上川220kV變電站設(shè)計(jì)+4

1、 上海電力學(xué)院成教院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：上川220kV變電站設(shè)計(jì)專業(yè)：年級(jí)：教學(xué)站點(diǎn)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2015年8月23日上川220kV變電站設(shè)計(jì) 摘要：220kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計(jì)算。選擇變電站電氣設(shè)備，為變電站順利建設(shè)提供依據(jù)。本文以上海上川變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。首先是對(duì)上川220kV變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析；接下來(lái)是主變壓器選擇；之后分別是

2、變電所的主接線設(shè)計(jì)；變電所自用電接線及自用變壓器的確定；短路電流的計(jì)算；斷路器和隔離開關(guān)的選擇；導(dǎo)體的選擇；變電所的防雷保護(hù)規(guī)劃；變電所的繼電保護(hù)規(guī)劃；最后是變電所的儀表配置規(guī)劃。從而確定最終該上川220kV變電所電氣主接線方案，完成對(duì)上川220kV變電所的初步設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞：變電站 主變壓器 短路計(jì)算 設(shè)備選型目 錄1. 前言11.1 研究目的和意義11.2本文研究背景11.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.4本文研究?jī)?nèi)容12. 上川220kV變電所初步設(shè)計(jì)說明書22.1主變壓器的選擇22.1.1主變壓器的選擇22.1.2變電所主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的確定22.2主接線選擇22.2.1.雙母不分段接線：32

3、.2.2.雙母線帶旁路接線：32.3 短路計(jì)算32.3.1短路概述32.3.2短路的危害及預(yù)防：42.3.3短路計(jì)算的目的：42.3.4短路計(jì)算的一般原則。42.3.5短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)。52.4主變壓器的選擇52.4.1電氣的選擇原理52.4.2高壓電器的基本參數(shù)的選擇52.4.3電壓互感器選擇72.4.4電流互感器的選擇82.5配置全所的繼電保護(hù)82.6變電站自動(dòng)化102.6.1變電站自動(dòng)化的基本概念102.6.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能：103.上川220kV變電所初步設(shè)計(jì)計(jì)算書123.1短路電流計(jì)算123.1.1選擇基準(zhǔn)值123.1.2系統(tǒng)電抗標(biāo)么值計(jì)算123.1.3

4、 和點(diǎn)短路計(jì)算123.1.4 點(diǎn)短路電流的計(jì)算133.2計(jì)算各回路最大持續(xù)工作電流133.3高壓斷路器選擇和校驗(yàn)143.3.1主變側(cè)斷路器校驗(yàn)。143.3.2計(jì)算所加電抗器的電抗值：153.4隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)153.4.1主變側(cè)隔離開關(guān)校驗(yàn)153.4.2負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)校驗(yàn)163.5母線的選擇和校驗(yàn)163.6電壓互感器的選擇183.7電流互感器的選擇193.8 變壓器保護(hù)整定計(jì)算203.8.1 220kV 變壓器參數(shù)203.8.2 變壓器保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)203.8.3變壓器整定計(jì)算214.小結(jié)26致謝271. 前言1.1 研究目的和意義選擇設(shè)計(jì)本課題，是對(duì)自己已學(xué)知識(shí)的整理和進(jìn)一步的

5、理解、認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)變電所的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用水平，綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)，開拓思路，鍛煉獨(dú)立分析問題及解決問題的能力。1.2本文研究背景220kV區(qū)域降壓變電所是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)絡(luò)改造中非常重要技術(shù)環(huán)節(jié)，做好220kV變電所的設(shè)計(jì)是上海上川電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 220kV變電所的設(shè)計(jì)或改造需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案。在這種要求下，220kV變電所電氣主接線簡(jiǎn)單清晰、接地和保護(hù)安全高

6、效、建筑結(jié)構(gòu)布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢(shì)所趨。因而，220kV變電站應(yīng)從電力系統(tǒng)整體出發(fā),力求電氣主接線簡(jiǎn)化,配置與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)，采用緊湊布置、節(jié)約資源、安全環(huán)保的設(shè)計(jì)方案。基于此，我以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、設(shè)計(jì)高安全、高質(zhì)量的220kV變電所為目的，從電源設(shè)置、主接線形式確定、設(shè)備選擇和配電裝置布置等方面提出了新的設(shè)計(jì)思路。1.4本文研究?jī)?nèi)容本文分為三個(gè)部分：首先就研究以及背景以及意義進(jìn)行闡述，第二部分就上川220kV變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇分析，第三部分就上川220kV變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。以此來(lái)達(dá)到上川220kV變電站的設(shè)計(jì)。2. 上川220kV變電所初步設(shè)計(jì)說明書2.1主變壓

