1、精選優質文檔-傾情為你奉上目 錄附錄四 變電站保護配置圖摘 要 本設計圍繞110KV變電站的繼電保護，根據設計原始資料提供的變電站的一次系統圖和相關規程，進行短路電流的計算，對變壓器、母線、線路配置保護，主要保護整定計算與校驗。 通過計算和比較，按照繼電保護選擇性、速動性、可靠性、靈敏性，確定了變電站電氣設備、母線、線路保護的初步設計方案和配置，并對主要保護進行了綜合評價。最后繪出變電站的保護配置圖。 【關鍵詞】 整定計算、零序電流保護、差動保護1 概述繼電保護裝置是能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。繼電保護基本任務：自動，迅速，有選

2、擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行。反應電氣設備的不正常運行狀態，并根據運行維護條件，而動作于發出信號或跳閘。 對動作于跳閘的繼電保護,在技術上一般應滿足四個基本要求:選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。 （一）選擇性：指電力系統發生故障時，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，以盡量縮小停電范圍。 （二）速動性：快速切除故障。快速切除故障的優點，提高系統穩定性；減少用戶在低電壓下的動作時間；減少故障元件的損壞程度,避免故障進一步擴大。 （三）靈敏性：指在規定的保護范圍內,對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應

3、在區內故障時,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。 （四）可靠性：該動作的故障,它能可靠動作,即不發生拒絕動作（拒動）；而在不該動作時，他能可靠不動，即不發生錯誤動作（簡稱誤動）。 上述四個基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎，也是貫穿全設計的一個基本線索。它們之間既矛盾，又在一定條件下統一。2系統運行方式2.1運行方式的選擇 變電站運行方式選擇原則：變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應考慮其中容量最大的一臺停用。線路運行方式選擇原則：一個發電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，另一條線路又故障的方式；雙回路一般不考慮同時停用。 系統運行方式的確定

4、：本系統的最大運行方式是所有設備全部投入運行；系統的最小運行方式為發電機G1或G2投入。所有變壓器星型側接地。2.2變壓器中性點接地選擇 (1)變電所低壓側有電源的變壓器，中性點均要接地。 (2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。 (3)T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。 (4)為防止操作過電壓，在操作時應臨時將變壓器中性點接地，操作完畢后再斷開，這種情況不按接地運行考慮。3故障點選擇與序網絡制定本次設計是110KV A站變電站繼電保護，如圖3.1所示，整個系統中選擇了6個短路點d1、d2、d3、d4、d5、d6。根據整定計算的需要，保護的整定原則選擇的短路點。圖3.2、

5、3.3、3.4是d1短路時的正、負、零序網絡圖，其他短路點的網絡圖原理一致。圖3.1 等值電路圖和各短路點圖3.2 d1短路時的正序網絡圖圖3.3 d1短路時的負序網絡圖圖3.4 d1短路時的零序網絡圖4 變電站保護的配置4.1 線路保護的配置 根據 GB/T142852006繼電保護和安全自動裝置技術規程第4.4條3KV 10KV線路保護4.4.2.1條規定：單側電源線路，可裝設兩段過電流保護，第一段為不帶時限的電流速斷保護：第二段為帶時限的的過電流保護；保護可采用定時限或反時限特性。保護的選擇性，靈敏性，可靠性，速動性，經濟性，A站10KV饋線配置電流速斷保護和定時限過電流保護。小電流接地

6、系統（35KV及以下）輸電線路一般采用三段式電流保護反應相間短路故障：由于小電流接地系統沒有接地點，故單相接地短路僅視作異常運行狀態，一般利用母線上的絕緣檢查裝置發信號，由運行人員分區停電尋找接地設備。對于變電站來講，母線上出線回路較多，也涉及供電的連續性問題，故一般采用零序電流保護反應接地故障。110KV輸電線路一般采用三段式相間距離保護作為故障的保護方式，采用階段式零序電流保護作為接地短路的保護方式。對于極個別非常短的線路，如有必要也可以采用縱差保護作為主保護。本系統線路的保護方式采用三段式相間距離保護作為故障的保護方式，采用階段式零序電流保護作為接地短路的保護方式。其中，第I段作為線路的

