【導(dǎo)讀】可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計和。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。電，一回出線是單回路供電。進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如站用變，斷路器，隔離開。有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。

　　

【正文】 校驗與出線柜 JYN21002 相同，經(jīng)校驗均符合要求，再此不再一一校驗。 LMJC10 型電流互感器是用于測量，其額定電流變比為 800/5，次級組合為（ 3）電壓互感器及避雷器柜 JYN21020 電壓互感器柜一次線路圖及主要設(shè)備如下： 型號 一次線路圖 主要設(shè)備 數(shù)量 2JYN 1020 電壓互感器 JDZJ610 3 熔斷器 RN210 3 避雷器 FZ2 3 1)JDZJ610 電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)如下表： 型號 額定電壓 V 額定容量（?COS =） 最大容量 VA 連接組 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 JDZJ610 6000/ 3 級 1 級 3 級 400 1/1=12 50 80 200 2)FS10興避雷器的技術(shù)參數(shù)如下： 型號 額定電壓kV 滅弧電壓kV 工頻放電電壓 kV 沖擊放電電壓峰值不小于 kV 10/20 s? 沖擊電流殘壓kV 最大允許工作電壓 kV FS10 6 不大于 不小于 30 27～ 30 16 19 3)RN210 型熔斷器： RN210 型熔斷器供交流電壓互感器保護(hù)用，當(dāng)短路電流達(dá)最大值之前熔斷器即可將電路切斷，其容斷電流為 ～ ，一分鐘內(nèi)熔斷。 熔斷器主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 KV 額定電流A 最大斷開電流 kA 三項最大斷開容量 MVA 當(dāng)斷開極限短路電流時最大電流峰值kA 過電壓倍數(shù) 10 85 1000 300 (4)母線聯(lián)絡(luò)柜 1JYN 100 1JYN 1012 主要設(shè)備及一次線路圖如下 型號 一次線路圖 主要設(shè)備 數(shù)量 1JYN 1007 真空斷路器 ZN2810C 1 電磁操動機(jī)構(gòu) CD10 1 電流互 感器 LZZQB6— 10 2 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 型號 一次線路圖 主要設(shè)備 數(shù)量 1JYN 1012 母線選擇及其校驗 （ 1）母線選擇 1) 型號選擇 母線的種類有矩形母線和管形母線，母線的材料有銅、鋁。目前變電所的母線除大電流采用銅母線以外，一般盡量采用鋁母線。本設(shè)計采用鋁母線（ LMY）。 2）母線截面選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面時，根據(jù)變壓器二次側(cè)的額定電流來選擇母線的規(guī)格，有 2NI = 3NNSU = 50003 ? =458A 已知鋁母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為 ，有 ecS = 2NecIj = 2mm 初步選擇 LMY80 線。 （ 2）硬母線校驗 1）母線動穩(wěn)定校驗 JYN210型高壓開關(guān)柜寬 ，母線中心距為 ,則母線跨距為 . 三相短路電動力 (3)cF = 3 fK (3)2shi la 710? = 321 . 7 3 2 1 ( 2 4 . 5 0 3 1 0 ) 0 . 8 40 . 3? ? ? ? 710? = 彎曲力矩按大于 2擋計算，即 M = (3)10cFl= ? = 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 W = 26bh= 6?= 610? 3m 計算應(yīng)力為 c? =MW= 10??= 硬鋁母 線 al? =70MPa ＞ 故母線滿足母線動穩(wěn)定要求。 2）母線熱穩(wěn)定校驗 minS = (3)I? imatC = 310 = 2mm 母線實際截面為 S =80 =504（ 2mm ）＞ minS = 2mm 故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。 第六章 繼電保護(hù)設(shè)置 繼 電保護(hù)的任務(wù) 供配電系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，可能由于種種原因會發(fā)生各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。最嚴(yán)重的是發(fā)生短路故障，并導(dǎo)致嚴(yán)重后果，如燒毀或損壞電氣設(shè)備，造成大面積停電，甚至破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩或解列。因此，必須采取各種有效措施消除或減少故障。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)迅速切除故障設(shè)備，恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時，應(yīng)及時處理，以免引起設(shè)備故障。繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)供配電系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并能使斷路器跳閘或起動信號裝置發(fā)出預(yù)告信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)的任務(wù)是： （ 1）自 動地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備從供配電系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常供電； （ 2）正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)告信號，以便操作人員采取措施，恢復(fù)電器設(shè)備的正常運(yùn)行； （ 3）與供電系統(tǒng)的自動裝置（如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等）配合，提高供配電系統(tǒng)的供電可靠性。 對繼電保護(hù)裝置的基本要求 指保護(hù)裝置該動作時動作，不拒動；而不該動作時不誤動。前者為信賴性，后者為安全性，即可靠性包括信賴性和安全性。為此，繼電保護(hù)裝置應(yīng)簡單可靠，使用的元件和接點應(yīng)盡量少，接線回路 應(yīng)力求簡單，運(yùn)行維護(hù)方便，在能夠滿足要求的前提太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 下宜采用最簡單的保護(hù)。 指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障。當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)拒動時，則應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)切除故障。為此，對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)，前后兩級之間的靈敏性和動作時間應(yīng)相互配合。 指繼電保護(hù)在其保護(hù)范圍內(nèi)，對發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。在繼電保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi)，不論系統(tǒng)的運(yùn)行方式、短路的性質(zhì)和短路的位置如何，保護(hù)都應(yīng)正確動作。繼電保護(hù)的靈敏性通常用靈敏度 Ks 來衡量，靈敏度愈高，反應(yīng)故障 的能力愈強(qiáng)。靈敏度 Ks按下式計算 sK = 保 護(hù) 范 圍 內(nèi) 的 最 小 短 路 電 流保 護(hù) 裝 置 一 次 側(cè) 動 作 電 流= .minKoplII 指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度。 繼電保護(hù)的基本工作原理 供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，會引起電流增大、電壓降低、電壓和電流間相位角的改變等。因此，利用上述物理量故障時與正常時的差別，可構(gòu)成各種不同工作原理的繼電保護(hù)裝置。 繼電保護(hù)的種類很多 ，但是其工作原理基本相同，它主要由測量、邏輯和執(zhí)行三部分組成，如圖所示。 繼電保護(hù)的工作原理框圖 測量部分 : 測量部分測量被保護(hù)設(shè)備的某物理量，并和保護(hù)裝置的整定值進(jìn)行比較，判斷被保護(hù)設(shè)備是否發(fā)生故障，保護(hù)裝置是否應(yīng)該起動。 邏輯部分 : 邏輯部分根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)和出現(xiàn)的順序，使保護(hù)裝置按一 定的邏輯關(guān)系工作，輸出信號到執(zhí)行部分。 執(zhí)行部分 : 執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分的輸出信號驅(qū)動保護(hù)裝置動作，使斷路器跳閘或發(fā)出信號。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 電力變壓器保護(hù) 變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一， 它的故障對供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，同時大容量的變壓器也是貴重的設(shè)備，因此必須根據(jù)變壓器容量和重要程度來裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。 瓦斯保護(hù) 氣體保護(hù)是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種主要保護(hù)裝置。安 GB5006292規(guī)定， 800kVA 及以上的油浸式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。 氣體保護(hù)裝置主要由氣體繼電器構(gòu)成。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障時，電弧的高溫會使變壓器內(nèi)的油分解為大量的油氣體，氣體保護(hù)就是利用這種氣體來實現(xiàn)保護(hù)的裝置。 瓦斯保護(hù)的主要特點是動作 快，靈敏度高，穩(wěn)定可靠，接線簡單，能反映變壓器油箱內(nèi)部的各種類型故障，特別是短路匝數(shù)很少的匝間斷路，其他保護(hù)可能不動作，對這種故障，瓦斯保護(hù)具有特別重要的意義，所以瓦斯保護(hù)式變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)之一。 因此，本設(shè)計采用瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。 