【導(dǎo)讀】能集為一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)?？煽啃源蟠筇岣撸C合效益顯著。的特殊工藝，提出了分層監(jiān)控的計(jì)算機(jī)解決方案。紹了組態(tài)軟件的基本特點(diǎn)及一些使用要求。進(jìn)行了選擇和設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 時(shí)限電流速斷保護(hù)。 2) 10kV 線路過(guò)電流保護(hù) :是利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來(lái)鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng) 作的選擇性由過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來(lái)保證，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來(lái)切除電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，其保護(hù)范圍為本線路全部和下段線路的一部分。 3) 變壓器瓦斯保護(hù)：是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來(lái)判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降， 繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱(chēng)為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱(chēng)為重瓦斯保護(hù)。 4) 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過(guò)繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間 短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過(guò)。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問(wèn)題，方法有： ①靠整定值躲過(guò)不平衡電流 ②采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。 ③采用二次諧波制動(dòng)。 ④采用間歇角原理。 ⑤采用速飽和變流器。 本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的 BCH2 型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 27 第 7 章 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇 概述 按 GB50062— 92《電力裝置的繼電保護(hù) 和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置： ①繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路； ②繞組的匝間短路； ③外部相間短路引過(guò)的過(guò)電流； ④中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓； ⑤過(guò)負(fù)荷； ⑥油面降低； ⑦變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。 對(duì)于高壓側(cè)為 35kV 及以上的總降壓變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，也應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過(guò)負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過(guò)電流保 護(hù)、電流速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。 ①主保護(hù)和后備保護(hù)： 35kV 供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。 當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱(chēng)為主保護(hù)；而動(dòng)作比較慢的就稱(chēng)為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱(chēng)為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱(chēng)為后備保護(hù)。 后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)， 它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動(dòng)作的主保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長(zhǎng) ,而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說(shuō)，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)不可。 ②近后備和遠(yuǎn)后備： 當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備稱(chēng)為遠(yuǎn)后備保護(hù)；由本級(jí)電氣設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)； ③輔助保護(hù)： 為補(bǔ)充主保 護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 28 保護(hù)，稱(chēng)為輔助保護(hù)。 瓦斯保護(hù) 作用：用來(lái)反映變壓器內(nèi)部故障和油面降低，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部故障所產(chǎn)生的氣體或油箱漏油而動(dòng)作，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。 輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作于信號(hào)的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定：對(duì)于容量為 10MVA 以上的變壓器，整定容積為 250~300cm2 。 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分，通常按氣 體繼電器的油流速度整定。（油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導(dǎo)管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關(guān)）。 輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按氣體容積為 250~300cm2整定，本設(shè)計(jì)采用 280 cm2。 重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按導(dǎo)油管的油流速度為 ~ 整定，本設(shè)計(jì)采用 cm2。 瓦斯繼電器選用 FJ380 型 。 瓦斯保護(hù)的接線原理圖如下： 圖 瓦斯保護(hù)的接線原理圖 差動(dòng)保護(hù) ：（主保護(hù)） 作用：用來(lái)反映變壓器繞組和引 出線上的相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路以及繞組匝間短路、容量在 10000kVA 及以上的變壓蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 29 器應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。 