電力變電所主變保護設(shè)計

1、西安石油大學本科畢業(yè)設(shè)計(論文)電力變電所主變保護設(shè)計摘要： 變電所是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，特別是超高壓樞紐變電站的地位更為突出，它起著匯集和分配電的等重要作用，是全系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的重要一環(huán)。如果變電站的設(shè)備出現(xiàn)故障將危及整個系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行，可能出現(xiàn)系統(tǒng)解列，致使用戶斷電，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此要給變電站的設(shè)備裝設(shè)動作可靠、迅速、性能完善的保護，把故障影響限制在最小范圍內(nèi)。本次設(shè)計的電力變電所有3個電壓等級，110KV/35KV/10KV。高壓側(cè)采用雙母帶旁母的接線方式，中壓側(cè)采用單母線分段的接線方式，低壓側(cè)為單母線分段，無負荷，接有無功補償裝置。主變?yōu)镾FSZ10型三繞組

2、變壓器（兩臺）。本次設(shè)計中主要對主變壓器進行了保護配置和整定計算，其次對各側(cè)線路進行了保護配置和整定計算。以上設(shè)計都是參考電力工程設(shè)計手冊、電力系統(tǒng)繼電保護原理、電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算、電力工程電氣設(shè)計手冊等資料來進行配置和整定計算的。關(guān)鍵詞： 變電站 保護配置 整定計算Electricity transformer substation designed to protect Abstract： Substation power system is an important part, especially EHV substations hub status more pr

3、ominent, and it plays a power pool and the allocation of an important role in the whole system is safe, reliable and economic operation of an important part. If the substation equipment failure would jeopardize the entire system for stable operation of the system may arise out, causing the user off,

4、 causing huge economic losses. So give the substation equipment installed Action reliable, rapid and sound performance of the protection, to limit the impact of failure within the framework of the smallest.The design of the 110 KV substations are three voltage levels, 110 KV/35KV/10KV. High-pressure

5、 side of a dual master's cable next to the bus bar, a single-side pressure in the sub-bus connection mode, low-pressure side of a single sub-bus, no load, and then there reactive compensation devices. SFSZ10 into the main three-winding transformer（two）. The design of the main transformer of main

6、 protection for the configuration and setting calculation, followed by the side of the line for the protection of configuration and setting calculation. Above reference design are "Power Engineering Design Manual", "power system protection principle", "power system protectio

7、n and security automatic device setting calculation", "Electric Power Engineering Design Manual" and use other information used to configuration and setting calculation.Key words: Substation configuration setting calculation.57目 錄1緒論11.1 背景11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀11.3 畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容12 長慶水電廠馬嶺變電所32.1

8、 背景資料32.2 主接線形式32.3 設(shè)計任務(wù)要求32.4 原始資料32.5 電力變電所主接線見圖2-253 短路計算73.1 主變的路計算73.2 線路的短路計算84 變電站保護配置原則及說明94.1 差動保護94.1.1 差動保護原理94.1.2 差動保護計算式94.2 變壓器瓦斯保護114.3 后備保護124.3.1 零序過電流保護124.3.2 電壓啟動的過電流保護原理124.3.3 零序保護原理圖（見圖4-6）135 線路各種保護的原理及應(yīng)用155.1 相間距離保護155.2 相間接地保護155.3 三段式電流保護155.4 高頻閉鎖保護155.5 零序電流保護165.6 110k

9、v線路保護配置及說明165.6.1 配置說明165.6.2 整定計算165.6.3 高頻閉鎖距離保護175.6.4 零序電流保護175.6.5 三項一次重合閘185.7 35kv線路保護整定原則185.7.1 三相式電流保護整定計算原則195.7.2 三段式距離保護整定計算原則195.7.3 35KV保護整定計算(表5-2)195.8 10KV線路保護整定計算196設(shè)備選型216.1 主變保護選型及簡介216.2 主變保護裝置原理226.3 110KV線路的成套保護裝置246.3.1 高頻距離保護256.3.3 零序保護256.4 35KV線路成套保護裝置266.5 10KV線路成套保護裝置2

10、77總結(jié)和致謝28附錄:計算書29A 主變參數(shù)29A.1 短路計算29A.2 系統(tǒng)示意圖29A.3 CT、PT變比的確定29A.4 主變變比30B 變壓器標幺值參數(shù)的計算31B.1 三相對稱路時的電流計算31B.2 不對稱短路的電流計算33C 線路短路電流的計算35C.1 各線路阻抗參數(shù)如下35C.2 110KV線路短路電流計算35C.3 35KV線路短路電流計算37C.4 10KV線路短路電流計算38D 主變設(shè)備的保護整定計算40D.1 比率制動縱差保護整定40D.2 差動速斷保護整定40D.3 相間后備保護（低電壓起動過流保護）整定計算41D.4 接地后備保護（零序電流保護）整定計算42D

