【正文】 差動保護原理圖2）基本原理：變壓器的縱差保護通常采用環(huán)流法接線。是將被保護元件兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)，靠近被保護元件的兩端連接起來。然后差動繼電器連接在兩電流互感器上。在被保護區(qū)間內(nèi)發(fā)生故障時，流入繼電器的是故障電流的和，正常運行和區(qū)外故障時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)電流的相位補償然后在考慮進行數(shù)值補償，才能保證運行和外部故障時流入繼電器的電流為零。此外還要考慮變壓器勵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1）保護的種類零序電流保護：當(dāng)變壓器中性點接地時作為接地保護，以短時限跳母聯(lián)，長時限跳變壓器兩側(cè)斷路器間隙零序過流保護：當(dāng)變壓器中性點不接地時作為接地保護零序過電壓保護：做間隙零序過流保護的輔助保護，當(dāng)變壓器中性點不接地時作為接地保護。2）保護原理 當(dāng)接地運行時，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，當(dāng)系統(tǒng)不接地運行時，為防止電網(wǎng)單相接地故障點處出現(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；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，中性點接地運行變壓器由其零序電流保護作用于切除，若高壓母線上沒有中性點接地運行的變壓器，中性點發(fā)生過電壓可導(dǎo)致放電間隙被擊穿，此時中性點不接地的變壓器由反應(yīng)放電電流的零序電流保護瞬時動作于切除；如果中性點過電壓不足以使放電電壓被擊穿，則可由零序電壓保護經(jīng)延時切除。3）零序電流保護的原理圖： 零序電流保護原理圖（4） 變壓器的過負荷保護1）測量元件：電流繼電器2）出口方式：發(fā)出過負荷信號 3）變壓器過負荷電流大多數(shù)情況下三相是對稱的，因此只裝設(shè)對稱過負荷保護。即只用一個電流繼電器接于任一相電流之中，動作時經(jīng)延時作用于信號。 4）過負荷保護的動作電流應(yīng)躲過變壓器額定電流。 5）過負荷保護的動作時限，應(yīng)比過電流保護的最大時限增加一個時限階差△t。 （5） 復(fù)合電壓啟動的過電流保護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：負序電壓繼電器和過電流繼電器3）特點：不對稱短路時，電壓元件靈敏度高于低電壓啟動的過電流保護4）保護原理在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對稱短路故障時，負序電壓過濾器Z有較高的輸出電壓，故kVN動作，動斷觸點打開，低電壓繼電器kVU失壓，kVU動作，其動斷觸點閉合，使中間繼電器KM勵磁，此時電流互感器至少有兩個動作，于是時間繼電器KT，經(jīng)預(yù)定的時間跳閘。5）保護原理圖 復(fù)合電壓啟動的過電流保護原理圖 母線保護 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)備最嚴重的故障之一，因為它不但會使聯(lián)于母線上的所有元件被迫停電，且將會危及到電力系統(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。（1）對母線保護的要求是： 1）能快速，有選擇地切除故障； 2）保護必須具有可靠性和靈敏度； 3）大接地系統(tǒng)母線保護采用三相式接線，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）母線完全差動保護 （3）母線不完全差動保護 母線完全差動保護要求連接于母線上的全部元件都裝設(shè)電流互感器，設(shè)備費用昂貴，保護接線復(fù)雜，可根據(jù)母線的重要程度，采用母線不完全差動保護。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。 保護由兩段構(gòu)成：第一段采用無時限或帶時限的電流速斷，當(dāng)靈敏性不符合要求時，可采用電流閉鎖電壓速斷保護；第二段采用過電流保護，當(dāng)靈敏性不符合要求時，可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保護的起動電流。 當(dāng)保護范圍內(nèi)部發(fā)生故障時，全部電源都向故障點供給短路電流。此時流入差動繼電器的電流為全部的短路電流，這個電流值很大，保護裝置能很靈敏地動作，去跳開所有有源元件的斷路器。（4）母聯(lián)電流相位比較差動保護 母聯(lián)電流相位比較差動保護適用于并列運行的雙母線，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 它根據(jù)母線外部故障或內(nèi)部故障時連接在該母線上各元件電流相位的變化來實現(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，從而確定保護的動作情況。電流相位比較式母線保護，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，從而克服了一般母線差動保護不適應(yīng)母線運行方式改變的缺點。 線路保護（1）220kV側(cè)線路保護1）為了實現(xiàn)遠距離輸電線路全線的快速切除故障，采用高頻保護作為220kV側(cè)線路的主保護。2）220kV線路的接地保護宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護；對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整個電力網(wǎng)接地保護的性能時，可裝設(shè)接地距離保護并輔之以階段式零序電流保護。3）相間距離保護4）線路縱差保護 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)同時快速跳閘時，應(yīng)采用縱差保護。其中相差高頻保護常用作250km以下的220kV線路的專用全線快速保護。 （2）60kV側(cè)線路保護1）并列運行的平行線路宜裝設(shè)橫聯(lián)差動保護作為主保護。以接于兩回線之和的電流保護，作為兩回路同時運行的后備保護及一回線斷開后的主保護及后備保護。2）相間保護以電流電壓保護作為相間故障的主保護及后備保護，可以滿足選擇性及快速切除故障的要求?？梢愿鶕?jù)實際系統(tǒng)特點采用距離保護作為相間故障和兩點接地短路的主要保護。 