【正文】 。 PLC 既可以用于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，也能滿(mǎn)足連續(xù)的流程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系 統(tǒng)等，功能強(qiáng)大、通用性好，可以滿(mǎn)足絕大多數(shù)的工業(yè)過(guò)程控制的要求。 (2) 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) PLC 是專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于工業(yè)控制過(guò)程中的，所以在硬件設(shè)計(jì)制造時(shí)就已經(jīng)考慮了其運(yùn)行要求和應(yīng)用環(huán)境，使其具有極高的可靠性和極強(qiáng)的抗干擾能力。 可編程控制器的特點(diǎn) 可編程控制器能夠適應(yīng)工作需要及工業(yè)環(huán)境， 與一般的控制裝置相比，具有顯著的特點(diǎn)： （ 1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) 梯形圖是使用最多的可編 程控制器的編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 電流速斷保護(hù)應(yīng)躲過(guò)下一條線路出口處發(fā)生三相短路所發(fā)生的最大短路電流，是以三相電流中的最大相電流為判斷依據(jù)的，其保護(hù)判據(jù)如下： sdzsdzmaxt≥ I≥tI 式中 maxI 最大相電流， ；),m a x ( cbam ax IIII ? sdzI 電流速斷 保護(hù)動(dòng)作定值； sdzt 電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限； t 動(dòng)作延時(shí)。它是在 供電線路出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)動(dòng)作于跳閘的保護(hù)。 電力變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) （ 1）動(dòng)作電流： AIL ???? （ 2）動(dòng)作時(shí)限取 15S，動(dòng)作于預(yù)告信號(hào)回路。 lmI —— 變壓器一次額定電流 cK —— 接線系數(shù) retK —— 返回系數(shù)，取 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 iK —— 過(guò)流保護(hù)電流互感器變比。 電力變壓器過(guò)電流保護(hù) 本設(shè)計(jì)試用三個(gè) DL11 型電流繼電器和一個(gè) DS112 型時(shí)間繼電器做為電力變壓器的保護(hù)裝置。 歸算至 110kV 側(cè)的 10kV 母線兩相短路電流為 : ? ? ? ? AII KK 3 3 m m ???? 流入繼電器的電流為： ? ? AK KII CKK 2 m m ????? ? 則最小靈敏系數(shù)為 。 （ 7）短路線圈抽頭，選取 CC。 （ 4）確定基本側(cè)實(shí)際動(dòng)作電流： AWAWI 20360a c . s0a c . s ??? (5)確定非基本計(jì)算平衡線圈匝數(shù)： ..2 . ???????? sdRT RTsac WIIWW ，非基本側(cè)平衡線圈的實(shí)用匝數(shù)為 2匝。 （ 2）計(jì)算差動(dòng)保護(hù)裝置基本側(cè)的動(dòng)作電流： ①按躲過(guò)最大不平衡電流的條件： ? ?? ?AKIUKKKI TAKSW300/ff 3 m a x2imr e lac???????????????? ?）（ ②按躲過(guò)勵(lì)磁涌流條件： AK IKKI TA N e lac ????? ③按躲過(guò)正常最大負(fù)荷下電流互感器二次回路斷線的條件： AK IKKI TA M A XL 13 e lac ????? 取上述三個(gè)條件計(jì)算值中最大者作為基本側(cè)的動(dòng)作電流，即 AI ? 。具體計(jì)算結(jié)果如下表： 表 51 計(jì)算結(jié)果表 序號(hào) 數(shù)值名稱(chēng) 各側(cè)數(shù)值 110kV 側(cè) 10kV 側(cè) 1 變壓器一次額定電流（ A） 131110325000 ?? 144310325000 ?? 2 電流互感器接線方式 △ Y 3 電流互感器的計(jì)算變比 522751313 ?? 51443 4 選 用電流互感器的變比 605300? 30051500? 5 電流互感器二次回路 流入繼電器的電流（ A） ?? ? 由表 51 可以看粗， 10kV 側(cè)的二次回路額定電流大于 110kV 側(cè)，因此 10kV 側(cè)作為基本側(cè)，即通常所說(shuō)的第Ι側(cè)。 本次設(shè)計(jì)試采用三個(gè) BCH2 型繼電器作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 瓦斯保護(hù)的主要原件就是氣體繼電器，它安裝在油箱和油枕之間的連接管道中，為保證氣體順利經(jīng)氣體繼電器進(jìn)入油枕，變壓器頂 蓋與水平之間應(yīng)有 1%—%的坡度，連接管道應(yīng)有 2%4%的坡度，綜合考慮選用 801?QJ 型復(fù)合式氣體繼電器。 電力變壓器瓦斯保護(hù) 電力變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，在故障點(diǎn)電流和電弧的作用下，將是變壓器油和其他絕緣材料因受熱而分解出瓦斯氣體從油箱流向油枕，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體而導(dǎo)致油箱內(nèi)部壓力升高，迫使變壓器油經(jīng)管道涌向油枕。 