7、器的選擇2.1.1主變壓器的選擇在合理選擇變壓器時(shí)，首先應(yīng)選擇低損耗，低噪音的S9,S10,S11系列的變壓器，不能選用高能耗的電力變壓器。應(yīng)選是變壓器的繞組耦合方式、相數(shù)、冷卻方式，繞組數(shù)，繞組導(dǎo)線材質(zhì)及調(diào)壓方式。2.1.2變電所主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的確定為保證上川變電所供電可靠性，一般應(yīng)裝兩臺(tái)主變壓器；若只有一條電源進(jìn)線，或上川變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可裝一臺(tái)主變壓器；若絕大部分負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，其少量的二級(jí)負(fù)荷可由鄰近低壓電力網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可裝一臺(tái)主變壓器。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮，裝設(shè)3臺(tái)主變壓器的可能性。對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)2臺(tái)主變壓器的變電所,應(yīng)按大于變壓器容量的1-2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)

8、荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。單臺(tái)容量設(shè)計(jì)應(yīng)按單臺(tái)額定容量的70%85%計(jì)算。對(duì)于單臺(tái)： 對(duì)于兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行： 表2-1 S96300/220變壓器參數(shù)參數(shù)連接組標(biāo)號(hào)額定電壓（）阻抗電壓（%）空載電流（%）損耗（）高壓低壓空載負(fù)載，100.44.01.90.21.042.2主接線選擇根據(jù)出線回?cái)?shù)電壓等級(jí)初步可以選擇雙母不分段接線和雙母帶旁路母接線。2.2.1.雙母不分段接線：優(yōu)點(diǎn)：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個(gè)線路具有相當(dāng)高的靈活性，當(dāng)雙母線的兩組母線同時(shí)工作時(shí)，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開后，變電所負(fù)荷可同時(shí)接在母線或副母

9、線上運(yùn)行。缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開關(guān)運(yùn)行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。2.2.2.雙母線帶旁路接線：優(yōu)點(diǎn)：最大優(yōu)化是提供了供電可靠性，當(dāng)出線斷路器需要停電檢修時(shí)，可將專用旁路斷路器投運(yùn)，從而將檢修斷路器出線有旁路代替供電。兩組接線相比較：2方案更加可靠，所以選方案雙母線帶旁路接線。所以根據(jù)電壓等級(jí)及出線回?cái)?shù)，初步確定，雙母線不分段接線和單母線分段帶旁路母線接線。2.3 短路計(jì)算2.3.1短路概述短路是電力系統(tǒng)常見的，并且對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生重要影響的故障。電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路主要有:三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下三相短路電流大于兩相和單相短路電流。三相短路時(shí)，由于短路回路中各

10、相的阻抗相等，盡管三相的短路電流比正常時(shí)的電流大，幅度增大，電壓也比正常時(shí)急劇降低，但三相仍然保持對(duì)稱，故稱之為對(duì)抗短路。在計(jì)算短路電流時(shí)，通常把電源容量視為無(wú)窮大的電力系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，當(dāng)某處發(fā)生短路時(shí)，電源電壓維持不變，即短路電流周期分量在整個(gè)短路過程中不衰減，為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，載流導(dǎo)體，一般應(yīng)計(jì)算下列短路電流。短路電流周期分量有效值 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值短路全電流最大瞬時(shí)沖擊值短路全電流最大有效值短路容量2.3.2短路的危害及預(yù)防：短路的原因主要是電氣設(shè)備載流部分之間的絕緣被損壞，引起絕緣損壞的原因有過電壓，絕緣的自然老化和污穢，運(yùn)行人員維護(hù)不同及機(jī)械損傷。危害主要有：電力系統(tǒng)發(fā)

11、生短路時(shí)，短路回路的電流急劇增大這個(gè)急劇增大的電流稱為短路電流，短路電流可能達(dá)到正常負(fù)荷電流的十幾倍甚至幾十倍，數(shù)值不能達(dá)到幾十千安甚至幾百千安，嚴(yán)重使導(dǎo)體發(fā)熱損壞設(shè)備。短路時(shí)往往伴隨有電弧的產(chǎn)生，能量極大，溫度極高的電弧不僅可能燒壞故障元件本身，還可能燒壞周圍設(shè)備危害人身安全。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路電流來(lái)勢(shì)迅猛，電路中的阻抗主要是感性的。因此，短路電流基本上是感性的，它所產(chǎn)生的去磁的電樞反映使發(fā)電機(jī)端電壓下降，同時(shí)巨大的短路電流會(huì)增大電力系統(tǒng)中各元件的電壓損失，使系統(tǒng)電壓大幅下降，嚴(yán)重時(shí)，可能造成電力系統(tǒng)電壓崩潰直至系統(tǒng)瓦解，出現(xiàn)大面積停電的嚴(yán)重事故。短路時(shí)電力系統(tǒng)中功率分布的突然

