【正文】 保護的選擇與整定 繼電保護的裝置選擇與整定繼電保護的種類很多，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 繼電保護裝置的原理框圖測量部分從被保護對象輸入有關信號，再與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。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，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后確定保護應有的動作行為。由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出報警信號或跳閘信號。主變壓器設置以下保護:（1）電流速斷保護；（2）氣體保護；（3）溫度監(jiān)視；（4）縱聯(lián)差動保護； 10KV線路設置過電流保護裝置。①電力變壓器的零序電流保護：變壓器低壓側若采用“變壓器——干線式”供電時，其二次側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。如果高壓側裝設的過電流保護裝置對低壓側單相短路保護的靈敏度不能達到所規(guī)定要求時，可考慮在低壓側中性線上裝設零序電流保護裝置來組哦單相接地保護，其整定值應躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，國家標準規(guī)定這個不平衡電流不超過低壓側額定線電流的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 =～?！?。保護靈敏度按變壓器低壓側干線末端發(fā)生單相短路來校檢，規(guī)定 ≥～。繼電器常用感應式GL型系列。②縱聯(lián)差動保護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，而電流速斷保護因有死區(qū)，它僅保證瞬時斷開被保護繞組的一部分。為了使作為重要設備的變壓器發(fā)生故障后能全部瞬時切斷，可采用縱聯(lián)差動保護裝置。差動保護是反映被保護元件兩側電流的差額而動作的保護裝置。差動保護范圍包括變壓器繞組、兩側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)，差動保護中采用兩種互感器，當它們型號相同時，=；當它們型號不同時，取 =1；——互感器的誤差，取最大值10%。為了防止誤動作，必須使差動保護的動作電流大于最大不平衡電流。為了提高差動保護的靈敏度，又必須設法減少不平衡電流。③瓦斯保護瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。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，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設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)生的氣體進行工作。它有兩個觸點：一個是“輕瓦斯觸點”，另一個是“重瓦斯觸點”。在變壓器正常運行時，氣體繼電器兩對觸點都是斷開的。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，“輕瓦斯觸點”接通。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，“重瓦斯觸點”接通。如果變壓器油箱漏油，“輕瓦斯觸點” 與“重瓦斯觸點”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)點是動作快，靈敏度高，結構簡單，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），因此瓦斯保護不能取代變壓器的其他保護。規(guī)范還規(guī)定容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器應裝設溫度保護。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，當油箱溫度超過允許值時，溫度繼電器的觸點接通，去觸發(fā)信號裝置發(fā)出預告信號。④過電流保護 當流過被保護元件中的電流超過預先整定的某個數(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裝置，它有定時限和反時限兩種。反時限：接線簡單、經(jīng)濟，廣泛應用于10KV以下的中小型工廠供電系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)電流速斷保護，動作時間較麻煩，誤差較大。定時限：接線復雜，動作時間簡單，應用于35KV以上的供電系統(tǒng)。過電流保護裝置的整定計算：過電流保護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)過電流保護裝置動作電流計算過電流保護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荷電流，二是躲過外部故障切斷后各電動機的自起動電流。過電流保護裝置的一次側起動電流可按下式計算式中 ——可靠系數(shù)，；； ——返回系數(shù)，； ——電動機自起動系數(shù)。由實驗或?qū)嶋H運行數(shù)據(jù)來確定，當可查時，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）過電流保護的靈敏系數(shù)規(guī)程要求中性點不接地系統(tǒng)在最小運行方式時，保護區(qū)末斷發(fā)生兩相短路時，～，即:⑤電流速斷保護過電流保護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，而保護裝置動作時限也越長，這對設備安全運行非常不利，為彌補此缺點，可以采用瞬時動作的電流速斷保護配合使用。電流速斷保護的優(yōu)點是動作迅速，能縮短故障切除時間，其缺點是存在死區(qū)，不能保護整個線段，其保護范圍可由本線段短路電流分布曲線確定。電流速斷保護不能單獨使用，必須與過電流保護配合。速斷保護的動作電流應按本線路末端在最大運行方式下發(fā)生短路的短路電流來整定。速斷保護繼電器動作電流為：式中——可靠系數(shù)，～，～。速斷保護的靈敏度是在系統(tǒng)最小運行方式下保護安裝處兩相短路電流與其動作電流之比，即。圖8—3 定時限過電流保護和電流速斷保護電流速斷保護就是一種瞬時動作的過電流保護，也稱瞬時電流速斷保護。