【正文】 差動(dòng)保護(hù)原理圖2）基本原理：變壓器的縱差保護(hù)通常采用環(huán)流法接線。是將被保護(hù)元件兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)，靠近被保護(hù)元件的兩端連接起來。然后差動(dòng)繼電器連接在兩電流互感器上。在被保護(hù)區(qū)間內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，流入繼電器的是故障電流的和，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)流入繼電器的是差電流接近于零。但是由于高低壓側(cè)電流的大小和相位的不同，所以必須考慮對兩側(cè)電流的相位補(bǔ)償然后在考慮進(jìn)行數(shù)值補(bǔ)償，才能保證運(yùn)行和外部故障時(shí)流入繼電器的電流為零。此外還要考慮變壓器勵(lì)磁涌流的影響和一些不平衡因素的影響。（3） 變壓器的接地保護(hù)1）保護(hù)的種類零序電流保護(hù)：當(dāng)變壓器中性點(diǎn)接地時(shí)作為接地保護(hù)，以短時(shí)限跳母聯(lián)，長時(shí)限跳變壓器兩側(cè)斷路器間隙零序過流保護(hù)：當(dāng)變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)作為接地保護(hù)零序過電壓保護(hù)：做間隙零序過流保護(hù)的輔助保護(hù)，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)作為接地保護(hù)。2）保護(hù)原理 當(dāng)接地運(yùn)行時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)不接地運(yùn)行時(shí)，為防止電網(wǎng)單相接地故障點(diǎn)處出現(xiàn)間隙電弧引起過電壓損壞變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電壓保護(hù)；零序電流元件3 I0用來反應(yīng)放電間隙擊穿的情況。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器由其零序電流保護(hù)作用于切除，若高壓母線上沒有中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，中性點(diǎn)發(fā)生過電壓可導(dǎo)致放電間隙被擊穿，此時(shí)中性點(diǎn)不接地的變壓器由反應(yīng)放電電流的零序電流保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于切除；如果中性點(diǎn)過電壓不足以使放電電壓被擊穿，則可由零序電壓保護(hù)經(jīng)延時(shí)切除。3）零序電流保護(hù)的原理圖： 零序電流保護(hù)原理圖（4） 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)1）測量元件：電流繼電器2）出口方式：發(fā)出過負(fù)荷信號 3）變壓器過負(fù)荷電流大多數(shù)情況下三相是對稱的，因此只裝設(shè)對稱過負(fù)荷保護(hù)。即只用一個(gè)電流繼電器接于任一相電流之中，動(dòng)作時(shí)經(jīng)延時(shí)作用于信號。 4）過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過變壓器額定電流。 5）過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)比過電流保護(hù)的最大時(shí)限增加一個(gè)時(shí)限階差△t。 （5） 復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)1）對稱短路的測量元件：低電壓繼電器和過電流繼電器2）不對稱短路的測量元件：負(fù)序電壓繼電器和過電流繼電器3）特點(diǎn)：不對稱短路時(shí)，電壓元件靈敏度高于低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)4）保護(hù)原理在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對稱短路故障時(shí)，負(fù)序電壓過濾器Z有較高的輸出電壓，故kVN動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，低電壓繼電器kVU失壓，kVU動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器KM勵(lì)磁，此時(shí)電流互感器至少有兩個(gè)動(dòng)作，于是時(shí)間繼電器KT，經(jīng)預(yù)定的時(shí)間跳閘。5）保護(hù)原理圖 復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)原理圖 母線保護(hù) 母線相間短路較少，大多數(shù)故障為單相接地。