【導(dǎo)讀】供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響投資、運(yùn)行費(fèi)用。人生安全密切相關(guān)?？?、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的專設(shè)場(chǎng)所。變壓器是電力系統(tǒng)中較為重要的電氣原件,且作為變電所的核心設(shè)備，它具有故障小,結(jié)構(gòu)可靠的特點(diǎn),但是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中,還是會(huì)產(chǎn)生一定的故障和異常情況。靠性較高的繼電保護(hù)裝置。態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件而動(dòng)作于信號(hào)，或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。電流與電壓之間的相位角改變，構(gòu)成功率方向保護(hù)。測(cè)量阻抗發(fā)生變化，構(gòu)成距離保護(hù)。不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量，

　　

【正文】 偏于時(shí)間軸的一側(cè)。勵(lì)磁涌流的大小和衰減速度、合閘瞬時(shí)外加電壓的相位鐵芯中剩磁的大小和方向、電流容量的大小、回路的阻抗、變壓器的容量和鐵芯性質(zhì)等有關(guān)系。例如，正好在電壓瞬時(shí)值為最大時(shí)合閘，就不會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，而只有正常時(shí)的勵(lì)磁電流。對(duì)于三相變壓器而言，無(wú)論在任何瞬間合閘，至少有兩相要出現(xiàn)程度不同的勵(lì)磁涌流。 ⑵ 由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流 牽引變壓器常采用 Y,d11 接線方式，因此，因此牽引變壓器兩側(cè)電流的相位差為30176。，如果兩側(cè)電流互感器采用相同的接線方式，即使兩側(cè)電流數(shù)值相同，也會(huì)產(chǎn)生 12 sin15I 的不平衡電流。因此，必須補(bǔ)償由于兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。傳統(tǒng)的方法是將 YN,d11 接線的變壓器星形接線側(cè)的電流互感器接成三角形接線，三角形接線側(cè)的電流互感器接成星形接線，這樣可以使兩側(cè)電流互感器二次連接臂上的電流 2ABI 和 2abI 相位一致，如圖 (a)所示 ,電流相量圖如圖 (b)所示。按圖 (a)接線進(jìn)行相位補(bǔ)償后，高壓側(cè)保護(hù)臂中電流是該側(cè)互感器二次側(cè)電流的 3 倍，為使正常負(fù)荷時(shí)兩側(cè)保護(hù)臂中電流接近相等，故高壓側(cè)電流互感器變比應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的 3 倍。即 Tii Knn 312 ? 34 （圖為 Y,d11 接線的變壓器兩側(cè)電流 互感器的接線及電流相量圖） ⑶ 由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流 由于變壓器兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)的變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，兩側(cè)互感器的變比與變壓器的變比很難滿足要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有電流流過(guò)。在實(shí)際選擇互感器時(shí)，通常是根據(jù)互感器的定型產(chǎn)品來(lái)確定一個(gè)比較接近的變比 。 例如：一臺(tái) Y， d11 接線，容量為 ，電壓為110/35KV 的變壓器，高壓側(cè) TA的變比為 300/5，低壓側(cè) TA變比為 600/5，則先計(jì)算各側(cè)的額定電流： 差動(dòng)繼電器中各側(cè)二次電流為 : 所以流過(guò)差動(dòng)繼電器中的不平衡電流為 : Ibp=I1I2==。 為了消除此不平衡電流，常采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器利用它的平 衡線圈來(lái)消除此差電流的影響。一般平衡線圈接于保護(hù)臂電流小的一側(cè)，因?yàn)槠胶饩€圈和差動(dòng)線圈共同繞在繼電器的中間磁柱上。適當(dāng)選擇平衡線圈的平衡匝數(shù)，使它產(chǎn)生懂得磁勢(shì)與差流在差動(dòng)線圈中產(chǎn)生的磁勢(shì)相抵消。因此在鐵芯中沒(méi)有磁通，繼電器不可能動(dòng)作。但實(shí)際上平衡線圈只能按整匝數(shù)進(jìn)行選擇，所以還會(huì)有一殘余的不平衡電流存在，在整定計(jì)算時(shí)應(yīng)加以考慮。 