【正文】 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足： actkiKDKsen IIK??? m in （ 116） min?KI —— 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，單側(cè)電源供電時(shí)，被保護(hù)線(xiàn)路末端短路，流過(guò)保護(hù)裝置的最小短路電流。 根據(jù)式選其中大者確定繼電器整定值，當(dāng)電流互感器發(fā)生二次回路斷線(xiàn)時(shí)，差城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 23 動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。 (1)躲過(guò)外部短路的最大不平衡電流 iKssupr e lubr e la c tKD K IKKKIKI m a xm a x ??? ?? （ 114） relK —— 可靠系數(shù)，一般取 — ； —— 電流互感器可能產(chǎn)生的最大誤差（按 10%誤差曲線(xiàn)校驗(yàn)）； upK —— 非周期分量系數(shù)，當(dāng)采用附有速飽合變流器的差動(dòng)繼電器時(shí)取 1； ssK —— 電流互感器同型系數(shù)，兩端電流互感器型號(hào)相同時(shí)取 ，不同時(shí)取 1； max?KI —— 外部短路時(shí)，渡過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流。在保護(hù)范圍內(nèi)短路時(shí)，保護(hù)能瞬時(shí)動(dòng)作，在保護(hù)范圍外短路時(shí)，保護(hù)不能動(dòng)作，因此不需要與相鄰元件的保護(hù)在整定值和動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合。 當(dāng)流入繼電器的電流 ?JI 大于繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，繼電器動(dòng)作，當(dāng)故障線(xiàn)路自?xún)蓚?cè)同時(shí)切除。 在正常運(yùn)行和外部（指兩電流互感器所包圍的范圍以外） D1點(diǎn)短路時(shí)，流入繼電器線(xiàn)圈的電抗為 22 IIIj III ??? ?? 在理想情況下，經(jīng)線(xiàn)路兩側(cè)的一次電流相 等，于是兩側(cè)電流互感器的二次電流?2I 和 2III? 也相等，并在輔助導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的回路中形成環(huán)流，這時(shí) L 側(cè)的一次電流 ?1I方向不變。根據(jù)傳送電流的大?。ㄋ矔r(shí)值）以辨別內(nèi)部抑或外部的短路的保護(hù)方式，按照在輔助導(dǎo)線(xiàn)中電流的流動(dòng)方式分為環(huán)流式和均壓式。 輔助導(dǎo)線(xiàn)所傳送的電流狀況大致上可分為兩大類(lèi)。 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)采取性能更好的保護(hù)方式。靈敏度校驗(yàn)應(yīng)按如下兩種情況分別考慮： （ 1）當(dāng)過(guò)電流保護(hù)作為本線(xiàn)路的近后備保護(hù)時(shí)，其校驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)選在本線(xiàn)路末端， ~?renK 。 綜合考慮以上兩個(gè)條件，引入返回系數(shù) resK ，則保護(hù)裝置的動(dòng)作電流用下式來(lái)確定 城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 21 m a x1?? IK KKI re s ssre lope r （ 112） 式中 relK —— 可靠系數(shù)，一般取 — ； resK —— 電流繼電器的返回系數(shù)，一般取 。（如圖 110 所示） 單回線(xiàn)的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，作為限時(shí)電流速斷保護(hù)或縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù) 。因此輸電線(xiàn)路任何處發(fā)生的短路故障，一般可在 時(shí)限內(nèi)優(yōu)選則性的被切除。 4 階段式電流保護(hù) 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 110 三段式電流保護(hù)接線(xiàn)圖 無(wú)限時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)， 為了保證迅速可靠地切除故障，常常將無(wú)限時(shí)、限時(shí)電流速斷及定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成一整套保護(hù)，使之相互補(bǔ)充和配合，成為三段式電流保護(hù)。同限時(shí)電流速斷保護(hù)一樣，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)也是適當(dāng)選取動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限來(lái)獲得選擇性的。而定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)不僅能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，還能保護(hù)相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)，可以起到后備保護(hù)的作用。