【正文】 6．1．母線保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)（一）母線保護(hù)母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后果及為嚴(yán)重。（2）變壓器溫度及壓力保護(hù)。帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是油侵式變壓器的主保護(hù)之一。通常根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、測(cè)試等方法獲得。變壓器非電量保護(hù)變壓器非電量保護(hù)主要包括瓦斯保護(hù)、溫度及壓力保護(hù)等。過負(fù)荷保護(hù)采用單項(xiàng)式，帶時(shí)限作用于信號(hào)。變壓器過負(fù)荷保護(hù)對(duì)于 及以上電力變壓器，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)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。電力系統(tǒng)接地保護(hù)時(shí)，國(guó)內(nèi)，在 220kV 系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)絕緣水平較高的分級(jí)絕緣變壓器，其中性點(diǎn)可接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行。其中對(duì)雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍；較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。3）負(fù)序電流和單相式低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)，可用于 63MVA 及以上升壓變壓器。（1）相關(guān)的規(guī)程規(guī)定：1）過電流保護(hù)宜用于將壓變壓器。變壓器相間短路的后備保護(hù)為防止外部相間短路引起的變壓器過電流及作為變壓器主保護(hù)的后備，變壓器配置相間短路的后備保護(hù)。10MVA 及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。（6）反映變壓器過負(fù)荷的變壓器過負(fù)荷。（4）反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序電流保護(hù)。一般包括：（1）反映內(nèi)部短路和油面降低的非電量（氣體）保護(hù)，又稱瓦斯保護(hù)。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量變壓器，一旦因故障損壞造成的損失就更大。發(fā)電廠廠用電源線（包括帶電抗器電源線） ，一般距離較短，宜裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù),當(dāng)作遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí),可接兩線路零序電流之和,以提高靈敏度.6．1．短線路縱差保護(hù)的整定計(jì)算3～4km 及以下的短線路（包括 110kV 及以上電壓等級(jí)） ，無論是采用電流電壓保護(hù)還是采用距離保護(hù)，常常都不能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。也可采用接地距離保護(hù),并輔以階段式或反時(shí)限零序電流保護(hù).(2) 反映相間短路的保護(hù)裝置對(duì)于 220kV 線路,除此,還要裝設(shè)相間短路后備保護(hù)(如相間距離后備保護(hù))和輔助保護(hù)(如電流速沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 短保護(hù)).對(duì)單側(cè)電源單回 220kV 線路,如不裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù),可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù),如不能滿足靈敏性及速動(dòng)性的要求時(shí),則應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù).對(duì)雙側(cè)電源單源單回,如不裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù),應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù).正常運(yùn)行方式下,保護(hù)安裝對(duì)短路,電路速短保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí),可裝設(shè)電流速短保護(hù)作為輔助保護(hù).對(duì)于平行線間的相間短路,一般可裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù),應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)縱聯(lián)保護(hù)作主保護(hù),裝設(shè)帶方向后不帶方向元件的多段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作后備保護(hù),后備保護(hù)分別接于每一回線路上。本次設(shè)計(jì)室外配電裝置采用普通中型布置。大型變電所的縱向電纜溝，因電纜量多，一般分為兩路。設(shè)備對(duì)相間距離的要求：220kV 設(shè)備類型 要求相間距離（m）少油短路器 3空氣短路器 3單柱式隔離開關(guān) 3多柱式隔離開關(guān) 3雙柱式隔離開關(guān) 4電纜和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。110kV 以上的閥形避雷器由于器身細(xì)長(zhǎng)，多落地安裝在 的基礎(chǔ)上。高式布置斷路器安裝在高約 2m 的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足：①電氣支柱絕緣子最低裙邊的對(duì)地距離為 ；②電氣間的連線對(duì)地距離應(yīng)符合 C 值的要求。斷路器有低式和高式兩種布置。電器的布置按照斷路器在配電裝置中所占據(jù)的位置，可分為單列、雙列和三列布置。主變壓器與建筑物的距離不應(yīng)小于 。電力變壓器變壓器基礎(chǔ)一般做成雙梁形并輔以鐵軌，軌距等于變壓器的滾輪中心距。以鋼筋混凝土環(huán)形和渡鋅鋼梁組成的構(gòu)架，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)，目前，以在我國(guó) 220kV 以下的各種配電裝置中廣泛采用。鋼構(gòu)架強(qiáng)度大，可以按任何負(fù)荷和尺寸制造，便于固定設(shè)備，抗震能力強(qiáng)，運(yùn)輸方便，但金屬消耗量大，需要經(jīng)常維護(hù)。