【正文】 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 39 圖 81 對于降壓變電所低壓側(cè)采用分段母線的系統(tǒng)，正常運(yùn)行時 QF5 斷開，則 K點(diǎn)故障就可以由變壓器下的過流保護(hù)使 QF QF2 跳閘予以切除。 二、 母線的保護(hù)方式 母線的保護(hù)方式有兩種：一種是利用供電元件的保護(hù)兼做母線保護(hù) ，它利用變壓器的過 電流保護(hù)切除低壓母線故障 ；另一種是采用專門的母線保護(hù) ，利用完全電流差動母線保護(hù) 。 甚至 在電力系統(tǒng)中樞變電所的母線上發(fā)生故障時，還可能 使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 受到破壞，因而造成比較嚴(yán)重的后果 。 圖 53 QF 3 1 1QF 2S 2KT KV 1KM 2KV 1 KV 2KM 1BSJ電源電源 +KO 2QF 1QF 3 QF 2QF 1 QF 2QF 5QF 4QF 3S 1 S 2 S 1 S 2( A )( B )河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 38 圖 72 八、 母線保護(hù) 一、 母線保護(hù) 簡介 母線是電能集中和分配的重要設(shè)備， 發(fā)電廠和變電所的母線 是電力系統(tǒng)的重要組成元件之一。 閉鎖繼電器 BSJ 室為保證備用電源只投入一次而設(shè)的，在工作電源正常供電時，它的線圈有電，接點(diǎn)閉合，當(dāng) QF3 跳閘后，其輔助接點(diǎn) 22 斷開， BSJ河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 37 線圈即失電，但其接點(diǎn)延時 斷開，以保證 QF 可靠的合閘。 故障時 當(dāng)電源 S1 線路上發(fā)生故障時， QF1 跳閘，工作母線失去電壓， KV1 失電，其常閉接點(diǎn)閉合。 正常工作時 一次回路的 QF QF3 閉合，電源 S1 供電， QF2 斷電，電源 S2母線上有電，處于備用狀態(tài)。 BSJ 為閉鎖延時繼電器，其任務(wù)是保證備用電源只合閘一次。 KT為時間繼電器。 如圖 72所示是 BZT 一種典型原理接線。 BZT 通常按工作母線失去電壓原則啟動，而且只能在電源斷路器斷開后投入，動作只應(yīng)一次。 圖 71(B) 是雙電源分段母線采用 BZT 的例子。 應(yīng)用 BZT 裝置的一次接線圖如圖 71 所示，圖 71(A) 是備用電源自動投入的例子。 保護(hù)的靈敏度為： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 34 .minKsen opIK I? 在被保護(hù)變壓器受電側(cè)母線上短路時， senK ＝ ～ 2；在后備保護(hù)范圍末端短路時， senK ＝ 。對 110kv 降壓變電站， 6～ 10kv 側(cè)取 ～ ； 35kv 側(cè)取 ～ 。 確定 .maxLI 時，應(yīng)考慮下列兩種情況： （ 1） 對并列運(yùn) 行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺變壓器以后所產(chǎn)生的過負(fù)荷。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 33 五 、 變壓器過流保護(hù)整定計(jì)算 圖 52 變壓器過流保護(hù)單相接線原理圖 過流保護(hù)采用三相式接線，且保護(hù)應(yīng) 裝在電源側(cè)。 . 1 .3 ( 0 .0 5 8 0 .0 5 0 .0 2 5 0 .1 1 1 ) 1 4 1 4 0 4 2 8 3 ( )o p c a lIA? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 4）確定基本側(cè)工作線圈匝數(shù)： 繼電器的動作電流： .. 4283 7 .1 4 ( )600c o n o p c a lo p r c a lTAKIIAn? ? ? 基本側(cè)工作線圈匝數(shù)： ow .c a lo p r .c a l100 147 .1 4AWWtI? ? ? ,.d set w calWW? ，故 選擇 14 匝。 （ 2）躲開電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負(fù)荷電流： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 31 .maxrel LI K I? 10.m a x 103 c o skvL kvPI U ?? .maxLI 變壓器基本側(cè)的最大負(fù)荷電流，當(dāng)無法確定時，可用基本側(cè)的額定電流。 短路電流已在表 42中給出 四、 縱差保護(hù)的整定計(jì)算 （ 1）躲過變壓器勵磁涌流： op . c a l 1 .3 1 2 7 4 9 3 5 7 3 .7 ( )r e l u NI K K I A? ? ? ? ? relK 可靠系數(shù)，取 ； UK 勵磁涌流最大倍數(shù)， 在采用加強(qiáng)速飽和變流器差動保護(hù) uK 取 1。 三、 變壓器差動保護(hù)整定計(jì)算 計(jì)算變壓器各側(cè)的一次及二次電流值，并選擇電流互感器的變比，如表所示。動作時限比由變壓器供電的線路保護(hù)裝置的最大時限大一時限階段，一般取 ～ 。按躲過變壓器的最大負(fù)荷電流來整定。就 單側(cè)電源的變壓器 而言 ，保護(hù)裝置的電流互感器 應(yīng)該裝設(shè) 在電源側(cè)，以便在發(fā)生變壓器內(nèi)部故障而瓦斯或差動保護(hù)拒 絕 動 作 時，由過電流保護(hù)經(jīng)整定時限動作后，作用于變壓器兩側(cè)斷路器跳閘。 （ 2） 動作時限的整定：動作時限為 10～ 15s，一般用于信號。 按 躲過變壓器的額定電流來整定 dzjI =（ ～ ） 1ebI n dzjI 過負(fù)荷保護(hù)裝置動作電流整定值（ A）； ebI 變壓器額定電流（ A） 。 就 雙繞組 降 壓變壓器 來說 ，過負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在高壓側(cè) 一端 。 變壓器的過負(fù)荷一般是三相對稱的， 過負(fù)荷保護(hù) 接于河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 29 一相 電流， 便可以 延時 作用于信號 。 