7、主保護，II、III段作為后備保護。4.2 母線保護的配置 根據 GB/T142852006繼電保護和安全自動裝置技術規程第4.8.4條規定：對3KV10KV分段母線宜采用不完全電流差動保護，保護裝置僅接入有電源支路的電流保護裝置由2段構成，第一段宜采用無時限或帶時限的電流速斷保護，當靈敏系數不符合要求時，采用電壓閉鎖電流速斷保護；第二段采用過電流，當靈敏系數不符合要求時，可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保護的啟動電流。所以A站10KV側母線配置不完全差動保護即簡易母差保護。根據 GB/T142852006繼電保護和安全自動裝置技術規程第4.8.2條規定：110KV單母線需要快

8、速切除母線上的的故障時，應裝設專用的母線保護。根據4.9.1規定:110KV電力網的個別重要部分應裝設斷路器失靈保護。所以，A站110KV母線配置母聯差動保護和斷路器失靈保護，斷路器失靈保護作為其近后備保護。4.3變壓器保護的配置根據 GB/T142852006繼電保護和安全自動裝置技術規程第4.3.2條規定：電力變壓器應裝設如下保護：0.4 MV.A 及以上的車間內油浸式變壓器和0.8 MV.A及以上的油浸式變壓器均應裝設瓦斯保護。 根據第4.3.3.2條規定：電壓在10KV以上，容量在10MV.A及以上的變壓器，應裝設縱聯差動保護。根據第4.3.8.2條規定：分級絕緣變壓器應裝設用于中性點

9、直接接地和經放電間隙接地的兩套零序過電流保護。還應增設零序過電壓保護。根據第4.3.3.2條規定：相間短路后備保護宜采用過電流保護和復合電壓啟動的過電流保護或復合電流保護。本保護變壓器容量為20MV.A ，變壓器絕緣采用分段絕緣，中性點不允許過電壓。應裝設瓦斯保護、縱聯差動保護、變壓器中性點側裝設零序過電流保護和零序過電壓保護，采用復合電壓閉鎖、過電流保護作為其后備保護。本變電站具體保護配置見表4.1所示。表4.1變電站保護的配置保護對象主保護后備保護變壓器差動保護、瓦斯保護零序過電流、零序過電壓、零序電流差動保護母線10KV側不完全電流差動保護110KV側完全電流差動保護斷路器失靈保護線路1

10、0KV側饋線電流速斷保護、限時電流速斷保護定時限過電流保護斷路器502零序電流保護I段、II段零序電流保護III段斷路器503距離保護I段、III段零序電流保護I、III段斷路器504距離保護I段、II段、III段零序電流保護I、II段、III段5 主要保護的綜合評價5.1 變壓器保護的綜合評價 （1）瓦斯保護：瓦斯保護主要用來保護變壓器的內部故障，優點是簡單，靈敏，經濟；缺點是動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內部故障，瓦斯保護只有與差動保護配合使用才能做到優勢互補，效果更佳。瓦斯保護裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。變壓器內部發生輕微故障時，繼電器觸點閉合，發出瞬時“輕瓦斯動作”信號。變壓器

11、內部發生嚴重故障時，油箱內產生大量氣體，強烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點閉合，發出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器各側斷路器。變壓器嚴重漏油使油面降低時，繼電器動作，同樣發出“輕瓦斯動作”信號。 （2）差動保護：差動保護是一切電氣主設備的主保護，優點是靈敏度高、選擇性好、實現簡單，它不但能正確區分區內外故障，而且不需要與其他元件配合，可以無延時地切除區內各種故障。缺點是當大型變壓器內部產生嚴重漏油或匝數很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時，差動保護不能動作。 （3）零序電流差動保護：中性點直接接地電網的變壓器裝設零序（接地）保護作為變壓器住保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護。當變壓器中性點同時

12、裝設有避雷器和放電間隙時，應裝設零序電流保護作為變壓器中性點直接接地運行時的保護，并增設一套反映間隙放電電流的零序電流保護和一套零序電壓保護作為變壓器中性點不接地運行時的保護。后者作為間隙放電電流的零序電流保護的后備保護。5.2線路保護的綜合評價 （1）零序電流保護：可用做中性點直接接地系統中主要的接地短路保護，有較好的靈敏度，接線簡單可靠；但不能反映三相和兩相短路，受系統運行方式影響大。當零序電流保護不能滿足系統要求時，應裝設接地距離保護、。當線路配置了接地距離保護時，根椐運行需要還應配置階段式零序電流保護。特別是零序電流保護中最小定值的保護段，對檢測經較大接地電阻的短路故障較為優越。 （2

