某110kV降壓變電所電氣部分初步畢業(yè)設(shè)計

1、大學成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：E縣某110kV降壓變電所 電氣部分初步設(shè)計 學 院電氣工程學院專 業(yè) 電氣工程與其自動化 班 級 學 號 姓 名 指導教師（簽名） 年 月 日教研室主任（簽名） 年 月 日摘要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。為了滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，根據(jù)有關(guān)單位的決定修建1座110KV降壓變電所。首先根據(jù)任務(wù)書上

2、所給系統(tǒng)與線路與所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以與出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全， 經(jīng)濟，與可靠性方面考慮，確定了110KV，35KV，10KV以與站用電的主接線，然后又通過負荷計算與供電圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量與型號，同時也確定了站用變壓器的容量與型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流與短路計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，電流互感器，電壓互感器進行了選型，從而完成了110KV電氣一次部分的設(shè)計。關(guān)鍵詞：變電所 主變壓器 短路電流計算 選型目錄第一部分 設(shè)計說明書;2第1章 設(shè)計說明.21.1 環(huán)境條件21.2

3、電力系統(tǒng)情況21.3 設(shè)計任務(wù)3第2章 電氣主接線的設(shè)計.32.1 電氣主接線概述32.2 110KV側(cè)主接線的設(shè)計42.3 35KV側(cè)主接線的設(shè)計.42.4 10KV側(cè)主接線的設(shè)計.42.5 主接線方案的比較選擇.4第3章 短路電流的計算.3.1 短路電流計算的目的與規(guī)定3.2 短路電流的計算結(jié)果第4章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗.4.1 電氣設(shè)備選擇概述與校4.2 主變壓器的選擇與校驗4.3 高壓斷路器與隔離開關(guān)的選擇與校驗.4.4 母線的選擇與校驗4.5 電流互感器的選擇與校驗4.6 電壓互感器的選擇與校驗第5章 變壓器、線路的繼電保護.5.1 繼電保護的作用5.2 主變壓器繼電保護5.3

4、 35KV線路繼電保護第6章 防雷裝置與接地裝置說明.6.1 防雷裝置的規(guī)劃原則6.2 防雷裝置的規(guī)劃結(jié)果6.3 接地裝置的說明第1章 設(shè)計說明1.1 環(huán)境條件（1) 變電站所在高度：海拔120m，地震烈度：6度以下（2）年平均雷電日：90天（3）年最低溫度：3，年最高溫度:40,年最高日平均溫度：321.2 電力系統(tǒng)情況（1）變電所電壓等級：110kV、35kV、10kV，屬地方變電所（2）110kV側(cè)：變電所有雙回110 kV線路與大系統(tǒng)相連，長度為40 km，系統(tǒng)最大方式容量為3500MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.448；系統(tǒng)最小方式容量為2800MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.455；（電抗

5、是以系統(tǒng)容量與電壓為基準的標么值。） （3）35kV側(cè)：線路共4回，容量為38MVA；已考慮發(fā)展后最大負荷。 （4）10kV側(cè)：10kV線路共6回，容量為12.6MVA；已考慮發(fā)展后最大負荷。 （5）負荷平均功率因數(shù)，線損率為5%。 （6）其它：10kV903線為電纜出線，其余出線均為架空線出線1.3 設(shè)計任務(wù)（1）變電站電氣主接線設(shè)計（2）短路電流計算（3）電氣設(shè)備選擇和校驗（4）變壓器、線路的繼電保護（5）防雷裝置與接地裝置配置說明第2章 電氣主接線的設(shè)計2.1 電氣主接線概述 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起

6、來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以與與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以與電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。2.1.1 在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)（1）發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)的地位和作用（2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模（3）負荷大小和重要性（4）系統(tǒng)備用容量大小（5）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料2.1.2主接線設(shè)計的基本要求（1） 可行性（2）靈活性（3）經(jīng)濟性2.1.3 6220kV 高壓配電裝置的基本接線