變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件 1) 應(yīng)躲過(guò)變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流 2) 應(yīng)躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流 3) 在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大負(fù)荷時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作 結(jié)合設(shè)計(jì)要求和實(shí)際條件只對(duì)其做縱差動(dòng)保護(hù)的整定，所選繼電器型號(hào)為 BCH—2 型差動(dòng)繼電器。 計(jì)算變壓器各側(cè)的一次及二次電流值（在額定容量下）并選擇電流互感器的變比，可按下表計(jì)算。 由于 35 kV側(cè)二次電流大，因此以 35kV 側(cè)為基本側(cè)。 計(jì)算 Ie 及電流互感器變比 S =4000kVA U1e = 35kV U2e=10 kV 表 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)用互感器變比選擇 名 稱(chēng) 各側(cè)數(shù)據(jù) 高壓（ H） 低壓（ L） 額定電壓 Y（ 35kV） Δ（ 10kV） 變壓器各側(cè)額定電流 11eSIAU?? 2 2 eSIAU?? 變壓器接線方式 Y Δ CT 接線方式 Δ Y 選擇 CT 一次電流 的計(jì)算值 3 A?? CT 計(jì)算變比 13 ? 2 ? 實(shí)選 CT 變比 nl 25 50 CT 二次回路額定電流 1 ? 222 2 III n??? 不平衡電流 Ibp 4 .7 3 4 .6 2 0 .1 1 A?? 平衡系數(shù) 1 ? 確定基本側(cè) 基本側(cè) 非基本側(cè) 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 30 由上表可以看出， 35kV 側(cè)電流互感器的二次回路額定電流大于 10kVA 側(cè)。因此35kV 為基本側(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 1 dz k bpI K I? （ ） 利用實(shí)用計(jì)算式： 1 2 m a x ( )d z k f z q t x i z a d lI K K K f U f I? ? ? ? ? ? （ ） 式中： Kk— 可靠系數(shù)，采用 ； Kfzq— 非同期分量引起的誤差，采用 1； Ktx— 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。 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 。 f I — 電流互感器的最大相對(duì)誤差，取 。 代入數(shù)據(jù)得： 1 1 . 3 ( 1 1 0 . 1 0 . 0 1 2 5 0 . 0 5 ) 5 . 3 4 4 5 9 . 6dzIA? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 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 1 dz k eI K I? （ ） 式中： Kk— 可靠系數(shù)，采用 ； Ie— 變壓器額定電流： 代入數(shù)據(jù)得： 1 ? ? ? （ ） 3) 躲過(guò)電流互改器二次回路短線時(shí)的最大負(fù)荷電流 1 max dz K fhI K T? （ ） 式中： Kk— 可靠系數(shù)，采用 ； Idz1— 正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流。 代入數(shù)據(jù)得： 1 ? ? ? （ ） 比較上述的動(dòng)作電流，取最大值為計(jì)算值， 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 31 即： 1 ? 將兩側(cè)電流互感器分別接于繼電器的兩組平衡線圈，再接入差動(dòng) 線圈，使繼電器的實(shí)用匝數(shù)和動(dòng)作電流更接近于計(jì)算值；以二次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè)，基本側(cè)的繼電器動(dòng)作電流及線圈匝數(shù)計(jì)算如下： 基本側(cè)（ 35kV）繼電器動(dòng)作值 JX dzIdzjsI lKII n?? （ ） 代入數(shù)據(jù)得： 3 45 31 .8425dzjsIIA??? （ ） 基本側(cè)繼電器差動(dòng)線圈匝數(shù) wocdjsIdzjsIAW I? （ ） 式中： Awo為繼電器動(dòng)作安匝，應(yīng)采用實(shí)際值，本設(shè)計(jì)中采用額定值，取得 60 安匝。 代入數(shù)據(jù)得 180 5 .6 53 1 .8 4c d js IW ?? （ 匝 ） （ ） 選用差動(dòng)線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較 WcdjsI 小而相近的數(shù)值，作為差動(dòng)線圈整定匝數(shù) WcdZ。 即：實(shí)際整定匝數(shù)（匝） 5cdZW ? （ ） 其中差動(dòng)線圈實(shí)用匝數(shù) = 4匝 , 平衡線圈 I實(shí)用匝數(shù) . sυ = 1匝。 繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流 180 365wod z jIc d ZAIAW? ? ? （ ） 平衡線圈計(jì)算匝數(shù) II 2 I I 1 4. 12 ( ) dzph js c dzeWWWI? ? ? ? ? ? 匝 （ ） 故，取平衡線圈實(shí)際匝數(shù) 5phjsW ?? （ ） 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 32 工作線圈計(jì)算匝數(shù) 1 0g z p h js c d zW W W??? ? ? （ ） fza I I I III4 . 1 2 5f 0 . 0 9 64 . 1 2 5p h j s p h zzap h j s c d zWW? ?? ? ? ? ??? （ ） 由于 za f? 小于原定值 ，取法合適，不需重新計(jì)算。 根據(jù)前面對(duì)差動(dòng)繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵(lì)磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的“ CC”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號(hào)、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過(guò)變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。 差動(dòng)保護(hù)靈敏度要求值 2lmK ? 本系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下， 10kV 側(cè)出口發(fā)生兩相短路時(shí)，保護(hù)裝置的靈敏度最低。 本裝置靈敏度 m i n0 . 8 6 6 0 . 8 6 6 1 0 . 7 3 3 2 . 2 9 20 . 2 7 7 1j x d llmd z lKIK I? ??? ? ? ? （ ） 滿足要求。 過(guò)電流保護(hù) ：（后備保護(hù)） ： 1） 保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流來(lái)整定 1kedz hKII K? （ ） 式中： Kk— 可靠系數(shù)，采用 ； Kh— 返回系數(shù)，采用 ； 代入數(shù)據(jù)得 1 .2 6 5 .9 8 9 3 .1 50 .8 5dzIA??