畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）長江二次6010KV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)

1、長江二次60/10kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)長江二次60/10kv降壓變電所原始資料（一）設(shè)計(jì)任務(wù)書部分一、 設(shè)計(jì)題目 ：長江二次降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)二、 原始資料及依據(jù)（一）變電所概況介紹：1 待設(shè)計(jì)變電所電壓等級為60/10kv。2 所處地區(qū)地勢平坦，海拔高度為250m，周圍空氣無污染，最高氣溫40，最低氣溫-20，年平均溫度18。3 該變電所有兩回電源進(jìn)線，12回出線。4 出線走廊寬闊，交通方便。5 待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接情況。22km60kv90km220kv2*150km電力系統(tǒng)s=2*100mwcos=0.85xd=0.1832*120mvaud%=14.22*63mv

2、a ud%=14.2 50km50km50km50km （三）變電所10kv側(cè)用戶負(fù)荷表序號負(fù)荷名稱遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（kw）功率因數(shù)tmax(h)重要負(fù)荷所占比例回路數(shù)出線方式1化工廠50000.907000702架空線2有機(jī)玻璃廠34000.916800702架空線3變壓器廠35000.906500752架空線4電線廠42000.906000202架空線5起重機(jī)廠32000.89500001架空線6標(biāo)準(zhǔn)件廠8000.88500001架空線7自來水廠8000.887500702架空線重要負(fù)荷占總負(fù)荷的65%，負(fù)荷同時(shí)率0.9，線損取5%，有功負(fù)荷率取0.75；無功負(fù)荷率取0.82，要求變電所的平均

3、功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上（四）設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1、選擇本變電所的主變壓器（確定變壓器的型式、臺數(shù)、容量、變壓比）； 2、選擇本變電所的電氣主接線;3、進(jìn)行短路電流的計(jì)算；4、變電所保護(hù)配置；5、變壓器主保護(hù)整定計(jì)算。要求寫出不少于15000字的設(shè)計(jì)說明（計(jì)算）書；并繪制出下列圖紙：1、設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書一冊；2、變電所電氣主接線圖；3、變電所保護(hù)配置圖；4、變壓器保護(hù)展開圖。第二部分：外文資料翻譯部分要求翻譯一篇與本專業(yè)或本課題有關(guān)的外文文獻(xiàn)，譯文不少于3000漢字。（二）對原始資料的分析一、 設(shè)計(jì)依據(jù)1、 長江二次60kv降壓變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書。2、 變電所設(shè)計(jì)規(guī)程。二、 變電所性質(zhì)本所為終

4、端變電所以10kv電壓等級向不同用戶供電，對系統(tǒng)要求較高，同時(shí)還應(yīng)考慮其靈活性和經(jīng)濟(jì)性。三、 負(fù)荷資料1、 本所最大綜合負(fù)荷10kv側(cè)：20900kw，cos=0.9。2、 系統(tǒng)情況系統(tǒng)有3臺汽輪發(fā)電機(jī)，4臺雙繞組變壓器。3、 負(fù)荷情況本所所供負(fù)荷主要是對工業(yè)用戶供電。四、 自然條件1、 地理位置該所所處地區(qū)地勢平坦，海拔高度為250m，交通方便；氣象分析周圍空氣無污染，最高氣溫+40，最低氣溫-20，年平均氣溫18。中文摘要電力系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次比較綜合的訓(xùn)練，它是我們將在校期間所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行理論與實(shí)踐的很好結(jié)合，運(yùn)用理論知識和所學(xué)到的專業(yè)技能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究，提高分析問題和

5、解決問題的能力。在完成此設(shè)計(jì)過程中，我們可以學(xué)習(xí)電力工程設(shè)計(jì)、技術(shù)問題研究的程序和方法，獲得搜集資料、查閱文獻(xiàn)、調(diào)查研究、方案比較、設(shè)計(jì)制圖等多方面訓(xùn)練，并進(jìn)一步補(bǔ)充新知識和技能。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是60/10kv二次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，按照遠(yuǎn)期負(fù)荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，從而保證變電所能夠長期可靠供電。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，綜合所學(xué)專業(yè)知識及變電所設(shè)計(jì)等書籍的有關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)過程中完成了主變選擇、電氣主接線的擬定、短路計(jì)算、保護(hù)整定計(jì)算、配電裝置的規(guī)劃、繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種問題均通過反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請教老師

