kV變電站電氣控制方案設計TOC\o"1-3"\h\u64591緒論 1192552變電站主接線和主變壓器 295882.1主要接線的設計原則和要求 3156422.1.1設計主接線原則 3241292.1.2主要接線設計的基本要求 4289152.2主要接線線路的設計 528452.2.1設計步驟 5265742.2.2項目初步設計 5108412.2.3最佳界定方案 626402.3主變壓器的選擇 780222.3.1主變壓器數量的選擇 7323732.3.2主變壓器選型 740222.3.3主變壓器型號的選擇 8298312.4站變壓器的選擇 8202302.4.1站變壓器選擇的基本原則 8278132.4.2如何選用站用變壓器 8298593短路電流計算 10167753.1短路計算的目的，規定和步驟 10220013.1.1短路電流計算的目的 10272393.1.2短路計算的一般要求 10120563.1.3計算步驟 10136263.2變壓器參數的計算和短路點的確定 11222463.2.1變壓器參數的計算 119203.2.2短路點的確定 12323953.2.3每個短路點的短路計算 12102503.3計算各短路點的情況 12174663.3.1短路點d-1（110KV母線）的短路計算 12119203.3.235KV短路點d-2總線的短路計算 13225363.3.310KV母線的短路點d-3短路計算 13293483.3.4短路點d-4的短路計算 14113824電氣設備的選擇和驗證 16138264.1一般規定電氣設備的選擇 16144684.1.1一般原則 16181714.1.2幾項有關規定 16162054.2計算每個電路的連續工作電流 16312674.3高壓電氣設備的選擇 18290394.3.1斷路器的選擇和驗證 1868004.3.2隔離開關的選擇和驗證 1978894.3.3保險絲的選擇 20197274.3.4避雷器的選擇和驗證 2190964.4匯流排和電纜選擇和驗證 2115224.4.1材料的選擇 21207104.4.2母線橫截面積的選擇 21282645其它設備的選擇 23235415.1接地刀閘的選擇 23157445.1.1110kV側接地刀閘的選擇 23258465.1.210kV側接地刀閘的選擇 23272005.1.335kV側接地刀閘的選擇 2319395.2絕緣子和穿墻套管的選擇 2319106繼電保護的裝置選擇與整定 2586786.1電力變壓器的零序電流保護： 27243776.2縱聯差動保護 28124276.3瓦斯保護 28212886.4過電流保護 29205536.5電流速斷保護 30286507變電站防雷保護及其配置 33148867.1直擊雷的過電壓保護 33218967.2雷電侵入波的過電壓保護 33299087.3避雷器 343810參考文獻 3820206附錄 391緒論電力屬于一種環保型能源。目前，電力已成為工農業生產中不可或缺的動力，并廣泛應用于生產的各個領域和日常生活。一是它可以簡單有效地轉化為其他可供使用的能量。其次為了利于供電與控制，該系統以高壓形式進行電力分配，不僅可以提高電力使用的品質，還可以節約不必要的經濟浪費。最重要的是在新中國成立后，在我國能源工業快速發展的背景下，電力部門的生產值也逐漸成為我國的經濟發展中，重要的一部分，而且隨著變電站、開關設備和其他基礎公共工程也越來越多。在眾多領域，都制定了輸電、電壓等級轉換自動化等的電氣系統調試計劃。目前，雖然隨著時間的推移，我國的工業電力建設情況已逐步改善，但是我國的能源消耗也在不斷增加，所以為了節約電力的不必要損耗，需要對電能質量、經濟技術條件、供電系統的可靠性也要逐漸提高，讓相應的系統和設備對電力的使用和損耗降到最低，將電力最大化利用，在準確點就是我國對電力的利用和電力設備的設計都逐漸的精準起來，盡可能的減少損耗。為了讓供電設施盡可能的安全和節約，要合理的使用與消耗資金的投入、金屬的消耗。事實上，它與企業的經濟利益以及設備的人身安全都息息相關。2變電站主接線和主變壓器大部分的變電站在輸電過程中，變電站是屬于電力中轉站一樣的存在，而且要利用現代工業系統來進行配置，由此配置的電力傳輸系統才適合現代化的社會，所以在設計方面要加以控制。我國的變電站、控制站和保護站等設備在我國的計算機應用與網絡應用下被逐漸開發起來，讓其組合成集成系統，充分完善的為每個地區進行供電。其中的一種高壓電網是110KV，同時該地區的變電站覆蓋的范圍較廣。對這些因素進行綜合考慮后，進一步分析變電站運行和用戶負荷，在此基礎上，選擇地址，使用用戶數據計算負荷，并明確功率補償器。