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1、鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 110kV變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是110kV變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是變電站繼電保護(hù)的配置與整定計(jì)算。變電站是電力系統(tǒng)中連接發(fā)電廠(chǎng)和用電單位的重要組成部分，變電站的安全運(yùn)行意義重大。 繼電保護(hù)是變電站的重要組成部分。本次設(shè)計(jì)用到繼電保護(hù)的三段保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其中110kV側(cè)配置的是三段距離保護(hù)，35kV側(cè)配置的是電流速斷保護(hù)與三段距離保護(hù)，10kV側(cè)配置的是電流速斷保護(hù)。合理的選擇保護(hù)方式保證了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和靈活性，減輕電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，降低安全隱患。 設(shè)計(jì)分了五個(gè)章節(jié)，其中第二章給出了系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)和一次部分的數(shù)

2、據(jù)；第三章確定了互感器的選擇和主接線(xiàn)方式；第四章是最繼電保護(hù)的介紹、配置、整定計(jì)算，其中詳細(xì)介紹了瓦斯保護(hù)、靈虛電流保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；第五章是短路電流的計(jì)算。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，變電站，繼電保護(hù)，整定計(jì)算，短路電流 Abstract The graduation design topic is 110kV substation secondary system design, main contents of configuration and setting calculation of relay protection of substation. Substations

3、 are connected in the power system of power units in power plant and an important part of substation safe operation is of great significance. Important component of relay protection of substation. This design used to relay protection of three protection and current fast-tripping protection, which i

4、s three distance protection of 110kV-side configuration, 35kV side configuration is current quick-break protection with three distance protection, 10kV side configuration is current quick-break protection. Reasonable choice of protection to ensure the power system economy and flexibility, reduce the

5、 burden on power systems, reducing security risks. Design points has five a chapters, which second chapter to out has system of original data and a times part of data; third chapter determine has transformer device of select and main wiring way; fourth chapter is most following electric protection

6、of introduced, and configuration, and whole set calculation, which detailed introduced has gas protection, and spirit virtual current protection, and longitudinal joint poor moving protection; fifth chapter is short-circuit current of calculation. Key words: electrical systems, substation, and rela

7、y protection, the setting, the short-circuit current  目錄 1 緒論 1 2 原始參數(shù) 2 2.1 主變壓器及線(xiàn)路主要參數(shù) 2 2.2 變電站電氣主接線(xiàn)簡(jiǎn)介 3 2.3 電氣主接線(xiàn)方案比較及選擇 3 3 電壓、電流互感器的配置與接線(xiàn) 5 3.1 電流互感器的選擇 5 3.2 電流互感器的配置 5 3.3 電壓互感器的選擇與配置 7 4 短路電流計(jì)算 9 4.1 短路電流計(jì)算的意義 9 4.2母線(xiàn)短路電流的計(jì)算 9 4.2.1主變標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算 9 4.2.2三相對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算 10 4.2.

8、3不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算 11 4.3線(xiàn)路短路電流的計(jì)算 11 4.3.1變電站各側(cè)線(xiàn)路的阻抗參數(shù) 11 4.3.2 110kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 12 4.3.3 35kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 13 4.3.4 10kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 14 5 繼電保護(hù) 16 5.1 變壓器保護(hù) 16 5.1.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)及其整定與靈敏度校驗(yàn) 16 5.1.2瓦斯保護(hù) 21 5.1.3復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)及整定 22 5.1.4零序電流保護(hù) 23 5.1.5過(guò)負(fù)荷保護(hù)及整定 23 5.2母線(xiàn)保護(hù) 24 5.3線(xiàn)路保護(hù) 25 5.3.1三段式電流保護(hù) 25 5.3.2線(xiàn)路的

9、相間距離保護(hù) 30 5.4自動(dòng)重合閘 33 5.4.1自動(dòng)重合閘的作用 33 5.4.2自動(dòng)重合閘的分類(lèi)和基本要求 33 總結(jié)與體會(huì) 35 參考文獻(xiàn) 36 V 1 緒論 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)110kV變電站的數(shù)量不斷增加，而且已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)電力平穩(wěn)輸送和安全使用的保障。為了確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，需要更為精確和靈敏的繼電保護(hù)裝置來(lái)保證變電站的安全穩(wěn)定和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。隨著變電站的數(shù)量不斷增加，便捷實(shí)惠、高質(zhì)量、高安全的變電站更為重要。變電站的安全核心是二次系統(tǒng)的保護(hù)。二次系統(tǒng)對(duì)線(xiàn)路故障的綜合分析是保護(hù)變電站和電網(wǎng)的

10、重要依據(jù)。所以二次系統(tǒng)的作用尤為重要，是保護(hù)電網(wǎng)和變電站的主要系統(tǒng)，做好二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，多謝導(dǎo)師的指導(dǎo)和提供資料。 二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要在于電壓互感器、電流互感器以及繼電器的選擇和配置，因?yàn)榛ジ衅魇嵌蜗到y(tǒng)的眼睛，互感器是診斷線(xiàn)路故障的主要依據(jù)，互感器把信號(hào)傳給繼電器，通過(guò)繼電器的評(píng)估和動(dòng)作來(lái)控制變電站的一次部分達(dá)到跳閘或者重合閘，設(shè)計(jì)工程中很仔細(xì)的分析故障，反復(fù)調(diào)試模擬故障，保證變電站和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要依據(jù)相關(guān)資料上的原始數(shù)據(jù)和變電站一次部分的相關(guān)數(shù)據(jù)和配線(xiàn)來(lái)完成的，本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要把自己在大學(xué)四年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)串成一串，綜合應(yīng)用一

11、下，既是對(duì)自己的總結(jié)和提升也是對(duì)學(xué)校和導(dǎo)師的一份答卷。  2 原始參數(shù) 2.1主變壓器及線(xiàn)路主要參數(shù) 變壓器參數(shù)如下： 型號(hào)：-31500/110 額定電壓：11081.25%/38.522.5%10.5 容量比：100/100/100 參數(shù)： 接線(xiàn)方式：,, 系統(tǒng)示意圖和各側(cè)出線(xiàn)參數(shù)見(jiàn)下圖2.1-1，表2.1。: 表2.1-1 變電站110kV側(cè)出線(xiàn)參數(shù) 線(xiàn)型 Pmax(MW) Pmin(MW) COS? L(km) 1 LGJ-300 50 40 0.86 50 2 LGJ-300 60 45 0.86 60 3 LGJ-1

12、50 55 42 0.86 50 4 LGJ-150 48 35 0.86 40 表2.1-2 變電站35kV側(cè)出線(xiàn)參數(shù) 線(xiàn)型 Pmax(MW) 回路數(shù) COS? L(km) 供電方式 1 LGJ-120 14 1 0.8 12 架空 2 LGJ-120 15 1 0.8 15 架空 3 LGJ-120 27 1 0.85 8 架空 4 LGJ-120 18 1 0.85 6 架空 5 LGJ-120 17 1 0.8 10 架空 6 LGJ-120 25 1 0.85 12

