110KV變電所電氣二次

1、第一章 概 述第一節(jié) 110kv變電所電氣二次設(shè)備概述 變電所二次部分是電力系統(tǒng)安全運行不可缺少的一個重要組成部分，它的主要作用是預(yù)防事故或縮小事故范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。它包括電流繼電器、電壓繼電器、功率方向繼電器、阻抗繼電器、頻率繼電器、中間繼電器、時間繼電器和信號繼電器等。 為使繼電保護裝置（特別是動作于跳閘的保護裝置）能更好地完成它在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，應(yīng)滿足以下四個基本要求：1） 選擇性：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求保護裝置只將故障設(shè)備切除，保證無故障設(shè)備繼續(xù)運行，從而盡量縮小停電范圍。2） 速動性：保護裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。3） 靈敏性：在

2、事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置、短路的類型及系統(tǒng)運行方式如何，要求保護裝置都能靈敏反應(yīng)。4） 可靠性：在保護裝置的保護范圍內(nèi)發(fā)生屬于它動作的故障時，應(yīng)可靠動作，即不應(yīng)拒動；而發(fā)生不屬于它應(yīng)動作的情況時，則應(yīng)可靠不動，即不應(yīng)誤動。 第二節(jié) 110kv變電所電氣二次回路及其接線一、電氣工程圖（二次部分）示例電氣工程圖按功能可分為：1）概略圖；2）電路圖；3）功能圖；4）接線圖； 5）布置圖等幾個大類。1概略圖圖概略圖示例概略圖表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、部件、設(shè)備、軟件中各項目之間的主要關(guān)系和連接的相對簡單的簡圖，通常用單線表示法。如圖1-1所示。2電路圖 電路圖表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、

3、部件、設(shè)備、軟件等實際電路的簡圖，采用按功能排列的圖形符號來表示各元件和連接關(guān)系，以表示功能而不需考慮項目的實體尺寸、形狀或位置。圖1-2所示為用分開表示法表示的電路圖圖2電路圖示例3功能圖圖3邏輯框圖示例用理論的或理想的電路而不涉及實現(xiàn)方法來詳細(xì)表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、部件、設(shè)備、軟件等功能的簡圖。圖1-3所示為某三相一次重合閘邏輯框圖。4接線圖圖4接線圖之單元接線圖示例接線圖是表示或列出一個裝置或設(shè)備的連接關(guān)系的簡圖有：1）單元接線圖、2）互連接線圖、3）端子接線圖。圖1-4為時間繼電器和保護出口繼電器的單元接線圖示例。圖1-5為端子接線圖示例。端子排是實現(xiàn)屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備相連的接線端子

4、。端子排應(yīng)位于屏的左右側(cè)。屏體內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備及屏頂小母線連接時，以及同一屏內(nèi)不同安裝單位的設(shè)備互相連接時，需經(jīng)過端子排連接，同一屏內(nèi)同一安裝單位的設(shè)備互相連接時，不需經(jīng)過端子排。正電源應(yīng)以端子排引接，負(fù)電源應(yīng)在屏內(nèi)設(shè)備間形成環(huán)路，環(huán)的兩端應(yīng)接至端子排。端子排的上、下兩端應(yīng)裝終端端子，且在每一安裝單位端子排的最后留25個端子作為備用。接線端子的一側(cè)一般只接一根導(dǎo)線，最多不超過兩根。圖5接線圖之端子接線圖示例5布置圖 屏面布置圖是經(jīng)簡化或補充以給出某種特定目的所需信息的裝配簡圖。決定屏上各個設(shè)備的排列位置及相互間距離尺寸的圖紙，要求按照一定的比例尺繪制。屏面布置應(yīng)滿足下列一些要求：凡需以常監(jiān)視的

5、6儀表和繼電器，不要布置太高；操作元件，如控制開關(guān)、調(diào)節(jié)手輪、按鈕等的高度要適中，使得操作調(diào)節(jié)方便。它們之間應(yīng)留有一定的距離，操作時不致影響相鄰的設(shè)備；對于檢查和試驗較多的設(shè)備，應(yīng)位于屏的中部，而且同一類型的設(shè)備應(yīng)布置在一起，這樣檢查和試驗都比較方便。此外，應(yīng)力求布置緊湊和美觀。屏面布置圖包括：(1)控制屏屏面布置圖(2)繼電器屏屏面布置圖。(圖為110kv線路保護的控制屏和繼電器屏屏面布置圖)圖6屏面布置圖示例二、二次回路凡監(jiān)視、控制、測量以及起保護作用的設(shè)備，如測量表計、繼電保護、控制和信號裝置等，皆屬于二次設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，為了達(dá)到安全、經(jīng)濟地運行，二次設(shè)備是不可缺少的部分。二次回路是

6、由二次設(shè)備組成的回路。它包括交流電壓回路、交流電流回路、斷路器控制和信號回路、繼電保護回路以及自動裝置回路等。二次接線圖是用二次設(shè)備特定的圖形符號和文字符號，表示二次設(shè)備互相連接的電氣接線圖。這類圖在實際工作中常見。下面以110kv變電所為例來說明二次接線圖和二次回路。（一）電壓電流回路電壓電流回路是由電流互感器、電壓互感器、儀表和繼電器的線圈構(gòu)成。110kv主變壓器的電流、電壓回路圖如圖1-7所示。圖1-7 主變壓器電流、電壓回路圖示例（三）信號回路信號回路可分為：（1） 事故信號。事故信號是當(dāng)斷路器事故跳閘后，起動蜂鳴器發(fā)出音響。如斷路呂發(fā)生事故跳閘時，立即用蜂鳴器發(fā)出較強的音響，同時，斷

