311.變電所電氣部分設(shè)計計算書課程設(shè)計

1、 變電所電氣部分課程設(shè)計學(xué)院： 電力學(xué)院 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師： 設(shè) 計 人： 學(xué)號： 目錄設(shè)計任務(wù)書設(shè)計計算書第一章 主接線的選擇11.1 原始資料分析11.2 方案議定與比較確定1第二章主變的選擇72.1 選擇原則72.2 容量計算及選型8第三章變電所所用電接線及所用變選擇93.1 所用電源數(shù)量及容量93.2 所用電源引接方式93.3 所用變壓器低壓側(cè)接線103.4 所站用電接線10第四章 電氣設(shè)備選擇計算(相當(dāng)于+)114.1 斷路器選擇計算(以220kv側(cè)詳細(xì)說明)114.2 隔離開關(guān)選擇計算(以220kv側(cè)詳細(xì)說明)124.3 35kv電壓互感器選擇134.4 35k

2、v出線電流互感器選擇計算154.5 避雷器參數(shù)計算與選擇(以220kv側(cè)為例詳細(xì)說明)164.6 母線的選擇164.7 支持絕緣子及穿墻套管的選擇17第五章 主變電器的繼電保護(hù)配置.參考資料18附錄短路計算181.等值電路182.各短路點短路計算203.短路計算結(jié)果列表：22第一章 主接線的選擇1.1原始資料分析本變電所與除與220kv系統(tǒng)連接外，還通過110kv和35kv電壓向地方負(fù)荷供電。因此，本所有三個電壓等級：220kv、110kv、35kv。220kv側(cè)通過兩回進(jìn)線與系統(tǒng)相連；110kv側(cè)共有6回線，=112mw，=56mw,功率因數(shù)為0.8，類負(fù)荷，=4000；35kv側(cè)共8回線，

3、4mw，=2mw,功率因數(shù)為0.8，類負(fù)荷，=4000。電力系統(tǒng)容量=，最大運行方式下的等值電抗（以100mva為基準(zhǔn)），=0.1。變電所所用電負(fù)荷p=0.2mw,功率因數(shù)為0.8，380/220v。線路電抗值以0.4/km計算。各電壓等級線路的負(fù)荷及有關(guān)參數(shù)線路電壓等級回路數(shù)最大負(fù)荷最小負(fù)荷功率系數(shù)負(fù)荷等級tmax220kv2110kv6112mw56mw0.8二類400035kv84mw2mw0.8二類40001.2方案議定與比較確定方案220kv側(cè)110kv側(cè)35kv側(cè)主變臺數(shù)方案一雙母帶旁路雙母帶旁路單母分段2方案二3/2接線雙母帶旁路雙母線21.2.1方案議定及技術(shù)比較1）單母線分段

4、 優(yōu)點: 母線經(jīng)斷路器分段后，可保證所用電及重要負(fù)荷的供電可以從不同分段出線上取得，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。 缺點:當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時,接在該段母線上的電源和出線,在檢修期間必須全部停電;任一回路的斷路器檢修時,該回路必須停止工作.通過該接線優(yōu)缺點的分析,可見,方案一中35kv采用此接線方式，其優(yōu)點是當(dāng)一母線發(fā)生故障時,分段斷路器能自動把故障切除,保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用戶停電;缺點是當(dāng)一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時,接在該母線上的回路都要在檢修期間停電,所以,該接線方式對于35kv側(cè)可以考慮.另一方面是考

5、慮到地區(qū)性一般變電所對經(jīng)濟(jì)性的考慮.2）雙母線接線優(yōu)點:供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電;調(diào)度靈活;擴(kuò)建方便.缺點:接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時停電.通過該接線優(yōu)缺點的分析,可見,在方案一和方案二中的應(yīng)用此接線方式,主要是因為它對供電可靠性的保證.即是說,當(dāng)一母線故障或檢修的時候，由母聯(lián)斷路器向另一母線充電,直到完成母線轉(zhuǎn)換過后，在斷開母聯(lián)斷路器,使原工作母線退出運行.缺點是當(dāng)母線故障或檢修的時候,會有短時停電.但是對于方案中的用戶側(cè)是可以考慮的.3）雙母線帶專用旁路接線優(yōu)點：增加了一條旁路，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作,使該回路不致

