【正文】 （2）靈敏系數(shù)校驗(yàn)縱差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)，即式中，為各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流；靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于2不滿足靈敏度要求時(shí)，需要采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。 母線保護(hù) （1）母線保護(hù)的要求必須快速有選擇性地切除故障母線；應(yīng)能可靠、方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡(jiǎn)化。母線保護(hù)的接線方式，對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護(hù)大多采用差動(dòng)保護(hù)原理，動(dòng)作后跳開(kāi)連接在該母線上的所有斷路器。 母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后果極為嚴(yán)重。 對(duì)發(fā)電廠和主要變電所的3～10 kV 分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的保護(hù)。下列情況下，應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)：①必須快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，以保證發(fā)電廠及電力網(wǎng)安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)；②當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)。（2）母線完全電流差動(dòng)保護(hù)及整定計(jì)算母線完全電流差動(dòng)保護(hù)常用作單母線或只有一組母線經(jīng)常運(yùn)行的雙母線的保護(hù)。母線上連接的元件都裝設(shè)有相同變比、相同特性的電流互感器，所有電流互感器的二次繞組的同極性端連接在一起，差動(dòng)繼電器KD的繞組和電流互感器的二次繞組并聯(lián)。母線差動(dòng)保護(hù)范圍是各電流互感器之間的一次電力設(shè)備。正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入母線的電流等于流出母線的電流，即。流入差動(dòng)繼電器的電流只是由于電流互感器特性不同而引起的不平衡電流，差動(dòng)繼電器不會(huì)動(dòng)作。發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，所有帶電源的連接元件都會(huì)向短路點(diǎn)供給短路電流，這時(shí)流入繼電器的電流為，即故障點(diǎn)的全部短路電流，差動(dòng)繼電器KD動(dòng)作，時(shí)連接在母線上斷路器全部跳閘。差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按一下兩個(gè)條件考慮，并選擇其中較大的一個(gè)進(jìn)行整定：按躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定母線所有連接元件的電流互感器應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按下式計(jì)算其中 ，——可靠系數(shù)， ——保護(hù)范圍外部故障時(shí)，流過(guò)母線完全差動(dòng)電流保護(hù)用電流互感器的最大短路電流； ——母線保護(hù)用電流互感器變比。按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線整定連接元件較多，接線復(fù)雜，出現(xiàn)電流互感器二次回路斷線的幾率較大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流大于任一元件中最大的負(fù)荷電流，即 靈敏系數(shù)校驗(yàn)保護(hù)元件的靈敏系數(shù)要求在最小運(yùn)行方式下，母線保護(hù)范圍內(nèi)部短路時(shí)，最小靈敏系數(shù)應(yīng)大于2。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)用下式校驗(yàn)，滿足要求式中 ——母線上連接元件最少時(shí)，母線故障的最小短路電流。 備自投和自動(dòng)重合閘的設(shè)置 備用電源自動(dòng)投入裝置的含義和作用備用電源自動(dòng)投入裝置是指當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能迅速自動(dòng)地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱備自投。一般在下列情況裝設(shè)：發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)作為備用。降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段。生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組。該變電所的10KV母線為單母分段接線形式，變電所內(nèi)有兩臺(tái)主變壓器，正常運(yùn)行時(shí)為兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行，其備用方式為互為備用的“暗備用”，因此考慮在母聯(lián)斷路器上裝設(shè)有備自投裝置以提高供電的可靠性。 自動(dòng)重合閘裝置電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路故障大多是瞬時(shí)故障。在線路上發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，線路被保護(hù)斷開(kāi)后，由自動(dòng)重合閘裝置再進(jìn)行一次合閘，恢復(fù)供電，從而大大提高供電的可靠性。重合閘在電力系統(tǒng)中有重要的作用：大大提高供電的可靠性，減少停電次數(shù)，特別時(shí)對(duì)單側(cè)電源的單回線路尤為顯著。提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。彌補(bǔ)輸電線路耐雷水平將定的影響。在電力系統(tǒng)中，10KV線路一般不裝設(shè)避雷線，35KV線路一般只在進(jìn)線端12km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動(dòng)重合閘后，可提高供電可靠性。對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，能其糾正的作用。第8章 防雷與接地方案的設(shè)計(jì) 防雷保護(hù) 直擊雷保護(hù)直擊雷過(guò)電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過(guò)電壓，又稱直擊雷。