12、變化和電壓嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè)系統(tǒng)分裂成不同運(yùn)行的幾個(gè)部分。這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷，因此必須切除部分負(fù)荷，另一些發(fā)電機(jī)可能由于功率送不出去，而被迫減少出力，短路時(shí)，電壓下降得越多，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性受到破壞的可能性越大。2.3.3短路計(jì)算的目的：1）在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施等。2）在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時(shí)，以保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體的正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠的工作，需要根據(jù)短路電流對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。3）在選擇繼電保護(hù)裝置及進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，必須以各種不同類型短路時(shí)

13、的短路電流作依據(jù)。4）屋外配電裝置時(shí)，要按短路條件校驗(yàn)，軟導(dǎo)線的相間，相對(duì)地安全距離5）設(shè)計(jì)接地裝置。 6）進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行及故障分析等。2.3.4短路計(jì)算的一般原則。計(jì)算短路電流用于驗(yàn)算電氣和導(dǎo)體的開斷電流，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容計(jì)算。一般應(yīng)以最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為依據(jù)。計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行。短路點(diǎn)應(yīng)選擇在短路電流最大地點(diǎn)。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。一般按三相短路電流驗(yàn)算。 2.3.5短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)。系統(tǒng)正常運(yùn)行，短路前，三項(xiàng)是對(duì)稱的。因?yàn)槎搪窌r(shí)，各元件磁路不飽和，也就是各元件的電抗與電流大小

14、無(wú)關(guān)，因此可用疊加原理。系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)的相位在短路過程中相等，頻率與正常時(shí)相同。變壓器的勵(lì)磁電流忽略不計(jì)，相當(dāng)于勵(lì)磁開放，可以簡(jiǎn)化變壓器等值電路，輸電線路的分布忽略不計(jì)。2.4主變壓器的選擇2.4.1電氣的選擇原理電氣的選擇應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修。短路和過電壓情況下要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn).應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。選擇高壓電氣設(shè)備，應(yīng)滿足各項(xiàng)電氣技術(shù)要求。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，質(zhì)量輕，便于安裝和檢修。在制造廠給定的技術(shù)條件下，能長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，有一定的機(jī)械壽命。2.4.2高壓電器的基本參數(shù)的選擇高壓電器的基本參數(shù)的選擇包括

15、：按額定電壓選擇、按最高電壓選擇、按額定電流選擇、按額定開斷電流選擇、按額定短路關(guān)合電流計(jì)算、按斷流容量選擇、按機(jī)械負(fù)荷選擇、按環(huán)境溫度選擇。高壓斷路器是變電所主要電氣設(shè)備之一，其選擇的好壞，不但直接影響變電所的正常運(yùn)行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分?jǐn)唷嗦菲鞯倪x擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開斷電流或開斷容量各技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。斷路器種類和型式的選擇包括：高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)（選擇戶內(nèi)式或戶外式）、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求，并考慮其安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇其種類和型式。選用隔離開關(guān)的原則：隔離開關(guān)一般不需要專門的滅弧裝置

16、。隔離開關(guān)在分閘狀態(tài)下應(yīng)有足夠大的斷口，同時(shí)不論隔離開關(guān)高壓接線端電壓是否正常，均要滿足安全隔離的目的。隔離開關(guān)在合閘狀態(tài)下應(yīng)能承受負(fù)荷電流及短路電流。在環(huán)境方面，戶外隔離開關(guān)應(yīng)能承受大氣污染并應(yīng)考慮到溫度突變，雨，霧，覆冰等因素的影響。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，需要考慮引線機(jī)械應(yīng)力，風(fēng)力，地震力和操作力的聯(lián)合作用。其中包括隔離開關(guān)高壓接線端在三個(gè)方面的耐受機(jī)械力。以及支持絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度要求，此外，對(duì)垂直伸縮式隔離開關(guān)，還需提出靜觸頭接觸范圍的要求。隔離開關(guān)應(yīng)具有手動(dòng)，電動(dòng)（氣動(dòng)）操動(dòng)機(jī)構(gòu)，信號(hào)及位置指示器與聯(lián)、閉鎖裝置等附屬裝置。隔離開關(guān)應(yīng)配備接地開關(guān)，以保證線路或其他電氣設(shè)備檢修時(shí)的安全。應(yīng)考慮配電

17、裝置空間尺寸的要求及引線位置與形式（加空閑或電纜）來(lái)選用合適開關(guān)。母線的選擇：矩形鋁母線：220kV以下的配電裝置中，35kV及以下的配電裝置一般都是選用矩形的鋁母線，鋁母線的允許載流量較銅母線小，但價(jià)格便宜，安裝，檢修簡(jiǎn)單，連接方便，因此在35kV及以下的配電裝置中，首先應(yīng)選用矩形鋁母線。母線截面的選擇一般要求裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)集體情況，按下列技術(shù)調(diào)節(jié)分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：工作電流、經(jīng)濟(jì)電流密度、電暈、動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定。裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗(yàn)：環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速、海拔高度。按回路持續(xù)工作電流選擇 導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流，單位為A。相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長(zhǎng)期允

