【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 1）針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，其中輕瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器； （ 2）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(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器； （ 3）對(duì)由外部相間短路引起的變 壓器過(guò)電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器靈敏度的要求不同，可采用過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘； （ 4）對(duì) 110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘； 11 （ 5）為防御長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷對(duì)設(shè)備的損壞，因根據(jù)可能的過(guò)負(fù)荷情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)； （ 6）對(duì)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(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。 為防止外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流及作為變壓器主保護(hù)的變壓器配置相間短路的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。規(guī)程規(guī)定： （ 1）過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器； （ 2）當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不夠時(shí)，可采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，主要用于升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器； （ 3）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過(guò)電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器； （ 4）負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)， 可用于 63MVA 及以上升壓變壓器； （ 5）按以上兩條裝設(shè)保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路時(shí)常見(jiàn)的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地（零序）保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。 目前我國(guó)在 220kV 系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)絕緣水平較高的分級(jí)絕緣變壓器（如 220kV 變壓器中性點(diǎn)絕緣水平為 110kV 的情況），其中性點(diǎn)可接地運(yùn)行或者不接地運(yùn)行。如果中性點(diǎn)絕緣水平較低（ 如 500kV 系統(tǒng)中性點(diǎn)絕緣水平為 38kV 的變壓器），則中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。 變壓器保護(hù)選型結(jié)果 在實(shí)際使用中可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，除去非電量（氣體）保護(hù)必須投跳外，應(yīng)選擇合理、可靠的主保護(hù)運(yùn)行方式。 可選用的變壓器組保護(hù)有 PSL1201 型（國(guó)電南自公司）、 RCS978型（南瑞繼保公司）等。 發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置及選型 12 發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心，要保證發(fā)電機(jī)的安全、可靠運(yùn)行，就必須針對(duì)其各種故障和異常工作情況，按照發(fā)電機(jī)容量及重要程度， 裝設(shè)完備的繼電保護(hù)裝置。主要包括： （ 1）反映相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)； （ 2）反映定子繞組匝間短路的匝間短路保護(hù)； （ 3）反映定子單相接地短路的定子接地保護(hù)； （ 4）反映發(fā)電機(jī)外部相間短路的后備保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)； （ 5）反映勵(lì)磁回路接地的勵(lì)磁回路一點(diǎn)和兩點(diǎn)接地保護(hù)； （ 6）反映低勵(lì)磁或失磁的失磁保護(hù)； （ 7）反映電子繞組過(guò)電壓的過(guò)電壓保護(hù)； （ 8）反映發(fā)電機(jī)失步的失步保護(hù)； （ 9）反映逆功率的逆功率保護(hù)； （ 10）反映低頻率的低頻保護(hù)； （ 11）反映定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)保護(hù)； 發(fā)電機(jī)保 護(hù)配置原則 （ 1） 1MW 以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) （ 2）對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí)， 100MW 及以下發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)， 100MW 及以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，對(duì) 200～ 300MW的發(fā)電機(jī)變壓器組可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。 （ 3）對(duì) 300MW 及以上汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，即裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng) 保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)雙重發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 （ 4）與母線直接連接的發(fā)電機(jī)，當(dāng)單相接地故障電流大于允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)裝置。 （ 5）對(duì)于采用發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線的發(fā)電機(jī)，容量在對(duì) 100MW 以下的，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)小于 90%的定子接地保護(hù)；容量在 100MW 以上的，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù)。 （ 6） 1MW 以上的水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)裝置。 （ 7） 100MW 以下的汽輪發(fā)電機(jī)，對(duì)一點(diǎn)接地故障，可采用定期檢測(cè)裝 置。 13 對(duì)兩點(diǎn)接地故障，應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。 （ 8）轉(zhuǎn)子內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)和 100MW 及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)裝置，每臺(tái)發(fā)電機(jī)裝設(shè)一套；并可裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置，每臺(tái)發(fā)電機(jī)裝設(shè)一套，對(duì)旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)一點(diǎn)接地故障定期檢測(cè)裝置。 （ 9） 100MW 以下，不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，宜裝設(shè)專用的失磁保護(hù) （ 10） 100MW 以下但失磁對(duì)電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)及 100MW 及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。對(duì) 600MW 的發(fā)電機(jī)可裝設(shè)雙重化的失磁保護(hù)。 其 他自動(dòng)裝置的配置 備用電源自動(dòng)投入裝置（ AAT） 備用電源自動(dòng)投入裝置就是當(dāng)工作電源或工作設(shè)備因故障被斷開(kāi)以后，能自動(dòng)而且迅速地將備用電源或備用設(shè)置投入工作。 構(gòu)成備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求： （ 1）應(yīng)保證在工作電源斷開(kāi)后 AAT 才可以動(dòng)作； （ 2）工作母線上的電壓無(wú)論因任何原因消失時(shí) AAT 均應(yīng)動(dòng)作； （ 3） AAT 應(yīng)保證只動(dòng)作一次； （ 4）當(dāng)工作母線和備用母線同時(shí)失電、或備用電源消失時(shí)， AAT 不應(yīng)動(dòng)作； （ 5） AAT 的動(dòng)作時(shí)間以盡可能短為原則； （ 6）備用電源投于故障上時(shí)，應(yīng)使繼電保護(hù)加速 動(dòng)作； （ 7）應(yīng)校驗(yàn)備用電源的過(guò)負(fù)荷和電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)情況； ： （ 1）低電壓元件 應(yīng)能在所接母線失壓后可靠動(dòng)作，而在電網(wǎng)故障切除后可靠返回，為縮小低電壓元件動(dòng)作范圍，低電壓定值整定較低，一般整定為 ~倍額定電壓。設(shè)計(jì)時(shí)為避免自動(dòng)投入裝置失壓誤動(dòng)，低電壓元件可由兩個(gè)電壓繼電器組成，其觸電構(gòu)成與門出口，兩個(gè)電壓繼電器的電壓可取自同一組電壓互感器的不同相別，也可取自不同電壓等級(jí)或者所以電系統(tǒng)。 （ 2）有壓檢測(cè)元件 應(yīng)能在所接母線電壓正常時(shí)可靠動(dòng)作，而在母線電壓低到不允許自投裝置動(dòng)作時(shí) 可靠返回，電壓定值一般整定為 ~ 倍額定電壓。 （ 3）動(dòng)作時(shí)間 電壓鑒定元件動(dòng)作后延時(shí)跳開(kāi)工作電源，其動(dòng)作時(shí)間宜大于本級(jí)線路電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與線路重合閘時(shí)間之和。 14 一般不帶延時(shí)，如跳開(kāi)工作電源時(shí)需聯(lián)切部分負(fù)荷，則投入時(shí)間整定為 ~ ： （ 1）安裝在變壓器電源側(cè)的自動(dòng)投入裝置，如投入在故障設(shè)備上，后加速保護(hù)應(yīng)快速切出故障，本級(jí)線路電源側(cè)速動(dòng)段保護(hù)的非選擇性動(dòng)作由重合閘來(lái)補(bǔ)救，電流定值應(yīng)對(duì)故障設(shè)備有足夠靈敏系數(shù)，同時(shí)還應(yīng)可靠躲過(guò)包括自起動(dòng)電流 在內(nèi)的最大負(fù)荷電流。 （ 2）安裝在變壓器負(fù)荷側(cè)的自動(dòng)投入裝置，如投入在故障設(shè)備上，為提高投入成功率，后加速保護(hù)宜帶 ~ 延時(shí)，電流定值應(yīng)對(duì)故障設(shè)備有足夠靈敏系數(shù)，同時(shí)還應(yīng)可靠躲過(guò)包括自起動(dòng)電流在內(nèi)的最大負(fù)荷電流。 重合閘的配置 自動(dòng)重合閘的采用，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需要。電力系統(tǒng)采用自動(dòng)重合閘裝置有兩個(gè)目的：一是輸電線路的故障絕大多數(shù)為瞬時(shí)性的，因此在線路被斷開(kāi)后，再進(jìn)行一次重合閘，就可以恢復(fù)供電；二是保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況，通過(guò)穩(wěn)定計(jì)算，選擇合適 的重合閘方式，收到了良好的效果。 2. 自動(dòng)重合閘的配置原則 自動(dòng)重合閘的配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀、電壓等級(jí)、系統(tǒng)穩(wěn)定要求、負(fù)荷狀況、線路上所裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置及斷路器性能，以及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素決定。