【正文】 保護(hù)的選擇與整定 繼電保護(hù)的裝置選擇與整定繼電保護(hù)的種類很多，但是就一般情況來說，它是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成的，其原理圖如下：邏輯部分輸出信號輸入信號測量部分執(zhí)行部分 圖8—2 繼電保護(hù)裝置的原理框圖測量部分從被保護(hù)對象輸入有關(guān)信號，再與給定的整定值相比較，決定保護(hù)是否動作。根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定保護(hù)應(yīng)有的動作行為。由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出報警信號或跳閘信號。主變壓器設(shè)置以下保護(hù):（1）電流速斷保護(hù)；（2）氣體保護(hù)；（3）溫度監(jiān)視；（4）縱聯(lián)差動保護(hù)； 10KV線路設(shè)置過電流保護(hù)裝置。①電力變壓器的零序電流保護(hù)：變壓器低壓側(cè)若采用“變壓器——干線式”供電時，其二次側(cè)出線至低壓切斷電器的距離較長，發(fā)生單相接地短路的可能性較大一些。如果高壓側(cè)裝設(shè)的過電流保護(hù)裝置對低壓側(cè)單相短路保護(hù)的靈敏度不能達(dá)到所規(guī)定要求時，可考慮在低壓側(cè)中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置來組哦單相接地保護(hù)，其整定值應(yīng)躲過正常運(yùn)行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這個不平衡電流不超過低壓側(cè)額定線電流的25%，于是由于零序電流互感器的變比為150/1，所以；= S＜～所以符合要求。式中 =～?！?。保護(hù)靈敏度按變壓器低壓側(cè)干線末端發(fā)生單相短路來校檢，規(guī)定 ≥～。繼電器常用感應(yīng)式GL型系列。②縱聯(lián)差動保護(hù)帶有階梯式時限的過電流，在靠近電源端發(fā)生故障后不能瞬時切斷，而電流速斷保護(hù)因有死區(qū)，它僅保證瞬時斷開被保護(hù)繞組的一部分。為了使作為重要設(shè)備的變壓器發(fā)生故障后能全部瞬時切斷，可采用縱聯(lián)差動保護(hù)裝置。差動保護(hù)是反映被保護(hù)元件兩側(cè)電流的差額而動作的保護(hù)裝置。差動保護(hù)范圍包括變壓器繞組、兩側(cè)套管和引出線所能出現(xiàn)的各種短路故障。 ——不平衡電流——外界短路時的最大短路電流——同型系數(shù)，差動保護(hù)中采用兩種互感器，當(dāng)它們型號相同時，=；當(dāng)它們型號不同時，取 =1；——互感器的誤差，取最大值10%。為了防止誤動作，必須使差動保護(hù)的動作電流大于最大不平衡電流。為了提高差動保護(hù)的靈敏度，又必須設(shè)法減少不平衡電流。③瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB5006292規(guī)定，800kVA及以上的一般油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，利用油浸式電力變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的氣體進(jìn)行工作。它有兩個觸點(diǎn)：一個是“輕瓦斯觸點(diǎn)”，另一個是“重瓦斯觸點(diǎn)”。在變壓器正常運(yùn)行時，氣體繼電器兩對觸點(diǎn)都是斷開的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，“輕瓦斯觸點(diǎn)”接通。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，“重瓦斯觸點(diǎn)”接通。如果變壓器油箱漏油，“輕瓦斯觸點(diǎn)” 與“重瓦斯觸點(diǎn)”會先后接通。重瓦斯的動作值是按油流速度來整定的，／秒。／秒。瓦斯動作的主要優(yōu)點(diǎn)是動作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，可靠性比較高，安裝簡單，其缺點(diǎn)是不能反映油箱以外故障（如變壓器套管以及引出線上的故障），因此瓦斯保護(hù)不能取代變壓器的其他保護(hù)。規(guī)范還規(guī)定容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。通常采用一個溫度繼電器安裝在變壓器的油箱壁上來測量油箱溫度，當(dāng)油箱溫度超過允許值時，溫度繼電器的觸點(diǎn)接通，去觸發(fā)信號裝置發(fā)出預(yù)告信號。④過電流保護(hù) 當(dāng)流過被保護(hù)元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信號的裝置稱為過電流保護(hù)裝置，它有定時限和反時限兩種。反時限：接線簡單、經(jīng)濟(jì)，廣泛應(yīng)用于10KV以下的中小型工廠供電系統(tǒng)，可同時實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，動作時間較麻煩，誤差較大。