【正文】 外部故障類型有：1）絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路；2）引出線之間發(fā)生的相間故障。變壓器的不正常運行情況主要有：1）由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流；2）油箱漏油而造成的油面降低；3）變壓器中性點電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵磁。為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運行時造成不應(yīng)有的損失，保證系統(tǒng)安全連續(xù)運行，故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護裝置。變電所主變保護的配置瓦斯保護瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同。瓦斯保護就是利用反應(yīng)氣體狀態(tài)的瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護變壓器內(nèi)部故障的。在瓦斯保護繼電器內(nèi)，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，則產(chǎn)生強烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點方向移動，使水銀觸點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴大，起到保護變壓器的作用。瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。目前大多采用QJ80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號回路接點閉合，光字牌燈亮。保護范圍瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓器內(nèi)部故障的唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作，對此必須采取相應(yīng)的措施。差動保護差動保護是變壓器的主保護，是按循環(huán)電流原理裝設(shè)的。主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。 在繞組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同級性端都朝向母線側(cè)，則將同級性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器的二次電流只差，也就是說差動繼電器是接在差動回路的。從理論上講，正常運行及外部故障時，差動回路電流為零。實際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運行和外部短路時，差動回路中仍有不平衡點流Iumb流過，此時流過繼電器的電流IK為Ik=I1I2=Iumb要求不平衡點流應(yīng)盡量的小，以確保繼電器不會誤動。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路故障時，在差動回路中由于I2改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這是流過繼電器的電流為I1與I2之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使繼電器可靠動作。變壓器差動保護的范圍是構(gòu)成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設(shè)備、以及連接這些設(shè)備的導(dǎo)線。由于差動保護對保護區(qū)外故障不會動作，因此差動保護不需要與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時，可以瞬時動作。對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開各側(cè)電源斷路器。過流保護為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設(shè)過電流保護。而本次所設(shè)計的變電所，電源側(cè)為110KV，主要負(fù)荷在35KV倒即可裝設(shè)兩套過電流保護，一套裝在中壓側(cè)35KV側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè)110KV側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個時限ts和tⅢ，時限 定原側(cè)為tⅢ≥tⅡ+△t，用U切除三側(cè)全部斷路器。變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護，過負(fù)荷保護一般經(jīng)追時動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護均經(jīng)同一個時間繼電器。對于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。八 防雷及接地體設(shè)計電氣設(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)生變化時電磁能量產(chǎn)生振滿和積聚而引起的內(nèi)部過電壓兩種類型。按其產(chǎn)生原因，它們又可分為以下幾類： 直擊雷過電壓 雷電過電壓 感應(yīng)雷過電壓 侵入雷電流過電壓 長線電容效應(yīng) 工頻過電壓 不對稱接地故障 甩負(fù)荷 消弧線圈補償網(wǎng)絡(luò)的線性諧振過電壓 暫時過電壓 線性諧振 傳遞過電壓 線路斷線 諧振過電壓 鐵磁諧振 電磁式電壓互感器飽和 參數(shù)諧振—發(fā)電機同步或異步自勵磁內(nèi)過 開斷電容器組過電壓 電壓 操作電容負(fù)荷過電壓 開斷空載長線過電壓 關(guān)合（重合）空載長線過電壓 開斷空載變壓器過電壓 操作過電壓 操作電感負(fù)荷過電壓 開斷并聯(lián)電抗器過電壓 開斷高壓電動機過電壓 角列過電壓 間歇電弧過電壓變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運行。變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。對侵入波防護的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進線保護。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護設(shè)備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨立裝設(shè)，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電所。避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設(shè)備。避雷針的配置原則：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，但在土壤電阻率大于1000n米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10n。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，雷擊時易引起反擊。在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達(dá)到不小于15M的要求。避雷器的配置原則1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)租在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。3）220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。4）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。6）110KV—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。本變電所采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的環(huán)形接地裝置。接地裝置應(yīng)盡可能埋在地下，—1米，圍繞屋內(nèi)外配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建筑物，敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互聯(lián)接線不應(yīng)少于兩根干線。接地網(wǎng)的外像應(yīng)閉合，外像各角做成圓弧形，圓弧半徑不宜小于均壓帶間距離的一半，在接地線引進建筑物的入口處，應(yīng)設(shè)標(biāo)志。為了保護變壓器中性點，尤其是不接地高壓器中性點的絕緣，通常在變壓器中性點上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接接地運行時零序電流保護起作用，動作 接地變壓器，避雷器作后備；變壓器不接地時，放電間隙和零序過電壓起保護作用，大氣過電壓時，線路避雷器動作，工程過電壓時，間隙保護動作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。致 謝在認(rèn)真閱讀原始材料，分析材料，參考閱讀《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》、《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》和《電力系統(tǒng)繼電保護》以及《高電壓技術(shù)》等參考書籍，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過周密的計算，完成了此次畢業(yè)設(shè)計。通過此次的畢業(yè)設(shè)計，使我了解設(shè)計的要求，及設(shè)計內(nèi)容，更加深刻了解課本中的內(nèi)容，使知識與理論相結(jié)合，使基礎(chǔ)知識與實際操作緊密聯(lián)系。尤其對主接線，電氣設(shè)備以及導(dǎo)線選擇方法進一步掌握。在此，我要感謝在此次設(shè)計過程中給予我?guī)椭睦蠋熞约巴瑢W(xué)，沒有你們的幫助，此篇論文完成的將加倍的困難，感謝你們！參考文獻1．《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南－電力系統(tǒng)分冊》 陳躍2．《電力工程》 陳志業(yè)3．《電力系統(tǒng)繼電保護》 李駿年4．《發(fā)電廠電氣設(shè)備》范錫普5．《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》 曹敏6．《電力工程電氣設(shè)備手冊上》