110kV地區(qū)變電站繼電保護設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄專心-專注-專業(yè)1 前言目前隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，考慮到電力系統(tǒng)的正常運行對國民經(jīng)濟的重要作用，對繼電保護提出了更高的要求，而電子技術、計算機技術與通信技術的不斷發(fā)展同樣對繼電保護技術的發(fā)展提供了技術基礎。計算化，網(wǎng)絡化及保護，控制，測量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化將會是繼電保護的發(fā)展方向。電能是一種特殊的商品,為了遠距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電-輸電-配電-用電構成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設施以及用電設備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運行要求安全全靠。但是，

2、電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因素的影響（如雷擊、倒塔、內(nèi)部過電壓或運行人員誤操作等），電力系統(tǒng)會發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)。如:過負荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是對110kV地區(qū)變電站繼電保護的配置，參照電力系統(tǒng)繼電保護配置及整定計算，并依據(jù)繼電保護配置原理，對所選擇的保護進行整定和靈敏性校驗從而來確定方案中的保護是否適用來編寫的。在本次設計先計算出系統(tǒng)的短路電流，確定運行方式；然后再對各種設

3、備保護的配置，首先是對保護的原理進行分析,保護的整定計算及靈敏性校驗。其中對變壓器保護包括保護原理分析以及保護整定計算和靈敏性校驗，其中主保護采用的是縱聯(lián)差動保護、瓦斯保護和零序電流差動保護，后備保護有過負荷和過電流保護。母線保護包括對雙母線保護的配置，以及單母線分段保護的配置。2 方案比較 本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是對110kV地區(qū)變電站繼電保護的配置。可以依據(jù)繼電保護配置原理，根據(jù)經(jīng)驗習慣，先選擇出保護方案，通過論證比較后認可其中的一套方案，再對這套方案中的保護進行確定性的整定計算和靈敏性校驗，看看它們是否能滿足要求，如果能滿足便可以采用，如果不能滿足則需要重新選擇，重新整定和校驗。 方案一

4、保護對象主保護后備保護變壓器縱聯(lián)差動保護、瓦斯保護、零序電流差動保護過電流保護、過負荷保護母線雙母線電磁型比相式電流差動保護_旁母單母線電流差動保護35KV單母線電流差動保護10KV單母線電流差動保護輸電線 路110kV側距離保護I段距離保護III段其它電流速斷保護（I段保護）過電流保護（III段保護）方案二保護對象主保護后備保護變壓器電流速斷保護過電流保護、過負荷保護母線雙母線電磁型比相式電流差動保護_旁母單母線電流差動保護35KV單母線電流差動保護10KV單母線電流差動保護輸 電線 路110kV距離保護I段距離保護III段其它電流速斷保護（I段保護）過電流保護（III段保護） 對于變壓器而

5、言，它的主保護可以采用最常見的縱聯(lián)差動保護和瓦斯保護，用兩者的結合來做到優(yōu)勢互補。因為變壓器差動保護通常采用三側電流差動，其中高電壓側電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側電流分別引自變壓器中壓側電流互感器和低壓側電流互感器，這樣使差動保護的保護范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障?？紤]到與發(fā)電機的保護配合，所以我們使用縱差動保護作為變壓器的主保護，不考慮用電流速斷保護。瓦斯保護主要用來保護變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，靈敏，經(jīng)濟；另一方面動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動保護配

6、合使用才能做到優(yōu)勢互補，效果更佳?？紤]到有110kV高壓等級，變壓器也采用零序電流差動保護。而過電流保護和過負荷保護作為差動保護。對于400kV以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行時，應裝設過負荷保護。為了防止變壓器外部短路，并作為內(nèi)部故障的后備保護，一般在變壓器上應裝設過電流保護。對單側電源的變壓器，保護裝置的電流互感器應安裝在電源側，以便發(fā)生變壓器內(nèi)部故障而瓦斯保護或差動保護拒動時，由過電流保護整定時限動作后，作用于變壓器各側的斷路器跳閘。而對于母線保護的配置，一般地不采用專門的母線保護，而利用供電元件的保護裝置就可以切除故障，但利用供電元件的保護裝置切除母線故障時，故障切除時間長，所以

7、有時需裝設專門的母線保護。比如：110kV及以上的雙母線或分段單母線。110kV、35kV母線或重要變電所母線，為滿足全線速動要求時。本設計雙母線采用電磁型比相式電流差動保護，而旁路母線以及35kV、10kV母線均采用了單母線電流差動保護。對于出線部分首先考慮的是電流速斷保護作為主保護，而過電流保護作為后備保護。綜上所述，方案1比較合理，方案1保護作為設計的初始保護，在后續(xù)章節(jié)對這些保護進行整定與校驗，是否符合設計要求。3 確定運行方式3.1 標幺值計算本次設計中取=100MVA, .系統(tǒng)S1的電抗標幺值，系統(tǒng)S2的電抗標幺值。各元件的電抗標幺值計算如下：變壓器的各繞組短路電壓分別為：所以，變

