【文章內(nèi)容簡介】 算與母聯(lián)相同。滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此所選隔離開關合適。 10KV電壓等級的斷路器及隔離開關的選擇（1） 出線側斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術參數(shù)如下表25所示：表25 型斷路器的技術參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時間S峰值1S101250050071熱穩(wěn)定效驗：，熱穩(wěn)定時間為：因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=，所以，滿足熱穩(wěn)定效驗。動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定效驗。因此所選斷路器合適。（2） 主變壓器側斷路器的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇開斷電流選擇： (d3點短路電流)由上表可知，同樣滿足主變壓器側斷路器的選擇。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)相同。 母線的選擇 35KV母線選擇（1） 按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面 選用LGJ70鋁絞線，滿足長期發(fā)熱條件的要求（2）熱穩(wěn)定效驗用插值法得：查表可知：所選截面，能滿足熱穩(wěn)定要求。（3）共振效驗，L=，則當固有頻率在30～160HZ以外時，有β≈1或p1，在此情況下，可不考慮共振的影響，取β=1（4） 動穩(wěn)定效驗相間電動力的數(shù)值為：相間應力的數(shù)值為：根據(jù)，可以查得形狀系數(shù)條間電動力為：最大允許襯墊跨距：鋁雙條導體的取1003，則襯墊臨界跨距為：，因此不需裝設襯墊?？梢詽M足動穩(wěn)定要求所選母線符合要求 10KV母線選擇（1） 按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面查槽形鋁導體長期允許載流量表，選用的槽形鋁導體，平放。（2） 熱穩(wěn)定效驗用插值法得：查表可知：所選截面，能滿足熱穩(wěn)定要求。（3） 共振效驗導體一階固有頻率當固有頻率在30～160HZ以外時，有β≈1或p1，在此情況下，可不考慮共振的影響，取β=1（4） 動穩(wěn)定效驗相間電動力的數(shù)值為：相間應力的數(shù)值為：對于雙槽型導體，計算相間和條間電動力時，均取條間電動力為：最大允許襯墊跨距：鋁雙條導體的取1003，則襯墊臨界跨距為：，因此不需裝設襯墊。條間計算應力：所以 可以滿足動穩(wěn)定要求所選母線符合要求 絕緣子和穿墻套管的選擇 35KV母線的絕緣子的選擇初選 型支柱式絕緣子，機械負載為,受到機械荷載為：滿足動穩(wěn)定性要求所選母線符合要求 10KV母線的絕緣子的選擇初選 型支柱式絕緣子，機械負載為,受到機械荷載為：滿足動穩(wěn)定性要求所選母線符合要求 10KV母線的穿墻套管的選擇初選型穿墻套管，機械負載為,5S時的熱穩(wěn)定電流為75KA 。熱穩(wěn)定效驗：滿足熱穩(wěn)定要求受到機械荷載為：滿足動穩(wěn)定性要求所選母線符合要求 第6章 繼電保護的設計基礎 變電站繼電保護的發(fā)展 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。繼電保護的未來發(fā)展，繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。微機保護技術的發(fā)展趨勢：① 高速數(shù)據(jù)處理芯片的應用② 微機保護的網(wǎng)絡化③ 保護、控制、測量、信號、數(shù)據(jù)通信一體化④ 繼電保護的智能化。 繼電保護裝置的基本要求 繼電保護及自動裝置屬于二次部分，它對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。對繼電保護裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性。 繼電保護整定 繼電保護整定的基本任務就是要對各種繼電保護給出整定值，而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需要編出一個整定方案。整定方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級或者設備來編制，并且還可按繼電保護的功能劃分小方案分別進行。例如：35kV變電站繼電保護可分為：相間短路的電壓、電流保護，單相接地零序電流保護，短線路縱聯(lián)差動保護等。整定計算一般包括動作值的整定、靈敏度的校驗和動作時限的整定三部分。并且分為：① 無時限電流速斷保護的整定。② 動作時限的整定。③ 帶時限電流速斷保護的整定。 設計35/10kV系統(tǒng)為雙電源35kV內(nèi)橋接線，10kV側單母線分段接線，所接負荷屬一二類負荷居多。1) 本設計中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點不接地的電力變壓器等主要設備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。2) 電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。① 變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。② 變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。3) 變壓器的不正常運行過負荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及油位過低。 線路繼電保護裝置 根據(jù)線路的故障類型，設置相應的繼電保護裝置如下：1) 10kV負荷側單回出線保護，采用兩段式電流保護，即電流速斷保護和過電流保護。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0s跳閘。2) 35kV 線路的保護，采用三段式電流保護，即電流速斷保護、帶時限電流保護與過電流保護。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0s跳閘。 變壓器為變電所的核心設備，根據(jù)其故障和不正常運行的情況，從反應各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設置相應的主保護、異常運行保護和必要的輔助保護如下：1) 主保護：瓦斯保護（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動保護（以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。2) 后備保護：過電流保護（以反應變壓器外部相間故障）、過負荷保護（反應由于過負荷而引起的過電流）。