6、得以解決。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文由設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書、一套圖紙（電氣主接線圖、保護(hù)配置圖、保護(hù)展開圖）組成。內(nèi)容較為詳細(xì)，對今后擴(kuò)建有一定的參考價(jià)值。近年來，電力在世界各國能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益增長，它已成為現(xiàn)代社會實(shí)用最廣、需要最快的能源。變電所的合理設(shè)計(jì)與建設(shè)是一個(gè)極其重要的組成部分。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，綜合所學(xué)專業(yè)知識及變電所設(shè)計(jì)等書籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)老師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計(jì)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。通過完成此畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，進(jìn)一步領(lǐng)會我國電力工業(yè)建設(shè)的政策觀念和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，培養(yǎng)對工程技術(shù)

7、、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行較全面的綜合分析能力。關(guān)鍵詞：變電所, 短路計(jì)算, abstractthe professional graduate in system in electric power design is once more synthesize of training, it is we will during the period of school a profession for learning knowledge proceed theories and practice very good combination, make use of the theories knowled

8、ge proceeds with a profession for learning technical ability engineering design with science study, increase analyze problem with problem-solving ability. in complete this design process, we can study the electric power engineering the design, investigative procedure in problem in technique with met

9、hod, be collected information, checked the cultural heritage, investigate the research, project comparison and design the various training in etc. in graphics, combine further complement the new information knows with technical ability.this graduate design thesis is a 60/10 kvs a declining to press

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18、ords: substation short circuit computing 目 錄原始資料i中文摘要ivabstractv引 言1第一章 主變壓器的選擇21.1主變臺數(shù)、容量的確定2第二章 電氣主接線的選擇52.1主接線的設(shè)計(jì)原則及基本要求52.2 本變電所主接線的選擇6第三章 短路電流的計(jì)算說明103.1 短路電流計(jì)算的目的103.2 短路的基本類型103.3 短路電流計(jì)算的基本假定103.4 一般規(guī)定113.5 計(jì)算步驟113.6 計(jì)算方法11第四章 變電所繼電保護(hù)134.1變壓器保護(hù)原則134.2保護(hù)配置說明154.3各種繼電保護(hù)原理20第五章 主變壓器的選擇計(jì)算部分355.1 變

19、壓器容量的確定35第六章 短路電流的計(jì)算過程376.1所用計(jì)算公式376.2 系統(tǒng)計(jì)算電路圖和等值電路圖37第七章 主變壓器整定計(jì)算447.1主變壓器整定計(jì)算：447.2 變壓器瓦斯保護(hù)整定：447.3變壓器差動保護(hù)整定：447.4 復(fù)合電壓起動的過電流整定計(jì)算：507.5 過電流保護(hù)的整定計(jì)算：5076過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：51總 結(jié)52參 考 文 獻(xiàn)53致 謝54附 錄5551長江60/10kv降壓變電所引 言本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文為長江二次60kv降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的變電所能長期可靠為其負(fù)荷供電。.第一章 主變壓器的選擇1.1主變臺數(shù)、容量的確定1.介紹：2.主變臺數(shù)的確定：3.