13、 架空 表2.1-3變電站10kV出線(xiàn)側(cè)參數(shù) 線(xiàn)型 Pmax(MW) 回路數(shù) COS? L(km) 供電方式 1 LGJ-120 5 1 0.8 6 架空 2 LGJ-120 4 1 0.8 4 架空 3 LGJ-120 3 1 0.8 3 架空 4 LGJ-120 8 1 0.8 8 架空 5 LGJ-120 4 1 0.8 7 架空 6 LGJ-120 5 1 0.8 5 架空 7 LGJ-120 7 1 0.8 8 架空 8 LGJ-120 3 1 0.8 9

14、 架空 圖2.1-1系統(tǒng)示意圖 2.2變電站電氣主接線(xiàn)簡(jiǎn)介 電氣主接線(xiàn)，由各種電氣設(shè)備和元件經(jīng)外部線(xiàn)纜及導(dǎo)線(xiàn)連接而組成的，是用以傳導(dǎo)電能，連接發(fā)電廠(chǎng)與用電單位的媒介，是供電系統(tǒng)中不可或缺的部分之一。 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)所遵循的原則是，符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的具體要求和有關(guān)方針、政策、技術(shù)規(guī)范和規(guī)程；結(jié)合現(xiàn)工程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的主接線(xiàn)和繼電器、互感器配置；保證供電的可靠性；主接線(xiàn)要盡量簡(jiǎn)單靈活，操作方便，易于維修，適應(yīng)能力強(qiáng)，能保證人身和設(shè)備自身的安全等。還有就是，需要滿(mǎn)足擴(kuò)建的要求。 2.3電氣主接線(xiàn)方案比較及選擇 （1）110kV側(cè)主接線(xiàn)方案 對(duì)于出線(xiàn)只有2

15、-4條的110kV變電站，距開(kāi)關(guān)柜的距離短，主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要力求簡(jiǎn)便快捷。各個(gè)主變壓器應(yīng)該接到同一條母線(xiàn)上以減少同時(shí)失去兩臺(tái)主變的可能性。綜合考慮，選擇單母線(xiàn)接線(xiàn)方式。單母線(xiàn)接線(xiàn)即是各主變間通過(guò)母線(xiàn)連接，主變110kV側(cè)設(shè)置一套開(kāi)關(guān)，其它側(cè)（包含110kV側(cè)）各有一套斷路器。 綜合各方面因素，考慮到任務(wù)書(shū)要求，以及變電站設(shè)計(jì)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，最終選定采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)方案。 （2）35kV側(cè)主接線(xiàn)方案 對(duì)于電壓等級(jí)為35-60kV，出線(xiàn)4-8回。如采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)時(shí)，一段母線(xiàn)發(fā)生故障分段斷路器自動(dòng)隔離故障段，可以保證分段母線(xiàn)的不間斷供電，保證用戶(hù)不停電，保證了供電的可靠性和靈

16、活性。 綜合分析考慮，35kV側(cè)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方案最為合適。 （3）10kV側(cè)主接線(xiàn)方案 對(duì)于電壓等級(jí)為6-10kV，出線(xiàn)6回及以上的配電裝置，宜采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。 電氣主接線(xiàn)方案如表2.3-1： 表2.3-1電氣主接線(xiàn)方案 出線(xiàn)側(cè)(kV) 出線(xiàn)（回） 主接線(xiàn)方案 110 4 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 35 6 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 10 8 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) *系統(tǒng)參數(shù)（電源）：110kV側(cè)=5210MVA 等值電抗， =0.0192  3 電壓、電流互感器的配置與接線(xiàn) 電壓、電流互感器的配置是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，包括電壓、電流互感器型號(hào)的選

17、擇、裝設(shè)和數(shù)量等。這些內(nèi)容往往需要結(jié)合電氣一次和二次設(shè)備的要求來(lái)確定。 3.1電流互感器的選擇 綜合考慮工程造價(jià)和快捷性，設(shè)計(jì)中選用測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)共用同一組電互感器的方式進(jìn)行選擇。每個(gè)電流互感器內(nèi)有一個(gè)或者多個(gè)鐵芯，每個(gè)鐵芯都有二次繞組，繼電保護(hù)接一個(gè)線(xiàn)圈，測(cè)量?jī)x表接另一個(gè)線(xiàn)圈。但是兩種元件的鐵芯在特性上區(qū)別很大，繼電保護(hù)的鐵芯截面積較大，飽和倍數(shù)相對(duì)較高。 （1）二次電流互感器的選擇 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次額定電流為5A或1A。 110kV及以上的電流互感器的額定二次電流宜選1A，因?yàn)檫@樣可大幅度的降低電纜中的有功損耗，而且在相同的條件下的時(shí)候可減輕電流互感器的二次側(cè)負(fù)擔(dān)。在工程造價(jià)

18、封面考慮，減小電流回路電纜截面，降低了工程造價(jià)。 （2）額定輸出容量的選擇 電流互感器的額定輸出容量是指在額定一次電流、額定變比條件下，保證所要求的準(zhǔn)確級(jí)時(shí).所能輸出的最大容量。但要注意的是，對(duì)測(cè)量?jī)x表用互感器的額定容量要稍大于二次負(fù)載，這樣才可以保證短路時(shí)鐵芯能迅速飽和，使測(cè)量?jī)x表免遭過(guò)大的電流而造成損壞。 （3）準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇 為了滿(mǎn)足測(cè)量和保護(hù)的需要，各個(gè)鐵芯的準(zhǔn)確度等級(jí)可以不同。繼電保護(hù)用電流互感器的鐵芯應(yīng)該選用P級(jí)或者TP級(jí)。P級(jí)是一般的繼電保護(hù)用電流互感器，它的誤差是在穩(wěn)態(tài)正弦一次電流條件下的誤差，TPS 、TPX型的鐵芯多接于高阻抗繼電器作母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)用。母線(xiàn)保護(hù)回路宜

19、選用TPX型電流互感器鐵芯。 出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)，推薦采用10P型準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)的電流互感器鐵芯。 3.2電流互感器的配置 電流互感器的配置需要考慮的因素有：電流互感器二次繞組等級(jí)與數(shù)量要滿(mǎn)足繼電保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。 110kV變電所不裝設(shè)母線(xiàn)保護(hù)和全線(xiàn)速動(dòng)保護(hù)，所以只需要繼電保護(hù)用電流互感器；用于繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)消除主保護(hù)的未保護(hù)區(qū)。繼電保護(hù)接人電流互感器的二次繞組分配后，需要注意避免當(dāng)某一線(xiàn)路的保護(hù)、停用而線(xiàn)路繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)電流互感器內(nèi)部故障而出現(xiàn)的保護(hù)死區(qū)； 當(dāng)采用一個(gè)半斷路器接線(xiàn)時(shí)，對(duì)獨(dú)立式電流互感器每串宜配置三組。 用于變壓器差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器