母線故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一，因?yàn)樗坏珪?huì)使聯(lián)于母線上的所有元件被迫停電，且將會(huì)危及到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。在變電所中為減少短路容量，應(yīng)考慮裝設(shè)母線保護(hù)。（1）對母線保護(hù)的要求是： 1）能快速，有選擇地切除故障； 2）保護(hù)必須具有可靠性和靈敏度； 3）大接地系統(tǒng)母線保護(hù)采用三相式接線，小接地系統(tǒng)采用兩相接線； 4）根據(jù)需要加裝重合閘裝置。（2）母線完全差動(dòng)保護(hù) （3）母線不完全差動(dòng)保護(hù) 母線完全差動(dòng)保護(hù)要求連接于母線上的全部元件都裝設(shè)電流互感器，設(shè)備費(fèi)用昂貴，保護(hù)接線復(fù)雜，可根據(jù)母線的重要程度，采用母線不完全差動(dòng)保護(hù)。只在變壓器，分段斷路器上裝設(shè)電流互感器，且電流互感器只裝設(shè)在A、C兩相上。 保護(hù)由兩段構(gòu)成：第一段采用無時(shí)限或帶時(shí)限的電流速斷，當(dāng)靈敏性不符合要求時(shí)，可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第二段采用過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏性不符合要求時(shí)，可將一部分負(fù)荷較大的配電線路接入差動(dòng)回路，以降低保護(hù)的起動(dòng)電流。 當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，全部電源都向故障點(diǎn)供給短路電流。此時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流為全部的短路電流，這個(gè)電流值很大，保護(hù)裝置能很靈敏地動(dòng)作，去跳開所有有源元件的斷路器。（4）母聯(lián)電流相位比較差動(dòng)保護(hù) 母聯(lián)電流相位比較差動(dòng)保護(hù)適用于并列運(yùn)行的雙母線，不限制元件連接方式，具有較高的可靠性與選擇性，較廣泛用于110220kV的雙母線系統(tǒng)。 （5）電流相位比較式母線保護(hù) 它根據(jù)母線外部故障或內(nèi)部故障時(shí)連接在該母線上各元件電流相位的變化來實(shí)現(xiàn)的。利用比相元件比較各元件電流的相位，便可判斷內(nèi)部或外部故障，從而確定保護(hù)的動(dòng)作情況。電流相位比較式母線保護(hù)，只與電流的相位有關(guān)，而與電流的幅值無關(guān)，提高了保護(hù)的靈敏度，增加了使用的靈活性。每條母線都裝設(shè)這種保護(hù)，從而克服了一般母線差動(dòng)保護(hù)不適應(yīng)母線運(yùn)行方式改變的缺點(diǎn)。 線路保護(hù)（1）220kV側(cè)線路保護(hù)1）為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電線路全線的快速切除故障，采用高頻保護(hù)作為220kV側(cè)線路的主保護(hù)。2）220kV線路的接地保護(hù)宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護(hù)；對某出線路，如方向性的接地距離保護(hù)可以明顯改善整個(gè)電力網(wǎng)接地保護(hù)的性能時(shí)，可裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔之以階段式零序電流保護(hù)。3）相間距離保護(hù)4）線路縱差保護(hù) 根據(jù)系統(tǒng)要求，線路發(fā)生故障需要自兩側(cè)或多側(cè)同時(shí)快速跳閘時(shí)，應(yīng)采用縱差保護(hù)。其中相差高頻保護(hù)常用作250km以下的220kV線路的專用全線快速保護(hù)。 （2）60kV側(cè)線路保護(hù)1）并列運(yùn)行的平行線路宜裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。以接于兩回線之和的電流保護(hù)，作為兩回路同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)及一回線斷開后的主保護(hù)及后備保護(hù)。2）相間保護(hù)以電流電壓保護(hù)作為相間故障的主保護(hù)及后備保護(hù)，可以滿足選擇性及快速切除故障的要求?？梢愿鶕?jù)實(shí)際系統(tǒng)特點(diǎn)采用距離保護(hù)作為相間故障和兩點(diǎn)接地短路的主要保護(hù)。 