【正文】 的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。5. 變壓器非電量保護(hù)變壓器非電量保護(hù)主要包括瓦斯保護(hù)、溫度及壓力保護(hù)等。由于非電量保護(hù)動(dòng)作量不需電氣量運(yùn)算。通常根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、測(cè)試等方法獲得。其配置原則為：⑴ 瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是油侵式變壓器的主保護(hù)之一。當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕微瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，大量瓦斯動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。⑵ 變壓器溫度及壓力保護(hù)。對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。 母線保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)1. 母線保護(hù)母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后果及為嚴(yán)重。對(duì)母線保護(hù)的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應(yīng)能可靠方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡(jiǎn)化。母線保護(hù)的接線方式，對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護(hù)大多采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成，動(dòng)作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。按構(gòu)成原理的不同，母線保護(hù)主要分類如下。⑴ 完全電流差動(dòng)母線保護(hù)即在母線所有連接元件中裝設(shè)具有相同變比和特性的電流互感器，將它們的二次線圈同極性端連在一起， 然后接入電流型差動(dòng)繼電器，此類保護(hù)要求電流互感器和電流繼電器的內(nèi)阻要小，否則會(huì)造成外部故障時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作。故該類保護(hù)又稱低阻抗式母差保護(hù)。完全電流差動(dòng)母線保護(hù)的原理，與線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)十分相似，兩種保護(hù)只是被保護(hù)的對(duì)象不同而已。⑵ 電壓差動(dòng)母線保護(hù)若將電流型差動(dòng)繼電器（內(nèi)阻很小，約幾歐）換成內(nèi)阻很高，～，即構(gòu)成電壓差動(dòng)母線保護(hù)也稱作高阻抗式母差保護(hù)。這種保護(hù)實(shí)際上是利用差動(dòng)回路阻抗變化的特征，有效的防止區(qū)外短路因電流互感器嚴(yán)重飽和造成保護(hù)誤動(dòng)作。這種保護(hù)方式接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作速度快，使用于外部短路電流大、電流互感器鐵芯易于飽和的場(chǎng)所。⑶ 具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)母線保護(hù)這種保護(hù)，因差動(dòng)回路總電阻約200，故又稱作中阻抗式母差保護(hù)。它與低、高阻抗式母差保護(hù)相比具有下列特點(diǎn)：①減小了外部短路時(shí)的不平衡電流；②防止內(nèi)部短路時(shí)可能出現(xiàn)的過電壓；③采用比率制動(dòng)特性保證了動(dòng)作的選擇性并提高了母線故障動(dòng)作的靈敏性。2. 斷路器失靈保護(hù)高壓電網(wǎng)的保護(hù)裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護(hù)，以便在保護(hù)裝置拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，仍能可靠切除故障。對(duì)于重要的220kV及以上主干線路，針對(duì)保護(hù)拒動(dòng)通常兩套主保護(hù)；針對(duì)斷路器拒動(dòng)，則裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。斷路器失靈保護(hù)主要由起動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成。為了提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，起動(dòng)元件必須同時(shí)具備兩個(gè)條件才能起動(dòng)。其中：⑴ 故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回；⑵ 在故障元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件起動(dòng)。當(dāng)母線上連接元件較多時(shí)，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動(dòng)作電壓按最大運(yùn)行方式下線路末端短路時(shí)保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當(dāng)母線上連接元件較少時(shí)，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動(dòng)作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負(fù)荷電流。由于斷路器失靈保護(hù)的時(shí)間元件在其他保護(hù)動(dòng)作后才開始計(jì)時(shí)，動(dòng)作延時(shí)按躲過斷路器的調(diào)閘時(shí)間與保護(hù)時(shí)間的返回時(shí)間之和整定，～。當(dāng)采用單線分段或雙母線時(shí)，延時(shí)可分為兩段，第Ⅰ段以短時(shí)限動(dòng)作于分段斷路器或母聯(lián)斷路器；第Ⅱ段在經(jīng)一時(shí)限動(dòng)作跳開有電源的出線斷路器。第7章 防雷保護(hù)及其配置變電所（特別是高壓大型變電所）是多條輸電線路的交匯點(diǎn)和電力系統(tǒng)的樞紐。