【正文】 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 41 九、 防雷保護和接地設計 一、 。 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 40 圖 81 對于降壓變電所低壓側采用分段母線的系統(tǒng)，正常運行時 QF5 斷開，則 K點故障就可以由變壓器下的過流保護使 QF QF2 跳閘予以切除。 二、 母線的保護方式 母線的保護方式有兩種：一種是利用供電 元件的保護兼做母線保護 ，它利用變壓器的過電流保護切除低壓母線故障 ；另一種是采用專門的母線保護 ，利用完全電流差動母線保護 。 甚至 在電力系統(tǒng)中樞變電所的母線上發(fā)生故障時，還可能 使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行 受到破壞，因而造成比較嚴重的后果 。 圖 53 QF 3 1 1QF 2S 2KT KV 1KM 2KV 1 KV 2KM 1BSJ電源電源 +KO 2QF 1QF 3 QF 2QF 1 QF 2QF 5QF 4QF 3S 1 S 2 S 1 S 2( A )( B )河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 39 圖 72 八、 母線保護 一、 母線保護 簡介 母線是電能集中和分配的重要設備， 發(fā)電廠和變電所的母線 是電力系統(tǒng)的重要組成元件之一。 閉鎖繼電器 BSJ 室為保證備用電源只投入一次而設的，在工作電源正常供電時，它的線圈有電，接點閉合，當 QF3 跳閘后，其輔助接點 22斷開， BSJ河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 38 線圈即失電，但其接點延時 斷開，以保證 QF可靠的合閘。 故障時 當電源 S1線路上發(fā)生故障時， QF1 跳閘，工作母線失去電壓， KV1 失電，其常閉接點閉合。 正常工作時 一次回路的 QF QF3 閉合，電源 S1供電， QF2 斷電，電源 S2 母線上有電，處于備用狀態(tài)。 BSJ 為閉鎖延時繼電器，其任務是保證備用電源只合閘一次。 KT 為時間繼電器。 如圖 72所示是 BZT 一種典型原理接線。 BZT 通常按工作母線失去電壓原則啟動，而且只能在電源斷路器斷開后投入，動作只應一次。 圖 71(B) 是雙電源分段母線采用 BZT 的例子。 應用 BZT 裝置的一次接線圖如圖 71所示，圖 71(A) 是備用電源自動投入的例子。 保護的靈敏度為： 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 35 .minKsen opIK I? 在被保護變壓器受電側母線上短路時， senK ＝ ～ 2；在后備保護范圍末端短路時， senK ＝ 。對 110kv 降壓變電站， 6～ 10kv 側取 ～ ； 35kv 側取 ～ 。 確定 .maxLI 時，應考慮下列兩種情況： （ 1） 對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺變壓器以后所產(chǎn)生的過負荷。 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 34 五 、 變壓器過流保護整定計算 圖 52 變壓器過流保護單相接線 原理圖 過流保護采用三相式接線，且保護應裝在電源側。 . 1 . 3 ( 0 . 0 5 8 0 . 0 5 0 . 0 2 5 0 . 1 1 1 ) 1 4 1 4 0 4 2 8 3 ( )o p c a lIA? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 4）確定基本側工作線圈匝數(shù)： 繼電器的動作電流： .. 4283 7 . 1 4 ( )600c o n o p c a lo p r c a lTAKIIAn? ? ? 基本側工作線圈匝數(shù)： ow .c a lo p r .c a l100 147 .1 4AWWtI? ? ? ,.d set w calWW? ，故 選擇 14 匝。 （ 2）躲開電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負荷電流： 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 32 .maxrel LI K I? ax103 co skvLkvPI U ?? .maxLI 變壓器基本側的最大負荷電流，當無法確定時，可用基本側的額定電流。 短路電流已在表 42 中給出 四、 縱差保護的整定計算 （ 1）躲過變壓器勵磁涌流： o p . c a l 1 .3 1 2 7 4 9 3 5 7 3 .7 ( )r e l u NI K K I A? ? ? ? ? relK 可靠系數(shù)，取 ； UK 勵磁涌流最大倍數(shù)， 在采用加強速飽和變流器差動保護 uK 取 1。 三、 變壓器差動保護整定計算 計算變壓器各側的一次及二次電流值，并選擇電流互感器的變比，如表所示。動作時限比由變壓器供電的線路保護裝置的最大時限大一時限階段，一般取 ～ 。按躲過變壓器的最大負荷電流來整定。