【正文】 正是由于他的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。在此對(duì)他表示最真摯的感謝。同時(shí)我也深刻的認(rèn)識(shí)到，在對(duì)待一個(gè)新事物時(shí)，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有效。最后在指導(dǎo)老師的幫助下，完成了這個(gè)任務(wù)。根據(jù)整定計(jì)算對(duì)元器件進(jìn)行選取。根據(jù)具體情況進(jìn)行保護(hù)類型的選取和整定，完成各保護(hù)之間的相互配合，達(dá)到可靠的保護(hù)效果。第二部分是全文的重點(diǎn)，用了較大篇幅書寫。通過本次設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了繼電保護(hù)的常用方法，各種保護(hù)之間的取舍和配合。結(jié)論10KV終端變電所作為直接為用戶供電的變電所，在生產(chǎn)生活中扮演著非常重要的角色，應(yīng)用范圍也很廣。儲(chǔ)能電容器C1用于對(duì)高壓線路的繼電保護(hù)和跳閘回路供電，而儲(chǔ)能電容器C2用于對(duì)其他元件的繼電保護(hù)和跳閘回路供電。逆止元件VD3和限流電阻R接在兩組直流母線之間，只要是為了讓直流合閘母線只向控制小母線WC供電，防止斷路器合閘時(shí)硅整流器U2向合閘母線供電。逆止元件VD1和VD2的主要功能是當(dāng)直流電源電壓因交流供電系統(tǒng)電壓降低而降低時(shí)，儲(chǔ)能電容所儲(chǔ)能量?jī)H僅用于補(bǔ)償自身所在的保護(hù)回路，而不向其他元件放電。其中硅整流器U1主要用于斷路器合閘電源，并向控制、信號(hào)和保護(hù)回路供電。圖81 硅整流能電容儲(chǔ)直流系統(tǒng)接線圖2．操作電源選取圖81為硅整流電容儲(chǔ)能直流電源系統(tǒng)的原理接線圖。在此考慮到繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)選擇非獨(dú)立式直流操作電源。直流電源的造價(jià)較高占地較大，需要在變電所中設(shè)置專門的電源室，但是它很可靠。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，交流操作電源接線方便簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但寄生性較強(qiáng)，在一次系統(tǒng)發(fā)生故障停電時(shí)，二次系統(tǒng)就失去了電能來源，從而失去保護(hù)的能力。直流操作電源又可分為獨(dú)立和非獨(dú)立操作兩種電源。 操作電源的選取1．操作電源的分類變電站二次系統(tǒng)的操作電源按其性質(zhì)，可以分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。再次，操作電源的電壓波紋系數(shù)小于5%。對(duì)變電所的操作電源應(yīng)滿足一下基本要求：首先，二次回路的操作電源應(yīng)保證可靠的供電，最好為獨(dú)立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障時(shí)影響操作電源的正常供電。第8章 10KV變電所二次回路的操作電源 對(duì)操作電源的基本要求 操作電源是為二次系統(tǒng)回路的控制、信號(hào)、測(cè)量回路及繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和短路器的操作機(jī)構(gòu)等提供可靠的工作電源。KTKT3為時(shí)間繼電器。 由BC4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號(hào)電路 由BC4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號(hào)回路電路圖如圖73所示。重復(fù)動(dòng)作也不同。但原理稍有不同。此外按下SB3也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位；KVS1是熔斷器監(jiān)察繼電器，當(dāng)其熔斷或是接觸不良時(shí)，其線圈失電而點(diǎn)亮相應(yīng)光字牌，啟動(dòng)預(yù)告回路。圖72 ZC23型沖擊繼電器構(gòu)成的事故信號(hào)電路當(dāng)斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，若事故單元的控制開關(guān)與斷路器的位置不一致，信號(hào)母線+700和M780給出脈沖信號(hào)，沖擊繼電器動(dòng)作，啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)出音響信號(hào)。2. ZC23型沖擊繼電器構(gòu)成的事故信號(hào)電路圖和工作原理利用ZC23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號(hào)電路圖如圖72所示。ZC23型沖擊繼電器的基本原理是：利用串接在直流信號(hào)回路的微分變流器U，將回路中躍變后持續(xù)的矩形電流脈沖變成暫態(tài)的尖峰電流脈沖，去啟動(dòng)干簧繼電器KRD，干簧繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)出口中間繼電器KC。 