220kV變電站主變壓器保護(hù)配置與整定計算

1、-摘 要變電站作為電力系統(tǒng)中承擔(dān)升降壓與潮流調(diào)整功能的重要組成部分，一旦發(fā)生故障得不到及時有效的解決，將會引起整個電力網(wǎng)的異常甚至是崩潰。而變壓器作為變電站中的核心設(shè)備，其安全等級決定了整個變電站的運行效益。所以，一個安全、可靠、經(jīng)濟的變壓器保護(hù)設(shè)計，將會對電力系統(tǒng)的運行起到至關(guān)重要的作用。本文是對給定資料的 220kV 變電站主變壓器保護(hù)進(jìn)行配置與整定計算的設(shè)計說明書。該設(shè)計的主要過程為：通過對該變電站原始資料進(jìn)行分析，進(jìn)行電氣一次主接線設(shè)計后，得到電網(wǎng)簡化圖，從而有針對性地對其主變壓器保護(hù)進(jìn)行配置及整定計算。其中計算部分主要包括短路電流計算、設(shè)備選型參數(shù)計算、保護(hù)配置的整定計算；所需繪制的

2、工程圖紙主要有電氣一次主接線圖和變壓器保護(hù)配置圖。關(guān)鍵詞:220kV 變電站設(shè)計，變壓器保護(hù)，短路計算，互感器選擇-z-Subject:Theconfiguration andsetting calculation ofMain Transformer in 220kV SubstationSpecialty: Electric Engineering and Automation Name:(Signature)Instructor:(Signature)ABSTRACTSubstation is very important in the powersystem because of it

3、sfunction of changing the voltage and adjusting the trend of po.weWrhen of faults are not be solved timely and effectivel,y they will cause the irregularoperation or even collapse in the powersystem. Thetransformers are regardedas the coreequipments in the substation, its safety level determines the

4、 running benefit of the whole substation. Thats to sa,y a safe, reliable and economic design of transformer protection, will play a crucial role in the operation of the power system.This articleis the instructionand procedure of the configurationand setting calculation of a main transformer protecti

5、on in a 220kV substation. Analyzing the raw data of the substation, determining the main electrical wiring forms, and then we can get the grid simplified diagram, which is used for doing configuration and calculation of the main transformer protection. The part mainly includes the short circuit curr

6、ent calculation, equipment selection, and the setting calculation of the protection configuration. The main electrical wiring diagram and the protecstion configuration diagram will be needed.KEYWORDS： the design of the substat，iotnhe transformer protectio，nthe shortcircuit current calculat，ioenquipm

7、ent selection目錄1緒 論.1.1 變電站設(shè)計與變壓器保護(hù)設(shè)計的背景與現(xiàn)狀11.2 主要設(shè)計任務(wù)說明.1.3 設(shè)計的意義與目的.2變電站電氣主接線設(shè)計 .2.1 電氣主接線概述 .2.2 主接線的基本形式.2.3 主接線方案選擇 .3主變壓器的選擇 .4短路電流計算 .4.1 各元件標(biāo)幺值計算.4.2 系統(tǒng)等效電路圖 .4.3 短路電流計算.4.3.1 兩臺主變壓器并列運行時 220kV 側(cè)母線短路時的計算84.3.2 兩臺主變壓器并列運行時 110kV 側(cè)母線短路時的計算94.3.3兩臺主變壓器并列運行時 10kV 側(cè)母線短路時的計算.1.0.4.3.4單臺變壓器運行時 220k

8、V 側(cè)母線短路時的計算 .1.2.4.3.5單臺變壓器運行時 110kV 側(cè)母線短路時的計算 .1.2.4.3.6單臺變壓器運行時 10kV 側(cè)母線短路時的計算.1.3.4.3.7外部最小短路電流的計算 .1.4.4.4 短路電流計算結(jié)果.1.7.5互感器的選擇及參數(shù)計算.1.8.5.1 互感器概述.1.8.5.2 電流互感器的選擇.1.8.5.2.1電流互感器在主接線中的配置原則 .1.8.5.2.2電流互感器的選擇方法.1.9.5.2.3主變 220kV 側(cè)電流互感器的選擇.2.2.5.2.4主變 110kV 側(cè)電流互感器的選擇.2.3.5.2.5主變 10kV 側(cè)電流互感器的選擇.2.4

