【正文】 變壓器的故障類型 變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。特別是大容量變壓器的損壞，對系統(tǒng)的影響更為嚴(yán)重。因此，電力變壓器在運(yùn)行中，仍然有可能發(fā)生各種類型的故障或出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)。電力變壓器有別于發(fā)電機(jī)，它無旋轉(zhuǎn)部件，是一種靜止的電氣設(shè)備 ，而且絕大部分安裝在室外，受自然環(huán)境影響較大。 ① 流入接地點(diǎn)短路電流為 3( 1 ) 3 1 0 1 03 1 8 6 12 4 .3 6 7 .4KOIA?????? 3( 1 . 1 ) 3 1 0 1 03 1 5 6 5 . 74 . 3 6 7 . 4 2KO ?????? ② 流過保護(hù) 2 的零序電流為 (1 ) 1 8 6 1 83 1 3 9 .18 8 4 1 5KOIA????? (1 .1 ) 1 5 6 5 .7 83 1 1 78 8 4 1 5KO ????? (2)Ⅱ段 母線短路時(shí) ?????? ?? 102921 XX ?????? 15920X ① 流入接地點(diǎn)短路電流 3( 1 )0 3 1 0 1 03 1 0 8 32 7 .4 1 2 .9KIA?????? 3( 1 .1 )0 3 1 0 1 03 9 0 3 . 67 . 4 1 2 . 9 2K ?????? ② 流過保護(hù) 1 短路電流 (1 )0 1 0 8 3 1 53 1 5 1 .8107KIA??? (1 .1 )0 9 0 3 .6 1 53 1 2 6 .6107K ??? ③ 保護(hù) 1 的Ⅰ段動(dòng)作值 1 1 ? ? ? ④ 保護(hù) 2 的Ⅰ段如不加方向元件，動(dòng)作值與保護(hù) 1 相同。 試決定線路 MN 兩側(cè) 差動(dòng) 保護(hù)Ⅰ段的整定值及保護(hù)范圍。這樣就把故障母線Ⅰ從電力系統(tǒng)中切除。 KD3 動(dòng)作后使斷路器 QF5 跳閘。 當(dāng)母線Ⅰ上短路時(shí)，繼電器 KD1 和 KD3 中流入全部故障電流 。第三組由 TATA TA TA4 和差動(dòng)繼電器 KD3 組成一個(gè)完全的電流差動(dòng)保護(hù)。第一組由 TA TA TA5 和差動(dòng)繼電器 KD1 組成，用以選擇Ⅰ母線上的故障。 一般情況下，雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，每組母線上連接的供電元件和受電元件的連接方式較為固定，應(yīng)此有可能裝設(shè)元件固定的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)。 因?yàn)檫@種保護(hù)的設(shè)置可以在相臨下一級線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，本級線路的定時(shí)限過流保護(hù)可以動(dòng)作，起到 遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用；如本級線路的主保護(hù)（瞬時(shí)電流速斷或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）拒動(dòng)時(shí)，則本級線路的定時(shí)限過電流保護(hù)可以動(dòng)作，以起到近后備的作用 。就是以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護(hù)；以略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長，用作主保護(hù)；以定時(shí)限過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護(hù)。 通常在被保護(hù)線路較短時(shí)，第一段電流保護(hù)均采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)；第二段采用定時(shí)限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。也就是說，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長并延伸到變壓器高壓側(cè)。因在變壓器高壓側(cè)故障時(shí)，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。 對于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況確定。 保護(hù)裝置的返回電流 /reI 大于 .maxssI ，引入可靠系數(shù) relK ，則 / . m a x . m a xre re l ss re l ss LI K I K K I?? 三段式 線路 過電流保護(hù)裝置 由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能 保護(hù)線路的全長，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時(shí)限過電流保護(hù)既可作為本級線路的后備保護(hù)（當(dāng) 動(dòng)作時(shí)限短時(shí)，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù) ），還可以作為相臨下一級線路的后備保護(hù)，但切除故障的時(shí)限較長。