11、.5 過負荷保護整定42E 110KV、35KV、10KV線路保護整定計算44E.1 110kv相間距離保護整定計算44E.2 110kv接地距離保護整定計算45E.3 110kv零序電流保護整定計算46E.4 110kv高頻距離保護整定計算47E.5 35kv相間距離保護整定計算47E.6 35kv三段式電流保護整定計算49E.7 10kv線路保護整定計算521緒論1.1背景變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，特別是超高壓樞紐變電站的地位更為突出，它起著電能的匯集和分配等重要作用，是全系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的重要一環(huán)。如果變電站的設(shè)備出現(xiàn)故障將危及整個系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行，可能出現(xiàn)系統(tǒng)解列，致

12、使用戶斷電，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此要給變電站的設(shè)備裝設(shè)動作可靠、迅速、性能完善的保護，把故障影響限制在最小范圍內(nèi)1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀變電站站內(nèi)保護及自動裝置較多，而某些裝置的部分信息不常讀取，菜單操作分級過多，值班員有可能因長的時間對某裝置不進行操作，在進行操作或調(diào)取報告時可能會模糊某信息的具體含義或某一功能菜單的操作。為解決這矛盾，建議針對保護屏內(nèi)的具體裝置，編制“保護及自動裝置信息對照表”和“保護及自動操作指南”并置于保護屏內(nèi)，方便值班員及時查閱，同時也為值班員在操作和處理事故時提供最直觀指導。1在保護設(shè)備的選型和招、投標時，不能只考慮價格因素，也要充分考慮廠家投運保護裝置的故障率，最好對裝

13、置進行詳細的運行總結(jié)并開展實地調(diào)研，同時聯(lián)合權(quán)威機構(gòu)制定符合公司實際情況的框架性技術(shù)條件。2著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。3VC60.在WINDOWS平臺下開發(fā)的工具，是一種便于開發(fā)切且封裝性較強的可視化開發(fā)工具。該工具運用數(shù)據(jù)庫原理，依據(jù)電力通信協(xié)議，實現(xiàn)了對變電站一二設(shè)備的參數(shù)、定值數(shù)據(jù)快速的錄入、傳輸、統(tǒng)計分析、輸出和共享。4現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機會較少，但在實際

14、運行中，仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運行，為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運行，并將故障和異常運行對電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量大小、電壓等級因素裝設(shè)必要的、動作可靠行高的繼電保護裝置。51.3畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容(1)主變保護配置 (2)110kv、35kv、10kv線路的保護配置 (3) 短路電流的計算 (4) 保護設(shè)備選型 (5) 保護整定計算(6) 畫圖說明書整理2 長慶水電廠馬嶺變電所2.1 背景資料長慶水電廠馬嶺110kv變電所簡介馬嶺變電所于1995年5月27日投產(chǎn)運行，是長慶油田隴東油區(qū)的一個樞紐變電所，地處慶城縣馬嶺鎮(zhèn)北一公里，占地19.8畝，固定資產(chǎn)2

15、600萬元，隸屬于長慶水電廠慶北水電作業(yè)區(qū)，年供電量1億千瓦時，擔負著長慶油田隴東油區(qū)的生產(chǎn)及生活供電任務(wù)，共有變壓器兩臺，兩臺SFSZ10 63000/110，。110kv進線4回，出線2回；35kv線路出線9回，3回備用；10kv線路9回，1回備用。2.2 主接線形式變電所主接線有多種形式，而對主接線必須滿足可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的要求。可靠性能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力，應(yīng)根據(jù)具體情況進行技術(shù)經(jīng)濟比較，保證必要的可靠性，而不是片面追求高可靠性。靈活性應(yīng)滿足三點：a、調(diào)度時b、檢修時c、擴建時。經(jīng)濟性也應(yīng)該滿足三點：a、應(yīng)力求簡單,以節(jié)省一次設(shè)備能使二次回路不過于復雜,節(jié)省投b、

16、占地面積c、電能損失少。110kv側(cè)采用雙母帶旁母的接線方式，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下四方面：a、提高供電可靠性,便于斷路器檢修時供電b、檢修任意母線，不會停止對用戶的供電c、運行調(diào)度靈活，通過到閘操作可形成不同的運行方式，倒匝操作要遵守“先合后斷”順序 d、便于擴建，雙回線不會有交叉跨越 。但采用雙母帶旁母的接線也存在不利的方面，主要有兩點：a、所用設(shè)備較多，隔離開關(guān)過多，配電裝置復雜，經(jīng)濟性較差，隔離開關(guān)易發(fā)生誤操作b、接線復雜，對實現(xiàn)遠動化和自動化不便。35KV及10KV側(cè)采用了單母分段接線的設(shè)計，既考慮了供電可靠性又考慮了經(jīng)濟性2.3 設(shè)計任務(wù)要求了解馬嶺變電所在電力系統(tǒng)中的作用、地位、運

17、行方式，了解110kV變電所，線路的繼電保護配置原則及原理介紹。掌握各種保護的基本原理，在此基礎(chǔ)上，確定短路點，計算短路電流，進行變壓器線路的保護方案設(shè)計，保護動作值的整定計算，最后，根據(jù)計算的結(jié)果，對設(shè)備進行選型。2.4 原始資料主變壓器：型號：SFSZ10 63000/110（兩臺）額定電壓：110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5容量比：100/100/50參數(shù)：Uk1-2%=10.5 Uk1-3%=17.5 Uk2-3%=6.5接線方式：YN，yd，d11主接線：(1)110kv接線出線4回，進線2回（來自兩個電源），采用雙母帶旁