9、.5.3 電壓互感器的選擇.2.5.5.3.1電壓互感器在主接線中的配置原則 .2.5.5.3.2電壓互感器的選擇方法.2.6.6主變壓器保護(hù) .2.8.6.1 概述.2.8.6.1.1變壓器的故障及不正常運行狀態(tài) .2.8.6.1.2變壓器保護(hù)裝設(shè)的原則.2.9.6.2 瓦斯保護(hù) .3.1.6.2.1設(shè)置原則 .3.1.6.2.2動作原理 .3.2.6.2.3瓦斯保護(hù)的整定.3.4.6.3 縱聯(lián)差動保護(hù).3.5.6.3.1縱聯(lián)差動保護(hù)的原理.3.5.6.3.2BCH-2 型縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計算 .3.6.6.3.3BCH-1 型縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計算 .4.2.6.4 相間故障后備保護(hù).4

10、.6.6.4.1變壓器的過電流保護(hù).4.6.6.4.2變壓器的復(fù)合電壓起動過電流保護(hù) .4.9.6.5 接地故障后備保護(hù).5.2.6.6 過負(fù)荷保護(hù).5.4.6.7 過勵磁保護(hù).5.5.6.8 變壓器保護(hù)配置結(jié)論.5.5.7結(jié)論與展望.5.7.致.5.8.參考文獻(xiàn).5.9.1緒 論1.1 變電站設(shè)計與變壓器保護(hù)設(shè)計的背景與現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍。我國變電站設(shè)計也出現(xiàn)了一些新的趨勢。其主要表現(xiàn)為：1、變電站接線方案趨于簡單；2、大量采用新的電氣一次設(shè)備。而由此也使得我國變電站朝著數(shù)字化、裝配化、智能化、自動化大力發(fā)展。而隨著科學(xué)技術(shù)的不

11、斷發(fā)展，變電站綜合自動化（無人值班變電站）也必將最終完全取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變壓器保護(hù)也從傳統(tǒng)的電磁繼電式朝著數(shù)字微機化的方向轉(zhuǎn)變。特別是數(shù)字信號處理器的出現(xiàn)，為變壓器外部數(shù)據(jù)的采集與分析提供了更有效的工具。這樣不僅能夠提高微機型保護(hù)的速度和精度，還為變壓器保護(hù)提供了一個新的設(shè)計思想，使得原本復(fù)雜的算法能夠在保護(hù)裝置中實現(xiàn)。現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具如：模糊理論、小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論越來越多的融入到了變壓器保護(hù)當(dāng)中，一方面為傳統(tǒng)的變壓器保護(hù)提供了更多的解決方法，另一方面，可以提高變壓器保護(hù)“智能化”的程度。而與此同時，變壓器保護(hù)裝置中新的傳感元件和測量元件的投入，對變壓器的故障

12、診斷及預(yù)測， 運行狀態(tài)的監(jiān)測與分析提供了更為可靠有效的操作方法。大型電力變壓器的繼電保護(hù)從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型發(fā)展到了微機時代。計算機與信號處理技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以及計算機網(wǎng)絡(luò)的功能日益增強，將促成微機保護(hù)的更進(jìn)一步發(fā)展。而新的測量技術(shù)，保護(hù)算法的不斷完善，也將為變壓器保護(hù)的智能化、自動化提供更為廣闊的發(fā)展空間。1.2 主要設(shè)計任務(wù)說明本次設(shè)計任務(wù)主要是對給定資料的 220kV 變電站主變壓器保護(hù)進(jìn)行配置及整定計算，所以對于變電站一次只做初步設(shè)計，具體設(shè)計成品能滿足二次保護(hù)整定計算即可。本次設(shè)計中，一次設(shè)計任務(wù)有：220kV 變電站電氣主接線設(shè)計，主變壓器的選擇，互感器