8、壓器的電抗值為變壓器 參數(shù)同變壓器B1 線路： 110kV側線路：線路線路線路線路35KV側線路：線路線路線路線路線路線路10kV側線路：線路線路線路線路線路線路線路線路3.2短路電流的計算110kV電力系統(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)存在二種運行情況，即：兩臺發(fā)電機同時運行、一臺發(fā)電機退出運行另一臺單獨運行。下面分別分析各種情況下系統(tǒng)運行時的轉移電抗，計算電抗和短路電流。（一） 兩臺發(fā)電機同時運行，變壓器同時投入運行。圖3.1 S1、S2運行時短路情況當K1發(fā)生短路時： 1. 所以，K1點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖3.2所示。圖3.2 K1點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S1對短路點K1的計算電抗為：系統(tǒng)S2對

9、短路點K1的計算電抗為：查表得：標幺值： 當K2發(fā)生短路時 所以，K2點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖3.3所示。圖3.3 K2點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S1對短路點K2的計算電抗為：系統(tǒng)S2對短路點K2的計算電抗為： 當K3發(fā)生短路時 所以，K3點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡如圖3.4所示。圖3.4 點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡系統(tǒng)S1對短路點K3的計算電抗為：系統(tǒng)S2對短路點K3的計算電抗為： 表3.1 短路電流表短路點系統(tǒng)S1系統(tǒng)S2短路點總電流/kAK1處短路有名值/kA29.532有名值/kA1.35130.831K2處短路有名值/kA15.268有名值/kA5.41820.686K3處短路有名值/kA

10、31.065有名值/kA11.33742.402（二） S1、B1運行，S2、B2停運。圖3.5S1、B1運行時短路情況同理算得其短路電流大小表3.2短路電流表短路點系統(tǒng)S1K1處短路有名值/kA29.532K2處短路有名值/kA8.38K3處短路有名值/kA18514（三） S2、B1運行，S2、B2停運。圖3.6S2、B2運行時短路情況同理算得其短路電流大小表3.3短路電流表短路點系統(tǒng)S1K1處短路有名值/kA12.085K2處短路有名值/kA19.093K3處短路有名值/kA14.0633.3 確定運行方式由3.2節(jié)的計算過程，統(tǒng)計系統(tǒng)各短路點短路時的短路電流如表3.4。表3.4 各短路

11、點短路時的電流總結表運行方式 K1處短路時的短路電流/kAK2處短路時的短路電流/kAK3處短路時的短路電流/kA兩臺發(fā)電機同時運行30.83120.68642.402S1、B1運行，S2、B2停運2953283818514S2、B1運行，S1、B2停運120851909314063綜上所述：系統(tǒng)S側（處短路時）的最大運行方式為：兩臺發(fā)電機同時運行最小運行方式為：S1、B1運行，S2、B2停運。最小運行方式下的兩相短路電流： 4 短路計算110kV側線路保護整定最大運行方式下：圖4.1 最大運行方式下110kV側出線短路情況最小運行方式下圖4.1 最小運行方式下110kV側出線短路情況表4.1

12、 110kV側出線短路電流A11.1680.8761.8041.78A21.2260.9343.0032.714A31.2840.9922.0811.873A40.580.44.6044.21935kV側出線短路計算同理可以算出35kV側出線短路電流情況。表4.2 35kV側出線短路電流B10.27342.634B30.2345.8253.528B40.4924.6453.016B20.3413.3442.338B50.3264.6453.016B60.4964.2262.81510kV側出線短路計算同理可以算出10kV側出線短路電流情況。表4.3 10kV側出線短路電流）C10.2751.6

13、531.364C20.1291.8751.538C30.1292.582.073C40.2752.1721.766C50.1291.4741.222C60.2592.1721.766C70.1292.1721.766C80.2592.1721.7665 繼電保護的配置5.1 繼電保護的基本知識電能是一種特殊的商品,為了遠距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電-輸電-配電-用電構成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設施以及用電設備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)

14、。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài),如:過負荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會產(chǎn)生如下后果:(1)故障造成的很大的短路電流產(chǎn)生的電弧使設備損壞。(2)從電源到短路點間流過的短路電流引起的發(fā)熱和電動力將造成在該路徑中非故障元件的損壞。(3)靠近故障點的部分地區(qū)電壓大幅度下降，使用戶的正常工作遭到破壞或影響產(chǎn)品質(zhì)量。(4)破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩

15、潰。所謂不正常運行狀態(tài)是指系統(tǒng)的正常工作受到干擾，使運行參數(shù)偏離正常值，如一些設備過負荷、系統(tǒng)頻率或某些地區(qū)電壓異常、系統(tǒng)振蕩等。故障和不正常運行情況常常是難以避免的，但事故卻可以防止。電力系統(tǒng)繼電保護裝置就是裝設在每一個電氣設備上，用來反映它們發(fā)生的故障和不正常運行情況，從而動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種有效的反事故的自動裝置。它的基本任務是： (1)當電力系統(tǒng)中某電氣元件發(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正常運行。(2)當電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時,能及時反應并根據(jù)運行維護的條件發(fā)出信號或跳閘。繼電保

16、護裝置的基本原理:繼電保護裝置要起到反事故的自動裝置的作用，必須正確地區(qū)分“正?！迸c“不正?！边\行狀態(tài)、被保護元件的“外部故障”與“內(nèi)部故障”，以實現(xiàn)繼電保護的功能。因此，通過檢測各種狀態(tài)下被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據(jù)反映的物理量的不同，保護裝置可以構成下述各種原理的保護：（1） 反映電氣量的保護電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比（阻抗）和它們之間的相位角改變等現(xiàn)象。因此，在被保護元件的一端裝設的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發(fā)生故障時暈些參數(shù)與正常運行時的差別，就可以構成各種不同原理的繼電保護裝置。例如，反映電流增大構成過電流保護；反映電

17、壓降低（或升高）構成低電壓（或過電壓）保護；反映電流與電壓間相位變化構成方向保護；反映電壓與電流的比值的變化構成距離保護。除此以外，還可根據(jù)在被保護元件內(nèi)部和外部短路時，被保護元件兩端電流相位或功率方向的差別，分別構成差動保護、高頻保護等。同理，由于序分量保護靈敏度高，也得到廣泛應用。（2）反映非電氣量的保護如反應溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構成電力變壓器的瓦斯保護、溫度保護等。繼電保護相當于一種在線的開環(huán)的自動控制裝置，根據(jù)控制過程信號性質(zhì)的不同，可以分模擬型（它又分為機電型和靜態(tài)型）和數(shù)字型兩大類。對于常規(guī)的模擬繼電保護裝置，一般包括測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。繼電保護裝置的組成

18、： 被測物理量測量邏輯執(zhí)行跳閘或信號 整定值測量元件：其作用是測量從被保護對象輸入的有關物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結果給出邏輯信號，從而判斷保護是否該起動。邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關系工作，最后確定是否應跳閘或發(fā)信號，并將有關命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。對繼電保護的基本要求：選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障

19、元件仍能正常運行，以盡量減小停電范圍。速動性：是指保護快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護動作時間和斷路器的跳閘時間。靈敏性：是指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)，保護對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。5.2 出線保護的配置5.2.1 110kV側出線的保護配置對于A1：距離段保護定值計算按躲過線路末端故障整定，即距離段保護按躲過線路最大負荷時的負荷阻抗配合整定。當距離III段為全阻抗起動元件時，其

20、整定值為：可靠系數(shù)，取1.21.25；：返回系數(shù)，取1.151.25；：負荷的自起動系數(shù)，按負荷性質(zhì)可取1.52.5；：最小負荷阻抗值。即；線路最大負荷電流。所以距離III段的靈敏度（滿足）表5.1 110kV側出線的保護配置情況表 保護A1A2A3A4距離I段（主保護）整定距離III段（后備保護）整定校驗 5.2.2 35kV側出線的保護配置表5.2 35kV側出線的保護配置情況表 保護B1B3主保護I段保護的整定I段保護的整定保護范圍保護范圍后備保護III段保護的整定III段保護的整定校驗校驗保護B4B2B5B6主保護瞬時電流閉鎖電壓速斷保護整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗例

21、：對于出線B4：1、瞬時電流閉鎖電壓速斷保護 保護區(qū)：2、III段電流保護的整定：5.2.3 10kV側出線的保護配置表5.3 10kV側出線的保護配置情況保護C1C2C3C4主保護I段保護的整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗保護C5C6C7C8主保護I段保護的整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗5.3變壓器的保護配置5.3.1 變壓器配置本設計中變壓器配置的主保護有瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護、零序電流差動保護，并以過負荷保護、過電流保護作為后備保護。（一）瓦斯保護800kV及以上的油浸式變壓器和400kV以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護用來反應變壓器油箱

22、內(nèi)部的短路故障及油面降低，其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源測，輕瓦斯保護動作于發(fā)出信號。 瓦斯保護有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設于油箱與油枕之間的連接導管上。其中輕瓦斯按氣體容積進行整定，整定范圍為：250300cm3,一般整定在250cm3 。重瓦斯按油流速度進行整定，整定范圍為：0.61.5m/s,一般整定在1m/s 。圖5.1瓦斯保護原理示意圖（二）縱差動保護本次設計所采用的變壓器型號均為：SFSZ10-63000/110。對于這種大型變壓器而言，它都必需裝設單獨的變壓器差動保護，這是因為變壓器差動保護通常采用三側電流差動，其中高電壓側電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側電流分

