110kv變電站繼電保護(hù)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書

1、學(xué)號學(xué)號電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課課 程程 設(shè)設(shè) 計計（ 級本科）級本科）題題 目：目： 110110 kvkv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計變電站繼電保護(hù)設(shè)計 系（部）院：系（部）院： 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 作者姓名：作者姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 完成日期：完成日期： 年年 月月 日日課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué) 生 姓 名學(xué) 號專 業(yè) 方 向電力系統(tǒng)班 級題 目 名 稱110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計一、設(shè)計題目： 110kv 變電站繼電保護(hù)課程設(shè)計二、設(shè)計題目：1. 短路電流計算2. 變壓器繼電保護(hù)配置3. 變壓器各項保護(hù)整定4. 繪制主變繼電保護(hù)原理

2、圖三、原始資料：1變電站與系統(tǒng)聯(lián)系a 兩臺三繞組變壓器，型號均為 sfsl150000/121/38.5/6.3kvy0/y/-12-11 bg1 為大電流接地系統(tǒng)，最大運行方式下 x1=0.47；最小運行方 式下 x1=0.51；x0=0.63 cg2 為小電流接地系統(tǒng)，最大運行方式下 x1=0.52；最小運行方 式下 x1=0.65 238.5kv 側(cè) xl-2 最大負(fù)荷為 7.5mva；xl-2 長為 40km 310.5kv 側(cè) 9 回出線；每回最大負(fù)荷為 3000kva 4110kv 側(cè) xl-1 最大負(fù)荷為 16.5mva；xl-1 長為 48km 538.5kv 側(cè)相間短路保護(hù)最

3、大動作時限為 2.5s 610.5kv 側(cè)相間短路保護(hù)最大動作時限為 1s 7110kv 側(cè)相間短路保護(hù)最大動作時限為 3s 8110kv 側(cè)零序保護(hù)動作時限為 2s四、設(shè)計成果：1說明書一份2主變繼電保護(hù)原理接線圖、展開圖各一份五、時間安排： 117 周周一周三 短路電流計算 217 周周四 保護(hù)配置 3 17 周周五18 周周四 保護(hù)整定、二次圖繪制 418 周周五 答辯 指導(dǎo)教師簽字：目 錄前言.11、繼電保護(hù)概述.21.1 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用.21.2 繼電保護(hù)的保護(hù)類型.21.3 繼電保護(hù)的任務(wù).31.4 繼電保護(hù)裝置的組成.31.5 繼電保護(hù)裝置的分類.41.6 對繼電保護(hù)

4、的基本要求.42、常用繼電器.72.1 繼電器的作用.72.2 繼電器的型號.72.3 常用繼電器的原理.73、電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負(fù)荷電流計算.93.1 基準(zhǔn)值選擇.93.2 電網(wǎng)各元件等值電抗計算.93.3 最大負(fù)荷電流計算.103.4 短路電流計算.103.5 變電站與系統(tǒng)聯(lián)系圖.124、變壓器繼電保護(hù)配置.134.1 電力變壓器的保護(hù)規(guī)程.134.2 變電所主變保護(hù)的整定計算.135、結(jié)果分析.185.1 對主保護(hù)的評價.185.2 對后備保護(hù)的評價.186、小結(jié).19參考文獻(xiàn).201前言前言電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼

5、電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨厚，在 40 余年的時間里完成了發(fā)展的 4 個歷史階段：繼電保護(hù)的萌芽期、晶體管繼電保護(hù)、集成運算放大器的集成電路保護(hù)和計算機繼電保護(hù)。繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展。隨著計算機硬件的迅速發(fā)展，微機保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對微機保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護(hù)。繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信號量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)

6、出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號。對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要求是有選擇性，速動性，靈敏性，可靠性。這次課程設(shè)計以最常見的 110kv 電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計為例進(jìn)行分析設(shè)計，要求對整個電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)方面的課程有綜合的了解。特別是對繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)、電路、發(fā)電廠的電氣部分有一定的研究。重點進(jìn)行了電路的化簡，短路電流的求法，繼電保護(hù)中電流保護(hù)、距離保護(hù)的具體計算。21、繼電保護(hù)概述、繼電保護(hù)概述1.1 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用 電力系統(tǒng)在運行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見的同時也是最嚴(yán)重的是發(fā)生各種形式的短路。當(dāng)發(fā)生短路時，可能產(chǎn)生的后果為：（1）通過故障點