另外，為了明確變電站的接線方式，還需要在此基礎上使用一臺變壓器，通過變壓器計算短路點電流，通過結果選擇適合的電線與導體。說白了就是變電站高低壓設備如何選擇主要是作為變電站設計圖紙橫截面的依據。變電站的初步設計包括：（1）總體方案的確定（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）高低壓配電系統的設計和系統布線方案的選擇（5）繼電保護選擇和設置（6）防雷和接地保護根據我國經濟不斷發展以及科技技術的不斷提高，我國的電力科技在不斷進步下發展也在不斷完善，各種應用和設施也在逐漸普及，許多領域的新技術，包括發電系統、供電系統等，都在不斷變化。目前，變電站技術在其自身領域也取得了進展。在這方面，電力系統的發展變電站是電力系統的核心，也是電力系統的重要設施。電力系統的主要核心是變電站，變電站也是電廠與用戶連接的主要模塊，某些可行內容具有配電線路、轉換倉庫等功能。非常重要的重要性。變電站的相關活動分為以下幾類：（1）樞紐變電站樞紐變電站是整個電氣系統的跨芯部分的一部分，它可以在不同側收集電力，并連接高壓電氣系統的部分和低壓系統的部分。在相關標準中，根據規范和設計要求，300-500kv電壓變電站統稱為電纜變電站。（2）中間變電站高壓側由開關電源組成，通常由兩個或三個電源部分組成，開關電源能夠控制遠距離線段輸電和系統電源開關設備。電壓通常為200-330kV，降壓到當地用戶能夠使用的數值。（3）區域變電站高壓部分的電壓在110-220千伏之間，變電站主要負責該地區的電力供應。（4）終端變電站高壓部分電壓為110kv，接近加載點。是輸電線路的末端，同時這也是本論文的核心內容。并且在撰寫本文的過程中，需要根據110kv的電氣設計變電站部分。需要注意的是，本文設計的變電站類型為區域變電站。需要考慮到用戶的日常需求和相關生產領域的具體情況，并且還需要根據導師提供的相關資料和要求提出建議，并結合日常學習的知識，討論和熟悉參考資料，最終將這些依據用于未來的電氣元件設計。3短路電流計算3.1短路計算的目的，規定和步驟3.1.1短路電流計算的目的短路電流的計算是發電廠和變電站規劃的重要組成部分。人工數據處理的主要目標是：（1）設計主線時，要根據各種接線方式進行比較，最后確定哪一種能很好地限制短路電流，并計算出短路電流。（2）要保障該裝置在正常條件下可以安全運行，但在發生故障時必須可靠運行。以人民的安危為主，其次再考慮成本變化，然后計算效果值（f是通過短路電流檢查器件的動態穩定性）。3.1.2短路計算的一般要求3.1.2.1計算的基本情況;（1）要求電源必須在限定的電壓下運行。（2）為了保障電機性能，可以通過自動調節同步機來進行。（3）最容易發生短路的時間是在電流最大的那一刻。（4）要保障每一個電源的相位角一樣。（5）要在電源短路時，對可能會造成影響的設備進行預防。首先排除短弧電阻，主要是因為短弧電阻太小，無法滿足該條件的規格要求。換句話說，只需要考慮到短路電流的最大沖擊值和總電流的最大值。3.1.2.2接線方法當設計短路流程時，有必要在應用設計中減少最大關斷流量。需要注意的是，不能在整個切換過程中進行并行應用。3.1.3計算步驟（1）計算并設計短路點的接頭。（2）對網絡分布圖進行詳細的繪制。①首先從系統的每個元件中移除所有分支、線路電容器和電阻器。②電壓輸出為基準(通常是各級別的平均電壓)。③恒定反應是根據比率計算設計的。④畫出網絡電路的等效模式，畫出等效轉換后各元件的反應。（3）簡化網絡：針對不同的計算內容，根據對應網絡的中心與其短路點的相容性進行繪制，最后計算短路點之間的阻抗，即為變壓器的測量阻抗。（4）計算設備的反應。（5）各電源產生的短路電流的周期分量由運行曲線決定(運行曲線只有XJS=3.5)。①利用短路電流的無限容量獲得的周期分量進行計算。②計算短路容量和相關值。3.2變壓器參數的計算和短路點的確定3.2.1變壓器參數的計算基準值的選取：，取各側平均額定電壓（1）主變壓器參數計算由計劃設計可知：U12%=10.4U13%=17.0U23%=6.0U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(10.4+6.0-17.0)=-0.3<0所以U2%=0U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(10.4+17.0-6.0)=10.7U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(17.0+6.0-10.4)=6.3X1==10.7/100·200/31.5=0.680X2=U2%/100·SB/SN=-0/100·200/31.5=0.0X3=U3%/100·SB/SN=6.3/100·200/31.5=0.432（2）相關參數驗算由表1.5查明：X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*200/0.08=25（3）系統等值電抗3.2.2短路點的確定對于整體設計當中按照四種類型來考慮內容，并且對于整個短路點而言，需要降線路輸入值在110kv電壓以及高壓側變電器值相同設計，對此而言，對于整個設計過程當中需設計一個短路點；在其他三種電壓水平下，也僅需要一個短路點。