23、別引自變壓器中壓側電流互感器和低壓側電流互感器，這樣使差動保護的保護范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們使用縱差動保護作為兩臺變壓器的主保護，其接線原理圖如圖5.2所示。圖5.2三繞組變壓器差動保護原理圖5.3.2 保護配置的整定（一）縱聯(lián)差動保護整定 對于本次設計來說，變壓器的主保護有縱聯(lián)差動保護和瓦斯保護，其中瓦斯保護一般不需要進行整定計算，所以對縱聯(lián)差動保護進行整定如下：本次設計因BCH-2、BCH-2型差動繼電器構成的差動保護裝置，但靈敏度不滿足要求，因此最后采用BCH-4型。由BCH-4型差動繼電

24、器構成差動保護的整定計算。(1) 按系統(tǒng)平均電壓（或變壓器額定電壓）及最大變壓器容量計算變壓器各側的二次側額定電流。名稱變壓器B1和B2額定電壓Ue /kV11038.5110.5額定電流 Ie/ACT接線方式Y選CT變比500/51400/52600/5CT一側計算57272716363641732102標準變比100280520CT Ie2/A5.7275.8443.331（2）計算出變壓器的各側在外部故障時之最大短路電流 （3）確定繼電器抽動線圈 在110kV側的電流互感器并聯(lián)后接入。（4）選10kV側為基本側：（5）確定繼電器制動線圈匝數(shù)，基本側選用制動線圈最大匝數(shù)：匝其他側： 取12

25、匝 取12匝（6）計算各側之差動匝數(shù)（包括平衡線圈在內(nèi)）基本側： 取11匝 取 取所以各側線圈匝數(shù)：制動差動I側126II側126基本側2011（7）計算實用匝數(shù)與計算匝數(shù)之間的相對誤差f基本側的工作線圈匝數(shù)為：其他（計算匝數(shù)）：其他側的工作線圈的實用匝數(shù)為：計算各側的誤差f為(8)保護裝置靈敏度計算：所以 再求出制動安匝：由特性曲線知： 安匝左右，則 （滿足）圖5.3特性曲線圖并且由圖可知：KN的值肯定比MN的值大百分之十，因此保證了繼電器動作的可靠性。（三）變壓器零序電流差動保護變壓器高壓繞組110kV側中性點直接接地，它的零序電流差動保護原理如下圖：圖5.4零序電流差動保護原理先求出最大

26、和最小零序電流,圖5.5正序、負序等值網(wǎng)絡圖圖5.6零序等值網(wǎng)絡因為 所以單相的零序短路電流比兩相接地的大。 所以因此零序電流為變壓器110kV側接地中性上流過的最大零序電流：同理可以算出最小運行方式下的情況。因為 所以兩相短路接地的電流比單相的零序短路電流大。 因此零序電流為變壓器110kV側接地中性上流過的最小零序電流：整定計算如下；1、 按躲過變壓器外部發(fā)生接地短路故障時發(fā)生不平衡電流計算：即2、躲過變壓器外部三相短路故障所產(chǎn)生的最大不平衡電流計算：即 式中:可靠系數(shù)，取1.5. 3、 按躲過變壓器零序差動二次回路斷線計算即:可靠系數(shù)，取1.3。：變壓器額定電流，一般取變壓器中側的額定電

27、流。所以取上述最大值：Idz.0=44.429kA4、 靈敏度校驗：（四） 變壓器過負荷整定計算對于400kVA以上的變壓器、當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應裝設過負荷保護。過負荷保護通常用只裝在一相，其動作時限較長，延時動作于發(fā)信號。僅一側電源的三繞組降壓變壓器，若三側容量相等，只裝于電源側；若三側容量不等，則裝于電源側；若三側容量不等，則裝于電源側及容量較小側，所以本設計中裝于高壓和低壓側。圖5.7變壓器過負荷保護原理圖整定計算：110kV側：式中 :可靠系數(shù)取1.05；:返回系數(shù)：0.85；：變壓器額定電流。10kV側：過負荷信號裝置動作時間取9到10s。（五） 變

28、壓器過電流保護整定計算為了防止變壓器外部短路，并作為內(nèi)部故障的后備保護，一般在變壓器上應裝設過電流保護。圖5.8 變壓器過電流保護原理圖整定計算：按躲過變壓器可能的最大負荷電流整定。即：式中：可靠系數(shù)，取1.11.2:返回系數(shù)，取0.85。:最大負荷電流。 ；n為并列運行的變壓器臺數(shù)。所以靈敏度校驗：按變壓器低壓母線故障時的最小短路電流計算。即變壓器過電流保護動作時間：按與相鄰保護的后備保護動作時間配合，即；式中t:相鄰保護后備保護動作時間，所以5.4 母線的保護配置5.4.1 保護配置的原理電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點,它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)

