畢業(yè)論文---工廠主變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：工廠主變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備，他的故障給供電可靠性和系</p><p>　　統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果，同時(shí)大容量變壓器

2、也是非常貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)性能良好的、動(dòng)作可靠的保護(hù)元件。</p><p>　　本文是筆者在閱讀了大量專業(yè)資料、咨詢了老師的前提下，按照指導(dǎo)老師所給的原始資料，通過系統(tǒng)的原理分析、精確的整定計(jì)算。做出的一套電力變壓器保護(hù)方案。</p><p>　　本文語言簡(jiǎn)練、邏輯嚴(yán)密、內(nèi)容夯實(shí)?？勺鳛閺氖码姎夤こ碳夹g(shù)人員的參考資料。</p><p&g

3、t;　　關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)故障，變壓器，繼電保護(hù)，整定計(jì)算</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　Power transformer power system is an important and indispensable equipment, his failure to power supply reliability an

4、d department </p><p>　　The normal operation of the stockings brings serious consequences, and large capacity transformer is also very valuable components, therefore, must be based on the capacity of transfor

5、mer and important degree furnish the good performance of, reliable protection components. </p><p>　　This paper is the author in reading a large number of professional information, consulting the teacher prem

6、ise, according to guide teacher gave the original material, through principle analysis, accurate system setting calculation. Make a set of power transformer protection scheme. </p><p>　　This paper language s

7、uccinct, tight logic, content ramming. Can be used as engaged in electrical engineering and technical personnel of reference material. </p><p>　　Keywords: power system malfunction, transformer, relay protect

8、ion and setting calculation </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　abstract3</p><p><b>　　目錄4</b></p><p>　　

9、第一章 主變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的概述6</p><p><b>　　1.1、概述6</b></p><p>　　1.2、變壓器保護(hù)裝設(shè)的一般原則6</p><p>　　1.3、主變壓器的保護(hù)類型7</p><p>　　第二章系統(tǒng)運(yùn)行方式及選擇8</p><p>　　2.1 任務(wù)與要求

10、8</p><p>　　2.1.1、任務(wù)8</p><p>　　2.1.2 要求8</p><p>　　2.2中性點(diǎn)接地方式的類型11</p><p>　　2.2.1中性點(diǎn)不接地方式11</p><p>　　2.2.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地11</p><p>　　2.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)

11、電阻接地12</p><p>　　2.2.4 6～35kV配電網(wǎng)的接地方式選擇13</p><p>　　第三章 輸電線路上的TA、TV變比的選擇15</p><p>　　4.1 電壓互感器（TV）的選擇：15</p><p>　　4.2、電流互感器(TA)的選擇：15</p><p>　　4.3、不平衡電流

12、產(chǎn)生的原因17</p><p>　　第四章 短路電流計(jì)算19</p><p><b>　　4.1概述19</b></p><p>　　4.2短路電流計(jì)算目的19</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的一般規(guī)定19</p><p>　　4.4短路計(jì)算基本假設(shè)20</p>

13、;<p>　　4.5短路電流計(jì)算的步驟：20</p><p>　　4.5.1 標(biāo)幺值短路電流的計(jì)算20</p><p>　　第五章 變壓器主保護(hù)系統(tǒng)的方式和整定計(jì)算23</p><p>　　5.1 電力變壓器的保護(hù)規(guī)程23</p><p>　　5.2 主變壓器的保護(hù)方式和整定計(jì)算23</p>&l

14、t;p>　　5.2.1相間繼電保護(hù)方式整定計(jì)算（由于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)）23</p><p>　　5.2.2 距離保護(hù)方式配置與整定計(jì)算24</p><p>　　5.2.3 零序繼電保護(hù)方式配置與整定計(jì)算29</p><p>　　5.2.4 瓦斯保護(hù)：33</p><p>　　5.2.5縱差動(dòng)保護(hù)：33</p&

15、gt;<p>　　第六章 自動(dòng)重合閘的選擇39</p><p>　　6.1 自動(dòng)重合閘應(yīng)滿足的基本要求：39</p><p>　　6.2 自動(dòng)重合閘的類型：39</p><p>　　6.3自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合40</p><p>　　6.3.1自動(dòng)重合閘的選擇及整定計(jì)算40</p><

16、;p><b>　　結(jié)論42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p>　　第一章 主變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的概述</p><p><b>　　1.1、概述</b><

17、/p><p>　　電力變壓器是供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它的故障對(duì)你供電的可靠性和用戶的生產(chǎn)、生活將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置。</p><p>　　變壓器的故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。</p><p>　　變壓器油箱內(nèi)部故障：</p><p>　　各項(xiàng)繞組之間的相間短路；</p>&

18、lt;p>　　單項(xiàng)繞組部分線匝之間的匝間短路；</p><p>　　單項(xiàng)繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地故障。</p><p>　　變壓器油箱外部故障：</p><p>　?。?）引出線的相間短路；</p><p>　?。?）絕緣套管閃爍或破、引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路。</p><p>　　按GB500

19、62—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：</p><p>　?。?）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；</p><p>　　（2）繞組的匝間短路；</p><p>　?。?）外部相間短路引過的過電流；</p><p>　?。?）中性點(diǎn)直接接地