20、 主變?nèi)萘康拇_定原則：. 式（1.1） 式（1.2）式（1.3）對于兩臺變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定： 式（1.4）式中k0為負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；為按負(fù)荷等統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。4.主變型式的選擇：a.主變壓器相數(shù)選擇：主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。特別是大型變壓器，尤其要考慮其運(yùn)輸可能性，保證運(yùn)輸尺寸不超過隧洞、涵洞、橋洞的允許通過限額，運(yùn)輸重量不超過橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，330kv及以下（待設(shè)變電所為63/10kv）的變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。b.主變壓器繞組數(shù)量的選擇：對深入引進(jìn)至負(fù)荷

21、中心，待設(shè)變電所具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。c.主變繞組連接方式的選擇：變壓器繞組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。我國110kv及以上電壓，變壓器繞組都采用y連接，35kv亦采用y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kv以下電壓，變壓器繞組都采用形連接d.主變調(diào)壓的選擇：當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時(shí)應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器e.主變自耦選擇：與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高、中壓間潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器。通過對原始資料的分析，根據(jù)負(fù)荷及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，同時(shí)考慮負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)和線損率等因素

22、，可由公式 式（1.4）求得分析原始資料 p=20900kw=0.9線損率為5%；負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)為0.9將以上數(shù)據(jù)代入公式可得變壓器的容量為21945kva由規(guī)程得 若選兩臺容量為16000kva的變壓器，當(dāng)一臺停運(yùn)時(shí)，仍能保證70%的重要負(fù)荷供電。 查電力設(shè)備手冊確定兩臺主變壓器為60kv級，雙繞變壓器。其型號sfl1-16000/60。 正常運(yùn)行時(shí)，兩臺變壓器全部投入。當(dāng)其中一臺停運(yùn)檢修時(shí)，考慮變壓器的過負(fù)荷能力，另一臺仍能達(dá)到全部負(fù)荷的98%。主要參數(shù)如下：表1-1 變壓器主要參數(shù)表型號參數(shù)額定容量（kva）16000額定電壓（kv）高壓 6322.5%低壓 10.5連接組標(biāo)號y/11短

23、路損耗（kw）103.0空載損耗（kw）19.5空載電流（%）0.8 阻抗電壓（%） 9s三相 z有載調(diào)壓 7序號本次設(shè)計(jì)的變電所采用2臺主變并列運(yùn)行的方式。第二章 電氣主接線的選擇2.1主接線的設(shè)計(jì)原則及基本要求電氣主接線是.可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設(shè)備可以簡化接線。（2）可靠性的具體要求：a、 斷路器檢修時(shí)，不影響對系統(tǒng)的供電；b、 斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少可停運(yùn)回路數(shù)和停用時(shí)間，并且保證一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷供電；c、 盡量避免全部停運(yùn)的可能性。3、 經(jīng)濟(jì)性:.。 此外還要滿足運(yùn)行、檢修要求和擴(kuò)建要求：（1）調(diào)度時(shí)，應(yīng)可能靈活地

24、投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時(shí)可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電。（3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。2.2 本變電所主接線的選擇 2.2.1 60kv側(cè)主接線方案的確定一、 方案60kv側(cè)，規(guī)程上講，.。方案一 、單母線分段進(jìn)線圖21 方案二、內(nèi)橋進(jìn)線 圖22二、兩種方案特點(diǎn)比較.。，現(xiàn)故障上綜合2.2.2 10kv側(cè)主

25、接線的確定.一、 方案方案一 、 單母線分段進(jìn)線圖23 單母線分段接線方案二、單母分段帶旁路進(jìn)線圖24 單母線分段帶旁路接線二、兩種方案特點(diǎn)比較規(guī)程上講，.段接線供電可靠性不高的缺陷。最后，.。第三章 短路電流的計(jì)算說明3.1 短路電流計(jì)算的目的（1）電氣主接線的選擇（2）選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證設(shè)備在正常運(yùn)行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時(shí)保證不損壞。（3）選擇斷電保護(hù)裝置。3.2 短路的基本類型三相系統(tǒng).短路。為了檢驗(yàn)和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護(hù)的整定計(jì)算，常用下述短路電流值。ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時(shí)值。i：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效

26、值，即第一周期短路電流周期分量有效值。i：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。3.3 短路電流計(jì)算的基本假定（1）正常運(yùn)行時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（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）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（6）元件的計(jì)算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。（7）輸電線路和電容略去不計(jì)。3.4 一般規(guī)定（1）驗(yàn).按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。（2）選擇.電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo).大的地點(diǎn)。（4）導(dǎo)體和.則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。3.5 計(jì)算步