20、的鐵芯，應(yīng)該具有相同形式的鐵芯，用于同一個(gè)差動(dòng)保護(hù)的斷流互感器鐵芯也應(yīng)該具有相同形式的鐵芯。主要目的就是減少外部短路時(shí)的不平衡的電流。 本次設(shè)計(jì)的電壓、電流互感器的配置如圖所示： 圖3.2-1變電站110kV側(cè)電流互感器配置 圖3.2-2變電站35kV側(cè)電流互感器配置 圖3.2-3變電站10kV側(cè)電流互感器配置 單相式接線(xiàn)，這種接線(xiàn)主要用于變壓器中性點(diǎn)和6-10kV電纜線(xiàn)路的零序電流互感器，只反映單相或零序電流。 圖3.2-4電流互感器的兩相星形接線(xiàn) 這種接線(xiàn)主要用于6-10kV小電流接地系統(tǒng)的測(cè)量和保護(hù)回路接線(xiàn)，可以測(cè)量三相電流、有功功率、無(wú)功功率、

21、電能等。反映相間故障電流，不能完全反映接地故障。 . 圖3.2-5電流互感器的三相星形接線(xiàn) 這種接線(xiàn)用于110--500kV直接接地系統(tǒng)的測(cè)量和保護(hù)回路接線(xiàn)?？梢詼y(cè)量三相電流、有功功率、無(wú)功功率和電能等。反映相間及接地故障電流。 3.3 電壓互感器的選擇與配置 一次電壓和二次電壓的選擇需要注意的是，電壓互感器的一次繞組額定電壓有3、6、20、35、110、220、500kV各級(jí)，電壓互感器的二次繞組分有主二次繞組和輔助二次繞組兩大類(lèi)，也就是主二次繞組的額定電壓是按下述原則設(shè)計(jì)的:一次繞組接有線(xiàn)電壓時(shí)，二次繞組的額定電壓為100v；一次繞組接于相電壓時(shí)，二次繞組的額定電壓為100/√3

22、v。輔助二次繞組的額定電壓是按照下列原則設(shè)計(jì)的：中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為100v；中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為100/√3v。 相數(shù)和接線(xiàn)的選擇：母線(xiàn)電壓等級(jí)110kV的電壓互感器一般采用三個(gè)單相電磁式電壓互感器。電壓互感器選用三繞組型（兩個(gè)二次繞組）。一組主二次繞組供儀表測(cè)量和繼電保護(hù)，一組輔助二次繞組接成開(kāi)口三角形，用于向繼電保護(hù)裝置提供零序電壓。 電壓互感器二次回路接線(xiàn)原則：電壓互感器的電壓符合應(yīng)該分配均勻，三相平衡。沒(méi)有一組主母線(xiàn)都要裝設(shè)一組電壓互感器，這樣測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置都能在其中引出引線(xiàn)供自己使用。為減少電纜聯(lián)系，可以用電壓小

23、母線(xiàn)，這樣一來(lái)各電氣設(shè)備所需的二次電壓都可以直接在電壓小母線(xiàn)上引接。 110kV雙母線(xiàn)接線(xiàn)的電壓互感器裝設(shè)三相電壓互感器，保護(hù)不設(shè)切換裝置。  4繼電保護(hù) 4.1變壓器保護(hù) 變壓器是電力系統(tǒng)中重要電氣設(shè)備，變壓器的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的必要條件，特別是大容量的變壓器，一旦發(fā)生故障或損壞將會(huì)造成不可預(yù)想的后果。所以，針對(duì)變壓器的故障和異常工作情況，必須根據(jù)其容量和可靠程度進(jìn)行繼電保護(hù)配置。 變壓器的保護(hù)一般有以下幾種： 1.瓦斯保護(hù)，反映內(nèi)部短路和油面降低的氣體保護(hù)。 2.縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，反映變壓器繞組和引出線(xiàn)的多相短路及繞組的匝間短路。 3.過(guò)電流保護(hù)，

24、反映變壓器外部的相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)。 4.零序電流保護(hù)，反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路。 5.變壓器的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，反映大型變壓器過(guò)勵(lì)磁。 6.變壓器的電流速斷保護(hù)。 7.變壓器的故障運(yùn)行及異常工作方式時(shí)的保護(hù)。 4.1.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)及其整定與靈敏度校驗(yàn) 變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)主要用來(lái)反映變壓器繞組和套管、引出線(xiàn)上的相間短路，同時(shí)也是變壓器繞組匝間短路的監(jiān)測(cè)，還能反應(yīng)出變壓器繞組中性點(diǎn)直接接地、引出線(xiàn)的單相接地短路。 本次設(shè)計(jì)的是110kV變電站二次系統(tǒng)，所對(duì)應(yīng)的變壓器都是大容量的，它需要裝設(shè)單獨(dú)的變壓器差動(dòng)保護(hù)，因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)通常采用的是利用三側(cè)電流差動(dòng)來(lái)判別

25、運(yùn)行是否正常而動(dòng)作的。其中高電壓側(cè)電流來(lái)自高壓熔斷器處的電流互感器，中壓側(cè)電流引自變壓器中壓電流互感器，低壓側(cè)電流引自變壓器低壓側(cè)電流互感器，這樣一來(lái)差動(dòng)保護(hù)的范圍是三組電流互感器所限定的區(qū)域，能夠更好的反映出相間短路故障。 本次設(shè)計(jì)的主變保護(hù)用了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，接線(xiàn)原理圖如圖4.1-1所示。 保護(hù)的構(gòu)成：主要由帶短路線(xiàn)圈的差動(dòng)繼電器構(gòu)成； 保護(hù)的電流互感器：接至變壓器三側(cè)的斷路器內(nèi)側(cè)； 保護(hù)裝置的保護(hù)范圍：除了變壓器自身外還包括變壓器至三側(cè)斷路器之間的連線(xiàn)； 保護(hù)動(dòng)作：跳開(kāi)變壓器三側(cè)的斷路器； 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限:保護(hù)裝置本身的動(dòng)作時(shí)間(即是0秒切除故障)； 圖4.1-1縱聯(lián)

26、差動(dòng)保護(hù)的接線(xiàn)原理圖 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定原則如下： （1）按平均電壓計(jì)算各側(cè)二次額定電流，完成主變電流互感器參數(shù)、額定電流和平均系數(shù)的計(jì)算。 （4.1） 式中 ——變壓器的額定容量，即是40MVA； ——變壓器各側(cè)額定電壓； （2）選擇電流互感器的變比為： （4.2） 式中 ——為電流互感器的接線(xiàn)系數(shù)。當(dāng)三角形接線(xiàn)時(shí)，=；當(dāng)為星形接線(xiàn)時(shí)， 選擇標(biāo)準(zhǔn)變比 （3）二次側(cè)額定電流 (4.3) 式中為電流互感器的接線(xiàn)系數(shù)； 當(dāng)接線(xiàn)形式為三角形接線(xiàn)時(shí)， 當(dāng)接線(xiàn)形式是星型接線(xiàn)時(shí)，。 計(jì)算各側(cè)的