輸電線路的雷害事故相對(duì)來說影響面還比較小，而且現(xiàn)代電網(wǎng)大多具有備用供電電源，所以輸電線路的雷害往往只導(dǎo)致電網(wǎng)工況的短時(shí)惡化；變電所的雷害事故就要嚴(yán)重得多，往往導(dǎo)致大面積停電。其次，變電設(shè)備（其中最主要的是電力變壓器）的內(nèi)絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具備自恢復(fù)功能，一旦因雷電過電壓發(fā)生擊穿，后果十分嚴(yán)重。不過另一方面，變電所的地域比較集中，不像線路那樣綿綿延伸，因而也比較容易加強(qiáng)集中保護(hù)?？傊冸娝姆览妆Ｗo(hù)與輸電線路相比，要求更嚴(yán)格、措施更嚴(yán)密、可靠。變電所中出現(xiàn)的雷電過電壓有兩個(gè)來源：①雷電直擊變電所；②沿輸電線路入侵的雷電過電壓波。由于在前面我們已經(jīng)對(duì)避雷器進(jìn)行了選取，這里便不在敷述；在這里我們只著重介紹直擊雷的防護(hù)。 避雷針及其保護(hù)范圍避雷針是防止直擊雷過電壓的有效措施。避雷針的保護(hù)范圍是根據(jù)模擬試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來確定的，因?yàn)槔纂姺烹娐窂绞芏喾N偶然因素影響，因此要保證被避雷針保護(hù)的電氣設(shè)備絕緣對(duì)不受到雷擊是不現(xiàn)實(shí)的，%左右的空間范圍而言的。1. 單只避雷針的保護(hù)范圍⑴ 當(dāng)時(shí) （71）式中 避雷針在水平面上的保護(hù)半徑（m）； 避雷針高度（m）； 被保護(hù)物的高度（m）； 避雷針保護(hù)的有效高度（m）； 避雷針高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)。當(dāng)時(shí)，；若，暫按計(jì)算。⑵ 當(dāng)時(shí) （72）2. 兩只等高避雷針保護(hù)范圍⑴ 兩針外側(cè)的保護(hù)范圍按單只避雷針的計(jì)算方法確定；⑵ 兩針間的保護(hù)最低點(diǎn)高度按下式計(jì)算： 式中 兩針間保護(hù)最低點(diǎn)的高度（m）； 兩針間的距離（m）。⑶ 兩針間水平面上保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度按下式計(jì)算：當(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)， 避雷針接地的主要要求：1. 獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻不宜超過10。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接。但為了防止經(jīng)過接地網(wǎng)反擊35KV及以下設(shè)備，要求避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35KV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m。經(jīng)15m長(zhǎng)度，一般能將接地體傳播的雷電過電壓衰減到對(duì)35KV及以下設(shè)備不危險(xiǎn)的程度。2. 獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通過的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)爍石或?yàn)r青地面。3. 電壓110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤率大于1000的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。否則，應(yīng)通過計(jì)算，采取降低接地電阻或加強(qiáng)絕緣等措施，防止造成反擊事故。63KV的配電裝置，允許將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房定上，但在土壤電阻大于500的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。35KV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)宜引起反擊。裝在架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在起附近裝設(shè)集中接地裝置。裝有避雷針的構(gòu)架上，接地部分與帶電部分間的空氣中距離不得小于絕緣子串的長(zhǎng)度；但在空氣污穢地區(qū)，如有困難，空氣中間距離可按非污穢地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)絕緣子串的長(zhǎng)度確定。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m。在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。這是因?yàn)殚T型架構(gòu)距離變壓器教近，裝設(shè)避雷針后，架構(gòu)的集中接地裝置距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在地中距離很難達(dá)到不小于15m的要求。4. 110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引到出線門型架構(gòu)上，土壤電阻率大于1000的地區(qū)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。363kV配電裝置，在土壤率不大于500的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。在土壤電阻率大于500的地區(qū)，避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿塔為止。從線路終端桿塔到配電裝置的一檔線路的保護(hù)，可采用獨(dú)立避雷針，也可在線路終端桿塔上裝設(shè)避雷針。第2部分 計(jì)算書第8章 主變壓器的選擇 主變壓器的選擇表81變電所60kV的用戶負(fù)荷表序號(hào)負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（KW）功 率因 數(shù)出 線方 式出 線回 數(shù)附 注近 期遠(yuǎn) 期1化工廠2000024000架空22建材廠60008500架空13機(jī)械廠50007500架空14拖拉機(jī)廠1000012000架空25杜澤變電所1000012000架空26汪家變電所1400017000架空27沙嶺變電所1500019000架空28南關(guān)變電所1300015000架空2最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T=6000小時(shí)，線損率為5%。