【正文】 裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10Ω。當有困難時，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于15m。獨立避雷針不應設在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應采取均壓措施，或鋪設礫石或瀝青地面，也可鋪設混凝土地面。110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ωm的地區(qū)，宜裝設獨立避雷針。否則，應通過驗算，采取降低接地電阻或加強絕緣等措施。35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針。除水力發(fā)電廠外，在變壓器門型架構(gòu)上和在離變壓器主接地線小于15m的配電裝置的架構(gòu)上，當土壤電阻率大于350Ωm時，不允許裝設避雷針、避雷線；如不大于350Ωm，則應根據(jù)方案比較確有經(jīng)濟效益，經(jīng)過計算采取相應的防止反擊措施，并至少遵守下列規(guī)定，方可在變壓器門型架構(gòu)上裝設避雷針、避雷線：a)裝在變壓器門型架構(gòu)上的避雷針應與接地網(wǎng)連接，并應沿不同方向引出3~4根放射形水平接地體，在每根水平接地體上離避雷針架構(gòu)3m~5m處裝設一根垂直接地體；b)直接在3kV~35kV變壓器的所有繞組出線上或在離變壓器電氣距離不大于5m條件下裝設閥式避雷器。 34 采用半屋內(nèi)GIS配電裝置的TQ化肥廠110kV降壓變電所設計c)高壓側(cè)電壓35kV變電所，在變壓器門型架構(gòu)上裝設避雷針時，變電所接地電阻不應超過4Ω(不包括架構(gòu)基礎(chǔ)的接地電阻)。110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，土壤電阻率大于1000Ωm的地區(qū)，應裝設集中接地裝置。35kV、66kV配電裝置，在土壤電阻率不大于500Ωm的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應裝設集中接地裝置。在土壤電阻率大于500Ωm的地區(qū)，避雷線應架設到線路終端桿塔為止。從線路終端桿塔到配電裝置的一檔線路的保護，可采用獨立避雷針，也可在線路終端桿塔上裝設避雷針。裝設獨立避雷針，為防止雷直擊變電設備及其架構(gòu)、電工建筑物，其沖擊接地電阻不宜超過10歐，為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構(gòu)之間的空氣中的距離SK不宜小于5m，獨立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離Sd應大于3m。主控制樓：屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。（2）雷電侵入波的過電壓保護發(fā)電廠和變電所應采取措施防止或減少近區(qū)雷擊閃絡。未沿全線架設避雷線的35kV~110kV架空送電線路，應在變電所1km~2km的進線段架設避雷線。進線保護段上的避雷線保護角宜不超過20176。，最大不應超過30176。具有架空進線的35kV及以上發(fā)電廠和變電所敞開式高壓配電裝置中氧化鋅避雷器的配置：每組母線上應裝設避雷器。避雷器與主變壓器及其他被保護設備的電氣距離超過參考值時，可在主變壓器附近增設一組避雷器。有效接地系統(tǒng)中的中性點不接地的變壓器，如中性點采用分級絕緣且未裝設保護間隙，應在中性點裝設雷電過電壓保護裝置，且宜選變壓器中性點金屬氧化物避雷器。如中性點采用全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行，也應在中性點裝設雷電過電壓保護裝置。不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中的變壓器中性點，一般不裝設保護裝置，但多雷區(qū)單進線變電所且變壓器中性點引出時，宜裝設保護裝置；中性點接有消弧線圈的變壓器，如有單進線運行可能，也應在中性點裝設保護裝置。該保護裝置可任選金屬氧化物避雷器或碳化硅普通閥式避雷器。與架空線路連接的三繞組自耦變壓器、變壓器(包括一臺變壓器與兩臺電機相連的三繞組變壓器)的低壓繞組如有開路運行的可能和發(fā)電廠雙繞組變壓器當發(fā)電機斷開由高壓側(cè)倒送廠用電時，應在變壓器低壓繞組三相出線上裝設閥式避雷器，以防來自高壓繞組的雷電波的感應電壓危及低壓繞組絕緣；但如該繞組連有25m 及以上金屬外皮電纜段，則可不必裝設避雷器。