7、路器的位置指示燈發(fā)出閃光。（2） 預(yù)告信號。預(yù)告信號是在電氣設(shè)備發(fā)生不正常情況下一面發(fā)出鈴響。例如，發(fā)電機過負(fù)荷、變奪器過負(fù)荷，電壓回路斷線等，便發(fā)出另一種有別于事故信號的音響（鈴響），此外，標(biāo)有故障內(nèi)容的光字牌也變亮。（3） 位置信號。包括斷路器位置信號和隔離開關(guān)位置信號；而后者則用一種專門的位置指示器來表示其位置狀況。（4） 其他信號。如指揮信號、聯(lián)系信號和全廠信號等。（四）繼電保護及自動裝置回路繼電保護及自動裝置回路圖主要表示繼電保護及自動裝置的原理及接線。第二章 110kv變電所主變壓器保護第一節(jié) 保護配置一、電力變壓器保護配置原則（繼電保護和自動裝置技術(shù)規(guī)程中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) d

8、l 40091）（一）變壓器的故障及不正常工作狀態(tài)變壓器電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，為保證變壓器安全可靠地運行，就必須視其容量的大小及電壓的高低，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護裝置。 一般要針對電力變壓器的下列故障及不正常運行方式，裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護裝置：(1) 繞組的相間短路和中性點直接接地側(cè)的單相短路；(2) 繞組的匝間短路；(3) 外部相間短路引起的過電流；(4) 中性點直接接地電網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；(5) 過負(fù)荷；(6) 過勵磁；(7) 油面下降；(8) 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障。（二）主保護配置1 0.8mva及以上油浸式變壓器和0.4mva及以上車間

9、內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護；當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯式油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。2對變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相的保護作為主保護。保護瞬時動作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。3對6.3mva及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器。10mva及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2mva及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。4縱聯(lián)差動保護應(yīng)符合下列要求：a、 應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流。b、 應(yīng)在變壓器過勵磁時不誤動

10、。c、 差動保護范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線。如不能包括引出線時，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。但在某些情況下，例如60kv或110kv電壓 等級的終端變電所和分支變電所，以及具有旁路母線的電氣主接線，在變壓器斷路器退出工作由旁路斷路器代替時，縱聯(lián)差動保護亦可以利用變壓器套管內(nèi)的電流互感器，而對引出線可不再采取快速切除故障的輔助措施。（三）后備保護對由外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)按下列規(guī)定，裝設(shè)相應(yīng)的保護作為后備保護，保護動作后，應(yīng)帶限動作于跳閘 1 過電流保護宜用于降壓變壓器，保護的整定值應(yīng)考慮事故時可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。2外部相間短路保護應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項保護的接線，宜考慮能反

11、應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。3三繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護可帶一段或兩段時限，較短的時限用于縮小故障影響范圍；較長的時限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。二、三繞組變壓器保護具體配置 本次設(shè)計是對容量為31.5mva、中性點不接地的三繞組主變進(jìn)行保護配置、整定計算和二次回路圖的部分繪制。根據(jù)以上技術(shù)規(guī)程為本次設(shè)計的變壓器配置以下的保護：一 主變保護配置及作用1 瓦斯保護：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障及油面降低。作為變壓器的主保護。當(dāng)發(fā)生輕微故障時，油面下降，輕瓦斯動作于信號；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，產(chǎn)生大量氣體，重瓦斯動作于跳閘，跳開主變各側(cè)斷路器。對帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器的調(diào)壓裝置，設(shè)有載瓦

12、斯，同理，輕瓦斯動作于發(fā)訊，重瓦斯動作于跳閘。2 差動保護：作為變壓器的主保護反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間故障。動作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。3 復(fù)壓閉鎖過流保護，反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、差動保護的后備。動作于跳閘。4 過負(fù)荷保護，反應(yīng)高壓側(cè)過負(fù)荷情況，動作于發(fā)訊。5 主變間隙零序電流及零序電壓保護，作為中性點不接地運行的分級絕緣變壓器的接地故障保護。二、主要保護功能本所主變裝有cst-231a變壓器保護，csr22a變壓器非電量保護。本所主變有下列保護：1主變差動保護（比率差動保護及差動速斷保護）2主變瓦斯保護（本體、有載調(diào)壓開關(guān)）3間隙零序過流保護和零序過電壓保護4零序電壓閉

13、鎖零序過電流保護。5復(fù)合電壓閉鎖過流保護（二段）6過負(fù)荷保護。7 溫度高報警。第二節(jié) 保護整定一、主變壓器參數(shù)e0.0581 110kv 0.011+j0.02446 ( 線路 lgj-150/7.873km )110kv0.00988+j0.32153 #1 #2 0.01156+j0.31984 0.005770- j 0.01743 35kv 0.007785- j 0.00873 0.00681+j0.20129 0.00907+j0.39524 10kv主變參數(shù)如下1#主變：型號 sfsz8-31500/110 接線 yn/yn0/-11 檔位 110±4×2.5

14、%/38.5±2×2.5% /10.5 短路電壓（%） 高-中 10.47 高-低 18 中-低 6.33短路損耗（kw） 高-中 169.7 高-低 181 中-低 136.4空載電流（%） 0.46空載損耗（kw） 40.62#主變：型號 sfsz10-40000/110 接線 yn/yn0/-11檔位 110±8×1.25%/38.5±2×2.5% /10.5 短路電壓（%） 高-中 11.79 高-低 21.3 中-低 7.08短路損耗（kw） 高-中 74.31 高-低 74.79 中-低 68.30空載電流（%） 0.11

