【正文】 對應(yīng) 110~220kV 裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條 件進行校驗，即裸母線的臨界電壓， Uo 當大于最高工作電壓 Ugmax， UUgmax0? ? ? ? ?? ??? rknrmmU K 00032210 ?? 10 ???? tp? ? ? ? ? ? ?nndrk ?s in121 00 ??? K—— 三相導線水平排列時，考慮中間導線電容比平均電容的不均勻系數(shù)，一般取 m1 導線表面粗糙系數(shù)，一般取 m2 — — 天氣 系數(shù)，晴天取 ，雨天取 n —— 每相分裂導線根數(shù)，對單根導線 n=1 d 分裂間距 ? 相對空氣密度 r0 導體半徑 ?jj 導體相間幾何均距 ? 相間距離 k0 次導線電場強度附加影響系數(shù) （ 5）動穩(wěn)定校驗： 動穩(wěn)定必須滿足下列條件 即 ?max ≤ ?y 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 ?y 母線材料的允許應(yīng)力（硬鋁 ?y 為 69X10pa，硬鋼 137X10pa） 根據(jù) 以上條件整定計算： （ 1） 110kV 側(cè)母線 maxgI =（ 3 nU ?cos ） + 2 nS /（ 3 nU ） = 30/（ 3 110 ） + 2 63/（ 3 110） =（ kV） 選取鋼芯絞線： maxT =4500h 時， 取 J= S= maxgI /J= 310 /=378 2mm 選取 LGJ400/20 的母線。 ① 熱穩(wěn)定校驗 minS = dQ /C dQ = KA2 S 取 C=87， minS = ? /87=（ 2mm ） 所選母線面為 2mm ，故滿足熱穩(wěn)定要求。 ② 動穩(wěn)定校驗 )3(F =[ )3(chi ]2 L 710? /a 取 L=2m a= )3(F = ( 310 )2 2 710? /=(N/m) LGJ400/20 計算拉斷力 88850N，滿足動穩(wěn)定要求。 （ 2） 35kV 側(cè)主母線 maxgI = 2 nS /（ 3 nU ） = 63/（ 3 35） =（ KA） 選取鋼芯絞線： maxT =4500h 時，取 J= 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 24 S= maxgI /J= 310 /= 2mm 選取 LGJ800/100 的母線。 ① 熱穩(wěn)定校驗 minS = dQ /C dQ = KA2 S 取 C=87， minS = ? /87=（ 2mm ） 所選母線截面為 2mm ，故滿足熱穩(wěn)定要求。 ② 動穩(wěn)定校驗 )3(F =[ )3(chi ]2 L 710? /a 取 L= a=2m )3(F = ( 310 )2 710? /2=(N/m) LGJ800/100 計算拉斷力 241100N， 滿足動穩(wěn)定要求。 （ 3） 10kV 側(cè)母線 maxgI = 2 nS /（ 3 nU ） = 63/（ 3 10） =（ KA） ① 熱穩(wěn)定校驗 minS = dQ /C dQ = S 取 C=87， minS = ? /87=（ 2mm ），滿足熱穩(wěn)定要求。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 25 第四章 主 變壓器保護設(shè)計 概述 電力變壓器的結(jié)構(gòu)并不復雜，本提部分一般內(nèi)有旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行起來比較可靠，故障機會較小，但是變壓器是連續(xù)云心的，停電機會很少，而且絕大部分安裝在室外，受大自然環(huán)境的影響較大，另外。變壓器時刻受到外接負荷的影響，特別是受到電力系統(tǒng)短路故障的威脅較大，因此，變壓器在實際的運行中有可能發(fā)生各種類型的過帳和不正常的運行情況。 變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部的兩種故障，內(nèi)部故障是指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障，如下： （ 1） 各繞組之間的發(fā)生的故障； （ 2） 單相繞組部分線匝之間發(fā)生的匝間故障； （ 3） 單相繞 組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障等； （ 4） 鐵芯燒損。 內(nèi)部故障的危險性很大，因為短路電流產(chǎn)生的高溫電弧，不僅會燒毀繞組絕緣和鐵心，而且會使絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能使變壓器外殼局部破裂。甚至發(fā)生油箱爆炸事故，因此。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，必須迅速地把變壓器切除。 變壓器外部故障是指油箱外部絕緣套管及引線上發(fā)生的各種故障，主要故障類型有： （ 1） 絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地短路； （ 2） 引出線之間發(fā)生的相間故障等。 發(fā)生這類故障時，一般也應(yīng)迅速切除變壓器，應(yīng)盡量減小或消除短路電流造成的損害。 變壓器的不正常運行情況主要包括：（ 1）由于外部短路或過負荷而引起的過流電流；（ 2）油管漏油而造成的油面降低：（ 3）變壓器中性點電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵磁等。 為了防止變壓器發(fā)生各種類型的故障和不正常運行時造成的不應(yīng)有的損失，保證電 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 26 力系統(tǒng)的安全連續(xù)運行，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)一系列的保護裝置。 主變壓器保護的配置 主變壓器的主保護 瓦斯保護 當在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障，由于故障點電流和電弧的作用，將使變壓器及其它材料的因局部受熱而分解產(chǎn)生大量氣體。他們將從油箱流向油枕的上部。當故障 嚴重時，油會速度膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部，利用油箱內(nèi)部故障的這一特點構(gòu)成的反應(yīng)于上述而動作的保護裝置，稱為瓦斯保護。