7、有很大的短路電流和燃起的電弧使故障元件損壞；（2）短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用引起它們的損壞或壽命縮短；（3）使電力系統(tǒng)電壓降低，影響電能質(zhì)量；（4）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使其發(fā)生振蕩甚至使系統(tǒng)瓦解。 基于以上情況，繼電保護(hù)的作用就是要能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)信號，具體來說體現(xiàn)在以下兩個方面：（1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除；（2） 反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的條件動作于發(fā)信號，減負(fù)荷或跳閘。1.2 繼電保護(hù)的繼電保護(hù)的保護(hù)類型保護(hù)類型（1）電力設(shè)備和線路的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時可裝設(shè)

8、輔助保護(hù)。 a.主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和全線故障的保護(hù)。 b.后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動時，用以切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。 c.輔助保護(hù)：為補充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡單保護(hù)。 電力設(shè)備和線路的異常運行保護(hù)，是反映被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護(hù)。（2）繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。 a.可靠性是四性的前提，在擬制，配置和維護(hù)保護(hù)裝置時，都必須滿足3可靠性的要求。 b.選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)拒動時由相鄰設(shè)備或線路保護(hù)切除故障。 c.靈敏性是指在

9、被保護(hù)設(shè)備或線路范圍內(nèi)故障時，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)。d.速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，限制故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障范圍1.3 繼電保護(hù)的任務(wù)繼電保護(hù)的任務(wù)繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：（1）當(dāng)電力系統(tǒng)中某電器元件發(fā)生故障時，能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復(fù)正常運行。（2）當(dāng)系統(tǒng)中電氣元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，能及時反應(yīng)并根據(jù)運行維護(hù)的條件發(fā)出信號或跳閘。1.4 繼電保護(hù)裝置的組成繼電

10、保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)裝置一般由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成，如圖1.1 所示。 被測物理量跳閘或信號脈沖 整定值圖圖 1-11-1 繼電保護(hù)裝置基本組成框圖繼電保護(hù)裝置基本組成框圖測量部分邏輯部分執(zhí)行部分41.5 繼電保護(hù)裝置的分類繼電保護(hù)裝置的分類其中按保護(hù)所起的作用分類：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等。主保護(hù)是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)元件故障的保護(hù)。后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。1.6 對繼電保護(hù)的基本要求對繼電保護(hù)的基本要求根據(jù)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，繼電保護(hù)裝置必須

11、滿足以下四個基本要求，即選擇性、速性動、靈敏性和可靠性。1.選擇性所謂繼電保護(hù)裝置的動作選擇性就是指當(dāng)系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備和線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的設(shè)備或斷路器拒絕動作時，應(yīng)由相鄰的設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。雖然擴大了停電范圍，但控制了故障的擴大，它起著對下一段線路的后備保護(hù)作用。2.速動性快速切除故障，可以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備的損壞程度，防止故障的擴展，提高自動重合閘的成功率，減少對用電單位的影響，迅速恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。故障切除的時間等于繼電保護(hù)裝置動作時間與斷路器跳閘時間之和，對于反應(yīng)故障的繼電保護(hù)，要求快速動作的主要

12、理由和必要性在于：(1) 快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性；(2) 快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設(shè)備自動投入成功率，因為快速切除故障，對提高故障點的滅弧速度，縮小短路持續(xù)時間，防止出現(xiàn)接地故障發(fā)展為相間故障；兩相短路發(fā)展為三相短路；暫時性故障發(fā)展為永久性故障等。(3) 快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時間，加速恢5復(fù)正常運行的過程，保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。(4) 快速切除故障可以減輕電氣設(shè)備和線路的損壞程度，短路電流通過的時間愈長，則設(shè)備損壞的程度就愈嚴(yán)重，甚至燒毀，特別在發(fā)電機變壓器的內(nèi)部短路時，是不允許帶時限切除故障的。從上述

13、理由可知，快速切除故障，對提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重大意義。(5) 一般快速保護(hù)的動作時間為 0.080.12s，一般斷路器的跳閘時間為0.10.27s，因此，一般快速保護(hù)切除故障的時間為 0.180.27s；最快速保護(hù)的動作時間為 0.020.03s，最小的斷路器跳閘時間為 0.040.05s，所以最快速保護(hù)切除故障的時間為 0.060.08s。3.靈敏性所謂靈敏性，即在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作情況下，繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)能力，也就是在保護(hù)范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置以及短路的類型如何，都能敏銳且正確的反應(yīng)。繼電保護(hù)的靈敏性以靈敏系數(shù)senk來衡量。對于反應(yīng)故障時參數(shù)量增加的保護(hù)裝