電力變壓器繼電保護(hù)的配置 為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照規(guī)程規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù) :1)反映油箱內(nèi)部故障和油面降低的非電量保護(hù)，又稱(chēng)瓦斯保護(hù)； 2)反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，或電流速斷保護(hù)； 3)作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)的過(guò)電流保護(hù)； 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)； 5)反映大型變壓器過(guò)勵(lì)磁的變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)及 過(guò)電壓保護(hù)； 6)反映變壓器過(guò)負(fù)荷的變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) 。外部短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓 。 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)土要包括 :過(guò)負(fù)荷 。變壓器發(fā)生故障，必將對(duì)電力網(wǎng)和變壓器帶來(lái)危害，特別是發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油劇烈氣化，從而可能引起爆炸。油箱內(nèi)部故障包括變壓器油箱內(nèi)繞組的相間短路、匝間短路、 接地短路以及鐵心的燒損等。 電壓互感器電壓為開(kāi)路運(yùn)行的儀用變壓器，其一次側(cè)、二次側(cè)均采用熔斷器保護(hù)；因此，電壓互感器不需要進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 查閱相關(guān)技術(shù)參數(shù)，選取 1106?JDC 型電壓互感器，該電壓互感器為單相三繞組戶(hù)外用串級(jí)油浸式全密封性互感器。二次側(cè)線圈匝數(shù)很少，阻抗很小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空在運(yùn)行。 查《煤炭電工手冊(cè)》關(guān)于常用電流互感器熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定簡(jiǎn)化計(jì)算方法，可得在假想時(shí)間為 時(shí) 110?LCWDL 型電流互感器允許通過(guò)的短路穩(wěn)態(tài)電流為 12kA 大于線路最大短路電流 ，允許通過(guò)的短路沖擊電流為 遠(yuǎn)大于線路中三相短路的沖擊電流 所以校驗(yàn)合格。二次繞組的額定電流一般為 5A。它接入電路的方式是 :將一次繞組串聯(lián)接入一次電路 。電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 :一次繞組匝數(shù)少 (有的只有一匝，利用一次異體 穿過(guò)其鐵心 )，導(dǎo)體相當(dāng)粗。 （ 3）高壓斷路器的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 須滿(mǎn)足 krlim ii ? 式中： limi —— 設(shè)備極限通過(guò)的電流峰值， kA kri —— 三相短路沖擊電流， kA 設(shè)計(jì)中 110kV 側(cè)三相短路沖擊電流為 ，遠(yuǎn)小于高壓隔離開(kāi)關(guān)極限通過(guò)電流50kA，所以校驗(yàn)合格。 表 44 戶(hù)外高壓隔離開(kāi)關(guān)具體參數(shù) 型 號(hào) 額定電壓（ kV） 額定電流（ kA） 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 極限通過(guò)電流（ kA） 允許通過(guò)的短路穩(wěn)態(tài)電流（ kA） 峰值 有效值 假想時(shí)間 ft (—— ) 1000/1105 GGW ? 110 1000 50 29 29 （ 2）高壓隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定校驗(yàn) ttfkt II ? 式中： tI —— 設(shè)備在 st 內(nèi)的熱穩(wěn)定電流， kA kI —— 三相短路穩(wěn)態(tài)電流， kA 設(shè)計(jì)中 110kV 側(cè)三相短路電流為 ，參考《煤礦電工手冊(cè)》中關(guān)于熱穩(wěn)定校驗(yàn)的簡(jiǎn)化算法，當(dāng)假想時(shí)間 ft 在（ —— 3..5s）時(shí)，允許通過(guò)的短路穩(wěn)態(tài)電流最小為安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 ，該值大于通過(guò)線路的最大短路穩(wěn)態(tài)電流。 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn) 高壓隔離開(kāi)關(guān)是在無(wú)載情況下斷開(kāi)或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對(duì)被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進(jìn)行電氣隔離的設(shè)備。所以校驗(yàn)合格。因此，高壓斷路器允許的開(kāi)斷電流和開(kāi)斷容量應(yīng)該滿(mǎn)足 : nmax UU ? nIIN? SS ??rN 其中 maxU —— 制造保證的最高工作電壓， kV nU —— 電路正常工 作電壓， kV NI —— 設(shè)備的額定電流， A nI —— 正常工作持續(xù)電流， A rNS —— 設(shè)備額定斷流容量， MVA S? —— 次暫態(tài)三相短路容量， MVA 結(jié)合第三章短路電流的計(jì)算所得數(shù)據(jù)，根據(jù)《煤炭電工手冊(cè)》選擇戶(hù)外少油斷路器GSW 1103 ? 