27、驟（1）畫等值電抗圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。（2）選擇計(jì)算短路點(diǎn)。（3）求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。（4）各點(diǎn)三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。（5）列出短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表。3.6 計(jì)算方法標(biāo)么值法：取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓計(jì)算用公式：變壓器： 式（3.1）發(fā)電機(jī)： 式（3.2）線路： 式（3.3）短路電流周期分量有效值： 式（3.4）短路電流沖擊值： 式（3.5） 第四章 變電所繼電保護(hù)4.1變壓器保護(hù)原則4.1.1變壓器主保護(hù)設(shè)計(jì)原則：對電力變根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按照gb 1 4258199

28、3繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定：變壓器的下列故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 （1） 繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路; （2） 繞組的匝間短路；變壓器的下列故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。（3） 外部相間短路引起的過電流；（4） 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；（5） 過負(fù)荷；（6） 過勵磁；（7） 油面降低；（8） 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障；上述第一、第二款的保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動作于跳閘，第三、第四的保護(hù)裝置應(yīng)帶時(shí)限動作于跳閘，第五、第六款的保護(hù)裝置一般作用于信號。對于0.8m

29、va及以上油侵式變壓器和0.4mva及以上車間內(nèi)侵式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微氣體或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量氣體時(shí)，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。對變壓器引出線、套管及內(nèi)部的故障，應(yīng)采用下列保護(hù)方式：縱聯(lián)差動保護(hù)用于6300千伏安及以上并列運(yùn)行的變壓器；用于10000千伏安及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；用于6300千伏安及以上的廠用工作變壓器。對廠用備用變壓器，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)代替差動保護(hù)。如變壓器的縱差動保護(hù)對單相接地短路靈敏性不符合要求，可增設(shè)零序差動保護(hù)。縱聯(lián)差動保護(hù)的整定值可小于額定電流。電流速斷保護(hù)：

30、用于10000千伏安以下的變壓器，且其過電流保護(hù)時(shí)限大于0.5秒時(shí)。2000千伏安及以上的變壓器，如電流速斷靈敏性不符合要求，則宜裝設(shè)差動保護(hù)。上述各種保護(hù)裝置動作后，應(yīng)斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器。4.1.2變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則：變壓器后.保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。對由外部相間短路引起的變壓器過電流，一般采用下列保護(hù)方式：（1）過電流保護(hù)：一般用于將壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。（2）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動的過電流保護(hù)：一般用于升壓變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。（3）負(fù)序電流和單相式低電壓起動的過電流：一般用于大容量升壓變壓器

31、和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)：1) 雙繞組變壓器，應(yīng)裝設(shè)于主電源測；2) 三繞組變壓.裝設(shè)方向元件；3）供電給分開運(yùn)行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)裝置外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路裝設(shè)保護(hù)裝置；4）對發(fā)電機(jī)變壓器.分兩段時(shí)限，以便在外部短路時(shí)仍能保證廠用負(fù)荷的供電。 上述各種保護(hù)裝置的接線宜考慮能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。4.2保護(hù)配置說明4.2.1變壓器的保護(hù)配置方案電力變壓器在.容易過勵磁。過勵磁也是變壓器的一種不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)發(fā)出信號。為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照gb 1

32、42581993繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)裝置。對電力變壓器的下列故.規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 （1） 繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路; （2） 繞組的匝間短路；（3） 外部相間短路引起的過電流；（4） 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；（5） 過負(fù)荷；（6） 過勵磁；（7） 油面降低；（8） 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障；上述第一、第二款的保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動作于跳閘，第三、第四的保護(hù)裝置應(yīng)帶時(shí)限動作于跳閘，第五、第六款的保護(hù)裝置一般作用于信號。對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器的

33、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，裝設(shè)信號裝置。變壓器保護(hù)部分： 初步裝設(shè)方案（變壓器b1b2）： 主保護(hù)：變壓器瓦斯保護(hù)差動保護(hù) 后備保護(hù)：復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)主保護(hù)部分：4.2.1.1氣體保護(hù)(瓦斯保護(hù))： 于0.8mva及以上油侵式變壓器和0.4mva及以上車間內(nèi)侵式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微氣體或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量氣體時(shí)，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，第2.3.2條。4.2.1.2縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)：對變壓器引出線、.變壓器，且其過電流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)