14、置靈敏系數(shù)=保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值如：過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)為: .min.ksenk actiki (1-1) 式中 min.ki保護(hù)區(qū)末端金屬性最小短路電流二次值actki.保護(hù)裝置的二次動作電流靈敏系數(shù)=保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)量最小計算值保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值 (1-2)對于反應(yīng)故障時參數(shù)量降低的保護(hù)裝置靈敏系數(shù)=保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)的最大計算值。靈敏系數(shù)= 保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)量最小計算值 (1-3)64.可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指在其保護(hù)范圍內(nèi)、外發(fā)生故障時，該動作

15、時應(yīng)可靠動作，不該動作時應(yīng)可靠不動作。保護(hù)裝置工作的可靠性是非常重要的，因為不可靠的保護(hù)裝置輕則誤發(fā)警告信號，重則將擴大事故或直接造成事故。保護(hù)裝置的選擇性、靈敏性、快速性、可靠性這四大基本要求是相互聯(lián)系而有時又互相矛盾的。在具體考慮保護(hù)的四大基本要求時，必須從全局著眼。一般來說，在可靠性的前提下，首先要滿足選擇性，非選擇性動作是絕對不允許的。但是為了保證選擇性，有時可能使故障的時間延長從而要影響到整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，這時就必須保證快速性而暫時犧牲部分選擇性，因為此時快速性是照顧全局的措施。應(yīng)該指出，這暫時犧牲選擇性的部分，盡量用自動重合閘或備用電源自動投入或其他措施予以補救。保護(hù)裝置不能可靠

16、工作的主要原因是安裝調(diào)試質(zhì)量不高、運行維護(hù)不當(dāng)、繼電器質(zhì)量差及設(shè)計不合理等。為了提高保護(hù)工作的可靠性，必須注意以下幾個方面：保護(hù)裝置應(yīng)該采取質(zhì)量高、動作可靠的繼電器元件和器件；保護(hù)裝置的接線應(yīng)盡可能地簡化，盡量減少繼電器及串聯(lián)接點；提高保護(hù)裝置的安裝和調(diào)試質(zhì)量，并加強經(jīng)常性的維護(hù)管理。一套保護(hù)裝置，在滿足選擇性的前提下，應(yīng)有較高的靈敏度。然而有時為了保證選擇性，往往需要適當(dāng)?shù)亟档鸵恍╈`敏度。例如，有些保護(hù)在計算其動作值時，為了保證選擇性，就需要考慮保護(hù)裝置間靈敏度的配合，這往往要適當(dāng)增加其動作值而降低其靈敏度。總之，要處理好這四大要求之間的關(guān)系，必須根據(jù)實際情況合理地確定保護(hù)方案及正確地選擇保

17、護(hù)動作值。72、常用繼電器、常用繼電器2.1 繼電器的作用繼電器的作用繼電保護(hù)裝置由若干繼電器組成，繼電器是一種能自動動作的電器，只要施加一個物理量或當(dāng)施加的物理量達(dá)到一定數(shù)值時，它就動作，這種動作特性稱為繼電特性。2.2 繼電器的型號繼電器的型號我國繼電器型號的編制是以漢語拼音字母表示的，由動作原理代號，主要功能代號，設(shè)計序號及主要規(guī)格代號所組成。2.3 常用繼電器的原理常用繼電器的原理1.電磁式過電流繼電器電磁式過電流繼電器是反應(yīng)被保護(hù)元件電流升高而動作的一種繼電器。它是采用轉(zhuǎn)動舌片式結(jié)夠，具有一對動和觸點，所謂動和觸點是指繼電器線圈沒帶電時打開的觸點，又稱為常開觸點；相對應(yīng)的還又一對動段

18、觸點，又稱為常閉觸點。電磁式過電流繼電器在繼電保護(hù)中作為測量元件，它的作用是測量被保護(hù)元件所流過的電流大小并與整定值比較，決定其是否動作。即當(dāng)其線圈通以電流時產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩滿足前面關(guān)系時，繼電器就動作或返回。2.電磁式電壓繼電器 電磁式電壓繼電器分為低電壓繼電器和過電壓繼電器，過電壓繼電器的工作情況與過電流繼電器類似，電磁式低電壓繼電器是反應(yīng)被保護(hù)元件電壓降低而動作的一種繼電器。它也是采用轉(zhuǎn)動舌片式結(jié)構(gòu)，它一般具有一對動合觸點和一對動段觸點。電壓繼電器作為測量元件，它的作用是測量被保護(hù)元件所接入的電壓大小并與其整定值比較，決定其是否動作。3.時間繼電器8時間繼電器是輔助繼電器，它由一

