220kv變電站綜合自動(dòng)化的110kv出線保護(hù)設(shè)計(jì)

220KV變電站綜合自動(dòng)化-110KV第八回出線保護(hù)配置及整定計(jì)算摘要本設(shè)計(jì)主要介紹了220KV變電站綜合自動(dòng)化的110KV出線保護(hù)設(shè)計(jì)的過程、原則、方法等，利用現(xiàn)在廣泛采用的微機(jī)保護(hù)原理和整定的新方法進(jìn)行配置.關(guān)于主接線部分的內(nèi)容是基礎(chǔ)部分，主要介紹了主接線的形式，綜合比較各種接線方式的特點(diǎn)、各自的優(yōu)缺點(diǎn)及變壓器的選擇原則等，根據(jù)任務(wù)書要求最終選擇滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的主接線方案。短路電流是非常重要的部分，它主要介紹了不同運(yùn)行方式下的對(duì)稱短路與不對(duì)稱短路計(jì)算的目的、原則、方法和具體的數(shù)據(jù)信息等，為設(shè)計(jì)中需要的高壓電氣設(shè)備的選擇、整定、校驗(yàn)等方面做準(zhǔn)備，電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)主要是利用對(duì)稱短路的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行高壓電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)）的校驗(yàn)。設(shè)計(jì)的專題部分，也是利用短路計(jì)算的結(jié)果，詳細(xì)闡述了繼電保護(hù)中配置的選擇、整定和校驗(yàn)的原則、方法等，具體有反映相間短路的電流電壓保護(hù)的整定計(jì)算與校驗(yàn)；反映接地故障的零序電流保護(hù)的整定與校驗(yàn)。關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化，微機(jī)保護(hù)，繼電保護(hù)，整定與校驗(yàn)AbstractThemaindesignonthe220KVsubstationautomation110KVwittoprotectthedesignprocess,inprinciple,methodstotakeadvantageofthecurrentlywidelyusedcomputerprotectionprincipleandtheentiresetofnewmethodsforallocationOnthemainwiringpartofthecontentsofinfrastructure,mainlyonthemainwiringintheformofComprehensivecomparisonofdifferentformsofconnectioncharacteristics,advantagesanddisadvantagesofeachoptiontransformerprinciples,UnderthemandatecallsforafinalchoiceonthedesignofthemaintasksConnectionprogram.Short-circuitcurrentisaveryimportantpart,Itintroducesadifferentmodeofoperationunderthesymmetricandasymmetricshort-circuitshort-circuitthepurposesofthecalculation,methodsandspecificdatainformationforthedesignofthehighvoltageelectricalequipmentselection,tuningandtestingandsoonpreparationsElectricalequipmentselectionandverificationisusingsymmetricshort-circuitthecalculationresultsofhighvoltageelectricalequipment(devices,disconnector)calibration.Partofthedesignfeature,aswellastheuseofshort-circuitcalculation,adetailedexplanationofrelayprotectionconfigurationchoices,Settingandcheckingtheprinciplesandmethods,thespecificphaseisreflectedinthecurrent-voltageshortcircuitprotectionofthesettingandcalibration;GroundFaultreflectthezero-sequencecurrentprotectionofthesettingandcalibration.Thefinalthreechaptersasisthedesignofcomputing,throughdataintheformofdesignrequirementsandtheneedtoreferencevaluegivenvisualdescription.Keywords:Thesyntheticalautomation,PCprotect,succeedelectricityprotection,adjustingandchecking前言本設(shè)計(jì)書是根據(jù)2007年某大學(xué)“電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)”畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求進(jìn)行編寫，介紹了電力系統(tǒng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，包括設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算方法等。本書分為兩大部分：說明書和計(jì)算書，說明書主要對(duì)設(shè)計(jì)的原則、要求及具體的方法以文本的形式來(lái)表達(dá)，是設(shè)計(jì)書的主要理論來(lái)源和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，計(jì)算書通過對(duì)設(shè)計(jì)中涉及的出線保護(hù)的計(jì)算過程、方法等給以直觀的數(shù)值分析，設(shè)計(jì)以220KV變電站綜合自動(dòng)化-110KV出線保護(hù)的設(shè)計(jì)為主線，將電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、變電站綜合自動(dòng)化等相關(guān)課程中的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，介紹了電力系統(tǒng)主接線設(shè)計(jì)、電力網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、短路計(jì)算及繼電保護(hù)整定計(jì)算的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，力求反映電力系統(tǒng)的控制、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、變電站綜合自動(dòng)化等領(lǐng)域的知識(shí)。本設(shè)計(jì)書在設(shè)計(jì)過程中匯集了大量的資料，尤其對(duì)于現(xiàn)階段廣泛采用電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中線路保護(hù)整定計(jì)算的新方法和要求，進(jìn)行了比較詳盡的闡述，體現(xiàn)了電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，由于時(shí)間倉(cāng)促及水平有限，設(shè)計(jì)中不免有疏漏不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正！謝謝！