18、許的載流量單位A。溫度25C、導(dǎo)體表面涂漆、無(wú)日照、海拔高度1000m及以下條件。母線的穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：母線在發(fā)生三相短路時(shí)，母線受到的電動(dòng)力為 F=1.76109.81 N 式中 短路沖擊電流，單位A； 沿母線支持絕緣子之間的距離，單位； 相間距離，單位。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：在母線出口發(fā)生三相短路時(shí)，必須按式校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定= 所須要得最小截面，單位； 短路電流穩(wěn)態(tài)值現(xiàn)在近似以三相短路電流有效值計(jì)算； 短路電流的時(shí)間，一般為0.2-0.3秒；C 母線常數(shù)。母線電暈校驗(yàn)：220kV及其以上的變電所母線均應(yīng)當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導(dǎo)線 線安裝處最高工做電壓小于臨界電暈電壓。2.

19、4.3電壓互感器選擇電壓互感器選擇的一般原則：按技術(shù)條件選擇電壓互感器正常工作條件時(shí)，按一次回路電壓，二次電壓，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷條件選擇。電壓互感器承受過電壓能力。按絕緣水平、泄露爬電比距條件選擇。環(huán)境條件按環(huán)境溫度、污穢等級(jí)、海拔高度等條件選擇。形式選擇10kV配電裝置一般采用游侵絕緣結(jié)構(gòu)；在高壓開關(guān)柜中，可采用樹脂澆鑄絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱電壓互感器。35-220kV配電裝置一般采用油侵絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。目前采用電容式電壓互感器，實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，減少電磁諧振。220kV配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。按在220k

20、V及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路裝有載波通信時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。2.4.4電流互感器的選擇選擇的電流互感器應(yīng)滿足變電所中電器設(shè)備的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表及電能計(jì)量的要求。額定電壓的選擇選擇電流互感器一次回路允許最高工作電壓應(yīng)大于或等于該回路的最高運(yùn)行電壓，既 式中 電流互感器最高電壓，單位?；芈饭ぷ麟妷海瑤紫到y(tǒng)稱標(biāo)準(zhǔn)電壓，單位。動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)電流互感器可按式校驗(yàn)式中：電流互感器允許通過的最大動(dòng)穩(wěn)定電流系統(tǒng)短路沖擊電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器短路時(shí)熱穩(wěn)定電流應(yīng)大于或等于系統(tǒng)短路時(shí)的短時(shí)熱穩(wěn)定電流。35kV級(jí)電流互感器分為戶外型和戶內(nèi)型兩類。戶外型電流互感器，一

21、般選用油侵箱式絕緣結(jié)構(gòu)的戶外型獨(dú)立式電流互感器，常用LB系列，LABN系列。10kV戶內(nèi)配電裝置和成套開關(guān)柜中，母線一般選用LMZ型系列的電流互感器，配電柜一般選用LA型，LQJ型，LZJ型，LZZBJ912型等電流互感器。2.5配置全所的繼電保護(hù) 電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大起重大作用。220kV側(cè)進(jìn)出線及母線的繼電保護(hù) 依據(jù)電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范分析，對(duì)變電所的35220kV電壓母線，在220kV雙母線接線情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。表2-2 220kV側(cè)進(jìn)出線及母線的繼電保護(hù)對(duì)比安裝地點(diǎn)保護(hù)分類保護(hù)類型

22、動(dòng)作條件動(dòng)作結(jié)果故障范圍220kV側(cè)母線上主保護(hù)完全電流差動(dòng)保護(hù)常用作單母線或只有一組母線經(jīng)常運(yùn)行的雙母線的保護(hù)動(dòng)作于跳閘反應(yīng)各電流互感器之間的電氣設(shè)備故障時(shí)的短路電流220kV側(cè)進(jìn)出線上接地短路保護(hù)發(fā)生單相接地發(fā)出預(yù)告信號(hào)由于接地故障電流很小，而且三相之間線電壓仍然保持對(duì)稱對(duì)負(fù)荷供電沒有影響，因此在一般情況下允許帶一個(gè)接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行12小時(shí)，不必立即跳閘相間短路保護(hù)線路上發(fā)生三相短路或兩相短路動(dòng)作于跳閘故障相中流過很大的短路電流時(shí)，要求繼電保護(hù)裝置盡快切除故障，可以保護(hù)線路全長(zhǎng)零序電流保護(hù)發(fā)生相間短路時(shí)產(chǎn)生很大的不平衡電流動(dòng)作于跳閘零序電流保護(hù)和相間電流保護(hù)一樣，廣泛采用三段式零序電流保護(hù)，

23、可以保護(hù)線路全長(zhǎng)并與相鄰線路保護(hù)配合變壓器的繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。其配置原則如下：（1）對(duì)于6.3MV·A 及以上的常用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MV·A 及以上廠備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MV·A 及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)裝置。對(duì)高壓側(cè)電壓為330kV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)裝置。（2）當(dāng)在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故

