均安变电所继电保护设计1

1、继电保护设计1.说明书1.1继电保护概述 1.1.1继电保护的任务现代化电力系统是一个巨大的统一整体。它由数十台甚至数百台发电机，数目更多的变压器以及数千公里的超高压输电线，若千公里的高低压输电线组成。这些装置以及所接的用点设备都是开放性设备，变到周围环境的影响，发生故障的可能性很大，而且，设备是联接在一起的，所以任何一个装置发生故障，都会使整个系统的正常运行受到影响。自然，采用合格的设备合理的设计，加强运行、管理和维护，可以减少故障的发生。但是，为了保证电力系统所受的影响小，系统中设备遭到的损坏最小，采用完善的继电保护装置，则是其中的主要措施。继电保护装置是一种自动装置，它能选择迅速地发现电

2、力系统中发生的故障，并且有选择性地通过断路器切除发生故障的部分。继电保护装置还应能防患于未然，当系统中出现异常运行状态时，向运行人员发出信号，以便及时采取对策，恢复系统正常运行。此外，继电保护装置同其它自动装置（例如自动重合闸）配合，还能清除系统中发生的某些瞬时性故障，使发生故障的部分恢复运行。继电保护装置是保护电力系统安全，可靠供电的重要设备。随着电力工业的发展，继电保护方案愈来愈完善，性能也愈来愈好，为电力系统可靠持续供电，保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性提供了有力支持。1.1.2继电保护的基本要求继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个基本

3、要求。对于作用于断路器跳闸的继电保护，应同时满足这四个基本要求，对于作用于信号以及只反应不正常运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求如速动性可以降低。 1.1.2.1选择性所谓继电保护装置的动作选择性就是指当系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备和线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的设备或断路器拒绝动作时，应由相邻的设备或线路的保护将故障切除。虽然扩大了停电范围，但控制了故障的扩大，它起着对下一段线路的后备保护作用。1.1.2.2速动性快速切除故障，可以提高电力系统运行的稳定性，减轻故障设备的损坏程度，防止故障的扩展，提高自动重合闸的成功率，减少对用电单位的影响，

4、迅速恢复系统的正常运行。故障切除的时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和，对于反应故障的继电保护，要求快速动作的主要理由和必要性在于：1. 快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性；2. 快速切除故障可以防止故障的扩大，提高自动重合闸和备用电源或设备自动投入成功率，因为快速切除故障，对提高故障点饿灭弧速度，缩小短路持续时间，防止出现接地故障发展为相间故障；两相短路发展为三相短路；暂时性故障发展为永久性故障等。3. 快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间，加速恢复正常运行的过程，保证厂用电及用户工作的稳定性。4. 快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度，短路电流

5、通过的时间愈长，则设备损坏的程度就愈严重，甚至烧毁，特别在发电机变压器的内部短路时，是不允许带时限切除故障的。从上述理由可知，快速切除故障，对提高电力系统运行的可靠性具有重大意义。一般快速保护的动作时间为0.080.12s，一般断路器的跳闸时间为0.10.27s，因此，一般快速保护切除故障的时间为0.180.27s；最快速保护的动作时间为0.020.03s，最小的断路器跳闸时间为0.040.05s，所以最快速保护切除故障的时间为0.060.08s。1.1.2.3灵敏性所谓灵敏性，即在保护范围内发生故障和不正常工作情况下，继电保护装置的反应能力，也就是在保护范围内故障时，不论短路点的位置以及短路

6、的类型如何，都能敏锐且正确的反应。继电保护的灵敏性以灵敏系数来衡量。1. 对于反应故障时参数量增加的保护装置。灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值保护装置动作参数的整定值如：过电流保护的灵敏系数为式中 保护区末端金属性最小短路电流二次值保护装置的二次动作电流2. 对于反应故障时参数量降低的保护装置灵敏系数=保护装置动作参数的整定值保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值1.1.2.4可靠性继电保护装置对它所保护的范围内发生各种故障和不正常运行状态时，不应该拒绝动作。而在保护范围内之外发生的各种故障和不正常运行状态时，不应该误动作。这种性能称为可靠性。在实际的运行中，可靠性用动