27、外部短路電流值時(shí)候，用短路電流計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。 （4）計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流 按照躲過(guò)變壓器空投時(shí)候以及外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)變壓器產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流計(jì)算，即是 (4.4) 式中 ——?jiǎng)幼鞅Ｗo(hù)電流； ——變壓器額定電流； ——可靠系數(shù)，1.3 （5）按躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流計(jì)算，也就是 (4.5) 式中 ——不平衡電流； ——可靠系數(shù)，1.3 （6）按繞過(guò)電流互感器二次回路斷線(xiàn)時(shí)計(jì)算，即

28、 (4.6) 式中 ——變壓器正常運(yùn)行時(shí)的最大電流，不能確定時(shí)選用變壓器的額定工作做電流即可；計(jì)算中各側(cè)的短路電流均歸算到基本側(cè)。這樣求出的是基本側(cè)動(dòng)作電流的計(jì)算值（）。 選用上述三條件計(jì)算出的保護(hù)動(dòng)作電流值，取最大值作為計(jì)算值。 （7）基本側(cè)的繼電器線(xiàn)圈匝數(shù)的計(jì)算： 變壓器基本側(cè)直接接差動(dòng)線(xiàn)圈，剩余的兩側(cè)直接接相應(yīng)的平衡線(xiàn)圈。進(jìn)本冊(cè)繼電器動(dòng)作電流計(jì)算為 (4.7) 式中——變壓器基本側(cè)的繼電器動(dòng)作計(jì)算電流值； ——變壓器基本側(cè)保護(hù)動(dòng)作值； ——變壓器基本側(cè)電流互感器的變比；

29、 ——電流互感器的接線(xiàn)系數(shù)。 （8）基本側(cè)的差動(dòng)線(xiàn)圈匝數(shù)計(jì)算值: (4.8) 式中 ——繼電器的動(dòng)作匝數(shù)，可采用它的額定值，即AW0=60 （9）基本側(cè)繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流值計(jì)算： （4.9） 保護(hù)的動(dòng)作電流計(jì)算： （4.10） 式中 ——電流互感器變比； ——電流互感器的接線(xiàn)系數(shù)，當(dāng)接線(xiàn)形式是三角形接線(xiàn)時(shí)，；當(dāng)接線(xiàn)形式為星形接線(xiàn)時(shí)，=1. （10）保護(hù)的靈敏度計(jì)算方法： (4.11) 式中 ——變壓器內(nèi)部故障時(shí)，歸算至基本側(cè)時(shí)候總的最小短路電流；如果是單電源變壓

30、器，歸算至電源冊(cè)的最小短路電流； ——接線(xiàn)系數(shù)； ——基本側(cè)保護(hù)的一次動(dòng)作電流值。 線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流計(jì)算 （4.12） 根據(jù)線(xiàn)路參數(shù)表可以計(jì)算出各個(gè)線(xiàn)路的最大電流，見(jiàn)表4.1-1。 表4.1-1 變電站各出線(xiàn)線(xiàn)路的最大電流 110kV側(cè)（kA） 35kV側(cè)（kA） 10kV側(cè)（kA） L-1 0.29 0.27 0.34 L-2 0.35 0.29 0.27 L-3 0.32 0.49 0.21 L-4 0.28 0.33 0.55 L-5 -- 0.33 0.27 L-6 -- 0.46 0.34 L-7 --

31、 -- 0.48 L-8 -- -- 0.21 根據(jù)相關(guān)參數(shù)帶入公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算變壓器各個(gè)出線(xiàn)側(cè)的一次電流來(lái)確定各出線(xiàn)側(cè)的二次額定電流，確定保護(hù)的基本側(cè)。選擇好電流互感器的變比之后進(jìn)行計(jì)算，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4.1-2： 表4.1-2變壓器相關(guān)參數(shù)計(jì)算 名稱(chēng) 各側(cè)數(shù)值 額定電壓（kV） 115 37 10.5 額定電流（A） 電流互感器接線(xiàn)方式 Y Y D 電流互感器計(jì)算變比 158.1/5 491.5/5 選用電流互感器變比 200/5 500/5 二次額定電流（A） 158.1/40=3.95 491.5/100=

32、4.915 3000/6000=5 根據(jù)表格中計(jì)算數(shù)據(jù)得知，10.5kV側(cè)的二次額定電流5A最大，所以選取10kV側(cè)位保護(hù)的基本側(cè)。 確定保護(hù)的一次動(dòng)作電流有以下幾種情況進(jìn)行整定： Ⅰ、按變壓器外部三相短路時(shí)不平衡電流的最大電流來(lái)整定 （取1.3） 為電流互感器同型系數(shù)，為了方便以后故障更換這里取1； 為非周期分量引起的誤差，取值規(guī)定是1.0； Ⅱ、按躲開(kāi)變壓器的勵(lì)磁涌流整定 （取1.5） Ⅲ、按躲開(kāi)電流互感器二次回路斷線(xiàn)時(shí)的變壓器最大電流整定 （取1.3） 確定保護(hù)的二次動(dòng)作電流： Ⅰ、基本側(cè)差動(dòng)繼電保護(hù)器的動(dòng)作電流 Ⅱ、差動(dòng)線(xiàn)圈在

33、基本側(cè)的工匝數(shù)（為60） 所以先用的差動(dòng)線(xiàn)圈匝數(shù)應(yīng)該為8匝 差動(dòng)保護(hù)的試劑動(dòng)作電流 Ⅰ、差動(dòng)保護(hù)的實(shí)際二次動(dòng)作電流 由實(shí)際二次動(dòng)作電流可知其實(shí)際一次動(dòng)作電流為 動(dòng)作時(shí)限為0秒。最后進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，相應(yīng)數(shù)據(jù)帶入上述公式可得 （靈敏度滿(mǎn)足要求） 4.1.2瓦斯保護(hù) 瓦斯主要是變壓器內(nèi)部產(chǎn)生的易燃?xì)怏w，瓦斯保護(hù)即是對(duì)變壓器內(nèi)部故障的一種保護(hù)。瓦斯保護(hù)的工作原理：瓦斯保護(hù)的主要測(cè)量元件是瓦斯繼電器。瓦斯繼電器安在變壓器的油箱和油枕通道上，當(dāng)變壓器故障時(shí)候，內(nèi)部故障部位會(huì)產(chǎn)生電弧，內(nèi)部溫度升高，油溫迅速上升體積膨脹，內(nèi)部絕緣材料分解氣體產(chǎn)生氣泡，油產(chǎn)生流向沖進(jìn)油枕，利用這一點(diǎn)