35 ⑷ 由兩側(cè)電流型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流 由于變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，它們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算到同一側(cè)）也就不同，因此在外部故障時(shí)差動(dòng)回路中所產(chǎn)生的不平衡電流就較大 。此時(shí)應(yīng)采用電流互感器的同型系數(shù)，并適當(dāng)提高差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流。 ⑸ 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流 帶負(fù)荷調(diào)整分接頭是電力系統(tǒng)中采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器來(lái)調(diào)整電壓的常用方法，實(shí)際上改變分接頭就是改變變壓器的變比，如果差動(dòng)保護(hù)已按某一變比調(diào)整好（如利用平衡線圈），則當(dāng)分接頭改變時(shí)就會(huì)產(chǎn)生新的不平衡電流流入差動(dòng)回路，此時(shí)不可能再用重新選擇平衡線圈的方法來(lái)消除這個(gè)不平衡電流，為了避免不平衡電流的影響，在整定保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)應(yīng)予以考慮，通常是提高保護(hù)的動(dòng)作整定值。 綜上所述，由變壓器兩側(cè)電流相位不同 和計(jì)算變比與實(shí)際變比的不同產(chǎn)生的不平衡電流可適當(dāng)?shù)剡x擇電流互感器二次線圈的接法和變比、以及采用平衡線圈的方法，可使其降到最小。但由勵(lì)磁涌流、互感器的型號(hào)不同和帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流是不可能消除的。因此變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)必須躲過(guò)這不平衡電流的影響。不平衡電流越小，保護(hù)的靈敏度就越高，從而保證變壓器安全可靠運(yùn)行。 躲過(guò) 勵(lì)磁涌流 變壓器差動(dòng)保護(hù)中減小勵(lì)磁涌流影響的方法： (1)防止勵(lì)磁涌流的影響，采用 BCH 型具有速飽和變流器的繼電器是國(guó)內(nèi)目前廣泛采用的一種方法。當(dāng)外部故障時(shí)，所含非周期分量的 最大不平衡電流能使速飽和變流器的鐵芯很快單方面的飽和，致使不平衡電流難以傳變到差動(dòng)繼電器的差動(dòng)線圈上，保證差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。內(nèi)部故障時(shí)，速飽和變流器的一次線圈中雖然也有非周期分量，但它的衰減速度相當(dāng)快，一般 2 個(gè)周期衰減完畢，以后變流器中通過(guò)的全是周期性的短路電流，所以繼電器能靈敏動(dòng)作 (2)鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別，它是利用整流后的波形在動(dòng)作整定值下存在時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判斷是內(nèi)部故障還是勵(lì)磁涌流。 (3)利用二次諧波制動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)在變壓器空載投入和外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)，利用二次諧波進(jìn)行制動(dòng)，內(nèi)部故障時(shí)， 利用比例制動(dòng)回路躲過(guò)不平衡電流。 整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)： 計(jì)算 Ie 及電流互感器變比，列表如下： 名 稱 各側(cè)數(shù)據(jù) Y（ 35KV） Δ（ 10KV） 額定電流 33/ 11 ?? ee USI AUSI ee 4 63/ 22 ?? 變壓器接線方式 Y Δ 36 CT 接線方式 Δ Y CT 計(jì)算變比 5/1805/3 1 ?eI 5/?eI 實(shí)選 CT 變比 nl 200/5 400/5 實(shí)際額定電 流 AI e ? AI e ? 不平衡電流 Iunb = 確定基本側(cè) 基本側(cè) 非基本側(cè) 確定基本側(cè)動(dòng)作電流： （ 1） 躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流 unbII ? 利用實(shí)用計(jì)算式： = relK （ fzqK txK 10%+ Δ U +Δ fza ）TAKKI max. （ 39） 式中： relK — 可靠系數(shù)，采用 ； fzqK — 非同期分量引起的誤差，采用 1； txK — 同型系數(shù)， CT 型號(hào)相同且處于同一情況時(shí)取 ， 型號(hào)不同時(shí)取1，本設(shè)計(jì)取 1； 10%— 電流互感器容許的最大相對(duì)誤差； Δ U— 變壓器調(diào)壓時(shí)所產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計(jì)取 ； Δ fza — 繼電器整定匝書(shū)數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，暫無(wú)法求出，先采用中間值 。 