ZY市110KV變電站一次部分設計【含CAD圖紙、說明書】
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畢 業(yè) 設 計 [論 文]
題目：ZY市110KV變電站一次部分
設計
系 別：電氣與電子工程系
專 業(yè)：電氣自動化技術
姓 名：
學 號：
指導教師：
畢業(yè)設計（論文）
任 務 書
題 目
ZY市110KV變電站一次部分設計
系 別
電氣與電子工程系
?！I(yè)
電氣自動化
班 級
學 號
學生姓名
指導教師
發(fā)放日期
畢業(yè)設計（論文）任務書
一、主要任務與目標：
省電力公司號文件關于ZY市郊110KV變電所設計任務
其電力系統(tǒng)接線簡圖 （圖1.1）
附注：1°圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當于最大運行方式；
2°最小運行方式下： S1=1300MVA Xs1=0.65
S2=170MVA Xs2=0.75
3°系統(tǒng)可保證本所110KV母線電壓波動在±5％以內。
隨著ZY市經濟的迅猛發(fā)展及人民群眾生活的日益提高和改善，新企業(yè)、新用戶用電量和大大增加，用電質量要求不斷地提高，因此為了搞好本市的經濟建設的高速發(fā)展以及滿足人民群眾生活的需要，在位于本市市郊建立110KV變電所已經成為必然，它向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與農戶供電，以滿足不同用戶用電的需求。
電壓等級：110/35/10KV
線路回路數(shù)： 110KV近期2回，遠景發(fā)展2回；
35KV近期5回，遠景發(fā)展2回；
10KV近期12回，遠景發(fā)展2回。
二、主要內容與基本要求：
畢業(yè)設計說明書
1．變電所總體分析；
2．負荷分析計算與主變壓器選擇；
3．電氣主接線設計；
4．短路電流計算及電氣設備選擇；
5．配電裝置及電氣總平面布置設計；
6．防雷保護設計。
畢業(yè)設計圖紙
(1)電氣主接線設計
(2)電氣總平面布置圖
(3)配電裝置平面布置圖、間隔斷面圖
(4)避雷針平面布置及保護范圍圖
三、計劃進度：
第七周：發(fā)放畢業(yè)論文任務書，查找資料
第八周：負荷分析計算與主變壓器選擇
第九周: 電氣主接線設計
第十周: 短路電流計算及電氣設備選擇
第十一周：配電裝置及電氣總平面布置設計
第十二周：防雷保護設計，整理畢業(yè)論文。
四、主要參考文獻：
1.中國電力出版社 夏道止 《電力系統(tǒng)分析》
2.中國電力出版社 范錫普《發(fā)電廠電氣部分》
3.重慶大學出版社 馬永翔《電力系統(tǒng)繼電保護》
4.變電所設計（10-220KV）.遼寧科學技術出版社.
5.變電所所址選擇和布置. 水利電力出版社.
6.《電力設計工程電氣設備手冊（電氣一次部分上、下）
7.中國電力出版社 戴紹基 《建筑供配電與照明》
指導教師（簽名）：
年 月 日
教研室審核意見：
（建議就任務書的規(guī)范性；任務書的主要內容和基本要求的明確具體性；任務書計劃進度的合理性；提供的參考文獻數(shù)量；是否同意下達任務書等方面進行審核。）
教研室主任簽名：
年 月 日
注：任務書必須由指導教師和學生互相交流后，由指導老師下達并交教研室主任審核后發(fā)給學生，最后同學生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。
成績評定·
成績評定說明
一、答辯前每個學生都要將自己的畢業(yè)設計（論文）在指定的時間內交給指導，
教師，由指導教師審閱，寫出評語并預評分。
二、答辯工作結束后，答辯小組應舉行專門會議按學校統(tǒng)一的評分標準和評分辦
法，在參考指導教師預評結果的基礎上，評定每個學生的成績。系對專業(yè)答
辯小組提出的優(yōu)秀和不及格的畢業(yè)設計（論文），要組織系級答辯,最終確定
成績，并向學生公布。
三、各專業(yè)學生的最后成績應符合正態(tài)分布規(guī)律。
四、具體評分標準和辦法見《平頂山工學院畢業(yè)設計（論文）工作條例》中附錄2。
五、答辯小組評分包括兩部分：（1）學生答辯情況的得分和評閱教師評分；（2）指導教師對學生畢業(yè)設計（論文）的評分
畢業(yè)設計（論文）成績評定
班級 姓名 學號
綜合成績： 分（折合等級 ）
答辯小組組長簽字 年 月 日
·答辯小組評定意見·
一、評語（根據(jù)學生答辯情況及其論文質量綜合評定）。
二、評分（按下表要求評定）
評分項目
答 辯 小 組 評 分
評 閱 教 師 評 分
合計
（40分）
完成任務
情 況
（5分）
畢業(yè)設計
（論文）質量
（5分）
表達情況
（5分）
回答問題
情 況
（5分）
質 量
（正確性、條理性、創(chuàng)造性、實用性）
（10分）
成果的技術水平（科學性、系統(tǒng)性）
（10分）
答辯小組成員簽字
年 月 日
畢業(yè)答辯說明
1、答辯前，答辯小組成員應詳細審閱每個答辯學生的畢業(yè)設計（論文），為答辯做好準備，并根據(jù)畢業(yè)設計（論文）質量標準給出實際得分。
2、嚴肅認真組織答辯，公平、公正地給出答辯成績。
3、指導教師應參加所指導學生的答辯，但在評定其成績時宜回避。
4、答辯中要有專人作好答辯記錄。
·指導教師評定意見·
一、對畢業(yè)設計（論文）的學術評語（應具體、準確、實事求是）：
簽字：
年 月 日
二、對畢業(yè)設計（論文）評分[按下表要求綜合評定]。
（1）理工科評分表
評分項目
（分值）
工作態(tài)度
與 紀 律
（10分）
畢業(yè)設計（論文）完成任務情況與水平
（工作量與質量）
（20分）
獨 立
工作能力
（10分）
基礎理論和
基本技能
（10分）
創(chuàng) 新
能 力
（10分）
合 計
（60分）
得分
（2）文科評分表
評分項目
（分值）
文獻閱讀與文獻綜述
（10分）
外文翻譯
（10分）
論文撰寫質量
（10分）
學習態(tài)度
（10分）
學術
水平
（20）
論證能力與創(chuàng)新
（40分）
合 計
（100分）
得分
指導教師簽字：
年 月 日
附圖2
系 別
設計名稱
ZY市110KV變電站一次部分設計
專 業(yè)
班級
電氣一次主接線圖
指導教師
學號
日 期
姓名
目錄
摘 要………………………………………………………………………………A
Abstract……………………………………………………………………………B
第一章 變電站總體分析…………………………………………………………1
1.1設計依據(jù)…………………………………………………………………………1
1.2建站的必要性……………………………………………………………………1
1.3規(guī)模設計…………………………………………………………………………1
1.4所設計變電站的總體分析………………………………………………………1
第二章 負荷計算…………………………………………………………………2
2.1原始資料分析……………………………………………………………………2
2.2負荷計算的方法……………………………………………………………………………2
2.3負荷計算……………………………………………………………………………………2
第三章 主接線設計………………………………………………………………4
3.1 主變的選擇………………………………………………………………………4
