【正文】 過(guò)電流保護(hù) 變壓器的主保護(hù)通常采用差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。變壓器發(fā)生輕微故障時(shí)，郵箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體較少且速度慢，由于油枕處在郵箱的上方，氣體沿管道上升，使氣體繼電器內(nèi)的油面下降，當(dāng)下降到動(dòng)作門檻時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作，發(fā)出警告信號(hào)。利用這種氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器郵箱內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱 而分解，產(chǎn)生大量氣體。 Kzd2 一般取 、 、 ，本次設(shè)計(jì) 取 Kzd2=。 set≥ (5～ 6)In 本次設(shè)計(jì)取 Id 一般取 到 ， 本次設(shè)計(jì) 取 。 In= = 比率制動(dòng)系數(shù) 比率制動(dòng)系數(shù) Kzd1= Id/ Izd Id— 差動(dòng)電流， A； Izd— 制動(dòng)電流， A。 min— 差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流， A； In— 電流基準(zhǔn)值（基 準(zhǔn)側(cè)的干凈額定電流）， A； Iop st Id = Iop st =(～)In，也就是說(shuō)， Id = Iop 3 比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流： 由于電流補(bǔ)償存在一定誤差以及變壓器分接頭位置變化產(chǎn)生的不平衡電流，所以差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作必須使 Id 大于一個(gè)起動(dòng)定值 Id 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 計(jì)算各變壓器各側(cè)額定電流： I1n =S/ 3 U1n= 8000/( 3 ?35)= (A) I1n =S/ 3 U1n= 8000/( 3 ?10)=(A) 2 計(jì)算變壓器高低壓側(cè)電流互感器 二次 計(jì)算電流：軟件相位校正及計(jì)算的各鍘 二次 計(jì)算電流為： I1c2 =Kjx1 I1n /nTA1 = 3 ?(A) I2c2 = Kjx2 I2n /nTA2 = (A) Kjx1— 變壓器接線系數(shù)。 變壓器微機(jī)保護(hù)所用的電流互感器二次側(cè)采用 Y 接線，其相位補(bǔ)償和電流補(bǔ)償系 數(shù)由軟件實(shí)現(xiàn)，在正常運(yùn)行中顯示差流值，防止極性、變比、相別接錯(cuò)，并具有差流超限報(bào)警功能。 電力變壓器縱差保護(hù) 目前電力變壓器縱差保護(hù)有采用微機(jī)繼電保護(hù)，它具有可靠性高、動(dòng)作準(zhǔn)確率高、保護(hù)發(fā)到容易獲得改善、使用靈活方便、維護(hù)調(diào)試方便、具有遠(yuǎn)方監(jiān)控功能等特點(diǎn)。實(shí)踐表明，變壓器套管和引出線的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比 較常見的故障形式；而變壓器郵箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較少。郵箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。 變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。 8 繼 電保護(hù)的設(shè)置 電力變壓器保護(hù) 電力變壓器保護(hù)概述 在電力系統(tǒng)中廣泛地用變壓器來(lái)升高或降低電壓。選擇 RN235/3 型高壓熔斷器，額定電壓 35kV，額定電流 3A，安裝在所變電源側(cè)，滿足要求。熔斷器的主要元件是一種易于 熔斷的熔斷體，簡(jiǎn)稱熔體，當(dāng)通過(guò)熔體的電流達(dá)到或超過(guò)一定值時(shí)，由于熔體本身產(chǎn)生的熱量，使其溫度升高，達(dá)到金屬的熔點(diǎn)時(shí)，熔斷切除電源，因而完成過(guò)載電流或短路電流的保護(hù)。 開關(guān)直流電源的選擇 選擇 DCGZDW2100/220C5 型智能高頻開關(guān)直流電源柜，作為變電所事故狀態(tài)下高壓開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明的操作電源和控制電源。額定電壓 35 3/ / 3/ /，準(zhǔn)確級(jí) ，適于在額定頻率為 50HZ、額定電壓 35kV 的戶內(nèi)電力系統(tǒng)中，做電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱電壓互感器。 電壓互感器的選擇 1電壓互感器選擇的原則 電壓互感器正常工作條件時(shí)，按一次回路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級(jí)、機(jī)械荷載條件選擇。 電流互感器額定電壓為 12kV，額定二次電流 5A， 準(zhǔn)確級(jí) 。 額定一次電流選用 200A，大于 35kV 側(cè)負(fù)荷電流 。 2 35kV 側(cè)電流互感器的選擇 35kV 級(jí)電流互感器選用 LZZBJ935型澆注絕緣型電流互感器，作為保護(hù)、測(cè)量、計(jì)算之用。其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡 量選擇得比回路正常工作電流大 1/3 以上，以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作，并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽? 選擇的電流互感器一次回路允許最高工作電壓 Umax 應(yīng)大于或等于該回路的最高運(yùn)行電壓，即 gUU ?max 式中 maxU — 電流互感器最高電壓，單位為 kV； gU — 回路工作電壓，即系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，單位 kV。 主母線熱穩(wěn)定校驗(yàn) 查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 524， 100? 8 切除時(shí)間為 時(shí)允許的短路電流有效值為 ， Ish=≤ ，滿足熱穩(wěn)定要求。 10kV 母線的選擇 10kV 母線長(zhǎng)期工作電流 NN USI 3/max ? = ）103（/8000 ? = 選用 TMY— 100?8 型平放矩形鋁母線，長(zhǎng)期允許電流為 1685A,母線平放乘以 ,則允許電流為 ，滿足要求。 經(jīng)濟(jì)截面 ： mmjIS jj ??? ， 經(jīng) 濟(jì) 輸 送 電 流 jj jSI ? ??? , 經(jīng) 濟(jì) 輸 送 容 量MVAIUS N j ????? ，都大于 35kV 主變的持續(xù)工作電流和容量。查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 947 環(huán)境溫度為 +40C0 時(shí)，長(zhǎng)期允許載流量 I=360A。 主母線熱穩(wěn)定校驗(yàn) 查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 524， TMY— 505 切除時(shí)間為 時(shí)允許的短路電流有效值為 ， Ish=≤ ，滿足熱穩(wěn)定要求。 35kV 母線的選擇 35kV 的長(zhǎng)期工作持續(xù)電流 NN USI 3/max ? = )353/(8000 ? = 35kV 主母線一般選用矩形的硬母線，選擇 TMY— 50 5， 平放矩形銅母線+40 C0 時(shí)長(zhǎng)期允許電流為 697A，母線平放時(shí)乘以 ，則允許電流為 662A，滿足 35kV 主母線持續(xù)電流 的要求。減少投資和節(jié)約有色金屬的情況下，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。 2按回路持續(xù)工作電流 gxu II ? gI — 導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流，單位為 A； xuI — 相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長(zhǎng)期允許的載流量，單位為 A。 