24、障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路）時(shí)，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。因此，變壓器應(yīng)安裝瓦斯保護(hù)裝置。（3）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)變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(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)作于跳閘。2.6變電站自動(dòng)化2.6.1變電站自動(dòng)化的基本概念變電站自動(dòng)化是指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)

25、、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù)；變電站綜合自動(dòng)化是指將二次設(shè)備利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，它是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用2.6.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能：微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。 數(shù)據(jù)采集，包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。模擬量采集，常規(guī)變電站采集的典型

26、模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。操作人員可通過CRT屏幕對(duì)斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。同期檢測(cè)和同期合閘。該功能可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)。可選擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。電壓和無(wú)功的就地控制，無(wú)功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng)，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。  無(wú)功控制可由專門的無(wú)功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保

27、護(hù)裝置測(cè)量的電壓，無(wú)功和變壓器抽頭信號(hào)通過專用軟件實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理和記錄 歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：斷路器動(dòng)作次數(shù)、斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)、輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間、獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間、控制操作及修改整定值的記錄根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的自診斷功能：系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。與遠(yuǎn)方控制中

28、心的通信，本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)四遙的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國(guó)標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分層分布式結(jié)構(gòu)、可擴(kuò)展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用、站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也

29、簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。 3.上川220kV變電所初步設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1短路電流計(jì)算3.1.1選擇基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)電壓 ：Uj1=220kV，Uj2=110kV，Uj3=10kV；基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA；基準(zhǔn)電流：I j1=0.5KA，I j2=1.56KA ，I j3=5.5KA。3.1.2系統(tǒng)電抗標(biāo)么值計(jì)算 SFSZ9-63000kVA/220kV型變壓器繞組電抗標(biāo)么值為 XT1*=0.1706 XT2*=-0.0039 XT3*=0.1071圖3-1 短路系統(tǒng)標(biāo)么值等效電路圖3.1.3 和點(diǎn)短路計(jì)算三相短路電流標(biāo)么值：三相短路電流有名值：×短路沖擊電流：全電流：三相短路容量：3.1.4

30、 點(diǎn)短路電流的計(jì)算點(diǎn)短路電流標(biāo)么值：短路電流有名值為： 13.16×=20.53KA 短路沖擊電流：2.55×20.53=52.36KA全電流：三相短路容量：3.2計(jì)算各回路最大持續(xù)工作電流三相變壓器回路 220kV： =1.05×6300/（×220)=347.2A母聯(lián)斷路器回路 220kV： =1.05×6300/(×220)=347.2A分段斷路器回路 =1.05×6300 /(×10)=1909.59A饋線回路 220kV： =1.05×6300 /(×220)=104.98A 電纜線

31、= /cos=2000/(×10×0.8)=144.34A表3-2 最大持續(xù)工作電流一覽表回路名稱電壓等級(jí)計(jì)算公式最大持續(xù)工作電流三相變壓器220kV=1.05=/347.2母聯(lián)斷路器220kV一般為該母線上一組變壓器的持續(xù)工作電流347.2饋線回路220kV= /cos104.983.3高壓斷路器選擇和校驗(yàn) 按正常運(yùn)行條件進(jìn)行選擇，并按各短路點(diǎn)三項(xiàng)短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。3.3.1主變側(cè)斷路器校驗(yàn)。 220kV(LW61220/315040） 額定短路關(guān)合電流100KA， 峰值耐受電流100KA， 短時(shí)耐受電流40KA/4S 電壓： =220kV =220kV 電流： =347

32、.34A < =3150A 開合電流 =26.21KA < =40KA 動(dòng)穩(wěn)定： =66.84KA< =100KA熱穩(wěn)定： =(+10/2+ )/12=26.212×4=2747.86=×t=402×4=6400 < 所選 LW6220/315040型斷路器合格3.3.2計(jì)算所加電抗器的電抗值：*=1/（0.094+×R*）=8.57×R*=0.0235選用×KK1025004型電抗器動(dòng)穩(wěn)定電流 128KA短時(shí)耐受電流 50KA/4S應(yīng)滿足 *（/I” ）×100電抗器百分電抗值基準(zhǔn)電流（A）、基準(zhǔn)電

33、壓（kV）、電抗器的額定電流、額定電壓.以為基準(zhǔn)的計(jì)算值所選用電抗器前的網(wǎng)絡(luò)電抗標(biāo)么值 =（/I”） ×100 =（5.5/47.15-0.094）×2500×10.5/(5500×10) ×100 =0.103 =4 > 0.103 *=/100 ×/×/ = 4/100×10/×2500×100/ =0.0838計(jì)算加入電抗器后的短路電流值：3.4隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)3.4.1主變側(cè)隔離開關(guān)校驗(yàn)220kV（GW4220（D）/2000A） 動(dòng)穩(wěn)定電流 100KA，熱穩(wěn)定電流 40KA/

