【正文】 線路的保護(hù)裝置 220kV 側(cè)線路保護(hù)(1) 配置原則1） 《規(guī)程》規(guī)定：110～220kV 直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)裝置，雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護(hù)。表 母線保護(hù)選擇表220kV 側(cè) 母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)母線保護(hù)60kV 側(cè) 母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù) 斷路器失靈保護(hù)220kV 及以上電壓的電網(wǎng)中，各廠站相應(yīng)電壓級(jí)均應(yīng)裝設(shè)。本設(shè)計(jì) 220kV 側(cè)和 60kV 側(cè)母線均采用母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)。目前在 110～220kV 電網(wǎng)中應(yīng)用較多的是母聯(lián)電流相位比較差動(dòng)保護(hù)，這種保護(hù)適用于并列運(yùn)行的雙母線母聯(lián)斷路器全閘運(yùn)行，不限制元件連接方式（但每一組母線上至少要保留一支電源回路）具有較高的可靠性與選擇性。(4)母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)。(2)母線不完全差動(dòng)保護(hù)。在外部短路不平衡電流的作用下或交流回路斷線時(shí)，母線保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。母線保護(hù)不限制母線運(yùn)行方式，在母線破壞固定聯(lián)結(jié)時(shí)，母線保護(hù)裝置能有選擇性的動(dòng)作。專用保護(hù)應(yīng)根據(jù)母線的重要程度應(yīng)滿足以下要求：對(duì)于雙母線并列，母線保護(hù)應(yīng)保證先跳開母聯(lián)斷路器，以防止失去選擇性。通過以上的分析，該可以確定變壓器應(yīng)加裝的保護(hù)及保護(hù)安裝位置，見表 7－1。 （110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地采用分級(jí)絕緣）(5) 過負(fù)荷保護(hù)對(duì)于 400kV 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的后備電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)茶保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)迎接于一相電流上，帶有時(shí)限動(dòng)作與信號(hào)。(4)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。(3)相間后備保護(hù)為了防止外部短路所引起的過電流合作為變壓器的后備保護(hù)，在變壓器上可裝設(shè)過電流保護(hù)。(2)相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)火電流速斷保護(hù)，對(duì)其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求是：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。它的基本任務(wù)是：(1)自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生事故的可能性外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而月選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。第六章 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)配置的作用和要求：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路。同時(shí)選擇 220kV 出線和 60kV 出線兩個(gè)斷面圖。3）110～220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。(3)下列情況下的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分極絕緣且有隔離開關(guān)時(shí)。 避雷器的配置：(1)配電裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除外。(3)旁路母線一般裝設(shè)一組接地隔離開關(guān)，裝設(shè)在旁路隔離開關(guān)的旁路線線側(cè)。 接地刀閘的配置：(1)為保證電器和母線的檢修安全，35kV 以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè) 1～2 組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路。(2)在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)電流互感器。(2)60～220kV 電壓等級(jí)的每組主接線的三相應(yīng)電壓互感器(3)當(dāng)需監(jiān)視和檢測線路上有、無電壓時(shí)，出線側(cè)的一組上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。(4)中性點(diǎn)直接接地的普通形式變壓器均宜配置隔離開關(guān)。(2)接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。當(dāng)變壓器的油量超過1000 公斤時(shí)，為了防止事故時(shí)，油的燃燒和蔓延，應(yīng)在其下面設(shè)置能容納 20％油量的儲(chǔ)油池，儲(chǔ)油池的尺寸一般比變壓器外殼尺寸大 1 米，池內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于 250mm 的卵石層。半高型配電裝置指其布置處于中型和高型配電裝置之間，既僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置。高型配電裝置是指開關(guān)電器分別安裝在幾個(gè)水平面內(nèi)，斷路器安裝在地面基礎(chǔ)支架上，母線隔離開關(guān)在斷路器之上，主母線又在母線隔離開關(guān)之上或兩組母線上下重疊，母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串懸掛在構(gòu)架上。屋外配電裝置根據(jù)電器和母線布置的高度可分為中型、高型和半高型等型式。(4)維護(hù)操作不方便，因?yàn)楦綦x開關(guān)的操作以及對(duì)各種開關(guān)電器的巡視檢查，在任何天氣條件都必須在露天進(jìn)行。(2)相鄰回路電器之間的距離較大，大大減少了事故蔓延的危險(xiǎn)性。(4)節(jié)約材料，降低造價(jià)。(2)運(yùn)行安全和操作巡視方便。各項(xiàng)凈距數(shù)值可查閱有關(guān)規(guī)程。各種間隔距離中最基本的是空氣中的最小安全凈距，在這一距離下，無論正?；蜻^電壓的情況下，都不致發(fā)生空氣絕緣的電擊穿。在保證安全可靠的條件下，應(yīng)盡量降低配電裝置的造價(jià)，減少有色金屬和鋼材的消耗，并應(yīng)減少占地面積，除此之外配電裝置還應(yīng)有擴(kuò)建的可能性。(2)保證工作人員的人身安全。第五章 配電裝置配電裝置是指發(fā)電廠或變電所的電氣主接線中的所有開關(guān)電器,載流導(dǎo)體和輔助設(shè)備按照一定要求建造而成的,接線、周圍環(huán)境等因素有關(guān)，分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置兩種。(2)變壓器中性點(diǎn)絕緣的工頻試驗(yàn)電壓乘以沖擊系數(shù)后氧化鋅避雷器的操作電流下的殘壓之間有 15%的裕度。3）110～220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。(3)下列情況下的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分極絕緣且有隔離開關(guān)時(shí)。2eS? 避雷器的選擇 避雷器的安裝地點(diǎn)選擇(1)配電裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除外。(2)按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器的安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（～）Uc 范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足下列條件： () ?