【正文】 電可靠性。對(duì)于這種同時(shí)運(yùn)行的雙母線，要求母線保護(hù)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(dòng)保護(hù)圖46 元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)原理接線圖元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)單相原理接線如圖46所示，整套保護(hù)有由三組差動(dòng)保護(hù)組成，每組由啟動(dòng)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(dòng)繼電器KD1組成，用以選擇母線Ⅰ上的故障，動(dòng)作后準(zhǔn)備跳開(kāi)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(dòng)繼電器KD2組成，用以選擇母線Ⅱ上的故障，動(dòng)作后準(zhǔn)備跳開(kāi)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(dòng)繼電器KD1組成的一個(gè)完全電流差動(dòng)保護(hù)（總保護(hù)），它反映兩組母線上的故障，當(dāng)任一組母線發(fā)生故障時(shí)，它都會(huì)動(dòng)作，動(dòng)作以后母聯(lián)斷路器QF5；而當(dāng)母線故障時(shí)，它不會(huì)動(dòng)作；在正常運(yùn)行方式下，它作為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件；當(dāng)固定接線方式被破壞及保護(hù)范圍外部故障時(shí)，可防止保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。 保護(hù)動(dòng)作情況說(shuō)明如下： 在元件固定連接方式下，當(dāng)正常運(yùn)行及母線外部（如圖47中k點(diǎn)）故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器KD KD2和KD3的電流均不為不平衡電流，其值小于保護(hù)的整定值，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。當(dāng)任一組母線如母線Ⅰ短路時(shí)，如圖如圖48所示，有電流分布情況可見(jiàn)，差動(dòng)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(dòng)。KD3動(dòng)作后，使母聯(lián)斷路器QF5跳閘，KD1動(dòng)作后可使斷路器QF1和QF2跳閘，并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。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(méi)有故障的母線Ⅱ仍可繼續(xù)運(yùn)行。同理可分析出母線Ⅱ上某點(diǎn)短路時(shí)，只有KD2和KD3動(dòng)作，使斷路器QFQFQF5跳閘切除故障母線。 圖47 按正常連接方式運(yùn)行時(shí)，保護(hù)范圍外部故障時(shí)電流分布 元件故障連接方式被破壞時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)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(shí)（圖上未畫(huà)出切換開(kāi)關(guān)），由于差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)都不能正確反映母線上實(shí)際連接元件的故障電流，在差動(dòng)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(shí)，差動(dòng)繼電器KD3中仍通過(guò)不平衡電流，所以不動(dòng)作。當(dāng)任一組母線發(fā)生故障時(shí)，三個(gè)差動(dòng)繼電器都通過(guò)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(hù)的非選擇性動(dòng)作。圖48 按正常連接方式運(yùn)行時(shí)，I母線上故障時(shí)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(yùn)行時(shí)，保護(hù)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(yùn)行；當(dāng)元件固定連接方式被破壞時(shí)，任一組母線上的故障都將導(dǎo)致切除兩組母線，使保護(hù)失去選擇性。所以，從保護(hù)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(hù)的主要缺點(diǎn)。2. 具有比率制動(dòng)特性的中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)中阻抗型母線差動(dòng)保護(hù)將高阻抗的特性和比率制動(dòng)特性兩者有效結(jié)合，中阻抗型母線保護(hù)采用了快速、靈敏、比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)方案，即具有低阻抗、高阻抗保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又避開(kāi)了它們的缺點(diǎn)，在處理TA飽和方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。它以電流瞬時(shí)值作測(cè)量比較，測(cè)量元件和差動(dòng)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(shí)，動(dòng)作速度極快，一般動(dòng)作時(shí)間小于10ms，因此又被稱為“半周波繼電器”。實(shí)踐證明，目前中阻抗式母線保護(hù)是一種最好的保護(hù)方案。在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。將比率制動(dòng)的電流型差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于母線，動(dòng)作判據(jù)可為最大值制動(dòng)。 （43） 式中 ——母線各連接元件TA二次電流值； ——制動(dòng)系數(shù)?；騽?dòng)作判據(jù)為模值和制動(dòng)： （44）當(dāng)母線外部短路而使故障支路的TA嚴(yán)重飽和時(shí)，該TA二次電流接近于零，使式（41）和式（42）中失去一個(gè)最大的制動(dòng)電流。克服措施：在差動(dòng)回路中適當(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(guò)電流，此電流從其他支路流入，起制動(dòng)作用。第5章 繼電保護(hù)二次回路設(shè)計(jì) 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(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、斷路器、隔離開(kāi)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(jì)運(yùn)行而設(shè)置的為一次電路服務(wù)的測(cè)量，計(jì)量、控制、信號(hào)，繼電保護(hù)、 自動(dòng)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(hào)回路、測(cè)量回路、保護(hù)回路、 自動(dòng)和遠(yuǎn)動(dòng)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(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)裝置、 自動(dòng)裝置、直流設(shè)備等。雖然繼電保護(hù)和自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)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(dú)研究。二次回路接線圖是用二次設(shè)備特定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)，表示二次設(shè)備互相連接的電氣接線圖。