自動(dòng)化裝置配置 在電力系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)安全自動(dòng)裝置以防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴(kuò)大，造成大面積停電，或?qū)χ匾脩舻墓╇婇L時(shí)間中斷。根據(jù)規(guī)程：“3kV及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，及分段斷路器、低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置”。 自動(dòng)重合閘（1）提高供電可靠性，對單側(cè)電源尤為顯著。（2）高壓輸電線路上采用自動(dòng)重合閘，可提高并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。（3）可暫緩或不架雙回線路，節(jié)約投資。（4）可糾正斷路器或繼電保護(hù)引起的誤動(dòng)。三相自動(dòng)重合閘是220kV及以下電壓等級電網(wǎng)應(yīng)用最廣泛的一種自動(dòng)重合閘。它能簡單、可靠地完成規(guī)定的重合閘動(dòng)作，滿足系統(tǒng)要求。在110220kV系統(tǒng)中，三相重合閘采用一次重合閘方式。在220kV及以上超高壓電網(wǎng)的輸電線路上，綜合自動(dòng)重合閘得到普遍的應(yīng)用，但是考慮到單相重合閘和綜合重合閘使繼電保護(hù)裝置復(fù)雜化，因此最終220kV側(cè)采用不同步檢定的三相重合閘，60kV側(cè)采用三相一次重合閘。 備用電源自動(dòng)投入裝置 備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)地將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。備自投裝置應(yīng)滿足以下要求：（1）只有當(dāng)工作電源斷開以后，備用電源才能投入。（2）工作母線上無論何種原因失去電壓時(shí)，備自投均應(yīng)投入。（3）備用電源自動(dòng)投入裝置只允許將備用電源投入一次。（4）當(dāng)備用電源自投于故障母線時(shí)，應(yīng)使其保護(hù)裝置加速動(dòng)作，以防擴(kuò)大事故。在本次設(shè)計(jì)中，變電所的電源均裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置，以確保不間斷、可靠供電。第7章 過電壓保護(hù) 概述電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁能產(chǎn)生振蕩，積聚而引起的內(nèi)部過電壓兩種類型。本次設(shè)計(jì)中只重點(diǎn)介紹雷電過電壓保護(hù)。 配電裝置的防雷保護(hù)（1）電壓為110kV以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對于3560kV的配電裝置，為防止雷擊時(shí)引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨(dú)立避雷針保護(hù)。（2）電壓為110kV及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型構(gòu)架上。（3）在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。 防雷設(shè)計(jì)要求和所需資料：（1）防止雷電直擊于電氣設(shè)備上，一般采用避雷針，避雷線進(jìn)行保護(hù)。（2）對于60kV及以下的電氣設(shè)備，應(yīng)盡量減小感應(yīng)過電壓， 一般電氣設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離可能遭到直擊雷的設(shè)備或物體。（3）防止從線路侵入的雷電波過電壓對電器設(shè)備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應(yīng)的進(jìn)線保護(hù)段進(jìn)行保護(hù)。：（1）要求變電所附近氣象資料；（2）要求變電所主接線圖及電器設(shè)備布置圖；（3）其它需要保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施。（1）一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，既要求避雷針高于被保護(hù)物，且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn)，以保證雷擊避雷針，而被保護(hù)物免遭雷擊。（2）高的對地電位，如果它們距被保護(hù)物過近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊。使高電位引向被保護(hù)物。因此避雷針和引下線，接地體與被保護(hù)物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。