利用ZC23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號(hào)回路設(shè)計(jì) 1. ZC23型沖擊繼電器的工作原理及內(nèi)部電路ZC23型沖擊繼電器內(nèi)部電路如圖所71示。 中央事故信號(hào)回路 中央事故信號(hào)回路的構(gòu)成 中央事故信號(hào)是中央信號(hào)組成的兩大部分之一，其主要是指已釀成事故以后發(fā)出的信號(hào)，讓值班人員和維修人員盡快地限制事故的發(fā)展，將已經(jīng)發(fā)生事故的設(shè)備隔離，保證其他正常運(yùn)行的設(shè)備不受到損害而繼續(xù)工作。3. 顯示信號(hào)應(yīng)能保證斷路器的位置指示正確。1．?dāng)嗦菲魇鹿侍l時(shí)，蜂鳴器能發(fā)出音響信號(hào)，其相應(yīng)的位置指示燈光閃光，點(diǎn)亮“掉牌未復(fù)歸”光字牌。其中，事故信號(hào)主要是在斷路器因事故跳閘過后，繼電保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)蜂鳴器作為音響信號(hào)，同時(shí)斷路器位置指示燈發(fā)出燈光，指示事故的范圍及性質(zhì)以引起值班人員的注意；故障信號(hào)主要是在設(shè)備不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)啟動(dòng)警鈴作為音響信號(hào)，同時(shí)光字牌點(diǎn)亮；位置信號(hào)包括了斷路器和隔離開關(guān)位置信號(hào)，前者用燈光表示其閘刀位置，后者有專門的指示器表示其位置狀態(tài)；在這里，作為10KV級(jí)別的配電所，一般不做指揮和聯(lián)絡(luò)信號(hào)。選擇DL31/20型繼電器。2）靈敏度校驗(yàn) 按照躲過最小運(yùn)行方式下，保護(hù)處兩相短路穩(wěn)態(tài)電流整定。圖63 電流速斷保護(hù)原理圖2. 整定計(jì)算1) 動(dòng)作電流的整定，按躲過系統(tǒng)最小運(yùn)動(dòng)方式下，母線兩相短路時(shí)，流過保護(hù)安裝時(shí)的超瞬態(tài)電流。同樣采用了兩相兩繼電器接線方式。選擇GL12/5型繼電器。3) 靈敏度校驗(yàn)過電流保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)：按最小運(yùn)行方式下，流過保護(hù)安裝處的短路電流校驗(yàn)，其校驗(yàn)公式為 (62) 為最小運(yùn)行方式下母線兩相短路時(shí)，流過保護(hù)安裝處的穩(wěn)態(tài)電流。圖62 過電流保護(hù)原理圖2. 整定計(jì)算1) 動(dòng)作電流整定過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定：應(yīng)躲過任一母線的最大負(fù)荷電流，其整定公為 (61)式中 為一段母線最大負(fù)荷（包括電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的）電流； (GL)； 取300/5；則有 ，取3A。如圖61所示。因此測(cè)量回路有著重大意義。圖510 事故回路及光字牌顯示第6章 10KV變電所母線聯(lián)絡(luò)斷路器繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 測(cè)量回路設(shè)計(jì)測(cè)量回路是線路運(yùn)行過程中不可或缺的部分，它能直觀顯示出當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，便于值班人員準(zhǔn)確地進(jìn)行判斷。其信號(hào)電路如圖59所示。其電路圖如58所示。圖57 電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu) 斷路器合閘、分閘信號(hào) 斷路器的合閘、分閘信號(hào)反應(yīng)的是變電所系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)伴隨著斷路器的動(dòng)作。所以就要設(shè)計(jì)可靠的電機(jī)儲(chǔ)能電路，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。為了防止氣體保護(hù)在變壓器漏油或KG實(shí)驗(yàn)時(shí)誤動(dòng)作，出口回路連接片XB用于將KG下觸點(diǎn)切換到信號(hào)燈，使重瓦斯保護(hù)退出工作。 (a) (b)圖 56 (a) 瓦斯保護(hù)原理接線圖。2. 瓦斯保護(hù)繼電器的工作原理如圖55所示，氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕間的連接管道上，為使氣體能夠順利進(jìn)入氣體繼電器和油枕，變壓器頂蓋與水平面之間夾角應(yīng)有1%到5%的坡度，連接道應(yīng)有2%的坡度。當(dāng)變壓器嚴(yán)重漏油或匝間短路時(shí)，其他保護(hù)不能反應(yīng)，而氣體保護(hù)能工作。利用這種氣體實(shí)現(xiàn)保護(hù)的原理稱為瓦斯保護(hù)或是氣體保護(hù)。這里選擇GL11/5型繼電器。 (b) 過負(fù)荷保護(hù)展開圖2. 過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按照躲過變壓器的額定電流來整定公式 (57)式中 為變壓器高壓側(cè)的額定電流；為電流互感器變比(取200/5)。