作為各電壓側(cè)母線和線路的后備保護(hù)，要求它動作后跳開本側(cè)的斷路器 ，作為變壓器斷路器與其電流互感器之間死區(qū)故障的后備保護(hù)。 電源側(cè) 需要有后備保護(hù)裝置 ， 此裝置可以 作為差動保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備或相鄰元件的后備。如果靈敏度不夠，可采用帶復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)。 變壓器后備保護(hù) 相間后備保護(hù)配 置是為了 反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備， 變壓器應(yīng)裝設(shè) 過電流 保護(hù)。變壓器依靠瓦斯或壓力保護(hù)來反應(yīng)。變壓器繞組各側(cè)的匝間短路，通過變壓器的鐵心耦合，改變了各測電流的大小和相位，使變壓器的縱差保護(hù)對匝間短路有作用（匝間短路可視為變壓器的一個新繞組發(fā)生端口短路） 。這是因?yàn)樽儔浩鞯姆纸宇^經(jīng)常在改變，二差動保護(hù)的電流回路在帶電的情況下是不能進(jìn)行操作的。如果差動某一變比已經(jīng)調(diào)整好，則當(dāng)分接頭改換時，就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流流入差動回路。 所以各測電流的相位可能不一致，這樣使外部短路時不平衡電流增大，所以變壓器的縱差保護(hù)的最大制動系數(shù)比發(fā)電機(jī)的最大靈敏度相對較低。 由于 各測電流互感器的型號、變比各不相同， 它們的飽和特性、勵磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同。所以 在變壓器過勵磁時 要保證 不誤動作 ； 變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)一樣也可以 通過 采用比率制動 特性縱聯(lián)差動 或標(biāo)記制動 式差動 方式 來 達(dá)到外部短路不誤動和 快速有效切除內(nèi)部所發(fā)生故障 內(nèi)部 的 目的。 縱聯(lián)差動保護(hù)應(yīng) 符合下列要求： ； ，如不能包括引出線時，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施 。 所以說 減小或消除不平衡電流對差動保護(hù)的影響是變壓器差動保護(hù)中很重要的問題之一。為了提高保護(hù)對變壓器高壓側(cè)因出線接地故障的靈敏系數(shù)，可采用兩相三繼電器式接線。 二、 變壓器保護(hù)的整定方法 變壓器電流速斷保護(hù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 27 對于 202110000KVA 及以下較小容量的變壓器，可采用電流速斷保護(hù)作變壓器的主保護(hù)。 過負(fù)荷保護(hù)接于一相電流上，并延時作用于信號。 。 。 3） 負(fù)序電流保護(hù)和單相式低電壓啟動的過電流保護(hù)， 一般用于大容 量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器 。） 1） 過電流保護(hù)， 一般 用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮 事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流。 (2) 容量為 6300KVA 以上 的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)而以過電流保護(hù)作為其后備保護(hù)。它 反映變壓器繞組和引出線相間短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護(hù)誤動作，故對本站的主變的瓦斯保護(hù)可將油流速度整定在 1m/s 左右。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)管中油流速整定為 ，保護(hù)反 映內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。 ： (1) 一般氣體繼電器氣體容積整定范圍為 250300 立方厘米，變壓器容積在 1000KVA 以上時，一般正常整定為 250 立方厘米，氣體容積整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變的。應(yīng) 裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器容量界限 是 800kVA 及以上的油浸式變壓器 和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器 。 根據(jù) 上述 變壓器的 各種 故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)等一系列問題， 變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置： 對于 變壓器油箱內(nèi)部故障 以及 油面下降 ，應(yīng)裝設(shè) 瓦斯保護(hù)。對于變壓器而言，這些 故障都是十分危險(xiǎn)的，因?yàn)橛拖鋬?nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質(zhì) 的劇烈氣化，可能會引起爆炸。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。由于大容量的電力變壓器是十分昂貴的元件，必須根據(jù)變壓器的 容量和重要程度來考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)。 在我國 220kV 及以上輸電線路，廣泛采用高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)。當(dāng)電網(wǎng)允許線路一側(cè)以保護(hù)第 二段時限切除河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 22 故障時，也可采用具有階梯時限特性的保護(hù)作為主保護(hù)，如距離保護(hù)，電流保護(hù)等。 