【正文】 電所內(nèi)集中補(bǔ)償。居住區(qū)的無功負(fù)荷宜在小區(qū)變電所低壓側(cè)集中補(bǔ) 償。 無功補(bǔ)償?shù)淖饔? (1)提高電網(wǎng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備所需容量，減少不必要的損耗。 (2)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量。而在長(zhǎng)距離輸電線路中安裝合適的無功補(bǔ)償裝置可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及輸電能力。 (3)在三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，可對(duì)三相視在功率起到平衡作用。 提供無功功率的途徑大致有 以下幾種 ： (1)同步發(fā)電機(jī)：調(diào)整勵(lì)磁電流，使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，輸出有功功率的同時(shí)輸出無功功率； (2)同步電動(dòng)機(jī)：與同步發(fā)電機(jī)一樣可提供無功； (3)同步調(diào)相機(jī)：當(dāng)同步電機(jī)空載運(yùn)行而僅向電網(wǎng)輸送無功功率時(shí)，便被稱為調(diào)相機(jī)。 (4)靜止無功補(bǔ)償裝置：早期為飽和電抗器型的，目前較先進(jìn)的采用了自換相變流電路。 (5)并聯(lián)電容器：可提供超前的無功功率以補(bǔ)償感性負(fù)荷，多裝于降壓變電所，還可就地補(bǔ)償。 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 計(jì)算公式 C C cQ p q=? （ 51） 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 31 式 中 ： CQ — 無功功率補(bǔ)償容量 cp — 計(jì)算有功功率 cq — 無功功率補(bǔ)償率 補(bǔ)償前 1cosf 為 ～ 取 ， 補(bǔ)償后要求 2cosf 為 ，cq 取 ( 6 8 9 .6 6 6 5 .7 3 1 8 ) 0 .3 1 8 5 3 2 v a rC c cQ p q K= ? + + ? 目前低壓無功功率補(bǔ)償裝置均為柜式，且有按功率因數(shù) 2cosf 是否達(dá)到 以上（可以調(diào)試設(shè)定，一般設(shè)在 ）自動(dòng)投切柜內(nèi)的電容器組的功能，因此在選擇電容器補(bǔ)償柜容量時(shí)，按計(jì)算的補(bǔ)償容量再增加一度的裕度設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用 電容器補(bǔ)償 ，補(bǔ)償容量選擇 600kvar。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 32 第 6 章 二次回路 的設(shè)計(jì) 電力變壓器的保護(hù) 電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備之一，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是大型高壓、超高壓電力變壓器造價(jià)昂貴、運(yùn)行責(zé)任重大。一旦發(fā)生故障遭到損壞，其檢修難度大、時(shí)間長(zhǎng)，要造成很大的經(jīng)濟(jì)損失；另外，發(fā)生故障后突然切除變壓器也會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成或大或小的擾動(dòng)。因此，對(duì)繼電保護(hù)的要求很高。 電 力變 壓器 有別 于 發(fā)電 機(jī)， 它無 旋轉(zhuǎn) 部 件， 是一 種靜 止的 電氣設(shè)備， 結(jié)構(gòu) 比較簡(jiǎn) 單， 運(yùn)行 可靠性 高， 發(fā)生 故障的 機(jī)會(huì) 相對(duì) 較少。但是， 變壓 器是連 續(xù)運(yùn) 行的 ，停電 機(jī)會(huì) 很少 ，而且 絕大 部分 安裝在室外， 受自 然環(huán)境 影響 較大 。另外 ，變 壓器 時(shí)刻受 到外 接負(fù) 荷的影響，特 別是 受電力 系統(tǒng) 短路 故障的 威脅 較大 。因此 ，電 力變 壓器在運(yùn)行中 ，仍 然可能 發(fā)生 各種 類型的 故障 或出 現(xiàn)不正 常的 工作 狀態(tài)。它的故 障對(duì) 電力系 統(tǒng)的 安全 連續(xù)運(yùn) 行會(huì) 帶來 嚴(yán)重影 響， 特別 是大容量變壓 器的 損壞， 對(duì)系 統(tǒng)的 影響更 為嚴(yán) 重。 