19、個電磁起動機構(gòu)帶動一鐘表機構(gòu)成。電磁起動機構(gòu)采用螺桿線圈式結(jié)構(gòu)，由于保護(hù)的操作電源一般采用直流電源，因此時間繼電器多為電磁式直流繼電器。4.信號繼電器信號繼電器是輔助繼電器，一般是吸引銜鐵式結(jié)構(gòu)。當(dāng)保護(hù)動作時，明顯標(biāo)志出繼電器或保護(hù)裝置動作狀態(tài)，或接通燈、聲、光信號電路以便分析保護(hù)動作行為和電力系統(tǒng)故障性質(zhì)。5.中間繼電器中間繼電器作為輔助繼電器一般是銜鐵式結(jié)構(gòu)。用于保護(hù)裝置中以擴展前級繼電器觸點對數(shù)或觸點容量。該繼電器觸點可以作成瞬時動作的，也可做成帶有較小時間動作的或延時返回的。6.阻抗繼電器(1) 全阻抗繼電器：全阻抗繼電器的動作特性是以保護(hù)安裝點為圓心、以整定阻抗為半徑所作的一個園。園

20、內(nèi)為動作區(qū)，園外為非動作區(qū)，圓周是動作邊界。全阻抗繼電器具有以下特點：起動阻抗等于整定阻抗；全阻抗繼電器沒有方向性會誤動作。(2) 方向阻抗繼電器：方向阻抗繼電器的動作特性是以整定阻抗為直徑并且圓周經(jīng)過坐標(biāo)原點的一個圓，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)，圓周是動作邊界。方向阻抗繼電器有如下特點：當(dāng)測量阻抗的阻抗角不同時，方向阻抗繼電器的起動阻抗也不相同，因此應(yīng)調(diào)整繼電器的最大靈敏角，以使繼電器工作在最靈敏的條件下。方向阻抗繼電器在第三象限誤動作區(qū)，即繼電器本身具有方向性，因此稱之為方向阻抗繼電器。93、電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負(fù)荷電流計算、電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負(fù)荷電流計算3.1 基準(zhǔn)值選擇基準(zhǔn)值選

21、擇基準(zhǔn)功率：sb=100mva, 基準(zhǔn)電壓：vb=121kv 基準(zhǔn)電流：ib=sb/vb =0.48ka基準(zhǔn)電抗：zb=vb/ ib =145.54 電壓標(biāo)幺值：e1= 0.52；e2= 0.183.2 電網(wǎng)各元件等值電抗計算電網(wǎng)各元件等值電抗計算1.輸電線路等值電抗計算(1) 線路 l1 等值電抗計算正序以及負(fù)序電抗：xl1= x1l1=0.448=19.2 xl1*= xl1/ zb=19.2/145.54=0.1319零序電抗：xl10= x0l1= 3x1l1=357.6 xl10*= xl10/ zb=57.6/145.54=0.3958(2) 線路 l2 等值電抗計算正序以及負(fù)序電

22、抗：xl2= x1l2=0.4=16 xl2*= xl2/ zb=16/145.54=0.110零序電抗： xl20= x0l2= 3x1l2 =30.440=48 xl20*= xl20/ zb=48/145.54=0.3302.變壓器等值電抗計算(1) 變壓器等值電抗計算vs1%=1/2(vs(1-2)%+vs(3-1)%-vs(2-3)%)=10.75vs2%=1/2(vs(1-2)%+vs(2-3)%-vs(3-1)%)=-0.25vs3%=1/2(vs(2-3)%+vs(3-1)%-vs(1-2)%)=6.75x1=vs1%/100vn2/sn103 =31.47x2= vs2%/1

23、00vn2/sn103=-0.732x3= vs3%/100vn2/sn103=19.77化為標(biāo)幺值：10x1*= x1/zb=0.22x2*= x2/zb=-0.005x3*= x3/zb=0.143.發(fā)電機等值電抗計算(1)發(fā)電機 g1 電抗標(biāo)幺值計算最大運行方式下:xg1*= x1 =0.47最小運行方式下: xg1*= x1 =0.51 xg0*= x0 =0.63(2)發(fā)電機 g2 電抗標(biāo)幺值計算最大運行方式下:xg2*= x2=0.52最小運行方式下: xg2*= x2 =0.653.3 最大負(fù)荷電流計算最大負(fù)荷電流計算（1）38.5kv 側(cè)母線最大負(fù)荷電流計算ifh1 max=