18、母接線。(2)35kv接線出線9回，3回備用，采用單母線分段接線(3)10kv接線出線9回，1回備用，采用單母線分段接線(4)系統(tǒng)參數(shù)（電源）10KV側(cè)Sn=5210MVA 等值電抗Xd=0.019235KV側(cè)Sn=5210MVA 等值電抗Xd=0.288（取SB=100MVA UB=UAV）圖2-1是馬嶺變電所簡圖，并表明短路點。 圖2-1 變電所示意簡圖線路各側(cè)出線參數(shù)見表2-1，2-2，2-3。表2-1 110kV側(cè)出線參數(shù)線型PmaxPminCOSL1LGJ-400200MW150MW0.8660KM2LGJ-300210MW160MW0.8650KM3LGJ-300220MW170M

19、W0.8675KM4LGJ-150100MW70MW0.8630KM表2-2 35kV側(cè)出線參數(shù)線型Pmax回路數(shù)COSL供電方式1LGJ-12014MW10.810KM架空2LGJ-12012MW10.812KM架空3LGJ-12026.8MW10.856KM架空4LGJ-12018.6MW10.858KM架空5LGJ-12016.7MW10.88KM架空6LGJ-12027MW10.859KM架空7、8、9備 用表2-3 10kV側(cè)出線參數(shù)線型Pmax回路數(shù)COSL供電方式1LGJ-1204MW10.88KM架空2LGJ-1203MW10.853KM架空3LGJ-1202MW10.855K

20、M架空4LGJ-1204MW10.86KM架空5LGJ-1202MW10.859KM架空6LGJ-1204MW10.857KM架空7LGJ-1202MW10.856KM架空8LGJ-1204MW10.856KM架空9備 用2.5 電力變電所主接線見圖2-2圖2-2 變電所主接線3 短路計算3.1 主變的路計算主變壓器在進行配置整定前應(yīng)進行短路計算，并將變壓器參數(shù)的有名值轉(zhuǎn)化為標幺值，有利于進一步分析比較。三相短路：I =I×=兩相短路：I110KV、35KV、10KV側(cè)分別于母線處發(fā)生短路時（圖3-1），根據(jù)上述公式進行初步計算，并簡化電路，在此基礎(chǔ)上對電路的正序、負序、零序分別計算

21、，零序則考慮d,d的計算，以利于比較。計算值見表3-1 圖3-1 表3-1短路類型運行方式短路地點(KA)(KA)(KA)最大運行方式最小運行方式最大運行方式最小運行方式最大運行方式最小運行方式110KV側(cè)電流1.351.0960.3210.2650.5450.46235KV側(cè)電流158.2510KV側(cè)電流41.6624.533.2 線路的短路計算發(fā)生時發(fā)生時;發(fā)生時;表3-1 110KV線路短路電流值短路類型運行方式線路(KA)(KA)(KA)最大運行方式最小運行方式最大運行方式最小運行方式最大運行方式最小運行方式L-12.532.531.531.531.11.1L-22.932.931.7

22、81.781.271.27L-32.022.021.221.220.870.87L-44.394.392.682.681.921.92表3-2 35KV、10KV線路發(fā)生短路電流值(KA)線路運行方式電壓等級L-1L-2L-3L-4L-5L-6L-7L-835KV線路最大方式3.943.425.864.784.784.26最小方式3.5963.165.134.294.293.8610KV線路最大方式1.674.192.622.1981.491.92.1982.198最小方式1.623.922.512.121.461.842.122.124 變電站保護配置原則及說明4.1 差動保護4.1.1 差

23、動保護原理當變壓器繞組和引出線發(fā)生相間短路以及變壓器匝間短路時，其保護應(yīng)瞬時動作，這種故障由差動保護來反映，因此差動保護為變壓器的主保護（圖4-1）。在110KV側(cè)因斷路器檢修切換至旁路斷路器時，差動保護經(jīng)屏正面的電流實驗端子切換至主變壓器套管電流互感器，切換期間保護范圍縮小，但由于變壓器故障發(fā)生幾率小，斷路器不常這樣做是允許的。 圖4-1 差動保護原理4.1.2 差動保護計算式 （1）三側(cè)額定電流I（2）計算各側(cè)電流互感器二次繞組對保護裝置的輸入電流; ; （3）比率制動系數(shù)：（4）差動電流速斷保護整定：為躲過變壓器勵磁涌流的影響,差動電流速斷可按表4-1整定。表中Ie為變壓器額定電流。變壓