7、有匯流母線的連接：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。 無匯流母線的接線：變壓器線路單元接線、橋式接線、角形接線等。 6220kV高壓配電裝置的基本接線方式，決定于電壓等級與出線回路數(shù)。2.2110kV側(cè)主接線的設(shè)計 110kV是以雙回路與系統(tǒng)相連。電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：35110kV線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。故110kV側(cè)采用橋形的連接方式。2.335kV側(cè)主接線的設(shè)計 35kV側(cè)出線回路數(shù)為4回。由電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當3563kV配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段接

8、線，當連接的電源較多，較大時也可采用雙母線接線。 故35kV側(cè)可采用單母段連接也采用雙母線連接。2.4 10kV側(cè)主接線的設(shè)計10kV側(cè)出線回路數(shù)為6回。 由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當6220kV高壓配電裝置出線回路數(shù)為6回與以上時采用單母分段連接。故10kV側(cè)可采用單母段連接.2.5 主接線方案的比較選擇 由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案。 方案一：110kV側(cè)采用外橋形的接線方式，35kV側(cè)采用單母分段連接，10kV側(cè)采用單母分段連接，如圖21所示。圖2-1 110KV電氣主接線方案一方案二：110kV側(cè)采用外橋形的接線方式，35kV側(cè)采用單母分段連接，如圖22

9、所示。此兩種方案的比較 方案一：110kV側(cè)采用外橋形的接線方式，便于變壓器的正常投切和故障切除，35kV、110kV采用單母分段連接，對于重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可行性、靈活性、經(jīng)濟性的要求。 方案二：雖供電可行，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復雜，投資和占地面增大，而且，當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。 由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110kV側(cè)采用外橋形的連接方式，35kV側(cè)采用單母分段連接，10kV側(cè)采用單母分段連接。圖2-2 11

10、0KV電氣主接線方案二第3章 短路電流的計算3.1 短路電流計算的目的 在變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定值：計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。3.2 短路電流計算的一般規(guī)定（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行：（2）短路種類：一般以三相短路計算；（3）接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換

11、過程中可能并列運行的接線方式；（4）短路電流計算點，在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的接地點。3.3 短路電流的計算步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計中，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其步驟如下：（1）選擇要計算短路電流的短路點位置；（2）按選好的設(shè)計接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖；1）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負荷之路，線路電容，各元件電阻；2）選取基準容量 和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗；4）由前面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖；（3）對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗

12、標幺值，即轉(zhuǎn)移電抗；（4）求其計算電抗；（5）計算有名值和短路容量；（6）計算短路電流的沖擊值；對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。標幺值：有名值： 計算短路電容短路容量：短路電流沖擊值：（7）繪制短路電流計算結(jié)果表3.4 短路電流的計算第4章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗4.1 電氣設(shè)備選擇概述4.1.1選擇的原則 （1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 （2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 （3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理 （4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致 （5）同類設(shè)備應(yīng)盡

13、量減少種類。 （6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠地實驗數(shù)據(jù)。 （7）設(shè)備的選擇與校驗。4.1.2電氣設(shè)備和載流導體選擇的一般條件 （1）按正常工作條件選擇 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流，或載流導體的長期允許電流，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流。計算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時，應(yīng)考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。 （2）按短路狀態(tài)校驗 熱穩(wěn)定效驗：當短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值， > ， = +，校驗電氣設(shè)備與電纜（36kV廠用饋線電纜除外）熱

14、穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。 動穩(wěn)定校驗：，用熔斷器保護的電氣設(shè)備和載流導體，可不校驗熱穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定； （3）短路校驗時短路電流的計算條件： 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，計算電路應(yīng)按可能發(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的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中心點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴重，應(yīng)按嚴重情況校驗。4.2 主變壓器的選擇與校驗4.2.1 主變壓器臺數(shù)的確定原則 （1）對大城市郊區(qū)的一次變電