13、）距離保護：優點是能滿足多電源復雜電網對保護動作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時反應電壓的降低和電流的增大而動作的，因此距離保護較電流保護有較高的靈敏度。其中段距離保護基本不受運行方式的影響，而、段受系統運行變化的影響也較電流保護要小一些，保護區域比較穩定。缺點是不能實現全線瞬動。對雙側電源線路，將有全線的3040的第段時限跳閘，這對穩定有較高要求的超高壓遠距離輸電系統來說是不能接受的。阻抗繼電器本身較長復雜，還增設了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此距離保護裝置調試比較麻煩，可靠性也相對低些。 （3）階段式電流保護：由電流速斷保護、限時電流速斷保護和定時限過電流保護組成。電流速斷保護簡單可靠

14、、動作迅速，但電流速斷不能保護線路全長、保護范圍受運行方式影響大；限時電流速斷保護能切除本線路上速斷保護范圍以外的故障，同時也能作為速斷保護的后備保護，由于延時動作，不能滿足速動性要求，可能損壞設備并擴大停電范圍；定時限過電流保護，能作為相鄰元件的后備保護，保護范圍大，動作時限長。階段式電流保護把三段保護靈敏系數與動作時限相互配合，能保證迅速有選擇性地切除故障。5.3母線保護綜合評價 電流差動保護用來切除母線故障，電壓等級低采用不完全電流差動保護。復合電壓閉鎖保護防止誤動作提高可靠性；斷路器失靈保護作為母線近后備保護，當斷路器失靈而不能切除故障，失靈保護動作后，切除連接于拒絕動作斷路器所在母線

15、上的其他斷路器全部切除，以消除故障，優點是能切除故障，缺點是容易誤動作、造成大面積停電。結束語 課程設計是對我們所學基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試。在學習期間，已經按照教學計劃的規定，學完了基礎課、專業課，每門課程也都經過了考試，主要是考查我們對本門課程所學知識的記憶程度和理解程度。但課程設計不是單一地對學生進行某一學科已學知識的考核，而是著重考查我們運用所學知識對某一問題進行探討和研究的能力。通過此次課程設計，使我了解了繼電保護設計與分析的研究過程，掌握了如何收集、整理和利用材料，如何利用專業書籍。做好一次課程設計，既要系統地掌握和運用專業知識，還要有較寬的知識面并有

16、一定的邏輯思維能力和寫作功底。通過課程設計的制作，使我發現自己的長處和短處，以便在今后的工作中有針對性地克服缺點，有利于提高業務水平和工作態度。最后，感謝指導老師的悉心指導，感謝同學在設計過程中的幫助。 參考文獻1 GB/T142852006繼電保護和安全自動裝置技術規程2 韓笑.電氣工程專業畢業設計指南繼電保護分冊M.北京:中國水利電力出版社，20033 何仰贊，溫增銀.電力系統分析上、下冊M.武漢:華中科技大學出版社，20024 賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理M.北京:中國電力出版社，19945 崔家佩，陳永芳.繼電保護安全與自動裝置整定計算.北京:中國電力出版社，19906 陳德樹

17、.計算機繼電保護原理與技術M.北京:中國水利出版社,19927 孫國凱，霍利民.電力系統繼電保護原理M.北京:中國水利出版社，20028 有關國家標準、設計規程與規范、圖紙附錄一 系統參數基準功率：SB=100MVA； 基準電壓：VB=115KV；基準電流：IB=SB/1.732 VB=100103/1.732115=0.502KA；基準電抗：ZB=VB/1.732 IB=115103/1.732502=132.25；電壓標幺值：E=E(2)=1.05（1）輸電線路等值電抗計算 A站10KV饋線(設線路長30km)正序以及負序電抗：XL= X1L=0.430=12； XL*= 12/132.2

18、5=0.09074 線路AS2正序以及負序電抗：XAS2= X1LAS2=0.415=6； XAS2*= 6/132.25=0.04537零序電抗：XAS20=X1LAS2= 3X1LAS2=36=18；XAS20*= XAS20/ZB=18/132.25=0.1361 線路AB正序以及負序電抗：XAB= X1LAB=0.425=10；XAB*= XAB/ ZB=10/132.25=0.07561零序電抗：XAB0= X0LAB= 3XAB=30； XAB*=3 XAB*=0.2268 線路AC正序以及負序電抗：XAC=X1LAC=0.418=7.2；XAC*= XAC/ ZB=7.2/132