為盡量縮短這一時(shí)限，通常使保護(hù)范圍不超出相鄰線(xiàn)路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)，其動(dòng)作時(shí)限則比相鄰線(xiàn)路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間級(jí)差。當(dāng)下一條線(xiàn)路出口處發(fā)生短路故障時(shí)，它就會(huì)起動(dòng)，若不采取措施，就會(huì)失去選擇性。此情況下，它的保護(hù)范圍不超越相鄰 I 段或 Ⅱ段電流保護(hù)的范圍。當(dāng)線(xiàn)路短路時(shí)，短路電流超過(guò)保護(hù)動(dòng)作電流， KA 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合起動(dòng)中間繼電器，中間繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合將正電源接入 KS 線(xiàn)圈，并通過(guò)斷路器的動(dòng) 合輔助觸點(diǎn) QF1，接到跳閘線(xiàn)圈 TQ 構(gòu)成通路，斷路起跳閘后切除故障線(xiàn)路。無(wú)限時(shí)電流速斷保護(hù)是有電流繼電器 KA，中間繼電器 KM 和信號(hào)繼電器 KS 組成。無(wú)限時(shí)電流速斷保護(hù)（又稱(chēng) I 段電流保護(hù)）就是這樣的保護(hù)，它是反應(yīng)電流升高而不帶時(shí)限的一種電流保護(hù)。 如果靈敏度不符合要求，可以采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，用以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)切除故障。為了保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線(xiàn)路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 17 有足夠的靈敏度。 3）靈敏度校驗(yàn) 整定了限時(shí)電流整斷保護(hù)的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限，使之滿(mǎn)足選擇性要求。為此，必須使保護(hù)帶有一定時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的保護(hù)區(qū)，其動(dòng)作時(shí)限則比相鄰線(xiàn)路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間級(jí)差。 (1)限 時(shí)電流速此類(lèi)保護(hù)的工作原理與整定 1）原理 : 由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，這樣它的保護(hù)范圍必然延伸到 下一條線(xiàn)路。 根據(jù)以上規(guī)程的要求，我為大新線(xiàn)路配置了距離保護(hù)、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地保護(hù) (零序電流保護(hù) )以及絕緣監(jiān)視裝置 . 線(xiàn)路配置方案 : 1. 距離保護(hù) 。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作只發(fā)生信號(hào)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)與過(guò)電流保護(hù)合用一組電流互感器。即： vevelNKKI?actI （ 18） 式中 NI —— 保護(hù)安裝側(cè)的額定電流； velK —— 可靠系數(shù)取 ； veK —— 返回系數(shù)取 。正常運(yùn)行時(shí)電流繼電器不動(dòng)作，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷電流時(shí) ,故障電流大于電流繼電器動(dòng)作值或定值，電流繼電器動(dòng)作時(shí)間繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí) ,到達(dá)設(shè)定時(shí)間后故障仍未消失 ,發(fā)出信號(hào)報(bào)警。所以采用的是定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù) ,反應(yīng)變壓器三相對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷 ,變壓器的過(guò)負(fù)荷原理與發(fā)電機(jī)相似也是由電流繼電器和 SJ 組成。 保護(hù)裝置的靈敏度，按下式檢驗(yàn)： actKKsen IIK??? min （ 17） 被保護(hù)變壓器低壓母線(xiàn)發(fā)生短路時(shí)，要求 senK =— 2 而在后備保護(hù)范圍末端短路時(shí)，要求 senK 。 m a xm a x ?? ? LASl IKI （ 16） 式中 ASK —— 自啟動(dòng)系數(shù)，其數(shù)值與負(fù)荷性質(zhì)及用戶(hù)與電流的電氣距離有關(guān)； 39。 ⑴．對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷，如各臺(tái)變壓器容量相等，可按下式計(jì)算： 1m a x ???? m mII Nl （ 15） 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 式中 m —— 并列運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)； NI —— 每臺(tái)變壓器的額定電流。