管形母線一般安裝在支柱式絕緣子上，母沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 線不會(huì)搖擺，相間距離可縮小，與剪刀式隔離開關(guān)配合可節(jié)省占地面積；管形母線直徑大，表面光滑，可提高電暈起始電壓。硬母線常用的有矩形、管形和組合管形。5．2．屋外高壓配電裝置的若干問題母線及構(gòu)架屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。高型布置中母線、隔離開關(guān)位于斷路器之上，主母線又在隔離開關(guān)之上，整個(gè)配電裝置的電氣設(shè)備形成了三層布置，而半高型的高度則處于中型和高型之間。凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的，稱為高型配電裝置。中型配電裝置大都采用懸掛式軟母線，母線所在水平面高于電氣設(shè)備所在水平面，但近年來硬母線采用日益增多。在低型和中型屋外配電裝置中，所有電氣設(shè)備都裝在地面設(shè)備支架上。屋外電氣設(shè)備外絕緣體距地小于 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。屋外配電裝置安全凈距不應(yīng)小于表 2 所類數(shù)據(jù)。屋內(nèi)配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于下表 1 所列數(shù)值。A 值可根據(jù)電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓和相應(yīng)電壓與最小放電距離試驗(yàn)曲線決定，其它電氣距離是根據(jù) A 值并結(jié)合一些實(shí)際因素確定的。對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對(duì)接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即 A 和 A 值。沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 5．1．屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距安全凈距是從保證電氣設(shè)備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)定的各電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應(yīng)保持的最小空氣間隙。（5）節(jié)約占地，降低造價(jià)，做到經(jīng)濟(jì)上合理。（3）滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設(shè)備的安全。基本要求配電裝置是變電所的重要組成部分，為保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：（1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。在特殊情況下，如當(dāng)大氣中含有腐濁性氣體或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)的 35～110kV 也可以采用屋內(nèi)配電裝置。屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建方便；③相鄰設(shè)備間距較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積小；⑤受外界氣候影響，設(shè)備運(yùn)行條件差；⑥外界氣象變化影響設(shè)備的維修和操作。高壓開關(guān)柜、低壓配電盤和配電箱等均是成套配電裝置。分類及特點(diǎn)按電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式和屋外式。220kV 和 60KV 側(cè)避雷器選擇結(jié)果如表 和 ：表 ：工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊殘壓/kV（不大于）型號(hào)額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV 不小于 不大于沖擊放電電壓/kV（預(yù)放電時(shí)間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ220J 220 220 448 536 630 664 700表 ：工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊殘壓/kV（不大于）型號(hào)額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV 不小于 不大于沖擊放電電壓/kV（預(yù)放電時(shí)間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ60 60 140 173 220 227 250變壓器避雷器選擇結(jié)果如表 ：表 ：工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊殘壓/kV（不大于）型號(hào)額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV 不小于 不大于沖擊放電電壓/kV（預(yù)放電時(shí)間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ110J 110 100 224 268 310 332 350第五章 配電裝置設(shè)計(jì) 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距 5．1．概述配電裝置是按主接線要求由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x表、母線和必要的輔助設(shè)備等組成。（11）110kV、220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。（9）發(fā)電廠變電所 35kV 及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 裝設(shè)避雷器。3）不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。（7）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣切且裝有隔離開關(guān)時(shí)。（5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。（3）330kV 及以上變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝置避雷器，并應(yīng)盡可能靠近設(shè)備本體。避雷器的配置原則如下：（1）配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器。