29、中的一個重要組成元件。 母線運行是否安全可靠,將直接影響發(fā)電廠,變電站和用戶工作的可靠性,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時,甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。 引起母線短路故障的主要原因有:由于空氣污潰,導致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡；母線電壓和電流互感器的故障；運行人員的誤操作,如帶負荷拉隔離開關、帶接地線合斷路器。母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較,母線故障的幾率雖較小,但造成的后果卻十分嚴重。因此,必須采取措施來消除或減少母線故障所造成的后果。由設計的已知條件可知,110kV母線為雙母線帶旁路母線接線方式,35kV和10kV母線均為單母線分段接線。圖5.9 單母線

30、電流差動保護原理圖圖5.10 電磁型比相式母線差動保護原理圖1XBJ、2XBJ分別為1#和2#母線的比相元件5.4.2母線保護配置的整定110kV側雙母線的整定計算起動元件：按躲開外部短路時的最大不平衡電流整定，即；式中：可靠系數(shù),取1.3;KLH:電流互感器變電誤差，取0.1;非周期分量系數(shù)，一般電流繼電保護取1.5到2.對帶有躲非周期分量性能的繼電器取11.3s;Id.max：雙母線上所有元件中外部短路電流最大的，所以2、選擇元件：Id.max:另一條母線短路時流過母聯(lián)的最大短路電流，所以BCH-2差動匝數(shù)為：取1匝，3、電壓閉鎖元件：按三相間電壓元件的動作電壓，按躲開正常運行的最低電壓整

31、定。一般可直接選取此處選4、電流回路斷線閉鎖元件：一般取其動作時間:母線上連接元件的后備保護動作時間，所以旁路母線的整定計算1、起動元件：BCH-2差動匝數(shù)：取1匝，2、電壓閉鎖元件：3、電流回路斷線閉鎖元件t=3s35kV單母線分段接線的整定計算1、起動元件：BCH-2差動匝數(shù)：取6匝，2、電壓閉鎖元件：3、電流回路斷線閉鎖元件t=3s10kV側單母線分段接線的整定計算1、起動元件：BCH-2差動匝數(shù)為取5匝2、電壓閉鎖元件：3、電流回路斷線閉鎖元件t=3s6結論表6.1 110kV側出線的保護配置情況表 保護A1A2A3A4距離I段（主保護）整定距離III段（后備保護）整定校驗表6.2 3

32、5kV側出線的保護配置情況表 保護B1B3主保護I段保護的整定I段保護的整定保護范圍保護范圍后備保護III段保護的整定III段保護的整定校驗校驗保護B4B2B5B6主保護瞬時電流閉鎖電壓速斷保護整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗表6.3 10kV側出線的保護配置情況保護C1C2C3C4主保護I段保護的整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗保護C5C6C7C8主保護I段保護的整定保護范圍后備保護III段電流保護的整定校驗表6.4變壓器保護配置與整定變壓器保護配置動作整定值靈敏度動作時間T1、T2主變壓器瓦斯保護0.08s縱聯(lián)差動保護二次側額定電流：5.727A,5.844A,

33、3.331A6.2410.08s零序電流差動保護動作電流：44.429kA5.917過電流保護電流元件：933.688A112062.5s過負荷保護110kV電流元件：408.48A10kV電流元件：2139.655A10s表6.5 母線保護配置與整定母線動作整定值靈敏度動作時間110kV雙母線電流元件：4008A電壓閉鎖元件：60V斷線閉鎖元件：0.859A2.0143s110kV旁路母線電流元件：4008A電壓閉鎖元件：60V斷線閉鎖元件：0.859A2.0143s35kV母線電流元件：2689A電壓閉鎖元件：60V斷線閉鎖元件：0.877A5.9053s10kV母線電流元件：6360A電

34、壓閉鎖元件：60V斷線閉鎖元件：0.5A2.0053s7總結與體會近三個月的設計過程，讓我學到了很多的東西。在此過程中，我們重新對電力系統(tǒng)分析的知識有了一個重新的認識。在這之前，我們總以為對電力系統(tǒng)分析的學習并不是多重要，通過本次的設計，我們才真正認識到它的重要作用。作為電力設計的基礎，它的用處是至關重要的，保護的配置及校驗都是通過它來做的。當然我們不僅僅是一個簡單的認識，更重要的是側重于應用。在設計過程中，我們應用到了我們以前所學到的知識。這同樣也提高了我們的學習能力，其實最重要的是設計思維的改變。這可能是我本次做設計受益最大的，可能對于我來說，就是終身受益。在此之前，我們慣性的認為，我們做