13、的配置；二次設(shè)計任務(wù)有：主變壓器主保護(hù)（瓦斯保護(hù)、縱聯(lián)差動保護(hù)）的配置與計算，相間后備保護(hù)、接地后備保護(hù)的配置與計算，以及變壓器其他保護(hù)的配置。目前針對上述設(shè)計任務(wù)而言，國已經(jīng)有了很成熟的技術(shù)。設(shè)計者所需要做的，便是按照規(guī)程要求，對多種設(shè)計方案比較選擇，最終得出能夠經(jīng)濟、可靠的保護(hù)方案。1.3 設(shè)計的意義與目的變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。其主要擔(dān)負(fù)電網(wǎng)運行中的“變”，即升、降壓功能，對電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸電、配電等起著不可或缺的作用。變電站就其在電力系統(tǒng)中的地位和作用，可分為樞紐變電站、中間變電站、地區(qū)變電站。而根據(jù)變電站電壓等級及種類不同，對其電氣主接線的可

14、靠性、經(jīng)濟性等要求也不盡相同。從而，針對變電站具體情況設(shè)計最為合適的電氣主接線尤為重要。合理的主接線方案，對保證變電站設(shè)計方案的安全、靈活、經(jīng)濟都有著重要的意義。這樣就決定了變電站的電氣主接線設(shè)計是變電站設(shè)計中最為關(guān)鍵的一環(huán)。而電力系統(tǒng)是我國經(jīng)濟的重要能源部門，變電站設(shè)計更是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個項目。電力變壓器（主變）是變電站中的重要電氣設(shè)備，其高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段；低壓側(cè)降壓供給當(dāng)?shù)赜秒娀虻碗妷旱燃壞妇€。一旦主變壓器發(fā)生故障得不到恰當(dāng)、及時的處理將導(dǎo)致變電站停電，從而引起整個區(qū)域電網(wǎng)解列。同時大容量的電力變壓器本身也是十分貴重的設(shè)備。因此

15、應(yīng)根據(jù)變壓器容量和電壓等級及其重要程度，裝設(shè)性能良好、動作可靠的繼電保護(hù)裝置。而在電力系統(tǒng)中，變壓器一個完善合理的保護(hù)配置可使變壓器更安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，從而使電力網(wǎng)能夠更可靠地發(fā)揮其作用，最終保證國民生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。通過本次給定變電站相關(guān)資料，從而對其主變保護(hù)進(jìn)行配置整定的設(shè)計，將使設(shè)計者對變電站、變壓器保護(hù)等知識有更深一步的了解。同時可以使設(shè)計者認(rèn)識到當(dāng)理論與實際相結(jié)合時，必須充分考慮各方面因素。而更重要的是，專業(yè)、細(xì)致的設(shè)計思考，一旦付諸實施，其所直接影響的便是經(jīng)濟效益。這樣的科學(xué)研究（設(shè)計），必將能培養(yǎng)設(shè)計者運用理論，聯(lián)系實際，分析問題，從而解決問題的能力。2.1 電氣主接線概述2變

16、電站電氣主接線設(shè)計電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。電氣主接線的優(yōu)劣直接決定了電力系統(tǒng)能否經(jīng)濟、可靠、安全運行。另外，電氣主接線的設(shè)計， 將對其二次保護(hù)裝置、電氣設(shè)備的選型、安全自動裝置的設(shè)計，以及其工控方式起到?jīng)Q定性的作用。因此，主接線設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實際工程確認(rèn)的最佳方案。2.2 主接線的基本形式主接線的基本接線形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，以

17、電源和出線為主體。在進(jìn)出線數(shù)較多時（一般超過4 回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。有匯流母線的接線形式概括地可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線等。2.3 主接線方案選擇給定變電站原始資料如下：擬建變電站為 220kV 中間變電站，安裝兩臺 180MVA 變壓器； 220kV 出線 6 回；110kV 出線 10 回；10kV 出線 12 回；220kV 出線負(fù)荷均為 360MVA ；110kV 出線負(fù)荷均為 100MVA ；10kV 出線負(fù)荷均為8.6MVA ；每臺主變壓器低壓側(cè)安裝所用變壓器一臺（

