【正文】 2）占地面積小。 （ 3）電能損失少。 此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過兩回。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和驟相同。 （ 1）對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下： 1）本工程情況。 2）電力系統(tǒng)情況。 3）負(fù)荷情況。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)予以辨證地分析。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了， 就等于積壓資金；否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)性和可靠。根據(jù)設(shè)計(jì)書任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干 個(gè)主接線方案。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個(gè)或三個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。 （ 4）短路電流計(jì)算。 （ 5）電器設(shè)備的選擇。根據(jù)主接線設(shè)計(jì)必須滿足供電可靠性，保證電能質(zhì)量，滿足靈活性和方便性，保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步在兩側(cè)各擬定兩個(gè)主接線方案，進(jìn)行選擇： 220kV 側(cè)主接線采用單母線分段和雙母線接線 2種接線方案 。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 下面列表比較各種方案的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求從中選出最佳方案 . 表 220kV側(cè)母線接線比較方式 方案 項(xiàng)目 單母線分段接線 雙母線接線 可靠性 ①對(duì)重要用戶可 以從不同段引出兩個(gè)回路。 ①可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 ③母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 ②擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。 ②擴(kuò)建方便。 經(jīng)濟(jì)性 ①接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少。 ② 隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。 時(shí)，只停該回路，旁路提高供靠性。 。 靈活性 。 。 個(gè)方向均勻擴(kuò)建。 ，設(shè)備較少 根據(jù)以上幾種方案的比較以及本次設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況，一次側(cè)為 2回進(jìn)線，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運(yùn)行方式，二次側(cè)出線，有 12 回出線，并且用戶基本都是有重要負(fù)荷的，因此決定主接線的一次側(cè)采用雙母線接線；二次側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 2. 選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。 4. 評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。 應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的 5～ 10 年。 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均應(yīng)采用實(shí)用計(jì)算法。 三 .計(jì)算步驟 實(shí)用計(jì)算法 1. 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 3. 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 39。 4. 求計(jì)算電抗 jsX 。 6. 計(jì)算無限大容量的電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 8. 計(jì)算短路電流沖擊值。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 三相短路電流的計(jì)算 一 .等值網(wǎng)絡(luò) 的繪制 計(jì)算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值為 1，相角為 0。常取基準(zhǔn)容量 BS 為一整數(shù) 100MW 或1000MW 而將各電壓級(jí)的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即 BU = avU = NU ，從而是計(jì)算大為簡(jiǎn)化。 在工程計(jì)算時(shí)，為進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長(zhǎng)將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類型發(fā)電機(jī)可以合并；直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)一般予以單獨(dú)考慮，無限大容量的電源應(yīng)該單獨(dú)計(jì)算。iX? ，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，即為該電源的計(jì)算電抗 jsiX 。39。 當(dāng)供電電源為無限大容量或計(jì)算電抗 jsX ≥ 時(shí)，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(shí) ???????? ??????? jsXXII 11 39。39。 或 （ ） 當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。 最后將得到的各電源在某同一時(shí)刻供出的短路電流的標(biāo)幺值換算成有名值，然后相220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 11 加，便得到短路點(diǎn)某一時(shí)刻的三相短路電流周期分量，即 （ ） 式中 ?tiI 有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo)幺 值； ??I 無限大容量電源供給的短路電流的標(biāo)幺值； tI 短路點(diǎn) t秒短路電流周期性分量的有效值， kA 。其計(jì)算式為 39。2 IKi ssh ? 式中 sK 沖擊系數(shù)。計(jì)算結(jié)果如下： 表 短路電流周期分量有效值： 短路點(diǎn) 0/S 2/S 4/S 1d 2d 1d 點(diǎn)沖擊電流： 1. 8 2 2. 55 6. 38 16 .2 7 kshi I A? ? ? ? ? 2d 點(diǎn)沖擊電流： 1 .8 2 2 .5 5 7 .9 9 2 0 .4 kshi I A? ? ? ? ? BBBNini tit USIUSII 331 ?????? ?沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 5 變電所保護(hù)裝置 變電所 繼電保護(hù) 配置 1 220kV 及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路保護(hù)配置 在 220kV 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng) ,線路得相間短路及單相接地短路保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于短路器跳閘 . 在下列的情況下 ,應(yīng)裝設(shè)一套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí) . (2) 線路發(fā)生三相短路時(shí) ,如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值 (一般約為 70%額定電壓 ),且其他保護(hù)不能無時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí) . (3) 如電力網(wǎng)的某些主要線路采用全線速動(dòng)保護(hù)后 ,不僅改善本線路保護(hù)性能 ,而且能夠改善整個(gè)電網(wǎng)保護(hù)的性能時(shí) . 對(duì) 220kV 線路 ,符合下面條件之一時(shí) ,可裝設(shè)二套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求 . (2) 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中 ,后備保護(hù)整定配合有困難時(shí) . 對(duì)于需要裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的電纜短線路及架空短線路 ,可采用倒引線保護(hù)或光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù) ,另裝設(shè)多段式電流電壓保護(hù)或距離保護(hù) 作為后備保護(hù) . 220kV 線路宜采用近后備方式 .