24、pfh1max / u cos=7.5103/1.7321210.8=0.0447ka（2）110kv 側(cè)母線最大負(fù)荷電流計算ifh2 max= pfh2max / u cos=16.5103/1.7321210.8=0.0984ka（3）10.5kv 側(cè)母線最大負(fù)荷電流計算ifh3 max = pfh3max / u cos=3103/1.7321210.8=0.0179 ka3.4 短路電流計算短路電流計算電網(wǎng)等效電路圖11g1短路點1：zg1az1k1短路點2：g1zg1azt1z2k2c短路點3：g2zg2bz3k3zg1g1zt2a短路電流計算k1 點發(fā)生短路時g1短路點1：zg1a

25、z1k1最大運行時：ik.1 max*=0.86最小運行時：ik.1.1 min*=0.81ik.1.0 min*=0.68因此：最大運行時：ik.1 max= ik.1 max* ib=0.860.48ka=0.41ka最小運行時：ik.1.1 min= ik.1.1 min* ib=0.810.48ka=0.39ka ik.1.0 min= ik.1.0 min* ib=0.680.48ka=0.33kak1 點發(fā)生短路時短路點2：g1zg1azt1z2k2c最大運行時：ik.2 max*=0.63最小運行時：12ik.2.1 min*=0.60ik.2.0 min*=0.53因此：最大運

26、行時：ik.2 max= ik.2 max* ib=0.630.48=0.30ka最小運行時：ik.2.1 min= ik.2.1 min* ib=0.600.48ka=0.29ka ik.2.0 min= ik.2.0 min* ib=0.530.48ka=0.25kak3 點發(fā)生短路時短路點3：g2zg2bz3k3zg1g1zt2azt2=zt(1-2)=x1+x2=0.22-0.005=0.215最大運行時：z=z3+0.110=0.41ik.3 max*=0.83所以：ik.3 max= ik.3 max* ib=0.830.48=0.40ka最小運行時：z=+z3=+0.110=0.

27、46ik.3 min*=0.74所以：ik.3 min= ik.3 min* ib=0.740.48=0.36ka133.5 變電站與系統(tǒng)聯(lián)系圖變電站與系統(tǒng)聯(lián)系圖yyyyg1g2xg1t1t2121kv38.5kv10.5kvxg2l1l2l3圖圖 3-13-1 變電站與系統(tǒng)聯(lián)系圖變電站與系統(tǒng)聯(lián)系圖4、變壓器繼電保護(hù)配置、變壓器繼電保護(hù)配置4.1 電力變壓器的保護(hù)規(guī)程電力變壓器的保護(hù)規(guī)程按技術(shù)規(guī)程的規(guī)定電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則一般為：1.針對變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯瞬時動作于信號，重瓦斯瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器。 2.應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路

28、的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器。 3.對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運行情況的不同以及對變壓器靈敏的要求不同，可采用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式電壓起動的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時限動作于跳閘。 144.對 110kv 及以上中性點直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點接地運行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時限動作于跳閘。 5.為防御長時間的過負(fù)荷對設(shè)備的損壞，應(yīng)根據(jù)可能的過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作于信號。6.對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

29、定，裝設(shè)作用于信號或動作于跳閘的裝置。4.2 變電所主變保護(hù)的整定計算變電所主變保護(hù)的整定計算1.瓦斯保護(hù)： 保護(hù)能反應(yīng)油浸式變壓器油箱內(nèi)的各種故障是變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)之一,變壓器油箱內(nèi)發(fā)生短路故障時，短路電流及故障點電弧會使變壓器油和絕緣材料受熱分解，產(chǎn)生氣體。氣體的多少和故障的性質(zhì)及嚴(yán)重程度有關(guān)。 2.瓦斯保護(hù)的整定： （1）瓦斯繼電器的氣體容積整定為 250cm2。輕瓦斯保護(hù)瞬時動作于信號。 （2）重瓦斯保護(hù)動作值的大小用油流速度來表示，為了防止穿越性故障時瓦斯保護(hù)誤動作，油流速度整定為 1m/s。重瓦斯保護(hù)動作于跳開變壓器兩側(cè)斷路器。 3.縱差動保護(hù)： (1) 是變壓器的主保護(hù)之一。

