【導(dǎo)讀】過程和基本方法。首先介紹了變電站設(shè)計應(yīng)注意的地方；其次根據(jù)煤礦的原始資。經(jīng)濟、合理地運行，滿足人們對電能的基本需求。1負荷計算及變壓器的選擇·············6. 變壓器的容量和臺數(shù)的選擇··········8. 2變電所的主接線················9. 變電所主接線的要求·············9. 10KV主接線的選擇·············12. 變電站的用電接線·············14. 短路原因和種類··············15. 短路的危害和研究短路的目的········15

　　

【正文】 式中 opU — 保護裝置 的動作電壓 .maxkU — 保護區(qū)末端金屬性短路時故障電壓的最大計算 4）可靠性 是指在該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，應(yīng)正確動作，不應(yīng)拒動；而在任何其他該保護不該動作的情況下，則不應(yīng)誤動作。保護裝置動作的可靠性是非常重要的，任何拒動或誤動都將使事故擴大，造成嚴重后果。 以上四項是對繼電保護的基本要求，是選擇設(shè)計繼電保護的依據(jù)。根據(jù)以上分析可以看出，四個基本要求是相互聯(lián)系而又互相矛盾的，故在選擇、設(shè)計保護裝置時，應(yīng)使 全局出發(fā)，統(tǒng)一考慮。 變電所繼電保護的配置 1）變電所進線側(cè)斷路器設(shè)定時限過流保護； 2）主變壓器設(shè)置瓦斯保護、溫度保護、差動保護、過流保護、過負荷保護等5種保護； 3） 10kV 母聯(lián)保護由變壓器的后備保護來實現(xiàn)，設(shè)置限時速斷保護，作為配出線過流保護的后備，采用電流速斷為配出線電流速斷保護的后備； 4） 10kV 出線，對于變電所附近的低壓變壓器以及較長的線路設(shè)置速斷保護和過流保護，過流保護的動作時間為 1s；對出線較短的線路和電容器一般只設(shè) 36 無時限的過流保護。 5）電容器的繼電保護，對電容器組和斷路器之間連 接線的短路，裝設(shè)瞬時速斷和定時限過流保護；內(nèi)部故障采用熔斷器保護，另外還有過電壓保護和低電壓保護。 35kv 進線保護 35kV 進線設(shè)置限時速斷和過流保護 。 1 限時速斷保護的整定計算 1）動作電流 可知 35kV 母線上的最大三相短路電流為 ,則一次動作電流 )3( maxkcoop IkI ? =? ? = 限時速斷保護的接線方式采用 V 型接線 , 接線系數(shù) wck =1, 電流繼電器選用電磁型繼電器 ,返回系數(shù) rek =，但限時速斷無須考慮返回系數(shù)，進線開關(guān)的CT變比為 200/5，則二次動作電流： ropI. =opTAwcIkk= 1 1 8 5 0 4 6 .2 540 A?? 由計算，選用電磁式電流繼電器 DL21，電流整定范圍 25100A。 2）靈敏度檢驗 查表可知， 35kV 母線上的最小 二相短路電流 , 則 lmK =dzdII??)2(min = ? 符合要求 3）動作時限 ?opt s 2 過流保護的整定計算 1）動作電流 該 站 的 總 負 荷 為 10000kVA ， 則 進 線 的最大 長 時 負 荷 電 流 為m a x 10000 1653 3 3 5caf NSIAU? ? ? ?? 一次動作電流 37 //////m a x 1 . 2 1 . 5 1 6 5 3 4 9 . 4 10 . 8 5k z qd z fhKKI I AK ?? ? ? ? ? 過流保護的接線方式是 選用 二相 三 繼電器 接線（可以提高遠后備保護的靈敏度），接線系數(shù) wck =1, 選用電磁型 電流 繼電器 , 返回系數(shù) rek =， CT 變比為200/5，則 二次動作電流： ropI. =opTAwcIkk=401 ? = 由計算，選用 DL21 電流 繼電器， 電流整定范圍為 25－ 100A 2）靈敏度檢驗 可知， 35kV 母線上的最小二相短路電流為 , 則m i n( /// 3 . 4 3 9 . 8 20 . 3 4 9dlmdzIK I??? ? ?本 末進 ） 符合要求。 可知， 10kV 母線上的最小二相短路電流為 , 則 39。39。.1( 2 / 3 ) 4 . 3 5 2 1 4 . 4 0 1 . 20 . 3 4 9 3kldzIk I ?? ? ? ?? 符合要求 3）動作時間 2?opt s 35kv 母聯(lián)開關(guān)保護 35kV 母聯(lián)開關(guān)設(shè)置速斷保護。其與 35kV 進線的限時速斷一樣，故用電磁式電流繼電器 DL－ 21，電流整定范圍為 25－ 100A。