20、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；</p><p><b>　?。?）過負(fù)荷；</b></p><p><b>　?。?）油面降低；</b></p><p>　?。?）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。</p><p>　　對(duì)于高壓側(cè)為6～10KV的車間變電所主變壓器來說，通

21、常裝設(shè)有帶時(shí)限的過電流保護(hù)；如過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800KV·A及以上的油浸式變壓器和400KV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)）。容量在400KV·A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(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)。過負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)（通稱“輕瓦斯”），動(dòng)作于信號(hào)，

22、而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)（通稱“重瓦斯”），一般均動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　對(duì)于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000KV·A及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300KV·A及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。</p

23、><p>　　1.2、變壓器保護(hù)裝設(shè)的一般原則</p><p>　?。?）防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低的瓦斯保護(hù)。</p><p>　?。?）防御變壓器線圈和引出線的多相短路、大接地電流電網(wǎng)側(cè)線圈和引出線的接地短路以及線圈匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。</p><p>　?。?）防御外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（或電流速斷保

24、護(hù)）后備的過電流保護(hù)（或復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、或負(fù)序電流保護(hù)）。</p><p>　?。?）防御大接地電流電網(wǎng)中外部接地短路的零序電流保護(hù)。</p><p>　?。?）防御對(duì)稱過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　以上第2、第3、第4項(xiàng)的保護(hù)及第1項(xiàng)中的重瓦斯保護(hù)均動(dòng)作于跳閘；第5項(xiàng)及第1項(xiàng)中的輕瓦斯保護(hù)僅動(dòng)作于信號(hào)。</p><p>

25、;　　對(duì)于容量為1000kVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　1.3、主變壓器的保護(hù)類型</p><p>　?。?）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 所謂變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，是指由變壓器的一次和二次電流的數(shù)值和相位進(jìn)行比較而構(gòu)成的保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，一般用來保護(hù)變壓器線圈及引出線上發(fā)生的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。對(duì)于變壓器線圈的匝間短路等內(nèi)部故障，通常只作后

26、備保護(hù)。（考試大注冊(cè)安全工程師） 　　縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個(gè)電流互感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。因此，流經(jīng)繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下或保護(hù)范圍外發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流大小相等，相位相同，因此流經(jīng)繼電器的差電流為零，但如果在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障，流經(jīng)繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動(dòng)作，使斷路器跳閘，從而起到保護(hù)作用。</p>

27、<p>　　（2）、電流速斷保護(hù) 電流速斷保護(hù)分為無時(shí)限電流速斷和帶時(shí)限電流速斷，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，無時(shí)限速斷保護(hù)能瞬時(shí)動(dòng)作，但它只能保護(hù)線路的一部分，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)能保護(hù)全線路，另外帶時(shí)限速斷保護(hù)比下一級(jí)線路無時(shí)限保護(hù)大了一個(gè)時(shí)限差，因此下一段線路首端發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)</p><p>　?。?）、相間后備保護(hù) 反映因外部相間短路引起的變壓器過電流、并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)

28、保護(hù)的后備，35kV——66kV及以下中小容量降壓變壓器宜采用過電流保護(hù)，110KV——500KV的降壓、升壓和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。</p><p>　?。?）、零序后備保護(hù) 對(duì)兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓或降壓變壓器，當(dāng)其與大接地電流電網(wǎng)連接時(shí)，一般需在變壓器上裝設(shè)零序后備保護(hù)。該保護(hù)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備，但在為了滿足完全后備接線大為復(fù)雜化時(shí)，允許縮短對(duì)相鄰

29、線路的后備作用范圍，并在某些個(gè)別情況下可不考慮變壓器主保護(hù)拒絕動(dòng)作的情況。此保護(hù)，一般應(yīng)接于變壓器中性點(diǎn)處的電流互感器上。</p><p>　　（5）、過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)是用來反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器的確有過負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。</p><p><b>　　系統(tǒng)運(yùn)行方式及選擇</b></p>

30、<p>　　2.1 任務(wù)與要求</p><p>　　2.1.1、任務(wù) </p><p>　　根據(jù)工廠主變壓器的實(shí)際情況設(shè)計(jì)主變壓器的保護(hù)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)針對(duì)工廠主變壓器</p><p>　　為例采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、電流保護(hù)、接地保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)為一體的保護(hù)系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.1.2 要求 &

31、lt;/b></p><p>　　繼電保護(hù)裝置的基本要求 ：</p><p>　　1）選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)除。首先斷開距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。 </p><p>　　2）靈敏性：保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)

32、產(chǎn)生拒絕動(dòng)作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。靈敏系數(shù)公式如下：</p><p><b>　　S</b></p><p>　　式中I——繼電保護(hù)裝置保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行下的最小短路電流。</p><p>　　I——繼電保護(hù)裝置動(dòng)作電流換算到一次電路的值，稱為其一次動(dòng)作電流。</p><p>　　3）速

33、動(dòng)性：是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時(shí)間以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定眭。 </p><p>　　4）可靠性：保護(hù)裝置如能滿足可靠性的要求，反而會(huì)成為擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定訓(xùn)算、安裝調(diào)試正確無誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量