15、所，在中、低壓測已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 （2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。 （3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變電器容量的12級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時，更換變電器的容量。 主變壓器容量選擇。主變壓器容量按變壓器510年的電力負荷發(fā)展規(guī)劃來選擇。凡裝有兩臺與以上主變壓器的變電所，當其中一臺主變壓器停止運行后，其余變壓器停止運行后，其余變壓器的容量能夠承擔規(guī)定的轉(zhuǎn)移負荷。一般估算其余的變壓器能保證70%電力負荷的供電，在考慮變壓器過負荷能力的允許時間，還能保證對一級和二級負荷的用戶供電。4

16、.2.2 主變壓器形式的選擇原則 （1）110kV主變一般采用三相變壓器 （2）當系統(tǒng)有調(diào)壓方式時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。對新建的變壓站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。 （3）具有三個電壓等級的變電站，一般采用三繞組變壓器。4.2.3 主變壓器容量的確定原則 （1）為了準確選擇主變的容量，要繪制變電站的年與日負荷曲線，并從該曲線得出變電站的車、日最高負荷和平均負荷。 （2）主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進行。（3）變壓器最大負荷按下式確定：式中負荷同時系數(shù)；按負荷等級統(tǒng)計的綜合用電負荷。 對于兩臺變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計算：如此，當一臺變壓器停

17、運，考慮變壓器的過負荷能力為40%，則保證84%的負荷供電。4.2.3 變壓器的計算與選擇（1） 容量計算在電力工程電氣設(shè)計手冊可知：裝有兩臺與以上主變壓器的變電所中,當斷開一臺主變時，其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶的一級和二級負荷，其主變壓器容量應(yīng)滿足"不應(yīng)小于70%-80%的全部負荷”。已知35kV側(cè)最大負荷90MW，10kV側(cè)最大負荷為18MW,，由計算可知單臺主變的最大量為（設(shè)負荷同時率為0.85）：= 結(jié)論：選擇兩臺63MVA的變壓器并列運行。（2） 變壓器型號的選擇 因為本次設(shè)計中有三個電壓等級，且當變壓器最小負荷側(cè)通過的容量大于主變?nèi)萘康?5%時，宜選用三繞組變壓器。因

18、為; ,所以本設(shè)主變壓器，繞組排列順序為（由向外）：10kV、35kV、110kV.綜上所述：主變壓器選用三相三線線圈、全封閉節(jié)能型降壓變壓器。型 號：SFSLQI-63000容 量：63000kVA電壓比：121/38.5/11kV接線方式、組別：Y0/YO/ -12-11阻抗電壓百分比：高-中17% 高-低10.5% 中-低6%空載損耗;21.5kW短路損耗：高-中90kW 高-低90kW 中-低68kW容量比：100/100/100空載電流：1.6%冷卻方式; 強迫油循環(huán)水冷4.3 高壓斷路器與隔離開關(guān)的選擇與校驗4.3.1 高壓斷路器選擇（1）選擇高壓斷路器類型6-10kv一般選用少油

19、斷路器，110-330kv當少油斷路器不滿足要求時，可選壓縮空氣斷路器和SF6斷路器，500kv一般采用SF6斷路器。（2）根據(jù)安裝地點選戶外式或戶式。（3）斷路器額定電壓不小于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)額定電壓。（4）斷路器額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)電流。（5）校核斷路器斷流能力 斷路器額定開斷電流斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值為簡化計算，也可用次暫態(tài)短路電流進行選擇：當斷路器開斷時間 <0.1s時，由于電力系統(tǒng)容量機組出現(xiàn)，快速保護和高速斷路器的使用，故在靠近電源外短路點，短路電流中非周期分量所占比例較大，因此在校核斷流能力，計算被開斷的短路電流時，應(yīng)計與非周期分量

