【正文】 專用母線保護(hù)（完全電流差動(dòng)母線保護(hù)）工作原理接線圖如下： 圖 82 在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流；在母線故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為故障點(diǎn)短路電流的二次值，該電流足夠使差動(dòng)繼 電器動(dòng)作而起動(dòng)出口繼電器，使斷路器 QF QF QF3跳閘。母線故障的原因很多，母線上發(fā)生短路故障主要是各種類型的接地和相間短路。如果備用電源投入到母線的永久性故障上，則 QF2 將被繼電保護(hù)斷開(kāi)，這時(shí)由于 BSJ 的接點(diǎn)已斷開(kāi)， QF2 便不會(huì)再次投入。由于 QF3 閉合，其輔助接點(diǎn) 22 閉合， BSJ 線圈有電，延時(shí)斷開(kāi)接點(diǎn)閉合，為 BZT 投入做好準(zhǔn)備。它的延時(shí)是為了躲開(kāi)配出線短路時(shí)母線電壓 降低而使 KV1 啟動(dòng)，利用 KT的延時(shí)大于配出線電路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，以防止 BZT 誤投入。停電間隔應(yīng)盡可能短，一般為 ，以利于電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)。正常情況下，由電源發(fā)生故障時(shí)， QF1 跳閘，在 BZT 作用下， QF2 自動(dòng)投入，則可保持不間斷供電。 /.maxLI 正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流。保護(hù)的的動(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 .maxLI 來(lái)整定，即： .maxrelop LreKIIK? relK 可靠系數(shù)，一般取 ～ ； reK 返回系數(shù)，一般取 ～ 。 33. 103 1 0 3 1 01 .3 1 .3 2 1 6 .5 1 ( )3 c o s 3 1 0 0 .8op c al kvIAU ???? ? ? ? ??? （ 3）躲開(kāi)外部短路時(shí)的最大不平衡電流： . . m a x()o p c a l r e l e r h m e r u m p s t KI K f U U f K K I? ? ? ? ? ? ? .maxKI 最大外部短路電流； relK 可靠系數(shù)，取 erf 電流互感器允許最大相對(duì)誤 差，取 ； hmUU??、 —— 變壓器高中壓側(cè)分接頭改變而引起的誤差，一般取調(diào)整范圍的一半； tsK 電流互感器的同型系數(shù)； umbK 非周期分量系數(shù)，取 ～ 2；當(dāng)采用速飽和變流器時(shí)，可取 1。 表 61 變壓器和互感器各側(cè)電流值 名稱： 各側(cè)數(shù)值 額定電壓： 110KV 10KV 額定電流 )(AeI 50000 3 110 ?? 50000 7503 ?? 50000 27493 10 ?? CT接線方式： D d y CT一次電流計(jì)算 A（ ） ： 3 455?? 3 750 1299?? 2749 選用 CT變比： 455 915 ? 1299 2605 ? 2749 5505 ? 標(biāo)準(zhǔn)變比 100 300 600 CT 二次額定電流 )(2AeI 455 100? 1299 ＝ 2749 ＝ 所以選定 10kv 側(cè)為基本側(cè)。 dzjI 1gh ebK jxhKIKK Kn? ghK 過(guò)負(fù)荷系數(shù)，一般取 2～ 3，當(dāng)無(wú)自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，取 ～ ； 動(dòng)作時(shí)限的整定。 變壓器過(guò)電流保護(hù) 為了防止變壓器外 部故障引起的變壓器繞組流過(guò)電流，并作為內(nèi)部故障的差動(dòng) 保護(hù) 和瓦斯保護(hù)的后備，一般變壓器上應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。 （ 1） 動(dòng)作電流的整定。 變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) 為了防止變壓器在超過(guò)允許負(fù)載能力下運(yùn)行， 根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況， 需要裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置。 。變壓器因?yàn)閯?lì)磁電流存在，增大縱差保護(hù)的不平衡電流特別是在變壓 器空載投入時(shí)，勵(lì)磁電流急劇增加至數(shù)十倍的額度電流，如不特別考慮將會(huì)造成縱差保護(hù)誤動(dòng)作。 ，發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)完全無(wú)作用。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 29 ， 實(shí)際上就是改變變壓比。但變壓器的縱差保護(hù)需考慮以下問(wèn)題： 。 規(guī)程中規(guī)定：對(duì)于 及以上廠用工作變和并行運(yùn)行的變壓器 10MVA 及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，對(duì)于高壓側(cè)電壓為 330KV 及以上變壓器，可裝設(shè)雙重的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。電流速斷保護(hù)裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)，當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)時(shí)，電流速斷保護(hù)按兩相式接線；否則按三相式接線。 