電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置系統(tǒng)設(shè)計

電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置系統(tǒng)設(shè)計

目錄

1引言2

2繼電保護相關(guān)理論知識3

2.1繼電保護的概述3

2.2繼電保護的任務(wù)3

2.3繼電保護基本原理3

2.3.1反映電氣量的保護4

2.3.2反映非電氣量的保護4

2.4對繼電保護裝置的要求5

2.5繼電保護裝置的組成6

2.6工作回路7

3某電力變壓器繼電保護設(shè)計7

3.1設(shè)計基本資料7

3.2本系統(tǒng)故障分析8

3.3本設(shè)計繼電保折裝置原理概述8

3.3.1縱差動保護8

3.3.2變壓器瓦斯保護9

3.3.3平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護9

3.3.4復(fù)合電壓啟動的過電流10

3.3.5變壓器中性點直接接地零序電流保護工作原理10

3.3.6過電流保護的構(gòu)成及工作原理11

4短路電流計算和繼電保護設(shè)計整定11

4.1初始數(shù)據(jù)11

4.2設(shè)計計算12

4.2.1畫出短路等值電路12

4.2.2短路電流計算12

4.2.3保護裝置的配置13

4.2.4各保護裝置的整定計算13

4.3保護配置圖16

4.3.1三段式電流保護接線圖16

4.3.2差動保護單相原理圖17

4.3.3復(fù)合電壓啟動的過電流保護原理圖17

4.3.4零序電流保寸1和中性點間隙接地保護原理圖18

5課程設(shè)計心得與體會錯誤!未定義書簽。

參考文獻錯誤!未定義書簽。

1引言

電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成局部，對保證電力系統(tǒng)

的正常運行，防止事故發(fā)生或擴大起了重要作用。繼電保護是對電力系統(tǒng)中發(fā)生

的故障或異常情況進展檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障局部隔離、切除

的一種重要措施。應(yīng)根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設(shè)計（二次局部）原則或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接

線及要求進展電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置設(shè)計。設(shè)計應(yīng)滿足《繼電保護和安全

自動裝置技術(shù)規(guī)程（SDJ6-83）》、《110?220kV電網(wǎng)繼電保護與安全自動裝置運行

條例》等有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求。

繼電保護是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長時間大面積停電的

最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段。許多實例說明，繼電保護裝置一旦不能

正確動作，就會擴大事故，釀成嚴(yán)重后果。因此，加強繼電保護的設(shè)計和整定計

算，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要工作。實現(xiàn)繼電保護功能的設(shè)備稱為繼電

保護裝置。本次設(shè)計的任務(wù)主要包括了六大局部，分別為運行方式的選擇、電

網(wǎng)各個元件參數(shù)及負(fù)荷電流計算、短路電流計算、繼電保護距離保護的整定計算

和校驗、繼電保護零序電流保護的整定計算和校驗、對所選擇的保護裝置進展綜

合評價。其中短路電流的計算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計的重點。通過分析，找

到符合電網(wǎng)要求的繼電保護方案。

電力系統(tǒng)和繼電保護技術(shù)的不斷開展和安全穩(wěn)定運行，給國民經(jīng)濟和社會開

展帶來了巨大動力和效益。但是，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障，如果不能

及時有效控制，就會失去穩(wěn)定運行，使電網(wǎng)瓦解，并造成大面積停電，給社會帶

來災(zāi)難性的后果。因此電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性、安全性、靈

敏性、速動性的要求。要結(jié)合具體條件和要求，木設(shè)計從裝置的選型、配置、整

定、實驗等方面采取綜合措施，突出重點，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以到達保證電

網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的目的。

2繼電保護相關(guān)理論知識

2.1繼電保護的概述

研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動

化措施。因在其開展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件

（發(fā)電機、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。

2.2繼電保護的任務(wù)