18、選用油浸曲折變），容量為400kVA ；安裝所用備用變壓器一臺（油浸變），其高壓側(cè)電源由變電站外通過 10kV 架空線路提供。220kV 出線以及 110kV 出線均為架空出線；10kV 出線為電纜出線；氣象資料：年平均氣溫：21.2 極端最高氣溫： 39.3 極端最低氣溫： -3.8 根據(jù)220kV 500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T 5218-2005 7.1.4:220kV變電所中的 220kV 配電裝置，當(dāng)在系統(tǒng)中居重要地位、出線回路數(shù)位 4 回及以上時，宜采用雙母線接線；當(dāng)出線和變壓器等連接元件總數(shù)為 1014 回時，可在一條母線上裝設(shè)分段斷路器，15 回及以上時，在兩條主母線上

19、裝設(shè)分段斷路器。由此可得，本設(shè)計中 220kV 側(cè)配電裝置選用雙母線接線形式。根據(jù)220kV 500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T 5218-2005 7.1.4:220kV變電所中的 110kV 、66kV 配電裝置（或 35kV 配電裝置），當(dāng)出線回路數(shù)在 6 回以下時（或 4 7 回時）宜采用單母線或單母線分段接線，6 回及以上時（或8 回及以上時），宜采用雙母線接線。采用雙母線或單母線接線的 110220kV 配電裝置，當(dāng)斷路器為少油型時，除斷路器有條件停電檢修外，應(yīng)設(shè)置旁路母線。當(dāng) 110kV 出線回路數(shù)為 6 回及以上，220kV 出線為 4 回及以上時，可設(shè)置專用旁路斷路器。本

20、設(shè)計中，均采用SF 6斷路器，由此可得 110kV 配電裝置側(cè)選用雙母線接線形式。根據(jù)單母線分段的配置原則：當(dāng)變電站有兩臺主變壓器時的 610kV 配電裝置宜采用單母線分段接線。由此可得，本設(shè)計中 10kV 側(cè)配電裝置選用單母線分段接線形式。根據(jù)上述設(shè)計原則可最終得出該變電站的電氣一次主接線圖，具體圖樣見附錄。3主變壓器的選擇根據(jù)220kV 500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T 5218-2005 7.2及給定原始資料， 選定本變電站主變壓器為兩臺額定容量為 180MVA ，可帶負(fù)荷調(diào)壓的三相風(fēng)冷強迫油循環(huán)三繞組節(jié)能型變壓器。主變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示： 型號：SPFS7-180000/22

21、0額定容量（MVA ）：180額定電壓： 220 1061.5% /121 /11 kV容量比：180/180/90MVA短路電壓：U 1 2 %14 ，U 1 3 %24 ，U 2 3 %9繞組接線組別：YN,yn0,d11該變壓器高壓側(cè)中性點直接接地，中壓側(cè)中性點經(jīng)隔離開關(guān)接地，低壓側(cè)不接地。變壓器絕緣等級為分級絕緣，中性點沖擊耐壓為 400kV ，工頻耐壓為 200kV 。4短路電流計算4.1 各元件標(biāo)幺值計算原始資料：取基準(zhǔn)容量SS100 MVA ，U230 kV ，U115 kV ，U10.5 kVBjB 1B 2B 3主變壓器容量為：180/180/90MVAU%14 ，U1 2%

22、24 ，U%91 32 3額定電壓： 220 1061.5 % /121 /11 kV 繞組接線組別為：YN,yn0,d11系統(tǒng)阻抗：歸算至 220kV 側(cè)母線： X歸算至 110kV 側(cè)母線： X求主變各繞組電抗標(biāo)幺值：(1) 220(1)1100.0156 ； X0.0291 ； XUk1%1/2 U12%U%1 3U2 3%1/214249Uk 2%1/2 U12%U%2 3U1 3%1/214924U%1/2 U%U%U%1/22491414.5(0) 220(0)1100.03880.0524k3所以，X1 32 3U%U 2 k1N 11 2S14.52202100B0.59.50