因此， 考慮 到變 壓器在電力系 統(tǒng)中 的 重要 地位 及其 故障和 不正 常工 作狀態(tài) 可能 造成 的嚴(yán)重后果，必須根據(jù) 變壓器容量和 重要程 度裝 設(shè)相應(yīng) 的繼 電保 護(hù)裝置 。 電 力 變壓 器 的 故 障通 常 可 分 為油 箱 內(nèi) 部 故障 和 油 箱 外部 故 障。油箱內(nèi) 部故 障主要 是指 發(fā)生 在變壓 器油 箱內(nèi) 包括高 壓側(cè) 或低 壓側(cè)繞組的相 間短 路、匝 間短 路、 中性點(diǎn) 直接 接地 系統(tǒng)側(cè) 繞組 的單 相接地短路。 變壓 器油箱 內(nèi)部 故障 是很危 險(xiǎn)的 ，因 為故障 點(diǎn)的 電弧 不僅會(huì)損壞繞 組絕 緣與鐵 心， 而且 會(huì)使絕 緣物 質(zhì)和 變壓器 油劇 烈汽 化，由此可能 引起 油箱的 爆炸 。所 以，繼 電保 護(hù)應(yīng) 盡可能 快地 切除 這些故障。油 箱外 部故障 最常 見的 主要是 變壓 器繞 組引出 線和 套管 上發(fā)生的相間短路和接地短路（直接接地系統(tǒng)）。 變 壓 器 的 不正 常 工 作 狀 態(tài) 主 要 有 過負(fù) 荷 、 外 部 短 路 引 起 的過 電流、外 部接 地短路 引起 的中 性點(diǎn)過 電壓 、油 箱漏油 引起 的油 面降低或冷卻 系統(tǒng) 故障引 起的 溫度 升高等 。此 外， 大容量 變 壓 器， 由于其額定工 作磁 通密度 較高 ，工 作磁密 與電 壓頻 率比成 正比 例， 在過電壓或低頻率下運(yùn)行時(shí)，可能引起變壓器的過勵(lì)磁故障等。 變 壓 器繼 電 保 護(hù) 的任 務(wù) 就 是 反應(yīng) 上 述 故 障或 異 常 運(yùn) 行狀 態(tài) ，并通過斷 路器 切除故 障變 壓器 ，或發(fā) 出信 號(hào)告 知運(yùn)行 人員 采取 措施消除異常，同時(shí) 變壓器保護(hù)還應(yīng) 能用作 相鄰 電器元 件的 后備 保護(hù)。 電力變壓器的瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)元件，對(duì)變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 33 等故障均能靈敏動(dòng)作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電 弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同。瓦斯保護(hù)就是利用反應(yīng)氣體狀態(tài)的瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的。 在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個(gè)密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板 ,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時(shí)，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲(chǔ)油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下 降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時(shí)信號(hào)，這就是所謂的 “輕瓦斯 ”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時(shí)突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的 “重瓦斯 ”。重瓦斯動(dòng)作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。 瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號(hào)。目前大多采用 QJ80 型繼電器，其信號(hào)回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板 。所謂瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號(hào)回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。 至延時(shí)電路信號(hào) 圖 61 瓦斯保護(hù)的接線 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 34 瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)裝置。