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，

自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減

輕或防止設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

2.3繼電保護基本原理

溫度保護等。

2.4對繼電保護裝置的要求

繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏

性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應(yīng)同時滿足四

個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝

置，這四個基本要求中有些要求可以降低。

（1）選擇性

選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時.，其繼電保護僅將故障

的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒動時，應(yīng)

由相鄰設(shè)備或線路的保護將故障切除。

（2）速動性

速動性是指繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電

流、低電壓運行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。

一般必須快速切除的故障有：

1）使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值（一般為0.7倍額定電壓;o

2）大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內(nèi)部故障。

3）中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為防止過熱不允許延時切除的故障。

4）可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號造成強烈干擾的故障。

故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為

0.04s?0.08s,最快的可達0.01s?0.04s,一般斷路器的跳閘時間為0.06s?

0.15s,最快的可達0.02s?0.06s。

對于反響不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照

選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。

⑶靈敏性

靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情

況時，保護裝置的反響能力。保護裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。

能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不管短路點的位置

和短路的類型若何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反響動作，即要求不

但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)

過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。

系統(tǒng)最大運行方式：被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護

裝置的短路電流為最大運行方式；

系統(tǒng)最小運行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保

護裝置的短路電流為最小的運行方式。

（4）可靠性

可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最基本的要求。

安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。

信賴性：要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時

可靠動作，即不拒動，

繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害.

即使對于一樣的電力元件，隨著電網(wǎng)的開展，保護不誤動和不拒動對

系統(tǒng)的影響也會發(fā)生變化。

以上四個基本要求是設(shè)計、配置和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼

電保護的根基。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因

此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的構(gòu)造和用戶的性質(zhì)，辯證地進展統(tǒng)一。繼電保

護相當(dāng)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，一般包括測量局部、邏輯局部和執(zhí)行局部。測量局部從被保護對象輸入有

關(guān)信號，再與給定的整定值對比，以判斷是否發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)；邏輯

局部依據(jù)測量局部輸出量的性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或其組合，進展邏輯判斷，以確定

保護是否應(yīng)該動作；執(zhí)行局部依據(jù)前面環(huán)節(jié)判斷得出的結(jié)果子以執(zhí)行：跳閘或發(fā)

信號。

2.5繼電保護裝置的組成

一般情況而言，整套繼電保護裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三局部

組成。

U）測量對比局部：測量對比局部是測量通過被保護的電氣元件的物理

參量，并與給定的值進展對比，根據(jù)對比的結(jié)果，給出〃是〃〃非〃性質(zhì)的一組邏

輯信號，從而判斷保護裝置是否應(yīng)該啟動。

(2)邏輯局部：邏輯局部使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和

范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將

對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出局部。

(3)執(zhí)行輸出局部：執(zhí)行輸出局部根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保