為 110kV 高壓側(cè)斷路器。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫 斷路器和真空斷路器。 (2) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 查《煤礦電工手冊(cè)》母線的動(dòng)穩(wěn)定簡(jiǎn)化計(jì)算表可知，當(dāng)所選矩形鋁母線水平放置，支持點(diǎn)間距離為 100CM，相間距離為 25CM 時(shí)，母線允許通過(guò)的短路沖擊電流為：102kA，大于可能通過(guò)的三相短路沖擊電流 ，所以所選母線規(guī)格以及放置要求滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求。 C、 ksh 、 Ik 查《煤礦電工手冊(cè)》可知 C 取 87， ksh 取 ， Ik 取 kA。m .n /( 3 ) 2 2 9 0 5 .3 9 /( 3 1 0 ) 1 3 2 2 .4 4 ( )NI S U A? ? ? ? ?? 母線的選擇正常工作時(shí)允許載流量選擇： cc mnII? 查《煤礦電工手冊(cè)》選矩形鋁母線尺寸 80 10( )mm mm?? 。 (2) 動(dòng) 穩(wěn)定校驗(yàn) 查《煤礦電工手冊(cè)》母線的動(dòng)穩(wěn)定簡(jiǎn)化計(jì)算表可知，當(dāng)所選矩形鋁母線水平放置時(shí)，支持點(diǎn)間距離為 100CM，相間距離為 25CM 時(shí)，母線允許通過(guò)的短路沖擊電流為： 86kA，大于可能通過(guò)的三相短路沖擊電流 ，所以所選母線規(guī)格以及放置要求滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求。 C、 ksh 、 Ik 查《煤礦電工手冊(cè)》可知 C 取 87， ksh 取 1， Ik 取 kA。S 1K 點(diǎn) 222 2K點(diǎn) 最大運(yùn)行 392 最小運(yùn)行 196 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 4 變電所電氣設(shè)備選擇 母線的選擇 110kV 母線的選擇及校驗(yàn) 母線截面按允許載流量選擇 ，由計(jì)算負(fù)荷可得其最大持續(xù)電流為： 39。I （ kA） I? （ kA） shi （ kA） shI （ kA） 39。 110kV 架空線的電抗標(biāo)幺值： 0X = /km? ， L=30km（取架空線 30km） 2d021 ?????? ?? dULSXXX 主變壓器的電抗標(biāo)幺值： ** b34NT%S 1 0 . 5 1 0 0X 0 . 4 21 0 0 S 1 0 0 2 5kUX? ? ? ? ? ? 1K 點(diǎn)短路時(shí)： 211 ???? ?? ???? XX XXX 4 11k ??? ??? XI 短路電流 ? ? KAUSIIII ?????????? ?? 短路容量 ) M V ASISSS （????????? ?? 沖擊電流 2 8 .4 8 ( K A )1 1 .1 72 .5 5I2 .5 5i sh ?????? 短路電流的有效值為 )( KAII ?????? 2K 點(diǎn)短路時(shí)： 最大運(yùn)行方式，即兩臺(tái)變壓 器并列運(yùn)行 312 ????? ???? XXX 5 22k ??? ??? XI 短路電流 ? ? KAUSIIII ?????????? ?? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 短路容量 ) M V ASISSS （????????? ?? 沖擊電流 ( K A ) . 5 5I2 . 5 5i sh ?????? 短路電流的有效值為 )( KAII ?????? 最小運(yùn)行方式下 ,即變壓器分裂運(yùn)行 ????? ???? XXX 22k ??? ??? XI 短路電流 ? ? KAUSIIII ?????????? ?? 短路容量 ) M V ASISSS （????????? ?? 沖擊電流 ( K A ) .5 5I2 .5 5i sh ?????? 短路電流的有效值為 )( KAII ?????? 表 32 短路電流的計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) 三相短路電流 (kA) 短路容量(MVA) 39。 取 dS =100(MVA)， d avU= U 。 ④確定合理的主接線方案和主要運(yùn)行方式等。 ②設(shè)置和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。 在供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)單相短路故障的機(jī)率最大，但是由于三相短路所產(chǎn)生的的短路電流最大，危害最嚴(yán)重，因而短路電流計(jì)算的重點(diǎn)是三相短路電流的計(jì)算。單相接地短路是指供電系統(tǒng)中任意一相導(dǎo)體經(jīng)大地與中性點(diǎn)或中性線發(fā)生的短路，用 )1(K 表示。三相短路是指供電系統(tǒng)中三相導(dǎo)體間的短路，用 )3(K 表示。 （ 4）按電暈校驗(yàn)導(dǎo)線 查閱《煤礦電工手冊(cè)》，因?yàn)樗O(shè)計(jì)的煤 礦 110kV 變電所所在地海拔不超過(guò) 1000m，并且導(dǎo)線直徑不小于 ，一般不要驗(yàn)算電暈。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 (2)按電壓損失校驗(yàn) 根據(jù)《煤礦電工手冊(cè)》可得 110kV 架空線 LGJ150 在 cosψ=