斷路器、隔離開關(guān)、耦合電容器的絕緣水平比變壓器為高。避雷器至電氣設(shè)備的允許距離還與雷雨季節(jié)經(jīng)常運(yùn)行的進(jìn)線路數(shù)有關(guān)。若電導(dǎo)電流太大，則意味著避雷器受潮；電導(dǎo)電流太大的避雷器投入運(yùn)行，可能會(huì)造成炸毀事故，所以要求其電導(dǎo)電流必須在規(guī)定的范圍內(nèi)。（7）直流電壓下的電導(dǎo)電流。保護(hù)比越小說明殘壓越低或滅弧電壓越高，其保護(hù)特性越好。在防雷計(jì)算中以 5kA 下的殘壓作為避雷器的最大殘壓（6）保護(hù)比。沖擊放電電壓是指預(yù)放電電壓時(shí)間為 ～20 s 的?沖擊放電電壓，與 5kA（對(duì) 330kV 為 10ka）下的殘壓基本相同。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護(hù)特性變壞；工頻放電電壓太低，意味著滅弧電壓太低，將會(huì)造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。（3）工頻放電電壓。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時(shí)，根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)相同。因此，可由不同單件組成各種電壓等級(jí)的避雷器，如 FZ—35 型避雷器是由兩個(gè) FZ—15 型避雷器串聯(lián)而成。FS 型主要使用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z 型使用于發(fā)電廠和變電所。maxgUIimaxg經(jīng)過選擇和校驗(yàn)，本設(shè)計(jì)選用母線的結(jié)果如表 ：表 安裝地點(diǎn) 額定電壓 母線型號(hào) 截面面積 載流量高壓側(cè) 220kV LGJ300 300mm2 765A低壓側(cè) 60kV LGJ240 240mm2 613A 避雷器的選擇 一、避雷器保護(hù)及配置（一）避雷器的參數(shù)及配置電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)水平，設(shè)備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器的保護(hù)性能。110220kV 裸母線在晴天不發(fā)生可見電暈的條件是：電暈臨界電壓 應(yīng)大于最高工IiU作電壓 ，即 ≥ 。電暈放電會(huì)造成電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等許多危害。ax若每相采用多條矩形母線時(shí)，其母線導(dǎo)線所受的最大應(yīng)力應(yīng)為相間最大應(yīng)力與條間最大應(yīng)力之和。/A（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件 2maxCQk沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 式中 C母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，可由相應(yīng)表查出；短路電流的熱效應(yīng)， ；kQsKA?2滿足熱穩(wěn)定的最小截面， 。yI（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。（2）按最大持續(xù)工作電流選擇。一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場(chǎng)所，或者腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)所，才選用銅材。下面以應(yīng)母線為例，說明選擇和校驗(yàn)的過程和方法。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)具體技術(shù)要求按兩相或三相配置，為了監(jiān)視三相電流的平衡和差動(dòng)保護(hù)的需要，該處的電流互感器必須采用三相配置。（2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。如果電流互感器絕緣套管末屏能抽取電壓，則可省去。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。電流互感器外部動(dòng)穩(wěn)定條件為 maxFy?式中 電流互感器一次側(cè)端部允許作用力；yF 電流互感器一次側(cè)瓷絕緣端部所受最大電動(dòng)力。故互感器內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定條件為 ??shNdiIK??12式中 通過電流互感器一次側(cè)繞組的最大沖擊電流。校驗(yàn)熱穩(wěn)定電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 表示，熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 等于互感器 1s 熱穩(wěn)定電流與一次額定電流 IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為 ??kNrQIK?21式中 短路熱效應(yīng)。電流互感器的二次總負(fù)荷包括二次測(cè)量?jī)x表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻的部分電阻。如果系統(tǒng)要求繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作時(shí)，應(yīng)選用鐵芯帶有小氣隙的暫態(tài)特性好的電流互感器，因?yàn)樗鼙ＷC其暫態(tài)誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。根據(jù)電力系統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的快慢，對(duì)互感器保證誤差的條件提出了不同的要求。用于電能計(jì)量的電流互感器，準(zhǔn)確度級(jí)不應(yīng)低于 級(jí)。為了保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)，并且在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘荆?dāng) TA 用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3 左右。按額定電流選擇電流互感器的一次額定電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)電流。在條件允許時(shí)，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先選用套管電流互感器，以節(jié)省占地和減小投資。220k