3.2 主接線設計………………………………………………………………………7
3.3 變壓器中性點接地方式和中性點設計………………………………………11
3.4 無功補償………………………………………………………………………12
第四章 配電裝置平面的設計…………………………………………………16
4.1各種配電裝置的特點…………………………………………………………16
4.2配電裝置的型式選擇…………………………………………………………16
第五章 短路電流的計算………………………………………………………18
5.1 短路計算的目的………………………………………………………………………18
5.2 任務………………………………………………………………………………………18
5.3基本假設…………………………………………………………………………………18
5.4 短路電流計算的一般要求……………………………………………………………18
5.5 參數(shù)計算…………………………………………………………………………………19
第六章 電氣選擇及校驗………………………………………………………………23
6.1 電氣設備選擇的主要任務……………………………………………………………23
6.2 選擇導體和電器的一般原則………………………………………………………23
6.3 選擇導體和電器的技術條件………………………………………………………23
6.4選擇結果………………………………………………………………26
第七章 繼電保護……………………………………………………………………29
7.1 繼電保護配置………………………………………………………………29
7.2 母線的保護配置………………………………………………………31
7.3 輸電線路保護配置…………………………………………………31
7.4變壓器成套自動保護裝置…………………………………………………32
7.5母線成套自動保護裝置…………………………………………………32
7.6輸電線路成套自動保護裝置…………………………………………………34
第八章 避雷保護…………………………………………………………………………35
8.1雷害的主要來源………………………………………………………………………35
8.2防雷設計的原則………………………………………………………………………35
8.3避雷針保護應注意的問題……………………………………………………………36
8.4防雷電波設計和防雷計算…………………………………………………………38
致 謝…………………………………………………………………………………………41
參考文獻……………………………………………………………………………………42
附 錄 一 負荷計算表
附 錄 二 電氣主接線圖
附 錄 三 電氣總平面布置圖
附 錄 四 配電裝置平面布置圖
附 錄 五 主變間隔斷面圖
摘 要
本文首先根據(jù)任務書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，并通過對負荷資料的分析，從安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110KV、35KV、10kV以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，其次，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，電壓互感器，電流互感器等進行了選型和校驗，并依據(jù)繼電保護配置原理，對所選擇的保護進行整定和靈敏性校驗，確定方案中的保護。其中變壓器保護包括保護原理分析，主保護采用的是縱聯(lián)差動保護和瓦斯保護，兩者結合做到優(yōu)勢互補，后備保護是復合電壓啟動過電流保護。母線保護包括保護原理分析，采用了完全電流差動保護，簡單可靠。最后，對變電站進行防雷保護設計，從而完成了110kV電氣一次部分的設計。
關鍵詞：變電站 變壓器 主接線 短路電流計算 繼電保護
Abstract
The This text the first according to the system and the circuits and all the parameters of the burdens that the mission in the book give, and pass to the consider towards carrying the data analytical, safety, the economic and the dependable sex aspect, made sure the 110 KV, 35KV,10 KV and the stood to use the electricity of lord connect line, then again made sure the main transformer set through the burden calculation and the power supply scopes number, capacity and model number, also made sure that the station uses the capacity and model numbers of the transformer, the next in order, break the machine to the high pressure , insulate the switch, female line, electric voltage with each other the feeling machine, electric current with each other the feeling machine etc. carries to choose the type and schools to check, Among them transformer protection include protection principle analysis, protection complete calculate and delicate extent checkout, central protection is lengthways associated differential protection and gas protection, both combine to attain advantage to with each other repair, spare protection is compound electric voltage start conduct electricity to flow protection. generatrix line protection include protection principle analysis, adoption complete differential electric current protection, simple credibility.，end, carried on to the main transformer and transformer substation after the electricity protection design, thus completed the 110 kV electricity once part of design.
