǒng)： 富榮電廠：SXt=470MVA X*= 新力變電所：SXt=300MVA X*=各66KV送電線和10KV配電線路長度：富榮電廠的電抗標(biāo)么值X1*=X*SB/SN=100/470=新力變電所的電抗標(biāo)么值X2*=X*SB/SN=100/300=線路1的電抗標(biāo)么值XwL1*=XwLSB/UB2=100/662=線路2的電抗標(biāo)么值 XwL2*=XwLSB/UB2=100/662=0188 變壓器T1和T2的電抗標(biāo)么值 XT1*=UK（%）/100SB/SN=100/10 =XT2*=XT1*=線路3的電抗標(biāo)么值（即大興線）XwL3*=XwLSB/UB2=100/=線路4的電抗標(biāo)么值（即大新線）XwL4*=XwLSB/UB2=15100/=線路5的電抗標(biāo)么值（）XwL4*=XwLSB/UB2=100/=：在對(duì)黑山變電站進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是非常重要的。要考慮主變單獨(dú)或并列運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路時(shí)的情況，才能進(jìn)行繼電保護(hù)的整定計(jì)算以及選用限制短路電流的設(shè)備。在進(jìn)行短路計(jì)算中，應(yīng)按下列前提條件進(jìn)行：確定短路電流所采用的變電站的運(yùn)行方式，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路時(shí)的接線方式，其計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在短路電流為最大地點(diǎn)。在繼電保護(hù)計(jì)算中，不僅要用到最大運(yùn)行方式下的三相短路電流值，尚須應(yīng)用最小運(yùn)行方式下的兩相或單相短路電流值來校驗(yàn)其靈敏度。 （1） 電氣主接線選擇。（2） 選擇導(dǎo)體和電器。（3） 確定中性點(diǎn)接地方式。（4） 計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺。（5）確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。（6）驗(yàn)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(jì)算。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行短路電流計(jì)算的是為了選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算之用。 K1點(diǎn)到K5點(diǎn)短路電流計(jì)算 K1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)（1）當(dāng)CQF1斷開時(shí)，富榮電廠向母線供電，K1點(diǎn)發(fā)生三相短路 X∑1*（1）=X1*+XWL1*=+=IK1*（1）=1/X∑*（1）=1/=IK1（1）=IK1*（1）SB/UB=100/66=（KA）（2）當(dāng)CQF1斷開時(shí)，新力變電所向66KV母線供電，K1點(diǎn)發(fā)生三相短路 X∑1*（2）=X2*+XWL2*=+= IK1（2）=1/X∑*（2）=1/=