34、來(lái)實(shí)現(xiàn)瓦斯保護(hù)。 瓦斯保護(hù)一般分為輕瓦斯和重瓦斯兩類(lèi)。輕瓦斯：變壓器內(nèi)部過(guò)熱,或局部放電,使變壓器油油溫上升，產(chǎn)生一定的氣體,匯集于繼電器內(nèi),達(dá)到了一定量后觸動(dòng)繼電器，發(fā)出信號(hào)。重瓦斯：變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重短路后，將對(duì)變壓器油產(chǎn)生沖擊，使一定油流沖向繼電器的檔板,動(dòng)作于跳閘。 瓦斯保護(hù)可以反映油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開(kāi)關(guān)接觸不良或?qū)Ь€(xiàn)焊接不良等故障。另外，瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素(如地震)的干擾下誤動(dòng)作。 瓦斯保護(hù)的整定：輕瓦斯整定范圍：250-300一般整定在250。重瓦斯按油速整定，整定范圍:0.6-1.5m/s，一般整

35、定在1m/s。瓦斯保護(hù)的原理圖如下圖4.1-2所示： 圖4.1.2瓦斯保護(hù)的原理圖 4.1.3復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)及整定 當(dāng)靈敏度不符合要求的時(shí)候可以采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。安裝在110kV高壓側(cè)的過(guò)電流保護(hù)主要由電流繼電器、低電壓繼電器、撫恤電壓繼電器組成。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限：第一時(shí)限使中壓側(cè)斷路器跳開(kāi)，0.5s時(shí)限切除；第二段時(shí)限使變壓器三側(cè)的斷路器跳開(kāi)，1s時(shí)限切除。 變壓器過(guò)電流運(yùn)行時(shí)，過(guò)電流元件的動(dòng)作值需要按照躲開(kāi)變電站額定電流進(jìn)行整定，具體整定計(jì)算如下： 110kV側(cè)動(dòng)作電流值： 214（A） 為可靠系數(shù)，取1.15~1.25，我在這里選取的值為1.15, 為

36、返回系數(shù)，我在這里選取0.85。 正常運(yùn)行方式下電流應(yīng)該小于線(xiàn)路末端的最大電流變比1.3，所以需要進(jìn)行靈敏度校驗(yàn) （靈敏度符合要求） 35kV側(cè)動(dòng)作電流值為 選取最小運(yùn)行方式下的線(xiàn)路末端兩相短路的電流值進(jìn)行校驗(yàn) （靈敏度滿(mǎn)足要求） 10kV側(cè)動(dòng)作電流值 取電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的線(xiàn)路末端短路電流進(jìn)行靈敏度檢驗(yàn)： （靈敏度不符合要求） 綜上所述，整定電流選取最小值214A，即是110kV側(cè)的整定結(jié)果，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限0.5秒。 4.1.4零序電流保護(hù) 110kV及以上的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)會(huì)產(chǎn)生零序電流，母線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)零序電壓。所以中性點(diǎn)接地保護(hù)也分為以下幾種類(lèi)別：

37、（1）中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù)： 保護(hù)用的零序電流TAN接于中性點(diǎn)引出線(xiàn)上。這里的110kV變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中配置的是兩段式零序電流保護(hù)，每段都是兩級(jí)限時(shí)，變壓器零序電流保護(hù)Ⅰ段與出線(xiàn)零序電流保護(hù)Ⅰ段配合，用較短延時(shí)作用于斷路器開(kāi)關(guān)，跳開(kāi)母線(xiàn)及分段斷路器，較短時(shí)間延時(shí)作用變壓器的各側(cè)斷路器。 （2）并列運(yùn)行的變壓器部分中性點(diǎn)接地時(shí)的零序電流保護(hù)： 110kV變電站中性點(diǎn)接地，低電壓側(cè)有電源的變壓器中性點(diǎn)有可能接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行。對(duì)外部短路電流裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。這種有多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，當(dāng)有一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)接地其他幾臺(tái)的中性點(diǎn)不解地的運(yùn)行方式。先切除沒(méi)短路的變壓器最后切除故障

38、的變壓器。 4.1.5過(guò)負(fù)荷保護(hù)及整定 為保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍外的相間短路而引起的變壓器過(guò)流，加設(shè)變壓器的過(guò)流保護(hù)，如果變壓器的過(guò)負(fù)荷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將會(huì)引起變壓器過(guò)電流運(yùn)行，將嚴(yán)重影響繞組間絕緣層的壽命，所以還需要加設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為1s，比變壓器的復(fù)合電壓保護(hù)時(shí)間大0.5s。 保護(hù)整定取可靠系數(shù)為1.05，返回系數(shù)為0.85，過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在110kV側(cè)。 按照躲開(kāi)變壓器額定電流來(lái)整定： 4.2母線(xiàn)保護(hù) 本次設(shè)計(jì)的110kV變電站中，110kV母線(xiàn)均采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，對(duì)于單母線(xiàn)的保護(hù)，這里采用母線(xiàn)完全電流差動(dòng)保護(hù)。母線(xiàn)完全差動(dòng)保護(hù)的原理接線(xiàn)圖如下圖4.2-1所示：

39、 圖4.2-1母線(xiàn)保護(hù)的原理接線(xiàn)圖 （1）躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流時(shí)，其動(dòng)作電流計(jì)算如下： 110kV母線(xiàn)： 35kV母線(xiàn)： 10kV母線(xiàn)： （2）躲過(guò)電流互感器二次回路單相接地短路時(shí)流過(guò)差動(dòng)繼電器的最大電流，其動(dòng)作電流計(jì)算方法及計(jì)算過(guò)程如下： 式中的為最大負(fù)荷電流值；所以各母線(xiàn)上的動(dòng)作電流為： 110kV母線(xiàn)： 35kV母線(xiàn)： 10kV母線(xiàn)： 對(duì)保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，其值。 是母線(xiàn)故障的最小短路電流值。 110kV母線(xiàn)： 35kV母線(xiàn)： 10kV母線(xiàn)： 由計(jì)算可知靈敏度系數(shù)都大于2，所以整定值符合要求。 4.

40、3線(xiàn)路保護(hù) 4.3.1三段式電流保護(hù) （一）、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的介紹 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，即是一段電流保護(hù)。它是反映而且不帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。一般裝設(shè)在電網(wǎng)各線(xiàn)路的始末端。當(dāng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定時(shí)，線(xiàn)路上任意一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流的大小與短路點(diǎn)到電廠(chǎng)或者變壓器間的電抗及短路類(lèi)型有關(guān)，兩相或者三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流為 式中 ——系統(tǒng)的等效電源即是相電勢(shì)； ——系統(tǒng)相電勢(shì)到保護(hù)間的電抗； ——輸電線(xiàn)路的單位公里長(zhǎng)度的正序電抗； L——短路點(diǎn)到保護(hù)裝置安裝處的輸電線(xiàn)長(zhǎng)度（km）、 電流涑斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定

41、值可以按照大于本線(xiàn)路末端短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的最大短路電流，即是 式中 ——保護(hù)裝置Ⅰ段瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作電流，即一次動(dòng)作電流； ——可靠系數(shù)。因?yàn)槔^電器的整定、短路電流的計(jì)算誤差和非周期分量等都會(huì)影響到保護(hù)的準(zhǔn)確度，所以引入的可靠系數(shù)，取1.2~1.3。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)使用的是其最小保護(hù)范圍，規(guī)程規(guī)定其最小保護(hù)范圍要不小于線(xiàn)路全長(zhǎng)的15%~20%. 式中 ——系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線(xiàn)路的最大等值電抗Ω； ——系統(tǒng)的輸電線(xiàn)路單位公里正序電抗值Ω/km。 同理，最大保護(hù)長(zhǎng)度 式中 ——系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的最小等值電抗Ω；通常規(guī)定，最大保護(hù)范圍(l

