【導(dǎo)讀】程設(shè)計(jì)內(nèi)容差異很大。參考時(shí)留意異同。究，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。等多方面訓(xùn)練，并進(jìn)一步補(bǔ)充新知識(shí)和技能。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是60/10KV二次降壓變電所。電氣部分初步設(shè)計(jì)。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，按照遠(yuǎn)期負(fù)荷。規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，從而保證變電所能夠長(zhǎng)期可靠供電。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)及《變電所設(shè)計(jì)》等書(shū)籍的有關(guān)內(nèi)容，規(guī)劃、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種問(wèn)題均通過(guò)反復(fù)比。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文由設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、一套圖紙（電。氣主接線圖、保護(hù)配置圖、保護(hù)展開(kāi)圖）組成。內(nèi)容較為詳細(xì)，對(duì)今后擴(kuò)建有一定的參考。最廣、需要最快的能源。變電所的合理設(shè)計(jì)與建設(shè)是一個(gè)極其重要的組成部分。在指導(dǎo)老師的幫助下，通過(guò)本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，全面細(xì)致的考。慮工程設(shè)計(jì)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。濟(jì)進(jìn)行較全面的綜合分析能力。

　　

【正文】 電器的電流為不平衡電流。由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內(nèi)的電流（為兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差），保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障 時(shí)，只要不平衡電流大雨繼電器的啟動(dòng)電流，則繼電器動(dòng)作，瞬時(shí)使變壓器的兩側(cè)斷路器 19DL 和20DL 跳閘。 . . 由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，故須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使它們的變比等于變壓器的變比。 此外，在實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)，還應(yīng)考慮變壓器勵(lì)磁涌流和變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流。 變壓器的勵(lì)磁涌流只在電源側(cè)流過(guò)，它反應(yīng)倒變壓器差動(dòng)保護(hù)中，就構(gòu)成不平衡電流不過(guò)正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流只不過(guò)時(shí)額定電流的 3％－ 5％。當(dāng)外部短路時(shí)由于電壓下降。則此時(shí)的勵(lì)磁電流也相應(yīng)的減少，其影響就變小。故可不考慮。 在變壓器 空載投入或外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁電流很大?？蛇_(dá)額定電流的5－ 10 倍。所以。必須考慮勵(lì)磁涌流的影響以便更好的躲過(guò)勵(lì)磁涌流。 勵(lì)磁涌流含有很大的非周期分量。并且偏向時(shí)間軸一側(cè)。 勵(lì)磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中 2 次諧波占較大比例，額短路電流中 2 次諧波成分很小。 有間斷角。 變壓器差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流主要由電流互感器誤差不一致、電流互感器和自耦變壓器變比標(biāo)準(zhǔn)化等因素產(chǎn)生。 注意：由于本設(shè)計(jì)變壓器為兩繞組變壓器，接法為 Y/D11。所以變壓器角型側(cè)電流互感器為星型接法，變壓器星型測(cè)側(cè)電流互感器為角型 接法。這樣做可以補(bǔ)償幅值和相位。 圖 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理接線 BCH－ 2 型差動(dòng)繼電器由一個(gè)執(zhí)行元件 DL－ 11/ 型電流繼電器和一個(gè)帶短路繞組的三柱鐵芯速飽和變流器組成。 平衡繞組的作用：由于差動(dòng)保護(hù)中兩側(cè)電流互感器的磁路不可能完全相同，且計(jì)算變比與選用變比不相同，所以平時(shí)總有不平衡電流流過(guò)繼電器，為了減少它的影響，可把平衡繞組接入差動(dòng)保護(hù)的一臂中，起到電流數(shù)值的補(bǔ)償作用。 有了短路繞組后，當(dāng)差動(dòng)繞組中通過(guò)含有非周期分量電流時(shí)，能自動(dòng)增大繼電器動(dòng)作電流的程度將比沒(méi)有短路繞組 時(shí)更顯著，這就是 BCH－ 2 型可靠地躲過(guò)外部短路時(shí)暫態(tài)不. . 平衡電流或變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流的原因。 變壓器差動(dòng)保護(hù)的方式： 采用 BCH― 2 型差動(dòng)繼電器的差動(dòng)保護(hù) 變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 （一） 差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流的整定計(jì)算應(yīng)考慮以下幾種情況 （ 1） 在正常運(yùn)行時(shí)，防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。所以保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流 （當(dāng) 不能確定時(shí)，用變壓器的額定電流代替）。躲過(guò)變壓器的勵(lì) 磁電流 : 即： Nreloper IKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； NI —— 變壓器基本側(cè)的額定電流； （ 2） 躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流 m a a x. )( kererstr e lunbr e lo p e r IfUfKKIKI ?????? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； erf —— 電流互感器相對(duì)誤差，取 ； stK —— 電流互感器同型系數(shù)，取 1； —— 外部短路時(shí)流過(guò)基本側(cè)的最 大短路電流； U? —— 變壓器分接頭改變而引起的誤差； erf? —— 繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差。計(jì)算動(dòng)作電流時(shí)，先用 進(jìn)行計(jì)算。 （ 3） 躲開(kāi)電流互感器二次回路斷線時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流 reloper ? （ ） 式中 —— 變壓器正常時(shí)歸算到基本側(cè)的最大負(fù)荷電流。 差動(dòng)保護(hù)的靈敏度校驗(yàn) 按變壓器內(nèi)部短路故障時(shí)最小短路電路校驗(yàn) . . 2.min. ??boperksen IIK （ ） 式中 —— 內(nèi)部短路故障式流入 繼電器的最小短路電流，已歸算到基本側(cè)； boperI . —— 基本側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流；若為單側(cè)電源變壓器，應(yīng)為電源側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流。 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)宜用于升壓變電器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。保護(hù)的 三相原理接線圖如圖： 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)由電流繼電器 1KA、 2KA、 3KA，低電壓繼電器 KVU、負(fù)序電壓繼電器 KVN和中間繼電器 KM、時(shí)間繼電器 KT、信號(hào)繼電器 KS、出口繼電器 KCO 組成。 正常運(yùn)行時(shí)，因?yàn)樨?fù)序電壓，所以負(fù)序電壓繼電器 KVN 不動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，將線電壓 Uac 加在低電壓繼電器 KVU上，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。 保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對(duì)稱短路故障時(shí)，負(fù)序電壓濾過(guò)器 Z 有較高的輸出電壓，幫 KVN動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，低電壓繼電器 KVU 失壓， KVU 動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器 KM 勵(lì)磁。此時(shí)，電流繼電器到少有兩個(gè)動(dòng)作，于是起動(dòng)時(shí)間繼電器 KT，經(jīng)預(yù)定延時(shí)，動(dòng)作于跳閘。 圖 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理圖 . . 保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生三相 短路故障時(shí)，因?yàn)樨?fù)序電壓，所以 KVN 不動(dòng)作，同時(shí)三相電壓均降低，低電壓繼電器處于動(dòng)作狀態(tài)，起動(dòng)中間繼電器 KM。 KM 起動(dòng)后，動(dòng)作情況與不對(duì)稱短路相同。應(yīng)當(dāng)指出，即使三相短路故障時(shí)出現(xiàn)負(fù)序電壓，也不會(huì)影響保護(hù)的正確動(dòng)作。 當(dāng)電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作，而整套保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作，故只通過(guò)中間繼電器發(fā)出斷線信號(hào)，由運(yùn)行人員進(jìn)行處理。 根據(jù)以下規(guī)定： 對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)作為后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值應(yīng)考慮 事故時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。 外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項(xiàng)保護(hù)的接線，宜考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。 雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)。根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍，較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。 變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則： 變壓器后備保護(hù)應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。但當(dāng)為滿足遠(yuǎn)后備而使接線大為復(fù)雜化時(shí)，允許縮短對(duì)相鄰線路的后備保護(hù)范圍。 變壓器后備保護(hù)對(duì)各側(cè)母線上的三相短路應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 （ 1） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)盡可能獨(dú)立 ，而不由發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)代替。 （ 2） 變壓器后備保護(hù)應(yīng)能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。 最終采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流按最大負(fù)荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。低電壓起動(dòng)的過(guò)電流，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度有所提高，但若低電壓繼電器只裝在變壓器一側(cè)，當(dāng)在另一側(cè)發(fā)生相間短路時(shí)，低電壓繼電器的靈敏度往往不夠，為此在變壓器兩側(cè)都需要裝設(shè)低電壓繼電器，這就使其接線復(fù)雜化了，這里也不采用。而負(fù)序過(guò)電流保護(hù)雖然也滿足設(shè)計(jì)要求，但其整定計(jì)算比較復(fù)雜，一般只用于大容 量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，不符合此次設(shè)計(jì)的具體要求，因此也不予以考慮。