34、，2000千伏安及以上的變壓器，如電流速斷靈敏性不符合要求，則宜裝設(shè)差動保護(hù)。上述各種保護(hù)裝置動作后，應(yīng)斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，第2.3.3條。變壓器后備保護(hù)： 后備保護(hù)方案：過電流保護(hù)、復(fù)合電壓保護(hù)、 過負(fù)荷保護(hù)。4.2.1.3過電流保護(hù)：對于外部相間短路.跳閘。（1）過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值，應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。（2）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不負(fù)荷靈敏性要求的降壓變壓器。（3）負(fù)序電流和單項(xiàng)式低電壓起動的過電流保護(hù)，可用于63mva及以上升壓變壓器。（4）當(dāng)復(fù)合電壓.求時(shí)，可

35、采用阻抗保護(hù)。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，第2.3.5條。和變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則：（?。┳儔浩骱髠浔Ｗo(hù)應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。但當(dāng)為滿足遠(yuǎn)后備而使接線大為復(fù)雜化時(shí)，允許縮短對相鄰線路的后備保護(hù)范圍。（2）變壓器后備保護(hù)對各側(cè)母線上的三相短路應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。（3）變壓器后備保護(hù)應(yīng)盡可能獨(dú)立，而不由發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)代替。(4)變壓器后備保護(hù)應(yīng)能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。最中采用復(fù)合電壓起.相短路時(shí)，短路初瞬總會出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序電壓繼電器動作，斷開加在低壓繼電器上的電壓，從而使其動作。負(fù)序電壓消失后，雖然低壓繼電器重新接于線電壓.。這里的低電壓繼電器和負(fù)

36、序電壓繼電器相當(dāng)于接在一個(gè)或門上，然后在和相電流繼電器相接于與門上，相成了此邏輯關(guān)系，從而完成了對變壓器相間故障的保護(hù)。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。4.2.1.4零序電流保護(hù)：110kv及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中，如變壓器的中性點(diǎn)直接運(yùn)行，對外部單相接地引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。用作變壓器外部接地短路時(shí)的后備保護(hù)。保護(hù)直接動作于跳閘。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，第2.3.8條。4.2.1.5過負(fù)荷保護(hù)：0.4mva及以.變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，則過負(fù)荷保護(hù)只裝在電源側(cè)

37、；若三繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)；對于雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，第2.3.11條。4.2.1.6過勵磁保護(hù)：高壓側(cè)電壓500kv的變壓器，對頻率降低和電壓升高引起的變壓器工作磁密過高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護(hù)。保護(hù)由兩段組成，低定值段動作于信號，高定值段動作于跳閘。查繼電保護(hù)和安裝自動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。4.2.1.7復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動的過電流保護(hù)：一般用于升壓變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)：1）雙繞組變壓器，應(yīng)裝設(shè)于主電

38、源測；2）三繞組變壓器及自耦變壓器，一般裝設(shè)于主電源側(cè)（經(jīng)常不斷開的電源側(cè)）及另一側(cè)，主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性的要求性時(shí)，則可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)裝置。各側(cè)保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件； 3）供電給分開運(yùn)行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)裝置外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路裝設(shè)保護(hù)裝置； 4）對發(fā)電機(jī)變壓器組，在變壓器低壓側(cè)不應(yīng)另設(shè)保護(hù)裝置，而利用發(fā)電機(jī)的外部短路過電流保護(hù)。但在廠用分兩段時(shí)限，以便在外部短路時(shí)仍能保證廠用負(fù)荷的供電。4.2.1.8 其他保護(hù)：變壓器溫度、信號監(jiān)測裝置對變壓器溫度及.器油溫的監(jiān)視采用溫度信號裝置