34、4S 電壓 =220kV =220kV 電流 =347.2A < =2000A 動(dòng)穩(wěn)定： =66.84KA < =100KA 熱穩(wěn)定： =×t=26.212×4 =2747.86 = =402×4=6400 < 所選隔離開關(guān)GW4220（D）/2000合格3.4.2負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)校驗(yàn)電壓等級(jí) 220kV： GW4220（D）/2000 (kV)220 (kV)126 (A)413.34 (KA)315 (KA)66.89 (KA)100 （）2762.55 （）64003.5母線的選擇和校驗(yàn) 220kV 主母線選擇：（匯流母線只能按最大持續(xù)工作電

35、流選擇導(dǎo)線截面，軟導(dǎo)線不做動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面S，即 K = 413.34A溫度修正系數(shù) K=0.88導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度；： 導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度；導(dǎo)體的實(shí)際溫度。在額定環(huán)境溫度時(shí)導(dǎo)體的允許電流 /K=413.34/0.88 = 469.70據(jù)此選擇導(dǎo)體的型號(hào)為：LGJQ600，其長(zhǎng)期允許載流量為1050A；=0.88×1050=924A > =413.34A熱穩(wěn)定校驗(yàn) =(+10/2+ )/12 =26.282×4=2762.55正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度=(+)/=25+（70-25) /=34查表得熱穩(wěn)定系數(shù) =99導(dǎo)體最小截面 =/C=/99

36、 =531<S-(標(biāo))= 600 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格旁母選擇與主母線相同,主變引線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇查表得經(jīng)濟(jì)電流密度 =1.15A/導(dǎo)體截面 =/=413.34/1.15 = 359.43據(jù)此選擇導(dǎo)體的型號(hào)為：LGJQ600軟母線，其長(zhǎng)期允許載流量為1050AK=0.88×1050=924A>=413.34A熱穩(wěn)定校驗(yàn)同主母線熱穩(wěn)定校驗(yàn):熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。二：主變引線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇查表得經(jīng)濟(jì)電流密度=0.85A/導(dǎo)體截面=/=1299.08/0.85 = 1528.33據(jù)此選擇型號(hào)為：?jiǎn)螚l100×8矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為1547A（）= K=0.88

37、5;1547=1361.36A >=1091.22A熱穩(wěn)定校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)同主母線熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)合格。主變引線按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面S，即K=2273.38A溫度修正系數(shù) K= =0.88導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度；導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度；導(dǎo)體的實(shí)際溫度。在額定環(huán)境溫度時(shí)導(dǎo)體的允許電流 /K =2273.38/0.88=2583.39A據(jù)此選擇導(dǎo)體的型號(hào)為：雙條100×10矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為2613A，Ks=1.42（）= K=0.88×2613=2299.44A >=2273.38A熱穩(wěn)定校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)同主母線熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)合格2

38、、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇查表得經(jīng)濟(jì)電流密度=0.85A/導(dǎo)體截面 S=/ =2273.38/0.85 = 2674.56據(jù)此選擇型號(hào)為：雙條100×10矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為2613A（）= K =0.88×2613=2299.44A >=2273.38A熱穩(wěn)定校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)同主母線熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)合格。3.6電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇：220kV電壓互感器，查表選用JCC-220型串級(jí)式瓷絕緣電壓互感器，系統(tǒng)最高電壓126kV，額定絕緣水平200/480kV，額定一次，二次電壓比220/0.1/0.1/0.1kV，額定負(fù)載150VA/150VA/100

39、VA，準(zhǔn)確級(jí)0.2/0.5/6P。3.7電流互感器的選擇為防止電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)，即盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。所以，母線上不考慮裝設(shè)電流互感器。主變側(cè)、母聯(lián)兼旁路電流互感器=220kV =347.2A所以初選LCWB6220B型電流互感器額定電流比（2775）（2600）/5熱穩(wěn)定電流=211230KA/1s動(dòng)穩(wěn)定電流=22.8276KA一次回路電壓=220kV =220 kV一次回路電流=1200A> =347.2A二次回路電流=5A準(zhǔn)確度等級(jí)0.2級(jí)熱穩(wěn)定校驗(yàn)=×t=3600=690.64>滿足熱穩(wěn)定要

40、求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=276=152KA>=66.89KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.所以選擇LCWB6220B型電流互感器。出線電流互感器=220kV =104.98A所以初選LCWB6220B型電流互感器一次回路電壓=220kV=220 kV一次回路電流=1200A>=104.98A熱穩(wěn)定校驗(yàn)=×t=3600=690.64>滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=276=152KA>=66.89KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.所以選擇LCWB6220B型電流互感器。3.8 變壓器保護(hù)整定計(jì)算 3.8.1 220kV 變壓器參數(shù) 主變壓器:SFSZ-1-100/100/15MVA,2208×1