就 單側電源的變壓器 而言 ，保護裝置的電流互感器 應該裝設 在電源側，以便在發(fā)生變壓器內部故障而瓦斯或差動保護拒 絕 動 作 時，由過電流保護經(jīng)整定時限動作后，作用于變壓器兩側斷路器跳閘。 （ 2） 動作時限的整定：動作時限為 10～ 15s，一般用于信號。 按 躲過變壓器的額定電流來整定 dzjI =（ ～ ） 1ebI n dzjI 過負荷保護裝置動作電流整定值（ A）； ebI 變壓器額定電流（ A） 。 就 雙繞組 降 壓變壓器 來說 ，過負荷保護裝設在高壓側 一端 。 變壓器的過負荷一般是三相對稱的， 過負荷保護 接于河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 30 一相 電流， 便可以 延時 作用于信號 。 作為各電壓側母線和線路的后備保護，要求它動作后跳開本側的斷路器 ，作為變壓器斷路器與其電流互感器之間死區(qū)故障的后備保護。 電源側 需要有后備保護裝置 ， 此裝置可以 作為差動保護、瓦斯保護的后備 或相鄰元件的后備。如果靈敏度不夠，可采用帶復合電壓閉鎖的過電流保護。 變壓器后備保護 相間后備保護配 置是為了 反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備， 變壓器應裝設 過電流 保護。變壓器依靠瓦斯或壓力保護來反應。變壓器繞組各側的匝間短路，通過變壓器的鐵心耦合，改變了各測電流的大小和相位，使變壓器的縱差保護對匝間短路有作用（匝間短路可視為變壓器的一個新繞組發(fā)生端口短路） 。這是因為變壓器的分接頭經(jīng)常在改變，二差動保護的電流回路在帶電的情況下是不能進行操作的。如果差動某一變比已經(jīng)調整好，則當分接頭改換時，就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流流入差動回路。 所以各測電流的相位可能不一致，這樣使外部短路時不平衡電流增大，所以變壓器的縱差保護的最大制動系數(shù)比發(fā)電機的最大靈敏度相對較低。 由于 各測電流互感器的型號、變比各不相同， 它們的飽和特性、勵磁電流（歸算至同一側）也就不同。所以 在變壓器過勵磁時 要保證 不誤動作 ； 變壓器縱差保護與發(fā)電機縱差保護一樣也可以 通過 采用比率制動 特性縱聯(lián)差動 或標記制動 式差動 方式 來 達到外部短路不誤動和 快速有效切除內部所發(fā)生故 障 內部 的 目的。 縱聯(lián)差動保護應符合下列要求： ； ，如不能包括引出線時，應采取快速切除故障的輔助措施 。 所以說 減小或消除不平衡電流對差動保護的影響是變壓器差動保護中很重要的問題之一。為了提高保護對變壓器高壓側因出線接地故障的靈敏系數(shù)，可采用兩相三繼電器式接線。 二、 變壓器保護的整定方法 變壓器電流速斷保護 河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 28 對于 202010000KVA 及以下較小容量的變壓器，可采用電流速斷保護作變壓器的主保護。 過負荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。 。 。 3） 負序電流保護和單 相式低電壓啟動的過電流保護， 一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器 。） 1） 過電流保護， 一般 用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應考慮 事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流。 (2) 容量為 6300KVA 以上的變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護作為變壓器的主保護而以過電流保護作為其后備保護。它 反映變壓器繞組和引出線相間短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護誤動作，故對本站的主變的瓦斯保護可將油流速度整定在 1m/s 左右。 根據(jù)運行經(jīng)驗管中油 流速整定為 ，保護反映內部故障是相當靈敏的。 ： (1) 一般氣體繼電器氣體容積整定范圍為 250300立方厘米，變壓器容積在 1000KVA 以上時，一般正常整定為 250 立方厘米，氣體容積整定值是利用調節(jié)重錘的位置來改變的。應 裝設瓦斯保護的變壓器容 量界限 是 800kVA 及以上的油浸式變壓器和 400kVA 及以上的車間內油浸式變壓器 。 根據(jù) 上述 變壓器的 各種 故障和不正常運行狀態(tài)等一系列問題， 變壓器一般裝設下列繼電保護裝置： 對于 變壓器油箱內部故障 以及 油面下降 ，應裝設 瓦斯保護。對于變壓器而言，這些故障都是十分危險的，因為油箱內部發(fā)生故障產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質 的劇烈氣化，可能會引起爆炸。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。由于大容量的電力變壓器是十分昂貴的元件，必須根據(jù)變壓器的 容量和重要程度來考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護。 