變電所的3kV~10kV配電裝置(包括電力變壓器)，應在每組母線和架空進線上 35 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設計（論文）裝設氧化鋅避雷器(分別采用電站和配電閥式避雷器)。母線上閥式避雷器與主變壓器的電氣距離不宜大于規(guī)定值。架空進線全部在廠區(qū)內(nèi)，且受到其地建筑物屏蔽時，可只在母線上裝設避雷器。 有電纜段的架空線路，避雷器應裝設在電纜頭附近，其接地端應和電纜金屬外皮相連。如各架空進線均有電纜段，則避雷器與主變壓器的最大電氣距離不受限制。（3）避雷器的配置：1)進出線設備外側(cè)；2)所有母線上；3)變壓器高壓側(cè)，盡量靠近變壓器；4)變壓器低壓側(cè)為Δ時，只裝在B相；5)主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設；（4）避雷線的配置：1)ll0kV及以上線路沿全長架設避雷線；2)35kV雷電日較高應全長架設避雷線；3)1035kV，一般設1～2km的進線段保護，以降低雷電波的陡度。本變電所高壓側(cè)為GIS成套配電裝置，所以避雷器成套配備，其標稱放電電流選為10kA，額定電壓102kV，暫時過電壓266kV，兩個該參量的避雷器分別裝在兩個110kV進線上。110kV側(cè)變壓器中性點分別安裝氧化鋅避雷器和保護間隙。6kV側(cè)由于出線全部選用電纜，所以只需在兩段母線上各裝設一個氧化鋅避雷器，選用TBP10型。對于直擊雷保護，由于110kV全線裝設避雷線，而且本變電所采用半屋內(nèi)配電裝置雙層布置的形式，負荷出線全部采用電纜埋入地中，所以只需要在屋頂鋪設避雷帶，使變壓器在其保護范圍內(nèi)，保護主建筑物和主變壓器避免直擊雷。避雷帶的保護范圍的工程運算如下，采用如下滾球法計算： 36 采用半屋 （）該寬度足可以將主變壓器包括在該避雷帶的保護范圍之內(nèi)，所以滿足防雷要求。 37 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設計（論文）8 繼電保護整定及配置 本次變電所繼電保護只進行主變保護的設計，現(xiàn)在微機保護使用較為廣泛，微機保護性能穩(wěn)定，可靠性高，維護簡單，本主變保護擬采用SD8011(2)主變主保護裝置（以下簡稱裝置），該裝置適用于110kV及以下電等級的三(二)圈變，作為變壓器區(qū)內(nèi)短路故障的主保護，可以提供如下保護功能：a) 差動電流速斷保護；b) 二次諧波制動的比率差動保護；c) CT斷線識別和閉鎖比率差動功能；d) 非電量保護。（1）保護原理 功能特點差動保護中各側(cè)電流平衡補償由軟件完成，中低壓側(cè)電流平衡均以高壓側(cè)為基準。變壓器各側(cè)CT二次電流相位也由軟件自動校正，即變壓器各側(cè)CT二次回路都應接成Y型，這樣簡化了CT二次接線，增加了可靠性，易于實現(xiàn)CT二次斷線的準確可靠判別，同時對減小電流互感器的二次負荷和改善電流互感器的工作性能有很大好處。軟件校正原理： IICIaIbIc 38 IB采用半屋 I=(IAIB)/3 （）’A’AI=IBIC 或 I=(IBIC)/3 （） I=ICIA 或 I=(ICIA)/ （）經(jīng)軟件校正后，差動回路兩側(cè)電流同相位。由于各側(cè)電流互感器的一次電流不等于變壓器的額定電流，為使二次側(cè)電流作用相同，則其他兩側(cè)或一側(cè)電流需要乘以平衡系數(shù)。平衡系數(shù)的計算： 1）計算各側(cè)一次額定電流‘C’C’B’BIHe=SHeUHe 、IMe=SMe3UMe 、ILe=SLe3ULe （）2) 計算各側(cè)二次額定電流Ihe=IHeIIIme=MeIle=Lenh 、 nm 、 nl （）3) 計算各側(cè)電流平衡系數(shù)Km= 比率差動保護IheIIKl=heKl=heIme Ile 或 Ile（）比率差動保護的動作特性如圖，能可靠躲過外部故障時的不平衡電流。 39 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設計（論文）其中：Id為動作電流，Izd為制動電流，Icdset為差動電流起動值（最小動作值），K1，K2為比率差動制動系數(shù)，圖中陰影部分為保護動作區(qū)。動作電流Id的計算：雙卷變：Id=|Ih+Il|（）引入平衡系數(shù)后的動作電流為Id=|Ih+KlIl| （） 三卷變：Id=|Ih+Im+Il|（）引入平衡系數(shù)后的動作電流為Id=|Ih+KmIm+KlIl|（）制動電流Izd的計算：雙卷變：Izd=|IhIl|/2（）三卷變：Izd=max{Ih,Im,Il}（）比率制動判據(jù)為：當Izd≤Is1時；Idamp。gt。