目錄第一部分設(shè)計(jì)說明書電氣主接線選擇…………3第一節(jié)概述……………………3第二節(jié)主接線的接線方式選擇………………4第二章主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇……………………7第一節(jié)概述…………………7第二節(jié)主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇………………7第三節(jié)主變壓器容量的選擇…………………8第四節(jié)主變壓器型式的選擇…………………8第三章主接線比較選擇…………12第四章短路電流計(jì)算基礎(chǔ)……………………14第一節(jié)概述………………….14第二節(jié)短路計(jì)算的目的及假設(shè)……………..14第三節(jié)各種短路電流計(jì)算………………….16第五章電氣設(shè)備的選擇………….19第一節(jié)概述………………….19第二節(jié)斷路器的選擇………………………21第三節(jié)隔離開關(guān)的選擇……………………..22第六章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)……………………26第一節(jié)概述…………………….26第二節(jié)繼電保護(hù)整定計(jì)算………………………26第三節(jié)相間短路的電流、電壓保護(hù)………….29第四節(jié)零序電流保護(hù)……………35第五節(jié)斷路器失靈保護(hù)…………38第二部分設(shè)計(jì)計(jì)算書第七章短路電流計(jì)算………………41第一節(jié)對(duì)稱短路計(jì)算……………41第二節(jié)不對(duì)稱短路計(jì)算…………56第八章高壓電氣設(shè)備選擇計(jì)算……………………72第一節(jié)斷路器的選擇計(jì)算…………………...72第二節(jié)隔離開關(guān)的選擇計(jì)算…………………..77第九章整定計(jì)算………………………82第一節(jié)相間短路的電流、電壓整定計(jì)算………82第二節(jié)零序電流的整定計(jì)算……………………88參考文獻(xiàn)………………96結(jié)論…………………………97致謝……………………….98附錄…………………………99設(shè)計(jì)說明書電氣主接線選擇第一節(jié)概述主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。一、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。1、主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。二、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。（1）為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；（2）為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電；（3）為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。三、經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器；（2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。（3）電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。第二節(jié)主接線的接線方式選擇電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過四回，采用有母線連接。1、單母線接線單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。單母接線適用于：110～200KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。2、單母分段用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，單母分段適用于：110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。3、單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。4、橋形接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。5、一個(gè)半斷路器（3/2）接線兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。6、雙母接線它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對(duì)于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110KV）或5回（220KV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。7、雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。第二章主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇第一節(jié)概述在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。第二節(jié)主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)220KV降壓變電所，它是以220KV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至110KV及10KV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。第三節(jié)主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～10年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般性能的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%～80%。該變電所是按70%全部負(fù)荷來(lái)選擇。因此，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器變電所的總裝容量為：∑se=2（0.7PM）=1.4PM。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)60%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證98%負(fù)荷供電，而高壓側(cè)220KV母線的負(fù)荷不需要通過主變倒送，因?yàn)?，該變電所的電源引進(jìn)線是220KV側(cè)引進(jìn)。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量應(yīng)選擇為：Se=0.7（SⅡ+SⅢ）。第四節(jié)主變壓器型式的選擇一、主變壓器相數(shù)的選擇當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。單相變壓器組，相對(duì)來(lái)講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。本次設(shè)計(jì)的變電所，位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，交通便利，不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用稻田、丘陵，故本次設(shè)計(jì)的變電所選用三相變壓器。二、繞組數(shù)的選擇在具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時(shí)，它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性。而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動(dòng)為±8%，故不選擇自耦變壓器。分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍大，故不選擇分裂變壓器。普通三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計(jì)的變電所，選擇普通三繞組變壓器。三、主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220KV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：①樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的1～1.3倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動(dòng)范圍不超過10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。