7、作正确率来表示。由上述可知，对继电保护装置的四个基本要求筹兼顾，相互联系且又相互制约的。1.1.3继电保护的基本原理电力系统发生故障后，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流与电压间相位的变化。因此电力系统中所用的各种继电保护，大多数是利用故障时物理量与正常运行时物理量的差别来构成的。例如，反应电流增加的过电流保护反应电流与电压间的相位角变化的方向保护等，反应降低（或升高）的低压（或过电压）保护等。继电保护原理结构方框图如下：继电保护原理结构方框图由三大部分组成，分别为：测量部分，用来测量被保护设备输入的有关信号（电流、电压等级），并和已给定的整定值进行比较判断是否应该起动；逻辑部分，根据测量

8、部分各输出量的大小或性质及其组合或输出顺序，使保护按照一定的逻辑程序工作，并将信号传输给执行部分，执行部分根据逻辑部分传输的信号最后去完成保护装置所负担的任务，给出跳闸或信号脉冲。下图为线路过电流保护的基本原理示意图，用以说明继电保护的成和基本原理 在图中电流继电器KA的线图接于被保护线路电流互感器TA的二次回路，即保护的测量回路，他检察被保护线路的运行状态，测量线路中电流的大小。在正常运行的情况下，当线路中电流通过最大负荷电流时，继电保护不动作，当被保护线路K点发生短路时，线路上的电流突然增大，电流互感器TA二次侧的电流大于整定值时，继电器立即动作触点闭合，接通逻辑电路中时间继电器KT的线路

9、回路，时间继电器启动并根据短路故障持续的时间，做出保护动作的逻辑判断。时间继电器KT动作，其延时触点闭合接同执行回路中的信号继电器KS和断路器QF的跳闸线圈回路，使断路器跳开，切除故障。继电保护装置的分类继电保护实际上是一种自动控制装置。以控制过程信号性质的不同可以分为模拟型和数字型两大类。模拟型继电保护又可以分为机电型急电保护的静态型继电保护两类。模拟型继电保护是由若干个不同功能的继电器所组成。这些继电器都具有机械的可动部分和接点，故称为机电型继电保护器。由这类继电器组成的继电保护装置称为机电型继电保护。静态型继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件来实现的。由若干跟不同功能的回路，如测

10、量、比较或比相、触发延时、逻辑和输出等回路相连接所组成。数字型的计算机继电保护是把由保护设备或线路输入的模拟电气质量经摸数转换器（A/D）变换为数字量利用计算机进行处理和判断。电力系统的继电保护根据被保护的对象不同，分为发电厂变电所电气设备的继电保护和输电线路的继电保护，简称元件保护。后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路保护。按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护。主保护是指被保护元件内部发生各种短路故障时。能满足系统分顶及设备安全的要求的有选择性的切除被保护设备或线路故障的保护。后备保护是指当主保护或者断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。后备保护可分为远

11、后备和近后备两种，远后备是指主保护或断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。辅助保护则是指为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。1.1.4继电保护装置的分类继电保护实际上是一种自动控制装置。以控制过程信号性质的不同可以分为模拟型和数字型两大类。模拟型继电保护又可以分为机电型急电保护的静态型继电保护两类。模拟型继电保护是由若干个不同功能的继电器所组成。这些继电器都具有机械的可动部分和接点，故称为机电型继电保护器。由这类继电器组成的继电保护装置称为机电型继电保护。静态型继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件来实现的。由若干跟不同功能的回路，如测量、比较或比相、触发延时、逻辑和输

12、出等回路相连接所组成。数字型的计算机继电保护是把由保护设备或线路输入的模拟电气质量经摸数转换器（A/D）变换为数字量利用计算机进行处理和判断。电力系统的继电保护根据被保护的对象不同，分为发电厂变电所电气设备的继电保护和输电线路的继电保护，简称元件保护。后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路保护。按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护。主保护是指被保护元件内部发生各种短路故障时。能满足系统分顶及设备安全的要求的有选择性的切除被保护设备或线路故障的保护。后备保护是指当主保护或者断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种，远后备是指主保护

13、或断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。辅助保护则是指为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。1.1.5保护装置装设原则1. 当被保护元件发生短路或足以破坏系统正常运行的情况时，保护装置应动作于调闸，在发生不正常运行时，保护装置应动作于信号。2. 保证系统非故障部分的正常运行。保护装置应以足够小的动作时限切除故障。3. 系统故障时，保护装置要有选择地动作于调闸，在必须加快动作时可无选择性调闸，而由自动复合闸来补救保护的无选择性动作。4. 满足第二项要求或用作后备保护时，保护装置容许带一定时限切除故障。5. 保护装置所用的继电器越少越好，并使其接线最简单可靠。6. 保护装置的电压葫