42、為被保護(hù)輸電線(xiàn)路的長(zhǎng)度)，最小保護(hù)范圍（15%~20%）L時(shí)才可以裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。 由于保護(hù)不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，所以增設(shè)一帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)，也就是Ⅱ段保護(hù)。 Ⅱ段保護(hù)的整定計(jì)算， 式中 ——Ⅱ段保護(hù)的動(dòng)作電流，應(yīng)大于； ——考慮到短路電流受非周期分量的影響而衰減引入的配合系數(shù)，一般取1.1~1.2. 靈敏系數(shù)校驗(yàn)： 式中 ——發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小短路電流； ——保護(hù)的動(dòng)作電流。 規(guī)程規(guī)定1.3~1.5。 時(shí)限整定：為了保證選擇性，保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，還要與保護(hù)Ⅱ的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、保護(hù)Ⅲ的

43、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相配合，即： 式中 ——時(shí)限級(jí)差。 對(duì)于不同型號(hào)的斷路器和保護(hù)裝置的取值范圍在0.3s~0.6s之間。 時(shí)限整定是為了保證選擇性，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限使根據(jù)線(xiàn)路的長(zhǎng)短而不斷變化的，也就是從用戶(hù)到電源的各個(gè)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限遞增。一般情況下，對(duì)于線(xiàn)路Ln的保護(hù)整定表達(dá)式為 式中 ——線(xiàn)路Ln過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間s； ——輸電線(xiàn)路Ln的母線(xiàn)上所借的保護(hù)、變壓器的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作的最長(zhǎng)時(shí)間s。 （二）、35kV線(xiàn)路的三段式電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算 Ⅰ.瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（第Ⅰ段電流保護(hù)） （） 是線(xiàn)路在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流值 L-1

44、 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 靈敏度校驗(yàn)：假設(shè)線(xiàn)路30%處發(fā)生短路故障進(jìn)行校驗(yàn)： 代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出各線(xiàn)路的整定電流 L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 靈敏度符合要求。 Ⅱ.限時(shí)電流速斷保護(hù)（第Ⅱ段電流保護(hù)） （本段） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 Ⅲ.定時(shí)限過(guò)流電流保護(hù)（第Ⅲ段電流保護(hù)） （） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 靈敏度校驗(yàn) L-1 L-2

45、 L-3 L-4 L-5 L-6 綜上可知靈敏度符合要求。 （三）、10kV線(xiàn)路三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算 Ⅰ.瞬時(shí)電流速斷保護(hù) （） 是線(xiàn)路在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流值，同35kV整定計(jì)算過(guò)程可代入數(shù)據(jù)計(jì)算得各線(xiàn)路的整定電流值，如表4.3-1： 表4.3-1 10kV各線(xiàn)路整定電流值（kA） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 2.47 3.52 4.48 1.91 2.16 2.92 1.91 1.72 靈敏度校驗(yàn)：假設(shè)線(xiàn)路30%處發(fā)生短路故障進(jìn)行校驗(yàn)： 代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出各線(xiàn)路的整定電流

46、，如下表： 表4.3.2 線(xiàn)路30%處短路靈敏度校驗(yàn)的整定電流（kA） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 3.72 4.56 5.16 3.14 3.14 4.10 3.14 2.91 靈敏度符合要求。 Ⅱ.限時(shí)電流速斷保護(hù) 代入數(shù)據(jù)可計(jì)算得各線(xiàn)路的整定電流值： 表4.3-3 10kVⅡ段整定電流（kA） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L--8 1.25 1.70 2.48 2.09 1.10 1.45 2.09 0.89 Ⅲ. 定時(shí)限過(guò)流電流保護(hù)（第Ⅲ段電流

47、保護(hù)） 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出各線(xiàn)路的整定電流（kA） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 0.96 0.76 0.59 1.55 1.16 0.96 1.36 0.59 靈敏度校驗(yàn) L1 L-2 L-L3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 1.69 2.92 5.47 1.75 1.90 1.96 2.0 2.27 由以上數(shù)據(jù)可知靈敏度符合要求。 4.3.2線(xiàn)路的相間距離保護(hù) （一）、線(xiàn)路相間距離保護(hù)介紹： 電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)，但它的靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大

48、，特別是在大負(fù)荷，遠(yuǎn)距離，電壓等級(jí)高的復(fù)雜輸電網(wǎng)路中很難滿(mǎn)足快速選擇及切除故障的要求，為此，需要采用性能更加完善的保護(hù)裝置，即是距離保護(hù)。 距離保護(hù)的核心元件阻抗繼電器。它的主要特點(diǎn)是短路點(diǎn)離保護(hù)裝置安裝點(diǎn)越近測(cè)量阻抗越小；相反距離越遠(yuǎn)其的量阻抗越大，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。原理圖如圖4.3-2所示： 圖4.3-2線(xiàn)路距離保護(hù)原理圖 （二）、110kV線(xiàn)路距離保護(hù)的整定計(jì)算 Ⅰ.距離Ⅰ段 根據(jù)上述的公式和相關(guān)參數(shù)，距離Ⅰ段的動(dòng)作阻抗按躲過(guò)本線(xiàn)路末端短路故障條件進(jìn)行整定： （本段取0.85） 代入數(shù)據(jù)可得各出線(xiàn)的最大動(dòng)作阻抗（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 17.17

49、20.604 18.063 14.45 Ⅱ.距離Ⅱ段 （本段取1.3） 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得出整定阻抗值（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 26.26 31.512 27.625 22.1 Ⅲ.距離Ⅲ段 采用全阻抗繼電器作測(cè)量元件，動(dòng)作阻抗的計(jì)算按照下式進(jìn)行計(jì)算： （） 式中的為額定線(xiàn)電壓，為線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流。 通過(guò)代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得整定阻抗值（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 63.17 52.34 57.25 65.43 靈敏度校驗(yàn) L-1 L-2 L-3 L-4 由以上計(jì)算可知整定結(jié)果符合要求。

50、（三）、35kV線(xiàn)路距離保護(hù)的整定 Ⅰ.距離Ⅰ段 距離Ⅰ段的動(dòng)作阻抗按躲過(guò)本線(xiàn)路末端短路故障條件進(jìn)行整定： （本段取0.85） 代入數(shù)據(jù)可得各出線(xiàn)的最大動(dòng)作阻抗（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 4.437 5.55 2.958 2.22 3.70 4.437 Ⅱ.距離Ⅱ段 （本段取1.3） 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得出整定阻抗值（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 6.786 8.48 4.524 3.393 5.655 6.786 Ⅲ.距離Ⅲ段 采用全阻抗繼電器作測(cè)量元件，動(dòng)作阻抗的計(jì)算按照下式進(jìn)