6、停電,極大地提高了可靠性。對于220kv這樣比較重要的一側(cè)，可以考慮使用此種接線方式。缺點：接線比較復(fù)雜,并且增加了一條旁路的投資及費用。4）3/2接線優(yōu)點：運行時，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運行靈活性。檢修母線或回路斷路器時不必用隔離開關(guān)進(jìn)行大量的倒閘操作，調(diào)度和擴(kuò)建方便。缺點：當(dāng)出線較多時，斷路器的數(shù)量較多，造價高，二次控制復(fù)雜。通過對該接線優(yōu)缺點的分析，可見，在方案二中采用該種接線方式，主要是為了提高供電的可靠性.但此類接線造價比較高，所以，一般只在大容量變電站中使用.從上述的比較可以看出,三種接線從技術(shù)的角度來看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比

7、單母線可靠性高，3/2接線比雙母線的可靠性更高.但對于220kv地區(qū)性變電站來說，雙母線接線的可靠性已能達(dá)到要求,.因此這兩種方案都可以采用,這需要比較兩個方案的經(jīng)濟(jì)性.1.2.2方案經(jīng)濟(jì)性比較（1）從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進(jìn)行比較 方 案項 目方案一方案二220kv配電裝置雙母線帶旁路3/2接線110kv配電裝置雙母線帶旁路雙母線帶旁路35kv配電裝置單母線分段雙母線主變臺數(shù)22斷路器的數(shù)目220kv66110kv 101035kv 1111隔離開關(guān)的數(shù)目220kv1916110kv353535kv2030（2）假設(shè)主體設(shè)備的綜合投資如下主變（選擇計算過程見第二章）主變?nèi)萘縨va每臺主變

8、的參考價格(萬元/臺)變壓器的投資(萬元)904002400800220kv側(cè)斷路器每臺斷路器的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器的投資(萬元)10561056306105630220kv側(cè)型隔離開關(guān)每臺隔離開關(guān)的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一隔離開關(guān)投資(萬元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬元)5.5195.5104.5165.588110kv側(cè)型斷路器每臺斷路器的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器的投資(萬元)6510656501065650110kv側(cè)型隔離開關(guān)每臺隔離開關(guān)的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一隔離開關(guān)投資(萬元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬元)2.5

9、352.587.5352.587.535kv側(cè)型斷路器每臺斷路器的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器的投資(萬元)301130330113033035kv側(cè)型隔離開關(guān)每臺隔離開關(guān)的參數(shù)價格(萬元/臺)方案一隔離開關(guān)投資(萬元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬元)1.7201.734.0301.751.0配電裝置接線方式單母分段雙母線3/2接線雙母帶旁路投資(萬元)56094025001410綜合投資方案一 方案二主體設(shè)備總投資(萬元)2400630104.565087.533034.0560141014106016.024006308865087.533051.094025001

10、4107486.5綜合投資(萬元)z(1)6016.0（10.7）10227.2z(1)7486.5（10.7）12727.05(3)計算年運行費用u uaawy (萬元)式中:w檢修、維護(hù)費,取0.025z y折舊費,取0.05za電能電價, 0.65元/kwh（家庭用電跟工商業(yè)用電的電價不同,因此取一個大概數(shù)）a變壓器電能損失(kwh)三繞組變壓器an(k)t(k)()式中: n臺數(shù),t三繞組變壓器的年運行小時數(shù),k無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量,系統(tǒng)中的變壓器取0.15 分別為三繞組變壓器的空載有功損耗和空載無功損耗 kw 設(shè) 為最大負(fù)荷。主變的參數(shù)如下表：空載損耗負(fù)載損耗空載電流（%）阻抗電壓%高中高低