3.2.3每個短路點的短路計算按照連接模式，參數設計，短路點設計等等進行網絡等值圖設計，具體如下圖所示：圖2-1短路等值圖3.3計算各短路點的情況3.3.1短路點d-1（110KV母線）的短路計算網絡化簡如圖2.2所示：圖2-2d-1點等值圖Xf1=Xs＝x0l（Sj/Uj2）＝0.4×150×（100/1152）＝0.454Xjs1=Xf1×Sn/Sb=0.454×1000/100=4.54因為Xjs1=4.54>3所以I"*=I∞*=I0.2*=1/Xjs1=1/4.54=0.22Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×115)=0.502(KA)In=Ib×Sn/Sb=0.502×1000/100=5.02(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.22×5.02=1.1(KA)ich=2.55×I"=2.55×1.1=2.8(KA)ich=1.52×I"=1.52×1.1=1.672(KA)S"=√3×I"×Un=√3×1.1×110=209.58(MVA)3.3.235KV短路點d-2總線的短路計算網絡化簡為：圖2-3d-2點等值圖Xf2=X+(X1+X2)//(X1+X2)=0.454+(0.341)//(0.341)=0.625Xjs2=X×Sn/Sb=0.6245×1000/100=6.23I"*=I∞*=I0.2*=1/Xjs2=16\100Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×37)=1.56(KA)In=Ib×Sn/Sb=1.56×1000/100=15.6(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.16×15.6=2.5(KA)ich=2.55×I"=2.55×2.5=6.375(KA)ich=1.52×I"=1.52×2.5=3.8(KA)S"=√3×I"×Un=√3×2.5×35=151.55(MVA)3.3.310KV母線的短路點d-3短路計算網絡化簡為：圖2-4d-3點等值圖Xf3=X+(X1+X3)//(X1+X3)=0.7315Xjs3=Xf3×Sn/Sb=0.7315×1000/100=7.315I"*=I∞*=I0.2*=0.1367Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×10.5)=5.5(KA)In=Ib×Sn/Sb=5.5×1000/100=55(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.1367×55=7.52(KA)ich=2.55×I"=2.55×7.52=19.176(KA)ich=1.52×I"=1.52×7.52=11.43(KA)S"=√3×I"×Un=√3×7.52×10=130.25(MVA)3.3.4短路點d-4的短路計算對于簡化的網絡圖需要添加站用變壓器當中的電抗標幺值方可，如下所示：圖2-5d-4點等值圖Xf4=Xf3+X4=0.7315+50=50.7315Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×0.4)=144.34(KA)In=Ib×Sn/Sb=144.34×1000/100=1443.4(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.00197×1443.4=2.84(KA)ich=2.55×I"=2.55×2.84=7.242(KA)ich=1.52×I"=1.52×2.84=4.32(KA)S"=√3×I"×Un=√3×2.84×0.38=1.87(MVA)4電氣設備的選擇和驗證變壓器設計主要基于導體選擇和電氣選擇，而整臺變壓器的設計與我國的專業技術政策和經濟政策有關。選用的設備均為政府推薦的新產品，技術先進、運行安全、經濟合理是保證設計合理的重要關鍵。