34、可靠、運(yùn)行維護(hù)得當(dāng)、系統(tǒng)簡(jiǎn)化有效，以提高保護(hù)的可靠性。</p><p>　　對(duì)于由外部相間短路引起的過電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：</p><p>　　1）、對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)</p><p>　　2）、對(duì)三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時(shí)，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性

35、的要求裝設(shè)方向元件。</p><p>　　3）、對(duì)于供電給分開運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路上裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。</p><p>　　5）、保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一

36、般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。</p><p>　　6）、對(duì)某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無選擇性動(dòng)作。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)保護(hù)原理接線圖</p><p><b>　　圖1</b></p

37、><p><b>　　圖2</b></p><p>　　中性點(diǎn)的運(yùn)行方式與選擇：</p><p>　　三相交流電力系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間的電氣連接方式，稱為電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。中性點(diǎn)接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護(hù)方式、通訊干擾等。一般來說，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式也就是變電所中變壓器的各級(jí)電壓

38、中性點(diǎn)接地方式。因此，在變電所的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)選擇變壓器中性點(diǎn)接地方式中應(yīng)進(jìn)行具體分析、全面考慮。 </p><p>　　我國(guó)110kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式，即中性點(diǎn)有效接地方式（在實(shí)際運(yùn)行中，為降低單相接地電流，可使部分變壓器采用不接地方式），這樣中性點(diǎn)電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓升高不會(huì)超過1.4倍運(yùn)行相電壓；暫態(tài)過電壓水平也較低；故障電流很大，繼電保護(hù)能迅速動(dòng)作于跳閘，切除故障

39、，系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓時(shí)間較短。因此，大電流接地系統(tǒng)可使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低，從而大幅降低造價(jià)。 </p><p>　　6～35kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點(diǎn)非有效接地方式。近幾年來兩網(wǎng)改造，使中、小城市6～35kV配電網(wǎng)電容電流有很大的增加，如不采取有效措施，將危及配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。</p><p>　　2.2中性點(diǎn)接地方式的類型</p><p>　

40、　中性點(diǎn)非有效接地方式主要可分為以下三種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地及經(jīng)電阻接地。 </p><p>　　2.2.1中性點(diǎn)不接地方式 </p><p>　　適用于單相接地故障電容電流IC < 10A，以架空線路為主，尤其是農(nóng)村10kV配電網(wǎng)。此類型電網(wǎng)瞬間單相接地故障率占60%～70%，希望瞬間接地故障不動(dòng)作于跳閘。 </p><p><b>　　其特點(diǎn)

41、為： </b></p><p>　　·單相接地故障電容電流IC < 10A，故障點(diǎn)電弧可以自熄，熄弧后故障點(diǎn)絕緣自行恢復(fù)； </p><p>　　·單相接地不破壞系統(tǒng)對(duì)稱性，可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，保證供電連續(xù)性； </p><p><b>　　·通訊干擾?。?</b></p><

42、;p>　　·單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地工頻電壓升高 31/2UC，此系統(tǒng)中電氣設(shè)備絕緣要求按線電壓的設(shè)計(jì)； </p><p>　　·當(dāng)IC > 10A時(shí)，接地點(diǎn)電弧難以自熄，可能產(chǎn)生過電壓等級(jí)相當(dāng)高的間歇性弧光接地過電壓，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，危及網(wǎng)內(nèi)絕緣薄弱設(shè)備，繼而引發(fā)兩相接地故障，引起停電事故； </p><p>　　·系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓引起電壓互

43、感器熔斷器熔斷，燒毀TV，甚至燒壞主設(shè)備的事故時(shí)有發(fā)生。 </p><p>　　2.2.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 </p><p>　　適用于單相接地故障電容電流IC > 10A，瞬間性單相接地故障較多的架空線路為 主的配電網(wǎng)。 </p><p><b>　　其特點(diǎn)為： </b></p><p>　　·利

44、用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地點(diǎn)流過的電網(wǎng)容性電流，使故障電流<10A，電弧自熄，熄弧后故障點(diǎn)絕緣自行恢復(fù)； </p><p>　　·減少系統(tǒng)弧光接地過電壓的概率； </p><p>　　·系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間； </p><p>　　·降低了接地工頻電流(即殘流)和地電位升高，減少了跨步電壓和接地電位差，減少了對(duì)低壓設(shè)備的反擊

45、以及對(duì)信息系統(tǒng)的干擾。 </p><p>　　目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的消弧線圈分手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償兩類：前一種手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，消弧線圈需退出運(yùn)行，且人為估算電容電流值，誤差較大，現(xiàn)已較少使用；后一種能自動(dòng)進(jìn)行電容電流測(cè)量并自動(dòng)調(diào)整消弧線圈，使補(bǔ)償電流適應(yīng)系統(tǒng)的變化，現(xiàn)一般都選擇該種消弧線圈。 </p><p>　　自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈分調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、直流助磁式和調(diào)容式等。根據(jù)我局變電所運(yùn)行情況顯

46、示，調(diào)匝式價(jià)格較底，但調(diào)整級(jí)數(shù)較少，不能完全適應(yīng)系統(tǒng)變化。調(diào)氣隙式補(bǔ)償線性度較好，但震動(dòng)噪音極大，運(yùn)行人員反映強(qiáng)烈，有待改進(jìn)。調(diào)容式反應(yīng)迅速可靠，運(yùn)行安靜平穩(wěn)，運(yùn)行人員反映較好。 </p><p>　　2.2.3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地 </p><p>　　中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地適于瞬間性單相接地故障較少的電力電纜線路。 </p><p>　　中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式的特點(diǎn)：