對于采用DL系列電流繼電器的速斷保護來說，就相當于定時限過電流保護中抽去時間繼電器，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和電流速斷保護的電路圖，其中KCKCKCKT、KS1構成定時限過電流保護，KCKCKCKS2和 KA構成電流速斷保護。由于保證斷路器動作選擇性而引入可靠系數(shù)后，速斷保護動作電流大于被保護范圍末端的最大短路電流，使保護裝置不能保護全段線路而有一段死區(qū)，因而速斷保護不能做主保護，必需和過電流保護裝置配合使用，作為輔助保護是比較經(jīng)濟合理的。9 防雷與接地方案的設計 防雷保護 直擊雷保護直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設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10100MV，雷電流幅值達數(shù)百千安，伴以強烈的光、熱、機械效應和危險的電磁效應以及強烈的閃絡放電，具有強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、采用在構架上設置2支避雷針，及其余設備均為戶內(nèi)布置，采用配電樓屋頂設避雷帶，和避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護，確保戶外主變壓器、110KV配電裝置在其聯(lián)合保護范圍內(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，連接點與其他設備接地點的電氣距離應滿足規(guī)范要求。 侵入波保護雷電波入侵(高電位侵入):架空線路遭受雷擊或感應累的影響,。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，在工廠中應予以重視，對其危害給予足夠的防護。為防止線路侵入雷電波的過電壓，在110KV進線，10KV母線橋及10KV每段母線上分別安裝氧化鋅避雷器。為保護主變壓器中性點絕緣，在主變110KV側中性點裝設氧化鋅避雷器。10KV并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定裝設氧化鋅避雷器保護。 接地裝置的設計接地裝置宜選用鋼材，接地裝置的導體截面應符合熱穩(wěn)定性和機械強度要求。大中型發(fā)電廠，110KV及以上變電所或腐蝕性較強場所的接地裝置應采用熱鍍鋅鋼材或適當加大截面。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)的接地電阻應滿足R≤。如實測接地電阻值不能滿足要求，則需擴大接地網(wǎng)面積或采取其他降阻措施。所有設備的底座或基礎槽鋼均采用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。帶有二次繞組的設備底座應采用兩根接地引下線，與電網(wǎng)兩個不同點可靠焊接。施工中應保證避雷針（網(wǎng)）引下線與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器和10KV及以下設備的接地線與接地網(wǎng)的地下連接點沿接地體的長度不小于15m。變電站四周與人行道相鄰處，設備與主網(wǎng)相連接的均壓帶。主控室內(nèi)采取防靜電接地及保護接地措施。結論本次畢業(yè)設計的題目是110KV變電站設計，設計過程也是對學習的總結過程，更是進一步學習和探索的過程。經(jīng)過一個多月的課題設計，我對整個變電站甚至整個電力系統(tǒng)的工作原理有了進一步的理解，并在學習和實踐過程中增長了知識，豐富了經(jīng)驗。在設計過程中，重點是對變電站主變壓器、各種電氣設備和電氣主接線的設計。本次畢業(yè)設計是一個繁雜的過程。從選定題目到收集資料，幾乎應用了所學過的所有知識，每一步都要付出艱辛的汗水。通過這次設計使我體會到理論必須和實踐相結合。雖然收集了大量的資料，但在實際應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，而在實際運用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才設計出達到控制要求的系統(tǒng)。由于時間的原因，本次變電站的設計方案還有很多方面需要完善，如繼電保護系統(tǒng)及防雷保護系統(tǒng)都可以進一步的優(yōu)化。參考文獻[1] 莫岳平，2011，15208[2] 羅云霞，2009，33223[3] 張保會，2010，55106[4] ，2007，5285[5] 顧雪平，2008,152190[6] ，2005，38127[7] ，2008，26129[8] ，2001,95152[9] （GB5005992）/中華人民共和國國家標 ，56178[10] ，75154[11] ,552[12] ，125158[13] 李梅蘭，37157[14] ，2005,7085[15] 、2006[16] International Standardization Organization：Road VehiclesInterchange of digital informationController area network（CAN）for highspeed munication，ISO11898，2003.[17] MURTY , TRANSACTIONS ON POWER .致 謝大學兩年的時光隨著畢業(yè)設計的完成也即將畫上一個句號，借此畢業(yè)設計我要感謝這兩年對我學習，生活過程中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W。在本課題的設計過程中我得到了導師李英健老師的熱心指導和無私幫助，李老師治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人。在畢業(yè)設計期間，李老師在百忙之中抽出時間來指導我的論文，為我指出其中的錯誤和不足。李老師不僅傳授了我做學問的秘訣，還傳授了我做人的準則，這些都將使我終生受益。我要借此機會向?qū)煴硎局孕牡母兄x！ 回顧兩年學習生活期間的點點滴滴，自己為有機會來到山東科技大學泰山科技學院學習和生活，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！感謝他們對我的關心、幫助和支持！他們不僅在學習上幫助我，指導我，在平時的日常生活中他們也給了我無微不至的關懷。他們使我克服了重重困難，樹立了必勝的信念。在他們身上學到的東西我想將會終生受用。在此并感謝機電工程系2011級一班電自動化專本的全體同學的幫助和勉勵。我愿在未來的學習和工作過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關心、幫助和支持過我的所有領導、老師、同學和朋友。 卜令營 2013年6月1