重要負(fù)荷占55%。 主變臺(tái)數(shù)的確定：為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷的6075%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。本設(shè)計(jì)方案選擇兩臺(tái)主變。 主變變比的確定：本變電所的電壓等級(jí)為220/60，故變電所的變比采用220/66kV。 主變?nèi)萘康拇_定：主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。變壓器的最大負(fù)荷按下式確定： 式中——負(fù)荷同時(shí)系數(shù) ——按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定： 根據(jù)負(fù)荷及發(fā)展的要求，線損率為5%，重要負(fù)荷占55%。所以：有功功率之和為：=24000+8500+7500+12000+12000+17000+19000+15000=115000（kW）變壓器最大負(fù)荷：變壓器的額定容量：故選擇變壓器的型號(hào)為SFPZ7—90000/220雙繞組有載調(diào)壓變壓器。表82 SFPZ790000/220型變壓器參數(shù)型 號(hào)額 定 容 量(kVA)電 壓 組 合 （kV）連 接組 別阻抗電壓 (%)高 壓低壓SFPZ790000/2209000069YN,d11空載損耗(kW)空載損耗(kW)外 形 尺 寸 (mm)總 重 量(t)生產(chǎn)廠104359沈陽(yáng)變壓器廠第9章 短路電流的計(jì)算 圖91 （等值網(wǎng)絡(luò)圖）解：計(jì)算系統(tǒng)各元件的電抗標(biāo)么值：（如圖91）以： 線路阻抗取/km發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)么值：電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：變壓器的電抗標(biāo)么值：待設(shè)計(jì)變電所的變壓器電抗標(biāo)么值：輸電線路電抗標(biāo)么值：（線路阻抗取/km）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化：（如圖92）圖2 （等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖）進(jìn)行星角變換：（如圖93） 圖3 （等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖）進(jìn)行角變星變換：將圖形進(jìn)一步化簡(jiǎn)：（如圖94） 圖94 （等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖） 短路電流周期分量有效值的計(jì)算：（應(yīng)用運(yùn)算曲線法）短路點(diǎn)電路由（圖95)可知： 圖95 （等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖） 點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算：點(diǎn)短路為一臺(tái)主變單獨(dú)運(yùn)行時(shí)220kV側(cè)斷路器主變側(cè)發(fā)生三相短路：系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：發(fā)電廠對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：其相應(yīng)的計(jì)算電抗為：系統(tǒng)側(cè)： 上式值說明可將系統(tǒng)視為無限大電源，其供給短路點(diǎn)的短路電流是不隨時(shí)間的變化而衰減的，其值為：發(fā)電廠側(cè)： 通過查找汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，可得： 歸算至短路點(diǎn)處電壓級(jí)各等值電源的的額定電流為：系統(tǒng)： （kA）發(fā)電廠： （kA）于是三相短路的的三相短路電流周期分量的有效值為： (kA) (kA) (kA)其沖擊電流為： (kA)短路電流最大熱效應(yīng)為： 點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算：點(diǎn)短路為兩臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行，其中一臺(tái)主變的220kV側(cè)斷路器的線路側(cè)發(fā)生三相短路，其等效電路如（圖6）： 圖96 （等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖）系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：發(fā)電廠對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：其相應(yīng)的計(jì)算電抗為：系統(tǒng)側(cè)： 上式值說明可將系統(tǒng)視為無限大電源，其供給短路點(diǎn)的短路電流是不隨時(shí)間的變化而衰減的，其值為：發(fā)電廠側(cè)： 通過查找汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，可得： 歸算至短路點(diǎn)處電壓級(jí)各等值電源的的額定電流為：系統(tǒng)： （kA）發(fā)電廠： （kA）于是三相短路的的三相短路電流周期分量的有效值為： (kA) (kA) (kA)其沖擊電流為： (kA)短路電流最大熱效應(yīng)為： 點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算：點(diǎn)短路為兩臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行，60KV側(cè)母線上發(fā)生三相短路，其等效電路如（圖97）所示： 圖97（等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖）進(jìn)行星角變換得到等效電路圖（圖7b）系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)