24、器接線組別額定容量（MVA） 變壓器電流在高壓側(cè)在低壓側(cè)Y,y<1020Ie20Ie Y,y>1013Ie13IeY,d（低壓）任何容量8Ie13Ie表4-1 （5）二次諧波制動系數(shù)：Kxb=0.10.35（6）比率差動元件啟動值的整定： 差動啟動電流 （7）靈敏度校驗：保護主要針對110KV，35KV側(cè)進行校驗： 按規(guī)程差動校驗的>2.0保護說明：本差動保護利用差動保護原理構(gòu)成，并附有比率制動回路和二次諧波制動回路（圖4-2），以防止變壓器及外部故障時發(fā)生誤動作的裝置，原理分析如下： 圖4-2 （1）比率制動回路： 由DKB1、BZ1、C1和R1組成正常運行或外部故障時流經(jīng)

25、DKB1原邊的兩個線圈的電流（和）同相，在二次線圈上產(chǎn)生與之正比的制動電壓，且該電壓數(shù)值較大，對執(zhí)行回路起制動作用，故保護裝置不會動作。當變壓器對內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流中總有一側(cè)電流（和）要反向或消失，因此，DKB1副邊的感應(yīng)電勢相應(yīng)減小，所以制動作用大大減弱，保護裝置將動作，調(diào)節(jié)R1可以改變制動系數(shù)的大小。（2）二次諧波制動回路：由DKB2、C2、C3、BZ2和R2組成。DKB2二次線圈的電感L與電容C2組成二次諧波并聯(lián)諧振回路，對二次諧波分量呈現(xiàn)很大的阻抗，因此，輸出電壓較高，這樣經(jīng)C3濾波后的二次諧波制動電壓Uz2較大，可以調(diào)節(jié)R2來改變Uz2的大小。（3）差動回路：由DKB3、BZ3、C

26、4和R3組成，由于DKB3的一次線圈接在差動回路中，因此R3上的抽去電壓Ucd即為繼電器動作電壓，調(diào)節(jié)R3可改變繼電器動作電流的大小。（4）執(zhí)行回路：Uzd>Ucd；繼電器不動作，Uzd<Ucd；繼電器應(yīng)能可靠動作。4.2 變壓器瓦斯保護當變壓器油箱內(nèi)部短路時，短路點電弧使變壓器油分解形成瓦斯氣體，重瓦斯保護作用于斷路器跳閘，為變壓器主保護，輕瓦斯作用于信號，在保護線路中通常設(shè)有切換片QP，也可將重瓦斯保護投入信號。（見4-3圖）圖4-3 瓦斯繼電器安裝當變壓器內(nèi)部故障時，故障點的局部溫度將使變壓器油溫上升，體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，有熱空氣被排出而形成上升氣流，在故障點產(chǎn)生電弧，則

27、變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體，這些氣體自油箱流向油枕上部，故障程度越嚴重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快，甚至氣流中還夾雜著變壓器油，利用上述氣體來實現(xiàn)的保護裝置叫瓦斯保護，原理圖見4-4。（1）瓦斯保護的整定：250cm動作于信號（2）重瓦斯保護的整定：0.6-1.5m/s。圖4-4 變壓器保護原理接線4.3 后備保護高、中壓側(cè)均有電源的三繞組變壓器可以按高壓側(cè)為主電源側(cè)設(shè)計，除主電源側(cè)外，其它各側(cè)只要求作相鄰元件的后備保護，可采用兩側(cè)裝后備保護和三側(cè)裝后備保護兩種方案來進行設(shè)計。三側(cè)后備保護方案：將后備保護裝于主電源側(cè)（高壓側(cè)）和中壓側(cè)。110kv三繞組變壓器，高壓側(cè)裝設(shè)復合

28、電壓啟動的方向過流保護。方向指向35kv側(cè)（假定35kv側(cè)后備保護時限）第一段時限跳開35kv側(cè)母線分段（或母聯(lián)）斷路器，第二段時限跳開變壓器35kv側(cè)斷路器，不帶方向的保護以最長的時限斷開變壓器各側(cè)。4.3.1 零序過電流保護降壓變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺中性點直接接地，一臺不接地，為了防止在單相接地故障時使中性點不接地的變壓器遭受過電壓的危害，保護裝置以第一段時限斷開中性點不接地的變壓器，以第二段時限斷開本變壓器。 由于本設(shè)計中變壓器只有110KV 側(cè)接地，故不考慮方向。 為了提高保護裝置的可靠性，在零序過電流前加裝零序電壓閉鎖元件，閉鎖元件的電壓，由本側(cè)電壓互感器的開口三角形取

29、得，動作電壓值按躲過正常情況下的不平衡電壓整定。500KV以上的變壓器應(yīng)考慮過負荷對變壓器造成的影響，因此應(yīng)加裝過負荷保護的過電流繼電器，當變壓器過負荷時啟動發(fā)信時來提醒運行人員。4.3.2 電壓啟動的過電流保護原理在不對稱故障時靠負序電壓繼電器起動低電壓繼電器，在對稱故障時靠負序電壓繼電器短時間動作來起動低電壓繼電器，而依靠低電壓繼電器返回電壓較高來維持其動作狀態(tài)，因此，靈敏度較高，電壓啟動的過電流保護原理見圖3-5。電流繼電器的動作電流按躲過變壓器額定電流整定：；可靠系數(shù)1.2；返回系數(shù)0.85負序電壓繼電器的起動電壓，按躲過正常運行時的不平衡電壓整定，根據(jù)實際的運行經(jīng)驗和參照有關(guān)實驗數(shù)據(jù)