Keyword: Transformer substation, transformer, the lord connects the line, short-circuit electric current calculation，relay protection。
第1章 變電站總體分析
1.1設計依據(jù)
根據(jù)省電力公司XX號文件，關于ZY變電所設計任務書的規(guī)定。
1.2建站的必要性
ZY市是一個新興的城市，其工業(yè)發(fā)展相當迅速，原系統(tǒng)的電力供給已不能滿足經濟發(fā)展的需求。為此，急需建立新的變電站以適應新的經濟形勢。建成的變電所將滿足市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農業(yè)用戶的用電需要。
1.3 規(guī)模設計
設計的變電所為110KV變電所，由3個電壓等級110/35/10KV,分兩期完成工程；
進出線回路數(shù)：110KV，近期2回，遠景2回；
35KV，近期5回，遠景2回；
10KV，近期12回，遠景2回。
1.4 所設計變電站的總體分析
變電站電氣一次部分的設計主要包含：負荷的分析計算、變壓器的選型、主接線的設計、無功補償、短路電流的計算、電氣設備的選型和校驗、母線的選擇和校驗等有關知識以及繼電保護。
第二章 負荷計算
2.1 原始資料分析
由負荷資料知，35KV、10KV兩個電壓等級上有負荷，110KV近期無負荷。其中，35KV的負荷中有耐火廠和水泥廠等重要的工業(yè)負荷。其負荷組成Ⅰ、Ⅱ類達15%左右，若斷電將造成較大的經濟損失和資源浪費。而10KV的負荷中有棉紡廠、印染廠、橡膠廠、柴油機廠等Ⅰ、Ⅱ類負荷組成較高的負荷，因而需要保證供電的可靠性；同時，由于10KV承擔著市區(qū)的供電，市區(qū)的一些用戶如醫(yī)院、交通調度等單位對電力供應的可靠性要求也是極高的，故而在設計過程中應盡力保證供電的可靠性。
2.2 負荷計算的方法
本設計計算采用較簡單的需要系數(shù)法。
2.3負荷計算
綜合最大計算負荷：
K—同時系數(shù)，對于出線回數(shù)較少的情況，可取0.9~0.95,出線回數(shù)較多時，取0.85~0.9;
%—線損，取5%；
對35KV近期:
=MVA
遠期：
=
=18.84MVA
10KV近期：
=+
=21.03MVA
遠期：
=0.85 =30.58MVA
綜上：
近期負荷：MVA
遠期負荷：MVA
第三章 主接線設計
3.1 主變的選擇
滿足以下基本要求：(1) 運行的可靠；(2) 具有一定的靈活性：(3)操作應盡可能簡單、方便；(4) 經濟上合理；（5）應具有擴建的可能性
3.1.1 主變容量和臺數(shù)的選擇
主變的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜安裝兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上的主變壓器。如果變電所可從中低壓側電網取得足夠容量的備用電源時，宜可裝設一臺主變壓器裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于全部負荷的60%，并應保證用戶的一、二級負荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該變壓器容量的25%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。對大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構成環(huán)網的情況下裝兩臺。對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所應考慮裝三臺的可能。對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所其主變基礎按大于主變容量的1～2級設計以便主變發(fā)展時更換。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電所，如經計算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質量的要求時，應采用有載調壓變壓器。降壓變電所變壓器的容量、臺數(shù)、相數(shù)，繞組數(shù)及阻抗等主要規(guī)范的選擇應根據(jù)電力負荷發(fā)展及潮流變化，結合系統(tǒng)短路電流，系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)繼電保護，對通信線路的危險影響，調相調壓設備制造及運輸?shù)染唧w條件進行。同級電壓的單臺降壓變壓器的級別不宜太多，應從全網出發(fā)，推行系統(tǒng)化、標準化。
3.1.2 容量選擇計算
按以上條件應選兩臺主變壓器，容量的選擇條件是其中，由前面計算結果按遠景發(fā)展計算：
=22.24MVA
基于本變電站的情況，由國家標準容量系列R標準，宜選容量為31.5MVA的變壓器。
以一臺變壓器停運檢修時，保證Ⅰ、Ⅱ級負荷不斷電，按近期校驗：
，
；
帶入數(shù)據(jù):
,滿足；
++=18.15MVA，滿足；
3.1.3 主變型式的選擇
1）相數(shù)選擇
由文獻【2，5-2】“主變形式的選擇”可知：
當不受運輸條件制約，在330KV以下的發(fā)電廠和變電所均應選用三相變壓器。
本所為110KV變電所且交通便利，故采用三相變壓器。
2）繞組數(shù)量和連接組別
由文獻【2，5-2】：
在具有三種電壓等級的變電所中，如通過主變各側繞組的功率達到該變容量的15%以上或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備時主變宜采用三繞組變壓器；
3）繞組連接方式：我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接；35KV亦采用Y接，其中性點多通過消弧線圈接地；35KV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。
35KV側：=4.725,考慮到未來發(fā)展和系統(tǒng)負荷自身的波動近似滿足，但運行單位應注意通過經濟運行方式降低近期因空載引起的較大損耗；
10KV側：，滿足。
按ZY變電站情況，可采用三繞組變壓器，其接線組別宜采用110KV：Y接，中性點直接接地；35KV：Y接，中性點不直接接地；10KV：因在一個變壓器中必須有一個△接來消除三次諧波，可采用△接。
4）調壓方式
由文獻【2，5-3】：
對于110KV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級調壓的變壓器。對于ZY 變電站的主變，可在高、中壓側進行有載調壓。
5）容量比
對于降壓變，有國標，容量組合有兩種可供選擇100/100/100，100/100/50，由于變電所10KV側為主要負荷，且兩種的造價相近。顯然，選100/100/100為宜。
3.1.4主變阻抗選擇
由文獻【2，5-3】，阻抗的選擇原則：