51、行計(jì)算： （） 式中的為額定線(xiàn)電壓，為線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流。 通過(guò)代入數(shù)據(jù)計(jì)算出各側(cè)出線(xiàn)整定阻抗（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 21.59 20.1 11.90 17.66 17.66 12.67 靈敏度校驗(yàn)： L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 綜上可知整定結(jié)果符合靈敏度要求。 4.4自動(dòng)重合閘 4.4.1自動(dòng)重合閘的作用 在電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)故障都是瞬時(shí)性的，例如：鳥(niǎo)類(lèi)或者樹(shù)枝等掉落在輸電線(xiàn)上造成短路、大風(fēng)造成的輸電線(xiàn)碰撞產(chǎn)生短路、雷電電擊造成絕緣子表面閃絡(luò)等，這些短路產(chǎn)生

52、后造成保護(hù)裝置跳閘，但是這些情況都是短時(shí)性的，大多數(shù)情況下都會(huì)隨即消失，重新合上斷路器后輸電網(wǎng)絡(luò)就會(huì)恢復(fù)正常供電。所以引入自動(dòng)重合閘裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)AAR）是很有必要的。這樣既省去了人工合閘的繁瑣，也提高了供電的可靠性。 自動(dòng)重合閘在輸電線(xiàn)路發(fā)生暫時(shí)故障時(shí)候可以迅速恢復(fù)輸電線(xiàn)路的供電，增加了供電的可靠性，這點(diǎn)對(duì)于單側(cè)電源的單向線(xiàn)路效果最佳；對(duì)于雙側(cè)電源的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，能夠提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和線(xiàn)路的輸送容量；能夠糾正斷路器和保護(hù)器的誤動(dòng)作引起的誤跳閘；根據(jù)重合閘的作用可在電網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)中暫緩架設(shè)雙回路，節(jié)約了資源。自動(dòng)重合閘不能辨認(rèn)暫時(shí)性故障和永久故障，所以在斷路器或者保護(hù)器動(dòng)作跳閘時(shí)。重合閘不

53、能保障輸電線(xiàn)路恢復(fù)正常。 4.4.2自動(dòng)重合閘的分類(lèi)和基本要求 自動(dòng)重合閘的種類(lèi)很多，根據(jù)方式的不同可以分單相自動(dòng)重合閘、三相自動(dòng)重合閘和綜合自動(dòng)重合閘。 單相自動(dòng)重合閘：當(dāng)輸電線(xiàn)路發(fā)生單相接地時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只斷開(kāi)故障相，如果是瞬時(shí)故障重合閘后輸電線(xiàn)路正常供電，如果是永久性故障系統(tǒng)將會(huì)保護(hù)動(dòng)作使三相斷路器跳閘，并且不再重合。 三相自動(dòng)重合閘：在輸配電網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)論故障是永久性故障還是瞬時(shí)性的故障，無(wú)論是單相故障還是多相故障，保護(hù)裝置均將線(xiàn)路的三相斷路器同時(shí)跳下，而后進(jìn)行自動(dòng)重合，如果是瞬時(shí)性故障則重合閘成功，如果是永久性故障則系統(tǒng)運(yùn)行短時(shí)間后自動(dòng)斷開(kāi)三相斷路器，并且不再重合。當(dāng)然不排除瞬時(shí)

54、性故障的連續(xù)出現(xiàn)，所以在無(wú)人值班的變電站的無(wú)遙控的、沒(méi)有備用電源的單回線(xiàn)和重要負(fù)荷的供電線(xiàn)路中，前提在斷路器遮斷容量允許時(shí)，可以采取使用三相二次自動(dòng)重合閘裝設(shè)。 綜合自動(dòng)重合閘：顧名思義，綜合自動(dòng)重合閘具有單相自動(dòng)重合閘和三廂自動(dòng)重合閘的所有功能，它可以評(píng)估到線(xiàn)路故障是單相故障還是多相故障，然后進(jìn)行相應(yīng)的跳閘、重合閘。但是綜合自動(dòng)重合閘工作方式需要有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換，一般的自動(dòng)重合裝置有四個(gè)檔位，單相自動(dòng)重合閘、三相自動(dòng)重合閘、綜合自動(dòng)重合閘、停用（直跳，即是不再自動(dòng)重合閘）。 自動(dòng)重合閘需要滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)進(jìn)本要求： 動(dòng)作迅速，也是用最短的時(shí)間發(fā)出重合信號(hào)，盡量減少因?yàn)橥ｋ姸o用戶(hù)帶來(lái)?yè)p失。

55、在斷路器跳開(kāi)后0.5~1.0S后發(fā)出重合信號(hào)。 可靠動(dòng)作，在正常操作情況下自動(dòng)重合閘不會(huì)動(dòng)作，在非正常操作的情況下自動(dòng)重合閘發(fā)生動(dòng)作。 重合次數(shù)符合預(yù)先設(shè)定，一次重合閘只能動(dòng)作一次，如果再次跳閘則不應(yīng)該再有動(dòng)作；二次重合閘只能重合兩次，兩次重合失敗后不應(yīng)有第三次重合。永久性故障會(huì)對(duì)多次重合閘裝置和輸電系統(tǒng)受到故障電流的反復(fù)沖擊，損壞電氣設(shè)備，擴(kuò)大事故范圍。 跳閘動(dòng)作后能夠自動(dòng)重合恢復(fù)。  5 短路電流計(jì)算 5.1短路電流計(jì)算的意義 短路計(jì)算的作用是： (1) 校驗(yàn)電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性; (2) 校驗(yàn)開(kāi)關(guān)的遮斷容量; (3) 確定繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的定值;

56、 (4) 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)及選擇電氣主接線(xiàn)提供依據(jù); (5) 進(jìn)行故障分析; (6) 確定輸電線(xiàn)路對(duì)相鄰?fù)ㄐ啪€(xiàn)的電磁干擾 常用的計(jì)算方法：阻抗矩陣法，并利用迭加原理，令短路后網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等于短路前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、故障分量狀態(tài)，在短路點(diǎn)加一與故障前該節(jié)點(diǎn)電壓大小相等、方向相反的電勢(shì),再利用阻抗矩陣即可求得各節(jié)點(diǎn)故障分量的電壓值,加上該節(jié)點(diǎn)故障前電壓即得到短路故障后的節(jié)點(diǎn)電壓值。然后，可求得短路故障通過(guò)各支路的電流。 5.2母線(xiàn)短路電流的計(jì)算 5.2.1主變標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算 （=100MVA, , ） %=( 得： 等效阻抗圖： 圖5.2-1變電站主變的等效阻抗