30、可整定為： 額定線電壓低電壓繼電器按在相間電壓上的電壓繼電器的動作電壓，按躲過電動機自起動為條件整定 靈敏度校驗：電流元件 負序電壓元件 相間電壓元件4.3.3 零序保護原理圖（見圖4-6）變壓器零序電流保護：本保護只有110KV側(cè)中性點直接接地，故不考慮零序方向元件 。 式中出線零序電流保護后備段的動作電流保護靈敏度的校驗：靈敏度計算為式中為出線末故障時，流過變壓器的最小零序電流 為零序電流保護動作電流。1.5零序電壓保護整定：1 按躲過正常運行最大不平衡電壓整定 式中電壓互感器零序一次額定電壓。在中性點直接接地系統(tǒng)中，額定電壓； 電壓互感器零序電壓變比，在中性點直接接地系統(tǒng)中/0.1。b、

31、靈敏度校驗 ； 其中為母線故障時最底零序電壓（圖4-6 變壓器零序保護原理接線圖5 線路各種保護的原理及應(yīng)用5.1 相間距離保護（1）距離保護是以反映從故障點到保護安裝處之間的阻抗大小的一種保護，以阻抗繼電器為主要元件，動作時間具有階梯特性的相間保護裝置。（2）可應(yīng)用于任何復雜運行方式多變的系統(tǒng)中有選擇性，較快的切除相間故障，如用一般的電流、電壓保護不能滿足要求時則應(yīng)考慮采用距離保護裝置。 保護特點：裝置運行靈活，動作可靠性穩(wěn)定，各種電網(wǎng)均能適用，但接線復雜維護不方便5.2 相間接地保護（1）它是以測量保護安裝處至接地短路點之間的阻抗來反映線路長度距離的。中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)

32、生很大的零序電流分量，利用零序分量構(gòu)成的保護。（2）零序電流保護由于受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，靈敏度低，特別是在短距離的線路以及復雜的環(huán)網(wǎng)中，保護范圍很小甚至沒有，當零序電流保護不能滿足電力系統(tǒng)的要求時，則應(yīng)加裝接地距離保護。5.3 三段式電流保護電網(wǎng)正常運行時，輸電線路上通過負荷電流，發(fā)生相間斷路時通過短路電流，短路電流往往比負荷電流大，過電流保護就是利用短路時的電流比正常運行時大的特征來鑒別電網(wǎng)中發(fā)生短路故障，一般由瞬時、定時限及過電流來構(gòu)成其三段式保護。為防止其誤動，可使用電壓閉鎖的復合過電流保護.。應(yīng)用：110KV及以下電壓等級的單電源出線保護特點：保護簡單，維修方便，經(jīng)濟性好

33、。但由于受運行方式影響較大，且保護時限較長，因此，條件不宜滿足。5.4 高頻閉鎖保護該保護是在距離保護的基礎(chǔ)上配收發(fā)信機，通過高頻通道，由起信元件、停信元件構(gòu)成的保護，在構(gòu)成高頻閉鎖距離保護中，方向阻抗元件、 段與振蕩閉鎖裝置構(gòu)成與門，啟動停信，原距離保護、 段仍然獨立。原理接線如圖5-2圖5-2 高頻閉鎖原理接線圖應(yīng)用：110KV以上高壓電網(wǎng)特點：靈敏度高，可實現(xiàn)被保護線路全線速動。由于使用信號通道來發(fā)、停信，因此使用設(shè)備多，易受傳輸信號的影響，可靠性受限。5.5 零序電流保護中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流，利用零序電流分量構(gòu)成保護，在正常運行和振蕩時無零序分量，且不

34、反映三相和兩相短路，因此，對接地故障有較好的靈敏度，零序電流常為多段式，根據(jù)運行需要增減段數(shù)。應(yīng)用：普遍應(yīng)用于中性點直接接地的系統(tǒng)中。特點：靈敏度高，接線簡單。受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，特別是在短距離線路及其環(huán)網(wǎng)中，速動段保護范圍太小，致使各段保護性能嚴重惡化，動作時間長，靈敏度低5.6 110kv線路保護配置及說明5.6.1 配置說明電壓，電流保護的靈敏度隨系統(tǒng)的運行方式變化較大，在長距離重負荷線路上靈敏度往往不能滿足。在距離保護只與故障點距離有關(guān)，受系統(tǒng)運行方式影響較小，能有效，可靠速動保護線路，故選取距離保護與接地距離保護構(gòu)成的高頻閉鎖距離保護做主保護，接地后備選用零序電流保護，