14、芦断线时，如果可能造成保护装置的误动作，则应装设电压回路断线监视或闭锁装置。7. 在表示保护装置动作的出口上应装设信号继电器以利于运行人员分析和统计保护动作情况。8. 主保护装置除完成主保护任务外，如有可能还应作为相邻元件的后备保护。9. 当保护装置因动作原理而不能启动相邻元件后备保护时，应在所有或相邻元件后备保护时，应在所有或部分断路器上装设单独的后备保护。10. 为了起到相邻元件后备保护作用而使得保护装置复杂化或不能达到完成的后备作用时，允许缩短后备范围。11. 在实际可能出现的最不利运行方式和故障类型下，保护装置应有足够的灵敏系数。12. 保护装置的灵敏性还应该与相邻设备或线路配合。13

15、. 保护装置所用的电流互感器在最不利条件下其误差应小于10%。1.2运行方式分析在选择保护方式及进行继电保护的整定计算时，对大多数保护都必须认真分析与考虑哪种运行方式来作为计算的依据，一般而言所选用的保护方式，应在系统的各种故障参数增加而动作的过量保护，如电流保护，通常应根据系统最大运行方式来确定保护的定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性。那么，在其他运行方式下，必然能保证选择性；而对灵敏性校验，则应根据最小运行方式来进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏性合格，那么在其他运行方式下的灵敏性就会更好，对反映鼓掌参数减小而动作的欠量保护。如低压保护，刚刚好相反，此时应根据最小运

16、行方式来整定，而根据最大运行方式来校验灵敏性。1.2.1最大运行方式根据系统最大负荷的需要,电力系统中的发电设备都投入运行(或大部分投入运行)以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式.对继电保护来说,是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式. 根据任务书的给定的条件,本次设计的最大运行方式是富荣电厂和新立变电所在同一侧同时为黑山变电所(容量为2×10MW),根据短路点的位置选择短路电流的路径,可得到流过短路器的最大电流.1.2.2最小运行方式根据系统最小负荷,投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式.对继电保护来说,是短路时通过保

17、护的短路电流最小的运行方式.本设计题目中，变电所的最小运行方式为，变压器单台投入时的运行方式。1.2.3正常运行方式根据系统正常负荷的需要,投入与之相适应数量的发电机、变压器和线路的运行方式称为正常运行方式.这种运行方式在一年之内的运行时间最长.对更复杂的系统最大、最小运行方式的判断是比较困难的,有时需要经过多次计算才能确定.对于某些特殊运行方式,运行时间很短,对保证保护的选择性或灵敏性有困难时,且在保护拒动或误动不会引起大面积停电的情况下,可不予考虑.1.3设计过程 1.3.1短路电流计算.根据设计所给的线路长度，母线电压等级变压器的短路电压等参数，按公式计算线路、发电机及变压器的电抗标么值

18、变压器电抗标幺值：式中 100MVA定值（基准值）；变压器额定容量7500KVA；变压器短路电压 7.5%；额定电压：66/10.5；接线：；线路电抗：式中 给定；100MVA假定值（基准值）；基准电压，取额定平均电压，即本题目中分别取变压器高低压侧为63KV及10.5KV。.短路点选取本设计中，根据设计任务的要求，以及附加装的保护位置，选定了6个短路点， 变压器首端K1,K5点, 变压器出口处K2,K6点，11.4KM顺德线K3点, 6.3KM线路K4点.短路电流计算本设计中的短路电流为三相稳态短路电流用电抗标幺值倒数法计算。即短路电流的标么值等于该点到电源之间总的电抗标么值的倒数，即得出的

19、标么值转换成有名值 ，短路电流计算详见计算书。1.3.2变压器保护的选定电力变压器是电力系统中经常使用的重要电气设备,它的故障对供电可靠性和系统的正常运行带来严重后果,同时大容量变压器也是非常贵重的元件.因此,必须根据变压器容量和重要程序装设性能,动作可靠的保护.变压器故障可分为油箱内部和油箱外部故障.油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路.油箱内部故障对变压器来说是非常危险的,高温电弧不仅会烧毁绕组和铁心,而且还会使变压器油绝缘受热分解产生大量气体,引起变压器油箱爆炸的严重后果.变压器油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障.变压器的不正常工作状态主要是由外部