Icdset；當Is1≤Izd≤Is2時；Idamp。gt。Icdset+K1179。(Is2Is1)當Izdamp。gt。Is2時，Idamp。gt。Icdset+K1179。(Is2Is1)+K2179。(IzdIs2)式中：Id：各側(cè)同相的差電流（計算得）；Izd：制動電流（最大差電流相的三側(cè)電流中的最大相）；Is1,Is2：拐點電流2（由用戶整定）；K1,K2：一、二段折線斜率（由用戶整定）；Isdset：差電流速斷定值；Icdset比率差動電流定值（最小動作值）。 二次諧波制動判據(jù)：Icd2amp。gt。K2179。Icd本保護利用三相差動電流的二次諧波來防止涌流誤動，Icd為差電流基波分量，Icd2為差電流二次諧波分量，K2為二次諧波制動系數(shù)。二次諧波制動采用或門制動方式，即A、B、C三相中有一相滿足制動條件， 40 采用半屋內(nèi)GIS配電裝置的TQ化肥廠110kV降壓變電所設計則閉鎖差動保護出口。 差流速斷保護當任一相差動電流大于差流速斷定值時，瞬時動作于出口繼電器。該保護可在變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時快速切除故障變壓器。 CT斷線眾所周知，CT斷線是造成差動保護誤動的主要原因之一。為防止CT造成差動保護誤動作，本裝置給出以下判據(jù)，當測出CT斷線后，發(fā)出告警信號，用戶可根據(jù)情況由控制字選擇是否閉鎖差動保護。Ioamp。lt。；|Ia+Ib+Ic|amp。gt。；MAX{Ia，Ib，Ic}amp。lt。5A。本CT斷線判據(jù)適合于變壓器各側(cè)CT均為星形接線的情況。（2）使用說明 裝置的應用場合SD8011（2）變壓器差動保護裝置，適用于110kV及以下電壓等級的三圈變壓器，： 典型應用接線圖 41 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設計（論文） 定值整定 定值清單 KW1控制字各位定義如下： 42 采用半屋 Uhe*kcth （）c) 差動電流速斷保護：差動電流速斷保護的動作電流應避越變壓器空載投入時的勵磁涌流和外部故障的最大不平衡電流來整定。根據(jù)實際經(jīng)驗一般?。篒sd＝（4－12）Ieb／nLH （）式中：Ieb――變壓器的額定電流；nLH――變壓器電流互感器的電流變比。 比率差動動作電流Icd應大于額定負載時的不平衡電流，即Icd＝Kk［KtxFwc＋ΔU＋Δfph］Ieb／nLH （）式中： Kk――可靠系數(shù)，?。ā│――變壓器相對于額定電壓抽頭向上（或下）電壓調(diào)整范圍，取ΔU＝5%。Ktx――電流互感器同型系數(shù)；，不同時取1Fwc――電流互感器的允許誤差；Δfph――電流互感器的變比（包括保護裝置）；一般有Icd＝（～）Ieb／nLH。d) 諧波制動比：根據(jù)經(jīng)驗，為可靠地防止涌流誤動，當任一相二次諧波與基波之間比值大于15%－20%時，三相差動保護被閉鎖。e) 制動特性拐點：Is1＝Ieb/nLH （） 43 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設計（論文）Is2＝（1～）Ieb/nLH （）Is1，Is2可整定為同一點。f) 最大制動系數(shù)：K1，K2＝KK(⊿U/2+⊿I+⊿m)式中： ⊿U —變壓器分接頭調(diào)壓范圍，； ⊿I —過電流時電流互感器的誤差，；⊿m —軟件對CT聯(lián)接組調(diào)整的誤差，～； KK —可靠系數(shù)，～。 44 采用半屋變比：110177。8179。%/ 接線形式：Y0/Δ11，CT接線均接成星形；高壓側(cè)CT變比：100/5 低壓側(cè)CT變比：2000/5根據(jù)以上參數(shù)，可知：Uhe=110kV，Kcth=20；Ule=， Kctl=400a) 額定電流計算變壓器各側(cè)額定電流計算如下：IHe=IHe=16000180。11016000180。= =則裝置內(nèi)部感受到的CT二次電流為：Ihe=IHe/nh=(100/5)=.Ile=ILe/nl =(2000/5)=b) 動作門檻電流的計算Icd=KK（ktxFwc＋ΔU＋Δfph）179。Ie=(～)Ie=(～)179。=(～)A式中：Ie—輸入裝置的額定電流。c) 比率制動系數(shù)的計算：K1=K2=179。(++）= d) 二次諧波制動系數(shù)的確定（～）：K3= e) 差動電流突變量啟動定值確定：IQD= 。f) 差動電流速斷定值確定：Isd= 7179。IHe= 7179。= g) 平衡系數(shù)的計算Kl=Ule180。180。4003=180。3= Uhe180。Kcth110180。20其中：Uhe，Ule分別為