定時限：接線復(fù)雜，動作時間簡單，應(yīng)用于35KV以上的供電系統(tǒng)。過電流保護(hù)裝置的整定計算：過電流保護(hù)裝置動作電流計算一般包括動作電流的計算，動作時限的整定和靈敏度的校檢。(1)過電流保護(hù)裝置動作電流計算過電流保護(hù)的最小起動電流必須按二個條件整定：一是必須躲過正常工作電流的最大負(fù)荷電流，二是躲過外部故障切斷后各電動機(jī)的自起動電流。過電流保護(hù)裝置的一次側(cè)起動電流可按下式計算式中 ——可靠系數(shù)，；； ——返回系數(shù)，； ——電動機(jī)自起動系數(shù)。由實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H運(yùn)行數(shù)據(jù)來確定，當(dāng)可查時，可考慮將取3 ~ 4。電流繼電器的動作電流為：式中 ——接線系數(shù)； ——電流互感器。（2）過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)規(guī)程要求中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時，保護(hù)區(qū)末斷發(fā)生兩相短路時，～，即:⑤電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)裝置為了保證有選擇性,其整定時限必須逐級增加△t秒，越靠近電源，短路電流越大，而保護(hù)裝置動作時限也越長，這對設(shè)備安全運(yùn)行非常不利，為彌補(bǔ)此缺點(diǎn)，可以采用瞬時動作的電流速斷保護(hù)配合使用。電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是動作迅速，能縮短故障切除時間，其缺點(diǎn)是存在死區(qū)，不能保護(hù)整個線段，其保護(hù)范圍可由本線段短路電流分布曲線確定。電流速斷保護(hù)不能單獨(dú)使用，必須與過電流保護(hù)配合。速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)按本線路末端在最大運(yùn)行方式下發(fā)生短路的短路電流來整定。速斷保護(hù)繼電器動作電流為：式中——可靠系數(shù)，～，～。速斷保護(hù)的靈敏度是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路電流與其動作電流之比，即。圖8—3 定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)就是一種瞬時動作的過電流保護(hù)，也稱瞬時電流速斷保護(hù)。對于采用DL系列電流繼電器的速斷保護(hù)來說，就相當(dāng)于定時限過電流保護(hù)中抽去時間繼電器，即在起動用的電流繼電器之后，直接接信號繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器觸頭接通斷路器的跳閘回路。圖5是線路上同時裝有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的電路圖，其中KCKCKCKT、KS1構(gòu)成定時限過電流保護(hù)，KCKCKCKS2和 KA構(gòu)成電流速斷保護(hù)。由于保證斷路器動作選擇性而引入可靠系數(shù)后，速斷保護(hù)動作電流大于被保護(hù)范圍末端的最大短路電流，使保護(hù)裝置不能保護(hù)全段線路而有一段死區(qū)，因而速斷保護(hù)不能做主保護(hù)，必需和過電流保護(hù)裝置配合使用，作為輔助保護(hù)是比較經(jīng)濟(jì)合理的。9 防雷與接地方案的設(shè)計 防雷保護(hù) 直擊雷保護(hù)直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過電壓，又稱直擊雷。在雷電的主放電過程中，其傳播速度極快（約為光速的50%10%），雷電壓幅值達(dá)10100MV，雷電流幅值達(dá)數(shù)百千安，伴以強(qiáng)烈的光、熱、機(jī)械效應(yīng)和危險的電磁效應(yīng)以及強(qiáng)烈的閃絡(luò)放電，具有強(qiáng)烈的破壞性和對人員的殺傷性。110KV配電裝置、主變壓器為戶外布置、采用在構(gòu)架上設(shè)置2支避雷針，及其余設(shè)備均為戶內(nèi)布置，采用配電樓屋頂設(shè)避雷帶，和避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護(hù)，確保戶外主變壓器、110KV配電裝置在其聯(lián)合保護(hù)范圍內(nèi)。避雷帶采用Ф16的熱鍍鋅圓鋼，避雷針與建筑物鋼筋隔離，并采用3根引下線與主接地網(wǎng)相連接，連接點(diǎn)與其他設(shè)備接地點(diǎn)的電氣距離應(yīng)滿足規(guī)范要求。 侵入波保護(hù)雷電波入侵(高電位侵入):架空線路遭受雷擊或感應(yīng)累的影響,。據(jù)統(tǒng)計城市中雷擊事故的50%70%是由于這種雷電波侵入造成的。