15、空載損耗（kw） 26.711110kv母線故障：uj=115kv sj=100mva ij=sj/（3×uj）=100/（3×115）=0.502ka大方式下：id=502/（j0.0581+0.011+j0.02446）=502/0.08329=6027a小方式下：按兩相故障計算id（2）=0.866×6027=5219.5a235kv母線故障：因為110kv主變不考慮長期并列運行，所以按分列計算ij=sj/（3×uj）=100/（3×37）=1.56ka1#主變：x=j0.0581+0.011+j0.02446+0.00988+j0.32

16、153+0.00577-j0.01743 =0.02665+j0.38666=0.3876大方式：id=1560/0.3876=4025a小方式：id（2）=0.866×4025=3485.7a2#主變：x=j0.0581+0.011+j0.02446+0.01156+j0.31984+0.007785-j0.00873 =0.030345+j0.39367=0.39484.大方式：id=1560/0.39484=3951a小方式：id（2）=0.866×3951=3421.5a310kv母線故障：因為110kv主變不考慮長期并列運行，所以按分列計算ij=sj/（3

17、5;uj）=100/（3×10.5）=5.5ka1#主變：x=j0.0581+0.011+j0.02446+0.00988+j0.32153+0.00681+j0.20129 =0.02769+j0.60538=0.606大方式：id=5500/0.606=9075.9a小方式：id（2）=0.866×9075.9=7860a2#主變：x=j0.0581+0.011+j0.02446+001156+j0.31984+0.00907+j0.39524 =0.03163+j0.79764=0.7983大方式：id=5500/0.7983=6890a小方式：id（2）=0.866

18、×6890=5966a主變各側(cè)短路電流一覽表1#主變2#主變110kv母線大方式6027a6027a小方式5219.5a5219.5a35kv母線大方式4025a3951a小方式3485.7a3421.5a10kv母線大方式9075.9a6890a小方式7860a5966a說明：1.主變35kv、10kv均按分列運行計算；2.大方式按三相金屬性短路計算，小方式按兩相故障計算。 二 主變保護的選型及裝置介紹：本次設(shè)計選用北京哈德威四方保護與控制設(shè)備有限公司的cst-231a變壓器保護和csr22a變壓器非電量保護。主要技術(shù)參數(shù)1額定參數(shù)交流電流：5a，50hz 或1a ，50hz相電壓

19、：100v3v，50hz2功率消耗直流回路：60w交流電壓回路：0.5va/相交流電流回路：0.8va/相3精確工作范圍(10誤差）電流精確工作范圍：0.0820in電壓精確工作范圍：1v100v4保護整定范圍電流定值：工作范圍內(nèi)任意整定 級差：0.01a電壓定值：工作范圍內(nèi)任意整定 級差：0.1v時間定值：工作范圍內(nèi)任意整定 級差：0.1s相間方向最大靈敏角：-30°、 -45°，誤差±3°零序方向最大靈敏角：-99°，誤差±3°二次諧波制動系數(shù)：10%30%比率制動系數(shù)：0.30.7 差動平衡系數(shù)：050硬件說明：裝置主

20、要由模數(shù)變換、cpu計算處理、保護跳閘和信號及人機對話等幾個部分組成。模數(shù)變換：作用是將系統(tǒng)電壓互感器、電流互感器二次的電壓電流信號變換為cpu能處理的數(shù)字信號。裝置由交流ac插件和vfc插件組成。變壓器各側(cè)的二次電壓電流分別由相應(yīng)的ac插件變換成保護裝置所需要的弱電信號。模數(shù)變換vfc插件分別將交流插件輸出的電壓電流變換成脈沖頻率隨輸入模擬量幅值大小變化的脈沖量，送至cpu系統(tǒng)中的計數(shù)器計數(shù)。cpu插件系統(tǒng)：裝置中設(shè)有4個通用cpu插件，分別實現(xiàn)差動主保護（cpui）、高壓側(cè)后備保護（cpu2）、中壓側(cè)后備保護（cpu3）、低壓側(cè)后備保護（cpu4）功能。保護跳閘及信號：裝置設(shè)有2個跳閘繼電

21、器插件和1個信號繼電器插件，由各個cpu插件上開出去驅(qū)動跳閘繼電器跳開相應(yīng)斷路器。人機對話：人機對話板的核心是一種單片機，片內(nèi)集成了很強的計算機網(wǎng)絡(luò)功能，可通過片外的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器直接連接至高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。軟件功能說明：（1）.差動主保護：配置有差動電流速斷保護、二次諧波制動的比率差動保護。a.保護啟動：差動主保護采用突變量啟動和輔助啟動兩種方式。差動主保護采用突變量啟動元件，其特點是快速靈敏，判別每相電流采樣值的突變量，判據(jù)為：iqd=i(t)-i(t-t)-i(t-t)-i(t-2t)iqd 當(dāng)任一相電流突變量大于啟動定值iqd時，保護啟動進(jìn)入故障處理程序進(jìn)行故障計算判別；若有故障且跳閘后故障

