【正文】 參考文獻(xiàn)：中國電力出版社，2007.. ：中國電力出版社，2008.，. 北京：中國水利水電出版社，2004. 第一冊；電氣一次部分. 北京：中國電力出版社，1989.，. 北京：中國水利水電出版社，2004.. 北京：中國電力出版社，2007.. 北京：中國電力出版社，2007.，～110Kv小型化無人值班變電站標(biāo)準(zhǔn)工程圖集. 北京：中國水利水電出版社，2000. 北京：中國電力出版社，2008（下）. 北京：中國電力出版社，2002.，：北京理工大學(xué)出版社，2008.。在電力系統(tǒng)中，10KV線路一般不裝設(shè)避雷線，35KV線路一般只在進(jìn)線端12km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動重合閘后，可提高供電可靠性。（2） 提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。在線路上發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，線路被保護(hù)斷開后，由自動重合閘裝置再進(jìn)行一次合閘，恢復(fù)供電，從而大大提高供電的可靠性。該變電所的10KV母線為單母分段接線形式，變電所內(nèi)有兩臺主變壓器，正常運(yùn)行時(shí)為兩臺變壓器分裂運(yùn)行，其備用方式為互為備用的“暗備用”，因此考慮在母聯(lián)斷路器上裝設(shè)有備自投裝置以提高供電的可靠性。（3） 降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段。一般在下列情況裝設(shè)：（1） 發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。因此差動保護(hù)在母線保護(hù)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)的快速性和選擇性，專用的母線保護(hù)多采用差動原理構(gòu)成。⑸線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)，需裝設(shè)專用的母線保護(hù)切除線路電抗器前的短路故障。⑵110KV雙母線、110KV單母線、重要發(fā)電廠或110KV以上重要的變壓所的35—66KV母線，需要盡快切除母線上的故障的情況。⑴對220500KV母線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇得切除故障的母線保護(hù)。在DL400《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中，非專門的母線保護(hù)的裝置原則規(guī)定：對于發(fā)電廠和主要變電所的3～10KV分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)對母線的保護(hù)。變壓器的保護(hù)配置結(jié)果表：主變所用變主保護(hù)瓦斯、縱聯(lián)差動瓦斯、電流速斷保護(hù)相間后備保護(hù)復(fù)合電壓啟動過電流復(fù)合電壓過電流接地后備保護(hù)零序過電流、電壓零序過電流、電壓其他保護(hù)過負(fù)荷、過勵磁保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)74母線保護(hù)母線保護(hù)的方式通常分為兩種：一是利用供電元件的保護(hù)兼作母線故障的保護(hù)；二是采用專用的母線保護(hù)。待設(shè)計(jì)變電站主變壓器的保護(hù)配置如下：主保護(hù)：瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)相間后備保護(hù)：過電流保護(hù)和復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)接地短路保護(hù)：零序電流保護(hù)其他保護(hù)：過負(fù)荷保護(hù)所用變的保護(hù)配置與主變壓器基本相同。(6)過勵磁保護(hù)。(5)過負(fù)荷保護(hù)。用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。例如：過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)等。(3)相間短路后備保護(hù)。2)容量為10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器。電流速斷保護(hù)適用于以下場合：，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。(2) 縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 對于上述故障和不正常工作狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：(1) 氣體保護(hù)。輸電線路保護(hù)配置結(jié)果表：35KV進(jìn)線10KV出線相間短路保護(hù)三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)單相接地保護(hù)絕緣監(jiān)視信號裝置絕緣監(jiān)視信號裝置73變壓器的保護(hù) 變壓器的保護(hù)分為電量保護(hù)和非電量保護(hù)。故一般采用5次諧波判別法與基波零序電流判別法構(gòu)成的接地選線裝置。故中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，可采用無選擇性的絕緣監(jiān)視信號裝置，但不可采用零序電流保護(hù)及零序功率方向保護(hù)等小電流接地信號裝置。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，故障線路的零序電流方向與非故障線路的零序電流方向完全相同，而數(shù)值大小也無明顯差異。