②電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%～100%。調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。由于該變電所的電壓波動(dòng)較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。四、連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。五、容量比的選擇由原始資料可知，110KV中壓側(cè)為主要受功率繞組，而10KV側(cè)是無(wú)功補(bǔ)償裝置，所以容量比選擇為：100/100/50。六、主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。所以，選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，220KV變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)，配電設(shè)備，用電保護(hù)較復(fù)雜，且投資增大?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率小，因此可采用兩臺(tái)，選擇容量時(shí)應(yīng)滿足當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。選擇兩臺(tái)容量為120MVA的主變，主變總?cè)萘繛?40MVA主變主要起通過高中繞組從220,110KV側(cè)傳送功率（35MVA）至低繞組10KVA側(cè)，并在110KV側(cè)電源故障時(shí)，通過高壓繞組從220KVA側(cè)無(wú)窮大系統(tǒng)傳送120MVA(最大)支援。因此，可選擇容量比為100/100/50。本設(shè)計(jì)主變?yōu)榇笮妥儔浩鳎l(fā)熱量大，散熱問題不可輕佻，強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻效果較好，再根據(jù)變電站建在郊區(qū)，通風(fēng)條件好，可選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。七．變壓器的技術(shù)參數(shù)根據(jù)以上條件選擇，確定采用西安變壓器廠型號(hào)為SFPSZ7-120000/220的220KV三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，器具體參數(shù)如下型號(hào)SFPSZ7-120000/220聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn，d11空載電流%0.56額定電壓(KV)高壓中壓低壓220±8×1.25%12110.5額定容量MVA12012060阻抗電壓％高－中高－低中－低13.2422.517.85型號(hào)中個(gè)符號(hào)表示意義：從左至右S：三相F：風(fēng)冷卻P：強(qiáng)迫油循環(huán)S：三繞組Z：有載調(diào)壓7：性能水平號(hào)120000：額定容量220：電壓等級(jí)第三章主接線比較選擇由設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷情況：220kV出線6回，110kV出線9回，10kV出線8回（其該變電所主接線可以采用以下兩種方案進(jìn)行比較：方案一220KV采用雙母帶旁路母線接線方式，110KV也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，220KV出線5回以上，裝設(shè)專用旁路斷路器，考慮到220KV近期6回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，110KV出線為7回及以上時(shí)裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知，110kV出線9回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。10kV出線8回，可采用單母分段接線方式。方案一的接線特點(diǎn)：1）220KV、110KV均采用雙母帶旁路接線方式，并且設(shè)置專用旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響供電可靠性。2）10KV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。方案二220KV側(cè)按SDJ2《220～500KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，220KV配電裝置出線在4回及以上時(shí)，宜采用雙母線及其他接線。110KV出線9回，可采用雙母線接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過“跨條”來(lái)向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮。10KV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。方案二的接線的特點(diǎn)：1）220KV采用雙母線接線方式時(shí)，該接線變壓器接在不同的母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任一母線或母線上的設(shè)備檢修，均不需掉線路。2）110KV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時(shí)需要停電。3）10KV采用單母線接線方式，10KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。比較：方案一中220KV、110KV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母線接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響供電可靠性?？煽啃愿哂诜桨付?，但方案二中220KV、110KV都采用雙母線，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，可靠性也較高，但10KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作靈活性差、供電可靠性不高，任一元件故障或檢修，均使整個(gè)配電裝置停電。其可靠性不如方案一。因此，任務(wù)設(shè)計(jì)中均顯不適。綜觀以上兩種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料可知該變電所220KV和110KV等級(jí)應(yīng)采用雙母線帶旁路接線方式，10KV等級(jí)采用單母線分段接線方式。比較：方案二所用的斷路器、隔離刀閘比方案一少，其的經(jīng)濟(jì)性略低于方案一，但方案二中10KV側(cè)的供電可靠性差，方案一10KV側(cè)的可靠性明顯高于方案一，故不采用方案二；方案二中220KV、110KV都采用雙母線，并且110KV側(cè)能夠保證一二類負(fù)荷的可靠性，方案一設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母線接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響供電可靠性，可靠性高于方案二，但經(jīng)濟(jì)性低于方案一，根據(jù)原始資料，方案一滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，方案一更適合于本次設(shè)計(jì)的要求，故選擇方案一。第四章短路電流計(jì)算基礎(chǔ)第一節(jié)概述在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。第二節(jié)短路計(jì)算的目的及假設(shè)一、短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算目的是：1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，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運(yùn)行的接線方式。