護裝置所承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正

常運行時不動作等。

2.6工作回路

要完成繼電保護任務(wù)，除了需要繼電保護裝置外，必須通過可靠的繼電保護

工作回路的正確工作，才能完成跳開故障元件的斷路器、對系統(tǒng)或電力元件的不

正常運行發(fā)出警報、正常運行狀態(tài)不動作的任務(wù)。

繼電保護工作回路一般包括：將通過一次電力設(shè)備的電流、電壓線性地傳變

為適合繼電保護等二次設(shè)備使用的電流、電壓，并使一次設(shè)備與二次設(shè)備隔離的

設(shè)備，如電流、電壓互感器及其與保護裝置連接的電纜等；斷路器跳閘線圈及與

保護裝置出口間的連接電纜，指示保護動作情況的信號設(shè)備；保護裝置及跳閘、

信號回路設(shè)備的工作電源等

3某電力變壓器繼電保護設(shè)計

3.1設(shè)計基本資料

某變電所的電氣主接線如以以下圖。兩臺變壓器均為三繞組、油浸式、強迫

風(fēng)冷、分級絕緣，其參數(shù)：=31.5MW1,電壓：

110±4x2.5%/38.5±2x2.5%/l接線：YN/y/d]](YQ/y/-12).短路

電壓：UHM(%)=10.5；U?(%)=17;U“J%)=6。兩臺變壓器同時運行，HOkV

側(cè)的中性點只有一臺接地；假設(shè)只有一臺運行，則運行變壓器中性點必須接地，

其余參數(shù)如以以下圖。

圖3.1變電所電氣主接線圖

3.2本系統(tǒng)故障分析

本設(shè)計中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及高壓側(cè)中性點接地的電

力變壓器等主要設(shè)備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接

地。

電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。變壓器的外部故障常見

的是一L下壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接

外殼。變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。

變壓器的不正常運行、過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及油

面下降、產(chǎn)生氣體等故障都有可能會讓繼電保護動作。

3.3本設(shè)計繼電保護裝置原理概述

3.3.1縱差動保護

三繞組變壓器差動保護的動作原理是按循環(huán)電流原理構(gòu)成的。正常運行和外

部短路時，三繞組變壓器三側(cè)電流向量和(折算至同一電壓等級)為零。它可能

是一側(cè)流入另兩側(cè)流出，也可能由兩側(cè)流入，而從第三側(cè)流出。所以，假設(shè)將任

何兩側(cè)電流相加再和第三側(cè)電流相對比，就構(gòu)成三繞組變壓器的縱差動保護。其

原理接線如圖3-1所示。

當(dāng)正常運行和外部短路時，假設(shè)不平衡電流忽略不計，則流入繼電器的電流

為零。即iR=iI2+iII2+i1112=0o

當(dāng)內(nèi)部短路時，流入繼電器的電流則為iR=i12+iII2+iIII2=SiK/r.a即

等于各側(cè)短路電流(二次值)的總和。

可見在正常及區(qū)外短路時，保護不會動作，而發(fā)生內(nèi)部故障時，保護將靈敏

動作。為保證三繞組變壓器差動保護的可靠性和靈敏性，應(yīng)注意以下幾點

(1)各側(cè)電流互感器的變比應(yīng)統(tǒng)一按變壓器最大額定容量來選擇。

(2)外部短路時的三繞組變壓器比雙繞組變壓器的不平衡電流大，宜采用

帶制動特性的BCHT型差動繼電器，假設(shè)BCHT型仍不滿足靈敏度要求，可采用

二次諧波制動的差動保護。

(3)為解決實際變比與計算變比不一致而引起的不平衡電流，以保證每兩

側(cè)線圈之間的平衡，對BCHT型差動保護，應(yīng)將兩組平衡線圈分別接在二次電流

較小的兩側(cè)。

圖3.2三繞組變壓器差動保護單相原理圖

本設(shè)計采用較經(jīng)濟的BCH-1型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護裝置

的勵磁涌流的能力。

3.3.2變壓器瓦斯保井

變壓器瓦斯保護的主要元件就是瓦斯繼電器，變壓潛瓦斯保護是利用安裝在

變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故

障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，

氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點閉合，這時讓其作用

于信號，稱為輕瓦斯保護；故障嚴(yán)重時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用

下形成強烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動作，接點閉合，這時作用于跳閘并

發(fā)信，稱為重瓦斯保護。其原理接線圖如圖3-2.

