【正文】 統(tǒng)的大氣過電壓保護。保護電器一般指的就是避雷器。 避雷器的選擇和配置： 1．型式：選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按下表選擇： 表 45避雷器型式選擇 型號 型式 應(yīng)用范圍 FS 配電用普通閥型 10kV 以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3220kV 發(fā)電廠、變電所配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 330kV及需要限制操作的 220kV以及以下配電，某些變壓器中性點 FCD 旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機、屋內(nèi) Y 氧化鋅避雷器 配電系統(tǒng) , 發(fā)電廠、變電所 型號含義： F— 閥型避雷器； S— 配電所用； Z— 發(fā)電廠、變電所用； C— 磁吹； D— 旋轉(zhuǎn)電機用； J— 中性點直接接地； Y— 氧化鋅避雷器。 2．額定電壓 nU ： 避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 3．校驗項目： （ 1）滅弧電壓： mdmh UCU ? dC — 接地系數(shù)。對于非直接接地， 20kV 及以下 dC =， 35kV 及以上 dC =；對直接接地 dC =。 mU — 最高工作允許電壓，為電網(wǎng)額定電壓的 倍。 （ 2）工頻放電電壓下限值： xggfx UKU 0? 22 0k — 內(nèi)部過電壓允許計算倍數(shù)，對非直接接地 63kV及以下 0k =4； 110kV 及以下 0k =；對直接接地 110～ 220kV， 0k =3。 xgU — 設(shè)備最高運行相電壓（ kV）。 工頻放電電壓上限值： gfxgfs UU ? （ 3）避雷器的殘壓： mhbhbc UkU ? 指波形為 8/20 s? 的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 220kV 及以下避雷器沖擊電流幅值為 5KA。 bhk — 避雷器的保護比， FZ 型 bhk =～ ， FCZ 型 bhk =～ 2。 （ 4）避雷器沖擊放電電壓上限值： bcchfd UU ? 根據(jù)避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器，變壓器中性點接地必須裝設(shè)避雷器，并接在變壓器和斷路器之間； 110kV、 35kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 電壓互感器的選擇 電壓互感器的配置原則是應(yīng)滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求；保證在運行方式改變時，保護裝置不失壓、同期點兩側(cè)都能方便的取壓。通常如下配置： （ 1）母線 6— 220KV 電壓級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁母線則視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而定。 （ 2）線路 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，供同期和自動重合閘使用，該側(cè)裝一臺單相電壓互感器。 （ 3）發(fā)電機 一般在出口處裝兩組。一組（△ /Y）用于自動重合閘。一組供測量儀表、同期和繼電保護使用。 各種互感器的使用范圍 （ 1） 6— 220KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；在高壓開關(guān)柜或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂膠柱絕緣結(jié)構(gòu)。 （ 2） 220KV 以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確登記滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。 1. 220KV 母線側(cè) 擬選型號為 JCC5220 系列電壓互感器 ,具體參數(shù)如表 43 所示。 表 43 JCC5220 系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 額定工作電壓（ KV） 二次負(fù)荷 連接組標(biāo)號 初級繞組 次級繞組 剩余電壓繞組 1 級 3 級 00,II I 220/ 3 500VA 500VA 型號含義： J—— 電壓互感器 23 C—— 串級絕緣 C —— 瓷箱式 220/ 3 —— 額定電壓 油浸式電壓互感器為串級式全密封結(jié)構(gòu)，由金屬膨脹器、套管、器身、基座及其他部件組成。鐵心采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵心上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、一次繞組、測量繞組、保護繞組及剩余電壓繞組，器身經(jīng)真空處理后由低介質(zhì)損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內(nèi) 電流互感器的選擇 電流互感器（簡稱 CT）將高壓電流和低壓大電流變成電壓較低的小電流，供給儀表和繼電保護裝置，並將儀表和保護裝置與高壓電器隔開（電流互感器的二次側(cè)額定電流一般為 5A），這使得測量儀表和 繼電保護裝置使用安全、方便、也使其在制造上可以標(biāo)準(zhǔn)化，簡化了制造工藝並降低了成本。因此，電流互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。也是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備。 電流互感器的特點是： (1)一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無關(guān)； (2)電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運行。 電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比： kn=I1n/I2n 因為一次線圈額定電流 I1n 己 標(biāo)準(zhǔn)化，二次線圈額定電流 I2n統(tǒng)一為 5(1 或 )安，所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化。 kn 還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即 kn≈kN=N1/N2 式中 N N2 為一、二線圈的匝數(shù)。 電流互感器 出線一般 設(shè) 三組， 主要是 管保護，測量，計量。若只有兩組，那么測量和計量可以串聯(lián)。 若只 用一組互感器 ， 線路不配差動保護。差動是專門保護變壓器的。高 壓 后備 電路 一般也出三組，管普通過流保護，差動保護，測量。低 壓 后備 電路 一般也出三組，管普通過流保護，差動保護，測量。若有計量要求，可以與測量公用一組互感器。 1. 220KV 側(cè) 擬選型號為 LCWB— 220（ W）系列電流互感器，具體參數(shù)如表 44 所示。 表 44 LCWB— 220（ W）系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 額定工作電壓（ KV） 準(zhǔn)確級 額定電流比（ A） 5s 熱穩(wěn)定 電流（ KA） 額定動穩(wěn)定電流 峰值（ KA） 220 252 2 600/5? 42 110 1)動穩(wěn)定校驗： IMAX ? IIM 動穩(wěn)定電流 IMAX=110KA， 220KV 側(cè)短路沖擊電流為 IIM = 即： IMAX ? IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： 22eq thI t I t? ? k op oct t t?? ，//// 1II? ??? k op oct t t?? =+= 查周期分量等值時間曲線可得 teq = 24 即： 5*42*42=8820? **= 滿足熱穩(wěn)定條件。 擬選型號為 LCWB— 220（ W）系列電流互感器 根據(jù)額定電流和電壓所選型號和動、熱穩(wěn)定校驗與出線回路基本相同，這里就不再作詳細(xì)的敘述。 