2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4）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驗(yàn)算。三、短路計(jì)算基本假設(shè)1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。四、基準(zhǔn)值高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA基準(zhǔn)電壓：Vg（KV）10.5115230五、短路電流計(jì)算的步驟1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：Id*=EQ\F(1,X*di)有名值：Idi=Id*Ij5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：S=EQ\R(,3)VjI?短路電流沖擊值：Icj=2.55I?6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。第三節(jié)各種短路電流計(jì)算一.系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定最大、最小運(yùn)行方式的選擇，目的在于計(jì)算通過保護(hù)裝置的最大、最小短路電流。在線路末端發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)的短路電流與下列因素有關(guān)：1)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，包括機(jī)組、變壓器、線路的投入情況，環(huán)網(wǎng)的開環(huán)閉環(huán)，平行線路是雙回運(yùn)行還是單回運(yùn)行。2)短路類型。3)電流分配系數(shù)。二、短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算是繼電保護(hù)整定的依據(jù)，所以我們必須加以重視。1）整定計(jì)算的要求選擇規(guī)定的運(yùn)行方式；2）確定短路段及短路類型；3）對(duì)確定的短路點(diǎn)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的合并，化簡(jiǎn)求出歸算到短路點(diǎn)的各序綜合阻抗、、；4）短路類型及電力系統(tǒng)故障的知識(shí)求出短路點(diǎn)的總電流；5）按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)求出流過被整定保護(hù)裝置的短路電流。a三相短路電流的計(jì)算：其有名值為：—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值—?dú)w算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。以下為簡(jiǎn)便起見，省略下標(biāo)*。b兩相短路電流的計(jì)算：—?dú)w算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗—兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流其各序分量電流值為：—分別為；兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量c兩相接地短路電流計(jì)算：—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量—分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。d單相接地短路電流的計(jì)算：短路點(diǎn)各序分量電流為：短路點(diǎn)故障的全電流為：第五章電氣設(shè)備的選擇第一節(jié)概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。一、一般原則1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術(shù)條件1、按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓Vymax不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Vgmax即Vymax≥Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15Ve，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的Vgmax一般不超過1.1Ve。2）電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即Iy≥Igmax由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie（Ie為電器額定電流）。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流IyQ可按下式修正IyQ=IyEQEQ\R(\F(θy-θ,θy-θ。))=Kiy基中K—修正系數(shù)Qy—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。=40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+252、按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qk≤Qn滿足熱穩(wěn)定條件為Ir2tk≤Ir2tQk—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qn—短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)In—t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間：tk=tpr+tbrtpr—斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tbr—相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間2）短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：icj≤idwIcj≤IdfIcj—短路沖擊直流峰值（KA）Icj—短路沖擊電流有效值（KA）idw、Idw—電器允許的極限通過電流峰值及有效值（KA）第二節(jié)斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來(lái)接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220KV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10KV電壓等級(jí)，10KV采用真空斷路器。1、按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流INbr應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（td）的短路電流的有效值Ie(td)即：INbr≥Iz（KA）INbr—高壓斷路器額定開斷電流（KA）Iz—短路電流的有效值（KA）2、短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流iNcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。即：idw≥icjiNcl—斷路器額定關(guān)合電流idw—額定動(dòng)穩(wěn)定電流icj—短路沖擊電流3、關(guān)于開合時(shí)間的選擇對(duì)于110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間大于0.04~0.06s。其選擇具體過程見計(jì)算說明書第三節(jié)隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序。隔離開關(guān)的配置：1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。第四節(jié)互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有：1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無(wú)關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)；2）二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)?