20、影響。（6）按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足斷路器額定關(guān)合電流不小于短路沖擊電流一般等于電動穩(wěn)定電流。（7）動穩(wěn)定校驗 短路沖擊電流應(yīng)不大于斷路器極限通過電流（8）熱穩(wěn)定校驗短路熱效應(yīng)不大于斷路器在時間允許熱效應(yīng) 2t斷路器的允許熱穩(wěn)定電流。（9）根據(jù)對斷路器操作控制要求，選擇與斷路器配用的操動機構(gòu)。4.3.2 隔離開關(guān)的選擇（1）根據(jù)配電裝置布置的特點，選擇隔離開關(guān)類型（2）根據(jù)安裝地點選擇戶式或戶外式（3）隔離開關(guān)額定電壓大于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓（4）隔離開關(guān)額定電流大于裝設(shè)電路最大持續(xù)工作電流（5）動穩(wěn)定校驗滿足 （6）熱穩(wěn)定校驗滿足2t（7）根據(jù)隔離開關(guān)操作控制要求，選擇配用的操動機構(gòu)

21、，一般采用手動操作，戶800A以上，戶外220kv高位布置的隔離開關(guān)和330kv隔離開關(guān)，宜采用電動操作機構(gòu)，當有壓縮空氣系統(tǒng)時，可采用氣動操作機構(gòu)。4.4 母線的選擇與校驗4.4.1 導體選擇的一般要求裸導體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇和校驗；工作電流；電暈（對110KV級以上電壓的母線）；動穩(wěn)定性和機械強度；熱穩(wěn)定性；同時也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。導體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20M以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構(gòu)

22、成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必效驗其機械強度。4.4.2 母線選擇的方法（1） 選擇母線的材料、截面形狀：載流導體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流在4000A與以下時，一般采用矩形導體；在110KV與以上高壓配電裝置，一般采用軟導體。軟母線（鋼芯鋁絞線）適用于各個電壓等級。（2） 選擇母線的截面積：對于匯流母線須按照其最大長期工作電流選擇截面積。（3） 校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：如果選用軟母線，則此項校驗可以省略。6.1.2（4） 電暈校驗：對于110kV與以上的母線，還應(yīng)校驗?zāi)芊癜l(fā)生電暈。但是如果截面積大于最小

23、電暈校驗截面積，則不需電暈校驗。4.4.3 母線選擇結(jié)果按照上述過程，母線選擇結(jié)果如下：35KV：選用63×10（mm×mm）雙條矩形鋁導體，平放，長期允許載流量,集膚效應(yīng)系數(shù)。10KV：選用槽形鋁導體，其中h=225mm,b=105mm,e=12.5mm,r=16mm,雙槽導體截面S=9760,集膚效應(yīng)系數(shù)，雙槽導體長期允許載流量，平放，截面系數(shù)，慣性矩,慣性半徑。4.5 電流互感器的選擇4.5.1 電流互感器的選擇原則電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620KV屋配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的

24、電流互感器。對于35KV與以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓：一次回路電流：準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型與對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。二次負荷： （5-7）（5-8）動穩(wěn)定：（5-9）式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定： （5-10）為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。4.5.2 電流互感器的選擇結(jié)果電流互感器的選擇結(jié)果如下表5-5所示表5-5 電流互感器的選擇結(jié)果型號額定電壓（KV）電流比準確級次組合熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）11075135353075104

25、0904.6 電流互感器的選擇4.6.1 電壓互感器的選擇原則電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：620KV屋互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35KV110KV配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。一次電壓、為電壓互感器額定一次線電壓。二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓。如表5-6所示。表5-6 電壓互感器一二次繞組繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上

26、用于中性點直接接地系統(tǒng)中心用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地二次額定電壓100100準確等級：電壓互感器在哪一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定，規(guī)定如下：用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，與所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級。 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為1級。用于估計被測量數(shù)值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應(yīng)按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。負荷： （5-

27、11） 4.6.2電壓互感器的選擇結(jié)果電壓互感器的選擇結(jié)果如下表5-7所示：表5-7 電壓互感器的選擇結(jié)果安裝地點型號額定電壓（KV）準確級次一次線圈二次線圈輔助線圈110KVJDCF-110(WB)0.10.535KV母線JDJJ2-350.510KV母線JDZJ-100.5 第5章 變壓器、線路的繼電保護5.1 繼電保護的作用5.1.1 繼電保護的概念與任務(wù) 電力系統(tǒng)繼電保護是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。繼電保護的基本任務(wù)是：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、快速、有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行，盡量縮小停電