3) 異常運行保護和必要的輔助保護：溫度保護（以檢測變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風機自啟動（用變壓器一相電流的70%來啟動冷卻風機，防止變壓器油溫過高）。 1) 10kV線路電流速斷保護：是根據(jù)短路時通過保護裝置的電流來選擇動作電流的，以動作電流的大小來控制保護裝置的保護范圍；有無時限電流速斷和延時電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設計選用無時限電流速斷保護。2) 10kV線路過電流保護:是利用短路時的電流比正常運行時大的特征來鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動作的選擇性由過電流保護裝置的動作具有適當?shù)难訒r來保證，有定時限過電流保護和反時限過電流保護；本設計與電流速斷保護裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時限過電流保護，作為電流速斷保護的后備保護，來切除電流速斷保護范圍以外的故障，其保護范圍為本線路全部和下段線路的一部分。3) 變壓器瓦斯保護：是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障；當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點閉合，這時讓其作用于信號，稱為輕瓦斯保護；故障嚴重時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動作，接點閉合，這時作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護。4) 變壓器縱聯(lián)差動保護：是按照循環(huán)電流的原理構成。在變壓器兩側都裝設電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動繼電器并接在回路壁中，在正常運行和外部短路時，二次電流在臂中環(huán)流，使差動保護在正常運行和外部短路時不動作，由電流互感器流入繼電器的電流應大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過。但實際上由于變壓器的勵磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動保護需解決這些問題，方法有：①靠整定值躲過不平衡電流②采用比例制動差動保護。③采用二次諧波制動。④采用間歇角原理。⑤采用速飽和變流器。本設計采用較經(jīng)濟的BCH2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護裝置的勵磁涌流的能力。第7章 主變繼電保護整定計算及繼電器選擇按GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置：①繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路；②繞組的匝間短路；③外部相間短路引過的過電流；④中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；⑤過負荷；⑥油面降低；⑦變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對于高壓側為35kV及以上的總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護；在有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。在本設計中，根據(jù)要求需裝設過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。①主保護和后備保護：35kV供電系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。 當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。 后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備，還可以起到當主保護雖已動作但最終未能達到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。②近后備和遠后備： 當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護； ③輔助保護： 為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。 作用：用來反映變壓器內(nèi)部故障和油面降低，它反應于油箱內(nèi)部故障所產(chǎn)生的氣體或油箱漏油而動作，其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側斷路器，輕瓦斯保護動作于信號。 輕瓦斯保護的動作于信號的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定：對于容量為10MVA以上的變壓器，整定容積為250~300cm2 。瓦斯保護動作于跳閘的重瓦斯部分，通常按氣體繼電器的油流速度整定。（油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關）。輕瓦斯保護的動作值按氣體容積為250~300cm2整定，本設計采用280 cm2。~， cm2。 瓦斯繼電器選用FJ380型 。瓦斯保護的接線原理圖如下：：（主保護） 作用：用來反映變壓器繞組和引出線上的相間短路、中性點直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側繞組和引出線的單相接地短路以及繞組匝間短路、容量在10000kVA及以上的變壓器應裝設縱差動保護。變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件1) 應躲過變壓器差動保護區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流2) 應躲過變壓器的勵磁涌流3) 在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大負荷時，差動保護不應動作結合設計要求和實際條件只對其做縱差動保護的整定，所選繼電器型號為BCH—2型差動繼電器。計算變壓器各側的一次及二次電流值（在額定容量下）并選擇電流互感器的變比，可按下表計算。由于35 kV側二次電流大，因此以35kV側為基本側。 計算Ie及電流互感器變比 S =4000kVA U1e = 35kV U2e=10 kV 變壓器縱差動保護用互感器變比選擇名 稱各側數(shù)據(jù)高壓（H）低壓（L）額定電壓Y（35kV）Δ（10kV）變壓器各側額定電流變壓器接線方式YΔCT接線方式ΔY選擇CT一次電流的計算值CT計算變比實選CT變比nl2550CT二次回路額定電流不平衡電流Ibp 平衡系數(shù)1確定基本側基本側非基本側由上表可以看出，35kV側電流互感器的二次回路額定電流大于10kVA側。因此35kV為基本側。 確定基本側動作電流：1) 躲過外部故障時的最大不平衡電流 （）利用實用計算式： （）