11、中低923900.814.424.27.80.89007200.5（+）=15.415.490033600=0.5（+）=11900900=0.5（+）=8.8 8.8240021120t8000, 查表得=2750an(k)t(k)()292+0.157208000+0.25390+0.15(33600-900+21120)275012221731.7方案一與方案二的年運行費用：方案一：aa0.025z+0.05z12221731.70.6510227.20.025+0.0510227.27944892.645萬元方案二：aa0.025z+0.05z12221731.70.6512727.0

12、50.025+0.0512727.057945080.134萬元 小結(jié)：有以上分析得，年運行費用，所以從經(jīng)濟(jì)上方案一優(yōu)于方案二。1.2.3最終方案的確定綜合技術(shù)分析及經(jīng)濟(jì)分析可得，雖然在220kv側(cè)3/2接線(方案二)的可靠性和靈活性均優(yōu)于220kv側(cè)雙母線帶旁路(方案一)，但從技術(shù)上雙母帶旁路(方案一)已經(jīng)可以很好地滿足實際需求，而在經(jīng)濟(jì)上方案一又優(yōu)于方案二，所以最后確定選擇方案一。第二章主變的選擇2.1選擇原則變電站主變?nèi)萘?，一般?yīng)按510年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應(yīng)考慮當(dāng)1臺變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)

13、，應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電。對一般性變電站，當(dāng)1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量，其余，變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的60%70%。1） 相數(shù) 容量為300mw及以下機組單元接線的變壓器和330kv及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對投資大，占地多，運行損耗也較大。同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。2）繞組數(shù)與結(jié)構(gòu) 電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。 在一發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于3臺，以免由于增加了中壓側(cè)引線的構(gòu)架，造成布置的復(fù)雜和困難。3）繞組接線組別 變

14、壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“y”和三角形“d”。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列以要求限制3次諧波對電源等因素。根據(jù)以上原則，主變一般是y，d11常規(guī)接線。4）調(diào)壓方式為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過主變的分接開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓。通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓。因為可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，對于220kv及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電

15、壓有較大變化的情況時使用，一般均采用無激磁調(diào)壓，分接頭的選擇依據(jù)具體情況定。5）冷卻方式電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強迫風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。2.2容量計算及選型本所有三個電壓等級：220kv、110kv、35kv，所以采用三繞組變壓器，其中110kv 和35kv兩個負(fù)荷等級，其最大負(fù)荷分為88mw和16mw，功率因數(shù)均為0.8，則主變總?cè)萘浚?(112/0.84/0.8)=145（mva）需要選擇的變壓器容量：s=0.6145=87（mva）所以，選擇兩臺容量為90mva的主變，主變總?cè)萘繛?80mva查手冊，選

16、出的設(shè)備如下表：三繞組有載調(diào)壓變壓器sfpsz7-90000/220額定容量kva容量比電壓比組別空載損耗(kw)負(fù)載損耗(kw)阻抗電壓%高-中高-低中-低90000100/100/10022081.25%/121/38.5yn，yn，d119239014.424.27.8第三章變電所所用電接線及所用變選擇3.1 所用電源數(shù)量及容量1) 樞紐變電所總?cè)萘繛?0mva及以上的變電所裝有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機的邊點所，均裝設(shè)兩臺所用變壓器.采用整流操作電源或無人值班的變電所,裝設(shè)兩臺所用變壓器,分別接在不同等級的電源或獨立電源上.如果能夠從變電所外引入可靠的380v備

17、用電源，上述變電所可以只裝設(shè)一臺所用變壓器.2) 220kv變電所裝設(shè)兩個工作電源.當(dāng)主變壓器為兩臺時,可以分別接在每一臺主變壓器的第三繞組上。兩臺所用變壓器的容量應(yīng)相等,并按全所計算負(fù)荷來選擇.當(dāng)建設(shè)初期只有一臺主變壓器時,可只接一臺工作變壓器.3) 當(dāng)設(shè)有備用所用變壓器時,一般均裝設(shè)備用電源自動投入裝置.3.2所用電源引接方式1) 當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時,一般均由這類母線上引接12個所用電源,這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟(jì)和可靠性較高的特點。如能由不同電壓等級的母線上可分別引接兩個電源,則更可保證所用電的不間斷供電.當(dāng)有旁路母線時,可將一臺所用變壓器通過旁路隔離開關(guān)接到旁路母線上。正常運行時