22、電流消失，保護快速返回。若無區(qū)內(nèi)故障，保護最多延時6秒后整組復(fù)歸。保護還采用每相差動電流的有效值作為輔助啟動判據(jù)量，以便在沒有明顯突變量情況下保護能可靠啟動，其判據(jù)為：idicd idisd 式中： id為差動電流， icd為差動保護門檻定值，isd為差動速斷電流定值。b.比率差動原理：根據(jù)動作電流與制動電流的比值關(guān)系確定保護是否動作，動作特性如下圖： id 動作區(qū)kidicdir 動作判據(jù)為： idicd 當(dāng)irib idicd+kid·(ir-ib) 當(dāng)irib 程序中依次按每相判別，當(dāng)滿足以上任何一個條件時，比率差動動作。 式中：id為差動電流ir為制動電流 icd為差動保護門

23、檻定值 ib為比率制動特性拐點電流定值 kid為比率制動系數(shù) 上述幅值計算均采用全周付氏算法。 另外cst-231a型裝置采用三相差動電流中二次諧波與基波的比值作為勵磁涌流閉鎖判據(jù) ，制動判據(jù)為： id2w>kxb·idw 式中id2w為每相差動電流中的二次諧波分量，idw為對應(yīng)相的差流基波分量，kxb為二次諧波制動比例系數(shù)。 三相中只要任一相滿足制動條件，則閉鎖三相比率差動保護，即三相或門制動差動保護。3ct斷線報警及閉鎖：某側(cè)電流同時滿足（1）只有一相電流為零（2）其它二相電流與起動前電流相等，判ct斷線后可只發(fā)報警信號或閉鎖保護裝置出口。4 pt斷線判據(jù)：（1）三相電壓均

24、小于20v，且任一相電流大于0.2a,用于檢測 三相失壓。 （2）三個相電壓的向量和（3u0）大于18v，并且有二個相間電壓的模值之差也大于18v，檢測一相或兩相斷線。檢測到pt斷線后，發(fā)出告警，同時保護工況可由控制字決定是否暫時取消方向和電壓閉鎖，或是退出經(jīng)方向、電壓閉鎖的復(fù)合電壓閉鎖過流保護。cst-231a變壓器差動保護模件說明：1模件13（ac）：高、中、低壓側(cè)電流、電壓變換模件。2模件45：壓頻變換及變壓器各側(cè)電流平衡調(diào)整模件。3模件69（cpu）：裝置中設(shè)有4個通用cpu插件，分別實現(xiàn)差動主保護（cpu1）、高壓側(cè)后備保護（cpu2）、中壓側(cè)后備保護（cpu3）、低壓側(cè)后備保護（c

25、pu4）功能，4個cpu插件硬件完全相同，僅單片機內(nèi)固化的程序不同。4模件10（rec）：故障錄波，主要對主變各側(cè)電流量和保護跳閘量進(jìn)行錄波。5模件1112（trip）；保護出口跳閘模件，由各個cpu插件上開出去驅(qū)動跳閘繼電器跳開相應(yīng)斷路器。6模件13（sig）：信號模件。7模件14（power）：電源模件。cst-231a變壓器后備保護：cst-231a變壓器高壓后備保護，具有以下保護功能：1復(fù)合電壓閉鎖過電流保護：高壓后備設(shè)二段復(fù)合電壓閉鎖過電流保護，其中段為方向過流（方向元件和電流元件接成按相起動方式），段不帶方向動作跳變壓器各側(cè)斷路器。2間隙零序過流保護和零序過電壓保護：裝置設(shè)有一段2

26、時限的間隙零序過流和零序過電壓保護。間隙零流為變壓器經(jīng)間隙接地的間隙支路零序電流，零序過電壓為自產(chǎn)3u0。第一時限跳高壓母聯(lián)，第二時限跳各側(cè)斷路器。3零序電壓閉鎖零序過電流保護：裝置設(shè)三段零序電壓閉鎖零序過流保護，它作為中性點直接接地系統(tǒng)的接地保護。其中、段保護可帶有方向，各設(shè)2時限，零序電流與方向元件零流均為自產(chǎn)3i0，零序電壓為自產(chǎn)3u0；段保護不帶方向，設(shè)1時限，零序電流取自變壓器中性線零序電流。4過負(fù)荷啟動風(fēng)冷，過載閉鎖有載調(diào)壓：裝置給出一付啟動風(fēng)冷接點，一付過載閉鎖有載調(diào)壓常閉接點。cst-231a變壓器中壓后備保護，具有以下保護功能：1復(fù)合電壓閉鎖過電流保護：裝置設(shè)二段定時限復(fù)合電

27、壓閉鎖過流保護。2過負(fù)荷：變壓器中，低壓側(cè)過負(fù)荷報警不用。cst-231a變壓器低壓后備保護同中壓后備保護，均設(shè)二段定時限復(fù)合電壓閉鎖過流保護csr22a變壓器非電量保護： 變壓器的所有開關(guān)量保護均由本體保護裝置獨立完成。 重瓦斯、調(diào)壓重瓦斯、壓力釋放等開關(guān)量輸入進(jìn)入本裝置后，經(jīng)重動繼電器去跳開各側(cè)斷路器，同時給出中央信號和遠(yuǎn)動信號接點。 輕瓦斯、調(diào)壓輕瓦斯、油溫高、油位低、風(fēng)冷消失等開關(guān)輸入進(jìn)入本裝置后，可給出中央信號和遠(yuǎn)動信號的告警接點。三 主變保護整定計算（一）1#主變 31500/110 110±4*2.5%/38.5±2*2.5%/10.5 kv110 kv38.

