【導讀】程設計內容差異很大。參考時留意異同。究，提高分析問題和解決問題的能力。等多方面訓練，并進一步補充新知識和技能。本畢業(yè)設計論文是60/10KV二次降壓變電所。電氣部分初步設計。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠期負荷的要求，按照遠期負荷。規(guī)劃進行設計建設，從而保證變電所能夠長期可靠供電。根據畢業(yè)設計任務書的要求，綜合所學專業(yè)知識及《變電所設計》等書籍的有關內容，規(guī)劃、繼電保護和自動裝置的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種問題均通過反復比。畢業(yè)設計論文由設計說明書、設計計算書、一套圖紙（電。氣主接線圖、保護配置圖、保護展開圖）組成。內容較為詳細，對今后擴建有一定的參考。最廣、需要最快的能源。變電所的合理設計與建設是一個極其重要的組成部分。在指導老師的幫助下，通過本人的精心設計論證完成的。整個設計過程中，全面細致的考。慮工程設計的可靠性、經濟性、靈活性等諸多因素，最終完成本設計方案。濟進行較全面的綜合分析能力。

　　

【正文】 電器的電流為不平衡電流。由于預先選擇好兩側電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內的電流（為兩側電流互感器二次側電流之差），保護不動作。當保護區(qū)內發(fā)生故障 時，只要不平衡電流大雨繼電器的啟動電流，則繼電器動作，瞬時使變壓器的兩側斷路器 19DL 和20DL 跳閘。 . . 由于變壓器各側額定電壓和額定電流不同，故須適當選擇兩側電流互感器的變比，使它們的變比等于變壓器的變比。 此外，在實現變壓器差動保護時，還應考慮變壓器勵磁涌流和變壓器差動保護的不平衡電流。 變壓器的勵磁涌流只在電源側流過，它反應倒變壓器差動保護中，就構成不平衡電流不過正常運行時勵磁電流只不過時額定電流的 3％－ 5％。當外部短路時由于電壓下降。則此時的勵磁電流也相應的減少，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，電壓恢復時的勵磁電流很大。可達額定電流的5－ 10 倍。所以。必須考慮勵磁涌流的影響以便更好的躲過勵磁涌流。 勵磁涌流含有很大的非周期分量。并且偏向時間軸一側。 勵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。 變壓器差動保護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準化等因素產生。 注意：由于本設計變壓器為兩繞組變壓器，接法為 Y/D11。所以變壓器角型側電流互感器為星型接法，變壓器星型測側電流互感器為角型 接法。這樣做可以補償幅值和相位。 圖 變壓器縱差動保護原理接線 BCH－ 2 型差動繼電器由一個執(zhí)行元件 DL－ 11/ 型電流繼電器和一個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：由于差動保護中兩側電流互感器的磁路不可能完全相同，且計算變比與選用變比不相同，所以平時總有不平衡電流流過繼電器，為了減少它的影響，可把平衡繞組接入差動保護的一臂中，起到電流數值的補償作用。 有了短路繞組后，當差動繞組中通過含有非周期分量電流時，能自動增大繼電器動作電流的程度將比沒有短路繞組 時更顯著，這就是 BCH－ 2 型可靠地躲過外部短路時暫態(tài)不. . 平衡電流或變壓器空載投入時的勵磁涌流的原因。 變壓器差動保護的方式： 采用 BCH― 2 型差動繼電器的差動保護 變壓器差動保護的整定計算 （一） 差動繼電器動作電流的整定計算應考慮以下幾種情況 （ 1） 在正常運行時，防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護誤動作。所以保護裝置的起動電流應大于變壓器的最大負荷電流 （當 不能確定時，用變壓器的額定電流代替）。