18、,則倒換到旁路上供電.2) 由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側(cè)要選用大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加裝限流電抗器。3) 由于低壓網(wǎng)絡(luò)故障機會較多,從所外電源引接所用電源可靠性較低.有些工程保留了施工時架設(shè)的臨時線路，多用于只有一臺主變壓器或一段低壓母線時的過度階段.3.3 所用變壓器低壓側(cè)接線所用電系統(tǒng)采用380/220v中性點直接接地的三相四線制,動力與照明合用一個電源. 1) 所用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式.當(dāng)有兩臺所用變壓器時,采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障范圍,提高供電可靠性.2) 220kv變電所設(shè)置不間供電裝置，向通訊設(shè)備交流事故照明及監(jiān)控計算機等負(fù)荷供

19、電,其余負(fù)荷都允許停電一定時間,故可不裝設(shè)失壓啟動的備用電源自投裝置,避免備用電源投合在故障母線上擴(kuò)大為全所停電事故.3) 具備條件時,調(diào)相機專用負(fù)荷優(yōu)先采用由所用變壓器低壓側(cè)直接支接供電的方式.3.4站用電接線 站用電接線應(yīng)按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)地運行。 變電站的站用電源，是保證正常運行的基本電源。通常不少于兩個。其引接方式有兩種：一種是從母線側(cè)引入，另一種是從主變低壓側(cè)引入。本站由于沒有具體說明，因此采用通過斷路器和隔離開關(guān)從主變的低壓側(cè)即35kv側(cè)引入。 本站用電負(fù)荷為p=0.2mw,co

20、s=0.8，則所需總?cè)萘? s=p/0.8=250kva本站是地區(qū)性變電所。所以，采用暗備用的方式，兩臺變壓器相互備用，當(dāng)一臺退出運行時，由另一臺承擔(dān)負(fù)荷。因此選擇兩臺315kva變壓器接入，為此，查手冊，選出站變，如下表：型號高壓kv低壓kv組別空載損耗負(fù)載損耗空載電流as7315/35355%0.4y，yn00.765302.0第四章 電氣設(shè)備選擇計算4.1斷路器選擇計算(以220kv側(cè)詳細(xì)說明)本設(shè)計任務(wù)中考慮到檢修、維護(hù)方便，220kv及110kv均選同型產(chǎn)品1、220kv側(cè)斷路器1）額定電壓選擇： = 1.15=220kv1.15 = 253kv2）額定電流選擇：考慮到變壓器在電壓降

21、低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的=1.05ie 即：= = 0.496ka= 0.496ka3）按開斷電流選擇：i = 2.129ka 即2.129ka4）按短路關(guān)合電流選擇： = 5.429ka 即5.429ka額定開斷時間0.07s額定閉合時間0.2s固有分閘時間=0.040s燃弧時間取0.05s額定開斷電流為 =21ka額定閉合電流峰值 =53ka動穩(wěn)定電流峰值=53ka4s熱穩(wěn)定電流21ka根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇sw6220型sf6斷路器其參數(shù)如下：額定電壓：220kv最高工作電壓=252kv額定電流=1.2ka5）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為0.15s= + = 0.040 +

22、0.05= 0.09s = +0.15=0.09+0.15=0.24s= i2 = 2.12920.24 = 1.088ka2s= t = 2124 = 1764ka2s 即 滿足要求6）檢驗動穩(wěn)定： = 5.429ka qd 滿足要求3）檢驗動穩(wěn)定：=5.429ka =80ka 即： 滿足要求由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流和短路電流的校驗。由上述計算表明，選擇gw7220d型隔離開關(guān)能滿足要求，列出下表： 設(shè)備項目gw7220d產(chǎn)品數(shù)據(jù)1600a2978ka2.s80ka2、110kv、35kv側(cè)隔離開關(guān)選擇同理，可以選出其他兩側(cè)的隔離開關(guān)：選擇結(jié)果列表：產(chǎn)品參數(shù)設(shè)