代入數(shù)據(jù)得 = (1 1 ++) 361210 =（ A） （ 2） 躲過(guò)變壓器空載投入 或外部故障后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流 setI = relK eI （ 310） 式中： relK 為 可靠系數(shù)，采用 ； eI 為 變壓器額定電流 。 代入數(shù)據(jù)得 setI =? = （ 3） 躲過(guò)電流互感 器二次回路短線時(shí)的最大負(fù)荷電流 LIKI ? （ 311） 37 式中： relK — 可靠系數(shù)，采用 ； — 變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流 的 倍 。 代入數(shù)據(jù)得 ： setI =? ? = 比較上述（ 1），（ 2），（ 3）式的動(dòng)作電流，取最大值為計(jì)算值， 即： setI =（ A） 靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn) Ksen = setII （ 312） 式中， 為各種運(yùn)行方式下變壓器內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流，既采用單側(cè)電源供電時(shí)，系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，變壓器發(fā)生短路是最小短路電流。按要求，靈敏系數(shù)一般不小于 2。當(dāng)不能滿足時(shí)，則需采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。本設(shè)計(jì)的校驗(yàn)如下： Ksen = .61751600 2 滿足條件。 電流互感器選擇及差動(dòng)繼電器選型 本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的 BCH2型帶有速飽和變流器的 差動(dòng) 繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力 。 電流繼電器的選擇： DL11/20 電流互感器的選擇： LQJ10/160 信號(hào)繼電器的選擇： DX17 時(shí)間繼電器的選擇： DS111C/Q 中間繼電器的選擇 ： DZ15 38 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 原理 TA 是 電流互感器 ， KA是 電流繼電器 ，當(dāng)線路的電流大于額定值時(shí)， TA 輸出到 KA 的電流驅(qū)動(dòng)電流繼電器動(dòng)作， 電流繼電器觸點(diǎn)接通， 時(shí)間繼電器 KT 得電吸合。當(dāng)過(guò)電流的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于時(shí)間繼電器設(shè)定的延時(shí)以后，延時(shí)閉合觸點(diǎn)接通，向外輸出超負(fù)荷信號(hào)。相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會(huì)作出規(guī)定的動(dòng)作。 .9 過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理 TA 是 電流互感器 ， KA是 電流繼電器 ，當(dāng)線 路的電流大于額定值時(shí)， TA 輸出到 KA 的電流驅(qū)動(dòng)電流繼電器動(dòng)作，電流繼電器觸點(diǎn)接通， 時(shí)間繼電器 KT 得電吸合。當(dāng)過(guò)電流的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于時(shí)間繼電器設(shè)定的延時(shí)以后，延時(shí)閉合觸點(diǎn)接通，向外輸出超負(fù)荷信號(hào)。相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會(huì)作出規(guī)定的動(dòng)作。 39 過(guò)負(fù) 荷保護(hù)整定計(jì)算 過(guò)負(fù)荷保護(hù)： 其動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流來(lái)整定。動(dòng)作帶延時(shí)作用于信號(hào)。 iTNOLop KII .1)( ? 40 )(op ???OLIA 動(dòng)作 時(shí)限 一般 取 10~15s。 各種繼電器選型 電流繼電器的選擇： DL11/10 電流互感器的選擇： LQJ10/160 信號(hào)繼電器的選擇： DX17 時(shí)間繼電器的選擇： DS34 40 第四章 電力變壓器保護(hù)及主接線圖 所有保護(hù)接線配置圖 . 