28、5kv10.5kvie1=se/(3*ue)31500/( 3*110)=165a31500/( 3*38.5)=472a31500/(3*10.5)=1732act變比600/5 y接線1000/5 y接線3000/5 y接線ie2=ie1/n165/120=1.375a472/200=2.36a1732/600=2.887a平衡系數(shù)11.375/2.36=0.5831.375/2.887=0.4761. 差動速斷isd定值:按躲變壓器空載合閘最大勵磁涌流整定,一般取(7-8)ie7*165=1155a 1155/120=9.625a2.差動電流門檻值icd:躲正常額定負(fù)載時最大不平衡電流整

29、定icd=kk* (ktx*fi+uh+um)ieie:變壓器額定電流;kk:可靠系數(shù),取1.3-1.5;ktx: 電流互感器同型系數(shù),取1.0;fi: 電流互感器的最大相對誤差,取0.1;uh、um：分別為高、中壓側(cè)調(diào)壓抽頭引起的誤差，取調(diào)壓范圍的一半。一般計算取icd=（0.25-0.5）ie,根據(jù)省局反措要求,取0.65ie0.65*165=107.25a 107.25/120=0.894a q取108/0.9a3.制動特性拐點電流ib,取ib=ie=165/120=1.375a4.制動系數(shù)kid,一般取0.55.靈敏度計算 11#主變10 kv母線故障最小電流為7860a, 折算至11

30、0kv側(cè)為7860*10.5/110=750a根據(jù)拐點電流、制動系數(shù)（斜率），算出最小動作電流折算至動作曲線上的動作電流為 （750-165）*0.5+108=400.5a靈敏度klm=750/400.5=1.8732 后備保護： 1. 110kv復(fù)壓閉鎖過流保護 套管ct為600/5 電流元件：按躲最大負(fù)荷電流整定 izd = kk×ie = 1.5×165 = 247.5a 取250/120=2.08a klm=717.5/250=2.87 電壓元件: 低電壓,躲正常最低運行電壓整定 一般取70%ue 負(fù)序電壓,躲正常運行時出現(xiàn)的不平衡電壓整定 一般取6%ue 時間元件

31、: 與上一級限額及35kv側(cè)后備配,一般取 2.5s跳主變110kv本側(cè)開關(guān); 3.0s跳主變各側(cè)開關(guān) 2. 10kv側(cè)定時過流保護 ct變比 3000/5 電流元件: 按躲最大運行負(fù)荷整定 1.5×ie = 1.5×1732 = 2596a 取 2600/600 = 4.33 時間元件: 與主變110kv側(cè)過流及10kv出線后備配 一般取2.0s跳主變低壓側(cè)開關(guān) 3. 110kv側(cè)過負(fù)荷 電流: 1.25×ie = 1.25×165 = 206.25a 取206/40 = 5.15a 時間: 6.0s 發(fā)訊 瓦斯保護的整定 10mva以上輕瓦斯為 重瓦

32、斯氣油流的流速整定（二）2#主變 40000/110 110±8*1.25%/38.5±2*2.5%/10.5 kv110 kv38.5kv10.5kvie1=se/(3*ue)40000/(3*110)=210a40000/(3*38.5)=600a40000/(3*10.5)=2200act變比600/5 y接線1000/5 y接線3000/5 y接線ie2=ie1/n210/120=1.75a600/200=3a2200/600=3.67a平衡系數(shù)11.375/2.36=0.5831.375/2.887=0.4762. 差動速斷isd定值:按躲變壓器空載合閘最大勵磁涌

33、流整定,一般取(7-8)ie7*165=1155a 1155/120=9.625a2.差動電流門檻值icd:躲正常額定負(fù)載時最大不平衡電流整定icd=kk*(ktx*fi+uh+um)ieie:變壓器額定電流;kk:可靠系數(shù),取1.3-1.5;ktx: 電流互感器同型系數(shù),取1.0;fi: 電流互感器的最大相對誤差,取0.1;uh、um：分別為高、中壓側(cè)調(diào)壓抽頭引起的誤差，取調(diào)壓范圍的一半。一般計算取icd=（0.25-0.5）ie,根據(jù)省局反措要求,取0.65ie0.65*165=107.25a 107.25/120=0.894a q取108/0.9a3.制動特性拐點電流ib,取ib=ie=

34、165/120=1.375a4.制動系數(shù)kid,一般取0.55.靈敏度計算 11#主變10 kv母線故障最小電流為7860a, 折算至110kv側(cè)為7860*10.5/110=750a根據(jù)拐點電流、制動系數(shù)（斜率），算出最小動作電流折算至動作曲線上的動作電流為 （750-165）*0.5+108=400.5a靈敏度klm=750/400.5=1.8732后備保護： 1. 110kv復(fù)壓閉鎖過流保護 套管ct為600/5 電流元件：按躲最大負(fù)荷電流整定 izd = kk×ie = 1.5×210 = 315a 取315/120=2.625a klm=544.7/315=1.7

35、3 電壓元件: 低電壓,躲正常最低運行電壓整定 一般取70%ue 負(fù)序電壓,躲正常運行時出現(xiàn)的不平衡電壓整定 一般取6%ue 時間元件: 與上一級限額及35kv側(cè)后備配,一般取 2.5s跳主變110kv本側(cè)開關(guān); 3.0s跳主變各側(cè)開關(guān) 2. 10kv側(cè)定時過流保護 ct變比 3000/5 電流元件: 按躲最大運行負(fù)荷整定 1.5×ie = 1.5×2199 = 3299a 取 3300/600 = 5.5a 時間元件: 與主變110kv側(cè)過流及10kv出線后備配 一般取2.0s跳主變低壓側(cè)開關(guān) 3. 110kv側(cè)過負(fù)荷 電流: 1.25×ie = 1.25