47、 </p><p>　　·降低操作過電壓。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的配網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序保護(hù)動(dòng)作，可準(zhǔn)確判斷并快速切斷故障線路； </p><p>　　·可有效降低工頻過電壓，單相接地故障時(shí)非故障相電壓為31/2UC，且持續(xù)時(shí)間短； </p><p>　　·中性點(diǎn)電阻為耗能元件，也是阻尼元件(消弧線圈是諧振元件)； </p>

48、<p>　　·有效地限制弧光接地過電壓，當(dāng)電弧熄滅后，系統(tǒng)對(duì)地電容中的殘余電荷將通過接地電阻泄放掉，下次電弧重燃時(shí)，不會(huì)疊加形成過電壓； </p><p>　　·可有效消除系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓， 中性點(diǎn)電阻接地相當(dāng)于在諧振回路中并接阻尼電阻，試驗(yàn)表明，只要中性點(diǎn)電阻<1500Ω，就可以消除各種諧振過電壓，電阻越小，消除諧振的效果越好； </p><p>

49、　　·對(duì)電容電流變化的適用范圍較大，簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)。 </p><p>　　中性點(diǎn)接地電阻的選擇： </p><p>　　·從減少短路電流對(duì)設(shè)備的沖擊角度和從安全角度考慮，減少故障點(diǎn)入地電流，降低跨步電壓和接觸電壓，I值越小越好，即中性點(diǎn)接地電阻應(yīng)越大越好； </p><p>　　·為將弧光接地過電壓限制在2倍以內(nèi)，一般按 IR =

50、(1～4) IC 要求選擇接地電阻； </p><p>　　·中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)是通過各線路的零序保護(hù)判斷和切除故障線路的，在選擇Rn時(shí)，要保證每條線路零序保護(hù)靈敏度要求。 </p><p>　　選擇中性點(diǎn)接地電阻必須根據(jù)電網(wǎng)的具體條件，考慮限制弧光接地過電壓、繼電保護(hù)靈敏度、對(duì)通訊干擾、安全等因素。 目前，深圳各區(qū)變電所中性點(diǎn)均采用15Ω，北京、廣州等地的變電所則采用9.9Ω

51、的小電阻接地方式。 </p><p>　　2.2.4 6～35kV配電網(wǎng)的接地方式選擇 </p><p>　　以架空線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，架空線路發(fā)生接地故障70%為瞬間故障;只需按照規(guī)程要求，以系統(tǒng)電容電流是否大于10A來確定，選用中性點(diǎn)不接地或自動(dòng)跟蹤消弧線圈接地方式。 </p><p>　　以電纜線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)， 變電所覆蓋面較大， 出線較多且一般為電纜線路

52、，系統(tǒng)電容電流也較大，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和運(yùn)行實(shí)踐， 電纜線路發(fā)生接地故障大約50%為瞬間故障。但由于電纜線路的特殊性，一般可選用小電阻接地方式，犧牲一些供電可靠性，來防止擴(kuò)大事故。 </p><p>　　以架空和電纜混合線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，兼顧架空和電纜線路的特點(diǎn)，使配網(wǎng)的接地方式選擇在自動(dòng)跟蹤消弧線圈和小電阻兩種方式上左右為難。 </p><p>　　單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地工頻電壓升高3

53、1/2 UC、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能引起多點(diǎn)絕緣擊穿，事故擴(kuò)大。 </p><p>　　消弧線圈無法補(bǔ)償諧波電流，而有些城市或工廠中諧波電流所占比例為5%～15%，僅諧波電流就足以支持電弧穩(wěn)定燃燒。 </p><p>　　尋找單相接地故障線路困難，目前許多小電流接地選線的動(dòng)作率還不理想，往往仍采用試?yán)ā?</p><p>　　電纜溝或電纜排管內(nèi)的電纜發(fā)生單相接地時(shí)，尋找

54、故障線路時(shí)間長(zhǎng)，在帶接地故障運(yùn)行期間，容易引起人身觸電。另一方面采用小電阻接地方式，可能錯(cuò)誤切除瞬間故障線路，造成對(duì)用戶的供電中斷，降低了供電可靠性，減少了供電量。 </p><p>　　決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》簡(jiǎn)述了主變110—500KV側(cè)采用直接接地方式：</p><p>　　a 、凡是自耦變壓器，其中性點(diǎn)須直接接地或經(jīng)小阻抗接地。</p>

55、<p>　　b 、凡是低壓側(cè)有電源的升壓方法或降壓變電站至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地。</p><p>　　c 、 終端變電站的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。</p><p>　　d 、 變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)量應(yīng)使電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比X/ X小于3，以使單相接地時(shí)建全相上公頻過電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓，X/ X序電抗尚應(yīng)大于1—1.5，以便單相接地短路電流

56、不超過三相短路電流。</p><p>　　綜上所述本次設(shè)計(jì)的電網(wǎng)為110KV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。</p><p>　　第三章 輸電線路上的TA、TV變比的選擇</p><p>　　4.1 電壓互感器（TV）的選擇：</p><p>　　電壓互感器選擇的具體條件如下：</p><p>　　一次電壓：0.9U<U&