28、圍，電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，根據(jù)運行維護的要求能自動、與時、有選擇地發(fā)出警信號或負荷、跳閘。5.1.2對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 （1）選擇性 繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。 （2）速動性繼電保護的速動性是指繼電保護裝置應(yīng)以盡可能快的速度切除故障設(shè)備。故障后，為防止并列運行的系統(tǒng)失步，減少用戶在電壓降低情況下工作的時間與故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。（3）靈敏性 繼電保護的靈敏性是指保護裝置對于其應(yīng)保護的圍發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護不該動作情況與應(yīng)該動作情況所測電氣量相差越大，則

29、靈敏度越高）。（4）可靠性繼電保護的可靠性是指繼電保護裝置在電力系統(tǒng)正常運行時不誤動，在規(guī)定的保護圍發(fā)生故障時，應(yīng)可靠動作；而在不屬于該保護動作的其他情況下，應(yīng)可靠動作。（主保護對動作快速性要求相對較高；后備保護對靈敏性要求相對較高）。5.2 變壓器的繼電保護變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來研總的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。 變壓器的故障可分為油箱部故障和油箱外部故障，油箱部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線與套管處會產(chǎn)

30、生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。對于上述故障和不正當工作狀態(tài)，根據(jù)DL400-91繼電器保護和安全起動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護： （1）瓦斯保護為了反應(yīng)變壓器油箱部各種短路故障和油面降低的保護。它反應(yīng)于油箱部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。（2）縱差動保護為了反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路以與中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路與繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護或電流速動保護?？v差動保護適用于并列運行的變壓器，容量為6300kVA以上時；單獨運行的變壓器

31、，容量為10000kVA以上時；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300kVA以上時。（3）復合電壓啟動的過電流保護為了反映外部短路引起的變壓器過電流和作為變壓器主保護的后備保護，根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流的不同，須裝設(shè)不同的過電流保護。三繞組變壓器在外部故障時，應(yīng)盡量減小停電圍，因此在外部發(fā)生短路時，要求僅斷開故障側(cè)的斷路器，而使另外兩側(cè)繼續(xù)運行。而當部發(fā)生故障時，保護應(yīng)起到后備作用。復合電壓啟動的過電流保護，既能反應(yīng)不對稱短路的故障，也能反應(yīng)對稱短路的故障；并且其靈敏度也較高。5.2.1 變壓器的繼電保護整定計算（1）瓦斯保護輕瓦斯保護的動作值采用氣體體積表示。

32、通常氣體體積的整定圍為250-350.對于容量在10MVA以上的變壓器，整定值多采用250，氣體體積的調(diào)整可通過改變重錘的位置來實現(xiàn)。 重瓦斯保護的動作值采用油流流速表示。一般整定圍在0.6-1.5m/s，在整定流速時均以導油管中油速為準，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運行經(jīng)驗，管中油流速度整定為0.6-1.5m/s時，保護反映變壓器部故障是相當靈敏的。但是，在變壓器外部故障時，由于穿越性故障電流的影響，在導油管中油流速度為0.4-0.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護誤動作，可將油流速度整定為1m/s左右。 瓦斯保護的主要優(yōu)點是能反映變壓器油箱各種故障，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速。

33、但它的缺點是不能反映變壓器油箱外故障如變壓器引出端上的故障或變壓器與斷路器之間連接導線的故障。因此，瓦斯保護不能作為變壓器唯一的主保護，須與差動保護配合共同作為變壓器的主保護。（2）縱聯(lián)差動保護變壓器的縱聯(lián)差動保護用來反映變壓器繞組、引出線上的各種短路故障，是變壓器的主保護之一。變壓器的縱差動保護的工作原理與線路縱差保護的工作原理一樣，都是比較被保護設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小，即比較相量。 要實現(xiàn)變壓器的縱差動保護，必須適當選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。 引起變壓器縱聯(lián)差動保護準確工作的因素主要流過差動回路中的不平衡電流。這些不平衡電路主要有：由變壓器兩側(cè)接線不同產(chǎn)生