輸電線路的主保護(hù) 根據(jù) 動作時間 劃分為全線瞬時動作 及 按階梯時限特性動作兩 類。一般從裝設(shè)速動保護(hù) (如高頻保護(hù)、差動保護(hù) )、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護(hù)及相間 速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面 進(jìn)行保護(hù) 來提高速動性。 在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，設(shè)備或線路 發(fā)生金屬性短路時，保護(hù)裝置 需要 必要的靈敏系數(shù)，各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。 為保證對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保 護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件（如啟動與跳閘元件或閉鎖與動作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)及動作時間，在一般情況下應(yīng)相互配合。任何電力設(shè)備 (線路、母線、變壓器等 )都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。 2 、 對繼電保護(hù)的基本要求 ? 保 護(hù) 范 圍 內(nèi) 發(fā) 生 金 屬 性 短 路 故 障 參 數(shù) 的 最 小 計(jì) 算 值靈 敏 系 數(shù) 保 護(hù) 裝 置 的 動 作 參 數(shù)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 21 指在所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作 ，稱作可靠不拒動 ；而在該保護(hù)不該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作 ，稱作可靠不誤動 。 ，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同 (例如有無經(jīng)常值班人員 )發(fā)出信號，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。 10%。 ，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)； 對反應(yīng) 故障參數(shù)增加 的保護(hù)裝置： 對反應(yīng) 故障參數(shù)減少 的保護(hù)裝置： 算值短路故障參數(shù)的最大計(jì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性 保護(hù)裝置的動作參數(shù)靈敏系數(shù) ? 各種保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)滿足電力系統(tǒng)《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（ SDJ— 83）的規(guī)定。 ，應(yīng)在所有和部分?jǐn)嗦菲魃涎b設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)。以利于運(yùn)行人員分析和統(tǒng)計(jì)保護(hù)的動作情況。 ，如可能造成保護(hù)裝置的誤動作則應(yīng)裝設(shè)電壓回路斷線監(jiān)視或閉鎖裝置。 ，保護(hù)裝置容許帶有一定的時限切除 故障。 保護(hù)裝置的裝設(shè)原則： ，保護(hù)裝置應(yīng)動作于跳閘，當(dāng)發(fā)生不正常動作時，保護(hù)裝置應(yīng)動作于信號。 近后備指當(dāng) 本組件的 主保護(hù)拒 絕 動作時，由本 組件的 另一套保護(hù) 作為 后備而實(shí)現(xiàn)保護(hù)； 當(dāng)斷路器拒 絕 動作時 ， 由 同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)的有關(guān) 斷路器 動作 實(shí)現(xiàn)后備 保護(hù) 。 后備保護(hù) —— 在主保護(hù)或 斷 路器拒 絕動作 時，切除故障 ，實(shí)現(xiàn)后備保護(hù) 。 電路系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路 除了必要的主保護(hù)外，還需要考慮后備保護(hù)和輔助保護(hù)的問題。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（ SDJ6— 83）， 也需要 對 應(yīng) 該區(qū)域變電站其自身的特點(diǎn) 。 電網(wǎng) 繼電保護(hù)和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。 （ 2） 發(fā)現(xiàn)電氣 組件的不正常狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù) 條件 (例如有無經(jīng)常值班人員 )而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。 所謂繼電保護(hù)裝置，就是 一種能夠反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài) ，并 及時動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的 自動 化 裝置。對于不可抗拒的事故發(fā)生時要即時發(fā)現(xiàn)， 并 迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。 （ 4） 破壞電力系統(tǒng)各發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，甚至造成 整個系統(tǒng)瓦解。 （ 2） 短路電流通過 故障設(shè)備和非故障設(shè)備時 ，由于發(fā)熱和電動力的作用，受到機(jī)械損壞和絕緣損傷 以至 縮短它們的使用壽命。常見的同時也是 危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的 短路。 電力系統(tǒng)各