57、圖 5.2.2三相對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算 最大運(yùn)行方式下： 時(shí) 時(shí) 時(shí) 最小運(yùn)行方式： 時(shí) 時(shí) 時(shí) 5.2.3不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算 電路系統(tǒng)中的短路故障大多數(shù)是不對(duì)稱(chēng)的。為了保證電力系統(tǒng)和各種電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，需進(jìn)行各種不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算。發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電流和電壓是不平衡的。因此，不能采用計(jì)算三相短路電流的算法進(jìn)行分相計(jì)算。 一般求解不對(duì)稱(chēng)故障問(wèn)題常用的方法是對(duì)稱(chēng)分量法。在用對(duì)稱(chēng)分量發(fā)分析和計(jì)算系統(tǒng)短路時(shí)，所采用的參數(shù)是電力系統(tǒng)各元件的相序參數(shù)。一般在線(xiàn)性電路中可以應(yīng)用疊加原理，得到不對(duì)稱(chēng)分量分別按對(duì)稱(chēng)三相電路求解，然后將結(jié)

58、果疊加起來(lái)，得到不對(duì)稱(chēng)三相電路的解，用于后面的繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。 最大運(yùn)行方式下，零序網(wǎng) 時(shí)有 時(shí)有 最小運(yùn)行方式下由于零序阻抗值基本不變化，所以數(shù)據(jù)與最大運(yùn)行方式下近似相等。由課本可知，當(dāng)系統(tǒng)為無(wú)限大系統(tǒng)或距短路點(diǎn)很遠(yuǎn)時(shí)，此時(shí)的兩相短路電流可采用實(shí)用計(jì)算方法。本系統(tǒng)電源的容量為5210MVA，為了減少計(jì)算量可以近似按無(wú)限大系統(tǒng)計(jì)算。 即是： 最大運(yùn)行方式下： 最小運(yùn)行方式下： 5.3線(xiàn)路短路電流的計(jì)算 5.3.1變電站各側(cè)線(xiàn)路的阻抗參數(shù) 查資料手冊(cè)得知： LGJ-300型線(xiàn)路=0.404(Ω)/km LGJ-150型線(xiàn)路=0

59、.425(Ω)/km LGJ-120型線(xiàn)路=0.435(Ω)/km 實(shí)際計(jì)算阻抗有名值為： 表5.3-1變電站各側(cè)阻抗的計(jì)算值（Ω） L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 110kV 20.2 24.24 21.25 17 35kV 5.22 6.525 3.48 2.61 4.35 5.22 10kV 2.61 1.74 1.305 3.48 3.045 2.175 3.48 3.915 標(biāo)幺值計(jì)算：； 表5.3-2變電站各側(cè)阻

60、抗的標(biāo)幺值 L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 110kV 0.15 0.18 0.16 0.13 35kV 0.38 0.48 0.25 0.16 0.32 0.38 10kV 2.37 1.58 1.18 3.16 2.76 1.97 3.16 3.55 5.3.2 110kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 最大運(yùn)行方式： 發(fā)生時(shí)，計(jì)算數(shù)值為： L-1 L-2 L-3 L-4 發(fā)生時(shí)；； 計(jì)算數(shù)值如下： L-1 =0.0192+0.15=0.1692 =0.

61、052+0.45=0.502 L-2 =0.0192+0.18=0.1992 =0.052+0.54=0.592 L-3 =0.0192+0.16=0.1792 =0.052+0.48=0.532 L-4 =0.0192+0.13=0.1492 =0.052+0.39=0.442 發(fā)生時(shí)；； 計(jì)算如下： L-1 =0.0192+0.15=0.1692 =0.052+0.45=0.502 L-2 =0.0192+0.18=0.1992 =0.052+0.54=0.592 L-3 =0.0192+0.16=0.1792 =

62、0.052+0.48=0.532 L-4 =0.0192+0.13=0.1492 =0.052+0.39=0.442 5.3.3 35kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 最大運(yùn)行方式下： 時(shí)計(jì)算數(shù)值如下： L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 最小運(yùn)行方式下： 時(shí)計(jì)算數(shù)值如下： L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 5.3.4 10kV線(xiàn)路的短路電流計(jì)算 最大運(yùn)行方式下： 時(shí)計(jì)算數(shù)值如下： L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 最小運(yùn)行方式下：

63、 時(shí)計(jì)算數(shù)值如下： L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8  總結(jié)與體會(huì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以讓我綜合大學(xué)四年所學(xué)的強(qiáng)電知識(shí)提高了自己獨(dú)立思考的能力，計(jì)算能力和邏輯思維能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題是隨機(jī)的，但是很榮幸的是選擇到了我的薄弱環(huán)節(jié)，悲喜交加中略帶感激。冥冥之中自有定數(shù)，說(shuō)的一點(diǎn)都沒(méi)錯(cuò)，大學(xué)四年里強(qiáng)電的學(xué)習(xí)是一個(gè)難點(diǎn)，也是大多數(shù)同學(xué)的弱項(xiàng)。因?yàn)閺?qiáng)電的計(jì)算比較繁瑣，公式相對(duì)比較多，記憶和運(yùn)用都比較困難，所以很多同學(xué)都選擇了弱電相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 110kV變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的強(qiáng)電也是我的弱項(xiàng)，基礎(chǔ)知識(shí)的薄弱讓我無(wú)處下

64、手，多次找到指導(dǎo)老師交流求教才有了大致的方向，查閱相關(guān)資料和書(shū)籍，找案列，確定設(shè)計(jì)方向，都是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下才得以完成，很感謝指導(dǎo)老師的關(guān)心和指導(dǎo)。本次設(shè)計(jì)過(guò)程中更是遇到了很多問(wèn)題讓我頭疼不已，還好有知網(wǎng)，知網(wǎng)是一個(gè)學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，在那里我找到了很多自己解決不了的問(wèn)題，借鑒前輩們的研究成果和設(shè)計(jì)思路讓自己的思路更加清晰，繼電保護(hù)部分是110kV變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，各種電氣元件的選擇和配置都需要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能確定，特別是電流互感器和電壓互感器的選擇與配置。印象最深的是在短路電流計(jì)算一章中，復(fù)雜的計(jì)算多次出現(xiàn)錯(cuò)誤，自己不得不重新計(jì)算。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我留下的不僅僅是充實(shí)，更讓我學(xué)會(huì)了之

65、前沒(méi)打扎實(shí)的強(qiáng)電知識(shí)基礎(chǔ)。大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)在此之前是一盤(pán)散沙，連不到一起，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以把所學(xué)知識(shí)綜合在一起上升一個(gè)新階段。一個(gè)人再厲害也比不上一群人的智慧，這是我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中深深體會(huì)到的，虛心求教是進(jìn)步的關(guān)鍵，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題更是解決問(wèn)題的基礎(chǔ)，所以以后我會(huì)更加謙虛求教，在之后的答辯中好好表現(xiàn)，多發(fā)現(xiàn)問(wèn)題早日解決問(wèn)題，早日成為一個(gè)對(duì)社會(huì)發(fā)展有用的人才。  參考文獻(xiàn) [1].孟祥萍，高嬿.電力系統(tǒng)分析[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.12. [2].何楊贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].3版.武漢：華中大學(xué)出版社，2002. [3].唐志.供配電技術(shù)[M].3

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