（1）單支避雷針單支避雷針的保護(hù)范圍。在某一被保護(hù)物高度的水平面上的保護(hù)半徑為當(dāng)≥時(shí)，=（）P ()當(dāng)＜時(shí)，=（）P ()式中 P—高度修正系數(shù)，當(dāng)≤30 m時(shí)，P=1；當(dāng)30m＜≤120 m時(shí)，P==；—避雷針的高度，m。從越高，修正系數(shù)越小可知：為了增大保護(hù)范圍，而一味提高避雷針的高度并非良策，合理的解決辦法應(yīng)是采用多支避雷針作聯(lián)合保護(hù)。（2）兩支等高避雷針采用兩支等高避雷針的保護(hù)范圍并不是兩個(gè)單支避雷針保護(hù)范圍的簡單相加，而是兩針之間的保護(hù)范圍有所擴(kuò)大，但兩針外側(cè)的保護(hù)范圍仍按單支避雷針的計(jì)算方法確定。兩針之間的保護(hù)范圍可利用下式求得=－； （）=（） （）式中 避雷針的高度，m；兩針間聯(lián)合保護(hù)范圍上部邊緣得最低點(diǎn)的高度，m；2在高度的水平面上，保護(hù)范圍的最小寬度，m 求得后，即可在水平面的中央畫出到兩針連線的距離為的兩點(diǎn)，從這兩點(diǎn)向兩支避雷針在層面上的半徑為的圓形保護(hù)范圍作切線，便可得到這一水平面上的聯(lián)合保護(hù)范圍。兩針之間的距離不能太大，一般不宜大于5。（3）多支等高避雷針本次變電所設(shè)計(jì)中，采用多支等高避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍，選用9支等高避雷針?？梢园疵咳п樀牟煌M合分別求取其保護(hù)范圍，計(jì)算方法與兩支等高避雷針的計(jì)算相同，然后疊加起來得出總的聯(lián)合保護(hù)范圍。如各邊的保護(hù)范圍最小寬度均大于0，則多邊形中間全部面積都處于聯(lián)合保護(hù)范圍之內(nèi)。即能滿足保護(hù)要求第二篇 計(jì)算書第8章 主變壓器的選擇主變?nèi)萘扛鶕?jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行確定。由于各用戶的功率因數(shù)不同，分別計(jì)算各廠的無功功率，總的有功功率與總的無功功率的相量和 即為全所的總視在功率：由下列公式計(jì)算無功功率 Q=P*tan（arccos） （）表8—1負(fù)荷有功無功數(shù)據(jù)表序號負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kW）功率因數(shù)無功功率（kVar）1輪胎廠120002制藥廠80003汽車車橋廠130004電工機(jī)械廠140005軋鋼廠180006紡織機(jī)械廠110007平安變電所14000由S=+++++=由上表的計(jì)算數(shù)據(jù)可以求得，總的無功功率Qmax=38722kVar有功功率Pmax=9000KW，總的視在功率 原始資料已知，線損為5%，重要負(fù)荷占68%，小于70%，所以按70%計(jì)算：S≥ S == 根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，選擇SFPZ463000/220型變壓器作為本變電所的主變。其參數(shù)如下所示表82 變壓器參數(shù)表型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組標(biāo) 號空載電流（%）空載損耗（KW）負(fù)載損耗（KW）阻抗電壓（%）高低SFPZ463000/22063000220177。8%63YN，d1178270 S—三相變壓器；F—風(fēng)冷；P—強(qiáng)迫油循環(huán)；Z—有載調(diào)壓；63000—額定容量（kVA）；220—額定電壓（kV）第9章 短路電流計(jì)算書 參數(shù)計(jì)算取基準(zhǔn)容量S=100MVA，U=U。220kV的平均電壓為230kV（1）系 統(tǒng)： X=（2）發(fā)電機(jī)： =============== MVA======（3）變壓器： X===X===X===X===X===X===X===（4）線路：，且X=3X，標(biāo)么值為：X= X==X= X==X= X==X= X==X= X==X= X== 等值網(wǎng)絡(luò)（一） 確定短路點(diǎn)短路電流計(jì)算要選擇可能出現(xiàn)最大短路電流的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以使在發(fā)生突然短路時(shí)電氣設(shè)備不致?lián)p壞。并對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行整定計(jì)算。本次設(shè)計(jì)，要通過短路計(jì)算選出待設(shè)計(jì)變電所的電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。分別選擇DD2兩點(diǎn)為短路點(diǎn)，在D2點(diǎn)短路時(shí)，有兩種運(yùn)行方式。一種是兩臺變壓器T