圖中：瓦斯繼電器KG的上觸點接至信號，為輕瓦斯保護；下觸點為重瓦斯

保護，經(jīng)信號繼電器KS、連接片XE起動出口中間繼電器KOM,KOM的兩對觸點

閉合后，分別使斷路器QF1、QF2、跳閘線圈勵磁。跳開變壓器兩側(cè)斷路器，即

直流+—K04在流＞,起動*OM。

直流+—KOM—＞QFlYJf苴流＞,跳開斷路器QF1。

直流+TOMTQF2YI?直流f跳開斷路器QF2。

再有，連接片XE也可接至電阻R,使重瓦斯保護不跳閘而只發(fā)信號。

圖3.3變壓器瓦斯保護原理接線圖

3.3.3平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護

平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護是通過對比兩線路的電流相位和數(shù)值一樣

與否鑒別發(fā)生的故障，由電流起動元件、功率方向元件和出口執(zhí)行元件組成，電

流起動元件用以判斷線路是否發(fā)生故障，功率方向元件用以判斷哪回線路發(fā)生故

障，雙回線路運行時能保證有選擇的動作。該保尹動作時間OS,由于橫聯(lián)保護

在相繼動作區(qū)內(nèi)短路時，切除故障的時間將延長一倍，故加裝一套三段式電流保

護，作為后備保護。

3.3.4復(fù)合電壓啟動的過電流

當(dāng)保護區(qū)內(nèi)發(fā)生不對稱故障，系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)序電壓，負(fù)序過濾器13有電壓輸