35、后種受運行方式影響較大。5.6.2 整定計算（1）相間距離及接地距離段 段與下級線路段配合，因下級線路不明，按滿足靈敏度要求整定。時間較配合段保護大一個t=0.5。 段按躲過最小負荷阻抗來整定，時間較配合段保護大一個。 為額定電壓(相) 為配合段保護時間為線路最大負荷電流 為可靠系數(shù)取1.15 為返回系數(shù)取1.15 為自起動系數(shù)取2 其中、段為經(jīng)切換的方向阻抗.段為全阻抗 保護設(shè)有電壓回路斷線閉鎖 保護設(shè)有可供選擇的重合閘后加速回路 為防止振蕩保護發(fā)生誤動,一般設(shè)有振蕩閉鎖裝置5.6.3 高頻閉鎖距離保護高頻閉鎖距離保護動作方框圖5-3如下:圖5-3起動元件:負序電流或,設(shè)為低電平,在阻抗保護

36、區(qū)內(nèi)負序元件測得為高電平.經(jīng)過脈沖展寬至t秒至與門1,另一路徑與門2與到低電平經(jīng)與門2,發(fā)出低電平經(jīng)t秒延時至與門1先非為高電平,至發(fā)信機GFX為1,若對側(cè)發(fā)信機GFX不發(fā)信,則GSX為0,先非為1和延時到信號經(jīng)與門3為高電平跳閘.若測得低電平或阻抗不在保護內(nèi),且GSX由收信機收到通道對側(cè)信號,閉鎖跳閘回路.起動值為在線路末端發(fā)生和時. 計算時 有 ，得5.6.4 零序電流保護計算時零序網(wǎng)只考慮變壓器一側(cè),另一側(cè)不考慮.段:按躲過線路末端最大零序電流整定 為可靠系數(shù)取1.2段:與下級線路配合,因下級線路參數(shù)不明按滿足靈敏度要求整定,時間較配合段保護大一個t=0.5s 段:躲過線路末端時產(chǎn)生的最

37、大不平衡電流,時間較配合段保護大一個=0.5s。% 相鄰線路末 為配合段保護時間為可靠系數(shù)取1.2；為非周期分量取1.5為電流互感器同型系數(shù)取1.05.6.5 三項一次重合閘三相一次重合閘是指當輸電線路上不論發(fā)生相接地短路還是相間短路，繼電保護裝置均將線路三相斷路器都斷開，然后ZCH起動，將三相斷路器一起全跳。若故障為暫時性，則重合成功。如故障為永久性時則繼電保護再次將三相斷路器斷開，不再重合。三相一次重合閘裝置由起動元件，延時元件，一次和閘，脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成。起動元件的作用：是當斷路器跳閘后，使延時元件起動。延時元件的作用：是在斷路器斷開后，保證故障點有足夠的去離時間和斷路器及傳

38、機構(gòu)準備好再次動作時間。一次和閘脈沖：保證裝置只重合一次。行元件的作用：將動作信號送至和閘回路和信號回路，使斷路器重新和閘，使值班人員知道和閘已動作。表5-1 110KV保護整定計算（二次值）保護名稱相間距離（）高頻閉鎖（KV）接地距離()保護段L-17.3411.236.440.86.0511.2315.55L-26.249.556.140.935.149.5513.22L-39.3714.325.850.637.7114.3219.83L-41.973.016.462.751.626.034.175.7 35kv線路保護整定原則目前在35KV以上線路上,往往采用3段電流保護,它包括無時限電

39、流速斷保護,延時電流速斷保護和過電流保護,前兩者作為線路的主保護,后者作為相應(yīng)元件的后備保護.過電流保護動作電流整定值較小,比較靈敏,保護范圍大,但動作時限較大；無時限電流速斷保護動作時限較小,但動作電流整定值較大,只能保護線路的一部分；延時電流速斷保護動作時限比過電流保護動作時限來的短,但它的保護范圍不能包括相應(yīng)元件的全部。為彌補這些不足，特加裝3段相間距離保護作為全線的保護。5.7.1 三相式電流保護整定計算原則段: 段：其中，若有相鄰線路段應(yīng)與下級線路段配合，同時應(yīng)于主變保護相配合，但下級線路參數(shù)不明時，按靈敏度要求整定；或為終端變段應(yīng)躲主變低壓側(cè)，t=0.3s。段：，5.7.2 三段式

40、距離保護整定計算原則段：， 段：， 段：，5.7.3 35KV保護整定計算(表5-2)表5-2 35KV保護整定計算（二次值）保護名稱三段電流 (KA)三段距離（）保護段L-147.3248.11.061.626.82L-2412171.271.947.92L-343.921.49.21.011.556.04L-447.823.88.51.011.556.55L-547.823.88.11.011.556.85L-631.916.19.31.522.335.945.8 10KV線路保護整定計算10KV對于帶電抗的單側(cè)電源線路，其斷路器設(shè)計可切斷電抗器前的短路，則可裝設(shè)三段電流保護，作為簡單相間

41、短路接地的主保護。整定計算原則：段：，段：其中；段：，5-3 10KV保護整定計算（二次值）保護名稱三段過電流（KA） 保護段L-12010.88.1L-262.832.67.0L-352.327.86.3L-426.414.18.1L-529.816.26.3L-622.812.37.6L-74423.56.3L-826.414.18.16設(shè)備選型6.1 主變保護選型及簡介隨著數(shù)字式電子計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了功能強的微型計算機，從技術(shù)和經(jīng)濟上都具備了用一臺微機完成一個電器設(shè)備保護功能的條件，其工作準確率以達到95.83%以上，性能優(yōu)越，又由于它具備以下優(yōu)點：（1）靈活性大，同樣硬件，采