為此，有必要選擇適合當前模式的電氣安裝。4.1一般規定電氣設備的選擇4.1.1一般原則必須對維修、保養、運行條件和異常情況進行綜合考慮，并考慮到可持續發展的需要。4.1.2幾項有關規定變壓器設計中導體和電力的選擇主要基于運行條件。而熱穩定性能和動態穩定性能是根據短路問題設計的，在此基礎上可以檢查短路問題發生的基本情況。（1）在正常工作條件下，每個電路的工作電流根據下表計算。（2）各回路的相關電流條件應在正常運行條件下進行計算，如下所示。表3-1各回路持續工作電流回路名稱計算公式變壓器回路Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un饋電回路Igmax=Pn/√3Uncosφ循環名稱計算公式變壓器電路Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un饋電電路Igmax=Pn/√3Uncosφ注意：Pn，Un，In等都是設備本身的額定值。Igmax，Ugmax，Igmax是該裝置的連續工作值4.2計算每個電路的連續工作電流依據表4.1，各回路持續工作電流計算見下圖：表3-2各回路持續工作電流結果表回路名稱計算公式及結果110KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×115=166.05A110KV進線Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/(√3×115×0.85)=184.2A35KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×38.5=495.996A35KV出線火電廠2Ig.max=S/√3Uncosφ=8800/(√3×37×0.85)=150.36A火電廠2Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/(√3×37×0.85)=98.79A10KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×10.5=1818.65A10KV出線化工廠Ig.max=S/√3Uncosφ=3000/√3×10.5×0.85=194.07A鋁廠（兩回）Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/√3×10.5×0.85=355.8A醫院（兩回）Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A氮肥廠Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A印刷廠Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A0.4KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×653/√3×0.38=104.17A如圖每個電路的連續工作電流計算如下圖所示：電路名稱計算公式和結果終結；1）110KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×115=166.05A2）110KV輸入線Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/（√3×115×0.85）=184.2A3）35KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×38.5=495.996A4）35KV出口熱電廠2Ig.max=S/√3Uncosφ=8800/（√3×37×0.85）=150.36A5）火力發電廠2Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/（√3×37×0.85）=98.79A6）10KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×10.5=1818.65A7）10KV出口化工廠Ig.max=S/√3Uncosφ=3000/√3×10.5×0.85=194.07A8）鋁廠（兩次）Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/√3×10.5×0.85=355.8A9)醫院（兩次）Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A10)氮肥廠Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A11)印刷廠Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A12)0.4KV母線Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×653/√3×0.38=104.17A4.3高壓電氣設備的選擇4.3.1斷路器的選擇和驗證除了相關的環境和技術因素外，還要考慮整體安裝類型、試運行類型、后續管理類型。