各側阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流方向、無功分配、繼點保護、短路電流、系統(tǒng)內的調壓手段和并聯(lián)運行等方面進行綜合考慮；并應以對工程起決定性作用的因素來確定。對于三繞組的普通型和自耦變，其最大阻抗放在高、中壓側還是高、低壓側需按前條確定。
目前，我國過內生產的變壓器有“升壓型”和“降壓型”兩種：“升壓型”的繞組排列順序為自鐵芯向外依次為中、低、高，所以高、中壓側阻抗最大；“降壓型”的繞組排列順序為：低、中、高，所以高、低壓側阻抗最大。
根據(jù)ZY 變的實際情況，宜選降壓型。
3.1.5冷卻方式
對于110KV變壓器，由于容量不大，采用自然油強迫空氣冷卻，即風冷式。
3.1.6是否采用自耦變
自耦變因為其三繞組之間不僅有磁的聯(lián)系，還有電的聯(lián)系，所以中性點必須接地，多用于220KV及以上變電所，發(fā)電機升壓及聯(lián)絡變壓器。在35kv,10kv電壓等級均采用中性點不解地形式。而且它經小阻抗接地，短路電流大，造成設備選擇困難和對通信線路的危險干擾，且考慮到現(xiàn)場維護等問題，不采用自耦變壓器。
3.1.7各側額定電壓選擇
110KV側：110KV為受端，選110KV；35KV、10KV，選+10%即38.5、11KV。
3.1.8中性點絕緣問題
在110KV及以上的中性點直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時的短路電流，有一部分變壓器的中性點采用不接地的方式，因而需要考慮中性點絕緣的保護問題。
110KV側采用分級絕緣的經濟效益比較顯著，并且選用與中性點絕緣等級相當?shù)谋芾灼骷右员Ｗo。35KV及10KV側為中性點不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點都采用全絕緣。
綜上所述，選用2臺容量31.5MVA型號為SFSZ9—31500/110的主變壓器。
由文獻【4】，P136表2-1-43綜合后
選擇變壓器型號為SFSZ9-31500/110
調壓范圍
3.2 主接線設計
3.2.1設計原則
主接線設計代表了變電所電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重要組成部分。它直接影響運行的可靠性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護，自動裝置和控制方式的抑定都有決定性的關系，對電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經濟性三方面。電氣主接線的設計原則是以設計任務書為依據(jù)，以國家經濟建設的方針，政策，技術規(guī)定為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠，調度靈活，滿足多項技術要求的前提下，兼顧運行維護方便，盡可能節(jié)省投資，就地取材，力爭設備元件先進性和可靠性，堅持可靠，先進，適用，經濟，美觀的原則。
由文獻【2】，“主接線設計原則”
發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用
電力系統(tǒng)的變電所有樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類型。系統(tǒng)樞紐變電所匯集多個大電源，進行系統(tǒng)功率交換和向中壓供電，電壓為330~500KV；地區(qū)重要變電所，電壓為220~330KV;一般變電所，多為終端和分支變電所、電壓為110KV，但也有220KV.
變電站依據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設計，一般裝設兩臺(組)變壓器；當技術經濟比較合理時，330～500KV樞紐變也可以裝設3～4臺(組)變壓器；終端或分支變電所如只有一個電源時，可只裝設一臺主變。
負荷大小和重要性
對于Ⅰ級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部Ⅰ級負荷不間斷供電；
對于Ⅱ級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分的Ⅱ級負荷供電；
對于Ⅲ級負荷一般只需一個電源供電。
3.2.2各電壓等級的主接線設計
110KV的接線形式
出線回路數(shù)有4回，根據(jù)規(guī)范可采用單母線分段或單母線分段帶旁母。
表3.1 110KV方案對比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
不帶旁母，當檢修斷路器時須對用戶停電，但是由于使用的SF6短路器無故障工作時間很長，所以認為單母分段也有不錯的供電可靠性。
由于使用了旁路母線，當檢修斷路器不會對用戶停電，使用的SF6斷路器使供電可靠性很高。
運行靈活性
接線簡單清晰，運行操作方便，且有利于擴建
接線相對復雜，調度靈活。
節(jié)約投資
單母分段占地面積少，土建投資相對較小隔離開關的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經濟。
占地面積較大，土建投資大，所用的隔離開關多，較單母分段投資較高。
ZY市郊變?yōu)榈貐^(qū)性變電所，而由于其負荷的重要性，考慮到占地和經濟性的要求，110KV選用單母線分段，采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線形式。
35KV的接線形式
出線回路數(shù)為7回，根據(jù)上述規(guī)范采用單母線分段。
表3.2 35KV方案對比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
重要用戶可以從不同分段引線，當一條母線發(fā)生故障時還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。
加裝旁路母線后，當出線斷路器故障或檢修時，可避免對此回路停電，提高了可靠性。
運行靈活性
接線簡單清晰，運行操作方便，且有利于擴建。
接線相對復雜，調度靈活。
節(jié)約投資
單母分段占地面積少，土建投資相對較小隔離開關的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經濟。
單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關多，不夠經濟。
35KV考慮到占地面積問題，建議采用屋內手車式高壓開關柜，則不宜設置旁路母線。從保證負荷用電可靠性來講，對于重要的用戶可采用雙回接入，而對于沒有雙回接入的負荷，通過經濟論證，可用自備的發(fā)電機或從相鄰的甲、乙變加設回線保證供電可靠性。
10KV的接線形式
出線回路數(shù)為14回，根據(jù)上述規(guī)范可采用單母線兩分段或單母線分段帶旁母。
表3.3 10KV方案對比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
重要用戶可以從不同分段引線，當一條母線發(fā)生故障時還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。