在我國 220kV 及以上輸電線路，廣泛采用高頻閉鎖負序方向保護。當電網(wǎng)允許線路一側以保護第二段時限切除河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 23 故障時，也可采用具有階梯時限特性的保護作為主保護，如距離保護，電流保護等。 輸電線路的主保護 根據(jù) 動作時間 劃分為全線瞬時動作 及 按階梯時限特性動作兩 類。一般從裝設速動保護 (如高頻保護、差動保護 )、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護及相間 速斷保護的作用、減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面 進行保護 來提高速動性。 在事先規(guī)定的保護范圍內，設備或線路 發(fā)生金屬性短路時，保護裝置 需要 必要的靈敏系數(shù)，各類保護的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。 為保證對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件（如啟動與跳閘元件或閉鎖與動作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)及動作時間，在一般情況下應相互配合。任何電力設備 (線路、母線、變壓器等 )都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行。 2 、 對繼電保護的基本要求 ? 保 護 范 圍 內 發(fā) 生 金 屬 性 短 路 故 障 參 數(shù) 的 最 小 計 算 值靈 敏 系 數(shù) 保 護 裝 置 的 動 作 參 數(shù)河南理工大學畢業(yè)設計 說明書 22 指在所規(guī)定的保護范圍內，發(fā)生了它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作 ，稱作可靠不拒動 ；而在該保護不該動作的情況下，則不應該誤動作 ，稱作可靠不誤動 。 ，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同 (例如有無經(jīng)常值班人員 )發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。 10%。 ，保護裝置應有足夠的靈敏系數(shù)； 對反應 故障參數(shù)增加 的保護裝置： 對反應 故障參數(shù)減少 的保護裝置： 算值短路故障參數(shù)的最大計保護范圍內發(fā)生金屬性 保護裝置的動作參數(shù)靈敏系數(shù) ? 各種保護裝置的靈敏系數(shù)應滿足電力系統(tǒng)《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（ SDJ— 83）的規(guī)定。 ，應在所有和部分斷路器上裝設單獨的后備保護。以利于運行人員分析和統(tǒng)計保護的動作情況。 ，如可能造成保護裝置的誤動作則應裝設電壓回路斷線監(jiān)視或閉鎖裝置。 備保護時，保護裝置容許帶有一定的時限切除故障。 保護裝置的裝設原則： ，保護裝置應動作于跳閘，當發(fā)生不正常動作時，保護裝置應動作于信號。 近后備指當 本組件的 主保護拒 絕 動作時，由本 組件的 另一套保護 作為 后備而實現(xiàn)保護； 當斷路器拒 絕 動作時 ， 由 同一發(fā)電廠或變電所內的有關 斷路器 動作 實現(xiàn)后備 保護 。 后備保護 —— 在主保護或 斷 路器拒 絕動作 時，切除故障 ，實現(xiàn)后備保護 。 電路系統(tǒng)的電氣設備和線路 除了必要的主保護外，還需要考慮后備保護和輔助保護的問題。設計應滿足《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（ SDJ6— 83）， 也需要 對 應 該區(qū)域變電站其自身的特點 。 電網(wǎng) 繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。 （ 2） 發(fā)現(xiàn)電氣組件的不正常狀態(tài)，根據(jù)運行維護 條件 (例如有無經(jīng)常值班人員 )而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。 所謂繼電保護裝置，就是 一種能夠反應電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài) ，并 及時動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的 自動 化 裝置。對于不可抗拒的事故發(fā)生時要即時發(fā)現(xiàn)， 并 迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。 （ 4） 破壞電力系統(tǒng)各發(fā)電廠之間并列運行的穩(wěn)定性，導致事故擴大，甚至造成 整個系統(tǒng)瓦解。 （ 2） 短路電流通過 故障設備和非故障設備時 ，由于發(fā)熱和電動力的作用，受到機械