發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，經(jīng)信號(hào)繼電器 ，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)通過(guò)連片使出口繼電器動(dòng)作使短路器跳閘 .瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，也可以利用切換片 XB切換位置，只給出報(bào)警信號(hào) . 為了消除復(fù)合式瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)在發(fā)生重瓦斯時(shí)可能有跳動(dòng) (接觸不穩(wěn)定 )現(xiàn)象，出口繼電器有自保持觸點(diǎn) .只要瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)一閉和， CKJ 就動(dòng)作并自保持 .當(dāng)短路器跳閘后，短路器的輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)自保持回路，使 CKJ 恢復(fù)起始位置 . 變壓器的過(guò)電流保護(hù) 至 延 時(shí) 信號(hào)+12 34R++C K JL P由 變 壓 器 其 他保 護(hù) 來(lái)R f信 號(hào)城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 13 I t+ ++++跳 1 D L跳 2 D L1 D L2 D L信 號(hào)圖 6 3 變 壓 器 過(guò) 電 流 保 護(hù) 單 相 原 理 接 線(xiàn) 圖 圖 16 變壓器過(guò)電流保護(hù)單項(xiàng)原理接線(xiàn)圖 變壓器的過(guò)電流保護(hù)主要是裝設(shè)在降壓 變壓器的高壓側(cè) .過(guò)電流保護(hù)的測(cè)量元件為電流繼電器，延時(shí)元件時(shí)間繼電器 ,其保護(hù)單相原理如圖 16所示 .當(dāng)短路電流達(dá)到或超過(guò)電流繼電器的動(dòng)作定值時(shí) ,電流繼電器動(dòng)作并起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)給定的延時(shí)后時(shí)間繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，出口繼電器將變壓器從運(yùn)行的設(shè)備中切除保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行 . 過(guò)電流保護(hù)的電流互感器采用三相完全星形接線(xiàn)方式，這樣可以提高靈敏度。3 是出口繼電器 。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 當(dāng)發(fā)生輕微故障時(shí)，分解出少量氣體，此氣體上升并聚集在瓦斯繼電器上部，使瓦斯繼電器中油面下降，上開(kāi)口杯露出油面 .此時(shí)，開(kāi)口杯及附件在空氣中的重力加上杯中油的重量，所產(chǎn)生的力矩大于在油中平衡錘所產(chǎn)生的力矩，因此，開(kāi)口杯順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)磁 鐵靠近，使上方的干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作信號(hào) .當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量氣體，在氣流和油流的沖擊下，擋板帶動(dòng)下開(kāi)口杯轉(zhuǎn)動(dòng)，使下干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)生挑閘脈沖 .當(dāng)嚴(yán)重漏油時(shí)，油面極度下 降，與上開(kāi)口杯動(dòng)作原理相同，也可是下開(kāi)口杯動(dòng)作于跳閘 . 圖 15 瓦斯保原理電路 工作原理 :1 是瓦斯繼電器 。 城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 11 差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流的整定計(jì)算應(yīng)考慮以下幾種情況 (1)在正常運(yùn) 行時(shí)，防止電流互感器二次回路斷線(xiàn)時(shí)引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。而在保護(hù)范圍之外發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)不動(dòng)作。 圖 13 BCH2 型差動(dòng)繼電器結(jié)構(gòu)原理圖 圖 14正常運(yùn)行和外部故障的情況圖 。kN 和39。kN ；左邊 A柱上繞有一個(gè)短路線(xiàn)圈 39。 當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或是外部短路時(shí)，注入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流 .由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線(xiàn)方式，故該不平衡電流值很小， 注入電流繼電器內(nèi)的電流 (為兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差 )，保護(hù)不動(dòng)作 .