23、.0737T H100SNU 2100 1802302B 12XU k3 %U N 2SB0.5 12121000.0031T M100SU 2NB 2100 180 11522XU k 2 %U N 3SB9.5 1121000.0579T L100SNU 2100 180 10.52B 3220kV 側(cè)電抗（線路）標(biāo)幺值： X110kV 側(cè)電抗（線路）標(biāo)幺值： XL 220500.291400.41000.027523021000.121010kV 側(cè)電抗（線路）標(biāo)幺值： XL 110L 1040.0811521000.290210.52該系統(tǒng)存在兩種運行方式：兩臺變壓器單臺運行和兩臺變壓

24、器并列運行?，F(xiàn)分別就兩種運行方式的短路電流進(jìn)行計算。本設(shè)計的主要目的是做變壓器保護(hù)整定計算，因此，短路電流計算需做如下說明：（1） 所求短路電流為流過變壓器各側(cè)保護(hù)裝置的短路電流。其目的是：對變壓器各側(cè)電流互感器進(jìn)行選型配置；計算變壓器各側(cè)保護(hù)裝置的動作電流；對變壓器后備保護(hù)進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗。（2） 短路點的選擇。因為上述目的，選取變壓器各側(cè)出口（即與變壓器各側(cè)相連的母線）處以及出線末端為短路點。記 220kV 側(cè)出口母線處為短路點 d1，出線末端為短路點 d4；記 110kV 側(cè)出口母線處為短路點 d2，出線末端為短路點d5；記 10kV 側(cè)出口母線處為短路點 d3，出線末端為 d6。（3）

25、 本設(shè)計中，短路電流計算屬于實際工程計算，為簡化計算，在滿足工程要求的前提下，在算法中對系統(tǒng)元件模型和標(biāo)幺參數(shù)計算作簡化處理：在元件模型方面， 忽略變壓器和輸電線路的電阻，不計輸電線路的電容，略去變壓器的勵磁電流，負(fù)荷忽略不計；在標(biāo)幺參數(shù)計算方面，忽略各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓級平均額定電壓的差別，即所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于 1。4.2 系統(tǒng)等效電路圖<1>兩臺變壓器并列運行時，其等效電路圖為：圖 4.1 兩臺變壓器并列運行時等效電路圖<2>單臺變壓器運行時，其等效電路圖為：圖 4.2 兩臺變壓器單列運行時等效電路圖4.3 短路電流計算4.3.1 兩臺主變壓器并列運行

26、時 220kV 側(cè)母線短路時的計算d1 點短路時，分別流過變壓器高、中、低壓三側(cè)的短路電流。其簡化過程如圖4.3 所示。d1 短路時，流過變壓器高壓側(cè)的三相短路電流為：Id1 T H111000.666 (kA)20.1885流過變壓器中壓測的電流與高壓側(cè)相同（標(biāo)幺值）。而低壓側(cè)因為接負(fù)荷，d1 短路時不提供短路電流，所以流過低壓側(cè)的短路電流為 0，即：Id1 T MId1 T H0.666 (kA)I0d1 T L0.0431d1220kVV10kVk 010.07680.0768110kV0.1501d1220kV0.07680.0768110kV220kV0.1501圖 4.3 d1點發(fā)

27、生三相短路時電路化簡圖4.3.2 兩臺主變壓器并列運行時 110kV 側(cè)母線短路時的計算d2 發(fā)生短路時，分別計算流過變壓器高、中、低壓三側(cè)的短路電流。其簡化過程如圖 4.4 所示。d2 短路時流過變壓器高壓側(cè)的短路電流為Id 2 T M111003.080 (kA)20.0815流過變壓器中壓測的電流與高壓側(cè)相同（標(biāo)幺值）。而低壓側(cè)因為接負(fù)荷，d2 短路時不提供短路電流，所以流過低壓側(cè)的短路電流為 0，即：Id 2 T MId 2 T H3.080 (kA)I0d 2 T LkV10kV100.07680.0431220kV0.07680.0815d2110kVd2110kV圖 4.4 d2

28、點發(fā)生三相短路時電路化簡圖4.3.3 兩臺主變壓器并列運行時 10kV 側(cè)母線短路時的計算d3 發(fā)生短路時，計算流過變壓器低壓側(cè)的短路電流。其簡化過程如圖 4.5 所示。0.0431220kV 0.07680.0737d30.057910kV0.0031110kV0.15010.0431220kV1.5081 d30.07680.080710kV0.0634110kV0.1501圖 4.5 d3點發(fā)生三相短路時電路化簡圖流過變壓器低壓側(cè)的短路電流為：1100I(3)d 3 max0.111849.182 (kA)4.3.4 單臺變壓器運行時 220kV 側(cè)母線短路時的計算點 d1 發(fā)生短路時，