(3)按二次回路電壓選擇：電壓互感器二次側(cè)額定電壓必須滿足繼電保護(hù)裝置和測量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求，電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選：表 電壓互感器的參數(shù)線 圈 副線圈 接成開口三角形的副邊線圈高壓側(cè)接法接于原邊線電壓上接于原邊相電壓上中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中副邊電壓（V） 100 103100 103(4)按準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇在選擇時(shí)，首先根據(jù)儀表和繼電器的接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計(jì)算各項(xiàng)負(fù)荷大小，再按所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。35~110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器，220kV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足需求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。(3)電流互感器種類和型式的選擇 在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其形式。(3)供指示被測數(shù)值是否存在或大致估計(jì)被監(jiān)視數(shù)值的表計(jì)用的電流互感器，其準(zhǔn)確度等級(jí)為 3 或 10 級(jí)。因此，需先要知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對(duì)準(zhǔn)確級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求最高的表計(jì)選擇電流互感器，具體要求如下：(1)裝設(shè)在發(fā)電機(jī)、電力變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表及所有用于計(jì)算電費(fèi)的電度表用電流互感器，其準(zhǔn)確度等級(jí)為 級(jí)。(2)二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 電流互感器的選擇互感器（包括電流互感器 TA 和電壓互感器 TV）的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確的反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 隔離開關(guān)的主要用途：(1)隔離電壓(2)倒閘操作(3)分、合小電流 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇條件：(1)按額定電壓選擇： ()NSU?(2)按額定電流選擇 ()maxI(3)按開斷電流選擇： ()brpt(4)按短路關(guān)合電流選擇： ()Nclshi(5)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ()e?隔離開關(guān)對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用條件等因素進(jìn)行綜合技術(shù)比較后確定。下面主要在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)性能特點(diǎn)和運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)三個(gè)方面對(duì)這三種斷路器進(jìn)行了比較。高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，僅部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種形式的操作機(jī)構(gòu)的可供選擇。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路的條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。ii. 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：三相短路的最大電動(dòng)力為：當(dāng)三相母線水平布置且相間距離為 acm 時(shí)的電動(dòng)力。采用水平布置方式。其布置方式可分為支持式和懸掛式。當(dāng)回路正常工作電流在 4～8kA 時(shí)，一般選用槽形母線；管形截面機(jī)械強(qiáng)度高、集膚效應(yīng)小的特點(diǎn)，且電暈放電電壓高，管內(nèi)可通風(fēng)或通水冷卻，從而使截流量大增，所以，管形母線可用于 8KA 以上的大電流母線和 110kV 及以上的配電裝置母線。2) 常用的母線截面形狀有矩形、槽形和管形。短路計(jì)算時(shí)間，校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí)，還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間，驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr 和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間 之和，既kt abt ()kprabtt?? ()abin式中　 ：斷路器全開斷時(shí)間；abt　 ：后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；pr　 ：斷路器固有分閘時(shí)間；int　 ：斷路器燃弧時(shí)間，對(duì)少油斷路器為 ,　對(duì) 和壓縮空氣斷路器為a 6SF。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： ()eshI?3）短路電流的計(jì)算條件：為使所選擇導(dǎo)體具有足夠的可靠性，經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的需要，對(duì)導(dǎo)體和電器進(jìn)行校驗(yàn)的短路電流應(yīng)滿足下列條件：計(jì)算時(shí)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常條件進(jìn)行選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。(1)磁干擾；(2)噪音。本次設(shè)計(jì)的變電所的年平均氣溫為 16 度，在其它條件上無特殊要求。校驗(yàn)的一般原則：電壓在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定；在工作電壓和過電壓的作用下，電氣設(shè)備內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。高壓電氣設(shè)備沒有明確的過載能力，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)電流的要求。技術(shù)條件：選擇的高壓電氣設(shè)備，應(yīng)能在長期工作的條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 電氣設(shè)備選擇的一般要求：總的原則：按照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。(2)應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流時(shí)，不同類型的電源應(yīng)如何合并？在本次設(shè)計(jì)的變電所中，分別有四個(gè)電源點(diǎn)向變電所提供電源，三個(gè)為汽輪式發(fā)電機(jī)、一個(gè)為系統(tǒng)，這三個(gè)汽輪式發(fā)電的電源點(diǎn)屬于同類型的發(fā)電機(jī)特性，可以直接把這三個(gè)電源點(diǎn)合并成一個(gè)，在通過查運(yùn)算曲線求出各個(gè)在短路點(diǎn)的短路電流。i165。 三相短路沖擊電流（即三相短路電流第一周期全電電流幅值）用來校驗(yàn)電氣設(shè)si備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。次暫態(tài)短路電流（即三相短路電流周期分量第一周期的有效值）用來作繼電保護(hù)I的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量。shi其值近似計(jì)算為： ()?? 不同電流代表的意義計(jì)算各種短路電流值的目的:計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)裝置等。jsX(2)有限電源供給的短路電流先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗 ，歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗 ，然NS jsX后按 值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，或查發(fā)電機(jī)的運(yùn)算曲線數(shù)字表，即可得到短路電流jsX周期分量的標(biāo)幺值。(2)按同一變化計(jì)算當(dāng)僅計(jì)算任一時(shí)間 t 的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機(jī)形式，參數(shù)相同且距短路點(diǎn)的電氣距離大致相等時(shí)，可將各電源合并為一個(gè)總的計(jì)算電抗。GdBNXS?線路電抗： ()2Lav變壓器電抗：