自動化裝置配置 在電力系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)安全自動裝置以防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴大，造成大面積停電，或?qū)χ匾脩舻墓╇婇L時間中斷。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)自動重合閘裝置”。 自動重合閘（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重合閘，可提高并列運行的穩(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引起的誤動。三相自動重合閘是220kV及以下電壓等級電網(wǎng)應(yīng)用最廣泛的一種自動重合閘。它能簡單、可靠地完成規(guī)定的重合閘動作，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。 備用電源自動投入裝置 備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動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，備自投均應(yīng)投入。（3）備用電源自動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，應(yīng)使其保護裝置加速動作，以防擴大事故。在本次設(shè)計中，變電所的電源均裝設(shè)備用電源自動投入裝置，以確保不間斷、可靠供電。第7章 過電壓保護 概述電氣設(shè)備在運行中承受的過電壓，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)計中只重點介紹雷電過電壓保護。 配電裝置的防雷保護（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，為防止雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨立避雷針保護。（2）電壓為110kV及以上的屋外配電裝置，可將保護線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型構(gòu)架上。（3）在選擇獨立避雷針的裝設(shè)地點時，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。 防雷設(shè)計要求和所需資料：（1）防止雷電直擊于電氣設(shè)備上，一般采用避雷針，避雷線進行保護。（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)的進線保護段進行保護。：（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）其它需要保護的設(shè)備和設(shè)施。（1）一方面應(yīng)使所有的被保護物處于避雷針保護范圍之內(nèi)，既要求避雷針高于被保護物，且兩者之間的距離又不能太遠，以保證雷擊避雷針，而被保護物免遭雷擊。（2）高的對地電位，如果它們距被保護物過近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊。使高電位引向被保護物。因此避雷針和引下線，接地體與被保護物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。（1）單支避雷針單支避雷針的保護范圍。在某一被保護物高度的水平面上的保護半徑為當(dāng)≥時，=（）P ()當(dāng)＜時，=（）P ()式中 P—高度修正系數(shù)，當(dāng)≤30 m時，P=1；當(dāng)30m＜≤120 m時，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。（2）兩支等高避雷針采用兩支等高避雷針的保護范圍并不是兩個單支避雷針保護范圍的簡單相加，而是兩針之間的保護范圍有所擴大，但兩針外側(cè)的保護范圍仍按單支避雷針的計算方法確定。兩針之間的保護范圍可利用下式求得=－； （）=（） （）式中 避雷針的高度，m；兩針間聯(lián)合保護范圍上部邊緣得最低點的高度，m；2在高度的水平面上，保護范圍的最小寬度，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，從這兩點向兩支避雷針在層面上的半徑為的圓形保護范圍作切線，便可得到這一水平面上的聯(lián)合保護范圍。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)計中，采用多支等高避雷針的聯(lián)合保護范圍，選用9支等高避雷針?？梢园疵咳п樀牟煌M合分別求取其保護范圍，計算方法與兩支等高避雷針的計算相同，然后疊加起來得出總的聯(lián)合保護范圍。如各邊的保護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)合保護范圍之內(nèi)。即能滿足保護要求第二篇 計算書第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)劃進行確定。由于各用戶的功率因數(shù)不同，分別計算各廠的無功功率，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：由下列公式計算無功功率 Q=P*tan（arccos） （）表8—1負荷有功無功數(shù)據(jù)表序號負荷名稱最大負荷（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電工機械廠140005軋鋼廠180006紡織機械廠110007平安變電所14000由S=+++++=由上表的計算數(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%，重要負荷占68%，小于70%，所以按70%計算：S≥ S == 根據(jù)上述計算數(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 短路電流計算書 參數(shù)計算取基準(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： =============== 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） 確定短路點短路電流計算要選擇可能出現(xiàn)最大短路電流的點進行計算，以使在發(fā)生突然短路時電氣設(shè)備不致?lián)p壞。并對繼電保護設(shè)備進行整定計算。本次設(shè)計，要通過短路計算選出待設(shè)計變電所的電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。分別選擇DD2兩點為短路點，在D2點短路時，有兩種運行方式。一種是兩臺變壓器T