其簡(jiǎn)要原則是：?jiǎn)蝹?cè)電源線路包括輻射狀單回線、平行線或環(huán)狀線路，其特點(diǎn)是僅有一個(gè)電源，不存在非周期重合閘問(wèn)題，一般采用三相重合閘，裝于線路供電側(cè)。 雙側(cè)電源線路分以下幾種： （ 1） 110kV 及以下電壓等級(jí)在環(huán)狀，在電源與負(fù)荷技術(shù)條件允許的情況下，可采有非周期重合閘。 （ 2）當(dāng)并列運(yùn)行的系統(tǒng)或發(fā)電廠之間的 聯(lián)絡(luò)線，在三條以上，且任何時(shí)候不會(huì)少于兩條時(shí)，可考慮選用不檢查同期的三相重合閘。 （ 3）當(dāng)并列運(yùn)行的系統(tǒng)或發(fā)電廠之間，可能出現(xiàn)單回線運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算，在不允許采用非周期重合閘時(shí)，可采用檢查無(wú)壓及同期重合閘。 （ 4）在沒(méi)有其他連系的雙回線上，當(dāng)不能采用非周期重合閘時(shí)，可采用檢查相鄰線路有電流的重合閘或采用無(wú)壓、同期檢定重合閘。 （ 5）在雙側(cè)電源單回線上，當(dāng)不能采用非周期重合閘時(shí)，可根據(jù)具體情況， 15 采用以下重合閘形式： 1）一般采用解列重合閘，由系統(tǒng)向小電源系統(tǒng)輸送功率。當(dāng)線路故障后，系統(tǒng)側(cè)跳開(kāi)線路斷路器，小電 源側(cè)從解列點(diǎn)斷開(kāi)，基本上應(yīng)保證對(duì)重要負(fù)荷供電，待系統(tǒng)側(cè)檢查線路無(wú)電壓重合閘成功后，再在解列點(diǎn)使用同期重合閘。 2）對(duì)水電廠可采用自同期重合閘，即系統(tǒng)側(cè)裝設(shè)有無(wú)壓檢查重合閘，待重合閘成功后，水輪發(fā)電機(jī)以自同步方式自動(dòng)與系統(tǒng)并列。 3）當(dāng)線路裝有全線速動(dòng)保護(hù)和快速的斷路器時(shí)，在兩側(cè)電勢(shì)實(shí)際擺開(kāi)角度的允許沖擊范圍內(nèi)，可采用三相快速重合閘。 （ 6）在超高壓電網(wǎng)中，由于傳輸功率很大、穩(wěn)定問(wèn)題突出，若具有分相操作機(jī)構(gòu)的斷路器時(shí)，更適合采用單相重合閘及綜合重合閘。 在本次設(shè)計(jì)中，都是配置 110kV 的輸電線路，所以本次設(shè)計(jì) 主要選用三相一次重合閘。 16 3 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)運(yùn)行方式分析 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變比，直接影響到保護(hù)的性能。因此對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。從而使得所選用的保護(hù)在各種系統(tǒng)運(yùn)行方式下，都能滿足選擇性和靈敏度的要求。對(duì)于保護(hù)來(lái)說(shuō)，最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下超過(guò)保護(hù)的電流值最大；最小運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下超過(guò)保護(hù)的電流值最小。在整定時(shí)，一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定整定值，在靈敏度校驗(yàn)時(shí)，一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行。 在本次設(shè)計(jì)中， 最大運(yùn)行方式：全部機(jī)組 、變壓器及線路投入運(yùn)行；最小運(yùn)行方式：各廠各容量機(jī)組停運(yùn)一臺(tái)；中性點(diǎn)運(yùn)行方式：發(fā)電廠各段母線上經(jīng)常有一臺(tái)變壓器接地運(yùn)行，中間變電所可取一臺(tái)主變中性點(diǎn)接地，終端變電所的主變一般不接地。 負(fù)荷點(diǎn)最大負(fù)荷電流的計(jì)算 maxfh I 計(jì)算如下 例如： A157101103 101521 36m a xf h ??? ???I （ ） 用同樣的計(jì)算方法可得其他變電所的 maxfh I ，其他變電所的 maxfh I 如表 表 變電所最大負(fù)荷電流表 變電所編號(hào) maxfh I (A) 線路編號(hào) maxfh I (A) 1 157 L1 157 2 52 L2 52 3 105 L3 105 4 157 L4 157 5 331 L5 39 6 209 L6 300 7 209 L7 292 L8 209 17 設(shè)備的選擇 互感器的配置原則 （ 1）為滿足 測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器； （ 2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)； （ 3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制； （ 4） 60～ 220kV 電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器； （ 5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 電流互感器的選擇依據(jù) （ 1）電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流 1I 與 2I在數(shù)值和相位上都有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來(lái)選擇。 （ 2）電流互感器 10%誤差曲線 電流互感器 10%誤差曲線是對(duì)保護(hù)級(jí) （ BlQ）電流互感器的要求與測(cè)量級(jí)電流互感器有所不同。對(duì)測(cè)量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過(guò)故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超 過(guò) 10%。電流互感器的 10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過(guò) 10%的條件下，一次電流的倍數(shù)與電流互感器允許的最大二次負(fù)載阻抗 2fZ 關(guān)系曲線。 （ 3）額定容量 為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷 2S 應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量 2S 。即： 2f2222 ZISS e?? （ ） ? ?????? cdjy2f ZZZZZ （ ） 式中 yZ —— 測(cè)量?jī)x表電流