19、.25=0.05444零序電抗：XAC0= 3XAC=21.6； XAC0*= 3XAC* =0.1633 線路BS1正序以及負序電抗：XBS1= 0.428=11.2； XBS1*= 11.2/132.25=0.08469零序電抗：XBS10= 3XBS1=33.6； XBS20*= 3XBS1*/ ZB=0.2541（2）變壓器等值電抗計算 變壓器1B、2BXT1= XT2=(UK%/100)(VN2103/ SN)98.736XT1*= XT2*=XT1/ ZB=98.736/132.25=0.7466 變壓器3B、4BXT3= XT4 62.9805； XT3*= XT4*=XT3/

20、ZB=62.9805/132.25=0.4762 變壓器5B、6B等值電抗計算XT5=XT6= XT7=(UK%/100)(VN2/ SN)83.89； XT6*= XT5*=0.6305（3）發電機等值電抗計算XG1=0.7109132.25=94.0165； XG1* = XG2*=X%SB /SG=0.7109(4) 最大負荷電流計算A母線最大負荷電流 IfhA max = 2S3B/U=220000/(1.732115)=200.8234A B母線最大負荷電流 IfhB max =2 S2B /U =215000/(1.732115)=150.62A A站10KV母線最大負荷電流按變壓

21、器額定電流取1154.73A（5）負荷阻抗XLD1= E/1.732 Id1max=265.6； XLD2= E/1.732 Id2max=330.7XLD3= E/1.732 Id3max=189.7； XLD4= E/1.732 Id4max=209.9（6） 零序電流d1點短路的零序電流：X0=16.75 X1= X2=48.23I0min=E/(2Z2+Z0)= 115/(248.23+16.75)=1.066 KAI0max=E/(2Z0+Z1)= 115/(216.75+48.23)=1.477KAd2點短路的零序電流：X0=24.36 X1= X2=43.83I0min= 115

22、/(243.83+24.36)=0.898 KA； I0max= 115/(224.36+43.83)=1.097 KAd3點短路的零序電流：X0=56.8 X1= X2=47.2I0max= 115/(247.2+56.8)=0.799 KA； I0min= 115/(256.8+47.2)=0.712 KAd4點短路的零序電流：X0=34.8 X1= X2=45.6I0min= 115/(245.6+34.8)=0.958 KA； I0max= 115/(234.8+45.6)=1.048 KA附錄二 線路保護整定計算與校驗（1）A站10KV側饋線保護整定計算與校驗電流速斷保護按躲開本線路

23、末端最大短路電流整定Ik.max=E/(Zsmin+ZL)=6.06/(96.37+7.2+62.9805+12)=0.03394KAIIset=KrelIk。max =1.20.03394=0.KA保護范圍校驗：IIset=Ik。L.min =6.06/（Zsmax+0.4Lmin） Lmin=6.3km即保護范圍為21%，滿足要求； 動作時限：tI=os限時電流速斷保護按與相鄰下一線路第I段整定IIIset=KIIelIset =1.20.04596=0.05515AKsen=Ik。min/IIIset=1.318 .31.5 滿足要求； 動作時限：tII=0.5s過電流保護按躲開本元件最

24、大負荷電流整定IIIIset=KIIIelKIss/Krel IL.max=0.07946KA作近后備時，Ksen=Ik。min/IIIIset=1.623 1.31.5 滿足要求； 動作時限：tIII=1s作遠后備時，Ksen=Ik。min/IIIIset=0.9361.5， 滿足要求相鄰元件末端短路時的靈敏系數為： Kfhmax=1 Ksen=Zdz/(ZLAB+ KfhmaxZLBS1)= 5.81.2，滿足要求II相鄰變壓器末端短路時的靈敏系數為；Kfhmax=1 Ksen= Zdz/(ZLAB+ KfhmaxZTC)= 123.3(10+42)=2.41.2， 滿足要求斷路器504零

25、序電流保護的整定計算和校驗零序電流保護段： KK=1.2 ,I0Idz=KK3I0max=1.231.097=3.95KA零序電流保護II段：零序II段的起動電流應與下一段線路的零序段保護相配合該保護的起動電流I0IIdz為：取KK=1.2，I0IIdz= KK I0Idz =1.22.876=3.45KA動作時限0.5s； 靈敏度校驗：Ksen=3I0min/ I0IIdz=31.898/3.45=1.651.5零序電流保護III段:與下一線路零序電流III段相配合。兩個保護之間有分支電路時，起動電流整定為I0IIIdz=KKI0dz下一線=1.11.04=1.144KA靈敏度校驗:作為本線路近后備保護時，Ksen=3 I0min/ I0dz=30.898/1.144=2.42,符合要求 動作時限:t4=2t=1s附錄三 變壓器保護整定計算和校驗變壓器一次額定電流110KV側：IN