42、用不同軟件可構(gòu)成不同特性與功能保護。以適應(yīng)不同的需要。（2）在程序指揮下，微機保護有極強的綜合分析和判斷能力，可以做到自動糾錯，即自動的識別和排除干擾，防止由于干擾造成誤動，微機保護容易實現(xiàn)多重化，可以有效的防止拒動。（3）高性能，由于微機有很強的信息處理功能和記憶功能，因而易于實現(xiàn)新的保護原理，易于使保護性能完善化。許多模擬式繼電保護設(shè)備存在的技術(shù)問題，在微機保護中有了新的解決方法。（4）維護調(diào)試方便，其硬件只做簡單的操作，如讀，寫及簡單的運算等幾個簡單操作便可檢驗硬件是否完好，對于成熟軟件一般功能不會有錯。（5）小型化和低負擔，因以上各項說明，微機保護的優(yōu)點和應(yīng)用都有成熟一面，所以在變電所

43、設(shè)計中選用微機成套設(shè)備保護，有利于供電可靠性及經(jīng)濟性。6.1.1 主變保護選型及簡介主變選型：選用LFP-971A，適用于220KV及以下電壓等級的三卷變壓器，滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，裝置為多微機實現(xiàn)的變壓器差動保護。（1）本裝置包括差動速斷保護，比率差動保護，CT斷線判據(jù)，帶延時的非電量保護和非電量保護的事件記錄功能。（2）裝置的性能特征本裝置有兩個獨立的單片機a、CPU1擔負保護功能，完成保護輸入量的采樣計算，動作邏輯判斷直至保護動作跳閘。B、CPU2為起動管理機，內(nèi)設(shè)整機起動元件，該起動元件在電子電路上（包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）與保護CPU1完全獨立，動作后，開放保護裝置出口正電源，另

44、外，CPU2還作為人機對話通信接口保護跳閘并整組復歸后，CPU2接收CPU1傳來的跳閘報告、事件記錄及波形數(shù)據(jù)等，并進行顯示、打印。CPU強調(diào)準確性，裝置采樣率為每周12點，主要繼電器采用全周付氏算法。并結(jié)合VFC自動飄零技術(shù)。（3）起動元件裝置除設(shè)置了獨立的總起動元件外，保護CPU1還設(shè)有本身的起動元件，構(gòu)成獨立完整的保護功能。保護由于附設(shè)了提高小電流故障檢測靈敏度的工頻變化量比率差動元件，故增設(shè)了相電流工頻變化量其動元件，采用飄動門坎技術(shù)。（4）差動速斷及比率差動保護性能a、差動速斷保護實質(zhì)上為反映差動電流的過電流繼電器，動作時間小于10ms。B、能可靠的躲過外部故障時的不平衡差動電流。C

45、、工頻變化量比率差動保護完全反映差動電流及制動電流的變化量，不受變壓器正常運行時負荷電流的影響，有較高的檢測變壓器內(nèi)部小電流故障的能力。比率差動保護動作特性如圖6-16.2 主變保護裝置原理(1)硬件結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。裝置的交流電流隔離變換采用的是電流互感器，目的是不失真的變換電流的諧波分量。 （1） 兩個COU為核心：CPU1完成保護功能，CPU2為管理機。（2） VFC壓頻變換器：將電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號（圖6-3）。（3） 低溫單元：濾去以上的高頻分量，這樣工頻分量使五次諧波分量被保留，又降低了也不產(chǎn)生頻率混疊。（4） 光隔單元：將外部開關(guān)量轉(zhuǎn)換為電信號。（5） 打印機。（6） 出口繼

46、電器：執(zhí)行回路。（7） 液晶鍵盤3、主變保護裝置面板布置（圖6-4）（1） DC為直流逆變電源。（2） AC為中壓側(cè)交流電流變換模件。（3） AC為高壓側(cè)及低壓側(cè)交流電源變換模件。（4） 空插件。（5） VFC壓頻變換及變壓器各側(cè)電流平衡調(diào)整模件。（6） CPU為差動保護，OP為運行正常監(jiān)視綠燈，DX為CT斷線及運行異常示警燈。（7） MON1為管理機，作為總起動元件和人機對話。（8） OPT為光耦模件，輸入開關(guān)量由該元件進行光電隔離后輸入到裝置內(nèi)部。（9） 空插件。（10） OUT為本裝置出口跳閘及信號模件，有兩個信號燈，其中OP為正常運行監(jiān)視燈，TJ為跳閘信號紅燈，磁保持。另有一復歸按鈕，