20、短路或是过负荷引起的过电流、油面降低和过励磁等.对于上述故障和不正常工作状态,根据<<继电保护和安全自动装置技术规程>>的规定,我为变压器配置了以下保护:1. 第2.3.2条规定, 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低,对0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA以上油浸式变压器均应装设瓦斯保护.本设计的变压器容量为2×10MVA.因此在变压器上装设了瓦斯保护.当壳内故障产生轻气体斯或油面降低时应瞬时动作于信号;当产生大量气体时,应动作于断开变压器各侧断路器.2. 第2.3.3条规定, 为反应变压器绕组和引出线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组

21、和引线的接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速断保护.对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器,以及6.3MVA及以上的厂用变压器,应装设纵差保护.且差动保护应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。3. 为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保护(或电流速断保护)的后备,应装设过电流保护. 4. 变压器长期过负荷运行、促使绝缘变化、影响绕组绝缘寿命.因此还应装设过负荷保护.5. 为防止外部相间短路引起的变压器过电流和作为变压器纵差保护、瓦斯保护的后备,变压器应装设后备保护.可以采用以下保护装置作为后备保护：a) 过电流保护，宜用于降压变压器，保护装置的整

22、定值应考虑事故时可能出现的过负荷。b) 复合电压起动过电流保护, 宜用于升压变压器系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。c) 负序过电流保护，d) 低阻抗保护，6. 为反应保护的安装地点要能够反应变压器所有绕组的过负荷情况,具体配置原则如下：a) 在双绕组升压变压器上,过负荷保护通常在变压器的低压侧即主电源侧.b) 在双绕组降压变压器上,过负荷保护装于高压侧.7. 第2.3.11条规定,0.4MVA及以上的变压器。当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的设备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护采用单相式带延时动作于信号.8. 第2.3.12条对变压器温度

23、升高和冷却系统故障，应按现行电力变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。因为此设计中，变压器容量为10000KVA，且为油浸式变压器，综合考虑确定瓦斯保护和差动保护做为变压器的主保护，过电流保护、过负荷保护作为变压器的后备保护，还要加装温度信号装置来监视变压器的油温。1.3.3.1变压器的纵差动保护变压器纵差动保护单相原理接线图18所示.在变压器纵差动保护外部保护时一次侧流入的电流等于流出变压器的电流所以不平衡电流很小。差动继电器不动作。当D2点短路时此时流过差动回路的电流为I1+I2.此时电流大于差动继电器动作电流，继电器动作跳闸.在实现变压器差动保护时,应考虑变压器高、低压两

24、侧电流的大小和相位,一般讲它们都不同.故在实现变压器差动保护时,应首先考虑对两侧电流进行相位补偿，在进行数值补偿，都能保证正常运行和外部短路时继电器中的电流等于零(理想).此外,在实现差动保护时,还应考虑两个特点,一个是变压器励磁涌流,另一个是变压器差动保护的不平衡保护. 按环流法接线变压器纵差是利用比较变压器的高压侧和低压侧的电流和幅值和相位的原理构成的。它主要是由接于差动回路的三个差动继电器组成.为了扩大纵差保护范围,电流互感器应尽量靠近断路器.本设计的变压器容量为10MVA,因此采用的是BCH2型差动继电器.它主要是用于两绕组或是三绕组电力变压器以及交流发电机的单向差动保护线路中的主保护

25、,继电器能预防在非故障状态时出现的暂态电流作用.BCH2型差动继电器由两部分组成:DL/0.2型电流继电器和一个带短路线圈的素饱和交流器.当变压器正常运行或是外部短路时,注入差动继电器的电流为不平衡电流。由于预先选择好两侧电流互感器的变比和接线方式，故该不平衡电流值很小，注入电流继电器内的电流(为两侧电流互感器二次侧电流之差),保护不动作.当保护区内发生故障时,只要不平衡电流大于继电器的起动电流，则继电器动作，瞬时使变压器的两侧断路器1DL和5DL跳闸.注意:由于本设计变压器为两绕组变压器，接法为Y/D11.所以变压器角形侧电流互感器为星形接法，变压器星形侧电流互感器为角形接法.这样做可以补偿

26、幅值和相位.变压器差动保护整定计算原则差动继电器动作电流的整定计算应考虑以下几种情况在正常运行时，防止电流互感器二次回路断线时引起的差动保护误动作。所以保护装置的启动电流应大于变压器的最大负荷电流 (当不能确定时，用变压器的额定电流代替)即式中 可靠系数取1.3.(2)躲过外部短路时的最大不平衡电流此时有式中 可靠系数取1.3；区外故障时的最大不平衡电流。(3)躲过励磁涌流的影响式中 变压器的额定电流。运行经验证明,当1.3时,可以躲过励磁涌流的影响,但最后还必须经过空载合闸实验差动保护的灵敏度实验，此时有：式中 在单侧电源供电,且系统为最小运行方式下,保护范围内部故障时,流过继电器的最小短路

