【正文】 電可靠性。對于這種同時運行的雙母線，要求母線保護應(yīng)能判斷母線故障，并具有選擇母線故障的能力。1. 元件固定連接的雙母線電流差動保護圖46 元件固定連接的雙母線電流差動保護原理接線圖元件固定連接的雙母線電流差動保護單相原理接線如圖46所示，整套保護有由三組差動保護組成，每組由啟動元件和選擇元件組成。第一組由選擇元件電流互感器TATATA5和差動繼電器KD1組成，用以選擇母線Ⅰ上的故障，動作后準(zhǔn)備跳開母線Ⅰ上所有連接元件的短路器QFQF2；第二組由元件電流互感器TATATA6和差動繼電器KD2組成，用以選擇母線Ⅱ上的故障，動作后準(zhǔn)備跳開母線Ⅱ上所有連接元件的斷路器QFQF4。第三組是由電流互感器TA1 、TA2 、TA3 、TA4 、TA TA6 和差動繼電器KD1組成的一個完全電流差動保護（總保護），它反映兩組母線上的故障，當(dāng)任一組母線發(fā)生故障時，它都會動作，動作以后母聯(lián)斷路器QF5；而當(dāng)母線故障時，它不會動作；在正常運行方式下，它作為整套保護的啟動元件；當(dāng)固定接線方式被破壞及保護范圍外部故障時，可防止保護的非選擇性動作。 保護動作情況說明如下： 在元件固定連接方式下，當(dāng)正常運行及母線外部（如圖47中k點）故障時，流經(jīng)差動繼電器KD KD2和KD3的電流均不為不平衡電流，其值小于保護的整定值，保護不會動作。當(dāng)任一組母線如母線Ⅰ短路時，如圖如圖48所示，有電流分布情況可見，差動繼電器KD1和KD3中流入全部故障電流，而KD2中為不平衡電流，所以KD1和KD3啟動。KD3動作后，使母聯(lián)斷路器QF5跳閘，KD1動作后可使斷路器QF1和QF2跳閘，并發(fā)出相應(yīng)信號。這樣就把發(fā)生故障的母線Ⅰ從電力系統(tǒng)中切除了，而沒有故障的母線Ⅱ仍可繼續(xù)運行。同理可分析出母線Ⅱ上某點短路時，只有KD2和KD3動作，使斷路器QFQFQF5跳閘切除故障母線。 圖47 按正常連接方式運行時，保護范圍外部故障時電流分布 元件故障連接方式被破壞時，保護裝置的動作情況將發(fā)生變化。如將母線Ⅰ上的L2切換至母線Ⅱ工作時（圖上未畫出切換開關(guān)），由于差動保護的二次回路不能隨著切換，所以按原有接線工作的兩母線的差動保護都不能正確反映母線上實際連接元件的故障電流，在差動繼電器KD1和KD2中將出現(xiàn)差電流。在這種情況下，當(dāng)母線外部故障時，差動繼電器KD3中仍通過不平衡電流，所以不動作。當(dāng)任一組母線發(fā)生故障時，三個差動繼電器都通過故障電流，使所有斷路器都跳閘，將兩組母線都切除，造成保護的非選擇性動作。圖48 按正常連接方式運行時，I母線上故障時電流的分布綜上所述，當(dāng)雙母線按照元件固定連接方式運行時，保護裝置可以保證有選擇性的只切除發(fā)生故障的一組母線，而另一組母線仍可繼續(xù)運行；當(dāng)元件固定連接方式被破壞時，任一組母線上的故障都將導(dǎo)致切除兩組母線，使保護失去選擇性。所以，從保護角度看，希望盡量保證元件固定連接方式不被破壞，這就必然限制了電力系統(tǒng)調(diào)度的靈活性，這是這種母線保護的主要缺點。2. 具有比率制動特性的中阻抗母線差動保護中阻抗型母線差動保護將高阻抗的特性和比率制動特性兩者有效結(jié)合，中阻抗型母線保護采用了快速、靈敏、比率制動式電流差動保護方案，即具有低阻抗、高阻抗保護的優(yōu)點，又避開了它們的缺點，在處理TA飽和方面具有獨特優(yōu)勢。它以電流瞬時值作測量比較，測量元件和差動元件多為集成電路或整流型繼電器，當(dāng)母線內(nèi)部故障時，動作速度極快，一般動作時間小于10ms，因此又被稱為“半周波繼電器”。實踐證明，目前中阻抗式母線保護是一種最好的保護方案。在我國電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。將比率制動的電流型差動保護應(yīng)用于母線，動作判據(jù)可為最大值制動。 （43） 式中 ——母線各連接元件TA二次電流值； ——制動系數(shù)。或動作判據(jù)為模值和制動： （44）當(dāng)母線外部短路而使故障支路的TA嚴(yán)重飽和時，該TA二次電流接近于零，使式（41）和式（42）中失去一個最大的制動電流?？朔胧涸诓顒踊芈分羞m當(dāng)增加電阻（如圖45），使第n條故障支路TA的二次回路仍流過電流，此電流從其他支路流入，起制動作用。第5章 繼電保護二次回路設(shè)計 二次回路的基本概念變電所的電氣設(shè)備根據(jù)其功能分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備是指和生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能直接相連接的電路中使用的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器、電動機、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、避雷器、母線、電力電纜、接地裝置等。由一次設(shè)備按需要連接而成的電路，稱為一次電路。為保證一次電路的安全、可靠、經(jīng)濟運行而設(shè)置的為一次電路服務(wù)的測量，計量、控制、信號，繼電保護、 自動裝置等回路統(tǒng)稱為二次回路，或稱為二次接線。二次回路按照功能可分為控制回路、信號回路、測量回路、保護回路、 自動和遠(yuǎn)動裝置回路等；按照電流類別分為直流回路，交流回路和電壓回路。二次回路中所用的設(shè)備稱為二次設(shè)備，如電壓互感器、電流互感器、測量表計、繼電保護裝置、 自動裝置、直流設(shè)備等。雖然繼電保護和自動、遠(yuǎn)動裝置屬于二次回路范疇，但由于其本身內(nèi)容較多，已自成體系，故習(xí)慣上單獨研究。二次回路接線圖是用二次設(shè)備特定的圖形符號和文字符號，表示二次設(shè)備互相連接的電氣接線圖。在實際工作中，要借助于二次接線圖，了解二次回路的工作原理，以便對二次設(shè)備進行安裝、接線、查線、試驗以及運行維護。