目前，有選擇性的接地保護(hù)廣泛采用微機(jī)選線裝置，其原理是利用基波零序電流的數(shù)值大小和方向做自動接地選線的依據(jù)。有條件的應(yīng)裝設(shè)具有選擇性、動作于信號的單相接地保護(hù)。對于出線較少的中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，可采用無選擇性的絕緣監(jiān)視信號裝置。保護(hù)宜帶時(shí)限動作與信號，必要時(shí)可動作于跳閘。對平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)方向差動保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)，以接于兩回線路電流之和的電流保護(hù)作后備保護(hù)。對雙側(cè)電源線路，一般裝設(shè)帶或不帶方向元件的階段式電流電壓保護(hù)。無論兩段式或三段式電流保護(hù)，均可稱作為階段式電流保護(hù)。第Ⅰ段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，第Ⅱ段為待時(shí)限的過電流保護(hù)。721相間短路保護(hù)的配置相間短路保護(hù)一般均采用兩相式電流保護(hù)。但當(dāng)單相接地對人身安全和設(shè)備安全構(gòu)成威脅時(shí)，則應(yīng)動作于跳閘。為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大成兩點(diǎn)接地或相間短路，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號，以便運(yùn)行人員采取措施予以消除。單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的接地電流很?。ㄒ蚨撾娋W(wǎng)又稱為小電流接地系統(tǒng)），三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負(fù)荷供電沒有影響，因此，在一般情況下允許再繼續(xù)運(yùn)行1~2h，而不必立即跳閘，這也是采用中性點(diǎn)非直接接地運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：保護(hù)裝置越簡單，調(diào)整試驗(yàn)也越簡單，而工作可靠性越高。⑷繼電保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡單在設(shè)計(jì)繼電保護(hù)時(shí)應(yīng)力求簡單，采用簡單的保護(hù)裝置來達(dá)到系統(tǒng)所提出要求。⑵技術(shù)設(shè)計(jì)在核準(zhǔn)初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是擬定保護(hù)和自動裝置的原理接線圖，選定所用繼電器和輔助裝置的型號，并提出設(shè)備訂貨清單。 初步設(shè)計(jì)根據(jù)電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，為保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行和生產(chǎn)單位用電可靠，從保護(hù)裝置的快速性、選擇性、靈敏性、可靠性出發(fā)，選定保護(hù)方式，確定整定值。③ 合理選擇繼電保護(hù)方式、正確進(jìn)行正定計(jì)算和擬定接線圖是非常重要的。這個(gè)任務(wù)靠運(yùn)行人員進(jìn)行手動操作控制是無法實(shí)現(xiàn)的，必須由繼電保護(hù)裝置自動地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備切除，而當(dāng)不正常運(yùn)行情況時(shí)，要自動地發(fā)出信號以便及時(shí)處理，這就是繼電保護(hù)的任務(wù)。第七章 繼電保護(hù)的配置71繼電保護(hù)的基本知識在變電所的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，應(yīng)當(dāng)考慮到電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行的可能性，如設(shè)備的相間短路、對地短路及過負(fù)荷等故障。敷設(shè)地網(wǎng)的面積：接地網(wǎng)的總體接地電阻：。接地網(wǎng)通常用的扁鋼或直徑為20的圓鋼水平敷設(shè)，埋入地下。土壤電阻率取200，則接地電阻：從安全的角度考慮，接地體電阻應(yīng)小于10，故采用多根垂直接地體并聯(lián)來降低接地電阻，則需要的角鋼根數(shù)為：避雷針的獨(dú)立接地體為9根角鋼并聯(lián)制成的垂直接地體。（1）在變電所進(jìn)出線端分別裝設(shè)一組避雷器；（2）在10母線上裝設(shè)一組避雷器；（3）在主變上分別裝設(shè)一組避雷器；（4）該變電所進(jìn)線為35雙回架空線路，提高線路耐雷水平，防止由雷擊線路引起的過電壓波入侵變電所。 進(jìn)線段保護(hù)的目的，一是要降低雷電流幅值，二是要降低雷電波陡度，因閥式避雷器的通流容量是有限的，且殘壓與電流大小相關(guān)，因此減少雷電流幅值很有必要，而被保護(hù)設(shè)備上電壓高出避雷器的部分與雷電波陡度成正比，或者說保護(hù)最大允許距離與雷電波陡度成反比，因此降低雷電波陡度是有好處的。（2）閥式避雷器和金屬氧化物避雷器主要用于發(fā)電廠和變電站中的過電壓保護(hù)。 根據(jù)上面的討論可知，一般采用閥式或金屬氧化物避雷器對變電站設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，避雷器一般安裝在母線上，應(yīng)晝靠近變壓器和其他設(shè)備，避雷器與所有被保護(hù)設(shè)備的電氣距離均不能超過其最大允許值，若不能滿足要求，則應(yīng)增設(shè)避雷器，本設(shè)計(jì)220KV側(cè)、110KV側(cè)采用閥式避雷器，10KV側(cè)采用氧化鋅避雷器。