另外，瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動(dòng)作，對(duì)此必 須采取相應(yīng)的措施。 電力變壓器電流速斷保護(hù) 對(duì)于容量較小的變壓器，當(dāng)其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于 時(shí)，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。它與瓦斯保護(hù)配合，以反應(yīng)變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。 圖 62 電流速斷保護(hù)接線 電流速斷保護(hù) 具有接線簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)，能瞬時(shí)切除變壓器電源側(cè)引出線和套管，以及變壓器內(nèi)部部分先前的故障 。 本設(shè)計(jì)采用 瓦斯保護(hù) 和電流速斷保護(hù)相配合的接線方法。 照明用電設(shè)備的保護(hù) 在大廈中照明電器，風(fēng)扇，空調(diào)等一般均從照明支路去用電流，通信號(hào)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 35 常劃歸照明負(fù)荷用電設(shè)備范圍，所以都可以用照明支路的保護(hù)裝置作為他們的保護(hù)。 照明支路的保護(hù)主要考慮對(duì)照明 用電設(shè)備的鍛煉保護(hù)，對(duì)于要求不高的場(chǎng)合，采用帶短路脫扣器的自動(dòng)開關(guān)進(jìn)行保護(hù)。 電力用電設(shè)備的保護(hù) 在大廈中常把負(fù)載電流為 6A 以上或容量在 以上的用電設(shè)備劃歸為電力用電設(shè)備。對(duì)于電力負(fù)荷，一般不允許從照明插座取用電源，需要單獨(dú)從電力配電箱或照明配電箱中分路供電，除了本身單獨(dú)設(shè)有保護(hù)裝置的設(shè)備外，其余的設(shè)備都在分路供電線路上裝設(shè)單獨(dú) 的保護(hù)裝置。 對(duì)于電熱電器類用電設(shè)備，一般只考慮短路保護(hù)，容量較大的電熱電器在單獨(dú)分路裝設(shè)短路保護(hù)裝置是可采用熔斷器或自動(dòng)開關(guān)作為短路保護(hù)。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)類用電負(fù)荷，在需要單獨(dú)分路裝設(shè)保護(hù)裝置時(shí)，除設(shè)短路保護(hù)外還需要裝設(shè)過載保護(hù)，可由熔斷器和帶過載的磁力起動(dòng)器進(jìn)行保護(hù)，或由帶短路和過載保護(hù)的自動(dòng)開關(guān)進(jìn)行保護(hù)。 低壓配電線路的保護(hù) 低壓配電線路主要考慮短路和過載保護(hù)，所有的低壓配電線路都應(yīng)裝設(shè)鍛煉保護(hù)，一般采用熔斷器或自動(dòng)開關(guān)保護(hù)，由于線路的倒退截面是根據(jù)實(shí)際負(fù)荷選取的，因此，在正常運(yùn)行的情況下負(fù)荷 電流不超過導(dǎo)線的長(zhǎng)期允許載流量，但是為了避開線路中短時(shí)間過負(fù)荷的影響，同時(shí)又能可靠地保護(hù)線路，當(dāng)采用熔斷器作為短路保護(hù)是，熔體的額定電流應(yīng)小于或等于套管絕緣導(dǎo)線允許載流量的 倍。對(duì)于明敷絕緣導(dǎo)線，由于絕緣等級(jí)偏底絕緣老化等原因，融通的額定電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許載流量的 倍，當(dāng)采用自動(dòng)開關(guān)作短路保護(hù)時(shí)，由于其過電流脫扣器具有延時(shí)性并且可調(diào)，可以避開線路的短時(shí)過負(fù)荷電流，所以過電流脫扣器的整定電流一般小于或等于絕緣導(dǎo)線或電纜的允許流量的 倍。 監(jiān)控部分 的設(shè)計(jì) 10kV 高壓配電柜控制、保護(hù)、測(cè) 量等實(shí)現(xiàn)主要有三種方式，一是以交流操作電源為基礎(chǔ)簡(jiǎn)易系統(tǒng)，一是直流為操作電源的常規(guī)電磁型繼電器組成的可調(diào)定時(shí)限系統(tǒng)，一是以直流為操作電源的微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。三種方式的可靠性，維護(hù)性、技術(shù)性及價(jià)格差別較大。