靈敏度校驗也同 35kV 進線限時速斷校驗一樣，校驗合格。 主變壓器保護 主變壓器設(shè)置 溫度保護、瓦斯保護、差動保護、過流保護、過負荷保護等保護。 1 主變差動保護 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)： 35kV 母線歸算至平均電壓為 37kV 的最大運行方式三相短路電流 38 為 ，最小運行 方式下的兩相短路電流為 ； 10kV 母線歸算至平均電壓為 的最大運行方式三相短路電流為 。把 10kV 側(cè)短路參數(shù)歸算到 35kV 側(cè)后，最大運行方式三相短路電流為 ，最小運行方式兩相短路電流為 *。下面對差動保護進行整定計算。 1） 計算變壓器各側(cè)一次額定電流，選出電流互感器變比，并計算各側(cè)電流互感器二次回路額定電流，計算結(jié)果如下表。 表 61 繼電器的計算結(jié)果 名稱 35kv側(cè) 10kv側(cè) 各側(cè)額定電流 A ? ?1 10000 3 35NTI ??=165 ? ?2 10000 3 10NTI ??=578 互感器接線方式 d y 電流互感器計算變比 3? 165/5=286/5 3? 578/5=600/5 選擇變比 300/5＝ 60 6005120? 二次回路電流 A 3 165 / 60 ? ? ? 578/120 ?? 首先確定基本側(cè)，基本側(cè)是指繼電器中差動線圈的首端（正極性。由上表可以看出， 6kV 側(cè)為基本側(cè)。 2）計算保護裝置 10kV 側(cè)的一次動作電流 按躲過外部最大不平衡電流： )3( m a x.)( kismcoop IfUfKKI ????? = (1 ++) 8190 = 按躲過勵磁涌流 . 1 .3 5 7 8 7 5 3 .4o p c o N TI K I A? ? ? ? 按躲過電流互感器二次斷線 m a x 1 .3 5 7 8 7 5 3 .4o p c o fI K I A? ? ? ? 綜合 考慮，應(yīng)按躲過外部故障不平衡電流條件，選用 10kV 側(cè)一次動作電流Ion= 3）確定線圈接線與匝數(shù) 39 平衡線圈Ⅰ、Ⅱ分別接與 10kV 側(cè)與 35kV 側(cè)。 計算基本側(cè)繼電器動作電流 . 1 2 1 2 9 . 4 1 7 . 7 4 5120w c o po p r TAKIIAK ?? ? ? 基本側(cè)工作線圈計算匝數(shù)為 0.60 3 .3 81 7 .7 4 5aco p rAWW I? ? ? 匝 根據(jù) 編程 BCH2內(nèi)部實際接線，選擇實際整定匝數(shù)為 4IW? 匝 ，其中取差動線圈匝數(shù)為 3,平衡線圈 I的匝數(shù)為 b 1IW? 則 10kV側(cè)繼電器實際電流動作電流? 確定 10kV 側(cè)平衡線圈的匝數(shù) 2b24 . 8 14 3 1 . 0 54 . 7 6 2NIIdNIW W WI? ? ? ? ? ?ⅡⅡ 匝 確定平衡線圈Ⅱ?qū)嶋H匝數(shù)為 . 1bsW ?Ⅱ 匝 5）計算由于實際匝數(shù)與計算匝數(shù)不等產(chǎn)生的相對誤差 f? . 1 1 . 0 5 0 . 0 0 9 91 . 0 5 4b b sbbWWf WW? ?? ? ? ? ???Ⅱ ⅡⅡ 因為 || ??f ，相差很少，故不 需要核算動作電流。 6）初步確定短路線圈的抽頭選用 21 CC? 抽頭。 7）計算最小靈敏系數(shù) 按最小運行方式下， 10kV 側(cè)兩相短路校驗。因為基本側(cè)互感器二次額定電流最大，故非基本側(cè)靈敏系數(shù)最小。 35kV 側(cè)通過繼電器的電流為 39。( 2 ). m i nm i n . 3 3 3 4 0 0 9 8 . 1 560kkr TAIIAK ?? ? ? 繼電器的整流電流為 0..60 1531o p rd b sAWIAWW? ? ???Ⅱ 40 則最小靈敏系數(shù)為 m i n .m i n.9 8 . 1 5 6 . 5 4 215krso p rIK I? ? ? ?。 最小靈敏系數(shù)滿足要求。 8）差動保護計算結(jié)果 由以上計算，主變壓器選用差動保護，短路線圈“ 21 CC? ”,差動線圈 4 匝； 10kV 接線方式側(cè) Y 形，變比 600/5； 35kV接線方式側(cè) ? ，變比 300/5； 2 主變過流保護 為了防止外部短路引起變壓器線圈的過電流，并作為差動和瓦斯保護的后備保護，變壓器還必須裝設(shè)過電流保護。過電流保護動作應(yīng)躲過變壓器的最大工作電流整定。 