；ジ衅鞯呐渲茫?）為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)；3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；4）6－220KV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。一、電流互感器的選擇1、電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流I1與-I′2在數(shù)值和相位上都有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來(lái)選擇。2、電流互感器10%誤差曲線：是對(duì)保護(hù)級(jí)（BlQ）電流互感器的要求與測(cè)量級(jí)電流互感器有所不同。對(duì)測(cè)量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過-10%。電流互感器的10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過-10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗Z2f3、額定容量為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Se2。即：Se2≥S2=Ie22z2z2f=Vy+Vj+Vd+Vc（ΩVy—測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻Vj—繼電器電阻Vd—連接導(dǎo)線電阻Vc—接觸電阻一般取0.1Ω4、按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足：Ve≤VewIe1≥Igmax，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流Vew—電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓VeIe1—電流互感器的一次額定電壓和電流Igmax—電流互感器一次回路最大工作電流5、種類和型式的選擇選擇電流互感器種類和形式時(shí)，應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，再根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支持式、裝入式等）來(lái)選擇。6、熱穩(wěn)定檢驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Ie1的倍數(shù)Kr來(lái)表示，即：（KrIe1）2≥I2tdz（或≥Qd）7、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（EQ\A()\R(,2)Ie1）的倍數(shù)kd—?jiǎng)臃€(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：EQ\A()\R(,2)Ie1kd≥icj短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的相互作用使絕緣帽上受到外力的作用。因此需要外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，即：Fy≥0.5×1.73icy2×EQ\F(L,α)×10-7N對(duì)于瓷絕緣的母線型電流互感器（如LMC型）可按下式校驗(yàn)Fy≥1.73×iy2EQ\F(Ljs,α)×10-7N在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為：S≥EQ\F(PLjs,Ze2-(Vy+Vj+Vc))m2第六章電氣系統(tǒng)繼電保護(hù)第一節(jié)概述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如果設(shè)計(jì)與配置不合理，保護(hù)將可能誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而擴(kuò)大事故停電范圍，有時(shí)還可能造成人身和設(shè)備安全事故。因此，合理地選擇保護(hù)方式和正確地整定計(jì)算，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有非常重要的意義。選擇保護(hù)方式時(shí)，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。同時(shí)滿足四個(gè)基本要求有困難時(shí)，可根據(jù)電力系統(tǒng)的具體情況，在不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，可以降低某一些要求。選擇保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)力求采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。只有簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置不能達(dá)到目的時(shí)，才考慮采用較復(fù)雜的保護(hù)裝置。設(shè)計(jì)各種電氣設(shè)備的保護(hù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮：1.電力設(shè)備和電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性；2.故障出現(xiàn)的機(jī)率及可能造成的后果；3.電力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況；4.經(jīng)濟(jì)上的合理性；第二節(jié)繼電保護(hù)整定計(jì)算一、基本任務(wù)繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)，就是要對(duì)各種繼電保護(hù)給出整定值；而對(duì)電力系統(tǒng)中的全部繼電保護(hù)來(lái)說，則需編制出一個(gè)整定方案。整定計(jì)算方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級(jí)或設(shè)備來(lái)編制。還可按繼電保護(hù)的功能劃分方案分別進(jìn)行。各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，因而，繼電保護(hù)方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化(包括建設(shè)發(fā)展和運(yùn)行方式變化)，當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時(shí)，就需要對(duì)全部或部分繼電保護(hù)重新進(jìn)行整定，以滿足新的運(yùn)行需要。必須注意，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，即任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時(shí)，必須考慮暫時(shí)改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時(shí)措施加以解決。繼電保護(hù)整定計(jì)算即有自身的整定問題，又有繼電保護(hù)的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問題。因此，整定計(jì)算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運(yùn)用。整定計(jì)算的具體任務(wù)有以下幾點(diǎn)：(1)繪制電力系統(tǒng)接線圖；(2)繪制電力系統(tǒng)阻抗圖；(3)建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表；(4)建立電流、電壓互感器參數(shù)表；(5)確定繼電保護(hù)整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式變化限度；(6)電力系統(tǒng)各點(diǎn)短路計(jì)算結(jié)果列表；(7)建立各種繼電保護(hù)整定計(jì)算表；(8)按繼電保護(hù)功能分類，分別繪制出整定值；(9)編寫整定方案報(bào)告書，著重說明整定原則問題、整定結(jié)果評(píng)價(jià)、存在的問題及采取的對(duì)策等。