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，其電壓起動(dòng)元件是由低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器組成。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路初瞬總會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，斷開(kāi)加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動(dòng)作。負(fù)序電壓消失后，雖然低電壓繼電器重新接于線電壓上，但由于三相短路電壓較低，不能返回于動(dòng)作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，致使低電壓繼電器動(dòng)作，最終將變壓器兩側(cè)斷路器斷開(kāi)。這里的低電壓繼電器和負(fù)序電壓繼電器相當(dāng)于接在一個(gè) 或門上，然后再和相電流繼電器相接于與門，形成了此邏輯關(guān)系，從而完成了對(duì)變壓器相間故障的保護(hù)。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。 過(guò)電流保護(hù) . . 圖 過(guò)電流保護(hù)原理接線圖 變壓器的過(guò)電流保護(hù)主要是裝設(shè)在降壓變壓器的高壓側(cè)。當(dāng)三繞組變壓器外部發(fā)生短路故障時(shí)，為盡可能縮小停電范圍，過(guò)電流保護(hù)應(yīng)有選擇地跳開(kāi)故障側(cè)的斷路器，以保證其他兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，則過(guò)電流保護(hù)應(yīng)起到后 備作用。所以三繞組變壓器的過(guò)電流保護(hù)應(yīng)按如下原則配置。 變壓器過(guò)點(diǎn)流保護(hù)原理接線圖如下： 單側(cè)電源的三繞組變壓器，過(guò)流保護(hù)宜裝于電源側(cè)及主負(fù)荷側(cè)，例如 I側(cè)及 Ⅲ側(cè)，Ⅲ側(cè)以 t3延時(shí)跳開(kāi) 3QF； I側(cè)有兩個(gè)時(shí)限 t1和 t2,以 t2時(shí)限跳開(kāi) 2QF，以 t1時(shí)限跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。且動(dòng)作時(shí)限滿足 t3＜ t2＜ t1。即 t2=t3+Δ t， t1=t2+Δ t 的要求。 過(guò)電流的整定 : 1） 動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定， 即 IKKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，一般取 —— ； resK —— 返回系數(shù)，一般取 ； —— 變壓器的最大負(fù)荷電流，其值可按以下情況考慮。 2） 對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷，如各臺(tái)變壓器容量相等，可按下式計(jì)算 NL ImmI 1max. ?? （ ） 式中 m —— 并列運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)； NI —— 每臺(tái)變壓器的額定電流。 . . 3） 對(duì)降壓變壓器應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流，即 m ax.39。m ax. LmsL IKI ? （ ） 式中 MSK —— 自啟動(dòng)系數(shù)，取 ； max.39。LI —— 正常的最大負(fù)荷電流。 4） 靈敏度校驗(yàn) in. ??op erKsen IIK （ ） 低電 壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 保護(hù)的起動(dòng)元件包括電流繼電器和點(diǎn)低電壓繼電器。電流繼電器的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器的額定電流整定。因而其動(dòng)作電流比過(guò)電流保護(hù)的起動(dòng)電流小，從而提高了保護(hù)的靈敏性，低電壓繼電器的動(dòng)作電壓可按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓整定。為防止電壓互感器二次回路斷線后 保護(hù)誤動(dòng)作，設(shè)置了中間繼電器。當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作，起動(dòng)中間繼電器，發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)。由于這種接線比較復(fù)雜，所以近年來(lái)多采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)和負(fù)序電流保護(hù)。 圖 低電壓起動(dòng)的過(guò)電 流保護(hù)原理接線圖 負(fù)序過(guò)電流保護(hù) . . 電流起動(dòng)元件由慮過(guò)式負(fù)序電流繼電器（包括負(fù)序電流慮過(guò)器和電流繼電器）組成，由于不能反應(yīng)三相對(duì)稱短路，因此另外裝設(shè)單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，用以反應(yīng)三相對(duì)稱故障。負(fù)序電流保護(hù)的整定計(jì)算比較復(fù)雜，所以通常在 63MVA 及以上容量的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器上應(yīng)用。 圖 負(fù)序電流過(guò)電流保護(hù)的原理圖 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，將會(huì)使絕緣老化，減短繞組壽命，因?yàn)檫€需要裝設(shè)過(guò) 負(fù)荷保護(hù)。變壓器過(guò)負(fù)荷時(shí)三相電流一般情況下是對(duì)稱的，所以過(guò)負(fù)荷保護(hù)只需在一相上裝設(shè)一個(gè)電流繼電器，為了防止外部短路或短時(shí)過(guò)負(fù)荷時(shí)發(fā)出不必要信號(hào)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)要經(jīng)過(guò)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)安裝側(cè)的選擇，應(yīng)能反應(yīng)所有繞組的過(guò)負(fù)荷情況，通?？紤]如下：雙繞組降壓變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在高壓側(cè)。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)容量相同，過(guò)負(fù)荷保護(hù)僅裝設(shè)在電源側(cè)；若三側(cè)容量不同，則在電源側(cè)和容量較小側(cè)分別裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。雙側(cè)電源的三繞組降壓