在整體選擇過程中，需要比較經濟成本和評估技術參數。根據相關設計規范和我國的研究現狀來看，低油斷路器應設計在6~220千伏的范圍內。斷路器選擇的具體技術條件如下：（1）電壓：Ug（主電網連續工作電壓）≤Un（3-1）（2）當前：Ig.max（連續工作電流最大值）≤In（3-2）（3）斷流：Idt≤Ikd（3-3）式中：Idt-斷路器實際斷開的短路周期分量;Ikd-斷路器的標準斷路電流。（4）動態穩定性：Ich≤imax（3-4）當中：ich-斷路器的最大峰值電流;Imax。（5）熱穩定性：I∞2tdz≤It2t（3-5）當中：I∞-穩定的短路電流;當中：時間t由短路電流計算，斷路器的選擇,根據以下條件選擇斷路器：電壓：電流：每個電路見表3.2。每個斷路器的選擇結果如下表所示：斷路器的選擇結果見下表：表3-3斷路器的型號及參數參數型號電壓額定值（K.V）電流額定值（A）斷開電流額定值（K.A）電流動穩定（K.A）電流熱穩定（K.A）分閘時間（s）合閘時間（s）變壓器110KV處OFPI-110110125031.58031.5(3)<0.03變壓器35KV處HB35361250258025(3)0.060.0635KV出線處HB35361250258025(3)0.060.06變壓器10KV處HB-101012504010043.5(3)0.060.0610KV出線處ZN4-10C1060017.329.417.3(4)0.050.2站用DW5-400380-4004004.3.2隔離開關的選擇和驗證（1）110KV側隔離開關的校驗=1\*GB3①動穩定：ich≤imaxich=2.8(KA)imax=50(KA)ich<imax=3\*GB3③熱穩定：I∞2tdz≤It2t根據相關設計內容可知：I∞2tdz=1.12×1.7=2.1[（KA）2s]It2t=142×5=980[（KA）2s]則：I∞2tdz≤It2t經以上校驗此隔離開關滿足各項要求。（2）35KV變壓器側隔離開關的校驗=1\*GB3①動穩定：ich≤imaxich=6.375(KA)imax=80(KA)ich<imax=2\*GB3②熱穩定：I∞2tdz≤It2t根據相關設計內容可知：I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]It2t=23.72×4=2246.76[（KA）2s]則：I∞2tdz≤It2t經以上校驗此隔離開關滿足各項要求。（3）35KV出線側隔離開關的校驗=1\*GB3①動穩定：ich≤imaxich=6.375(KA)imax=34(KA)ich<imax=2\*GB3②熱穩定：I∞2tdz≤It2t根據相關設計內容可知：I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]It2t=5.62×5=156.8[（KA）2s]則：I∞2tdz≤It2t經以上校驗此隔離開關滿足各項要求。4.3.3保險絲的選擇高壓熔斷器必須按照所列的技術檢查條件和工作環境。目前，保險絲是最常見的保護裝置，同時也是最通用的，該裝置是為了預防電氣設備的保護影響過載電流，高壓帽用于保護電纜和變壓器。換句話說，發電廠需要變壓器保護，保護該設備的安全措施是變壓器。4.3.3.1選擇保險絲選擇的技術條件如下：（1）電壓：（3-12）（2）電流：（3-13）（3）按照相關的性能要求以及熔體的額定電流相關參數要求，要對于選擇的前后級進行保障。4.3.3.2保險絲的選擇如表3-7下圖所示表3-7熔斷器的型號及參數種類電壓標準值(KV)電流標準值(A)開端容量(MVA)其他RN2100.51000保護戶內電壓互感器RW9-35350.52000保護戶外電壓互感器4.3.4避雷器的選擇和驗證根據一定的分類標準，避雷器主要分為以下兩種不同的類型：一是閥門避雷器；二是磁爆式避雷器。間隙值可以設計為高滅弧能力，間隙值的保護是管狀避雷器。具體的工作流程是把電弧吹到中間有一個空隙，然后對整個電路做防雷保護。