36、15;210 = 262.5a 取262/60 = 4.37a 時間: 6.0s 發(fā)訊瓦斯保護的整定： 10mva以上輕瓦斯為 重瓦斯氣油流的流速整定第三章 110kv斷路器控制、信號回路 第一節(jié) 高壓斷路器原理介紹一. 高壓斷路器的作用： 高壓斷路器（俗稱“高壓開關(guān)”）是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備中重要設(shè)備之一。正常情況下，用來接通和斷開負(fù)荷電路；故障時，由繼電保護動作斷開故障電路，確保電網(wǎng)安全運行；同時能完成自動重合閘任務(wù)，以提高供電的可靠性。二. 高壓斷路器的類型：高壓斷路器的類型按滅弧介質(zhì)劃分，有：油斷路器（多油和少油式）；空氣斷路器；真空斷路器；六氟化硫斷路器；磁吹斷路器等。與之配套使用

37、的操動機構(gòu)的類型，按斷路器操作合閘作功劃分有：電磁機構(gòu)；氣動機構(gòu)；液壓機構(gòu)；彈簧機構(gòu)等。目前在110千伏以上電壓等級電網(wǎng)中，基本上是少油斷路器和六氟化硫斷路器，對于斷路器配用的機構(gòu)，多數(shù)是液壓式，而少部分使用彈簧式和氣動式機構(gòu)。今后，隨著電網(wǎng)容量的繼續(xù)增加，安全可靠要求越來越高，對于性能優(yōu)越的六氟化硫斷路器，將取代少油斷路器，gis更將會大量地投入運行。三斷路器的表示方式斷路器的表示方式如圖2-1所示。圖3-1斷路器的表示方式四斷路器的基本結(jié)構(gòu)高壓斷路器由以下五部分組成：通斷元件，中間傳動機構(gòu)，操動機構(gòu)，絕緣支撐件和基座，如2-2圖所示。圖3-2 斷路器的基本結(jié)構(gòu)通斷元件是斷路器的核心部分，主

38、電路的接通或斷開由它來完成。主電路和通斷，由操動機構(gòu)接到操作命令后，經(jīng)中間傳動機構(gòu)傳送到通斷元件，通斷元件執(zhí)行命令，使主電路接通或斷開。通斷元件包括有觸頭、導(dǎo)電部分、滅弧介質(zhì)和滅弧室等，一般安放在絕緣支撐元件上，使帶電部分與地絕緣，而絕緣支撐元件則安裝在基座上。這些基本組成部分的結(jié)構(gòu)，隨斷路器類型不同而異。五. 高壓斷路器的滅弧原理： 高壓斷路器的滅弧是利用電弧的游離和去游離的矛盾，加速去游離的進(jìn)行，減弱熱游離的進(jìn)行，以加強再結(jié)合和擴散的作用。六、 斷路器的操作機構(gòu)1操作機構(gòu)的用途和要求斷路器的操作機構(gòu)，是使斷路器分閘、合閘，并將斷路器保持在合閘位置的設(shè)備?；疽螅海?） 應(yīng)具有足夠的操作功

39、率。在叫路器合閘過程中，操動機構(gòu)要克服很大的機械力和電動力。因此，斷路器合閘時，操動機構(gòu)必須發(fā)出足夠大的功率。而在斷路器分閘時所需功率較小。（2） 要求動作迅速。通常要求快速斷路器的全分閘時間不大于0.08s，近代高壓和超高壓斷路器甚至要求為0.020.04s，而斷路器的全分閘時間中，固有分閘時間約占一半以上，它與操動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。（3） 要求操動機構(gòu)工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、操作方便等。2操作機構(gòu)的類型操作機構(gòu)可分：1）手力式、2）電磁式、3）彈簧式、4）氣動式、5）液壓式等。第二節(jié) 高壓斷路器控制回路的要求1）能進(jìn)行手動跳、合閘，并能與繼電保護和自動裝置（必要時）相配合實現(xiàn)自動

40、跳、合閘。在動作完成后，能自動切斷跳、合閘脈沖電流。2）能指示斷路器跳、合閘位置狀態(tài)，自動跳、合閘時也應(yīng)有明顯信號。3）能監(jiān)視電源及下次操作時跳、合閘回路的完整性。4）有防止斷路器多次跳、合的防跳躍回路。5）當(dāng)具有單相操作機構(gòu)的斷路器按三相操作時，應(yīng)有三相不一致的信號。6）接線力求簡單，使用電纜力求少些。第三節(jié) 高壓斷路器的控制回路圖一. 高壓斷路器的選型： 在本次設(shè)計中根據(jù)變電所的實際情況所選擇的斷路器為： lw25-126型高壓sf6斷路器。 操動機構(gòu)為：ct20-1（x）p型三相聯(lián)動操作機構(gòu)。1）該型斷路器采用sf6氣體為滅弧介質(zhì)，故其具有熄弧能力強，絕緣性能好，允許開斷次數(shù)多，檢修周期