41、.25%/115/11kV,YNyn0(d11),Uk1-2=14%, Uk1-3=24%, Uk2-3=9%。主變高壓側(cè)額定電壓 220kV,額定電流為 262.4A,TA 變比 400/800/1 (取 800/1),額定電流二次值:262.4/800=0.328A。主變中壓側(cè)額定電壓 115kV,額定電流為 502.0A,TA 變比 1200/1,額定電流二次值:502.0/1200=0.418A。主變低壓側(cè)額定電壓 11kV,額定電流為 787.3A,TA 變比 1250/1,額定電流二次值:787.3/1250=0.630A。主變高壓側(cè)零序 TA 變比:100/1 (接地過流保護(hù)用)

42、,400/800/1 (取 800/1) (零序差動(dòng)保護(hù)用)； 主變中壓側(cè)零序 TA 變比:150/1 (接地過流保護(hù)用),1200/1(零序差動(dòng)保護(hù)用) 3.8.2 變壓器保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)變壓器整定計(jì)算的特點(diǎn)及整定計(jì)算軟件的發(fā)展潮流，變壓器保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊完成相對(duì)獨(dú)立的功能，易于維護(hù)和升級(jí)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖 3-2。軟件的應(yīng)用功能主要有以下四大模塊構(gòu)成：圖3-2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖(1) 管理參數(shù)功能。主要包括變壓器在內(nèi)的各種一次元件的名稱、電氣參數(shù)和其他原始參數(shù)、各系統(tǒng)運(yùn)行方式下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息、元件運(yùn)行狀態(tài)(變壓器投/停狀態(tài)、變壓器中性點(diǎn)接地方式變

43、化)等；TA、TV、變壓器保護(hù)裝置等二次元件的型號(hào)、生產(chǎn)廠家、安裝位置、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行定值等。(2) 參數(shù)查詢、編輯和修改功能?？梢园凑赵Q、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、電壓等級(jí)、所屬地理區(qū)域、廠站、元件類型等關(guān)鍵字進(jìn)行精確查詢和模糊查詢，可以通過對(duì)話框?qū)蝹€(gè)元件進(jìn)行參數(shù)編輯和修改，也可以通過參數(shù)表格對(duì)多個(gè)元件進(jìn)行參數(shù)編輯和修改。(3) 參數(shù)計(jì)算功能?？梢愿鶕?jù)變壓器銘牌參數(shù)計(jì)算其電抗參數(shù)，可以根據(jù)線路型號(hào)、類型等計(jì)算線路阻抗參數(shù)等，可以進(jìn)行標(biāo)么值和有名值轉(zhuǎn)換。 后備保護(hù)的整定計(jì)算在全面考慮整定規(guī)程要求的基礎(chǔ)，根據(jù)不同地區(qū)整定原則的差異，提供可選整定原則，并采用整定風(fēng)格和半自動(dòng)整定工作方式滿足整定原則的

44、靈活性；采用多樣靈活的定值調(diào)整手段，使用戶能夠充分干預(yù)整定全過程，提高了定值的正確性和適應(yīng)性。 3.8.3變壓器整定計(jì)算 第I段整定動(dòng)作電流整定: 為了保證選擇性,過電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)能躲過可能流過變壓器的最大負(fù)荷電流,即式中:可靠系數(shù),取 1.2-1.3； 返回系數(shù),取 0.85-0.95； 最大負(fù)荷電流； 最大負(fù)荷電流 可按以下情況考慮并取其最大者: 因此的： 第II段整定 動(dòng)作電流整定: 動(dòng)作電流取大于最大負(fù)荷電流: 其中,最大負(fù)荷電流,取1.4In。動(dòng)作時(shí)間整定: 應(yīng)計(jì)算 220kV 線路末端單相或兩相金屬性接地短路時(shí)流過變壓器高壓側(cè)的最小零序電流,220kV 側(cè)零序阻抗最小,110

45、kV 側(cè)零序阻抗最大,220kV 側(cè)單回線運(yùn)行,兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 經(jīng)校驗(yàn),靈敏度滿足要求。 動(dòng)作時(shí)間整定: 應(yīng)大于高壓側(cè)線路零序保護(hù)II段的時(shí)間,級(jí)差 0.5s。 動(dòng)作電流整定: 由于 110kV 母線沒有任何出線,故按照能使保護(hù)在 110kV 母線單相或兩相接地短路時(shí)有足夠的靈敏度進(jìn)行反推來(lái)整定。由短路計(jì)算得母線單相或兩相接地短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的最小零序電流為0.3097kA,故由靈敏度計(jì)算式: 得其中 1.5 動(dòng)作時(shí)間整定:3.5s 根據(jù)上述整定原則和方法,完成了變壓器保護(hù)的整定計(jì)算。 實(shí)際上，變壓器差動(dòng)保護(hù)用來(lái)反映變壓器繞組的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)繞組的接地故障以及引出線的相間