34、的不平衡電流；由變壓器調(diào)節(jié)分接頭產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器兩側(cè)電流互感器型號不同產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器的勵磁涌流。（1）縱差動保護的整定計算：a) 躲過外部短路時的最大不平衡電流，即 （7-1）式中，可靠系數(shù)，取1.3變壓器外部短路時差動回路中最大的不平衡電流，其值為：式中，由于采用的電流互感器變比或平衡線圈的匝數(shù)與計算值不同，所引起的相對誤差；單相變壓器，Yd11接線的三相變壓器有變壓器帶負荷調(diào)壓所引起的相對誤差，去電壓調(diào)整圍的一半； 0.1電流互感器允許的最大相對誤差；考慮短路電流非周期分量影響系數(shù)，去1.52；電流互感器同型系數(shù)，取值為1保護圍外最大電流 b） 躲過變壓器最大的勵磁涌流，

35、即 （7-2）式中，可靠系數(shù)，取1.3變壓器的額定電流勵磁涌流的最大倍數(shù)（即勵磁涌流與變壓器的額定電流的比值），取48.由于變壓器的勵磁涌流很大，實際的縱差保護通常采用其他措施來減少它的影響：一種是采用具有速飽和變流器的差動繼電器（BCH2型），可以減少勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，此時取=1；另一種通過鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別，在勵磁涌流時將差動保護閉鎖，此時在整定時可以不考慮勵磁涌流的影響，此時取=0，不考慮c）躲過電流互感器二次回路斷線時的最大負荷電流，即 （7-3）式中， 可靠系數(shù)，取1.3；變壓正常運行時的最大負荷電流。在最大負荷電流不確定時，可取變壓器額定電流。 變壓器某側(cè)電流

36、互感器二次回路斷線時，另一側(cè)電流互感器的二次電流全部流入差動繼電器中，要引起保護的誤動作。有的差動保護采用斷線的措施，在電流互感器二次回路斷線時將其差動保護閉鎖，此時可以不考慮這個條件。取上述整定值大的作為保護動作電流的整定值。所有電流指的都是二次側(cè)的值。（2）靈敏系數(shù)校驗縱差動保護靈敏系數(shù)按下式校驗，即 （7-4）式中，為各種運行方式下變壓器保護圍部故障時，流經(jīng)差動繼電器的最小差動電流；靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于2不滿足靈敏度要求時，需要采用具有制動特性的差動繼電器。5.3 35KV線路繼電保護在電網(wǎng)中35KV與以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中主要采用三段式電流保護，最主要的優(yōu)點就是簡單、可靠，并且在一般情

37、況下也能夠滿足快速切除故障的要求。三段式過流保護包括：（1）瞬間電流速斷保護（簡稱電流速斷保護或電流段）（2）限時電流速斷保護（電流段）（3）過電流保護（電流段）電流速斷、限時電流速斷保護和過電流保護都是反應(yīng)電流增大而動作的保護，它們相互配合構(gòu)成一套保護，稱做三段式電流保護，它們的不同是保護圍不同。三段的區(qū)別主要在于起動電流的選擇原則不同。其中速斷和時限速斷保護是按照躲開某一點的最大短路電流來整定的，而過電流保護是按照躲開最大負荷電流來整定的。（1）瞬間電流速斷保護：保護圍小于被保護線路的全長一般設(shè)定為被保護線路的全長的85%（2）瞬間電流速斷保護：保護圍是被保護線路的全長或下一回線路的15%

38、 （3）過電流保護：保護圍為被保護線路的全長至下一回線路的全長5.3.1瞬時電流速斷保護的整定計算 瞬時電流速斷保護1的動作電流應(yīng)按大于本線路末端短路時流過保護安裝處的最大短路電流來整定，即式中 保護1無限時電流速斷保護的動作電流，又稱一次動作電流；可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計算誤差和非周期分量的影響等而引入的大于1的系數(shù)，一般取1.21.3。被保護線路末端末端B母線上三相短路時保護安裝測量到的最大短路電流，一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。為電流互感器的變比為電流互感器的接線系數(shù) 對于35KV電路，電流互感器采用兩相星形接線，所以=1。瞬時電流速斷保護的靈敏系數(shù)，是用其最