35、設計，就是計算，計算，然后選保護。但是這種設計思維本身就是錯的。在此過程中，老師不斷的糾正我的思維。繼電保護的設計，首先應該考慮的是保護，選什么保護對我們的設計是非常重要的，保護類型定了，我們再通過短路計算來校驗我們所選的保護是否合理。不合理，再重新考慮保護類型，再進行校驗。在實際應用中，繼電保護的整定值是可以設置的，但你的保護類型是不能變的，所以在設計中，我們應該考慮好我們的保護類型，然后再通過整定計算，校驗后，判定自己所配的保護是否合理，比如在我的設計過程中，自己對出線部分配置保護時，當電流速斷保護的靈敏度不能夠滿足我們的要求，那么我就改用了瞬時電流閉鎖電壓速斷保護。按照這種思維，我們才能

36、夠?qū)⒈Ｗo配置好。這同時也讓我們知道了，在學習知識的過程中，我們不能只認為學知識就是簡單地對書本上的知識進行學習，更重要的是我們對于知識的應用方法，正確的應用方法才能讓我們正確地完成設計的內(nèi)容，才能讓我們的設計思路清晰，做到事半功倍。這其實也是我們在整個大學學習過程中應該學到的本領。在今后的工作學習過程中，我們就做到這樣。不然我們所做的保護什么那是根本起不到作用的，或者說是要花費很多的時間。8致謝首先感謝老師的指導，在設計和寫論文的過程中，我始終得到老師的悉心教導和認真指點，使得我在繼電保護知識有了更進一步的理解。同時也要感謝我的同學們，在我遇到問題時，他們都會盡自己的能力給我解說。我們在一起共

37、同討論設計的問題，大家相互提高。對于設計過程當中遇到的困難，通過查閱資料，尋找到解決方案，但也有一些問題經(jīng)過查閱資料之后依然無法解決，在此時，老師總是能夠給我指出方向。同時我也感覺到了老師們的知識能力有多強了。自己在今后的工作學習中，也會不斷地努力進取。同時也要感謝那些編寫資料的學者們，他們?yōu)槲覀兲峁┝朔浅Ｖ氐闹R，這些都對于我們的設計是非常重要的。在計算短路電流和如何選擇保護配置的過程中，經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立設計的能力，雖然還是一個普通的設計，但是通過這個設計，自己掌握了一些關于設計相關注意的問題，這對以后的工作學習是有相當大的好處的。

38、樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。自己在今后也會一直保持著這種狀態(tài)，不斷地學習。在這最應該感謝的是我們的指導老師，她將她的設計思路教給了我們，讓我9參考文獻1 李久盛.電氣工程專業(yè)英語M.哈爾濱工業(yè)大學出版社；2 朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術第二版 .電力出版社. 1995年3 熊炳耀.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算. 中國電力出版社，1993年4 尹項根、曾克娥編.電力系統(tǒng)繼電保護原理與應用下

39、冊.華中科技大學出版社.2001年5 熊為群編.繼電保護自動裝置及二次回路.北京:電力工業(yè)出版社.1981年6 崔家沛等主編.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算.水利電力出版社.19937 曹繩敏.電力系統(tǒng)課程設計畢業(yè)設計參考資料.中國電力出版社，19988 陳生貴.電力系統(tǒng)繼電保護. 重慶大學出版社,20029 電力工程設計手冊.中國電力出版社，199810 電力工程設備手冊.中國電力出版社，199811 電力工業(yè)部電力規(guī)劃設計總院編.電力系統(tǒng)設計手冊.中國電力出版社，199512 何仰贊等.電力系統(tǒng)分析.武漢：華中理工大學出版社，1997附錄1：保護配置圖附錄2：外文翻譯對四川電網(wǎng)輸變

40、電設施在汶川地震中受損調(diào)查2008年5月12日，發(fā)生中國四川省汶川的里氏8.0級大地震是自中華人民共和國自1949年成立以來最大破壞的地震。這次地震不僅僅造成大量生命死亡和財產(chǎn)的損失，而且還影響到了輸變電設施。災難發(fā)生后，來自中國電力研究院的一組專家到達現(xiàn)場做調(diào)查。本文就是對于這次調(diào)查的一個摘要，同時對于電力設備抵抗地震災難的建議也起到有利作用。2008年5月12日，下午二點二十八分發(fā)生在中國四川省汶川的里氏8.0級地震。在寧夏、青海、甘肅、河南、山西、山東、云南、湖北、上海、重慶、北京等地的人們都感覺到了。這次地震對當?shù)厝藗兊纳踩约柏敭a(chǎn)造成了巨大的威脅；它同時也對輸變電設備造成了嚴重的