二次接線圖的表示法有三種：①歸總式原理接線圖，簡稱原理圖；②展開式原理接線圖，簡稱展開圖；③安裝接線圖。對于繼電保護，通常上述三種二次接線圖都要有；對控制，測量、信號等回路，一般只需展開接線圖和安裝接線圖。 二次保護回路全圖 主變壓器保護全圖圖51為主變壓器配置圖。本設(shè)計的主變壓器是容量為90000kVA的雙繞組升壓變壓器，該變壓器裝有下列保護：（1）縱聯(lián)差動保護。作為變壓器的主保護。（2）瓦斯保護。它是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障的主保護，并能反應(yīng)油面降低。瓦斯保護由瓦斯繼電器KG組成。輕瓦斯作用于信號。重瓦斯作用于跳閘，也可利用切換片SO改為作用于信號。（3）零序過電流保護。作為變壓器接地故障及高壓電網(wǎng)中接地故障的后備保護。（4）低電壓啟動的過電流保護。反應(yīng)外部故障引起的過電流及作為發(fā)電機內(nèi)部相間短路的后備保護。動作于主變壓器斷路器及分段斷路器或母聯(lián)斷路器跳閘，而以較長時限動作于發(fā)電機跳閘，以提高供電的可靠性。（5）過負(fù)荷保護。該保護也作為變壓器的后備保護。 發(fā)電機保護本設(shè)計所用發(fā)電機型號為SF32048/1280G，該發(fā)電機裝設(shè)了如下保護：（1）橫差動保護。反應(yīng)發(fā)電機定子繞組及其引出線的相間短路。作為發(fā)電機保護保護的主保護（2）橫差動保護。反應(yīng)發(fā)電機定子繞組的匝間短路。（3）零序過電流保護。對50MW及以上容量的發(fā)電機，通常應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護，作為外部相間短路的遠(yuǎn)后備保護及內(nèi)部相間短路的近后備保護。采用零序電流保護因正常運行時無負(fù)序電流、保護的動作值可以取得很小，從而可以大大提高保護反應(yīng)的不對稱短路的靈敏性，還可防止轉(zhuǎn)子過熱。（4）勵磁回路一點接地保護。全廠共用一套。（5）失磁保護。對于100MW以下不允許失磁運行的發(fā)電機自動滅此開關(guān)斷開時，應(yīng)聯(lián)跳發(fā)電機斷路器。（6）100%定子繞組接地保護。第6章 結(jié)論本次水電站設(shè)計主要是電氣二次部分，它主要包括水電站的大型發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護的配置、整定計算及二次回路圖。概括來說，首先根據(jù)設(shè)備的容量、型號等相關(guān)資料分析可能出現(xiàn)的故障問題；其次根據(jù)保護的配置原則，確定該設(shè)備所需要的保護；然后通過查詢《電氣工程設(shè)計手冊電氣二次部分》進行整定計算；最后根據(jù)計算結(jié)果選擇最具可靠性、安全性、動作最靈敏的保護繼電器，并按照要求畫出二次回路圖。繼電保護整定計算是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行中一項重要的工作。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)整定計算的工作量和復(fù)雜程度也越來越大。在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，通過查閱相關(guān)書籍，使我對保護的原理有了更深的理解，擴充了我的知識；在畫二次回路圖時，通過請教同學(xué)和老師，使我更加熟練的運用AutoCAD軟件畫出了規(guī)范的二次回路圖。從總體上來說，我對自己的成果還是比較滿意的，基本上達(dá)到了老師的要求。這段時間我翻閱了許多的書籍，從對水電站的生疏，到了解，再到深入研究，使我第一次完成了一件實際應(yīng)用的設(shè)計。不過由于本人經(jīng)驗、閱歷、實際操作能力有限，難免存在一些不盡人意的地方請各位老師指點。 參 考 文 獻[1] 韓笑、宋麗群.《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 (繼電保護分冊)》、第二版，北京：中國水利水電出版社，2008[2] 李光琦.《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、第三版，北京：中國電力出版社2007[3] 陜春玲、黃少臣.《電力系統(tǒng)繼電保護》，鄭州：黃河水利出版社，2013[4] 劉增良、劉國亭.《電氣工程CAD》、第二版，北京：中國水利水電出版社，2007[5] 卓樂友.《電氣工程設(shè)計手冊電氣二次部分》，北京：中國電力出版社，1989[6] 崔家佩等.《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》，北京：中國電力出版社，1993[7] 為群、陶然.《繼電保護自動裝置及二次回路》、第二版，北京：中國電力出版社，2006[8] 周秉功.《繼電器選型手冊》，機械工業(yè)出版社，1998致 謝本次畢業(yè)設(shè)計論文是在我的輔導(dǎo)老師王俊的悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到論文的最終完成，王老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹(jǐn)向王老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。經(jīng)過近兩個月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是很困難的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師王老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)，他們在本次設(shè)計中幫我解決了很多困難。最后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！4