河南机电高等专科学校毕业设计论文
2周期分量效应 Qk~?171.6??KA??S?
??因tk>1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为
2Qk??Qk~=171.6??KA??S???
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第五章 继电保护设计及整定
5.1主变压器保护设计与整定
现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。 变压器一般应装设以下保护：
1. 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。 2. 差动保护。 3. 后备保护。
4. 中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。 5. 过负荷保护。 一、瓦斯保护
容量为800KVA级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。 瓦斯保护装置及整定：
瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。 目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。
瓦斯保护的整定：
（1）、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为250—300m，变压器容量在10000KVA以上时，一般正常整定值为250cm2，气体容积值是利用调节重锤的位置来改变。 （2）、重瓦斯保护油流速度的整定
重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6—1.5m/s，在整定流速时均以导油管 中的流速为准，而不依据继电器处的流速。
根据运行经验，管中油速度整定为0.6—1.5时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为0.4—0.5。因此，本设计中，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在1S左右。 二、纵联差动保护
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瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及 引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。 瓦斯保护职能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可在电源侧装设电流速断保护，但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵差动保护。
在本设计中，采用由BCH-2继电器起动的纵联差动保护。
图表5-1变压器纵联动保护参数计算结果
名称 额定电压 额定电流 110KV 40000/(3*110)＝209.95KA 电流互感器的接线方式 电流互感器一次电流计算值 1/2各侧数值 35KV 40000/(3*37)＝599.7KA 1/210KV 40000/(3*10.5)＝2099.5KA 1/23?209.95?363.6KA 3?599.86?1038.96KA 3?2099.5?3636.36KA 确定保护的动作电流： （1）、躲过励磁涌流
IDZ=Kk*Ie=1.3*209.95=272.94A （2）、躲过外部短路时的最大不平衡电流
IDZ=Kk*Ibpmax=Kk*(KTXKfzqKi+△U+△fza)*Idmax =1.3*(1*1*0.1+0.05+0.05)*8790=2285.4A 折算至高压侧得：2285.4*（11/110）＝228.5A (3)、躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：
IDZ=1.3*Ie=1.3*209.95=272.94A 综上保护基本侧的动作电流为：272.94A
为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器差动保护、瓦斯保护的后备，
变压器应装设后备保护。后备保护的方案有过电流保护、负荷电压起动的过流保护、负序过电流保护和低阻抗保护等。
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5.2母线保护设计
110KV—220KV电网中母线保护应用较多的是母联相位比较差动保护，故在
本设计中110KV母线保护母采用联相位比较差动保护。
10KV母线保护设计。10KV采用的都是单母分段连线， 10KV单母分段连线，一般采用低阻抗的电流差动母线保护，故在本设计中10KV母线保护采用低阻抗的电流差动母线保护。
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第六章 防雷保护和接地装置
6.1变电多额防雷原则
变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，并在在保证可靠性的前提下力求经济性。
6.2变电所的防雷设计
防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成。避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据下列公式进行，校验是否在保护范围之内。
（1）单根避雷针的保护范围应按下列公式确定：
当hx?h/2时，rx?(1.5h?2hx)p 式中hx-被保护物高度，m
h—避雷针的高度，m
rx—每侧保护范围的宽度，m
p—高度影响系数，当h≤30m, p=1, 当30＜h<120 , p=30 h（2）两支等高避雷针保护范围确定方法：
两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定，两针间的保护最低点高度应按下式计算：
h0?h?D/7p
式中h0—两针间保护最低点的高度
D—两避雷针间的距离
两针间hx在水平面上的保护范围的一侧的最小宽度按下式计算： 当hx?h0/2时， bx?h0?hx 当hx?h0/2时， bx?1.5h0?2hx 式中bx—保护范围的一侧最小宽度
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