46、短路故障等。但是應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于變壓器內(nèi)部繞組很少的匝間短路故障，電流變化量不大，差動(dòng)保護(hù)可能反應(yīng)不了。所以一般把差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)(非電量保護(hù))作為變壓器的主保護(hù)。其中: 變壓器額定電流； -TA 變比；-可靠系數(shù),取 1.3-1.5； -電流互感器的比誤差,10P 型取 0.03*2,5P 型和 TP 型取 0.01*2； -變壓器調(diào)壓引起的誤差,取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值)； -由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差,初設(shè)時(shí)取 0.05。得圖3-3 差動(dòng)保護(hù)函數(shù)圖如圖3-3，由于 P633的第一拐點(diǎn)固定為啟動(dòng)電流的一半,所以并不能采用上述計(jì)算方法,而應(yīng)該以躲過空載時(shí)(單側(cè)帶電)

47、最大不平衡電流整定,公式如下: 此時(shí)由于空載電流較小,下面的系數(shù)與上述國(guó)內(nèi)算法的數(shù)據(jù)略有差別。 其中，-可靠系數(shù),取 1.52.0； -電流互感器的比誤差,10P 型取 0.2,5P 型和 TP 型取 0.1； -變壓器調(diào)壓引起的誤差,取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值)； -由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差,初設(shè)時(shí)取 0.05。在實(shí)際應(yīng)用中,起動(dòng)電流應(yīng)為 0.10.3,比國(guó)內(nèi)計(jì)算的方法要小。按照上述計(jì)算公式,可得當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或者區(qū)外發(fā)生短路故障時(shí)，流入差動(dòng)保護(hù)的電流在理想情況下可以為0，現(xiàn)實(shí)中考慮到電流互感器的誤差、變壓器的接線方式、有載調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)整等因素，使得正常運(yùn)行

48、和區(qū)外適時(shí)流入差動(dòng)保護(hù)回路的電流不可能為0，實(shí)際上是比較小的不平衡電流，一般差動(dòng)保護(hù)的整定原則就是躲開此不平衡電流。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，流入差動(dòng)回路的電流為短路電流的二次值，此電流非常大，能使差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作。因此差動(dòng)保護(hù)對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障具有絕對(duì)的選擇性和動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn)，所以差動(dòng)保護(hù)一直作為大容量變壓器保護(hù)的主保護(hù)之一。3.8.4整定計(jì)算結(jié)果的優(yōu)化 當(dāng)待整定變壓器零序過流保護(hù)有多個(gè)相鄰保護(hù)時(shí)，現(xiàn)有整定方法是：與每一個(gè)相鄰保護(hù)逐段配合，只要靈敏度滿足要求，則不再繼續(xù)配合。具體步驟如下：與每一個(gè)相鄰保護(hù)逐段進(jìn)行保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)間上的配合；當(dāng)配合定值滿足靈敏度要求時(shí)，則已經(jīng)得到了與該相鄰保護(hù)

49、配合的整定值；否則，繼續(xù)與相鄰保護(hù)靈敏度較高、動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)的段進(jìn)行配合；然后與下一個(gè)相鄰保護(hù)進(jìn)行配合；從與各個(gè)相鄰保護(hù)配合的整定值中選取靈敏度最低、動(dòng)作時(shí)間最長(zhǎng)的整定值作為保護(hù)最終定值，該保護(hù)整定計(jì)算完畢。從以上論述可知，這種整定方法無(wú)法保證最終保護(hù)定值為當(dāng)前整定條件下能夠獲得的最優(yōu)保護(hù)定值。以保護(hù)II段整定計(jì)算為例，假設(shè)保護(hù)最終動(dòng)作定值是按與相鄰保護(hù) A 的I段配合得到的，而最終動(dòng)作時(shí)間是按與相鄰保護(hù) B 的II段配合得到的。這種情況下，如果與相鄰保護(hù) A 的II段配合，所得動(dòng)作時(shí)間也不會(huì)超過最終動(dòng)作時(shí)間，則繼續(xù)與保護(hù) A 的II段進(jìn)行配合將可以獲得動(dòng)作時(shí)間相同而靈敏度更高、更優(yōu)的最終保護(hù)定值。 針對(duì)這一問題，本文提出采用以下最優(yōu)配合段整定的優(yōu)化措施：對(duì)每個(gè)相鄰保護(hù)，確定其最優(yōu)配合段，即與其配合能夠保證保護(hù)最終定值具有最大靈敏度和最短動(dòng)作時(shí)間；按照最優(yōu)配合段與各個(gè)相鄰保護(hù)進(jìn)行配合，確定保護(hù)最終定值。以保護(hù)II段整定為例，其實(shí)現(xiàn)步驟如下：首先按照現(xiàn)有整定方法確定所有待整定保護(hù)的初始II段定值；對(duì)每一個(gè)待整定保護(hù)，確定其與各個(gè)相鄰保護(hù)的配合段，若某個(gè)相鄰保護(hù)的配合段為I段且將配合段變更為II段能夠增大保護(hù)的靈敏度且不會(huì)延長(zhǎng)