當(dāng) K2 點(diǎn)故障切除后， 5 由于電流已經(jīng)減小而立即返回原位。 (4)靈敏性：是指繼電保護(hù)對設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動(dòng)作的能力。繼電保護(hù)快速動(dòng)作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動(dòng)重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性。選擇性除了決定于繼電保護(hù)裝置本身的性能外，還要求滿足從電源算起，愈靠近故障點(diǎn)，其繼電保護(hù)裝置的故障啟動(dòng)值愈小，動(dòng)作時(shí)間愈短；而對振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電網(wǎng) 失去同步穩(wěn)定性時(shí)，其所動(dòng)作的斷路器斷開點(diǎn)，在解列后兩側(cè)電網(wǎng)可以各自安全地同步運(yùn)行，從而終止振蕩等。 (2)選擇性：是指在對電網(wǎng)影響可能最小的地方，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或電網(wǎng)事故的發(fā)展。 (l)可靠性：是對繼電保護(hù)最基本的性能要求，它又可分為可信賴性和安全性 2 個(gè)方 面。 (2)當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，根據(jù)不正常運(yùn)行情況的種類和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件，繼電保護(hù)裝置則發(fā)出信號，以便使值班人員即時(shí)處理或由裝置經(jīng)行自動(dòng)調(diào)整。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路之間發(fā)生短路故障時(shí)，在瞬間就會影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其他部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路必須很短，通常切除故障的時(shí)間是十分之幾秒到百分之幾秒，只有借助于裝設(shè)在每個(gè)電氣設(shè)備或線路上的自動(dòng)裝置，即繼電保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)。 等效電路圖（標(biāo)幺值法）如下圖 21 所示： 圖 21 等效電路圖（標(biāo)幺值法） 要把具體的斷路點(diǎn)說清楚 110KV進(jìn)線到 10KV母線 總電抗標(biāo)幺值 12( 1 ) 0 .2 0 .5 0 .7kX X X? ? ?? ? ? ? ? ?? 三相短路 電流周期分量有效值 ( 3 ) 11 ( 1 ) 0 . 5 2 4 8 0 . 7 50 . 7JK kII X? ? ?? ? ?? KA 其他三 項(xiàng) 短路電流 （穩(wěn)態(tài)電流 (3)I? ，沖擊電流 (3)shi ，第一個(gè)周期短路全電流 (3)shI ） / / ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )1 I I? ?? ? ?KA ( 3 ) .075 K A K A? ? ? ( 3 ) 1. 51 .0 75 1. 13 25shI KA KA? ? ? 三相短路電流容量 ( 3 )1 ( 1 ) 100 1 4 2 .80 .7jK kS MVAS MVAX? ? ?? ? ?? 10KVⅠ段母線 總電抗標(biāo)幺值 1 1 2 3 4 x x12( 2 ) ( / / / / / / / / / / / / )kX X X X X X X X X X? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? =+ = 三相短路電流周期分量有效值 2( 3 )2 ( 2 ) kI KAI K AX? ? ?? ? ?? 其他三相短路電流 / / ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )2 I I K A? ?? ? ? ( 3 ) 4 24shi K A? ? ? ( 3 ) 9 24I K A? ? ? ? Ⅱ段母線 等效電路圖（標(biāo)幺值法）如下圖 22 所示： 圖 22 Ⅱ段母線等效電路圖（標(biāo)幺值法） 110KV進(jìn)線到 10KV母線總電抗標(biāo)幺值 12( 1 ) 0 .2 0 .5 0 .7kX X X? ? ?? ? ? ? ? ?? 三相短路電流周期分量有效值 ( 3 )11( 1 )0 . 5 2 4 8 0 . 7 50 . 7JKkII X?? ?? ? ?? 其他三項(xiàng)短路電流 / / ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )1 I I? ?? ? ? ( 3 ) .075 K A K A? ? ? ( 3 ) 1. 51 .0 75 1. 13 25shI KA KA? ? ? 三相短路電流容量 ( 3 )1 ( 1 ) 100 1 4 2 .80 .7jK kS MVAS MVAX? ? ?? ? ?? 三相短路電流容量 ( 3 )1 ( 1 ) 100 1 4 2 .80 .7jK kS MVAS MVAX? ? ?? ? ?? 總電抗標(biāo)幺值 5 6 7 8 x x12( 2 ) ( / / / / / / / / / / )kX X X X X X X X X? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? =+ = 三相短路電流周期分量有效值 2( 3 )2 ( 2 ) kI KAI K AX? ? ?? ? ?? 其他三相短路電流 / / ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )2 I I K A? ?? ? ? ( 3 ) 1 .8 4 2 .4 4 .4shi KA? ? ? ( 3 ) 1 .0 9 2 .4 2 .6I KA? ? ? ? 、最小運(yùn)行方式下線路電流計(jì)算 Ⅰ段母線 最大運(yùn)行方式：變壓器和 10KV母線上的 7 條線路負(fù)荷全部投入運(yùn)行，系統(tǒng)阻抗值最小， .minssZZ? ?；鶞?zhǔn)容量可采用電源容量或一固定容量，為了計(jì)算一致，通常采用 jS =100MVA 為基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓一般采用短路點(diǎn)所在級的網(wǎng)路平均額定電壓，即 jU = pU 。 短路電流計(jì)算 ,根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況 ,可以采用標(biāo)幺值或有名值計(jì)算 ,那種方法方便就采用那種方法 .在高壓系統(tǒng)中通常采用標(biāo)幺值計(jì)算 . 所謂標(biāo)幺值 ,是實(shí)際值與基準(zhǔn)值之比 . 標(biāo)幺值沒有單位 .設(shè)所選頂 \定的基準(zhǔn)值電壓 ,基準(zhǔn)電流 ,基準(zhǔn)容量及基準(zhǔn)電抗分別為 jU , jI , jS , jX ,則這一元件的各已知量的標(biāo)幺值分別為 j jUU U? ? , J jSS S? ? ,3 jJ JjUIIIIS? ?? 233/3j j jj j j jjjI X I X SXXXX U UUI? ? ? ? ? 式中： S、 U、 I、 X以有名單位表示的容量 (MVA)、電壓 (KV)、電流 (KA) 、電抗 ??? ； jS 、 jU 、 jI 、 jX 以基準(zhǔn)量表示的容量 (MVA)、電壓 (KV)、電流 (KA)、電抗??? 。 （ 3）超瞬變短路電流有效值：用來作繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的短流量。 （ 1）用來校驗(yàn)電氣設(shè) 備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 （ 4）單相短路（接地）。 （ 2）兩相短路 。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都要對供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選用和調(diào)整繼電保護(hù)裝置，正確地選擇電氣設(shè)備，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。這會對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果 電力系統(tǒng)不可 避免會發(fā)生短路事故。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的 10～ 15 倍。 主接線如下圖 14 所示： 圖 14 主接線圖 第 二 章 短路電流計(jì)算 及分類 短路電流電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過的電流。 缺點(diǎn)： 造價(jià)高 ，因?yàn)樵黾右唤M母線和隔離開關(guān)增加了配電裝置構(gòu)架及其占地面積 。 缺點(diǎn) ： 母線故障或檢修時(shí)要造成部分回路停電。 (3)主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下 ,做到經(jīng)濟(jì)合理 ,盡量減少占地面積 ,節(jié)省投資。 設(shè)計(jì) 的確定 電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求 : (1)運(yùn)行的可靠性 :主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性 ,特別是保證對重要負(fù)荷的供電。 2(1)C C CS P Q??= 無功率補(bǔ)償后，功率因數(shù)為： 1 1(1)c o s = (1)CCP S?（ 1）=≈ ≥ 因此，符合本設(shè)計(jì)的要求 。 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償 ,取 cos? =. 所以低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)娜萘繛椋? ? ?( 2) ta n( a r c c os 0. 76 ) ta n( a r c c os 0. 95 )BCQP? ? ?kvar = [] =4149 kvar 無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： 1 (2)CS = ））（）（（）（ 222 222 BC Pc ?? =686kVA 變壓器的功率損耗為： PT? = 1 (2)CS = = QT? = 1 (2)CS = = 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：