57、lt;1.1U</p><p>　　二次電壓：根據(jù)使用情況而定；</p><p>　　準(zhǔn)確等級(jí)：應(yīng)根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表，繼電器和自動(dòng)裝置的準(zhǔn)確等級(jí)來確定。</p><p>　　二次負(fù)荷：S=S根據(jù)實(shí)際接入設(shè)備和接線方式而定。</p><p>　　輸電線路上TV變比，型號(hào)的選擇。</p><p><b>　　a

58、變比</b></p><p>　　由于線路電壓等級(jí)均為110KV，TV二次側(cè)電壓為100V故線路上所有的TV變變比均為</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　b 型號(hào) </b></p><p>　　由（發(fā)電機(jī)電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料）查的型號(hào)為JCC-11

59、0.</p><p>　　J—電壓互感器： C—串級(jí)式： C—陶絕緣</p><p>　　4.2、電流互感器(TA)的選擇：</p><p>　　因?yàn)楸颈Ｗo(hù)系統(tǒng)為縱差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　變壓器縱差保護(hù)的基本原理</p><p>　　變壓器縱差保護(hù)住要是用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障。是變壓器的

60、主保護(hù)。變壓器縱差保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖1示出了雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差保護(hù)的正確工作，就須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)電流相等。</p><p>　　圖1 雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖 </p><p>　　正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差

61、差，欲使這種情況下流過繼電器的電流基本為零，則應(yīng)恰當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。</p><p>　　因?yàn)?</p><p>　　即 </p><p>　　式中 KTA1 —TA1的變比，一般指高壓側(cè)；</p><p>　　KTA2 —TA2的變比，一般指低壓側(cè)；</p><p>　　

62、KT —變壓器的變比。</p><p>　　若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為零</p><p>　　當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為</p><p>　　為了保證動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流I應(yīng)按躲開外部短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流來鑒定， 即 </p><p>　　式中K——可靠系數(shù)，其值

63、大于1.</p><p>　　從式中可見，不平衡電流I愈大，繼電器的動(dòng)作電流也愈大，I太大，就會(huì)降低內(nèi)部短路時(shí)保護(hù)的靈敏度，因此，減小不平衡電流及其對(duì)保護(hù)的影響，就成為實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的主要問題。為此，應(yīng)分析不平衡電流的原因，并對(duì)其討論減少對(duì)保護(hù)影響的措施。</p><p>　　4.3、不平衡電流產(chǎn)生的原因</p><p>　　1、穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流</

64、p><p>　　2、暫態(tài)情況下的不平衡電流</p><p>　　1、穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流</p><p>　　1）變壓器正常運(yùn)行時(shí)由勵(lì)磁電流引起的不平衡電流</p><p>　　變壓器正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流為額定電流的3%~5%.當(dāng)外部短路時(shí)，由于變壓器電壓降低，此時(shí)的勵(lì)磁電流更小，因此，在整定計(jì)算中可以不考慮。</p><p

65、>　　變壓器各側(cè)電流相位不同引起的不平衡電流</p><p>　　電力系統(tǒng)中變壓器常采用Y、d接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位差也會(huì)產(chǎn)生2Isin15的不平衡電流，因此，必須補(bǔ)償由于兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。具體方法是將Y、d接線的變壓器星型接線側(cè)的電流互感器接成三角型接線，三角型接線側(cè)的電流互感器接成星性接線，這樣可以使兩側(cè)電流互感器二次接臂上的電流I和I相位一致，如圖2.2（a）所示。電流

66、向量圖，按圖接線進(jìn)行相位補(bǔ)償后，高壓側(cè)保護(hù)臂中電流比該側(cè)互感器二次側(cè)電流大倍，為使正常負(fù)荷時(shí)兩側(cè)保護(hù)臂中電流接近相等，故高壓側(cè)電流互感器變比應(yīng)增大倍。</p><p>　　Y，d接線的變壓器兩側(cè)電流互感器的接線及電流相量</p><p>　　電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同</p><p>　　變壓器高、低壓繼電器兩側(cè)的電流大小是不相等的，為要滿足正常運(yùn)行或外部短路

67、時(shí)，流入繼電器差回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓側(cè)流入繼電器的電流相等，則高、低壓側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但實(shí)際上由于電流互感器在制造上的標(biāo)準(zhǔn)化，往往出的是與計(jì)算變比相近且較大的標(biāo)準(zhǔn)變比的電流互感器。這樣，由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流。</p><p>　　變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同</p><p>　　由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)和額定電

68、流不同，所以變壓器各側(cè)的電流互感器型號(hào)不同，它們的飽和特征、勵(lì)磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同，從而差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流。 </p><p><b>　　綜上</b></p><p>　　電流互感器（TA）變比 的選擇見第四章縱差保護(hù)的整定計(jì)算中有列出TA的變比結(jié)論。</p><p>　　第四章 短路電流計(jì)算</p>&

69、lt;p><b>　　4.1概述</b></p><p>　　在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(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)的故障是各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到損壞。</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之