41、長，開斷能力大等優(yōu)點。2）該型斷路器采用自能式滅弧室，充分利用短路電流開斷過程中電弧自身的能量使滅弧室內(nèi)的sf6氣體壓力上升到滅弧所需的壓力來開斷短路電流，使開斷時對操作功的要求大大降低。3）該型斷路器結(jié)構(gòu)較簡單，便于安裝、維護。4）選用ct20-1（x）p型操作機構(gòu)是因為該型機構(gòu)不需要大功率的能源，其儲能電機功率只需為300w就可滿足其動作要求。且選用彈簧機構(gòu)可以避免電磁機構(gòu)的“跳躍”缺陷、液壓機構(gòu)的滲漏等，其可靠性較氣動操動機構(gòu)高（氣動操動機構(gòu)動作的可靠性在很大程度上取決于各級閥門的工作情況）。二. 高壓斷路器的技術(shù)參數(shù)：lw25-126型高壓六氟化硫斷路器是西安高壓開關(guān)廠生產(chǎn)的，其主要技

42、術(shù)參數(shù)如下：1、 額定電壓；126kv2、 額定電流：2000a3、 額定雷電沖擊耐受電壓：550kv4、 額定短路開斷電流：31.5ka5、 額定線路充電開斷電流：50a6、 額定頻率：50hz7、 sf6氣體額定壓力：0.5mpa(20)8、 sf6氣體補氣報警壓力：0.45±0.03mpa9、 sf6氣體閉鎖壓力：0.40±0.03mpa10、額定合閘電壓：dc 220v 電流：2a11、額定分閘電壓：dc 220v 電流：2a12、sf6氣體質(zhì)量：6kg13、額定電流開斷次數(shù)：2000次14、額定短路電流開斷次數(shù)：20次配有一個ct20-1（x）p型三相聯(lián)動操作機構(gòu)

43、，分、合閘彈簧及儲能電機均在操作機構(gòu)箱內(nèi)，儲能電機的功率為300w，電機電源為交流220v。lw25-126斷路器系單斷口斷路器，其以sf6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)，具有較強的開斷能力，最小的操作噪音，結(jié)構(gòu)簡單，安全性高，易于監(jiān)視和維修，檢修周期長等特點。它采用自能式滅弧室，大大降低了開斷時的操作功；每臺斷路器由三個單極組成，三個單極裝在同一個框架上，由一臺彈簧機構(gòu)操動，三極間為機械聯(lián)動，彈簧操作機構(gòu)裝在框架的中間部位，電氣控制，sf6氣體密度控制器和電機儲能系統(tǒng)均置于機構(gòu)箱內(nèi)。斷路器有三個直立的滅弧室，每個滅弧室均充有sf6氣體，相間用銅管連通，以維持其壓力一致，正常運行時sf6氣體壓力為0.

44、5mpa（20），并且三相裝有一只帶溫度補償壓力開關(guān)的密度監(jiān)視器，氣體密度繼電器具有溫度變化補償運行功能，當(dāng)sf6氣體壓力降至0.45±0.03mpa時，密度控制器發(fā)出中央警告信號“sf6壓力低”這時值班員應(yīng)匯報工區(qū)和調(diào)度，若確實是sf6氣體壓力低，則應(yīng)給斷路器補氣，若sf6氣體壓力降至0.40±0.03mpa時，密度控制器kj常閉接點斷開，使yjj線圈失磁，其一對常開接點yjj1、yjj2斷開，閉鎖斷路器分合閘回路，此時，斷路器“紅燈”熄滅，應(yīng)立即匯報調(diào)度轉(zhuǎn)換負(fù)荷，并將斷路器退出運行。斷路器可以遠(yuǎn)方和就地三相聯(lián)動操作，操作機構(gòu)箱中轉(zhuǎn)換開關(guān)可以分別切至“就地”和“遠(yuǎn)方”位置

45、，遠(yuǎn)方操作時，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)切至“遠(yuǎn)方”位置，就地操作時應(yīng)切至“就地”位置，運行中的斷路器停送電操作使用遠(yuǎn)方控制，禁止就地操作。正常運行中的停送電操作應(yīng)使用遠(yuǎn)距離電控操作，禁止就地手控操作，檢修時可以進(jìn)行就地手控操作該斷路器合閘彈簧由電機自動儲能，合上儲能電機電源開關(guān)，電機啟動，對合閘彈簧儲能，儲能到位，限位開關(guān)dt4、dt5切斷電機回路。合閘時，合閘彈簧釋能，同時壓縮分閘彈簧儲能。如果儲能電機沒有電源或電機損壞，合閘彈簧可以進(jìn)行手動儲能。另操作機構(gòu)箱內(nèi)裝有加熱器，當(dāng)空氣濕度較大或環(huán)境溫度在5以下時，應(yīng)投入加熱器，加熱器功率為100w，電源為交流220v二.某變電所110kv斷路器控制及信號回路：

46、附圖所示為ct20-1（x）p型操作機構(gòu)的斷路器控制電路圖。圖中+km、-km為裝在屏頂上的兩根小母線。1rd、2rd是裝在屏頂上的熔斷器。 以下解釋利用lw2-z-1a,4,6a,4a,20,20/f8型控制開關(guān)的控制回路動作情況：1）.“跳閘后”位置： 當(dāng)kk的手柄在“跳閘后”位置，且斷路器也在跳閘后位置時，dl1常閉接點閉合。而在合閘線圈hq回路中，串有彈簧未拉緊閉鎖接點dt1，只有在彈簧拉緊后，dt1接點才閉合。故其通路為+kmkk10-11ldrdt1yjj1dl1hq-km；此時綠燈ld亮，指出斷路器在跳閘后位置。圖中合閘線圈hq中也有電流流過，但因回路中串接有綠燈及其附加電阻，則