39、，其基本元件是帶電觸點(diǎn)的壓力式溫度計(jì)。該溫度計(jì)是按流體壓力計(jì)原理制成的，由受熱器連接管和溫度指示器組成，當(dāng)被測物溫度升高時(shí)，受熱器中液體膨脹，溫度指示計(jì)中的流體壓力計(jì)應(yīng)部分所受壓力增大，指針位置改變，當(dāng)指針位置達(dá)到定位指針預(yù)先放置的位置時(shí)，使定時(shí)指針的一對觸點(diǎn)接通，發(fā)出信號或采取變壓器冷卻風(fēng)扇，溫度計(jì)可以有兩個(gè)定位針給定溫度的上下限，而作為兩位式調(diào)節(jié) 上述各種保護(hù)裝置的接線宜考慮能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。本次變壓器保護(hù)：1、氣體保護(hù)(瓦斯保護(hù))2、縱差動保護(hù)3、過電流保護(hù)4、復(fù)合電壓保護(hù) 5、過負(fù)荷保護(hù) 6、保護(hù)裝置，除預(yù)先規(guī)定以外，都不允許系統(tǒng)因震蕩引起的誤動作； 7. 正常情況下

40、，當(dāng)電壓互感器的二次回路或其他故障能使保護(hù)誤動作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)線路閉鎖或其他措施。4.3各種繼電保護(hù)原理4.3.1 瓦斯保護(hù)原理：瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。瓦斯保護(hù)工作原理：由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)。瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，如下圖所示： 圖41 瓦斯繼電器安裝位置圖為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有11.5的升高坡

41、度，通往繼電器的連接管具有24的升高坡度。開口杯擋板式瓦斯繼電器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。正常運(yùn)行時(shí)，上、下開口杯2和l都浸在油中，開口杯和附件在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘4所產(chǎn)生的力矩，因此開口杯向上傾，干簧觸點(diǎn)3斷開。 圖42 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，少量的氣體上升后逐漸聚集在繼電器的上部，迫使油面下降。而使上開口杯露出油面，此時(shí)由于浮力的減小，開口杯和附件在空氣中的重力加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩大于平衡錘4所產(chǎn)生的力矩，于是上開口杯2順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，帶動永久磁鐵10靠近干簧觸點(diǎn)3，使觸點(diǎn)閉合，發(fā)生“輕瓦斯”保護(hù)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，大量氣體和油流直接沖擊擋板8，使下開

42、口杯l順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，帶動永久磁鐵靠近下部干簧的觸點(diǎn)3使之閉合，發(fā)出跳閘脈沖，表示“重瓦斯”保.3 瓦斯保護(hù)原理接線圖瓦斯保護(hù)評價(jià)：主要優(yōu)點(diǎn)：動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。主要缺點(diǎn)：不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。 因此瓦斯保護(hù)可作為變壓器的主保護(hù)之一，與縱差動保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓.工作原理：1是瓦斯繼電器；2是信號繼電器；3是出口繼電器；4是聯(lián)片。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器的上觸點(diǎn)閉合，作用于至延時(shí)信號；發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦.開自保持回路，使ckj恢復(fù)起始位置。 圖44 變壓器瓦斯保護(hù)原

43、理圖瓦斯保護(hù)的整定：輕氣體保護(hù)的動作值采用氣體容積表示。通常氣體容積的整定范圍為250300立方厘米。對于容量在10mva以上變壓器，多采用250300立方厘米。氣體容積的調(diào)整可通過改變重錘位置來實(shí)現(xiàn)。重氣體保護(hù)的動作值采用油流流速表示。一般整定范圍在0.61.5m/s，該流速指的是導(dǎo)油管中油流速度。4.3.2.1 變壓器縱差動保護(hù)：變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)是一種比較完善的快速保護(hù)。它能反映變壓器繞組的相間短路、匝間短路、引出線.。此時(shí)電流大于差動繼電器動作電流，繼電器動作跳閘。在實(shí)現(xiàn)變壓器差動保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位，一般講它們都不同。故在實(shí)現(xiàn)變壓器差動保護(hù)時(shí)，應(yīng)先考慮對兩