在雷電的主放電過(guò)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(xiǎn)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(duì)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(jì)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(duì)其危害給予足夠的防護(hù)。為防止線路侵入雷電波的過(guò)電壓，在110KV進(jìn)線，35KV母線及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。 接地裝置的設(shè)計(jì)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(zhǎng)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≤。根據(jù)原始資料有，土壤電阻率為100歐，根據(jù)公式：取，則有，滿足如實(shí)測(cè)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(gè)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(zhǎng)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。第9章 補(bǔ)償裝置 補(bǔ)償裝置的種類和作用補(bǔ)償裝置可分并聯(lián)補(bǔ)償裝置和串聯(lián)補(bǔ)償裝置兩類。串聯(lián)補(bǔ)償裝置（1）對(duì)220 kV及以上電網(wǎng)中的串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，利用其電容抵消部分線性電感，相當(dāng)于縮短線路的長(zhǎng)度，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸送能力。一般將串聯(lián)補(bǔ)償裝置與線路中間的開(kāi)關(guān)站或變電所合建在一起。當(dāng)無(wú)中間開(kāi)關(guān)站或變電所時(shí)，才將串補(bǔ)償裝置設(shè)在末端變電所中。（2）對(duì)110 kV及以下電網(wǎng)中串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，主要用于減少線路電壓降，降低受端電壓波動(dòng)，提高供電水平和質(zhì)量。而在閉合電網(wǎng)中，則主要用于改善潮流分布，減少有功損耗。用于110 kV及以下電網(wǎng)，當(dāng)線路沒(méi)有分支線時(shí)，裝在線路末端的變電所；當(dāng)線路上有多個(gè)負(fù)荷分支線時(shí)，將串聯(lián)補(bǔ)償裝置設(shè)在線路總壓降約一半的附近變電所內(nèi)。并聯(lián)補(bǔ)償裝置并聯(lián)補(bǔ)償裝置分并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置、并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置和超高壓并聯(lián)電抗器和調(diào)相機(jī)等。(1) 并聯(lián)電容裝置又可分?jǐn)嗦菲魍肚泻途чl管投切的并聯(lián)補(bǔ)償裝置。它們向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無(wú)功，以補(bǔ)償多余的感性無(wú)功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電網(wǎng)電壓。同時(shí)還設(shè)交流濾波裝置，在向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無(wú)功時(shí)，給電網(wǎng)的濾波電流提供一個(gè)阻抗近似為零的通路，以降低母線諧波電壓正選波形畸變率，進(jìn)一步提高電壓質(zhì)量和抗干擾能力。當(dāng)裝設(shè)電容補(bǔ)償裝置引起的高次諧波含量超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在回路中設(shè)置串聯(lián)電抗器，也可兼做限制涌流電抗器，需要限制短路電流時(shí)，還可兼做限流電抗器。串聯(lián)電抗器宜選用干式空心電抗器。（2）并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置。它向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的感性無(wú)功，補(bǔ)償電網(wǎng)的剩余容性無(wú)功，保證電壓穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。它一般連接在大型發(fā)電廠或變電所的35 kV及以下的電壓母線上，在發(fā)電廠中它常接在聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓側(cè)。在變電所中它常接在主變壓器的低壓側(cè)。(3) 靜補(bǔ)償是采用晶體管器件構(gòu)成的高效靜補(bǔ)裝置，它向電網(wǎng)提供可快速無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無(wú)功，降低電壓波動(dòng)和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和降低工頻過(guò)電壓的功能。調(diào)相機(jī)是以往用得較多的補(bǔ)償裝置向電網(wǎng)提供可無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無(wú)功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵(lì)補(bǔ)償容性無(wú)功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。調(diào)相機(jī)可為專用的也可由同容量的汽輪發(fā)電機(jī)改造為調(diào)相運(yùn)行機(jī)組，因它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行管理維護(hù)工作量大，建筑物也較大，故目前已經(jīng)很少采用。以上靜補(bǔ)裝置都是直接連接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變（配）電所、換流站的母線上。此外，在發(fā)電廠有時(shí)將發(fā)電機(jī)改作調(diào)相機(jī)；在變電所中，或可將并補(bǔ)償裝置連接在110 kV母線上。（4）超高壓并聯(lián)電抗器，并聯(lián)在330 kV及以上超高壓線路上，補(bǔ)償輸電線路的充電功率，以降低系統(tǒng)的工頻過(guò)壓水平，并兼有減少潛供電流，便于系統(tǒng)并網(wǎng)，提高供電可靠性等功能。超高壓并聯(lián)電抗器一般并接在需要控制工頻過(guò)電壓幅值的線路中間或末端，常設(shè)置在線路中間開(kāi)關(guān)站或變電所中，有時(shí)也和串補(bǔ)裝置同時(shí)安裝在變電所或開(kāi)關(guān)站中。