對(duì) 400kVA 以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行時(shí)，或單獨(dú)作為其他負(fù)荷的備用 電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 4） 阻抗保護(hù) ，對(duì)于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng) 2）、 3）保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)可以采用此保護(hù) 。 （并列運(yùn)行的變壓器以及發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)中重要的變壓器，容量為 6300kVA 以上；單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，容量為10000kVA 以上。 ： 對(duì)于變壓器繞組、套管及引出線上的故障，根據(jù)容量的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 27 不同選擇相應(yīng)的保護(hù)。 (2) 重瓦斯保護(hù)油流速度的整定 重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為 ，再整定流速均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。 它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流動(dòng)作。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間 短路以及鐵心的燒損。 三、 線路末端短路電流 35kv 側(cè)線路短路電流： （ 選擇水泥廠 1 的線路保護(hù) ） 圖 51 )( 37I )3( m a xK. KAXE LS ????? )( 33723)2( m i n. KAXEILSK ??? ??? 10kv 側(cè)線路短路電流： （ 選擇 棉紡 廠 1 的線路保護(hù) ） 圖 52 至醫(yī)院 線路示意圖 10KV XL 醫(yī)院 至化肥廠線路示意圖 35KV XL 化肥廠 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 24 ( 3 ). m a x 5 ( K )3 3SKLEIAX? ? ??? ( 2 ). m in 3 3 10 .5 4. 37 5 ( )22 3 0. 4 3SK LEX? ? ? ? ??? 表 41 35kv 10kv 最大運(yùn)行 最小運(yùn)行 最大運(yùn)行 最小運(yùn)行 四、 線路保護(hù)整定 35kv 側(cè)線路保護(hù)整定 瞬時(shí)電流速斷保護(hù) （ Ⅰ段保護(hù) ） ： ( 3). m a x 1 . 2 4 . 8 5 5 . 8 2 ( K )o p r e l KI K I A? ? ? ? ? 校驗(yàn)： m i n 1 3 1 3 3 7 7 . 9 52 0 . 4 2 5 . 8 2 3SopEL k mXI ?? ? ? ? ? ? ?? m in 7. 9510 0% 10 0% 72 .3 %11L L ? ? ? ? (滿足要求 ) 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) （ Ⅲ段保護(hù) ） ： . m a x 10000 2 0 4 . 2 8 ( )3 0 . 9 5 c o s 3 0 . 9 5 0 . 8 5 3 5L SPIAE?? ? ?? ? ? ? ? ? . m a x 20 8 37 1 ( ) 5III re l SSop LreKKI I AK ?? ? ? ? relK —— 可靠系數(shù)，取 estK —— 自起動(dòng)系數(shù)，取 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 25 reK —— 返回系 數(shù)，取 校驗(yàn)： ?? ? ?( 2 ) i n 4 . 2 0 1 0 IIIopIK I ﹥ (符合要求 ) 10kv 側(cè)線路 保護(hù)整定 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（Ⅰ段保護(hù)） ： ( 3). m a x 1 . 2 5 . 0 5 6 . 0 6 ( K )o p r e l KI K I A? ? ? ? ? 校驗(yàn)： m i n 1 3 1 3 1 0 . 5 2 . 1 7 k m2 0 . 4 2 6 . 0 6 3SopEL XI ?? ? ? ? ? ? ?? m in 2 .1 71 0 0 % 1 0 0 % 7 2 .3 %3L L ? ? ? ? （滿足要求） 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) （ Ⅲ段保護(hù) ） ： 3. m a x 3 1 0 2 2 7 .9 0 ( )3 0 .9 5 c o s 3 0 .9 5 0 .8 1 0L SPIAE? ?? ? ?? ? ? ? ? ? . m a x 1. 2 1. 3 22 7. 90 41 8. 26 ( ) r e l SSop LreKKI I AK ?? ? ? ? 校驗(yàn)： ( 2 ). m in 4375 10 .4641 6Kse n IIIopIK I? ? ?﹥ (符合要求 ) 六、 變壓器的保護(hù) 一、 變壓器裝設(shè)的保護(hù) 變壓器裝設(shè)的保護(hù)種類 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 26 和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。當(dāng)要求對(duì)線路全線任何地點(diǎn)的任何故障均能瞬時(shí)具有選擇性切除時(shí) 用全線瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)作為主保護(hù)，例如各種反線路兩側(cè)電氣量變化從而實(shí)現(xiàn)全線有選擇性動(dòng)作的 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 快速 切除故障 提高 電力 系統(tǒng) 并列運(yùn)行的 穩(wěn)定性， 減少用戶在低壓工作的其情況下的工作時(shí)間，減小故障組件的損壞程度， 提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用 設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。 