41 變電所主接線圖 （ 主接線圖 ） 器件名稱 型號(hào) 數(shù)量 瓦斯繼電器 (KG) FJ380 1 電流互感器 (TA) LQJ10/160 4 電流繼電器 (KA) DL11/20 3 電流繼電器 (KA) DL11/10 1 時(shí)間繼電器 (KT1) DS111C/Q 1 時(shí)間繼電器 (KT2) DS34 1 信號(hào)繼電器 (KS) DX17 5 差動(dòng)電流 繼電器 （ KD） DL11/200 1 中間繼電器 (KM) DZ15 2 42 致謝詞 時(shí)光荏苒，光陰 如梭，大學(xué)生活即將結(jié)束，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲，此刻感觸良多。 本次設(shè)計(jì)讓我對(duì)繼電保護(hù)有了進(jìn)一步的了解和掌握，通過(guò)對(duì)課本和參考書(shū)籍的翻閱，進(jìn)一步提高了利用手頭資料親自完成設(shè)計(jì)的能力，學(xué)會(huì)了分析原理接線圖，也學(xué)會(huì)了畫(huà)電氣工程圖，對(duì)繼電保護(hù)有了更深層次的理解和掌握。 在設(shè)計(jì)中必須做到明確設(shè)計(jì)目的和題目要求；細(xì)心，做到嚴(yán)謹(jǐn)、精確 ,反復(fù)修改 ,精益求精；使所學(xué)的理論知識(shí)更加透徹，從而加深對(duì)其的理解；在設(shè)計(jì)中緊扣繼電保護(hù)的四要求：速動(dòng)性、靈敏性、可靠性、安全性。 其過(guò) 程培養(yǎng)了我學(xué)習(xí)積極性、獨(dú)立分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、也增強(qiáng)了和 老師、同學(xué) 交流溝通 的能力 。 這次設(shè)計(jì)不僅是我的理論知識(shí)得到了 鞏固 和 加強(qiáng) ，同時(shí)，也提高了我的綜合思維能力，使我明白了學(xué)以致用的重要性。 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師的大力幫助，在此 誠(chéng)摯的感謝在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái) 指導(dǎo)、 審查、修改我 設(shè)計(jì)的 指導(dǎo)老師 張 老師。張老師的專業(yè)水平，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和 科學(xué)研究 的精神也 值得 我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí) 和 敬佩，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 還 要感謝 教過(guò)我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí) 、工作中的榜樣； 你 們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。 感謝三年中陪伴在我身邊的同學(xué)、朋友，感謝他 們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見(jiàn)， 是 他們的支持、鼓勵(lì)和幫助， 讓 我 充實(shí)的度過(guò)了三年的學(xué)習(xí)生活。 最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò) 我?guī)椭娜恕? 參考文獻(xiàn) [1] 馬永祥 .王世榮 .《電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 》 [M].北京：中國(guó)林業(yè) 出版社， 2021 [2] 毛錦慶 .《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答》第二版 [M].北京：中國(guó)電力出版社 , 1999 [3] 陳少華 .《電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè) 出版社， 2021 [4] 牟道槐 .《電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 》第三版 [M].北京：機(jī)械工業(yè) 出版社， 2021 [5] 劉介才《工廠供電》第四版 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [6] 陳生貴 .《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》 [M]重慶：重慶大學(xué)出版社， 2021 [7] 合編 .《 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其自動(dòng)化產(chǎn)品選型手冊(cè) 》 [M] .北京：中國(guó)電力出版社， 2021 [8] 丁毓山 .《 中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 [M] .北京：水利電力出版社， 2021 [9] 劉介才 .《 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) 》 [M] .北京： 機(jī)械工業(yè) 出版社， 2021 [10] 丁書(shū)文、黃訓(xùn)誠(chéng)《變電所綜合自動(dòng)化原理及應(yīng)用》 [M] .北京：中國(guó)電力出版社， 2021