二、整定計(jì)算的步驟(1)按繼電保護(hù)功能分類擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件；(2)進(jìn)行短路故障計(jì)算，錄取結(jié)果；(3)按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，選取整定值并做出定值圖；(4)對(duì)整定結(jié)果分析比較，以選出最佳方案；最后應(yīng)歸納出存在的問題，并提出運(yùn)行要求；(5)畫出定值圖；(6)編寫整定方案說明書，一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：1)方案編制時(shí)間、電力系統(tǒng)概況；2)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇原則及變化限度；3)主要的、特殊的整定原則；4)方案存在的問題及對(duì)策；5)繼電保護(hù)的運(yùn)行規(guī)定，如保護(hù)的停、投，改變定值、改變使用要求以及對(duì)運(yùn)行方式的限制要求等；6)方案的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方向。三、對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。因此，對(duì)作用于斷路器跳閘的繼電保護(hù)裝置必須滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性四項(xiàng)基本要求。１.可靠性可靠性是指被保護(hù)設(shè)備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作；系統(tǒng)正常運(yùn)行或在區(qū)外故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)不動(dòng)作。即保護(hù)裝置應(yīng)既不拒動(dòng)也不誤動(dòng)。２.選擇性選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，僅由故障的保護(hù)裝置將故障設(shè)備切除。當(dāng)故障設(shè)備的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，則由相鄰的設(shè)備保護(hù)裝置切除故障，以盡量縮小停電范圍。為保證選擇性，在設(shè)計(jì)保護(hù)時(shí)，對(duì)相鄰設(shè)備有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)的兩個(gè)元件之間的靈敏性與動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。在必須加速切除故障或提高靈敏度的情況下，允許保護(hù)無(wú)選擇性動(dòng)作，但必須采取補(bǔ)救措施。３.靈敏性靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性一般用靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍來(lái)衡量。故障參數(shù)的最大、最小值應(yīng)根據(jù)常見的最不利運(yùn)行方式、短路類型和短路點(diǎn)來(lái)計(jì)算。在校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)時(shí)，各類短路保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)符合繼電保護(hù)規(guī)程的規(guī)定值。４.速動(dòng)性速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)快速切除故障。在設(shè)計(jì)保護(hù)時(shí)，主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般必須經(jīng)過系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算來(lái)確定。有時(shí)也可以由電力系統(tǒng)有關(guān)部門提供。在裝有管型避雷器的線路上，為了在避雷器放電時(shí)，保護(hù)不致誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不小于0.08s，保護(hù)裝置的返回時(shí)間應(yīng)小于0.02s。四、線路保護(hù)裝置的選擇根據(jù)110KV出線保護(hù)的配置要求，選擇CSL1613B微機(jī)型線路保護(hù)裝置。CSL1613B微機(jī)型線路保護(hù)功能配置：三相過流、零序過流、方向閉鎖、低壓閉鎖、自動(dòng)重合閘、低頻減載、滑差閉鎖、過負(fù)荷、遙測(cè)、遙信、遙控、遙脈、遠(yuǎn)方管理。第三節(jié)相間短路的電流、電壓保護(hù)相間短路的電流電壓保護(hù)通常是三段式保護(hù)。第I段為無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)或無(wú)時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第II段為帶時(shí)限電流速斷保護(hù)或帶時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第III段為過電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。但根據(jù)被保護(hù)線路在電網(wǎng)中的地位，在能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的前提下，也可裝設(shè)I、II段，II、III段或只裝設(shè)第III段保護(hù)。整定計(jì)算一般包括動(dòng)作值的整定，靈敏度校驗(yàn)和動(dòng)作時(shí)限的整定三部分。（一）1.瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算1.動(dòng)作電流的整定原則按躲本線路末端故障整定。為了保證外部短路時(shí)，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)不動(dòng)作，其動(dòng)作電流應(yīng)躲過外部短路時(shí)的最大短路電流，即I=KI式中：I：本線路末端短路時(shí)最大短路電流；K：可靠系數(shù)，取1.2～1.32.靈敏度校驗(yàn)按本線路末端故障整定的電流速斷保護(hù)，靈敏度通常用保護(hù)范圍來(lái)測(cè)量。根據(jù)保護(hù)區(qū)末端兩相短路時(shí)短路電流與動(dòng)作電流相等可以得出最小保護(hù)范圍為：l=(-X)E：系統(tǒng)等效相電動(dòng)勢(shì)；X1：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度線路正序阻抗；X：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的等值阻抗；同理可得最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)的最大保護(hù)范圍為：l=(-X)X：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的等值阻抗；要求最小保護(hù)范圍不小于本線路全長(zhǎng)的15%～20%，最大保護(hù)范圍不小于本線路全長(zhǎng)的50%3.動(dòng)作時(shí)限的整定瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間僅為保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間，整定時(shí)限為0s（二）瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的整定計(jì)算當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度不滿足要求時(shí)，可采用瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)，以提高保護(hù)的靈敏度。