但某些線路 ,如能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備 ,則宜采用遠(yuǎn)后備 ,或同時(shí)采用遠(yuǎn)近結(jié)合的后備方式 . 220kV 線路保護(hù)可按下列原則配置 : (1) 反映接地短路的保護(hù)配置 對(duì) 220kV線路 ,當(dāng)接地電阻不大于 100? 時(shí) ,保護(hù)應(yīng)能可靠地 ,有選擇地切除故障 .如已滿足裝設(shè)一套或二套全線速動(dòng)保護(hù)的條件 ,則除裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)外 ,還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù) ,宜裝設(shè)階段式反時(shí)限零序電流保護(hù) 。當(dāng)采用遠(yuǎn)后備方式時(shí) ,則應(yīng)接入雙回線路的電流 . 對(duì)于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù) 。在這種線路上經(jīng)常需要采用縱差保護(hù)以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的需要。 3 變壓器保護(hù)的配置 變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。因此必須真對(duì)變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠，性能良好的繼電保護(hù)裝置。 （ 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)的過電流保護(hù)（或帶有復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)或阻抗保護(hù)）。 （ 5）反映大型變壓器過勵(lì)磁的變壓器過勵(lì)磁 保護(hù)及過電壓保護(hù)。 （ 7）反映變壓器非全相運(yùn)行的非全相保護(hù)。對(duì) 及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器。對(duì)高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 2）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線路電壓）起動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。 （ 2）外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各相保護(hù)的接線，宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。 變壓器接地 短路后備保護(hù) 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。如果中性點(diǎn)絕緣水平較低，則中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。對(duì)自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。 由于非電量保護(hù)動(dòng)作量不需電氣量運(yùn)算。其配置原則為： （ 1）瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作 于斷開變壓器各側(cè)斷路器。輕微瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，大量瓦斯動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。 對(duì)母線保護(hù) 的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應(yīng)能可靠方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡(jiǎn)化。母線保護(hù)大多采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成，動(dòng)作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。 220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 15 完全電流差動(dòng)母線保護(hù) 即在母線所有連接元件中裝設(shè)具有相同變比和特性的電流互感器，將它們的二次線圈同極性端連在一起， 然后接入電流型差動(dòng)繼電器，此類保 護(hù)要求電流互感器和電流繼電器的內(nèi)阻要小，否則會(huì)造成外部故障時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作。 完全電流差動(dòng)母線保護(hù)的原理，與線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)十分相似，兩種保護(hù)只是被保護(hù)的對(duì)象不同而已。這種保護(hù)實(shí)際上是利用差動(dòng)回路阻抗變化的特征，有效的防止區(qū)外短路因電流互感器嚴(yán)重飽和造成保護(hù)誤動(dòng)作。 具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)母線保護(hù) 這種保護(hù)，因差動(dòng)回路總電阻約 200? ，故又稱作中阻抗式母差保護(hù)。 （二）斷路器失靈保護(hù) 高壓電網(wǎng)的保護(hù)裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護(hù)，以便在保護(hù)裝置拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，仍能可靠切除 故障。 斷路器失靈保護(hù)主要由起動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成。其中： （ 1）故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回； （ 2）在故障元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件起動(dòng)。 由于斷路器失靈保護(hù)的時(shí)間元件在其他保護(hù)動(dòng)作后才開始計(jì)時(shí)，動(dòng)作延時(shí)按躲過斷路器的調(diào)閘時(shí)間與保護(hù)時(shí)間的返回時(shí)間之和整定，通常取 ～ 。 5 變壓器的保護(hù)配置方案 電力變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，它的故障對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重后果。因此，必須根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)。內(nèi)故障指的是變壓器油箱內(nèi)繞組之間發(fā)生相間短路、一相繞組中發(fā)生的匝間短路、繞組與鐵芯或引出線與外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地短路。變壓器發(fā)生故障，必將對(duì)電網(wǎng)或變壓器帶來危險(xiǎn)，特別是發(fā)生內(nèi)部故障，短路 電流產(chǎn)生發(fā)高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致變壓器外殼局部變形、破壞甚至引起爆炸。 變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要指過負(fù)荷、油箱漏油造成的油面降低以及外部短路引起的過電流。過勵(lì)磁也是變壓器的一種不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)發(fā)出信號(hào)。 對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 （ 2） 繞組的匝間短路； （ 3） 外部相間短路引起的過電流； （ 4） 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓； （ 5） 過負(fù)荷； （ 6） 過勵(lì)磁； （ 7） 油面降低； （ 8） 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故 障； 上述第一、第二款的保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，第三、第四的保護(hù)裝置應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘，第五、第六款的保護(hù)裝置一般作用于信號(hào)。 變壓器保護(hù)部分： 初步裝設(shè)方案（變壓器 B1﹑ B2）： 主保護(hù)：變壓器瓦斯保護(hù)﹑差動(dòng)保護(hù) 后備保護(hù)：復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)﹑過負(fù)荷保護(hù) 其它保護(hù)：裝設(shè)變壓器油溫監(jiān)測(cè) 變壓器的各種保護(hù) 原理 1 瓦斯保護(hù)工作原理 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng) 的速度而動(dòng)作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)。 220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 17 圖 瓦斯繼電器安裝位置圖 為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器