70、間，（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。</p><p>　　在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路，其中三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣，仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。</p><p>　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路是大多數(shù)，二相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少，但三相短路雖然很少發(fā)生，其后果最為

71、嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的重視，因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。</p><p>　　4.2短路電流計(jì)算目的</p><p>　?。?）電氣主接線比較</p><p>　?。?）選擇導(dǎo)體和電器</p><p>　?。?）確定中性點(diǎn)接地方式</p><p>　?。?）計(jì)算軟導(dǎo)線的短路校驗(yàn)</

72、p><p>　?。?）確定導(dǎo)線間隔棒的間距</p><p>　?。?）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓</p><p>　　（7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的一般規(guī)定</p><p>　?。?）驗(yàn)算導(dǎo)體和電氣動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電氣開斷電流所用的短路電流，應(yīng)根本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)

73、算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5-10年）校驗(yàn)短路電流時(shí)，應(yīng)接可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線要求。</p><p>　　（2）選擇導(dǎo)體和電氣用的短路電流，在電氣連接回路中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p>　?。?）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在

74、正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　?。?）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。</p><p>　　4.4短路計(jì)算基本假設(shè)</p><p>　?。?）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行</p><p>　　（2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同</p><p>　?。?）電力系

75、統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電 流大小發(fā)生變化</p><p>　?。?）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷在系統(tǒng)側(cè)</p><p>　?。?）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間</p><p>　?。?）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流</p><p>　?。?）

76、除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件電阻都略去不計(jì)</p><p>　?。?）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍</p><p>　?。?）輸電線路的電容略去不計(jì)</p><p>　?。?0）用概率統(tǒng)計(jì)法確定短路電流運(yùn)算曲線</p><p>　　4.5短路電流計(jì)算的步驟：</p><

77、p>　?。?）計(jì)算各元件電抗標(biāo)么植，并折算為同一基準(zhǔn)容量下</p><p>　?。?）給系統(tǒng)制定等值回路圖</p><p><b>　?。?）選擇短路點(diǎn)</b></p><p>　　（4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看著無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減，求出電源對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)么值，并計(jì)算短路電流標(biāo)么值、有名值</p>

78、<p>　　標(biāo)么值?。蒬*=1/X*∑</p><p>　　有名值 Id*=Id*·Ij</p><p>　?。?）計(jì)算短路點(diǎn)容量，短路電流沖擊值</p><p>　　短路容量 Ｓ＝ＵjId </p><p>　　短路電流沖擊值 Iej =2.55Id</p><p>　　（6）列出短路電流

79、計(jì)算結(jié)果</p><p>　　4.5.1 標(biāo)幺值短路電流的計(jì)算</p><p>　　假設(shè)：已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開容量為500MVA，架空線的長(zhǎng)度為8km，試求工廠35kv母線上k-1點(diǎn)短路和10kv母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。</p><p>　　繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。</p>&l

80、t;p>　　圖5.2 最大運(yùn)行方式短路計(jì)算等效圖</p><p><b>　?。?）確定基準(zhǔn)值</b></p><p>　　取 Sd = 100MVA,UC1 =37KV,UC2 = 10.5KV</p><p>　　而 Id1 = Sd /√3UC1 = 100MV·A/(√3×37KV) =1.56KA</p

81、><p>　　Id2 = Sd /√3UC2 = 100MV·A/(√3×10.5KV) = 5.5KA</p><p>　?。?）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　1）電力系統(tǒng)（SOC = 500MVA）</p><p>　　X1*= 100/500= 0.2</p><p>

82、　　2）架空線路（XO = 0.4Ω/km）</p><p>　　X2* = 0.4×8×1OO/37² =0.23</p><p>　　3）電力變壓器（Uk% = 6.5）</p><p>　　X3* = X4* = UK%Sd/100SN =6.5×100×1000/(100×1250) </p&

83、gt;<p><b>　　≈ 5.2</b></p><p>　　(3)求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　1)總電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　　X*Σ(K-1) = X1*＋X2* = 0.2+0.23= 0.43</p><p&

84、gt;　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　IK-1(3) = Id1/ X*Σ(K-1)= 1.56KA/0.43≈3.63 KA</p><p>　　3)其他三相短路電流</p><p>　　I"(3) = I∞(3) = Ik-1(3) = 3.63KA</p><p>　　ish(3) = 2.55

85、5;3.63KA = 8.17KA</p><p>　　Ish(3) = 1.51×3.63KA = 5.48KA</p><p><b>　　4)三相短路容量</b></p><p>　　Sk-1(3) = Sd/X*Σ(k-1)= 100/0.43 =232.56 MVA</p><p>　　(4)求k-2

86、點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　1)總電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　　X*Σ(K-2) = X1*＋X2*＋X3*∥X4* = 0.43＋5.2/2 =3.03</p><p>　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　IK-2(3) = Id2/X*Σ

87、(K-2) = 5.5KA/3.03 =1.82KA</p><p>　　3)其他三相短路電流</p><p>　　I"(3) = I∞(3) = Ik-2（3） = 1.82KA</p><p>　　ish(3) = 1.84×1.82KA =3.35KA</p><p>　　Ish(3) = 1.09×1.8