29、分別計算流過變壓器高、中、低壓三側(cè)的短路電流。其簡化過程如圖 4.6 所示。220kV10kVd1220kV0.2269圖 4.6 單臺變壓器運行d1 短路時電路化簡圖d1 短路時，流過變壓器高壓側(cè)的電流為：Id1 T H11001.1063 (kA)0.2269流過變壓器中壓測的電流與高壓側(cè)相同。而低壓側(cè)接負(fù)荷，d1 短路時不提供短路電流，所以流過低壓側(cè)的短路電流為 0，即：Id1 T MId1 T H1.1063 (kA)I0d1 T L4.3.5 單臺變壓器運行時 110kV 側(cè)母線短路時的計算點 d2 發(fā)生短路時，分別計算流過變壓器高、中、低壓三側(cè)的短路電流。其化簡過程如圖 4.7 所

30、示。10kV110kV0.1199110kVd2圖 4.7 單臺變壓器運行d2 短路時電路化簡圖d2 短路時流過變壓器高壓側(cè)的短路電流：Id 2 T H11004.187 (kA)0.1199流過變壓器中壓側(cè)的電流與高壓側(cè)相同。低壓側(cè)接負(fù)荷，d2 短路時不提供短路電流，所以流過低壓側(cè)的短路電流為 0。即：Id 2 T MId 2 T H4.187 (kA)I0d 2 T L4.3.6 單臺變壓器運行時 10kV 側(cè)母線短路時的計算d3 短路時，計算流過變壓器高、中、低壓三側(cè)的短路電流。其簡化過程如圖 4.8。kVkV圖 4.8 單臺變壓器運行d3 短路時電路化簡圖流過點 d3 的三相短路電流為

31、I (3)110044.272 (kA)d 3 max0.1242d3 短路時流過變壓器高壓側(cè)的短路電流：Id 3 T H110031.474 (kA)0.04310.07370.0579流過變壓器中壓側(cè)的短路電流：I110026.047 (kA)d 3 T M0.15010.00310.0579流過變壓器低壓側(cè)的短路電流：Id 3 T L4.3.7 外部最小短路電流的計算I (3)d 3 max44.272 (kA)為了校驗保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)，需求出變壓器差動保護(hù)圍短路時，流過保護(hù)的最小短路電流。即系統(tǒng)最小運行方式下，線路出口側(cè)發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流。兩臺變壓器并列運行時，計算 22

32、0kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗：X(1) HX(2) H0.15010.0768/20.1885變壓器單臺運行時，計算 220kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗：X(1) HX(2) H0.15010.00310.07370.2269比較可得單臺變壓器運行時，整個系統(tǒng)的等值阻抗較大。所以選擇單臺變壓器運行方式為其最小運行方式。220kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流I(2)d 220X(1) HX(2) H10011000.226922300.958 (kA)110kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗：X(1) MX(2) M0.04310.07370.0

33、0310.1199110kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流為：I(2)d 110X(1) MX(2) M10011000.119921153.626 (kA)10kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗等于 d3 短路時的網(wǎng)絡(luò)阻抗：X(1) LX(2) L0.124210kV 側(cè)出口處發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流為：1001100I(2)38.341 (kA)d 10X(1) LX(2) L0.1242210.5以上所求短路電流還可作近后備保護(hù)靈敏度校驗用。現(xiàn)仍需計算校驗遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏性需要的線路末端的兩相短路電流。同理，計算只有一臺變壓器運行時的短路電流。220kV 側(cè)出線末

34、端處發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流：單臺變壓器運行時，計算 220kV 側(cè)出線末端發(fā)生兩相短路的正、負(fù)序阻抗：X(1) MX(2) M0.15010.07680.02750.2544I (2)d 220X(1) HX(2) H10011000.254422300.855 (kA)單臺變壓器運行時，計算 110kV 側(cè)出線末端發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗：X(1) MX(2) M0.04310.07370.00310.12100.2409110kV 側(cè)出線末端發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流為：I (2)d 110X(1) MX(2) M10011000.240921151.805 (kA)單臺變