39、小保護圍來衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護圍不應(yīng)小于線路全長的。在最小保護區(qū)末端發(fā)生短路故障時，動作電流，即式中 系統(tǒng)最小運行方式下，最大等值電抗；輸電線路千米正序電抗。 通常規(guī)定，最小保護圍不應(yīng)小于被保護線路全長。=3.39KM符合要求。動作時限：T'1=0總結(jié)：（1）瞬時電流速斷保護只能保護線路部分，動作的選擇性依靠動作值來保證。對于線路變壓組，可使全線處于速動保護圍之。（2）瞬時電流速斷保護的靈敏度以保護區(qū)的長度來確定。5.3.2限時電流速斷電流保護的整定計算AB段的下一段分為兩段：BD段：對變壓器：因為1.31.5，所以對變壓器符合。總結(jié)：（1）限時電流速斷保護作為線路的主保護，要求

40、應(yīng)能保護被保護線路全長。為了縮短保護的動作時間，動作值與相鄰線路、元件速斷保護配合。（2）限時電流速斷保護的選擇性是依靠動作值、動作時間來保證。（3）當靈敏度不滿足要求時，可與相鄰線路限時電流速斷保護配合。 5.3.3 定時限過電流保護的整定計算 （1）定時限過電流保護整定可靠系數(shù)，一般采用1.151.25自啟動系數(shù)，數(shù)值大于1，應(yīng)該由具體接線和負荷性質(zhì)決定；電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用0.850.95（2）靈敏度：作為本線路的后備保護即近后備時： 作為相鄰線路的后備保護即遠后備時：對BD段：對變壓器段：（2）動作時限：=1.5s保護類型動作值時段靈敏度一次側(cè)二次側(cè)段保護1805.24A30

41、A0s8.34KM>15%線路長段保護735.57A12.26A0.5s1.49>1.31.5段保護367.7A6.13A1.5s近后備遠后備1.742.98總結(jié)：（1）定時限過電流保護是指躲過最大負荷電流整定，并以動作時限保證其選擇性的一種保護。 （2）輸電線路正常運行時它不應(yīng)啟動，發(fā)生短路且短路電流大于其動作電流時，保護啟動延時動作于斷路器跳閘。 （3）不僅能保護本線路的全長，也能保護相鄰線路的全長，是本線路的近后備和相鄰線路的遠后備保護。第6章 防雷裝置與接地裝置說明6.1 防雷裝置的規(guī)劃原則變電所可采用的防雷措施有：用避雷針保護全所電氣設(shè)備不受直接雷擊，用進線段避雷線防止架

42、空進線受直接雷擊，用避雷器保護變電所的電氣設(shè)備不受雷電侵入波的損壞。6.1.1 避雷器的配置原則（1） 各匯流母線應(yīng)安裝一組避雷器，且與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)布置在同一間隔中；（2） 三繞組變壓器，三相自耦變壓器三側(cè)靠近主變處均應(yīng)安裝一組避雷器，以防止一側(cè)開路，另一側(cè)發(fā)生過電壓；（3） 雙繞組變壓器高壓側(cè)是否安裝避雷器，視電壓等級和主變距離高壓配電裝置的距離而決定；（4） 對于110kV與以上變壓器，如采用分極絕緣，中性點應(yīng)安裝一只比其額定電壓低一級的避雷器。6.1.2 避雷針的配置原則（1） 變電所的所有建（構(gòu)）筑物應(yīng)在避雷針的保護圍；（2） 110kV與以上配電裝置，一般可將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上。但是在土壤電阻率大于1000·m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立避雷針；（3） 35kV與以下高壓配電裝置的架構(gòu)或房頂上不宜裝設(shè)避雷針；（4） 裝設(shè)在架構(gòu)上的避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至主變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于15m。（5） 獨立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。避雷針與其接地裝置與道路和出入口等處的距離不宜小于3m。（6） 獨立避雷