88、2KA = 1.98KA</p><p><b>　　4)三相短路容量</b></p><p>　　Sk-2(3) = Sd/X*Σ(k-2) = 100/3.03= 33MV·A</p><p>　　表4.1 最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　第五章 變壓器主保護(hù)系統(tǒng)的方式和整定計(jì)算<

89、;/p><p>　　5.1 電力變壓器的保護(hù)規(guī)程</p><p>　　按技術(shù)規(guī)程的規(guī)定電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則一般為：</p><p>　　針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯瞬間時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯瞬間動(dòng)作與短開各側(cè)短路器。</p><p>　　應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)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)作

90、為主保護(hù)，瞬間動(dòng)作與斷開各側(cè)斷路器。</p><p>　　對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器的靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)，復(fù)合由電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，負(fù)序電流和單相式電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作與跳閘。</p><p>　　對(duì)110KV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕

91、緣情況設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　為防御長(zhǎng)時(shí)間的過負(fù)荷對(duì)設(shè)備的損壞，應(yīng)根據(jù)可能的過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作與信號(hào)。</p><p>　　對(duì)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，裝設(shè)作用于信號(hào)或動(dòng)作與跳閘的設(shè)置。</p><p>　　5.2 主變壓器的保護(hù)方式和整定計(jì)算</p>&l

92、t;p>　　5.2.1相間繼電保護(hù)方式整定計(jì)算（由于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)）</p><p>　　1.110—220KV線路繼電保護(hù)的配置原則</p><p>　　在110-220KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，線路的相間短路保護(hù)及單相接地保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘。在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)全線任何部分短路時(shí)均能速動(dòng)的保護(hù)：（1）根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí)；（2）線路發(fā)生三項(xiàng)短路，使廠用電或重要

93、用戶母線電壓低于60%額定電壓，且其保護(hù)不能無時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí)；（3）如某些線路采用全線速動(dòng)保護(hù)能顯著簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)保護(hù)，并提高保護(hù)的選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。</p><p>　　在110-220KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，線路的保護(hù)以以下原則配置：</p><p>　　對(duì)于相間短路，單側(cè)電源單回線路，可裝設(shè)三項(xiàng)多段式電流電壓保護(hù)作為相間短路保護(hù)。如不滿足靈敏度要求，應(yīng)裝設(shè)多段式距離保

94、護(hù)。雙電源單回線路，可裝設(shè)多段式距離保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)加裝高頻保護(hù)作為主保護(hù)，把多段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)。</p><p>　　對(duì)于接地短路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，在終端線路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。</p><p>　　對(duì)于平行線的相間短路，一般

95、可裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)。當(dāng)靈敏度或速動(dòng)性不能滿足要求時(shí)，應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)。裝設(shè)帶方向性或不帶方向元件的多段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作為后備保護(hù)，并作為單回線運(yùn)行的主保護(hù)和后備保護(hù)。</p><p>　　對(duì)于平行線的接地短路，一般可裝設(shè)零序電流橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)：裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向元件的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。</p><p

96、>　　對(duì)于電纜線路或電纜與架空線路混合的線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　2. A-BD2和B-BD3線路相間繼電保護(hù)方式選擇</p><p>　　（1） A-BD2為110KV環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，為了保證環(huán)網(wǎng)各線路的保護(hù)都有足夠的靈敏度和選擇性，降低網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，確定在各線路上都裝設(shè)三段式距離保護(hù)。</p>

97、;<p>　　（2） B-BD3為平行雙回線路，在電源側(cè)裝設(shè)電流平衡保護(hù)作主保護(hù)，裝設(shè)多段式電流保護(hù)作后備保護(hù)，并作為單回線運(yùn)行時(shí)的主保護(hù)和后被保護(hù)；在非電源側(cè)，裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)。</p><p>　　5.2.2 距離保護(hù)方式配置與整定計(jì)算</p><p>　　1. 距離保護(hù)的基本概念</p><p>　　距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間

98、距離（或阻抗）大小，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該保護(hù)的主要元件（測(cè)量元件）為阻抗繼電器，動(dòng)作時(shí)間具有階梯性。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作：當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在范圍之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時(shí)間元件，即組成了具有階梯性的距離保護(hù)裝置。</p><p>　　當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流

99、時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作性能與通過保護(hù)裝置的故障電流的大小無關(guān)。</p><p>　　2. 距離保護(hù)各段動(dòng)作特性</p><p>　　距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路80%-85%，其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.03-0.1s（保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間），前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第II段階梯性與相鄰保護(hù)相配合，動(dòng)作時(shí)間一般為0.5-1.5

100、s，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III(IV)段，其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。</p><p>　　3. 距離保護(hù)裝置特點(diǎn)</p><p>　　3.1 由于距離保護(hù)主要反映阻抗值，一般說其靈敏度較高，首電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較小，運(yùn)行中躲開負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化

101、的影響（只要流過裝置的故障電流不小于阻抗元件允許的精確工作電流）。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于第II、III段，保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。</p><p>　　3.2 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定，特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主

102、要階段式保護(hù)裝置。</p><p><b>　　4.距離保護(hù)的應(yīng)用</b></p><p>　　距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。的那個(gè)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保