當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，只要不平衡電流大于繼電器的起動(dòng)電流，則繼電器動(dòng)作，瞬時(shí)使變壓器的兩側(cè)斷路器 7DL 和 9DL 跳閘 . 注意 :由于本設(shè)計(jì)變壓器為兩繞組變壓器，接法為 Y/D— 流互感器為星形接法，變壓器星形側(cè)電流互感器為角形接法 .這樣做可以補(bǔ)償幅值和相位 . — 2 型差動(dòng)繼電器工作原理 如圖 13， BCH2 型差動(dòng)繼電器工作原理是由一個(gè) DL11/ 型電流繼電器和一個(gè)帶短路線(xiàn)圈的三柱式速飽和變流器組成。此外，還應(yīng)考慮變壓器勵(lì)磁涌流的影響和其他一些使不平衡電流增大的因素。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)在原理上是比較簡(jiǎn)單的，但在實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位不同。 變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) ： 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)通常采用環(huán)流法接線(xiàn)如圖示出了雙繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的單原理接線(xiàn)是將被保護(hù)元件兩側(cè)（高、低壓）的電流互感器二次側(cè)，靠近被保護(hù)元件的兩端連在一起。第二段時(shí)限動(dòng)作于總出口中間繼電器。單側(cè)電源時(shí)，保護(hù)的第一段時(shí)限跳開(kāi)低壓側(cè)母線(xiàn)分段（或母聯(lián)）斷路器，第二段時(shí)限跳開(kāi)高壓側(cè)斷路器。瓦斯繼電器與變壓器成套供應(yīng)。重瓦斯保護(hù)作用于斷路器跳閘，為變壓器的主保護(hù)；輕瓦斯作用于信號(hào)。切換期間保護(hù)范圍縮小，但由于變壓器故障少，斷路器檢修期不長(zhǎng)，這樣做是允許的。這種保護(hù)由差動(dòng)保護(hù)來(lái)完成，因此，差動(dòng)保護(hù)為變壓器的主保護(hù)。 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照 GB 14258— 1993《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)裝置。對(duì)于大容量變壓器，因其鐵芯額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近，所以系統(tǒng)電壓過(guò)高 或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，容易過(guò)勵(lì)磁。因此，變壓器發(fā)生故障時(shí)，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。外部故障指的是油 箱外部引出線(xiàn)之間發(fā)生的各種相間短路、引出線(xiàn)因絕緣套管閃落或破碎通過(guò)油箱外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地短路。 變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。由于絕大部分安裝在戶(hù)外，受自然條件的影響較大，同時(shí)受到連接負(fù)荷的影響和電力系統(tǒng)短路故障的威脅，變壓器在運(yùn)行中有可能出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。 主接線(xiàn)在滿(mǎn)足可靠性、靈活性的前提下，還應(yīng)盡可能做到經(jīng)濟(jì)合理，力求投資省，占地面積小，并降低電能損耗。只能滿(mǎn)足正常情況安全運(yùn)行的主接線(xiàn)不能稱(chēng)為合理的主接線(xiàn)。 城北變電所繼電 保護(hù)設(shè)計(jì) 7 （ 4）滿(mǎn)足故障后可靠切除故障設(shè)備的要求。 （ 2）任何單一元件故障或無(wú)故障跳閘時(shí)，應(yīng)盡可能保證正常設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行及主要負(fù)荷的安全供電。主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性 3項(xiàng)基本要素，主接線(xiàn)可靠性的定量分析由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏和計(jì)算方法的限制尚無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算，故其衡量標(biāo)準(zhǔn)主要還是靠運(yùn)行實(shí)踐。本次設(shè)計(jì)的城北變電所的主接線(xiàn)形式為高壓（ 66kV)側(cè)采用 內(nèi)橋接線(xiàn)，低壓（ ）側(cè)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。因此廣泛使用在 220kV及以下的變電所中，具有二路電源的工廠企業(yè)變電所也普遍采用，還可以作為建設(shè)初期的過(guò)渡接線(xiàn)。 適用于線(xiàn)路 較短和變壓器需經(jīng)常切換 兩條線(xiàn)路間有穿越功率時(shí)，也應(yīng)采用外橋接線(xiàn)。 1. 內(nèi)橋接線(xiàn) 連接橋設(shè)置在變壓器側(cè) . 線(xiàn)路的投入和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜 . 適用于較長(zhǎng)的線(xiàn)路和變壓器不需