加裝旁路母線后，當出線斷路器故障或檢修時，可避免對此回路停電，提高了可靠性。
運行靈活性
接線簡單清晰，運行操作方便。
接線相對復雜，調度靈活。
節(jié)約投資
少用了斷路器、隔離開關，較經濟。
單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關多。不夠經濟。
由于ZY市郊變位于城市郊區(qū)，為節(jié)約用地，10KV多為室內，建議采用單母分段的接線型式。
3.3 變壓器中性點接地方式和中性點設計
3.3.1設計原則
由文獻【2，2－7】：
電力網中性點的接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。電力網中性點的接地方式有：
a.中性點非直接接地、b.中性點經消弧線圈接地、
c.中性點經高阻抗接地、d.中性點直接接地；
主變壓器的110～500KV側采用中性點直接接地方式。直接接地的單相短路電流很大，線路或設備須立即切除，增加了QF的負擔，降低了供電連續(xù)性，但由于過電壓降低，絕緣水平可下降，減少了設備造價，特別是在高壓和超高壓電網中經濟效益顯著。所有普通變壓器的中性點都應經隔離開關接地，以便于運行調度靈活選擇接地點。110KV側采用中性點直接接地方式，中性點的設備有：中性點刀閘，避雷器，間隙，零序CT。
6～63KV側采用中性點不接地或中性點經消弧線圈接地方式。6～63KV電網采用中性點不接地方式，但當單相接地故障電流大于30A（6～10KV）或10A（20～63KV）時，中性點應經消弧線圈接地。裝消弧線圈時,它可直接接到35KV側中性點,且兩臺主變可共用一臺消弧線圈。
10KV側由于是“△”型接線，無中性點，故需加接地變，將中性點引處，以接消弧線圈，接地變的容量應大于消弧線圈的容量，一般，應在6—10KV級的每一段母線上安裝型號一樣，容量相同的接地變。但是電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產生較高的弧光間隙接地過電壓，波及整個電網，所以可采用消弧線圈補償電容電流，即經消弧線圈接地。
3.4無功補償
3.4.1 無功補償?shù)囊饬x
電壓是電能質量的重要指標，電壓質量對電力網絡安全經濟運行，對保證用戶的安全用電和產品質量是非常重要的。根據(jù)統(tǒng)計，用戶消耗的無功功率是它有功功率的50%～100%。同時，電力系統(tǒng)本身消耗的無功功率可以達到用戶的25%～75%，無功功率不足，將造成電壓的下降，電能損耗增大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，所以電力系統(tǒng)的無功電源和無功功率必須平衡，系統(tǒng)的無功功率不僅靠發(fā)電機供給，而且調相機并聯(lián)電力系統(tǒng)的無功補償可以采用分散補償?shù)姆绞?，因為電力系統(tǒng)的無功負荷主要是感性功率，所以具體無功補償就是高壓網上的低壓側并聯(lián)電容器，利用階梯式調節(jié)的容性無功補償感性無功，所以無功補償意義為：補償變壓器的無功損耗，補償高壓網的無功缺額。
因為在系統(tǒng)中，除消耗有功外，還需消耗大量無功，可達到有功的25～75%。無功和有功都可由發(fā)電機提供，而且是有功的唯一電源。所以如果只用輸電線輸送發(fā)電機的無功將導致不能輸送太多的有功，因此應采用無功補償，減少電網有功損耗和提高電網電壓。變電站裝設的并聯(lián)電容器裝置的主變目的是為了改善電網的功率因數(shù)，并聯(lián)電容器裝置向電網提供可階梯調節(jié)的容性無功以補償多余的感性無功，減少電網有功損耗和提高電壓。
3.4.2無功補償方式
對于110KV及以下電網中的串聯(lián)電容補償裝置：用以減少線路電壓降、降低受端電壓波動，提高供電電壓，在閉合電網中，改善潮流分布，減少有功損耗。
在變電所中，并聯(lián)電抗補償裝置常接在主變壓器的低壓側。
3.4.3 并聯(lián)電容器的選擇
由文獻【7】：
1.0.2電容器裝置的設計需執(zhí)行國家的技術經濟政策，并根據(jù)安裝地點的電網條件、諧波水平、自然環(huán)境、運行和檢修要求等，合理的選擇接線方式、布置型式和控制、保護方式，做到安全可靠、經濟合理和運行檢修方便。
(1)并聯(lián)電容器裝置的分組
分組原則：并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波的負荷變化，諧波含量等因素確定。配電所裝設改善電網的功率因數(shù)，此時為保證一定的λ，各組應能隨負荷的變化實現(xiàn)自動投切，負荷變動不大時，可按主變臺數(shù)分組，手動投切。
(2)分組方式：采用帶總斷路器的等容量分組。
3.4.4并聯(lián)電容器裝置的接線
由文獻【7】:電容器裝置裝設在主變壓器的低壓側或主要負荷側；小電流接地系統(tǒng)的電容器裝置應采用中性點不接地的星形或雙星型接地；電容器裝置每相的電容器，應采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式；單臺電容器的容量選擇按電容器組單相容量和每相電容器的串并聯(lián)臺數(shù)確定，每相各串聯(lián)段中電容器的并聯(lián)臺數(shù)宜小于最大并聯(lián)臺數(shù)。并聯(lián)電容器組基本接線為雙“Y”型，電容器組每組內部接線采用先并后串接線方式，該接線方式優(yōu)點在于當一臺故障電容器用熔斷器退出運行后，對該相容量的變化和故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓的變化影響較小，同時RD的選擇只考慮與單臺電容器相配合。
RD:熔斷器，優(yōu)先選噴涎式
中性點接地方式：
雙“Y”型接線的并聯(lián)電容器組宜選Y接法，即中性點直接接地方式。
電容器臺數(shù)的確定：
由文獻【7】知：
電容器裝置的總容量應根據(jù)電力系統(tǒng)無功規(guī)劃設計、調相調壓計算及技術經濟比較確定。對35～110KV變電所中電容器裝置的總容量，按照無功功率就近平衡的原則，可按主變壓器的容量的10％～30％考慮。地區(qū)無功缺額較少或距電源點較近的變電所應取較低值，無功缺額較多或距發(fā)電廠較遠的變電所應取較高值。
對于本所中電容器裝置的總容量可取15％的主變容量。
計算如下：
S=
查文獻【5】，
可以選用 型電容器；
B—可調式電容器；
WF—介質代號；
2—設計序號；
100—額定容量；
1—相數(shù)。
由于采用雙星型接線，每相上電容電器容量：
每相上并聯(lián)電容器個數(shù)
實際補償容量。
第四章 配電裝置平面的設計
4.1 各種配電裝置的特點
（1）屋內式配電裝置的特點：
1）占地面積小
2）室內進行，不受氣候影響
3）污穢空氣影響小
4）房屋建筑投資較大
（2）屋外式配電裝置的特點：
1）土建工作量和費用小，建設周期短
2）擴建方便
3）相鄰設備之間距離大，便于帶電作業(yè)
4）占地面積大
5）受外界環(huán)境影響，須加強絕緣
6）不良氣候對設備維修和操作有影響
（3）成套配電裝置的特點是：
1）電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，結構緊湊