在實(shí)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(duì)二次設(shè)備進(jìn)行安裝、接線、查線、試驗(yàn)以及運(yùn)行維護(hù)。二次接線圖的表示法有三種：①歸總式原理接線圖，簡(jiǎn)稱原理圖；②展開(kāi)式原理接線圖，簡(jiǎn)稱展開(kāi)圖；③安裝接線圖。對(duì)于繼電保護(hù)，通常上述三種二次接線圖都要有；對(duì)控制，測(cè)量、信號(hào)等回路，一般只需展開(kāi)接線圖和安裝接線圖。 二次保護(hù)回路全圖 主變壓器保護(hù)全圖圖51為主變壓器配置圖。本設(shè)計(jì)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(hù)：（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。作為變壓器的主保護(hù)。（2）瓦斯保護(hù)。它是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障的主保護(hù)，并能反應(yīng)油面降低。瓦斯保護(hù)由瓦斯繼電器KG組成。輕瓦斯作用于信號(hào)。重瓦斯作用于跳閘，也可利用切換片SO改為作用于信號(hào)。（3）零序過(guò)電流保護(hù)。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(hù)。（4）低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。反應(yīng)外部故障引起的過(guò)電流及作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)。動(dòng)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(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于發(fā)電機(jī)跳閘，以提高供電的可靠性。（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)。該保護(hù)也作為變壓器的后備保護(hù)。 發(fā)電機(jī)保護(hù)本設(shè)計(jì)所用發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF32048/1280G，該發(fā)電機(jī)裝設(shè)了如下保護(hù)：（1）橫差動(dòng)保護(hù)。反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路。作為發(fā)電機(jī)保護(hù)保護(hù)的主保護(hù)（2）橫差動(dòng)保護(hù)。反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路。（3）零序過(guò)電流保護(hù)。對(duì)50MW及以上容量的發(fā)電機(jī)，通常應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)，作為外部相間短路的遠(yuǎn)后備保護(hù)及內(nèi)部相間短路的近后備保護(hù)。采用零序電流保護(hù)因正常運(yùn)行時(shí)無(wú)負(fù)序電流、保護(hù)的動(dòng)作值可以取得很小，從而可以大大提高保護(hù)反應(yīng)的不對(duì)稱短路的靈敏性，還可防止轉(zhuǎn)子過(guò)熱。（4）勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)。全廠共用一套。（5）失磁保護(hù)。對(duì)于100MW以下不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)自動(dòng)滅此開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，應(yīng)聯(lián)跳發(fā)電機(jī)斷路器。（6）100%定子繞組接地保護(hù)。第6章 結(jié)論本次水電站設(shè)計(jì)主要是電氣二次部分，它主要包括水電站的大型發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)的配置、整定計(jì)算及二次回路圖。概括來(lái)說(shuō)，首先根據(jù)設(shè)備的容量、型號(hào)等相關(guān)資料分析可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題；其次根據(jù)保護(hù)的配置原則，確定該設(shè)備所需要的保護(hù)；然后通過(guò)查詢《電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣二次部分》進(jìn)行整定計(jì)算；最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇最具可靠性、安全性、動(dòng)作最靈敏的保護(hù)繼電器，并按照要求畫(huà)出二次回路圖。繼電保護(hù)整定計(jì)算是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中一項(xiàng)重要的工作。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)整定計(jì)算的工作量和復(fù)雜程度也越來(lái)越大。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍，使我對(duì)保護(hù)的原理有了更深的理解，擴(kuò)充了我的知識(shí)；在畫(huà)二次回路圖時(shí)，通過(guò)請(qǐng)教同學(xué)和老師，使我更加熟練的運(yùn)用AutoCAD軟件畫(huà)出了規(guī)范的二次回路圖。從總體上來(lái)說(shuō)，我對(duì)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(shí)間我翻閱了許多的書(shū)籍，從對(duì)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(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)。不過(guò)由于本人經(jīng)驗(yàn)、閱歷、實(shí)際操作能力有限，難免存在一些不盡人意的地方請(qǐng)各位老師指點(diǎn)。 參 考 文 獻(xiàn)[1] 韓笑、宋麗群.《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 (繼電保護(hù)分冊(cè))》、第二版，北京：中國(guó)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(guó)電力出版社2007[3] 陜春玲、黃少臣.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，鄭州：黃河水利出版社，2013[4] 劉增良、劉國(guó)亭.《電氣工程CAD》、第二版，北京：中國(guó)水利水電出版社，2007[5] 卓樂(lè)友.《電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣二次部分》，北京：中國(guó)電力出版社，1989[6] 崔家佩等.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算》，北京：中國(guó)電力出版社，1993[7] 為群、陶然.《繼電保護(hù)自動(dòng)裝置及二次回路》、第二版，北京：中國(guó)電力出版社，2006[8] 周秉功.《繼電器選型手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lì)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(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)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(jì)的同學(xué)，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中幫我解決了很多困難。最后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)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(gè)一個(gè)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(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！4