【正文】 (2)過負荷保護的整定計算：,IN為保護安裝側變壓器的額定電流。圖62 瓦斯保護原理示意圖(1)復合電壓啟動過流保護,下面對它進行整定與靈敏性校驗:過電流元件動作值按躲開廠變額定電流整定,即: 對于、：其中Krel是可靠系數(shù),~,是返回系數(shù),最小運行方式下,線路開環(huán)運行兩相短路時,保護的靈敏性校驗:，滿足要求。重瓦斯按油流速度進行整定，整定范圍為：～,一般整定在1m/s 。瓦斯保護有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設于油箱與油枕之間的連接導管上。 瓦磁保護的整定當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器KG的上觸點閉合，作用于預告信號；當發(fā)生嚴重故障時，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點閉合，經(jīng)中間繼電器KC作用于信號繼電器KS，發(fā)出警報信號，同時斷路器跳閘。其中是變壓器差動保護范圍內(nèi)短路時總的最小短路電流有名值(歸算到基本側)。(2)避越外部短路時的最大不平衡電流：其中Ktx為電流互感器同型系數(shù)，型號不同時取1，這里為避免以后更換設備的方便故取1；為非周期分量引起的誤差，取1；；； 為變壓器外部最大運行方式下的三相短路電流，由前面的計算結果知=995。變壓器嚴重漏油使油面降低時，繼電器動作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動作”信號。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器各側斷路器。瓦斯保護裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。以往使用的浮筒式瓦斯繼電器，由于浮筒的密封性不良而經(jīng)常漏油，抗震性能差，常常造成瓦斯繼電器誤動作。瓦斯保護的工作原理：瓦斯繼電器又稱氣體繼電器。盡管縱聯(lián)差動保護有很多其它保護不具備的優(yōu)點，但當大型變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時，縱聯(lián)差動保護不能動作，這時我們還需對變壓器裝設另外一個主保護——瓦斯保護。所以我們用縱聯(lián)差動保護作為兩臺變壓器的主保護，其接線原理圖如圖61所示。 變壓器的保護配置本次設計所采用的變壓器型號均分別為：SDL31500/1SFSL31500/1SFL20000/1SFL20000/110。此外，對于中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路時有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常運行工況下會使變壓器過勵磁，引起鐵芯和其它金屬構件的過熱。 變壓器的不正常工作狀態(tài)變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：①變壓器外部短路引起的過電流；②負荷長時間超過額定容量引起的過負荷；③風扇故障或油箱漏油等原因引起冷卻能力的下降；④外加電壓過高或頻率降低引起過勵磁等。因此，考慮到變壓器在電力系統(tǒng)中的重要地位及故障和不正常工作狀態(tài)可能造成的嚴重后果，必須根據(jù)電力變壓器容量和重要程度裝設相應的繼電保護裝置。它的故障對電力系統(tǒng)的安全連續(xù)運行會帶來嚴重的影響。另外，變壓器時刻受到外接負荷的影響，特別是受電力系統(tǒng)短路故障的威脅較大。電力變壓器有區(qū)別于發(fā)電機，它無旋轉部件，是一種靜止的電氣設備，結構比較簡單，運行可靠性較高，發(fā)生故障的機會相對較少。 圖52 負序網(wǎng)絡零序網(wǎng)絡化簡過程如下： 零序網(wǎng)絡輸入電抗： 零序網(wǎng)絡如圖53所示。正序網(wǎng)絡化簡過程如下： 將支路122和23并聯(lián)得等值電勢和輸入電抗： 正序網(wǎng)絡如圖51所示。當點發(fā)生短路時，空載不包括在各序網(wǎng)絡中。 整定阻抗 所以， ,滿足要求。線路的最大靈敏角根據(jù)經(jīng)驗也一般取60o～80o,取=80o。對于110kV及以上電壓級的輸電線路，我們根據(jù)經(jīng)驗可以直接考慮用距離保護，所以這里的110kV側我直接進行距離保護的整定計算和靈敏度校驗。(4)對整定結果分析比較，以選出最佳方案；最后應歸納出存在的問題，并提出運行要求。(2)進行短路故障計算，錄取結果。總之,電力系統(tǒng)一時一刻也不能離開繼電保護,沒有繼電保護的電力系統(tǒng)是不能運行的。 各種運行方式下各線路電流計算由圖418可知，系統(tǒng)S對短路點的轉移電抗為：=所以系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：由圖421可知，系統(tǒng)S對短路點的轉移電抗為：=系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：輸電線路長為100kM，因此 （）短路電流為：同理，根據(jù)已知條件得： 輸電線路短路電流為： 輸電線路短路電流為： 輸電線路短路電流為：(1)各輸電線路在最小運行方式下的兩相和三相短路電流系統(tǒng)電抗 =發(fā)電機電抗 =各輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：同理可得，輸電線路三相短路電流為： 輸電線路三相短路電流為： 輸電線路三相短路電流為：各輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：(2)各輸電線路在最大運行方式下的三相短路電流輸電線路三相短路電流為： 同理可得，輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：5電網(wǎng)輸電線路的整定 繼電保護整定計算的目的繼電保護裝置與安全自動裝置(一下簡稱繼電保護)屬于而次系統(tǒng),但是,它是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分。變壓器側（處短路時）的最大運行方式為：當一臺發(fā)電機停運，另一臺單獨工作時。發(fā)電機變壓器側（處短路時）的最大運行方式為：兩臺變壓器同時運行時。表46 各短路點短路時的電流總結表運行方式 處短路時的短路電流/kA處短路時的短路電流/kA處短路時的短路電流/kA兩臺發(fā)電機同時運行一臺變壓器停運，另一臺變壓器單獨工作線路處開環(huán)運行線路處開環(huán)運行線路處開環(huán)運行綜上所述：系統(tǒng)S側（處短路時）的最大運行方式為：線路處開環(huán)運行。（同上）查表得短路電流的標幺值和有名值如表45。圖422 等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為： 發(fā)電機對短路點的計算電抗為：②由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標幺值。圖420 等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：發(fā)電機對短路點的計算電抗為： 當發(fā)生短路時，S點對的轉移電抗為： =發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡如圖421所示。表44 短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA(5)線路處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如圖419所示。③計算短路電流有名值。圖417 點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為： 發(fā)電機對短路點的計算電抗為：當發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡如圖418所示。