2）電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)成安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬遷
3）運行可靠性高，維護方便
4）耗用鋼材較多，造價較高
4.2 配電裝置的型式選擇
配電裝置的型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結合運行及檢修要求，通過技術經濟比較確定。
一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內式；110KV及以上多為屋外式。當在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內型。
屋外配電裝置的型式除與主接線有關，還與場地位置、面積、地質、地形條件及總體布置有關，并受材料供應、施工、運行和檢修要求等因素的影響和限制。
普通中型配電裝置國內采用較多，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。缺點是占地面積較大。
高型配電裝置的最大優(yōu)點是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地50%左右。但耗用鋼材多，檢修運行不及中型方便。
一般在下列情況下宜采用高型：
（1）在高產農田或地少人多的地區(qū)
（2）地形條件限制
（3）原有裝置需改、擴建而場地受限制。
各電壓級配電裝置的確定
110KV配電裝置采用屋外半高型配電裝置， 采用雙列布置;
35KV配電裝置采用屋內小車式配電裝置；
10 KV配電裝置采用屋內小車式配電裝置。
第五章 短路電流的計算
5.1 短路計算的目的
供配電系統(tǒng)中的短路，是指導體之間或相導體與地之間不通過負載阻抗而發(fā)生的電氣連接。短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害電力系統(tǒng)的安全運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會增加投資，甚至會因開斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設計時，應考慮限制Id的措施，即而需要計算Id。短路電流計算是選擇和檢驗電氣設備的前提和基礎，也是載流導體選擇和二次設備保護的基礎。
5.2 任務
1、電力系統(tǒng)規(guī)劃
2、保護整定值的設定
3、電器設備選擇
4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5.3 基本假設
1.在暫態(tài)過程期間同步發(fā)電機保持同步轉速，即只考慮電磁暫態(tài)過程，而不計機械暫態(tài)過程。
2. 各個元件的等值電路可用純電抗來代替。
3．屬于金屬性短路，即過渡電阻為零的電路。
5.4 短路電流計算的一般要求
為了使所選電器具有足夠的可靠性、經濟性、靈活性并在一定的時期內滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應對不同點的短路電流進行校驗。短路電流計算應包括以下規(guī)定：
(1)驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應按本設計的設計規(guī)劃容量來計算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10發(fā)展規(guī)劃（一般應按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時應按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列運行方式的接線方式。
(2)選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。
(3)選擇導體和電器時，對不帶電抗的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器6～10kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后
(4)導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。
5.5 參數(shù)計算
5.5.1選擇基準值
5.5.2 計算
在基準下系統(tǒng)各部分的標幺值電抗：
系統(tǒng)1 最大運行方式：
系統(tǒng)2 最大運行方式：
各線路：
主變：
可令
根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)畫出等值網絡如下
1) 110KV母線短路電流計算
轉移電抗: ;
計算電抗:
查汽輪機運算曲線表，有：
；
2) 35KV母線短路電流計算
轉移電抗: ;
計算電抗:
查文獻【14】汽輪機運算曲線表，有：
3) 10KV母線短路電流計算
轉移電抗: ;
計算電抗:
由文獻【14】X>3.45,有：
查文獻【14】汽輪機運算曲線表，有：
第六章 電氣選擇及校驗
6.1 電氣設備選擇的主要任務
1、導體和絕緣子：各電壓級的匯流主母線、主變引下線、負荷出線、絕緣子。
2、開關設備：斷路器、隔離開關、熔斷器。
3、一些測量元件：電流互感器、電壓互感器。
4、穿墻套管。
5、開關柜一次接線編號。
6.2 選擇導體和電器的一般原則
1、應力求技術先進、安全適用、經濟合理。
2、應滿足正常運行、檢修、短路時和過電壓情況下的需要，并考慮遠景發(fā)展。
3、應按當?shù)丨h(huán)境校驗。
4、與整個工程的建設標準協(xié)調一致。
5、選擇導體的品種不宜太多。
6、選擇新產品應積極謹慎。新產品應有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經主管單位鑒定合格。
6.3 選擇導體和電器的技術條件
一般按正常情況選擇，短路情況校驗，如【表1-4-1】
短路點
基準電流（KA）
d
5.02
4.618
4.197
4.177
4.825
11.756
d
15.6
5.56
5.49
5.49
5.49
14.15
d
54.99
13.52
13.83
13.83
13.52
34.42
6.3.1按長期發(fā)熱選擇導體
由文獻【8】：
第1.1.3條：選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓，即;
又因為 , 所以實際用
第1.1.4條：選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流，即對于導體
由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即對于電器。
在斷路器、隔離開關、空氣自然冷卻限流電抗器等電氣各部分的最大允許
發(fā)熱溫度不超過文獻【9】所規(guī)定的數(shù)值的情況下，當這些電器使用在環(huán)境溫度高于(但不高于)時，環(huán)境溫度每增加減少額定電流1.8%;當使用 在環(huán)境溫度低于時，環(huán)境溫度每降低，增加額定電流0.5%,但其最大過負荷不得超過額定電流的20％。