一次動作電流為： a x ????? Lrecoop IkkIA 繼電器動作電流為： 60 2. ??? TAopdzj kIIA 選用繼電器 DL－ 31， 靈敏度校驗： ? ?2. m i n 3430 1 1 . 3 3 1 . 53 0 2 . 7 5ks opIk I? ? ? ? 符合要求。 動作時限整定為 2s。 3 主變過負荷保護 變壓器過負荷大都是三相對稱的，所以過負荷保護可采用單電流繼電器接線方式，經(jīng)過一定延時作用于信號，保護裝置的動作電流按躲過變壓器額定電流整定。 一次動作電流為： 3 16 . ???? re NTcoolop k IkIA 繼電器動作電流： 60 . ??? TAolopop kIIA 動作時限整定為 10s，選用繼電器 DL－ 31， 。 41 10kv 母線保護 10kV 母聯(lián)保護設(shè)置限時速斷保護。 一次動作電流： ? ?2. m i n 1 . 5 6 3 0 0 / 1 . 5 4 2 0 0o p kI I A? ? ? 二次動作電流（ 6kV 母聯(lián)開關(guān) CT TAk ＝ 600/5， 1?wck ）： . 1 4 2 0 0 3 5120wco p r o pTAkIIk? ? ? ?A 選用電磁式電流繼電器 DL－ 31，電流調(diào)節(jié)范圍 － 50A。 10kv 出線保護 對 10kV出線保護 ,回路設(shè)置速斷保護和過流保護，具體選型和校驗如下。 1 速斷保護： 一次動作電流 Iop= min.)2( kI = = 繼電器動作保護電流 Iop= 5/4004200 = 由計算，選用繼電器 DL－ 31， 25100A。 2 過流保護： 一次動作電流 1 . 2 1 . 3 4 4 5 8 1 6 . 7 10 . 8 5c o o lo p c arekkIIk ??? ? ?A 繼電器動作電流. 5j dzI ??A 動作 時限整定為 ，選用繼電器 DL－ 31， 1025A。 3 靈敏度校驗 Ks=IopkI min.)2(= = 由計算得，所選符合條件。 42 6 變電所的防雷措施及接地裝置 35kv 和 10kv 線路的防雷 變電所內(nèi)安裝使用著類型繁多的電氣設(shè)備，這些設(shè)備均直接和供電系統(tǒng)的線路相連，如果雷電沖擊波由線路侵入變電所，過電壓將使電氣設(shè)備絕緣擊穿損壞，造成事故。直接影響礦井生產(chǎn)，為此，可使用避雷器防止上 述過感應(yīng)過電壓所產(chǎn)生的雷電沖擊波入侵變電所或其他設(shè)備。 35kV 架空線設(shè)置架空地線，并在進入變電所時設(shè)置管型雷器。對于變電所附近導(dǎo)線上，遭受雷擊時沖擊波的陡度將會超過變電所的避雷器允許值，因此，對靠近變電所的一段進線上應(yīng)裝設(shè)避雷裝置。 在進入變電所前的 2km，架設(shè)架空線并裝設(shè)閥型避雷器。 35kv 母線上短路電流 (3)max kA? (2)min kA? 查《煤礦供電手冊》選用 G S 10235? 型 閥型避雷器 其參數(shù) (3)max kA? ＜ 10kA 故合格 在 35kV 母線上裝設(shè)閥型避雷器，避雷器選用 FZ35可以滿足要求。 10kV 母線上短路電流 (3)10max kA? 查《煤礦供電手冊》選用 其參數(shù) (3)10max kA? ＜ 40kA 故合格 變電所直擊雷保護 為了防止設(shè)備免受直接雷擊，通常采用裝設(shè)避雷針的措施。避雷針高于被保護物，其作用是將雷電 吸引到避雷針本身上來并安全地將雷電引入大地，從而保護了設(shè)備。 避雷針的保護范圍可以用模擬試驗和運行經(jīng)驗來確定，由于雷電的路徑受很多偶然因素的影響，因此要保證被保護物絕對不受直接雷擊是不現(xiàn)實的，一般，保護范圍是指具有 ％左右雷擊概率的空間范圍而言。 本設(shè)計中采用雙支等高避雷針 43 其保護范圍可按下式計算，兩針外側(cè)的保護范圍可按單針計算方法確定，兩針間的保護范圍應(yīng)按通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點 O的圓弧來確定，O點的高度 ho按下式計算 : 7o Dhhp?? 上式中 D為兩針間的距離（ m） ,p— 高度影響系數(shù)。 水平面上保護范圍的一側(cè)寬度 bx可按下式計算 ( )x o xb h h?? 本變電站有兩根避雷針，高度都為 25米 距離 40 米 保護物的高度為 hx=12 米 7o Dhhp?? 402 5 1 9 .371oh ? ? ?? ( )x o xb h h?? 1. 5 (19 .3 12 ) 11 .2 5xb ? ? ? ? 接地裝置 接地的分類 1 功能性接地 用于保證設(shè)備（系統(tǒng)）的正常運行，或使設(shè)備（設(shè)備