表 Z KYN28A12具體參數(shù)比較表 計(jì)算數(shù)據(jù) ZN28— 10 gU 12kV NU 10kV maxI NI 1250A 3)(kI NbrI 20kA shi dfi 50kA kQ [（ kA）2S] tIt2 1600[（ kA）2S] 選擇的高壓開關(guān)柜型號(hào)表 表 高壓開關(guān)柜選擇一覽表 鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜 35kV進(jìn)線側(cè) KYN61— 10kV側(cè) KYN28A12 母線的選擇及校驗(yàn) 母線導(dǎo)體選擇的一般要求 1一般要求 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇或校驗(yàn)： （ 1）工作電流； （ 2）經(jīng)濟(jì)電流密度； （ 3）電暈； （ 4）動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度； （ 5）熱穩(wěn)定。 電氣設(shè)備 tIt2 =202 4=1600[（ kA） 2S]。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 選用的斷路器額定電流 1250A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。開關(guān)柜內(nèi)斷路器型號(hào)為 ZN6312/125020KA。滿足要求。因此 Qk= tI2? = =[（ kA）2S]。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 選用的斷路器額定電流 1250A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。開關(guān)柜內(nèi)斷路器型號(hào)為 。用金屬隔板將開關(guān)柜內(nèi)部分隔為斷路器室、主母線室、電纜室和繼電儀表室，所有金屬結(jié)構(gòu)件均可靠接地。 本設(shè)計(jì)中 35kV 側(cè)選擇鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜，開關(guān)柜由柜體與可抽出部分（ 手車）兩部分組成。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)設(shè)備 。 3絕緣水平 在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 （ 2）短路的熱穩(wěn)定條件 kt QtI ?2 (71) 式中 kQ — 在計(jì)算時(shí)間 ts 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ kA2 *S）； It — t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA）； t— 設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（ s）。 ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 2 短路穩(wěn)定條件 （ 1）校驗(yàn)的一般原則 ① 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 表 上級(jí)變電所最大運(yùn)行方式下 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 短路點(diǎn) 系統(tǒng)電抗 （標(biāo)么值） 短路電流 短路全電流 短流沖擊值 短路容量 │ Z│ Id (kA) Ich (kA) ich (kA) Sd (MVA) 1 35kV 變電站 35kV 母線（ b點(diǎn)） 2 35kV 變電站 10kV 母線（ a點(diǎn)） 表 上級(jí)變電所最小運(yùn)行方式下三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 短路點(diǎn) 系統(tǒng)電抗 （標(biāo)么值） 短路電流 短路全電流 短流沖擊值 短路容量 │ Z│ Id (kA) Ich (kA) ich (kA) Sd (MVA) 1 35kV 變電站 35kV 母線（ b點(diǎn)） 2 35kV 變電站 10kV 母線（ a點(diǎn)） 75 7 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 電氣設(shè)備選擇的一般原則 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 4 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； 5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 a b 圖 短路點(diǎn)選擇圖 短路電流的計(jì)算 短路電流的計(jì)算 圖中 a點(diǎn)短路， 已知上級(jí)變電所最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗為 ，最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)阻抗為 。取最嚴(yán)重的短路情況分別在 10kV 側(cè)的母線和 35kV 側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點(diǎn) a 和點(diǎn) b發(fā)生短路）。 5短路點(diǎn)位置的選擇 短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過(guò)的最大短路電流。 3計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 短路電流計(jì)算條件 1短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： （ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； （ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相 同； （ 3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三相繞組空間位置相差120 度電氣角度； （ 4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； （ 5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； （ 6）同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）； （ 7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； （ 8）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； （ 9）除計(jì)算短路電流 的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的都略去不計(jì)； （ 10）元件的計(jì)算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； （ 11）輸電線路的電容略去不計(jì)； （ 12）用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。所謂無(wú)限容量系統(tǒng)是指容量為無(wú)限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。 短路電流計(jì)算的目 的 1 電氣主接線比選； 2 選擇導(dǎo)體和電器； 3 確定中性點(diǎn)接地方式； 4 計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺； 5確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距； 6 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； 7 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對(duì)稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。三相短路時(shí)對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對(duì)稱的。所謂短路時(shí)指相與相之間通過(guò)電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。絕緣損