為了使避雷器可靠地保護(hù)設(shè)備，首先必須滿足以下條件：（1）避雷器的伏秒特性應(yīng)能與被保護(hù)設(shè)備配合，在任何過電壓波形下，避雷器伏秒特性都應(yīng)在被保護(hù)物絕緣伏秒特性之下。對避雷器的基本要求：對于大接地電流系統(tǒng)，只要有一相存在工頻續(xù)流，就相當(dāng)于單相短路對于小接地系統(tǒng)，若兩相或三相同時(shí)存在工頻續(xù)流，則相當(dāng)于相間短路，因此避雷器必須切斷工頻續(xù)流以消防工頻短路，才能保證系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，因此，對避雷器有以下基本要求：（1）在過電壓作用下，避雷器應(yīng)該先于被保護(hù)設(shè)備放電，這主要靠兩者之間 的伏秒特性配合來實(shí)現(xiàn)。65 變電所入侵波的保護(hù)避雷器變電站的雷電過電壓，主要是侵入雷電波過電壓，也就是線路上的直擊雷或感應(yīng)雷過電壓行波沿導(dǎo)線傳導(dǎo)至變電所，由于變配電所有大量的配電設(shè)備，侵入雷電波過電壓對這些設(shè)備的絕緣構(gòu)成了威脅，由雷電過電壓行波行至變電所后，傳輸通道的特性發(fā)生變化，最明顯的變化就是電氣設(shè)備的波阻抗與傳輸線路的波阻抗不一致，使波的行為復(fù)雜化，再由于避雷針動作前后對過電壓行波產(chǎn)生的不同作用，更使問題變得復(fù)雜化，因此對變配電所過電壓及其防護(hù)的精確計(jì)算工是一個(gè)極為復(fù)雜的問題，因此這里化作定性的討論。根據(jù)最小安全距離確定四根避雷針的具體位置如下圖61所示：計(jì)算能有效全部保護(hù)改變電站所需的避雷針高度：門型架構(gòu)高： 橋型線路高：4 主變高：3 建筑物高：6 設(shè)避雷針高度小于30，則高度影響系數(shù)取1 獨(dú)立避雷針的高度為12小于30，原假設(shè)成立。 顯而易見，逆閃絡(luò)仍將高電位加到保護(hù)設(shè)備上，因此仍然會造成電氣設(shè)備絕緣的損壞。（3） 應(yīng)避免逆閃絡(luò)或反擊。尤其是有些變電所裝用了晶體管保護(hù)裝置，往往在雷直擊時(shí)發(fā)生誤動作。（2） 在主控制室配電裝置的房頂上不宜裝設(shè)避雷針，主要原因是在這些建筑物上裝設(shè)避雷針后，防止反擊雷有很大困難。63變電所的直擊雷保護(hù)避雷針裝設(shè)的基本原則（1） 被保護(hù)設(shè)備包括露天配電裝置及變電所中一些重要的隔離設(shè)備和建筑物。為了使閥型避雷器不致負(fù)擔(dān)過重，應(yīng)在靠近變電所的一段線路上加強(qiáng)防雷措施，該線段就是所謂的“進(jìn)線段”。（2） 變電所防雷接線的基本方式過電壓波會對電氣設(shè)備造成重大危害，必須加以限制。（1） 雷電波的危害 雷電波的電壓很高，容易將變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的絕緣擊穿。中小型610變電所的建筑不高，一般均較廠房低，通常不需令裝設(shè)避雷針保護(hù)。這些設(shè)備一旦發(fā)生雷擊破壞，將造成大面積的停電，同時(shí)這些設(shè)備比較貴重，損壞后修復(fù)又不很容易，會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此變電所的防雷保護(hù)要求十分可靠。4）不超過單臺電容器的爆破容量和熔斷器的耐爆容量。2）投切一組補(bǔ)償設(shè)備所引起的變壓器中壓側(cè)的線電壓變化值不超過額定電壓的。（1）并聯(lián)電容器的補(bǔ)償容量，應(yīng)按負(fù)荷或主變壓器需補(bǔ)償?shù)臐M足功率因數(shù)要求的最大容性無功功率或滿足某點(diǎn)符合電壓變化范圍要求的容量，容量宜分別為主變壓器容量的以下。：。52并聯(lián)電容器容量的計(jì)算考慮在10 kV母線上利用并聯(lián)電容器改善功率因數(shù)式中— 負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量，kvar— 母線上的最大有功負(fù)荷，kW— 補(bǔ)償前的最大功率因數(shù)角— 補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)角— 由補(bǔ)償?shù)綍r(shí)，每千瓦有功負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功值，kvar/ kW查10 ，而不符合要求，在10 kV母線上的最大有功負(fù)荷。在高壓輸電線路上串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，利用其電容抵消部分線性電感，相當(dāng)于縮短線路的長度，曾強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸送能力。（4）超高壓并聯(lián)電抗器，并聯(lián)在330 kV及以上超高壓線路上，補(bǔ)償輸電線路的充電功率，以降低系統(tǒng)的工頻過壓水平，并兼有減少潛供電流，便于系統(tǒng)并網(wǎng)，提高供電可靠性等功能。它一般連接在大型發(fā)電廠或變電所的35 kV及以下的電壓母線上，在發(fā)電廠中它常接在聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓側(cè)。（3）并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置。以上靜補(bǔ)裝置都是直接連接或者通過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變（配）電所、換流站的母線上。調(diào)相機(jī)是以往用得較多的補(bǔ)償裝置向電網(wǎng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的