閥蓋的參數主要選擇以下條件：（1）額定電壓。保護開關通常在額定網絡電壓(即網絡相電壓)下正常工作。（2）電弧抑制電壓。在停電的情況下，最大工頻電壓可以通過屏蔽饋入。電網最大工作電壓為110%，可以用3-10kV閥蓋的電弧熄滅電壓。（3）脈沖突發電壓。在脈沖放電電壓下測量，預放電時間為1.5-2.0微米。（4）殘余壓力。換句話說，剩余電壓是由脈沖雷電流通過停止裝置引起的電壓損失。保護設計考慮了使用過程中要保護的電氣設備的絕緣調整。在這方面，只要能夠正確選擇停止類型，就可以檢查其參數和保護特性。4.4匯流排和電纜選擇和驗證4.4.1材料的選擇配電單元的母線由銅，鋁或鋁合金制成。銅是一種優良的母線材料，具有低電阻率，高機械強度，高耐腐蝕性和廣泛的應用。4.4.2母線橫截面積的選擇4.4.2.1根據母線允許長時間加熱來選擇功率長期流動影響所有電壓電平下的主電流軌設計，線路設計和配電規劃和臨時安裝規劃有一定的負面影響。KIal≥Igmax（3-15）當中：Ial對于母線環境溫度處于25oC時，能夠按照母線的相關允許長期電流來設計。Igmax-通過總線的最大長期工作電流。K-溫度校正系數母線當中的額定溫度Θ0，設計值為θ0=250C，母線時間實踐環境溫度設計值為θ，母線允許長期溫度為θal，設計值為θal=700C。（1）110KV母線選擇110KV總線中的Igmax=116.05A。KIal=0.943×252=237.636>116.05=IGmax的對此而言根據25×3矩形鋁母線具有75mm2的橫截面面積。2Ial=252A（2）35KV母線選擇35KV總線中的Igmax=495.996A。KIal=0.943×632=595.976A>495.996=IGmax的對此而言根據50×3矩形鋁母線具有250mm2的橫截面面積。Ial=623A（3）10KV母線選擇10KV總線中的Igmax=1818.65A。KIal=0.943×1360=1282.48A>1818.65A=IGmax的對此而言根據80×10矩形鋁母線具有800mm2的橫截面面積。Ial=1360A滿足動態穩定性的要求效應良好，對于35kV及以下普遍應用。3）管狀導體：強度高，趨膚效應好，一般在8000A以上使用。軟導線：軟導線分為單根軟導線和獨立導線。在高負荷電流的情況下，分線能夠滿足要求，具有良好的抗震性能和良好的經濟性能。5其它設備的選擇5.1接地刀閘的選擇5.1.1110kV側接地刀閘的選擇校驗：動穩定電流峰值熱穩定電流（2S）可以看出，選用的JW2-110接地開關能夠滿足要求。5.1.210kV側接地刀閘的選擇根據系統電壓，可選擇JN1-10I型接地開關。校驗：動穩定電流峰值熱穩定電流（2S）可見所選的JN1-10I型接地刀閘能夠滿足要求。5.1.335kV側接地刀閘的選擇根據系統電壓，可選擇接地開關JW-35。校驗：動穩定電流峰值熱穩定電流（2S）可見所選的JW-35型接地刀閘能夠滿足要求。5.2絕緣子和穿墻套管的選擇絕緣材料包括一定的耐熱性和耐濕性。另一種外部絕緣增加了表面的放電距離，防止雨水流動，確保在惡劣的氣候條件下正常運行。當套管穿透墻壁和天花板時，以及當套管從內向外穿透墻壁時，就需要使用壁套管。6繼電保護的裝置選擇與整定繼電保護有多種類型，但通常由測量部分、邏輯部分和性能部分組成。具體如7-1所示：圖7-1繼電保護裝置的原理框圖測量儀器輸入被保護對象的相關信號，與規定的整定值進行比較，判斷保護是否有效。根據測量元件的每個輸出的大小、特征、形狀或組合的順序，保護裝置可以根據特定的邏輯關系進行操作，并最終確定保護裝置的行為。操作單元發送即時或延遲的警報或觸發信號。電網保護繼電器的配置原則首先要滿足繼電保護的四個基本要求：選擇性、快速動作性、靈敏性和可靠性。然后根據網絡電壓等級、網絡結構、接線方式特點，選擇各種保護措施的運行原理和性能，進行有機調整，形成完整的網絡保護。110kV部分：110kV采用內部橋式接線，所以110kV不需要安裝保護。35kV部分：線路保護：35kV接地低壓電網的線路應配備反映相位和單相接地故障的保護裝置。因此，建議安裝兩級電源屏蔽，以反映相位故障。需要注意的是，輸出斷路器的脈沖保護和兩相線的保護，必要時需要安裝三相一次性重合閘電路。當安裝反映單相接地故障和反映零序電壓的接地信號裝置時，應發送與單相接地有關的信號。斷路器保護：當母線充電時，增加帶時限的定時過流保護。10kV部分如下：電線保護：接地10kV低壓系統的電線必須防止相位和單相故障。建議安裝兩級電源保護，以反映相位故障，脈沖保護和兩相線路輸出開關保護。支持開關保護：增加了帶時間限制的定時過流保護，在充電過程中保護母線。