在高壓輸電線路上串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，利用其電容抵消部分線性電感，相當(dāng)于縮短線路的長(zhǎng)度，曾強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸送能力。該變電所為35 kV將壓變，35 kV雙回輸電線路長(zhǎng)6 km，考慮成本投資方面，在此不考慮裝設(shè)串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置。 并聯(lián)電容器裝置容量選擇和主要要求。（1）并聯(lián)電容器的補(bǔ)償容量，應(yīng)安負(fù)荷或主變壓器需補(bǔ)償?shù)臐M足功率因數(shù)要求的最大容性無(wú)功功率或滿足某點(diǎn)符合電壓變化范圍要求的容量，容量宜分別為主變壓器容量的30%以下。（2）電容器組的分組容量應(yīng)滿足以下要求：1）分組裝置在不同組合方式中投切時(shí)，不會(huì)引起高次諧波諧振和有危害的諧波放大。2）投切一組補(bǔ)償設(shè)備所引起的變壓器中壓側(cè)的線電壓變化值不超過(guò)額定電壓的。3）與斷路器投切電容器的能力相適應(yīng)。4）不超過(guò)單臺(tái)電容器的爆破容量和熔斷器的耐爆容量。 并聯(lián)電容器容量的計(jì)算考慮在10 kV母線上利用并聯(lián)電容器改善功率因數(shù)式中— 負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量，kvar— 母線上的最大有功負(fù)荷，kW— 補(bǔ)償前的最大功率因數(shù)角— 補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)角— 由補(bǔ)償?shù)綍r(shí)，每千瓦有功負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功值，kvar/ kW第10章 配電裝置 配電裝置概述配電裝置是發(fā)電廠與變電所的重要組成部分，是發(fā)電廠與變電所電氣主接線的具體實(shí)現(xiàn)。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、母線以及必要的輔助設(shè)備組成，輔助設(shè)備包括安裝布置電氣設(shè)備的構(gòu)架、基礎(chǔ)、房屋、和通道等。配電裝置的功能是正常運(yùn)行時(shí)用來(lái)接受和分配電能，發(fā)生故障時(shí)通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)操作，迅速切除故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行。可以說(shuō)，配電裝置是具體實(shí)現(xiàn)電氣主接線功能的重要裝置。 配電裝置類型按配電裝置的設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置與屋外配電裝置兩大類。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋內(nèi)，安全凈距小，可采用分層布置，占地面積??；外界污穢氣體及灰塵對(duì)電氣設(shè)備的影響較?。徊僮?、維護(hù)與檢修都在室內(nèi)進(jìn)行，工作條件好，不受氣候影響；土建工程量大，投資較大。屋外配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋外，土建工程量小，相應(yīng)的投資較小，建設(shè)工期短；擴(kuò)建方便；相間及設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；受外界環(huán)境影響，設(shè)備的運(yùn)行條件及人員進(jìn)行操作維護(hù)的工作條件較差，而且占地面積大。按照配電裝置的安裝方法，又可以分為裝配式配電裝置和成套式配電裝置。 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 基本要求（1）在配電裝置設(shè)計(jì)中，必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、及技術(shù)規(guī)定，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和維修方便。（2）根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境條件和運(yùn)行、安裝檢修的要求，合理的制定布置方案和選用設(shè)備，保證足夠的安全距離。應(yīng)采用行之有效的新技術(shù)、新設(shè)備、新布置和新材料（3）保證運(yùn)行安全和操作巡視方便。（4）必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則，應(yīng)布置緊湊、少占地（尤其是良田）（5）節(jié)省材料、降低造價(jià)。（6）根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的要求。 設(shè)計(jì)基本步驟（1）選擇配電裝置的型式 根據(jù)電壓等級(jí)、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式，有無(wú)電抗器、地質(zhì)、地形及環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式（2）擬定配置圖（3）設(shè)計(jì)配電裝置的平面圖和斷面圖 屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置的類型按其布置型式分為單層式、兩層式和三層式。單層式屋內(nèi)配電裝置將所有電氣設(shè)備都布置在一層房屋內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資低、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作方便，但占地面積大。多層式屋內(nèi)配電裝置是將各回路電氣設(shè)備的輕重，自上而下的分層布置在多層樓房?jī)?nèi)，占地面積小，但建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資高、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作不方便，與三層式相比，兩層式占地面積略有增加，但運(yùn)行維護(hù)與檢修均較方便，造價(jià)也明顯下降。 屋外配電裝置根據(jù)母線和電氣設(shè)備布置的高度，屋外配電裝置可分為中型、高型、半高型和GIS型，中型配電裝置又分為普通中型和分相中型兩類。 中型配電裝置（1）屋外普通中型配電裝置屋外普通中型配電裝置的特點(diǎn)是將所有電氣設(shè)備均安裝在同一水平面上，并安裝在一定高度的基礎(chǔ)上，而母線一般采用軟導(dǎo)線安裝在構(gòu)架上，稍高于電氣設(shè)備所在平面。中型配電裝置應(yīng)設(shè)備安裝位置較低，便于施工、安裝、檢修與維護(hù)操作，構(gòu)架高度低，抗震性能好；布置清晰，不易發(fā)生誤操作，運(yùn)行可靠；所用的鋼材比較少，造價(jià)低。主要缺點(diǎn)是占地面積大。普通中型配電裝置是我國(guó)有豐富設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的配電裝置，廣泛應(yīng)用于220kV及以下的屋外配電裝置中。