27、电流。1.3.3.2变压器的瓦斯保护瓦斯保护主要是有瓦斯继电器组成,它安装在油箱与油枕之间的管道上,如下图所示.FJ3-80型复合式瓦斯继电器结构如左图所示.这类继电器有较好的防震性能.它是由挡板和开口杯复合而成的，上下方各有一个带干簧触点的开口杯,正常时,上下开口杯都浸在油内.由于开口杯及附件在油内的策略所产生的力矩比平衡锤4产生的力矩小,因此,开口杯处于上升位置,干簧触点3断开.当发生轻微故障时,分解出少量气体,此气体上升并聚集在瓦斯继电器上部,使瓦斯继电器中油面下降,上开口杯露出油面.此时,开口杯及附件在空气中的重力加上杯中油的重量,所产生的力矩大于在油中平衡锤所产生的力矩,因此,开口杯

28、顺时针方向转动,带动磁铁靠近,使上方的干簧触点闭合,发出轻瓦斯动作信号.当发生严重故障时,产生大量气体,在气流和油流的冲击下,挡板带动下开口杯转动,使下干簧触点闭合,发生挑闸脉冲.当严重漏油时,油面极度下降,与上开口杯动作原理相同,也可是下开口杯动作于跳闸.瓦斯保原理电路工作原理:1是瓦斯继电器;2是信号继电器;3是出口继电器;4是连片.当变压器内部发生轻微故障时,有轻瓦斯产生,瓦斯继电器的上触点闭合,作用于延时信号;发生严重故障时,重瓦斯冲出,瓦斯继电器的下触点闭合,经信号继电器,发出报警信号,同时通过连片使出口继电器动作使短路器跳闸.瓦斯继电器的下触点闭合,也可以利用切换片XB切换位置，只

29、给出报警信号.为了消除复合式瓦斯继电器的下触点在发生重瓦斯时可能有跳动(接触不稳定)现象,出口继电器有自保持触点.只要瓦斯继电器的下触点一闭和,CKJ就动作并自保持。当短路器跳闸后,短路器的辅助触点断开自保持回路,使CKJ恢复起始位置. 瓦斯继电器的整定 a) 轻瓦斯容积的范围为250300cm2。变压器容量在10MVA及以上时，一般正常整定值为250 cm2。气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。b) 重瓦斯流速的整定范围为0.61.5m/s。在整定流速时是以导油管中油管流速为准。因为不同容量的变压器采用导油管直径不同，管径越小流量越大；反之管径越大流速越小。瓦斯保护对油箱外部套管的故

30、障不能反应，因此不能够作为变压器的唯一的主要保护，还须与纵差保护或电流速断保护共同使用而构成变压器的主要保护。1.3.3.3变压器的过电流保护变压器的过电流保护主要是装设在降压变压器的高压侧.过电流保护的测量元件为电流继电器，延时元件时间继电器,其保护单相原理如图19所示.当短路电流达到或超过电流继电器的动作定值时,电流继电器动作并起动时间继电器，经给定的延时后时间继电器的动合触点闭合，出口继电器将变压器从运行的设备中切除保证电网的正常运行.过电流保护的电流互感器采用三相完全星形接线方式，这样可以提高灵敏度。动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即：式中 可靠系数，一般取1.21

31、.3；返回系数，一般取0.85；变压器的最大负荷电流，其值可以按以下情况考虑。对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所产生的过负荷，如各台变压器容量相等，可按下式计算：式中 并列运行变压器的最少台数； 每台变压器的额定电流。对降压变压器应考虑由电动机启动时的最大电流，即：式中 自启动系数，其数值与负荷性质及用户与电流的电气距离有关；正常的最大负荷电流。保护装置的灵敏度，按下式检验：被保护变压器低压母线发生短路时，要求=1.52而在后备保护范围末端短路时，要求>1.2。1.3.3.4变压器的过负荷 由于本次设计的变压器容量10MVA属于中、小型变压器。所以采用的是定时限过负荷保护,反应变压器