47、用于復歸跳閘信號。6.3 110KV線路的成套保護裝置選用WXB-11A型微機高壓線路保護裝置，本裝置適用于110KV500KV各電壓等級的輸電線路。主保護為高頻距離和高頻零序，包括相間距離、接地距離零序保護功能。主程序邏輯框圖見圖6-5。采用多單片機并行工作的硬件結(jié)構(gòu)，各個插獨立完成一種保護功能。CPU1實現(xiàn)本裝置的主保護，可以選用允許式和閉鎖式 。高頻距離用于切除相間故障，高頻零序用于切除單相故障，其距離元件和零序方向元件與裝置中的距離保護和零序保護完全獨立，提高了裝置的可靠性。由三段式相間距離和三段式接地距離構(gòu)成的距離保護為保護的基本配置，由CPU2實現(xiàn)，用于切除出口短路故障的快速段的距

48、離元件，動作時間不大于11ms，當系統(tǒng)發(fā)生第一次故障時，采用電壓記憶保證方向性。如在振蕩期間發(fā)生故障，則采用負序方向元件把關(guān)，僅在出口完全對稱時采用偏移特性。零序保護由CPU3實現(xiàn)，由四段全相運行時的零序保護和兩段非全相運行時的不靈敏段零序保護組成，為各套保護的基本配置。裝置設(shè)置了突變量閉鎖元件，以防止CT斷線時零序保護誤動。6.3.1 高頻距離保護高頻距離阻抗特性采用帶記憶的多邊形方向阻抗特性，見圖6-6。當計算阻抗在正向停信范圍內(nèi)時，阻抗元件動作驅(qū)動停信繼電器TXJ停信，并等待對側(cè)信息，當對側(cè)亦停信后，出口跳三相，如果經(jīng)60ms保護不動作則立即進入振蕩閉鎖邏輯，閉鎖高頻距離。6.3.2 距

49、離保護采用微分方程算法，阻抗特性采用多邊形特性。保護起動后，首選執(zhí)行選相程序，當判斷為相間故障時，執(zhí)行相間距離邏輯，當判斷為單相故障時，執(zhí)行接地距離邏輯。6.3.3 零序保護設(shè)置了四段全相運行時的零序保護，兩段非全相運行運行時的不靈敏段零序保護，全相運行時，各段零序保護的方向元件均可由控制字整定投入或退出。重合閘后加速時間均固定為0.2s，另外零序段在重合閘后帶0.1s延時。本裝置零序保護由相電流突變量元件啟動，為防止CT斷線引起零序保護誤動，設(shè)置了突變量元件把關(guān)閉鎖，此功能可由控制字整定或退出。零序保護元件的正常情況下均取用自產(chǎn)，即軟件根據(jù)獲得。若故障前發(fā)現(xiàn)上述等式不成立（可能PT斷線），而

50、此時仍成立，則故障時仍取用自產(chǎn)，若不成立，則取實際，不考慮與同時斷線的情況，PT斷線時零序保護不退出工作，也不報警。6.4 35KV線路成套保護裝置選用PSL626C型線路保護裝置。本裝置適用于小電流接地系統(tǒng)，保護功能：三段式相間距離，僅在有零序電流時才投入的用于保護異地兩點接地的兩段式接地距離，三段式方向過流，低周減載和三相一次重合閘。距離保護，過流保護，和低周減載可以通過壓板控制投退。三相一次重合閘由重合閘方式開關(guān)投退。（1） 裝置硬件本裝置在總體設(shè)計及各模件設(shè)計上充分考慮可靠性要求，在采樣數(shù)據(jù)傳輸，程序執(zhí)行，信號指示，通信等方面尤其注重。裝置由以下模件組成：電壓切換模件（VS），交流變換

51、模件（AC），模/數(shù)轉(zhuǎn)換模件（A/D），保護功能模件（CPU），通信接口模件（COM），電源模件（POWER），信號模件（SIGNAL），斷路器位置模件（YWJHWJ），跳合閘模件（TRIP），人機對話模件（MMI），及其他可選配模件。（2）相間距離由相間偏移阻抗元件和正序方向元件組成，距離保護不采用選相元件，距離保護可以由控制字選擇振蕩閉鎖功能是否投入，振蕩閉鎖功能投入時，距離、段經(jīng)元件開放，距離段不經(jīng)振蕩閉鎖。接地距離僅在距離壓板投入、接地距離控制字投入并且零序電流大于0.5倍額定電流時才投入。相間距離偏移阻抗元件、段動作特性如圖6-7所示。（3）過流保護、段可獨立整定成帶方向或不帶方向、經(jīng)電壓閉鎖或不經(jīng)電壓閉鎖。方向元件采用正序電壓和相電流比相判別。動作范圍：-10度到120度。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。電壓閉鎖回路在3個線電壓中的任意一個高于底電壓定值時動作，閉鎖相應(yīng)段過流保護。利用此元件可以保證裝置在電機反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動作。（4）本裝置的重合閘為三相一次重合閘。重合閘由本保護跳閘接點返回時啟動、斷路器位置啟動或“其他保護動作”開入量啟動，同時還設(shè)有“檢鄰線有流”同期方式，裝置設(shè)一個發(fā)本線路有電流信號的開出繼電器和一個鄰線有電流的開入