過電流保護(hù) 當(dāng)通過變壓器的電流大于繼電器的動作電流時，保護(hù)裝置起動，并用時限保證動作的選擇性，這種繼電保護(hù)裝置稱為過電流保護(hù)。由于采用的繼電器不同，其時限性有兩種： 由電磁式電流繼電器等構(gòu)成的定時限過電流保護(hù)；由感應(yīng)式電流繼電器構(gòu)成的反時限過電流保護(hù)。 本設(shè)計采用 GL15/10 型感應(yīng)式過流繼電器，兩相兩繼電器式接線，電流互感器變比為 150/5A，去分流跳閘的操作方式。 1）動作電流整定 . ( )opKAocI = rel wre iKKKK （ ～ ） 1NI = ?? 2 50003 35? = 動作電流整定 . ( )opKAocI =9A 。（ . ( )o p KA o c I 只能整數(shù)，且不能大于 10A 。） 保護(hù)一次側(cè)動作電流為 1opI = iwKK . ( )opKAocI = 9=270A 2）動作時間整定 變壓器二次側(cè)出線過電流保護(hù)的最大動作時限為 1s 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 1t =2t + t? =+= 3）靈敏度校驗 sK = (2)39。1KopII = 3 37270? ? =＞ 變壓器靈敏度滿足要求。 電流速斷保護(hù) 如圖所示是變壓器的定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)接線圖。定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)均為兩相兩繼電器式接線。在圖（ a）中，所有元件的組成部分都集中表示，稱為原理圖；在圖（ b）中，所有元件的組成部分按所屬回路分開表示，一般稱為產(chǎn)開圖。展開圖簡明清晰，廣泛應(yīng)用于二次回路。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 線路越靠近電源，過電流保護(hù) 的動作時限越長，而短路電流越大，危害也越大，這是過電流保護(hù)的不足。因此， GB5006292規(guī)定，當(dāng)過電流保護(hù)動作時限超過 ～ 時，應(yīng)裝設(shè)瞬動的電流速斷保護(hù)。 1）動作電流整定 選用 GL15/10 電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，電流互感器變比為 150/5A。 . ( )opKAqbI = rel wiKKK (3)39。 = ? 9609 = 動作電流整定 . ( )opKAqbI =82A 圖 變壓器定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù) QF－斷路器 TA－電流互感器 KA－電流繼電器 KT－時間繼電器 KS－信號繼電器 KM－中間繼電器 YR－跳閘線圈 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 保護(hù)一次側(cè)動作電流為 1opI= iwKK . ( )opKAqbI = 82=2460A 2）靈敏度校驗 sK = (2)39。1KopII = 51312460? = ≯ 變壓器靈敏度不滿足要求，必須裝設(shè)差動保護(hù)。 過負(fù)荷保護(hù) 由于過負(fù)荷電流對稱，過負(fù)荷保護(hù)采用單相式接線，并和相間保護(hù)共用電流互感器。 動作電流整定 .opKAI = reliKK cI = 500030 3 35? ? = 動作時間整定 10s。 變壓器的差動保護(hù) 電流速斷保護(hù)雖然動作迅速，但它有保護(hù)“死區(qū)”，不能保護(hù)整個變壓器。過電流保護(hù)雖然能保護(hù)整個變壓器。但動作時間較長。氣體保護(hù)雖然動作靈敏，但它也只能保護(hù)變壓器油箱內(nèi)部故障。 GB50062— 92 規(guī)定 10000kVA 及以上的單獨運(yùn)行變壓器和 6300kVA及以上的并列運(yùn)行 變壓器，應(yīng)裝設(shè)差動保護(hù)； 6300kVA 及以下單獨運(yùn)行的重要變壓器，也可裝設(shè)差動保護(hù)；當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時，宜裝設(shè)差動保護(hù)。 （ 1）差動保護(hù)的工作原理 變壓器的差動保護(hù)原理接線如圖所示。在變壓器兩側(cè)安裝電流互感器，其二次繞組串聯(lián)成環(huán)路，繼電器 KA（或差動繼電器 KD）并接在環(huán)路上，流入繼電器的電流等于變壓器兩側(cè)電流互感器的二次繞組電流之差，即 ubKA IIII ??????? || 21 ?? ， ubI 為變壓器一、二次側(cè)的不平衡電流。 當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或差動保護(hù)的保護(hù) 區(qū)外短路時，流入差動繼電器的不平衡電流小于繼電器的動作電流，保護(hù)不動作。在保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時，對單端電源供電的變壓器 39。2I =0， 39。39。1IIKA? ，遠(yuǎn)大于繼電器的動作電流 ,繼電器 KA 瞬時動作 ,通過中間繼電器 KM，使變壓器兩側(cè)斷路器跳閘，切除故障。 變壓器差動保護(hù)的范圍是變壓器兩側(cè)電流互感器安裝地點之間的區(qū)域。它可以保護(hù)變壓器內(nèi)部及兩側(cè)絕緣套管和引出線上的相間短路，保護(hù)反應(yīng)靈敏，動作無時限。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 （ 2）變壓器差動保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因和減小措施 為了提高差動保護(hù)的靈敏系數(shù)，在變壓器正常運(yùn)行或保護(hù)區(qū)外部短路時，希望流入繼電器的電流盡可能小，甚至為