44、側(cè)電流進(jìn)行相位補(bǔ)償，再進(jìn)行數(shù)值補(bǔ)償，都能保證正常運(yùn)行和外部短路時(shí)繼電器中.壓器以及變流發(fā)電機(jī)的單相差動保護(hù)線路中作為主保護(hù)，繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)的暫態(tài)電流的作用。bch-2型差動繼電器由兩部分組成：dl-11型電流繼電器和中間速飽和變流器。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，注入差動繼電器的電流為不平衡電流。由于預(yù)先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該不平衡電流值很小，注入電流繼電器內(nèi)的電流（為兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差），保護(hù)不動作。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，只要不平衡電流大雨繼電器的啟動電流，則繼電器動作，瞬時(shí)使變壓器的兩側(cè)斷路器19dl和20dl跳閘。由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定

45、電流不同，故須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使它們的變比等于變壓器的變比。此外，在實(shí)現(xiàn)變壓器差動保護(hù)時(shí)，還應(yīng)考慮變壓器勵磁涌流和變壓器差動保護(hù)的不平衡電流。 變壓器的勵磁涌流只在電源側(cè)流過，它反應(yīng)倒變壓器差動保護(hù)中，就構(gòu)成不平衡電流不過正常運(yùn)行時(shí)勵磁電流只不過.影響以便更好的躲過勵磁涌流。勵磁涌流含有很大的非周期分量。并且偏向時(shí)間軸一側(cè)。勵磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中2次諧波占較大比例，額短路電流中2次諧波成分很小。有間斷角。變壓器差動保護(hù)中不平衡電流主要由電流互感器誤差不一致、電流互感器和自耦變壓器變比標(biāo)準(zhǔn)化等因素產(chǎn)生。注意：由于本設(shè)計(jì)變壓器為兩繞組變壓器，接法為y/d-11。所以變

46、壓器角型側(cè)電流互感器為星型接法，變壓器星型測側(cè)電流互感器為角型接法。這樣做可以補(bǔ)償幅值和相位。圖45 變壓器縱差動保護(hù)原理接線4.3.2 .復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)宜用于升壓變電器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。保護(hù)的 三相原理接線圖如圖： 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)由電流繼電器 1ka、2ka、3ka，低電壓繼電器kvu、負(fù)序電壓繼電器kvn和中間繼電器km、時(shí)間繼電器kt、信號繼電器ks、出口繼電器kco組成。 圖46 復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)原理圖正常運(yùn)行時(shí)，因?yàn)樨?fù)序電壓，所以負(fù)序電壓繼電器kvn不動作，動斷觸點(diǎn)閉合，將線電壓uac加在低

47、電壓繼電器kvu上，其動斷觸點(diǎn)打開，保護(hù)裝置不動作。保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生各種不對稱短路故障時(shí)，負(fù)序電壓濾過器z有較高的輸出電壓，幫kvn動作，動斷觸點(diǎn)打開，低.壓器，保護(hù)的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各項(xiàng)保護(hù)的接線，宜考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)。根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍，較長的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。和變壓器后備保護(hù)設(shè)計(jì)原則：變壓器后備保護(hù)應(yīng)作.壓上，但由于三相短路電壓較低，不能返回于動作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動.成了此邏輯關(guān)系，從而完成了對變壓器相間故障的保護(hù)。依據(jù)以上的綜合分析后，選擇復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)作為設(shè)計(jì)使用方案，它的電流元件可按變壓器額定電流整定，保護(hù)的靈敏度也有所提高。4.3.3 過電流保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)主要是裝設(shè)在降壓變壓器的高壓側(cè)。當(dāng)三繞組變壓器外部發(fā)生短路故障時(shí)，為盡可能縮小停電范圍，過電流保護(hù)應(yīng)有選擇地跳開故障側(cè)的斷路器，以保證其他兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，則過電流保護(hù)應(yīng)起到后備作用。所以三繞組變壓器的過電流保護(hù)應(yīng)按如下原則配置。 變壓器過點(diǎn)流保護(hù)原理接線圖如下： 信號 圖4