因此，在工廠中應(yīng)予以重視，對其危害給予足夠的防護(hù)。為防止線路侵入雷電波的過電壓，在110KV進(jìn)線，10KV母線橋及10KV每段母線上分別安裝氧化鋅避雷器。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變110KV側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)氧化鋅避雷器。10KV并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定裝設(shè)氧化鋅避雷器保護(hù)。 接地裝置的設(shè)計接地裝置宜選用鋼材，接地裝置的導(dǎo)體截面應(yīng)符合熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度要求。大中型發(fā)電廠，110KV及以上變電所或腐蝕性較強(qiáng)場所的接地裝置應(yīng)采用熱鍍鋅鋼材或適當(dāng)加大截面。本變電站主接地網(wǎng)以水平接地體加垂直地極構(gòu)成，水平接地體采用Ф16熱鍍鋅圓鋼，垂直接地極用∠50502500和∠50503000兩種長度的熱鍍鋅角鋼，布置盡量利用配電室以外的空地。變電站主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足R≤。如實(shí)測接地電阻值不能滿足要求，則需擴(kuò)大接地網(wǎng)面積或采取其他降阻措施。所有設(shè)備的底座或基礎(chǔ)槽鋼均采用Φ16的熱鍍鋅圓鋼焊接并接入主接電網(wǎng)，與主接地網(wǎng)可靠焊接。帶有二次繞組的設(shè)備底座應(yīng)采用兩根接地引下線，與電網(wǎng)兩個不同點(diǎn)可靠焊接。施工中應(yīng)保證避雷針（網(wǎng)）引下線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器和10KV及以下設(shè)備的接地線與接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地體的長度不小于15m。變電站四周與人行道相鄰處，設(shè)備與主網(wǎng)相連接的均壓帶。主控室內(nèi)采取防靜電接地及保護(hù)接地措施。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計的題目是110KV變電站設(shè)計，設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。經(jīng)過一個多月的課題設(shè)計，我對整個變電站甚至整個電力系統(tǒng)的工作原理有了進(jìn)一步的理解，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程中增長了知識，豐富了經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計過程中，重點(diǎn)是對變電站主變壓器、各種電氣設(shè)備和電氣主接線的設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計是一個繁雜的過程。從選定題目到收集資料，幾乎應(yīng)用了所學(xué)過的所有知識，每一步都要付出艱辛的汗水。通過這次設(shè)計使我體會到理論必須和實(shí)踐相結(jié)合。雖然收集了大量的資料，但在實(shí)際應(yīng)用中卻有很多的差異，出現(xiàn)了很多意想不到的問題。許多問題在書本上是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才設(shè)計出達(dá)到控制要求的系統(tǒng)。由于時間的原因，本次變電站的設(shè)計方案還有很多方面需要完善，如繼電保護(hù)系統(tǒng)及防雷保護(hù)系統(tǒng)都可以進(jìn)一步的優(yōu)化。參考文獻(xiàn)[1] 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回顧兩年學(xué)習(xí)生活期間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，自己為有機(jī)會來到山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)習(xí)和生活，并取得一些初步的成績而感到欣慰。欣慰之余，我要向關(guān)心和支持我的所有老師和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心、幫助和支持！他們不僅在學(xué)習(xí)上幫助我，指導(dǎo)我，在平時的日常生活中他們也給了我無微不至的關(guān)懷。他們使我克服了重重困難，樹立了必勝的信念。在他們身上學(xué)到的東西我想將會終生受用。在此并感謝機(jī)電工程系2011級一班電自動化專本的全體同學(xué)的幫助和勉勵。我愿在未來的學(xué)習(xí)和工作過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。 卜令營 2013年6月1