30、反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)或其引出線的短路故障。 (2) 變壓器縱差動保護(hù)在正常和外部故障時，理想情況下流入差動繼電器的電流等于零。但實際由于變壓器的勵磁電流、接線方式和電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中有不平衡電流流過。因此，變壓器差動保護(hù)需要解決的主要問題之一是采取各種措施避越不平衡電流的影響。在滿足選擇性的條件下，還要保證在內(nèi)部故障時有足夠的靈敏系數(shù)和速動性。 4.縱差動保護(hù)的整定計算:15yaiybiyciyaiybiyaybiidaidaidbidciycidbidcidaidbidcidaidididi圖圖 4-14-1 縱差動保護(hù)原理圖縱差動保護(hù)原理圖1) 變壓器一次額定電流：a. 12

31、1kv 側(cè)：in1=sn/un1=50000/121=238.58ab. 38.5kv 側(cè)：in2=sn/un2=50000/38.5=749.83ac. 10.5kv 側(cè)：in3=sn/un3=50000/10.5=2749.37a2） 電流互感器變比 a. 121kv 側(cè)計算變比 n1=238.58/5=82.64 變比選取 600/5b. 38.5kv 側(cè)計算變比 n2=749.83/5 =259.74 變比選取 3000/5c. 10.5kv 側(cè)計算變比 n3=2749.37/5 =952.38 變比選取 5000/53) 電流互感器二次電流 a. 121kv 側(cè)16ita2= in1

32、/n1=238.58/120=3.44ab. 38.5kv 側(cè)ita2= in2/n2=749.83/600=2.16ac. 10.5kv 側(cè)ita2= in3/n3=2749.37/1000=4.76a計算差動保護(hù)一次動作電流躲變壓器的勵磁涌流，整定式為：iset=krelkin=1.31 2749.37=3574.18a躲開外部短路故障的最大不平衡電流，整定式為：iset=kreliumb.max =krel（fza+u+0.1knpkst）ik.max =1.3（0.05+0.1+0.121）3737.78a =1700.69躲開電流互感器二次回路斷線引起的差電流: iset=kreli

33、1.max=1.3238.58=310.154a綜上所述，選取最大的作為整定電流，故差動保護(hù)一次電流動作的值為：iset=3574.18a=3.57ka母線完全電流差動保護(hù)按躲過外部故障的最大不平衡電流整定選取電流互感器 lcwdl-110gy-600/5 kta=120保證電流互感器二次回路段線時保護(hù)不誤動：iop.r=krelkerrik.max/kta=1.50.10.45/120靈敏度校驗：ks.min=ik.min/iop=0.425/0.0056=75.89722故滿足要求。變壓器縱差動保護(hù)1.差動保護(hù)動作電流的整定原則：（1）躲過外部短路故障時的最大不平衡電流。 （高-中）選擇電

34、流互感器 10kv:ldzjl-10kta1=600/5=120; kta2=700/5=140; kta3=800/5=16017ivnb.max=(za+v+0.1knpkst)ik.maxfza=(1-kta1kt1/kta2)=1-1201.17/140=0.003ivnb.max=(0.003+0.11.51)0.43=0.066iset=krelivnb.max=1.30.066=0.086（2）躲過變壓器最大的勵磁涌流。iset=krelkuin=1.342.68=13.94（3）躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流iset=kreli1.max=2.61.3=3.48靈敏系數(shù)

35、校驗：ksen=ik.min.r/iset=385/13.94=27.622計算知滿足條件。（4）躲過外部短路故障時的最大不平衡電流。 （高-低）fza=1-kta1k2/ktab=1-1201.33/160=0.0025躲過外部短路故障時的最大不平衡電流：ivnb.max=(fza+v+0.1knpkst)ik.max =(0.0025+0.11.51)0.315=0.048iset=krelivnb.max=1.30.048=0.062（5）躲過變壓器最大的勵磁涌流：iset=krelkuin=1.342.1=10.92（6）躲過二次回路最大電流：iset=kreli1.max=1.32.1=2.73ksen=ik.min.r/iset=0.3/10.92=27.472計算可知滿足要求。185、結(jié)果分析、結(jié)果分析5.1 對主保護(hù)的評價對主保護(hù)的評價電流縱差動保護(hù)不但能正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其它元件的保護(hù)配合，可以無延時的切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有明顯的獨特的優(yōu)點。其靈敏度高 選擇性好，在變壓器保護(hù)上運用較為、成功。 但