47、控制電源的大部分電壓都降落在附加電阻上，而hq上的電壓很小，所以hq不會導(dǎo)致合閘。ld亮，除指示斷路器在跳閘后位置外，還可以監(jiān)視合閘線圈hq和熔斷器1rd、2rd回路的完好性。2）.“預(yù)備合閘”位置： kk在“預(yù)備合閘”位置時，kk9-10接點接通，dl1接點尚未打開，其通路為（+）smkk9-10ldrdt1yjj1dl1hq-km；此時，接通了閃光電源，綠燈閃光，發(fā)出預(yù)備合閘信號，但hq不會導(dǎo)致合閘，因回路中還串有l(wèi)d和r。3）.“合閘”位置： 當(dāng)kk的手柄再順時針轉(zhuǎn)45°到“合閘”位置時，kk5-8接點接通，ld及r被短路，hq啟動。其通路為：+kmdbmskk5-8tbj2d

48、t1yjj1dl1hq-km。斷路器合閘后，輔助接點dl1打開，dl2閉合。4）.“合閘后”位置： 松手后，kk的手柄自動彈回至垂直位置，即“合閘后”位置時，kk16-13觸點接通其通路，為+kmkk16-13hdrtbj電流線圈yjj2dl2tq-km；此時，hd亮，指示出斷路器已在合閘位置，同時監(jiān)視著跳閘線圈tq和熔斷器1rd、2rd回路的完好性。同時，由于控制電源的大部分電壓都降落在附加電阻上，tq上的電壓很小，故tq不會動作。5）.“預(yù)備跳閘”位置： kk手柄在“預(yù)備跳閘”位置時，kk13-14接點接通，其通路為（+）smkk13-14hdrtbj電流線圈yjj2dl2tq-km；此時

49、，接通了閃光電源，紅燈閃光，發(fā)出預(yù)備跳閘信號。6）.“跳閘”位置： 當(dāng)kk的手柄逆時針轉(zhuǎn)45°到“跳閘”位置時，kk6-7接點接通，hd及r被短路，全部直流控制電壓加到tq線圈上，其通路為：+kmdbmskk6-7tbj電流線圈yjj2dl2tq-km；此時，跳閘線圈tq勵磁，斷路器跳閘，其輔助接點dl2打開，dl1閉合。松開手柄，kk回復(fù)到“跳閘后”位置，綠燈亮。7）.事故跳閘： 由于繼電保護動作，斷路器事故跳閘時，kk手柄仍在“合閘后”位置，kk9-10通，其通路為：（+）smkk9-10ldrdt1yjj1dl1hq-km；此時，ld閃光，表示事故跳閘。當(dāng)在合閘過程中自動跳閘時

50、，因kk9-12接通，ld閃光。 斷路器事故跳閘時，還會發(fā)出事故音響信號。其通路為：-kmdl3kk17-19kk1-32rsym，發(fā)出事故音響信號。圖中kk17-19與kk1-3相串聯(lián)可滿足斷路器在“合閘后”位置時才接通的要求，以防止kk在合閘的操作過程中，發(fā)生由于位置不對應(yīng)而引起短時的事故音響動作。當(dāng)斷路器在合閘后位置時，其控制開關(guān)接點kk1-3、kk17-19閉合，如此時保護動作或斷路器誤脫扣跳閘時，斷路器輔助接點dl3閉合，接通事故音響小母線sym回路，發(fā)出事故音響信號。8）.斷路器自動合閘： 若自動裝置動作使斷路器自動合閘時，kk手柄在“跳閘后”位置，kk14-15接通，而斷路器輔助

51、接點dl2也接通，此時通路為：（+）smkk14-15hdrtbj電流線圈yjj2dl2tq-km；此時hd閃光，發(fā)出自動合閘信號。9）.斷路器儲能： 合閘彈簧釋放能量合閘后，dt1接點斷開，dt4、dt5閉合，啟動儲能回路：adt4d（電動機）dt5n；儲滿能（彈簧拉緊）后，dt1閉合，dt4、dt5斷開。三.防止跳躍裝置在斷路器控制回路中的應(yīng)用： 當(dāng)斷路器在手動或自動裝置動作合閘后，若由于某種原因，在造成控制開關(guān)的接點kk5-8或自動裝置的接點1zj未復(fù)歸的同時，又發(fā)生短路故障時，斷路器會出現(xiàn)多次的“跳”-“合”現(xiàn)象，此種現(xiàn)象稱為“跳躍”，這樣的跳躍是不允許的。因此時斷路器合閘接通的是短路電流，跳閘斷開的也是短路電流，若斷路器這樣多次的“跳躍”，會使斷路器毀壞，而且將擴大事故。所謂“防跳”裝置，就是利用操作機構(gòu)本身的機械閉鎖或另在操作回路上采取措施，以防止斷路器發(fā)生“跳躍”的裝置。圖3-1是采用跳躍閉鎖繼電器tbj來構(gòu)成具有電氣防跳裝置的斷路器控制圖，它有兩個線圈：一個是電流起動線圈，串聯(lián)于跳閘回路中；另一個是電壓自保持線圈，經(jīng)過自身的常開接點tbj1，與合閘線圈并聯(lián)。此時，在合閘回路中還串聯(lián)有常閉接點tbj2，其工作原理如下： 當(dāng)利用控制開關(guān)kk或自動裝置（1zj）進(jìn)行合閘時，如合在短路故障上，繼電保護將動作，bcj接點閉合，