躲過變壓器的勵 磁電流 : 即： Nreloper IKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數，取 ； NI —— 變壓器基本側的額定電流； （ 2） 躲過外部短路時的最大不平衡電流 m a a x. )( kererstr e lunbr e lo p e r IfUfKKIKI ?????? （ ） 式中 relK —— 可靠系數，取 ； erf —— 電流互感器相對誤差，取 ； stK —— 電流互感器同型系數，取 1； —— 外部短路時流過基本側的最 大短路電流； U? —— 變壓器分接頭改變而引起的誤差； erf? —— 繼電器整定匝數與計算匝數不等而產生的相對誤差。計算動作電流時，先用 進行計算。 （ 3） 躲開電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負荷電流 reloper ? （ ） 式中 —— 變壓器正常時歸算到基本側的最大負荷電流。 差動保護的靈敏度校驗 按變壓器內部短路故障時最小短路電路校驗 . . 2.min. ??boperksen IIK （ ） 式中 —— 內部短路故障式流入 繼電器的最小短路電流，已歸算到基本側； boperI . —— 基本側保護一次動作電流；若為單側電源變壓器，應為電源側保護一次動作電流。 復合電壓起動的過電流保護 復合電壓起動的過電流保護宜用于升壓變電器、系統(tǒng)聯絡變壓器和過電流保護不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。保護的 三相原理接線圖如圖： 復合電壓起動的過電流保護由電流繼電器 1KA、 2KA、 3KA，低電壓繼電器 KVU、負序電壓繼電器 KVN和中間繼電器 KM、時間繼電器 KT、信號繼電器 KS、出口繼電器 KCO 組成。 正常運行時，因為負序電壓，所以負序電壓繼電器 KVN 不動作，動斷觸點閉合，將線電壓 Uac 加在低電壓繼電器 KVU上，其動斷觸點打開，保護裝置不動作。 保護區(qū)內發(fā)生各種不對稱短路故障時，負序電壓濾過器 Z 有較高的輸出電壓，幫 KVN動作，動斷觸點打開，低電壓繼電器 KVU 失壓， KVU 動作，其動斷觸點閉合，使中間繼電器 KM 勵磁。此時，電流繼電器到少有兩個動作，于是起動時間繼電器 KT，經預定延時，動作于跳閘。 圖 復合電壓起動的過電流保護原理圖 . . 保護區(qū)內發(fā)生三相 短路故障時，因為負序電壓，所以 KVN 不動作，同時三相電壓均降低，低電壓繼電器處于動作狀態(tài)，起動中間繼電器 KM。 KM 起動后，動作情況與不對稱短路相同。應當指出，即使三相短路故障時出現負序電壓，也不會影響保護的正確動作。 當電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時，低電壓繼電器動作，而整套保護裝置不會動作，故只通過中間繼電器發(fā)出斷線信號，由運行人員進行處理。 根據以下規(guī)定： 對由外部相間短路引起的變壓器過電流應按規(guī)定裝設相應的保護作為后備保護。保護動作后，應帶時限動作于跳閘。 過電流保護宜用于降壓變壓器，保護的整定值應考慮 事故時可能出現的過負荷。 外部相間短路保護應裝于變壓器下列各側，各項保護的接線，宜考慮能反應電流互感器與斷路器之間的故障。 雙繞組變壓器，應裝于主電源側。根據主接線情況，保護可帶一段或兩段時限，較短的時限用于縮小故障影響范圍，較長的時限用于斷開變壓器各側斷路器。 變壓器后備保護設計原則： 變壓器后備保護應作為相鄰元件及變壓器本身主保護的后備。但當為滿足遠后備而使接線大為復雜化時，允許縮短對相鄰線路的后備保護范圍。 變壓器后備保護對各側母線上的三相短路應具有必要的靈敏系數。 （ 1） 變壓器后備保護應盡可能獨立 ，而不由發(fā)電機的后備保護代替。 （ 2） 變壓器后備保護應能保護電流互感器與斷路器之間的故障。 最終采用復合電壓起動的過電流保護。因為過電流保護的動作電流按最大負荷電流整定，靈敏度往往滿足不了要求。低電壓起動的過電流，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護的靈敏度有所提高，但若低電壓繼電器只裝在變壓器一側，當在另一側發(fā)生相間短路時，低電壓繼電器的靈敏度往往不夠，為此在變壓器兩側都需要裝設低電壓繼電器，這就使其接線復雜化了，這里也不采用。而負序過電流保護雖然也滿足設計要求，但其整定計算比較復雜，一般只用于大容 量升壓變壓器和系統(tǒng)聯絡變壓器，不符合此次設計的具體要求，因此也不予以考慮。復合電壓起動的過電流保護，其電壓起動元件是由低電壓繼電器和負序電壓繼電器組成。