（同上）查表得短路電流的標幺值和有名值如表43表43 短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA處短路4s標么值標么值有名值/kA有名值/kA(4)線路處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如圖416所示。圖415 點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為： 發(fā)電機對短路點的計算電抗為：當發(fā)生短路時，S點對的轉移電抗為：點對的轉移電抗為：系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：發(fā)電機對短路點的計算電抗為：②由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標幺值。圖413 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡①轉移電抗和計算電抗計算 當發(fā)生短路時，G點對的轉移電抗為： = 所以，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖414所示。（同上）查表得短路電流的標幺值和有名值如表42。圖412 化簡的等值網(wǎng)絡所以系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：所以發(fā)電機對短路點的計算電抗為：②由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標幺值。圖410 點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：發(fā)電機對短路點的計算電抗為：當發(fā)生短路時 =所以，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖411所示。圖48 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡圖進行網(wǎng)絡化簡： =系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡如圖49所示。各點發(fā)生短路時，各電源的基準電流分別為： 系統(tǒng)S 發(fā)電機 查表得短路電流的標幺值和有名值如表41。圖47 化簡的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：發(fā)電機對短路點的計算電抗為：②由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標幺值。圖45 點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S對短路點的計算電抗為：發(fā)電機對短路點的計算電抗為：當發(fā)生短路時 所以，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖46所示。圖43 系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡①轉移電抗和計算電抗計算 當發(fā)生短路時 = 所以，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖44所示。(1)兩臺發(fā)電機同時運行，變壓器同時投入運行。圖42 110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖110kV電力系統(tǒng)正常運行時，發(fā)電機存在三種運行情況，即：兩臺發(fā)電機同時運行、一臺發(fā)電機退出運行另一臺單獨運行和兩臺同時運行；變壓器有兩種運行方式，即：一臺變壓器退出另一臺變壓器單獨運行和兩臺變壓器同時運行。三相短路容量得計算公式為 (412) 某110kV電網(wǎng)系統(tǒng)原理圖及參數(shù)計算圖41 某110kv電網(wǎng)系統(tǒng)原理圖本次設計中取=100MVA, ,系統(tǒng)用一個無限大功率電流代表，它到母線的電抗標幺值為 。 電網(wǎng)各元件電抗標幺值的計算取SB＝100MVA，UB＝UN(1)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機的電抗標幺值為 (47)(2)電力變壓器的電抗標幺值為 (48)(3)電力線路的電抗標幺值為 (49)路電流中各主要元件的電抗標幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡，計算其總電抗標幺值XΣ*，由于各元件電抗均采用相對值，與短路計算點的電壓無關，因此無需進行電壓換算，這也是標幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處。我們一般先選定基準容量SB和基準電壓UB。相對值就是實際有名值與選定的基準值間的比值，即標幺值＝從上看出，標幺值是沒有單位的。因此，本設計采用的是標幺值法來計算短路電流。在電力系統(tǒng)計算短路電流時，如計算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有名單位制；但計算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個電壓等級，存在著電抗換算問題，為使計算簡化常采用標幺值。除三相短路外的其他短路都是不對稱性短路，每相電流和電壓數(shù)值不相等，相角也不同。(4)單相短路接地。(2)兩相短路。因此，在電力系統(tǒng)的設計和運行中，都要對供電網(wǎng)絡進行短路電流計算，以便正確地選用和調(diào)整繼電保護裝置，正確地選擇電氣設備，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。電力系統(tǒng)不可避免會發(fā)生短路事故。短路結果將使系統(tǒng)電壓降低，短路回路電流增大，可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和損壞電氣設備。但是，零序電流保護也存在一些缺點，主要表現(xiàn)在于短線路或運行方式變化很大的電網(wǎng)，零序電流保護往往難于滿足系統(tǒng)運行所提出的要求，如保護范圍不夠穩(wěn)定或由于運行方式的改變需要新整定零序電流保護。所以，采用專門的零序電流保護就有其更重要的意義。(6)采用了零序電流保護后，相間短路的電流保護就可以采用兩相星形接線方式，并可和零序電流保護合用一組電流互感器，又能滿足技術要求，而且接線也簡單。(5)在電網(wǎng)變壓器中性點接地的數(shù)目和位置不變的條件下，當系統(tǒng)運行方式變化時，零序電流變化較小，因此，零序電流速斷保護的保護范圍長而穩(wěn)定。(3)在保護安裝處正向出口短路時，零序功率方向元件沒有電壓死區(qū)，而相間短路保護功率方向元件有電壓死區(qū)。而當發(fā)生單相接地短路時，故障相電流與零序電流相等，因此，零序過電流保護的靈敏度高。 零序電流保護的評價及使用范圍在大接地電流系統(tǒng)中，采用零序電流保護和零序方向電流保護與采用三相完全星形接線的電流保護和方向電流保護來防御接地短路相比較，前者具有較突出的優(yōu)點。零序電流保護接于電流互感器的零序濾過器，接線簡單可靠，零序電流保護通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運行需要而增減段數(shù)。當零序電流保護的保護效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時，則應裝設接地距離保護。因為它不反映三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。