其原理圖如54。 過負(fù)荷保護(hù)1. 過負(fù)荷保護(hù)的工作原理在大多數(shù)情況下，變壓器的過負(fù)荷是三相對(duì)稱的，在小型變電所中，為了節(jié)約成本，在此選擇只用一個(gè)電流繼電器的單相一繼電器接線方式，在有人值班的變電所，變壓器的過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)延時(shí)作用于信號(hào)。3) 保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定動(dòng)作時(shí)限應(yīng)該比引出線零序電流后備段的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)階梯時(shí)限。2) 保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)母線或母干線單相接地穩(wěn)態(tài)短路電流校驗(yàn) (56)式中 為最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)母線或母干線末端單相接地穩(wěn)態(tài)短路電流，則有滿足要求。圖53 中性點(diǎn)直接接地變壓器零序電流保護(hù)原理圖2. 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算1) 動(dòng)作電流的整定保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過正常運(yùn)行時(shí)，變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，其值按照GB 《電力變壓器》規(guī)定，不超過額定電流的35%。裝于變壓器的低壓側(cè)。在變壓器發(fā)生接地故障時(shí)，其中性點(diǎn)將出現(xiàn)零序電流，母線出現(xiàn)零序電壓，變壓器的接地后備保護(hù)就是反應(yīng)這些電氣量而構(gòu)成的。1. 零序保護(hù)原理接地故障是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最常見的故障形式。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。 低壓側(cè)單相短路保護(hù)變壓器低壓側(cè)的單相接地保護(hù)原理和定時(shí)限過電流保護(hù)線路的保護(hù)類似，因此在設(shè)計(jì)時(shí)高壓側(cè)過電流保護(hù)采用三相三繼電器的接線方式兼做低壓側(cè)的單相短路保護(hù)如圖51所示，這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)在于它既能實(shí)現(xiàn)相間短路保護(hù)，還能實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，通過實(shí)踐可知，對(duì)于Dyn11的配電變壓器，它的保護(hù)靈敏度完全滿足要求，這樣的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)適用，是小配電所的首選方案。有 ；滿足要求。因此其整定公式為 (53)式中 —可靠系數(shù)，(GL)； —保護(hù)裝置的接線系數(shù)，兩相兩繼電器接線時(shí)取1； —最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，流過高壓側(cè)（保護(hù)安裝處）的超瞬態(tài)電流；—保護(hù)裝置連接的電流互感器變比，取40；所以有：，取86A；瞬動(dòng)電流倍數(shù)取為8倍。(a) (b)圖52 (a) 電流速斷保護(hù)原理圖。對(duì)于使用DL型繼電器而言，電流速斷保護(hù)就相當(dāng)于在定時(shí)限過電流保護(hù)當(dāng)中去除時(shí)間繼電器，在電流繼電器啟動(dòng)后直接啟動(dòng)信號(hào)繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器接通跳閘回路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。因此，在GB50062—1992中規(guī)定，應(yīng)該裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)。變壓器的電流速斷保護(hù)是防止被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性單相或多相短路時(shí)產(chǎn)生電流長(zhǎng)時(shí)間沖擊而引起的事故擴(kuò)大，并且波及故障線路及其以上的設(shè)備，一般都作用于斷路器跳閘。在這里選擇GL11/5型繼電器。3) 靈敏度校驗(yàn)，躲過最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過高壓側(cè)的短路電流來校驗(yàn)。2．定時(shí)限過電流保護(hù)的整定計(jì)算1) 動(dòng)作電流的整定，為保證被保護(hù)元件通過最大負(fù)荷電流時(shí)過電流保護(hù)不誤動(dòng)作，并且在外部故障切除后能可靠返回，其動(dòng)作電流為 (51)式中 —可靠系數(shù)，(DL)(GL)； —返回系數(shù)，； —變壓器一次側(cè)