6.3.2按經濟電流密度選擇導體
第2.1.6條：除配電裝置的匯流主母線外，較長導體的截面積應按經濟電流密度選擇。當無合適規(guī)格導體時，導體面積可按經濟電流密度計算截面的相鄰下一檔選取。
即：（1） 應最接近。
（2）按經濟電流密度選擇后，還應按長期允許電流校驗。
6.3.3導體、電器設備的選型
由文獻【8】：
導體材料的基本特征：導體通常由銅、鋁、鋁合金及鋼材料制成。載流導體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導體強度稍低，110KV及以上配電裝置敞露布置時不宜采用。
鋁合金導體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管形。鋁錳合金導體載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金導體機械強度大，但載流量小，主要缺點是焊接困難，因此使用受到限制。
6.3.4主母線、主變引下線、負荷出線
由文獻【8】
第2.1.3條：載流導體宜采用鋁質材料，下面場所可選用銅質材料的硬導體：
持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部或采用硬鋁導體穿墻套管有困難時；
污穢對銅腐蝕輕微但對鋁有較嚴重腐蝕的場所。
第2.3.1條：20KV及以下回路的正常工作電流在4000A及以下時，宜選用矩形導體；在4000～8000A時，宜選用槽形導體；
110KV及以上高壓配電裝置，當采用硬導體時，宜采用鋁合金管形導體；
500KV硬導體可采用單根大直徑圓管或多根小直徑圓管組成的分裂結構，固定方式可采用支持式或懸吊式。
6.3.5 斷路器
由文獻【2，6－2】：
斷路器型號的選擇，除應滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調試和運行維護，并經技術經濟比較后確定。
6.3.6隔離開關
由文獻【8】第4.0.3條：對隔離開關型式選擇應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合技術比較后確定。
6.3.7電壓互感器
由文獻【8】第10.0.3條：電壓互感器的型式按下列使用條件選擇。
（1）、3—20KV屋內配電裝置，宜采用油浸絕緣結構，也可以采用樹脂澆注絕緣結構的電磁式電壓互感器。
（2）、35KV配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器。
（3）、110KV及以上的配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，應采用電容式電壓互感器。
6.3.8電流互感器
由文獻【8】第9.0.3條：3—20KV屋內配電裝置的電流互感器應根據(jù)安裝使用條件及產品情況采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構，35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸絕緣瓷管式絕緣結構的獨立式電流互感器，在有條件時，應采用套管式電流互感器。
6.3.9絕緣子
由文獻【8】第11.0.7條：屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子，屋外支柱絕緣子需倒裝時，可用懸掛式支柱絕緣子。
6.4選擇結果
6.4.1線路選擇結果如下表：
表6.1
設備
電壓
匯流主母線
主變引下線
分段回路
110KV
LGJQ--240
LGJQ--185
LGJQ--185
35KV
LMY 636.3 平放
LGJQ--500
LMY 636.3 平放
10KV
LMY 2(1008)平放
LMY 2(10010)平放
LMY 2(10010)平放
6.4.2電器選擇結果
斷路器和隔離開關選擇
表6.2
設備
項目
斷路器
隔離開關
110KV出線
110KV分段
110KV主變引下線
35KV出線
35KV分段
35KV主變引下線
10KV出線
10KV分段
10KV主變引下線
110KV壓互
主變中性點接地
電壓互感器和電流互感器
表6.3
電壓級
設備類型
110KV
35KV
10KV
電壓互感器
,0.1
,0.1
,
分段電流互感器
600/5
LZC-35
500/5
2000/5
出線電流互感器
600/5，200/5
LZC-35
100/5
150/5,200/5
主變引下線電流互感器
300/5
LZC-35
600/5
2000/5
保護間隙
/300/5
中性點接地處
/300/5
其他設備如下：
表6.4
電壓級
設備類型
110KV
35KV
10KV
母線變壓器側上避雷器
變壓器中性點上避雷器
絕緣子
懸式 XP-10 8片
支柱 ZS-110/4
懸式 XP-10 4片
支柱 ZL-35/4
母線橋 ZPB-10
支柱 ZL-10/4
穿墻套管
出線 LWL-35/200
進線 CWL-35/600
進線 CMW-20-180
阻波器
耦合電容器
XZK-630-1.0
OW110/-0.0066
第七章 繼電保護
7.1繼電保護的基本知識
電能是一種特殊的商品,為了遠距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電----輸電----配電----用電構成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設施以及用電設備組成的電能生產與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài),如:過負荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會產生如下后果:
(1)故障點的電弧使故障設備損壞；
(2)比正常工作電流大許多的短路電流產生熱效應和電動力效應,使故障回路中的設備遭到破壞；
(3)部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,影響企業(yè)的經濟效益和人們的正常生活；
(4)破壞電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；
故障或不正常運行狀態(tài)若不及時正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài),避免事故發(fā)生,就產生了繼電保護,它是一種重要的反事故措施。繼電保護包括繼電保護技術和繼電保護裝置,且繼電保護裝置是完成繼電保護功能的核心,它是能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài),并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。
繼電保護的任務是:
(1)當電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時,能自動,迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,避免故障元件繼續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速恢復正常運行。