出使繼電器7常閉觸點翻開，欠壓繼電器8失壓，常閉觸點閉合，接通中間繼電

器9,假設(shè)電流繼電器4、5、6任何一個動作，則啟動時間繼電器10,經(jīng)過整定

時限后，跳開兩側(cè)斷路器。在對稱短路情況下，電壓繼電器7不啟動，但欠壓繼

電器8囚電壓降低，常閉觸點接通，保護啟動。

負(fù)序電壓整定值，可取額定電壓的6機電流整定值，可取大于變壓器額定

電流，但不必大于最大電流（例如并聯(lián)運行的變壓器斷開一臺時）。

圖3.4復(fù)合電壓啟動的過電流保護原理圖

3.3.5變壓器中性點直接接地零序電流保護工作原理

目前大電流接地系統(tǒng)普遍采用分級絕緣的變壓器，當(dāng)變電站有兩臺及以上的

分級絕緣的變壓器并列運行時，通常只考慮一局部變壓器中性點接地，而另一局

部變壓器的中性點則經(jīng)間隙接地運行，以防止故障過程中所產(chǎn)生的過電壓破壞變

壓器的絕緣。為保證接地點數(shù)目的穩(wěn)定，當(dāng)接地變壓器退出運行時，應(yīng)將經(jīng)間隙

接地的變壓器轉(zhuǎn)為接地運行。由此可見并列運行的分級絕緣的變壓器同時存在接

地和經(jīng)間隙接地兩種運行方式。為此應(yīng)配置中性點直接接地零序電流保護和中性

點間隙接地保護。這兩種保護的原理接線如圖E-127所示

中性點直接接地零序電流保護：中性點直接接地零序電流保護一般分為兩

段，第一段由電流繼電器1、時間繼電器2、信號繼電器3及壓板4組成，其定

值與出線的接地保護第一段相配合,0.5s切母聯(lián)斷路器。第二段由電流繼電器5、

時間繼電器6、信號繼電器7和8壓板9和10等元件組成，。定值與出線接地保

護的最后一段相配合，以短延時切除母聯(lián)斷路器及主變壓器高壓側(cè)斷路器，長延

時切除主變壓器三側(cè)斷路器。

中性點間隙接地保護：當(dāng)變電站的母線或線路發(fā)生接地短路，假設(shè)故障元件

的保護拒動，則中性點接地變壓器的零序電流保護動作將母聯(lián)斷路器斷開，如故

障點在中性點經(jīng)間隙接地的變壓器所在的系統(tǒng)中，此局部系統(tǒng)變成中性點不接地

系統(tǒng)，此時中性點的電位將升至相電壓，分級絕緣變壓器的絕緣會遭到破壞，中

性點間隙接地保護的任務(wù)就是在中性點電壓升高至危及中性點絕緣之前，可靠地

將變壓器切除，以保證變壓器的絕緣不受破壞。間隙接地保護包括零序電流保護

和零序過電壓保護，兩種保護互為備用。

零序電流保護由電流繼電器12、時間繼電器13、信號繼電器14和壓板15

組成。一次啟動電流通常取100A左右，時間取0.5s。UOkV變壓器中性點放電

間隙長度根據(jù)其絕緣可取H5158nlm,擊穿電壓可取63kV（有效值）。當(dāng)中性點

電壓超過擊穿電壓（還沒有到達危及變壓器中性點絕緣的電壓）時，間隙擊穿，

中性點有零序電流通過，保護啟動后，經(jīng)0.5s延時切變壓器三側(cè)斷路器。

零序電壓保護由過電壓繼電器16、時間繼電器17、信號繼電器18及壓板

19組成，電壓定植按躲過接地故障母線上出現(xiàn)的最高零序電壓整定，llOkV系統(tǒng)

一般取150V；當(dāng)接地點的選擇有困難、接地故障母線3U。電壓較高時，也可整

定為180V,動作時間取0.5so

圖3.5變壓器中性點百接接地零序電流保護和中性點間隙接地保護的原理接線圖

3.3.6過電流保護的閡成及工作原理

三繞組變壓器外部故障時，其過電流保護應(yīng)有選擇性地斷開故隙側(cè)斷路器。

而使其余兩側(cè)繼續(xù)正常運行，為此，應(yīng)按如下原則來實現(xiàn)過流保護。

（1）對單側(cè)電源三繞組變壓淵（如圖ET11所示），應(yīng)裝設(shè)兩套過電流保護。

一套裝于負(fù)荷側(cè)，如繞組IIIHI,其動作時限til］最小，保護動作僅跳開QF3。

另一套裝在電源側(cè)，如繞組I,它設(shè)兩級時限tl和tH,tll=tlll+At,用以

切除QF2；而tl=tll+At,用以切除高、中、低三側(cè)斷路器。

（2）對兩端或三端電源的變壓器，三側(cè)均應(yīng)設(shè)過電流保護，并根據(jù)計算值

在動作時限小的電源側(cè)加裝方向元件，以保證動作的選擇性。

圖3.6單電源三繞組過電流保擰原理接線圖

4短路電流計算和繼電保護設(shè)計整定

4.1初始數(shù)據(jù)