23、備類型額定電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）動穩(wěn)定電流（ka）220kv側(cè)：gw7-220d1.6 21(5s)80 110kv側(cè)：gw4-110d1 23.7(4s)80 35kv側(cè)： gw4-35gk 2 25(3s) 804.3 35kv電壓互感器選擇35110kv配電裝置，一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。按一次回路電壓選擇0.9u1u11.1u1由31.5kv=992a3)熱穩(wěn)定校驗 tk =tkd +tb =0.075 +0.05=0.225s 同樣，因為tk1s，故要考慮非周期分量，查周期分量等值時間曲線表：tp =0.15s(周期分量的等值時間)tnp =0.05s（非周期分量的

24、等值時間） tdz=tp+tnp=0.15+0.05=0.2s（短路等值時間）4) 運行時導(dǎo)體最高溫度： =0 + (y0)( igmax/ iy)2 =40+(70-40)(992/1566)2=52.04705)根據(jù)52.04，查表得c =94 滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面 smin=76.69 mm2501.2 mm2 即能滿足要求 設(shè)備項目lgj-400/20產(chǎn)品數(shù)據(jù)igmax kiy251566assmin250.6mm22、220kv、35kv側(cè)母線選擇同理，可得其他兩側(cè)母線導(dǎo)體：選擇結(jié)果列表：產(chǎn)品參數(shù)設(shè)備類型計算經(jīng)濟(jì)面積（）鋁部總面積（）igmax（a）220kv側(cè)2lgj-40

25、0760 480469110kv側(cè)2lgj-400/20824501.2156635kv側(cè)2lgj-500/35+6lj-1852064355317204.7支持絕緣子及穿墻套管的選擇1）支柱絕緣子選用防污型棒式支柱絕緣子，型號為zs-220/10k,技術(shù)參數(shù)為額定電壓220kv，干耐受工頻試驗電壓不低于495kv, 濕耐受工頻試驗電壓不低于395kv，全波沖擊試驗電壓幅值電壓不低于950kv，抗彎10kn,抗扭4kn。動穩(wěn)定校驗取總高h(yuǎn)2100mm，計算跨距=1m，相距a0.7m = =491.2n=600n即0.6fde滿足任務(wù)要求2)穿墻套管母線的額定電壓ve220kv，額定電流ie=4

26、96a選用油紙電容式穿墻套管，型號為crw-220/1600,其技術(shù)參數(shù)為，最高工作線電壓為252kv，相電壓為146kv，額定電流為1600，抗彎強度不小于3kn. =1655n=1800n即0.6fde滿足要求同理選擇出其他側(cè)的絕緣子和套管：絕緣子：產(chǎn)品參數(shù)設(shè)備類型絕緣子調(diào)度（mm）機械破壞負(fù)荷（kg）220kv側(cè)zs-2202100400110kv側(cè)zs-110106085035kv側(cè)：zs-3520643553穿墻套管：產(chǎn)品參數(shù)設(shè)備類型額定電流（a）套管長度（mm）機械破壞負(fù)荷（kg）220kv側(cè)cr-220120055004000110kv側(cè)-11012003700400035kv側(cè)

27、： 60009424000第五章 主變電器的繼電保護(hù)配置5.1配置原則1)系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動裝置繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要屏障，在此設(shè)計變電站繼電保護(hù)結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運用微機繼電保護(hù)裝置及微機監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動化水平。 2)繼電保護(hù)配置原則根據(jù)gb14285繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程中有關(guān)條款繼電保護(hù)二十五項反事故措施要點、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教材。3)220千伏系統(tǒng) 220千伏線路配置高頻距離保護(hù)，要求能快速反應(yīng)相間及接地故障。對于220千伏雙母線接線，配置一套能快速有選擇性切除故障的母線保護(hù)。每條線路配置功能齊全，性能