35、壓器運行時，10kV 側(cè)出線末端發(fā)生兩相短路時的正、負(fù)序阻抗等于 d3 短路時的網(wǎng)絡(luò)阻抗加上 10kV 出線的線路阻抗：X(1) LX(2) L0.12420.2902 0.414410kV 側(cè)出線末端發(fā)生兩相金屬性短路時的短路電流為：I (2)d 10X(1) LX(2) L10011000.4144210.511.491 (kA)4.4短路電流計算結(jié)果短路電流計算結(jié)果見表 4-1。表 4-1短路電流計算結(jié)果0.6661.10633.0804.18726.047000049.18244.2720.9583.62638.3410.8551.80511.4915.1 互感器概述5 互感器的選擇及

36、參數(shù)計算互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（ 100V 、100V）和小電流（5A、1A ），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)裝置等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電保護(hù)裝置時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢?，結(jié)構(gòu)上主要是電磁式的。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。非電磁式的新型互感器（如電子式互感器、光電式互感器）尚未進(jìn)入廣泛的工業(yè)實用階段。5.2 電流互感器的選擇本設(shè)計中電流互

37、感器均采用電磁式電流互感器，其工作原理與變壓器相似。其特點有以下兩點：（1） 電流互感器一次繞組串聯(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電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(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)下運行。5.2.1 電流互感器在主接線中的配置原則（1） 為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)保護(hù)、測量與電能計量要求按二相或三相配置。（2） 保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地

38、點應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的死區(qū)來設(shè)置。如有兩組電流互感器，應(yīng)盡可能設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)圍之中。（3） 為了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側(cè)或變壓器側(cè)，盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。（4） 為了減輕部故障對發(fā)電機的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側(cè)。5.2.2 電流互感器的選擇方法電流互感器的選擇主要考慮以下幾點：參數(shù)選擇、種類和型式選擇、一次回路額定電壓和電流的選擇、準(zhǔn)確級和額定容量的選擇、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。1

39、. 參數(shù)選擇電流互感器應(yīng)按表 5-1 所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。表 5-1電流互感器的參數(shù)選擇電流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A ，強電系統(tǒng)用 5A， 當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時也可考慮用 1A。二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護(hù)裝置和自動裝置的要求。一般情況下，測量儀表與保護(hù)裝置分別接于不同的二次繞組，避免相互影響。2. 種類和型式的選擇選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點（如屋、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其型式。320kV 屋配電裝置的電流互感器，應(yīng)采用瓷絕緣或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)；35kV 及以上配電裝置宜采用油浸瓷箱式絕緣

40、結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器；有條件安裝于斷路器或變壓器瓷套管，且準(zhǔn)確級滿足要求時，應(yīng)采用廉價、動熱穩(wěn)定性好的套管式電流互感器。3. 一次回路額定電壓和電流的選擇一次回路額定電壓U和電流IN1NU應(yīng)滿足U， IINSN1Nmax測量用電流互感器的一次額定電流不應(yīng)低于回路正常最大負(fù)荷電流，且應(yīng)盡可能比電路中的正常工作電流大 1/3 左右，以保證測量儀表在正常運行時，指示在刻度標(biāo)尺的3/4 最佳位置，并且過負(fù)荷時能有適當(dāng)提示。4. 準(zhǔn)確級和額定容量的選擇為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。對測量精確度要求較高的大容量發(fā)電機和變壓器、系統(tǒng)干線、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)或供電企業(yè)之間的電量交換的關(guān)口計量點，宜用0.2 級；裝于重要回路（如中小型發(fā)電機和變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、有收費電能計量的出線等）中的互感器，準(zhǔn)確級應(yīng)采用0.20.5 級；對供運行監(jiān)視、100MW 及以下發(fā)電機組的廠用電、較小用電負(fù)荷以及供電企業(yè)部考核經(jīng)濟指標(biāo)分析的電