某變電所的電氣主接線如圖4T所示。兩臺變壓器均為三繞組、油浸式、強

迫風(fēng)冷、分級絕緣，其參數(shù)：5人,=3L5MVA,電壓：

110±4X2.5%/38.5±2x2.5%/1V,接線：YN!y!/y!短路

電壓：U〃M（%）=165；““.（%）=17;力〃.（％）=6。兩臺變壓器同時運行，uokV

側(cè)的中性點只有一臺接地；假設(shè)只有一臺運行，則運行變壓器中性點必須接地，

其余參數(shù)如圖4-1所示。

圖4.1變電所主接線圖

4.2設(shè)計計算

用標(biāo)幺值計算短路電流參數(shù)，確定短路計算點，計算短路電流值。

4.2.1畫出短路等值電路

圖4.2短路等值電路圖

計算各元件電抗參數(shù)，取基準(zhǔn)容量S"nl00"%,基準(zhǔn)電壓為=10.5",

U（l2=37kV,基準(zhǔn)電流為：/”）x10=55004,

73x10.5

（1）計算電源系統(tǒng)基準(zhǔn)電抗的標(biāo)幺值

(2)變壓器各側(cè)阻抗標(biāo)幺值

〃％=；(1().5+17-6)=10.75,%%=g(10.5-17+6)=-0.25

4%/?+6）3,二鬻力甯饋=。,卸3

（3）線路的基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值

4.2.2短路電流計算

由主接線分析可知，變壓器的主保護為一臺變壓器單獨運行為保護的計算方

式，保護時，變壓器后備保護作保護線路的遠后備保護時，要校驗k3、k4兩點

的靈敏系數(shù)，因此，除需要計算kl、k2兩點最大、最小運行方式短路電流外，

還需計算k3、k4兩點的最小短路電流。

（1）kl點短路電流計算

(2)求k2點短路電流

(3)求k3點短路電流

(4)求k4點短路電流

(5)求K5點短路電流

4.2.3保護裝置的配置

表4.1變壓器保護裝置的配置

序號保護名稱選擇繼電器型號

1縱差保護BCH—1

2110kV側(cè)復(fù)合電壓啟動的過流保護DY—4,DL—11,DY—25

335kV側(cè)方向過流保護LG—11,DL—11

4UOkV側(cè)零序過電流保護DL—13

5氣體保護QJ—80

4.2.4各保護裝置的整定計算

1、縱差保護的整定計算

(1)計算變壓器差動臂中電流，由表4.2計算可知，1104側(cè)差動臂中的

電流最大，故UOkV側(cè)為計算的基本側(cè)。

表4.2計算結(jié)果

名稱變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)

額定電壓(kV)11038.511

變壓器的額定電流(A)31500…望婦=47331500-

—7=-----=1OJ—；=----=1650

V3xl1073x38.5V3xll

TA接線方式(△L(△氏9).片

73x165300V3x473KXX)2(XX)/5

選擇TA的標(biāo)準(zhǔn)變比5555

=400

=60=200

差動臂中的電流(A)73x165.2^1=4.12幽=4.12

--------=4.75400

60200

（2）確定制動繞組的接線方式，制動繞組接入38.5kV側(cè)，因為，該側(cè)的外

部發(fā)生故障時，穿越變壓器的短路電流很大。

（3）計算差動保折的一側(cè)動作電流。

1）按躲過llOkV外部故隙的最大不平衡電流整定，即

2）按躲過變壓器勵磁涌流計算，即

3）按躲過電流互感器二次回路斷線，即

4）取上述各條件中最大的作為基本側(cè)一次動作電流即&=2554,差動繼

電器基本側(cè)動作電流為

確定差動繞組匝數(shù)：叱少二/上二丹率二8.15匝

/卬//?3。

取整定匝數(shù)卬叩皿=8匝，則繼電器動作電流為/即，=竺二7.5A,保護裝置

8

7.5

實際動作電流為:x60=259.84。

5）其他各側(cè)工作繞組和平衡繞組的匝數(shù)。

38.5kV側(cè)的平衡繞組為

叫他5）/"”小.，）=（崎手卜8=1.22匝

I，N2（38.5）JV）

UkV側(cè)的平衡繞匆為

W加J二*「/,加限J1Z1z±l]x8=1.27匝

取平衡繞組整定匝數(shù)：也（38.?，=Wi=I匝

取工作繞組匝數(shù)：匕R85"=%.=8+1=9匝

6）整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等引起的相對誤差為

7）制動系數(shù)和制動繞組匝數(shù)計算。由于系單側(cè)電源，故制動系數(shù)計算為

=1.3(1X0.1+0.1+0.05+0.029)=0.363

制動繞組的計算匝數(shù)：卬皿=K⑼旦=°363/9=3.63匝

tga0.9

取整定匝數(shù)：匕ser=4匝

8)校驗靈敏系數(shù)

kl點最小短路電流折算到llOkV基本側(cè)為

對llkV側(cè)工作安匝A%，(“)=百V=—X588二］35.2匝

KTA.H60

300

AWw(385)="xx4+0=10.38匝

()200

由繼電器特性曲線查得A“”)=135.2匝，=10.38安匝時，動作安匝

整定為4W叩=66安匝,則靈敏性K,mg==2.05>2滿足要求。

66

2、UOkV側(cè)復(fù)合電壓啟動過電流保護整定計算

(1)電流元件的動作電流

(2)按躲過電動機自啟動的電壓整定

當(dāng)?shù)蛪豪^電器由變壓器低壓側(cè)互感器供電時，計算式為

U”=(0.5-0.6"