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。 瓦斯保護能反映油箱的內(nèi)部故障，且快速，靈敏。接線簡單。它與差動保護一起構(gòu)成了變壓器的主保護。 差動保護 差動保護用來保護變壓器繞組，套管及其引出線上的相間短路，匝間短路及其接地短路。 用比較被保護設(shè)備兩端電流大小和方向的方法而構(gòu)成的保護叫做差動保護。 為了實現(xiàn)這種比較，在線路的兩端應(yīng)裝設(shè)型號及變比 完全相同的電流互感器，并按一定的方式將他們的二次回路連接起來。連接的原理是，在正常的運行及外部短路時繼電器中沒有電流，而在被保護的內(nèi)部短路時，繼電器內(nèi)側(cè)流過的短路電流。 目前縱差動保護普通采用環(huán)流法的接線方式。 正常運行極其外部短路，線路兩端的電流 II、 III方向一致。設(shè)電流互感器的變比是 Ln ，則二次側(cè)的電流分別為 I. / Ln 。 .III / Ln 由于此時 .II = .III 故流進繼電器的電流 .jI為 ..II / Ln .III / Ln =0，因此繼電器不動作 。 在兩端電流互感器之間的線路范圍內(nèi)發(fā)生短路時，兩側(cè)電源都向短路點供出短路電流，結(jié)果使 .III 的方向發(fā)生改變。此時故障點的總短路電流 .dlI = .II + .III ，故流進繼電器的電流為 .jI = I. / Ln + .III / Ln ≠ 0，由于流進繼電器的這個電流很大，故繼電器動作 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 縱差動保護的保護范圍，包括了兩端電流互感器之間的整條輸電線路，保護范圍以外的短路時，保護不會動作，因此無需與相臨的線路保護在動值和動作時限上進行配合。 主變壓器的后備 保護 復合電壓過流保護為反應(yīng)變壓器的外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)復合電壓啟動的過流保護 本次設(shè)計的變電站， 110kV、 35kV 側(cè)均有電源，因此在變壓器 三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)復合電壓啟動的過流保護 110kV 側(cè)后備保護動作時限最小，且加方向元件，動作功率方向取為由變壓器指向母線。 110kV、 35kV、 10kV 的后備保護均動作于跳開本側(cè)斷路器。在 110kV 側(cè)另加裝一套不帶方向的后備保護，其時限比三側(cè)的保護最大的時限大一個階梯時限Δ T，保護動作于三跳側(cè)斷路器，作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。 主變壓器的過負荷保護 變壓器的過負荷保護反應(yīng)變壓器對稱過負荷引起的過電流，保護用一個電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時動作于信號。 本次 設(shè)計的變電站的三繞組降壓變壓器，兩側(cè)均 有電源，因此三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。 主變壓器的零序保護 接地故障是電力系統(tǒng)中最常見的一中故障，因此，對于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序保護用做變壓器主保護和相鄰元件接地短路的后備保護。 當變壓器的中性點采用連接接地的運行方式時，其接地保護可用一般的零序電流保護，為了取的零序電流，通常將保護接地在中性點接地線的電 流互感 LH 上正常情況下，因 3 0?I =0，即電流互感器 LH 中沒有電流，零序電流保護不動作。發(fā)生接地短路時，出現(xiàn)零序電流，當他大于保護的動作 電流，則電流繼電器 0LJ 動作經(jīng)時間的延時后跳開變壓器兩側(cè)的斷路器，零序電流保護的動作電流應(yīng)大于該母線引出線零序電流保護后備段的動作電流，既按靈敏度相配合的條件來整定，保護的動作時限也要比后備的時限大一個 Δ t。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計是對我們最后一次知識的全面檢驗，是對我們所學基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試。做好一次畢業(yè)設(shè)計，既要系統(tǒng)地掌握和運用專業(yè)知識，還要有較寬的知識面并有一定的邏輯思維能力和寫作功底 。通過畢業(yè)設(shè)計的制作，更能使我們發(fā)現(xiàn)自己的長處和短處，以便在今后的工作中有針對性地克服缺點。 通過這次變電站電氣一次部分設(shè)計讓我對電力系統(tǒng)的基本知識和相關(guān)課程有了更深一步的了解，使我對變電站以及電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、操作運行有了更深一步的了解，同時也是一個把自己所學專業(yè)知識得以施展、驗證的機會，從中找出自己的不足，也使自己的專業(yè)知識得以鞏固。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 29 參考文獻 [1] 西北電力設(shè)計院 .電力工程電氣設(shè)計手冊（一次、二次部分 ).中國電力出版社 .2021 [2] 熊信銀 .發(fā)電廠電氣部分 .中國電力出版社 .2021 [3] 李梅蘭、盧文鵬 .電力系統(tǒng)分析 .中國電力出版社 .2021 [4] 劉福玉 .發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備 .西南交通大學出版社 .2021 [5] 王濤、林桂華 .變壓器保護 .中國電力出版社 .2021 [6] 宋曉宇 .淺談電氣設(shè)備選擇的兩個基本原則 .南北橋 . 141142 [7] 董川 、 廉征 .淺析電氣主接線的設(shè)計方法 .科技創(chuàng)新導報 .2021 年第 27 期 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 31 謝 辭 在畢業(yè)設(shè)計完成之際，在此我衷心地感謝在設(shè)計之中給予我?guī)椭逆i連老師，老師勤奮嚴謹?shù)闹螌W作風、淵博的專業(yè)知識和孜孜不倦的教學精神對我產(chǎn)生了很大的影響，并使我終生受益。 在畢業(yè)設(shè)計的完成過程中，系里的各位老師對我?guī)椭艽?。在此深表謝意！其他的同學也給予我許多關(guān)心和幫助，真誠地感謝 他們。