當發(fā)生三相短路時，短路初瞬總會出現負序電壓，負序電壓繼電器動作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動作。負序電壓消失后，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，不能返回于動作狀態(tài)。當發(fā)生不對稱短路時，故障相電流繼電器動作，負序電壓繼電器動作，致使低電壓繼電器動作，最終將變壓器兩側斷路器斷開。這里的低電壓繼電器和負序電壓繼電器相當于接在一個 或門上，然后再和相電流繼電器相接于與門，形成了此邏輯關系，從而完成了對變壓器相間故障的保護。依據以上的綜合分析后，選擇復合電壓起動的過電流保護作為設計使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護的靈敏度也有所提高。 過電流保護 . . 圖 過電流保護原理接線圖 變壓器的過電流保護主要是裝設在降壓變壓器的高壓側。當三繞組變壓器外部發(fā)生短路故障時，為盡可能縮小停電范圍，過電流保護應有選擇地跳開故障側的斷路器，以保證其他兩側繼續(xù)運行。如果變壓器內部發(fā)生短路故障，則過電流保護應起到后 備作用。所以三繞組變壓器的過電流保護應按如下原則配置。 變壓器過點流保護原理接線圖如下： 單側電源的三繞組變壓器，過流保護宜裝于電源側及主負荷側，例如 I側及 Ⅲ側，Ⅲ側以 t3延時跳開 3QF； I側有兩個時限 t1和 t2,以 t2時限跳開 2QF，以 t1時限跳開變壓器各側斷路器。且動作時限滿足 t3＜ t2＜ t1。即 t2=t3+Δ t， t1=t2+Δ t 的要求。 過電流的整定 : 1） 動作電流應按躲過變壓器可能出現的最大負荷電流來整定， 即 IKKI ? （ ） 式中 relK —— 可靠系數，一般取 —— ； resK —— 返回系數，一般取 ； —— 變壓器的最大負荷電流，其值可按以下情況考慮。 2） 對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺時所產生的過負荷，如各臺變壓器容量相等，可按下式計算 NL ImmI 1max. ?? （ ） 式中 m —— 并列運行變壓器的最少臺數； NI —— 每臺變壓器的額定電流。 . . 3） 對降壓變壓器應考慮電動機自啟動時的最大電流，即 m ax.39。m ax. LmsL IKI ? （ ） 式中 MSK —— 自啟動系數，取 ； max.39。LI —— 正常的最大負荷電流。 4） 靈敏度校驗 in. ??op erKsen IIK （ ） 低電 壓起動的過電流保護 保護的起動元件包括電流繼電器和點低電壓繼電器。電流繼電器的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定。因而其動作電流比過電流保護的起動電流小，從而提高了保護的靈敏性，低電壓繼電器的動作電壓可按躲過正常運行時最低工作電壓整定。為防止電壓互感器二次回路斷線后 保護誤動作，設置了中間繼電器。當電壓互感器二次回路斷線時，低電壓繼電器動作，起動中間繼電器，發(fā)出電壓回路斷線信號。由于這種接線比較復雜，所以近年來多采用復合電壓起動的過電流保護和負序電流保護。 圖 低電壓起動的過電 流保護原理接線圖 負序過電流保護 . . 電流起動元件由慮過式負序電流繼電器（包括負序電流慮過器和電流繼電器）組成，由于不能反應三相對稱短路，因此另外裝設單相式低電壓起動的過電流保護，用以反應三相對稱故障。負序電流保護的整定計算比較復雜，所以通常在 63MVA 及以上容量的升壓變壓器和系統(tǒng)聯絡變壓器上應用。 圖 負序電流過電流保護的原理圖 過負荷保護 變壓器長期處于過負荷運行狀態(tài)，將會使絕緣老化，減短繞組壽命，因為還需要裝設過 負荷保護。變壓器過負荷時三相電流一般情況下是對稱的，所以過負荷保護只需在一相上裝設一個電流繼電器，為了防止外部短路或短時過負荷時發(fā)出不必要信號，過負荷保護要經過延時動作于信號。 過負荷保護安裝側的選擇，應能反應所有繞組的過負荷情況，通?？紤]如下：雙繞組降壓變壓器的過負荷保護應裝在高壓側。單側電源的三繞組降壓變壓器，若三側容量相同，過負荷保護僅裝設在電源側；若三側容量不同，則在電源側和容量較小側分別裝設過負荷保護。雙側電源的三繞組降壓