主要運(yùn)行方式時(shí)的最大保護(hù)區(qū)為保護(hù)的動(dòng)作電流為：I=式中Ib:110KV側(cè)基準(zhǔn)電壓下的基準(zhǔn)電流值；X：系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下的等值阻抗；X1：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度線路正序阻抗；l:經(jīng)常運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍長(zhǎng)度，一般取0.75倍線路全長(zhǎng)；I就是系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行方式下，保護(hù)區(qū)末端三相短路時(shí)的短路電流。按保護(hù)范圍相等整定，此時(shí)低電壓元件也剛好動(dòng)作，所以它的動(dòng)作電壓為：U=I最大運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū)計(jì)算公式為最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū)計(jì)算公式為式中的：Kk——取1.3～1.4；Ex——系統(tǒng)電源的等值相電勢(shì)（KV）；Xxt.mian——主要運(yùn)行方式時(shí)，保護(hù)安裝處的系統(tǒng)等值電抗（Ω）；Up——系統(tǒng)電源的平均額定電壓（KV）。（三）帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算為了保證選擇性，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定值必須與相鄰元件的保護(hù)配合，通常是與相鄰元件的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合。它的整定計(jì)算與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和相鄰元件的保護(hù)類型有關(guān)。1.動(dòng)作電流的整定原則（1）相鄰線路裝有無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)時(shí)I=KI式中的：K：可靠系數(shù)，取1.1～1.2I：相鄰線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流；（2）相鄰線路裝有無(wú)時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作電流的整定必須與其電流元件和電壓元件的動(dòng)作值都配合，并取大者為整定值。其中：1）與電流元件配合時(shí)，可按式I=KI去計(jì)算，但式中的I應(yīng)該用相鄰線路無(wú)時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的電流元件的動(dòng)作電流。2）與電壓元件配合時(shí)I=KI式中的：K：可靠系數(shù)，取1.1～1.2I：相鄰線路電壓元件最小保護(hù)區(qū)末端短路時(shí)，流經(jīng)被保護(hù)線路的最大短路電流；2.靈敏度校驗(yàn)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)按下式計(jì)算K=≥1.3～1.5式中的：K：可靠系數(shù)，取1.1～1.2I：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，流經(jīng)被保護(hù)線路的最小短路電流；I：相鄰線路帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流；3.動(dòng)作時(shí)限的整定當(dāng)與相鄰線路電流I段保護(hù)配合時(shí)，動(dòng)作時(shí)限為：t=t+△t當(dāng)與相鄰線路電流II段保護(hù)配合時(shí)，動(dòng)作時(shí)限為：t=t+△t（四）定時(shí)限過電流保護(hù)的整定計(jì)算1.按躲過線路可能流過的最大負(fù)荷電流整定I=式中的：K：可靠系數(shù)，取1.15～1.25；I：被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流；K：負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)，取2～5；K：返回系數(shù)，取0.85；2.靈敏度校驗(yàn)（1）作近后備時(shí)K=≥1.3～1.5式中的：I：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，流經(jīng)被保護(hù)線路的最小短路電流；（2）作遠(yuǎn)后備時(shí)K=≥1.2式中的：I：相鄰元件末端短路時(shí)，流經(jīng)被保護(hù)線路的最小短路電流；3.動(dòng)作時(shí)限的整定按階梯原則整定，即t=t+△t式中的：t：相鄰元件過電流保護(hù)的最大延時(shí)。（五）低電壓閉鎖過電流保護(hù)的整定計(jì)算當(dāng)采用過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，可采用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。其整定計(jì)算方法如下：電流元件動(dòng)作電流的計(jì)算I=式中的：I：流過保護(hù)的正常負(fù)荷電流；電壓元件動(dòng)作電壓的計(jì)算U=≈0.7U式中的：U：最小工作線電壓；U：額定線電壓；K：返回系數(shù)，取1.15K：可靠系數(shù)，取0.9；電流元件的靈敏度校驗(yàn)按（1）作近后備時(shí)K=≥1.3～1.5式中的：I：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，流經(jīng)被保護(hù)線路的最小短路電流；（2）作遠(yuǎn)后備時(shí)K=≥1.2進(jìn)行校驗(yàn)。電壓元件的靈敏度校驗(yàn)K=式中的：U：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大剩余電壓；動(dòng)作時(shí)間的整定按階梯原則整定，即t=t+△t零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)反映中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)的零序電流分量，對(duì)于110KV電壓等級(jí)，單側(cè)電源線路的零序電流保護(hù)一般為三段式，終端線路也可以采用兩段式；雙側(cè)電源線路一般采用四段式，對(duì)于220KV及以上電壓等級(jí)的線路，零序電流保護(hù)一般采用四段式。在進(jìn)行零序電流保護(hù)之前，必須了解所整定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式及中性點(diǎn)的接地方式，了解所整定線路采用的重合閘方式；對(duì)于雙回線，要分析兩回線路之間的零序互感對(duì)零序電流、電壓的數(shù)值的影響；了解所整定電力系統(tǒng)的參數(shù)特征，特別是等值正序阻抗與等值零序阻抗的比值。零序電流I段保護(hù)的整定計(jì)算在非全相運(yùn)行時(shí)的最大零序電流大于區(qū)外接地故障時(shí)的零序電流1.3倍的情況下，宜設(shè)置“不靈敏I段”和“靈敏I段”。不靈敏I段躲非全相運(yùn)行時(shí)的最大三倍零序電流；靈敏I段躲區(qū)外接地故障時(shí)的最大三倍零序電流。不靈敏I段在故障及重合閘過程中都不退出。靈敏I段在第一次故障時(shí)動(dòng)作，在單相重合閘時(shí)退出運(yùn)行；在三相重合閘時(shí)，動(dòng)作帶短暫延時(shí)，躲過重合閘時(shí)斷路器三相不同期合閘時(shí)間。如區(qū)外故障電流大于非全相運(yùn)行電流，則不設(shè)置“不靈敏I段”，只裝設(shè)一個(gè)靈敏I段，其動(dòng)作電流按躲過區(qū)外接地故障時(shí)最大三倍零序電流整定。動(dòng)作電流躲開非全相運(yùn)行時(shí)的最大三倍零序電流整定式中：—非全相運(yùn)行時(shí)的最大零序電流此段稱為不靈敏Ⅰ按大于本線路末端接地故障的最大零序電流式中：—可靠系數(shù)，取1.25～1.3；—本線路末端接地故障的最大零序電流；此段稱為靈敏Ⅰ段靈敏度校驗(yàn)（保護(hù)范圍）零序電流I段的保護(hù)范圍計(jì)算，通常用圖解法確定，也可參照相間電流保護(hù)I段的計(jì)算方法計(jì)算。