28、良好的故障錄波裝置。4)110千伏系統(tǒng) 110千伏線路配置階段式距離保護(hù)，要求能反應(yīng)相間及接地故障。對于110千伏雙母線接線，配置一套能快速有選擇性切除故障的母線保護(hù)。每條線路配置功能齊全，性能良好的故障錄波裝置。 5)主變壓器保護(hù)電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要的電氣設(shè)備,它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)正常運行帶來嚴(yán)重的后果,同時大容量變壓器也是非常貴重的設(shè)備,因此必須根據(jù)變壓器的保護(hù)的容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動作可靠的保護(hù)。變壓器故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路；油箱外部故障包括引線及套管處會產(chǎn)生各種相間短路和接地故障。變壓

29、器的不正常工作狀態(tài)主要由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流、油面降低。對于上述故障和不正常工作狀態(tài)變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)： a) 為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路和油面降低，對于0.8mva及以上的油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4mva以上變壓器,應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。b) 為反應(yīng)變壓器繞組和引線的相間短路,以及中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路,應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。對于6.3mva及以上并列運行變壓器和10mva及以上單獨運行變壓器, 以及6.3mva及以上的所用變壓器,應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。c) 為反應(yīng)變壓器外部相間短路引起的過電流和同時作為瓦斯、縱差保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備應(yīng)裝設(shè)過電流

30、保護(hù).例如,復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)或負(fù)序過電流保護(hù)。 d) 為反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路,應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。 e) 為反應(yīng)過負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)5.2變電所主變保護(hù)的配置電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，本設(shè)計中主變保護(hù)配置如下：a）主變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)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

31、器。該保護(hù)采用qj-80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，則產(chǎn)生強烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油

32、流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點方向移動，使水銀觸點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。2、差動保護(hù)對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護(hù)瞬時動作，跳開各側(cè)電源斷路器。b）主變壓器的后備保護(hù)1、過流保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。而本次所設(shè)計的變電所，電源側(cè)為220kv和110kv，即可裝設(shè)兩套過電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè)110kv側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè)22

33、0kv側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個時限ts和t，時限整定原則為tt+t，用u切除三側(cè)全部斷路器。c）過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)延時動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個時間繼電器。d）變壓器的零序過流保護(hù)對于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。參考資料1 發(fā)電廠電氣部分（第三版） 中國電力出版社2

34、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料 天津大學(xué)水利電力出版社 3 電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料東南大學(xué)水利電力出版社4 電氣工程師（供配電）實務(wù)手冊機械工業(yè)出版社附錄短路計算1.等值電路變電所的等值電路如下圖所示：220kv110kvxs1xs2s2x1x2x335kvs1d1d2d3（1）基準(zhǔn)值在短路計算的基本假設(shè)前提下，選取基準(zhǔn)容量sj = 100mva，vb 為各級電壓平均值（230，115，37kv）（2）系統(tǒng)電抗（標(biāo)幺值）由原始材料可知，在sj=100mva下110kv側(cè)，利用星網(wǎng)變換計算得：xs24.32=0.033220kv側(cè)：xs1xl+xxmin=24+0.1=0.145（3

35、）計算變壓器各繞組電抗阻抗電壓高中高低中低14.424.27.8各繞組等值電抗vs(1-2)14.4，vs（1-3）24.2，s（2-3）7.8vs1% = （vs(1-2)% + vs(1-3)%vs(2-3)%）= （14.4+24.2-7.8）=15.4vs2% = （vs(1-2)% + vs(2-3)%vs(1-3)%） = （14.4+7.824.2）=1vs3% = （vs(1-3)% + vs(2-3)%vs(1-2)%） = （24.2+7.8-14.4）=8.8各繞組等值電抗標(biāo)么值為：x1 = =0.154x2 = -0.01x3 = 0.0882.各短路點短路計算220kv110kvxs1xs2s2x1x2d1d2圖一s11）d1點短路35kv