1）主變壓器保護配置a）氣體保護：作為變壓器的主要保護裝置，對變壓器箱內的故障作出反應，包括相間短路、地對地短路、連續短路和鐵芯著火，降低油位。輕氣體影響信號，重氣體影響變壓器兩側斷路器的開度。b）縱聯保護：作為主變壓器的主保護，反映相間短路、單相接地回路短路、變壓器線圈短路、貫穿件短路和導體短路。大電流接地系統的側部和導體相CT是安裝在主變壓器的3側和4點上的獨立CT。c）混合電壓啟動的有限過流保護：作為氣體和長度差保護的后備保護，用于對短路時出現的負電壓作出反應。d）零序電流保護：對響應變壓器的外部接地短路。母線保護2)35kV單母如果母線發生故障，可以通過觸摸變壓器35kV側的斷路器來消除故障。2）單個10kV母線段（分段運行），未應用特殊保護，如果電源軌出現故障，可以通過觸摸變壓器10kV側的斷路器來排除故障。線路保護1)110kV輸入線路：由于110kV博山變電站位于系統受端，110kV輸入線路無保護。2)35kV線路保護：(短路電源保護，臨時過流保護)兩相電源保護，快速復位。（1）I-熱斷電保護是主要保護，它反映了由相位電涌引起的瞬態工作電流保護，并保護15-20%的總長度。（2）作為第二部分高速電流釋放保護的后備保護，第二部分限時過流保護不僅可以保護整根導線，還可以保護整根導線，以及相鄰部分的長度。（3）如果線路暫時出現故障時電源沒有停止，應安裝自動耦合裝置。（4）35kV是小電流接地系統，因此如果線路發生單相接地，然后它可以繼續工作2小時，所以它不觸發斷路器，它只影響信號，信號和電流釋放的第一部分是主要保護，它反映了電力浪涌引起的瞬態相-相操作電流保護和總長度的15-20%保護。3)10kV線路保護：兩相功率保護(快速失電保護、臨時過流保護)，快速復位：（1）主保護不高于一級，有兩級限時短路保護，可保護全線70-70%。（2）如果線路暫時出現故障時電源沒有停止，應安裝自動耦合裝置。（3）10kV是低電流接地系統，因此如果線路上存在單相接地故障，則它可以繼續工作2小時，因此它只能工作并連接信號，而不會使斷路器跳閘。空心三角形的PT。6.1電力變壓器的零序電流保護：如果安裝在高壓側的過電流保護的靈敏度小于低壓側的單相短路保護的靈敏度，并且不能滿足規定的要求，則必須保護裝置的順序電流不能安裝在低壓中壓和單相接地保護裝置上。該設置應在正常運行期間盡可能避免不對稱電流通過變壓器零點。國標規定對稱電流不得超過額定電流的25%。由于零序電流互感器的變比為150/1，所以；=0.524S＜0.5～0.7S所以符合要求。式中=1.2～1.3稱可靠系數。規定≥1.25～1.5。繼電器常用感應式GL型系列。6.2縱聯差動保護一步一步來，限時過流不會在電源耦合附近發生故障后立即觸發，并且當前的高速制動屏蔽具有一個死通道，在該死通道中，它會立即切斷部分受保護的繞組。為了使變壓器成為一個重要的裝置，縱向差動保護可以在故障情況下立即切斷。差動保護器是一種保護裝置，其工作原理是反映被保護元件兩側的電流差。差動保護范圍包括變壓器繞組、側套管和導體中可能出現的各種短路模式。——不平衡電流——外界短路時的最大短路電流——同類型系數，差動保護使用兩種同類型變壓器，k=0.5，且它們屬于不同的類型，取k=1；——互感器的誤差，取最大值10%。為防止故障，差動保護的工作電流應大于最大不對稱電流。為了提高差動保護的靈敏度，必須盡量減小不對稱電流。6.3瓦斯保護氣體保護又稱氣體繼電保護，是針對油浸式變壓器內部故障的主要保護措施。根據GB50062-92，超過700kVA的工作場所常規油變壓器和超過400kVA的油變壓器必須配備基礎氣體保護設備。氣體保護的主要部件是氣體繼電器。它安裝在變壓器油箱和油墊之間的連接處，利用潛油變壓器內部故障運行時產生的氣體。而瓦斯暴露主要分為以下兩種：一是輕度瓦斯暴露；二是重度瓦斯暴露。變壓器正常運行時，當變壓器外殼出現小故障時，必須打開“輕氣體觸點”。如果變壓器油箱內部出現嚴重故障，則“重氣體觸點”將會點燃。如果變壓器油箱泄漏，分別連接“輕氣體觸點”和“重氣體觸點”。重油的使用值根據油流來設定，油浸自冷變壓器一般設定為0.6~1.0m/s，對于強制油循環的變壓器，這個設定為1.1~1.2m/s。6.4過電流保護時光倒流：接線系統簡單、經濟，當前輩廣泛用于10kV以下的中小型工廠供電系統。可同時進行電流快速斷開和電流保護。但需要注意的是，時間點的切換容易出錯。持續時間：接線較為復雜，運行的時間短，主要適用于35kV以上的電力系統。(1)過電流保護裝置動作電流計算最小的電流保護閾值電流應根據以下兩種情況設置：一是避免正常工作電流的最大負荷電流；第二，防止外部故障關斷后，各電機的自啟動電流。