(2)當電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時,能及時反應并根據(jù)運行維護的條件發(fā)出信號或跳閘。
繼電保護裝置的基本原理:
我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,許多參量比正常時候都了變化，當然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護的判據(jù)，構成保護。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點，可構成過電流保護；利用短路時母線電壓降低的特點可構成低電壓保護；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構成距離保護；利用電壓與電流之間相位差的改變可構成方向保護。除此之外，根據(jù)線路內部短路時，兩側電流相位差變化可以構成差動原理的保護。當然還可以根據(jù)非電氣量的變化來構成某些保護，如反應變壓器油在故障時分解產生的氣體而構成的氣體保護。
原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構成某種原理的保護，且差別越明顯，保護性能越好。
繼電保護裝置的組成：
被測物理量－－→測量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號
↑
整定值
測量元件：其作用是測量從被保護對象輸入的有關物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結果給出邏輯信號，從而判斷保護是否該起動。
邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關系工作，最后確定是否應跳閘或發(fā)信號，并將有關命令傳給執(zhí)行元件。
執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。
對繼電保護的基本要求：
選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量減小停電范圍。
速動性：是指保護快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護動作時間和斷路器的跳閘時間。
靈敏性：是指在規(guī)定的保護范圍內，保護對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。
可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作
7.2母線的保護配置
電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點,它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件。 母線運行是否安全可靠,將直接影響發(fā)電廠,變電站和用戶工作的可靠性,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時,甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。
引起母線短路故障的主要原因有:由于空氣污潰,導致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡；母線電壓和電流互感器的故障；運行人員的誤操作,如帶負荷拉隔離開關、帶接地線合斷路器。
母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較,母線故障的幾率雖較小,但造成的后果卻十分嚴重。因此,必須采取措施來消除或減少母線故障所造成的后果。
由設計的已知條件可知,110kV母線均是采用單母線接線,對于單母線我們可以采用母線完全電流差動保護。
母線完全差動保護的原理接線圖如圖5.4所示,和其它元件的差動保護一樣,也是按環(huán)流法的原理構成。在母線的所有連接元件上必須裝設專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側的端子互相連接,在外側的端子也互相連接,差動繼電器則接于兩連接線之間,差動電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣,在一次側電流總和為零時,在理想的情況下,二次側電流的總和也為零。
7.3輸電線路保護配置
(一) 距離保護
電流保護的主要優(yōu)點是簡單，可靠，經濟，但它的靈敏性受系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，特別是在重負荷，長距離，電壓等級高的復雜網絡中，很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采用性能完善的保護裝置，因而就引入了“距離保護”。
距離保護是反饋故障點至保護安裝點之間的距離或阻抗，并根據(jù)距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置。該裝置的主要元件為距離或阻抗繼電器，它可根據(jù)其端子所加的電壓和電流側知保護安裝處至短路點之間的阻抗值，此阻抗稱為阻抗繼電器的測量阻抗。其主要特點是：短路點距離保護安裝點越近，其測量阻抗越??；相反地，短路點距離保護安裝點越遠，其測量阻抗越大，動作時間就越長。這樣就可保證有選擇地切除故障線路。這種選擇性的配合是靠適當?shù)倪x擇各保護的整定阻抗值和動作時限來完成的。
7.4變壓器成套自動保護裝置
WBZ一500型微機變壓器保護裝置是特為電力系統(tǒng)500kV大型變壓器研制的成套微機保護裝置，適用于500kV及以下電壓等級的各類型變壓器。該裝置軟、硬件遵循模塊化設計、開放式結構的策略。
裝置的保護功能:
主保護為3段(或2段)折線式比率制動差動保護，具備2次諧波制動和CT斷線閉鎖功能，可以用5次諧波或V/F實現(xiàn)過勵磁閉鎖差動，提供用低電壓解決2次諧波制動造成延時動作的加速判據(jù)。差動保護帶差速斷，滿足4側甚至5側制動。3/2斷路器主接線，主變停運時自動投入小區(qū)差動(短引線)保護。自禍變可以增設零差保護。
后備保護包括多折線擬合式反時限過勵磁、相間阻抗、復合電壓閉鎖過流(可帶方向)、分支過流、零序過流(可帶方向)、間隙零序電流電壓、接地阻抗、非全相運行及失靈保護，還設有告警性的過負荷、變壓器△側一點接地、PT斷線、低值過勵磁、啟動通風保護等。主、后備保護均帶有16路開關量輸入回路，能夠實現(xiàn)主變及調壓變的輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放、冷卻器故障、油位、油溫、冷卻器電源消失等開關量保護，以及用來反映一些保護投退狀態(tài)或打印、復歸操作等。
7.
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