保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障組件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全工 作。反應(yīng)不正常工作情 況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。 。 ，如有可能還應(yīng)作為相鄰元件的后備保護(hù)。 ，并使其接線簡(jiǎn)單可靠。 輔助保護(hù) —— 當(dāng)需要另還切除線路故障或消除方向功率死區(qū)時(shí)可采用由電流速斷保護(hù)構(gòu)成的輔助保護(hù) （用來(lái)補(bǔ)充主保護(hù)、后備保護(hù)不足） 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 20 主保護(hù) —— 在系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的時(shí)限內(nèi)能夠快速而有效地切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的 故障 。繼電保護(hù)的裝設(shè) 一般應(yīng)滿足 可靠性與安全性、選擇性、速動(dòng)形 、經(jīng)濟(jì)性五 個(gè)基本要求。它的基本任務(wù)是： （ 1） 自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障組件 從電力系統(tǒng)中切除， 保證其他無(wú)故障部分 迅速恢復(fù)正常運(yùn)行 ，使故障部 分設(shè)備 免于繼續(xù)遭到破壞 。 對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在 的這些故障隱患，要積極采取一些防御性措施。一旦發(fā)生故障即會(huì) 產(chǎn)生以下的后果： （ 1） 通過(guò)故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備 損壞 。凡涉及發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電抗器等元件的百分?jǐn)?shù)電抗值（銘牌上一般有標(biāo)出）均應(yīng)換算成有名值來(lái)計(jì)算。 基準(zhǔn)容量的選擇：在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)里已經(jīng)規(guī)定 Sj=100MVA； 基準(zhǔn)電壓的選擇： 為了計(jì)算方便 選為各電壓等級(jí)的平均額定電壓，即 Uj=Up； 與其相應(yīng)的基準(zhǔn)電流 Ij和基準(zhǔn)電抗 Xj,均可由這兩個(gè)基準(zhǔn)值導(dǎo)出。 4） 短路后 秒后的短路電流周期分量有效值 ：用來(lái)校驗(yàn)斷路器的斷流量。非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減，其衰減時(shí)間常數(shù)為 。 短路電流的暫態(tài)過(guò)程 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于短路回路存在著電感，電流不能突變，因此有一個(gè)暫態(tài)過(guò)程。 3）兩相短路接地。在電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在回路中短路電流比額定電流大幾倍至幾十倍。 避免在短路電流損壞電氣設(shè)備，如果短路電流過(guò)大，需采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 在一次部分設(shè)計(jì)中采用的 方案 是 ： 110KV側(cè) 采用單母分段式接線 35KV側(cè)及 10KV側(cè)均采用單母分段式接線 選擇此種接線形式的分析與評(píng)價(jià)： 優(yōu)點(diǎn)： 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電； 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除， 保證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。 (4)簡(jiǎn)化主接線。 (2)適應(yīng)性和靈活性。 2 % YN yn0 d11 18 225 依據(jù)以上參數(shù)進(jìn)行 阻抗 折 算 ， 計(jì)算過(guò)程 過(guò)程如下： 1 12 31 231% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=11 2 12 23 311% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?= 3 23 31 121% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=7 2 211 % 11 (110 ) 100 100 ( 50)SNTNUUXS?? ? ? ?? 2 222% 0 . 5 ( 1 1 0 ) 1 . 2 11 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUX S ??? ? ? ? ??（ 記為 0? ） 2 233% 7 ( 1 1 0 ) 1 6 . 9 41 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUXS?? ? ? ?? 二、 電氣主接線設(shè)計(jì)及其參數(shù) 電氣主接線的設(shè)計(jì)要求 主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)變電站設(shè)計(jì)中非常重要的一部分，無(wú)論是一次部分還河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 9 是二次部分都是必不可少的。 表 11 負(fù)荷情況 電壓 負(fù)荷 名稱 每回最 大負(fù)荷（ K