41、損失。為了減少設備的損失，縮短維修時間以盡可能快地恢復電力供應，因而減少二次損失，在地震過后對它們做一個調(diào)查是非常有必要的。此外，根據(jù)己知的設備抗震性能的了解，采取有效的對策來提高設備的抵抗地震的能力。為了知道四川電網(wǎng)的輸變電設備的詳細的地位以及增加未來對地震后的數(shù)學緩解，從五月十八號到二十一號，一組來自中國電力研究院的專家被組織起派往四川做一個現(xiàn)場調(diào)查。專家們檢查220-kV和110-kV變電所的一些受災情況。為了交流和取得一些現(xiàn)場信息，他們同當?shù)氐碾娏景ㄋ拇娏?，四川電力測試和研究機構，四川德陽電力公司和四川綿陽電力公司，舉辦了一個座談會。根據(jù)這些，他們做了一個初期的關于在地震中

42、輸變電設備損失的摘要。根據(jù)本次調(diào)查，以及世界范圍內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生過類似地震，這次地震破壞了大部分的電力設備，尤其是帶有瓷套管人高壓設備，包括變壓器，斷路器，隔離開關，電流互感器，電壓互感器等。變電所的建筑設備同樣遭受了不同程度的破壞。輸電線路和桿塔沒有受到很大的損壞。汶川地震的特點汶川地震是自中華人民共和國自1949年成立到現(xiàn)在最大破壞力的地震。這次地震的強度和力度都超過1976年的唐山大地震。在談到中國地震震中和周邊國家（自公元前780年到公元1979年）和中國地震地圖，汶川位于中國大陸中部地震帶。根據(jù)“工作報告的中國地震烈度區(qū)劃圖”，汶川處于一個強烈和頻發(fā)地震的區(qū)域。在談到“地震地震動參數(shù)區(qū)劃圖

43、中的中國（GB18306-2001），”然而，在這個區(qū)域的強化地震強度只是第七和相應的地面運動的加速度是0.1克。根據(jù)相關資料，這次地震的大小被認定為里氏8.0級，震中烈度約為十一，它遠遠超過“地震地震動參數(shù)區(qū)劃圖中的中國”給出的參考值。這次災難影響的范圍超過了100 000平方公里。變電站的工作人員描述了本次地震。當?shù)卣鸢l(fā)生后，220-kV的安縣變電所是首先是水平遭到破壞然后垂直遭到破壞。顫抖持續(xù)大約十秒種每次，總共八十秒。而位于德陽市的新市變電所情況幾乎相同，只是總的持續(xù)時間長了大約2-3秒鐘。自汶川地震發(fā)生以來到08年5月22日上午8點，在汶川區(qū)域發(fā)生了近七千次余震，有167次的強度是超

44、過里氏4.0級的。總結，汶川地震的特征如下：1)地震的強度是非常強的，達到十一，與周圍地面運動加速度1.5克。2)活動時間持續(xù)很長，達到2-3分鐘。3)震源淺，離地面只有14公里。4)在相當長的時間段時余震頻繁。對電力設備的損壞變壓器因地震引起的電力變壓器損壞包括體位移，打破了焊接或螺栓固定，開裂，滲漏和瓷套管位移。對變壓器損傷統(tǒng)計見表1。表一統(tǒng)計數(shù)量的變壓器損壞類型損壞類型500 kV220 kV110 kV漏油21820體位移043套管破裂01443變壓器體位移變壓器在地震中嚴重受損。許多變壓器的體位移動了，甚至從基座上掉了下來。不同程度的移位在許多220-kV變電所里都能看見。比如袁家壩

45、變電所，天明變電所，大康變電所，永興變電所，安縣變電所和新市變電所。這些現(xiàn)象在許多110-kV變電所也能看見，比如說：盛木全變電所，萬春變電所，三堆變電所，劍閣變電所等。另外，茂縣有二座500-kV變電所起火。德陽新市變電所的許多220-kV變壓器的安裝螺栓被破壞和變壓器滑動了。正如第一張圖片顯示的那樣，16個安裝螺栓有近14個在地震中受損，固定夾子仍然夾著剎車以抵消變壓器的水平力量，因此，它可以保留堅定地防滑。如果夾子被破壞了，變壓器可能會關閉打滑而移動，將會造成極其嚴重的后果。因為這樣高強度的地震，有些沒有固定牢靠的變壓器從基座掉下來了。 一座設計于1970年的220-kV的變壓器掉進了一

46、排油池，高壓套管彎曲，油泄漏，機箱局部變形。通過仔細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些變壓器即沒有螺栓也沒有定位和固定裝來提供同基座的堅固的聯(lián)接。變壓器套管斷裂和泄漏本次地震同時也對高壓和中壓套管造成破壞，在輪緣和瓷器的聯(lián)結處出現(xiàn)斷開，錯位或者油泄漏，導致大規(guī)模的變壓器和反應堆停運.襯套與角度上升基礎接點部分也受到了損壞，而在主體內(nèi)部的襯套受到的損壞較小。圖片三就是一張典型的在地震中受損的襯套。大多數(shù)石油泄漏可能是由于套管損壞。因此，關鍵是要提高套管的抗震性能。開關由地震引起的開關柜損壞有幾種類型，比如休息和崩潰，柜體變形，氣體泄漏，機械故障等。關于開關損傷統(tǒng)計見表2?？梢钥闯鰪谋碇?，損害的主要類型，開關壞了，崩