第六章 繼電保護 研究 電力系統(tǒng) 故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件（ 發(fā)電機 、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。 繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應(yīng)同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況 的繼電保護裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。 1） 選擇性 選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒動時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護將故障切除。 2）速動性 速動性是指繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。 一般必須快速切除的 故障 有： (1) 使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值 (一般為 倍額定電壓 )。 (2) 大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內(nèi)部故障。 (3) 中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。 (4) 可能危及人身安 全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號造成強烈干擾的故障。 故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為 ～ ，最快的可達(dá) ～ ，一般斷路器的跳閘時間為 ～ ，最快的可達(dá) ～ 。 對于反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。 3）靈敏性 靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應(yīng)能力。 能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。 系統(tǒng)最大運行方式：被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護裝置的短路電流為最大運行方式； 系統(tǒng)最小運行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。 保護裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。 4） 可靠性 可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。 安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。 25 信賴性：要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不拒動。 繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。 即使對于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，保護不誤動和不拒動對系統(tǒng)的影響也會發(fā)生變化。 以上四個基本要求是設(shè)計、配置和維護繼電保護的 依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)， 辯證 地進(jìn)行統(tǒng)一。 發(fā)電機的保護 發(fā)電機的安全運行對保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時發(fā)電機本身也是十分貴重的電氣設(shè)備，因此，應(yīng)該針對各種不同的故障和不正常工作狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護裝置。 發(fā)電機的故障類型主要 有定子繞組相間短路、定子一相繞組內(nèi)的匝間短路、定子繞組單相接地、轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地、轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流消失等。 發(fā)電的不正常運行狀態(tài)主要有：由于外部短路引起的定子繞組過電流；由于負(fù)荷超過發(fā)電機額定容量而引起的三相對稱過負(fù)荷；由外部不對稱短路或不對稱負(fù)荷（如單相負(fù)荷，非全相運行等）而引起的發(fā)電機負(fù)序過電流；由于突然甩負(fù)荷而引起的定子繞組過電壓；由于勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；由于汽輪機主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機逆功率等。 保護分類 針對以上故障類型及不正常運行狀態(tài)，發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)以下繼電保護裝置： （ 1）對 1MW 以上發(fā)電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差動保護。 （ 2）對直接連于母線的發(fā)電機定子繞組單相接地故障，當(dāng)單相接地故障電流（不考慮消弧線圈的補償作用）大于規(guī)定的允許值時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護裝置。 （ 3）對于發(fā)電機定子繞組的匝間短路，當(dāng)定子繞組星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點側(cè)有分支引出端時，應(yīng)裝設(shè)橫差保護。 （ 4）對于發(fā)電機外部短路引起的過電流，可采用下列保護方式（ 1）負(fù)序過電流及單元件低電壓過電流保護，一般用于 50MW 以上的發(fā)電機（ 2）復(fù)合電壓啟動的過電流保護，包括負(fù)序電壓及線電壓，一般用于 1MW 以上的發(fā)電機（ 3）過電流保護，用于 1MW 及以下的小型發(fā)電機（ 4）帶電流記憶的低壓過流保護，用于自并勵發(fā)電機。 （ 5）對于由不對稱負(fù)荷或外部不對稱短路而引起的負(fù)序過電流，一般在 50MW 及以上的發(fā)電機上裝設(shè)負(fù)序過電流保護 （ 6）對于由對稱負(fù)荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過負(fù)荷保護。 （ 7）對于水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時的過電壓保護。 （ 8）對于發(fā)電機勵磁回路的一點接地故障，對 1MW及以下的小型發(fā)電機可裝設(shè)定期檢測裝置；對 1MW 以上的發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)專用的勵磁回路一點接地保護。 （ 9）對于發(fā)電機勵磁消失故障，在發(fā)電機不允許失磁運行時，應(yīng)在自動滅磁開關(guān)斷開時連鎖斷開發(fā)電機的斷路器；對采用半導(dǎo)體勵磁以及 100MW 及以上采用電機勵磁的發(fā)電機，應(yīng)增設(shè)直接反應(yīng)發(fā)電機失磁時電氣參數(shù)變化的專用失磁保護。 （ 10）對于轉(zhuǎn)子回路的過負(fù)荷，在 100MW 及以上，并且采用半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護。 （ 11）對于汽輪發(fā)電機主汽門突然關(guān)閉而出現(xiàn)的發(fā)電機變電動機運行的異常運行方式，為防止損壞汽輪機 ，對 200MW 及以上的大容量汽輪發(fā)電機宜裝設(shè)逆功率保護；對于燃?xì)廨啺l(fā)電機，應(yīng)裝 26 設(shè)逆功率保護。 （ 12）對于 300MW及以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。 （ 13）其他保護：如當(dāng)電力系統(tǒng)震蕩影響機組安全運行時，在 300MW 機組上，宜裝設(shè)失步保護；當(dāng)汽輪機低頻運行會造成機械振動，葉片損傷，對汽輪機危害極大時，可裝設(shè)低頻保護；當(dāng)