過載保護裝置一次側的啟動電流應按下列公式計算：式中——可靠系數，DL型繼電器取1.2；GL型繼電器取1.3；——返回系數，DL型取0.7，GL型取0.75；——電動機自起動系數。由實驗或實際運行數據來確定，當可查時，可考慮將取3~4。電流繼電器的動作電流為：式中——接線系數；——電流互感器。（2）過電流保護的靈敏系數根據規定，零接地系統是最低的運行模式，在保護區末端發生兩相短路時，可考慮至少1.25至1.5的系數。即：6.5電流速斷保護為了確保過流保護裝置的選擇性，必須以△t秒為增量增加設定時間極限。離電源越近，短路電流越大，保護時間越長。為了消除這些缺陷，需要對電機安全運行非常不利的運行時間進行限制，另外，還可以使用瞬時電流快速制動保護裝置。目前來看，快速制動保護裝置的優勢在于它們運行迅速，并能夠減少故障排除時間。斷路器不能單獨使用，必須和斷路器一起使用。在最大運行模式下，制動保護裝置的運行電流應根據電纜末端的短路電流進行調整。PSC繼電器的工作電流應為：式中——可靠系數，DL型繼電器取1.2～1.3，GL型繼電器取1.5～1.6。速斷保護的靈敏度是在系統最小運行方式下保護安裝處兩相短路電流與其動作電流之比，即。具體的安裝流程如圖8.2所示。圖8-2定時限過電流保護和電流速斷保護斷電保護圖：KC4、KC5、KC6、KT、KS1形成明顯的過流保護，而KC1、KC2、KC3、KS2、KA形成電流。引入可靠性因子保證斷路器選擇性動作后，快速觸發電流大于保護區末端的最大短路電流，因此保護裝置不能提供完整的保護回路整定。而且由于死區的存在，快速分斷保護不能作為主保護，過流保護作為輔助保護更為經濟合理。7變電站防雷保護及其配置雷電接地：用于降低均勻流向地面的雷電流引起的過電壓。該屬性似乎位于前兩個地基之間，同時其也是防雷裝置的重要組成部分。它就像一種強大的人身安全保護手段，相當于工作接地，但只在發生故障時才發揮作用，類似于保護性接地，通常電阻范圍為1-30。由此可見,接地電阻取10較合適。查接地裝置(沖擊系數)與(接地裝置的沖擊利用系數)表,選用一字形的接地體。查得：＝0.45＝(式中：—沖擊電流下的電阻;—工頻電流下的電阻)＝0.45×10＝4.57.1直擊雷的過電壓保護安裝單獨的避雷針。脈沖接地電阻不應超過10歐姆，以避免變電站設備、電氣結構和技術遭受直接雷擊。配氣站構筑物之間將安裝獨立的避雷針，防止雷擊造成反擊事故。其中，最小距離應為5m，獨立避雷針接地裝置與接地網的距離不應超過3m。根據前面的條件，變電站的避雷針結構如下。1）35kV、110kV配電系統：安裝獨立避雷針，并將構造柱端部鋼筋接地。2）主變壓器配有獨立的避雷針。3）不同電壓等級的航道橋：安裝獨立的避雷橋。4）主控室：室內配電箱橫梁7.2雷電侵入波的過電壓保護防止侵入波的主要措施：（1）為控制侵入性腦電波的數值，變電站內安裝了閥式避雷器，并在變電站輸入線路上安裝了輸入線路保護裝置，避免雷電流流入閥門，并有效減小雷擊浪涌的斜率。（2）車站應配備避雷裝置，以限制過電壓并防止接觸腦電圖。避雷針應安裝在變電站附近1~2km的110kV和35kV線路上，以實現30kA和75kA以下的低防雷角。在25度和30度之間，脈沖接地電阻值約為10歐姆，所以大部分雷擊只發生在導線截面之外，即在三線圈變壓器中，所有低壓相線圈上必須安裝避雷針，并直接接地到零點。保護變壓器零點和變壓器的絕緣。7.3避雷器避雷器是過壓限制它本質上是一個過電壓收集器。它與其他保護設備一起使用，當供應的電壓超過一定范圍時，避雷器就會運作起來，并泄漏大量能量。避雷器廣泛用于電氣系統。它取決于額定電壓(工作電壓，正常工作期間提供給終端的電源電流的頻率，即使用停止器的網絡的額定電壓)和額定電壓，即功率的平均平方，頻率工作電壓，避雷器是自由電弧，所以它能可靠地關閉。1)進出線設備外側；2)所有母線上；3)變壓器高壓側，盡量靠近變壓器；4)變壓器低壓側為△時，只裝在B相；5)主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設；避雷線的配置：1)110kV及以上線路全長架設避雷線；2)35kV雷電日較高應全長架設避雷線；3)10kV—35kV，一般設1—2km的進線段保護，以降低雷電波的陡度。已知條件算法：滾球法避雷針組號1避雷針編號：#1 #2 #3 針高：(#1,#2,#3)12.00米避雷針計算高度：(#1,#2,#3)12.00米被保護物的防雷等級要求：30米被保護物的高度：10.50米 計算過程和公式保護高度10.50米的計算#1,#2,#3r0=√[h*(2hr-h)]=√[12.00*(2*30.00-12.00)]=24.00(米)rx=√[h*(2hr-h)]-√[hx(2hr-hx)]=√[12.00*(2*30.00