47、潰。表2統(tǒng)計上的開關數(shù)目傷害類損傷類型氣體絕緣開關設備252 kV短路252 kV停止126 kV斷開252 kV126 kV斷塌-15222942體變形2-255漏氣-51-機械故障-166-其它22-4合計423314051隔離開關的損壞大多發(fā)生在高強度地震中地區(qū)，周邊地區(qū)隔離開關受損較少。在對斷路器的損害的，它似乎隨型號的產(chǎn)品。有一個252千伏氣體絕緣開關設備（GIS）在本次調(diào)查涉及的設置。這次地震只造成了兩板間房和設備襯套傾斜恢復很快。對于傳統(tǒng)的斷路器，它的損壞程度跟它們的結構很相關。電壓等級為252kV的情況，老式的雙斷六氟化硫斷路器的瓷絕緣子因為頂部太重而大面積受損（見圖4）。而新

48、式的單斷六氟化硫斷路器有頂部輕而情況好一些，尤其因為有一些進口的陶瓷產(chǎn)品（見圖5）。電壓等級為126kV的情況，除了老式的斷路器在地震強度很強的震中受損外，大部分的斷路器只是受了輕微的損壞。根據(jù)調(diào)查，大多數(shù)處在不同電壓等級的開關是由陶瓷制成，并且是露天型的，所以它們的抗震性能差。相對而言，氣體絕緣開關和油箱式斷路器有較好的抗震性能。因此，在未來對震區(qū)設備選擇時可以作為一個選擇。母線和支柱絕緣子在變電所中母線有兩種類型，硬母線接線和軟母線。硬母線是由鋁管和鋁導線制成，而軟母線是由鋁導線制成。他們在地震中受到的破壞方式是不同的。有關硬母線受損，主要是母線的實心支柱絕緣子（通常是瓷器做的）破裂；有關

49、軟母線受損，一般是打破瓷絕緣子。分析受損的原因地震強化標準在汶川地震輸變電設施受損的主要原因是，實際地震烈度超過了設施強化限制設置。此外，主震持續(xù)時間相對較長。達到最大強度第十一這次地震，但本地區(qū)電力設施的抗地震的強度只有七。一般而言，建筑物和變電站結構的設計和建造根據(jù)一個給定的地震強度強化，所以他們的抗震能力是有限的。在地震加速度超支的情況下建筑物的承載能力/構筑物，他們可能會損壞。建議為了減少地震損害的，未來輸變電設施，縮短維修時間，提出了一些建議根據(jù)調(diào)查的結果。更詳細的損害調(diào)查及對策研究應進一步加強對電力設施。建設者在改造前應記錄所有變電站設備損壞的整體細節(jié)。2) 位于地震帶的所有變電站

50、應評估其抗震性能。正如在有關地震信息記錄地震發(fā)生后世界各地，用于地震的強度遠遠超過了極其巨大的限制和強化執(zhí)行，以發(fā)生在地震帶的超級地震。因此，有必要在這些區(qū)域中作出變電設施的評價。3)這次地震減少和隔離技術，應適用于變電站工程建設。通過隔離和穩(wěn)定的重要基礎設備和建筑/結構方式，其抗震能力將大大加強。4) 考慮到高壓瓷設備在地震破壞性，應進行研究，在取代硅瓷高強度絕緣材料或其他新型瓷目標。5) 對于大型變壓器和開關設備等，他們的套管電氣設備質(zhì)量檢驗應給予更多的關注和設備應確保已連接牢固的基礎。6) 地震減少和變電設施隔離技術的研究應進行進行深入探討。同時，高壓變電設備的抗震性能應該走過，尤其是用

51、瓷套管或支柱絕緣子的某些要求應要求設備制造商。7) 建議在抽查陶瓷器件的抗地震能力。瓷器的設備應選擇一定比例作為隨機地震模擬平臺，以確?？拐鹦阅茉O計樣本。8) 這次地震強化重點變電站和線路鐵塔在地震帶的設計標準應該提高，適當?shù)膫溆迷O備和備品備件準備。9) 應急響應應著力提高地震等突發(fā)事件。衛(wèi)星電話可以考慮提供給一些關鍵變電站。Investigation On Transmission and Substation Facilities of Sichuan Power Grid in Wenchuan EarthquakeOn May 12, 2008, an earthquake of Ms 8.0 hit the area around Wenchuan County, Si chuan Province, China. It has been one of the most destructiv