103、護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。</p><p>　　5.相間距離保護(hù)裝置定值配合的原則和助增系數(shù)計(jì)算原則</p><p>　?。?） 距離保護(hù)定值配合的基本原則</p><p>　　距離保護(hù)定值配合的基本原則如下：</p><p>　　a. 距離保護(hù)裝置具有階梯特性時(shí)，其相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即兩配合段之間應(yīng)在

104、動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相互配合。</p><p>　　距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。例如：當(dāng)兩相鄰發(fā)電機(jī)變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過電流保護(hù)相配合；當(dāng)相鄰為變壓器或線路是，若裝設(shè)電流、電流保護(hù)，則應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。</p><p>　　b. 在某些特殊情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間，采用所謂“非選擇

105、性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的80%-85%計(jì)算，但應(yīng)躲開分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第I段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（因變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路），而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路回復(fù)正常供電。</p><p>　　c. 采用重合

106、閘后加速方式，帶到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證動(dòng)作的選擇性。這可在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路放生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開，線路重合閘動(dòng)作，進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰個(gè)距離保護(hù)的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合（因有時(shí)距離保護(hù)III段與相鄰保護(hù)的第II段配合），故重合閘后將會(huì)造成

107、越級(jí)動(dòng)作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護(hù)III段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù)III段在1.5～2s，即可躲開系統(tǒng)振蕩周期，故只要線路距離保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間大于2～2.5s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。</p><p>　　（2）距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)（或分支系數(shù)）的選擇及計(jì)算</p><p>　　助增系數(shù)（或分支系數(shù)）的正確計(jì)算，直接影響到距離保護(hù)整定值及保護(hù)

108、范圍的大小，也就影響了保護(hù)各段和相互配合及靈敏度。正確選擇與計(jì)算增系數(shù)，是距離保護(hù)計(jì)算配合的重要工作內(nèi)容之一。</p><p>　　1）對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的引路保護(hù)配合</p><p>　　這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在引路的末端，主電源側(cè)采取大運(yùn)行方式，分支電源采用小運(yùn)行方式。</p><p>　　2）環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)

109、算</p><p>　　這種電力網(wǎng)中的助增系數(shù)隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用開環(huán)的方式，以求出最小助增系數(shù)。</p><p>　　3）單回輻射線路與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路保護(hù)相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行方式下，在線路末端故障時(shí)計(jì)算。</p><p>　　4）環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)外輻射線路保護(hù)間相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)開環(huán)計(jì)算。</p><p>　　應(yīng)該指出，上述原

110、則無論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi)，還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。</p><p>　　6. 相間距離保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　目前電力系統(tǒng)中的相間距離保護(hù)多采用三段式階梯型時(shí)限特性的距離保護(hù)。三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算原則與三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算原則相同。</p><p>　　圖6.1 距離保護(hù)整定計(jì)算的系統(tǒng)圖</p>&l

111、t;p>　　相間距離保護(hù)第I段整定計(jì)</p><p>　　相間距離保護(hù)第I段的整定值主要是要躲過本線路的末端相間故障。在圖5-1所示的網(wǎng)絡(luò)中，線路AB斷路器IQF處的相間距離保護(hù)第I段的整定值為：</p><p>　　式中：————AB線路A側(cè)斷路器1OF處相間距離保護(hù)第I段的整定值：</p><p>　　————相間距離保護(hù)第I段的可靠系數(shù)，取0.85<

112、;/p><p>　　————被保護(hù)線路AB的正序時(shí)間為：</p><p>　　相間距離保護(hù)第I段的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p>　　相間距離保護(hù)第I段的靈敏度用范圍表示，即為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%～85%</p><p>　　相間距離保護(hù)II段整定計(jì)算</p><p>　　按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定</p>

113、;<p>　　式中，————被保護(hù)線路AB阻抗</p><p>　　————相鄰線路相間距離保護(hù)I段動(dòng)作阻抗；</p><p>　　————相間距離保護(hù)第II段可靠系數(shù)，取0.8～0.85</p><p>　　————相間距離保護(hù)第II段可靠系數(shù)，取0.8</p><p>　　————分支系數(shù)最小值，為相鄰線路第段距離保護(hù)范圍末

114、端短路時(shí)流過故障線電流與被保護(hù)電流之比的最小值。</p><p>　　與相鄰變壓器縱差保護(hù)配合</p><p>　　式中， =0.7</p><p>　　————相鄰變壓器的正序阻抗；</p><p>　　————相鄰變壓器另側(cè)母線，如D母線短路時(shí)流過變壓器的短路電流與被保護(hù)電流之比的最小值。</p><p>　

115、　取所有與相鄰元件相間短路保護(hù)配合計(jì)算值中的最小值為整定值。</p><p>　　相間距離保護(hù)第II段的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p>　　相間距離保護(hù)第II段的靈敏度校驗(yàn)：</p><p>　　5)當(dāng)不滿足靈敏度要求時(shí)可與相鄰線相間距離保護(hù)第II段配合。這時(shí)有：</p><p>　　式中，=0.8～0.85</p><p&

116、gt;　　————相鄰線路相間距離保護(hù)第II段的整定值。</p><p>　　這時(shí)，相間距離保護(hù)第II的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p>　　式中，————相鄰線路相間距離保護(hù)第II段的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>　　(3)相間距離保護(hù)III段整定計(jì)算</p><p>　　1）躲過被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗</p><p>