根據(jù)大廈甲方提出的供電可靠性要求，備用電源供電時(shí)間盡可能短等條件，選用目前較先進(jìn)的微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本配電戶的監(jiān)控、保護(hù)、測(cè)量。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 36 配置主要原則 滿足國(guó)家相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。如 DL500391 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程， DL47692 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用協(xié)議； DL45191 循 環(huán)式運(yùn)動(dòng)規(guī)約等。 主要技術(shù)指標(biāo) 環(huán)境溫度： 10℃ — +40℃ 海拔高度： 1200 米 相對(duì)溫度： 90% 滿足 各種抗干擾標(biāo)準(zhǔn) 絕緣強(qiáng)度：符合 Q/SD17888 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 工作條件：符合 Q/SD17888 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 裝置的平均故障間隔時(shí)間：不低于 10000 小時(shí) ， SOE 事件記錄分辯率不大于 5ms 輸出接點(diǎn)容量：出口繼電器輸出接點(diǎn)容量 DC220V5A 遙測(cè)精度： 級(jí) 遙信輸入 :無源接點(diǎn)方式 。對(duì)開關(guān)位置信號(hào)采用雙位置接點(diǎn)提高可靠性，系統(tǒng)遙信變位響應(yīng)時(shí)間和上傳時(shí)間小于 3s。 遙測(cè)量和遙信量 1. 遙測(cè)量 ： 10 線路 Ia、 Uab、 Ubc、 P、 Q； 10KV 分段開關(guān) Ia； 直流母線電壓測(cè)量； 10KV 母線電壓測(cè)量（ Uab、 Ubc、 Uca、 Ua、 Ub、 Uc、 Uo） 。 2. 遙信量：全所事故總信號(hào)； 主接線圖中所有斷路器的位置信號(hào)（雙遙信位置）及操作機(jī)構(gòu)信號(hào) ； 10kV 線路保護(hù)信號(hào)（過流保護(hù)動(dòng)作、速斷保護(hù)動(dòng)作、重合閘動(dòng)作、裝置異常、彈簧儲(chǔ)能等） ； 直流系統(tǒng)告警信號(hào) ； 母線接地告警信號(hào) ； 裝置通信故障 ； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 37 主接線圖中所有斷路器的 分、合； 所有保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸 。 3. 批次信息 ： 配電房有功功率，無功功率總加測(cè)量； 配電房有功電度，無功電度總加測(cè)量； 配電房事件順序記錄； 配電房事故追記。 自動(dòng)化功能 配電房當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主站系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn) SCADA 基本功能。 1. 數(shù)據(jù)采集功能 遙測(cè)：有功、無功、電流、電壓、有功電量、無功電量、周波、檔位、溫度、壓力等； 遙信：開關(guān)、刀閘、檔位、設(shè)備、消防、事故總信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、通信故障、裝置異常等； 脈沖電量：脈沖電量、數(shù)值電量； 保護(hù)：保護(hù)定值、測(cè)量量、運(yùn)行 /跳閘波形、故障跳 閘信號(hào)、故障錄波數(shù)據(jù)等； 2. 安全監(jiān)視功能 畫面：主接線圖、系統(tǒng)配置圖、系統(tǒng)狀態(tài)圖、地理接線圖、曲線 /計(jì)劃曲線、棒圖、潮流圖、菜單畫面、各種資料畫面； 各種開關(guān)狀態(tài)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示； 系統(tǒng)周波和系統(tǒng)時(shí)鐘； 主變、線路的負(fù)荷、溫度及電流監(jiān)視； 遙信狀態(tài)監(jiān)視、變位有聲光報(bào)警信息； 用表格顯示實(shí)時(shí)與整點(diǎn)數(shù)據(jù)； 用棒圖、曲線圖形式顯示電壓、負(fù)荷等模擬量； 對(duì)電壓、電流等進(jìn)行越限監(jiān)視 與告警，并可人工修改限值； 3. 數(shù)據(jù)處理 遙測(cè)