保護(hù)范圍應(yīng)不小于線路全長(zhǎng)的15%～20%。當(dāng)時(shí)，，單相接地作為整定條件，兩相接地短路作為校驗(yàn)條件，按兩相接地短路來(lái)計(jì)算最小保護(hù)范圍由可得L=[3×式中：E：電源相電動(dòng)勢(shì)；Z1：線路每公里正序阻抗值；Z0：線路每公里零序阻抗值；Z：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的等值零序阻抗；Z：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的等值正序阻抗；當(dāng)時(shí)，，兩相接地作為整定條件，單相接地短路作為校驗(yàn)條件，按單相接地短路來(lái)計(jì)算最小保護(hù)范圍L=[3×動(dòng)作時(shí)間零序電流I段的動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)限。零序電流II段保護(hù)的整定計(jì)算（1）按與相鄰線路零序Ⅰ段整定式中：—相鄰線路零序Ⅰ段（靈敏Ⅰ段或不靈敏Ⅰ段）定值—可靠系數(shù)，取1.1～1.2—最小分支系數(shù)（2）按與相鄰線路的零序電流保護(hù)Ⅱ段配合整定整定公式為：式中：—為相鄰線路零序Ⅱ段整定值—可靠系數(shù)，取1.1—1.2圖表SEQ圖表\*ARABIC1（3）II段動(dòng)作時(shí)間?。?）靈敏度校驗(yàn)式中：—本線路末端接地時(shí)，流過本保護(hù)的最小零序電流當(dāng)靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可按與相鄰零序電流III段保護(hù)的整定計(jì)算（1）按與相鄰線路零序保護(hù)第Ⅱ段配合整定式中：—零序電流保護(hù)三段的整定值、—分別為相鄰線路零序Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作電流—最小分支系數(shù)—可靠系數(shù)取1.1～1.2（2）按與相鄰線路零序保護(hù)第Ⅲ配合整定中：—分別為相鄰線路零序Ⅲ段動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作電流（3）按最大不平衡電流I整定。原則上是按照躲開在下一線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流來(lái)整定，即為：I=K×II=0.5KKI式中：K：非周期分量系數(shù)，取1.0～2.0；K：電流互感器誤差，取0.1；I：本線路末端三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)的最大短路電流。第五節(jié)斷路器失靈保護(hù)高壓電網(wǎng)的保護(hù)裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護(hù)，以便在保護(hù)裝置拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，仍能可靠切除故障。對(duì)于重要的220KV及以上主干線路，針對(duì)保護(hù)拒動(dòng)通常設(shè)兩套保護(hù)（即保護(hù)雙重化）；針對(duì)斷路器拒動(dòng)即斷路器失靈，則裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。在220～500KV電力網(wǎng)中，以及110KV電力網(wǎng)的個(gè)別重要部分，可按下列規(guī)定裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)：線路保護(hù)采用近后備方式，對(duì)220～500KV分相操作的斷路器，可只考慮斷路器單相拒動(dòng)的情況；線路采用遠(yuǎn)后備方式，如果由其他線路或變壓器的后備保護(hù)切除故障將擴(kuò)大停電范圍，并引起嚴(yán)重后果時(shí)；如斷路器與電流互感器之間發(fā)生故障，不能由該回路主保護(hù)切除，而由其他線路和變壓器后備保護(hù)將擴(kuò)大停電范圍，并造成嚴(yán)重后果時(shí)；斷路器失靈保護(hù)主要由起動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成。為了提高保護(hù)動(dòng)作的選擇性，起動(dòng)元件必須同時(shí)具備下列兩個(gè)條件才能起動(dòng)：故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回；在故障保護(hù)元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件起動(dòng)。當(dāng)母線上連接元件較多時(shí)，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動(dòng)作電壓按最大運(yùn)行方式下線路末端短路時(shí)保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當(dāng)母線上連接元件較少時(shí)，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動(dòng)作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負(fù)荷電流。由于斷路器失靈保護(hù)的時(shí)間元件在其他保護(hù)動(dòng)作后才開始計(jì)時(shí)，動(dòng)作延時(shí)按躲過斷路器的跳閘時(shí)間與保護(hù)的返回時(shí)間之和整定，通常取0.3～0.5s。當(dāng)采用單母線分段或雙母線時(shí)，延時(shí)可分為兩段，第I段以短時(shí)限動(dòng)作于分段斷路器或母聯(lián)斷路器；第II段再經(jīng)一時(shí)限動(dòng)作跳開有電源的出線斷路器。設(shè)計(jì)計(jì)算書第七章短路電流計(jì)算第一節(jié)對(duì)稱短路計(jì)算一：等值電路圖基準(zhǔn)值在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取Sj=100MVA，VB為各級(jí)電壓平均值（230，115，10.5kv）基準(zhǔn)電流220KV側(cè)Ij=0.251KA，110KV側(cè)Ij=0.502KA，10KV側(cè)Ij=5.5KA基準(zhǔn)電抗220KV側(cè)Xj=529,110KV側(cè)Xj=132.25,10KV側(cè)Xj=1.10252.系統(tǒng)電抗由原始材料可知，在Sj=100MVA下X1＝0.0232X2＝0.02643.220KV進(jìn)線電抗X3=X4=0.4×4.計(jì)算變壓器各繞組電抗阻抗電壓％高－中高－低中－低13.2422.517.85各繞組等值電抗Vs(1-2)％＝13.24％，Vs（1-3）％＝22.51％，Ｖs（2-3）％＝7.85％Vs1%=EQ\F(1,2)（Vs(1-2)%+Vs(1-3)%－Vs(2-3)%）=EQ\F(1,2)（13.24+22.51－7.85）=13.95Vs2%=EQ\F(1,2)（Vs(1-2)%+Vs(2-3)%－Vs(1-3)%）=EQ\F(1,2)（13.24+7.85－22.51）=－0.71Vs3%=EQ\F(1,2)（Vs(1-3)%+Vs(2-3)%－Vs(1-2)%）=EQ\F(1,2)（22.51+7.85－13.24）=8.56各繞組等值電抗標(biāo)么值為：X5=X6=EQ\F(Vs1%,100)×EQ\F(Sj,SN)=×＝0.11625X7=X8EQ\F(Vs2%,100)×EQ\F(Sj,SN)＝×＝－0.006X9=X10=EQ\F(Vs3%,100)×EQ\F(Sj,SN)＝×＝0.07135.電抗器等值電抗X11=X12=0.06×=0.06×6.110KV出線電抗計(jì)算X14=X×0.4×9.905×=0.03X15=0.4×X16=0.4×=0.0272二：各短路點(diǎn)短路計(jì)算在最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路等值電路可簡(jiǎn)化為如下圖X13=X24=X1+X3=X2+X4=0.0232+0.0016=0.0248電源S1、S2的轉(zhuǎn)移電抗分別為Xf1=X13=0.0248Xf2=X24=0.0248各電源提供的短路電流Ids1*=Ids2*=有名值Ids1=Ids1*×Ij=40.3225×0.251=10.121Ids2=Ids2*×Ij=40.3225×0.251=10.121總的短路電流為：