32、三相对称过负荷,变压器的过负荷原理与发电机相似也是由电流继电器和SJ组成。因为是反应三相对称过负荷,所以只需在一相中接入电流继电器动作后延时发出信号。正常运行时电流继电器不动作，当出现过负荷电流时,故障电流大于电流继电器动作值或定值，电流继电器动作时间继电器开始计时,到达设定时间后故障仍未消失,发出信号报警.过负荷的保护的动作电流，按躲过额定电流来整定。即：式中 保护安装侧的额定电流；可靠系数取1.05； 返回系数取0.85。过负荷保护的动作时限，应大于过电流保护动作时限12个时限级差。过负荷保护动作只发生信号，过负荷保护与过电流保护合用一组电流互感器。1.3.3.5线路保护的选定（10.5K

33、V）规程第2、3、4条规定，对单侧电源线路可装设两段过电流保护：第一段为不带时限的电流速断保护，第二段为带时限的过电流保护，可采用定时限或反时限特性的继电器。保护装置仅装在线路电源侧。对并列运行的平行线路：宜装设横联差动保护作为主保护，以接于两回线电流之和的电流保护、作为两回路同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。选定电流速断保护作为单回线的主保护，定时限过电流保护作为单回线的后备保护。选定横差保护作为双回线的主保护，过电流保护为双回线的后备保护。1.3.3.6保护整定计算及灵敏度校验差动保护：用最大运行方式下，变压器单台投入时，其二次侧的三相短路电流来整定；用最小运行方式下变压

34、器单台投入时，其二次侧的二相短路电流来校验灵敏度。过电流保护：取10.5KV侧最大负荷电流来整定，灵敏度校验取变压器二次侧最小运行方式下二相短路电流。过负荷保护：按变压器一次侧额定电流来整定。双回线保护a） 横差保护：按照躲过外部短路时流经保护装置的最大平衡电流。灵敏度校验按双回线末端最小运行方式下的两相短路电流校验。b） 过电流保护：最大负荷电流作为整定计算的条件按双回线末端最小运行方式下两相短路电流来校验灵敏度。单回线路保护a) 电流速断保护b) 以线路末端最大运行方式下三相短路电流来整定. 以线路首端最小运行方式下二相短路电流来校验。定时限过电流保护：按最大负荷电流来整定。作为本线路的后

35、备保护时，按本线路末端最小运行方式下两相短路电流校验1.3.3.7电流速断保护电流速断保护的保护范围限制在本段线路，保护的启动电流整定，这样就不需要考虑与下一段线路在动作时间上相配合，瞬时动作。保护整定的计算：式中 可靠系数，考虑继电器整定的误差，以及短路电流中非周期分量的影响，一般取1.21.3。灵敏度校验整定了限时电流整断保护的动作电流和动作时限，使之满足选择性要求。但其是否能在任何情况下都能保护线路的全长，还需进行校验。为了保护线路全长，限时电流速断保护必须在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，具有足够的灵敏度。 作为主保护时灵敏系数应按下式校验式中 保护安装处两相短路电流；继

36、电器的一次动作电流。 如果灵敏度不符合要求，可以采用纵联差动保护，用以实现瞬时切除故障。1.3.3.8 单回线纵联差动保护纵联差动保护的基本原理：所谓带辅助导线的纵联差动保护，就是被保护线路一端的电流状况与经过辅助导线传送过来的另一端的电流状况进行比较，以辨别短路时是发生在被保护线路的内部还是外部，从而判断保护是否应该动作的一种保护方式。辅助导线所传送的电流状况大致上可分为两大类。一类是传送电流的大小（瞬时值），另一类是传送电流的方向。根据传送电流的大小（瞬时值）以辨别内部抑或外部的短路的保护方式，按照在辅助导线中电流的流动方式分为环流式和均压式。在下图可知，在被保护线路两侧装有相间变化的电流

37、互感器，把线路两侧电流互感器二次侧带*号的极性端子且辅助导线联接起来，把线路两侧电流互感器二次侧非*号的极性端子也用辅助导线联接起来，电流继电器接在差流回路上。在正常运行和外部（指两电流互感器所包围的范围以外）D1点短路时，流入继电器线圈的电抗为在理想情况下，经线路两侧的一次电流相等，于是两侧电流互感器的二次电流和也相等，并在辅助导线构成的回路中形成环流，这时L侧的一次电流方向不变。II侧的一次电流方向与外部短路时的正好相反（上图虚线所示）所以流入继电器的电流为：式中 电流互感器的变化；故障点的短路电流。 当流入继电器的电流大于继电器的动作电流时，继电器动作，当故障线路自两侧同时切除。由此分析

38、可看出，纵联差动保护范围，就是两侧电流互感器所包括的范围。在保护范围内短路时，保护能瞬时动作，在保护范围外短路时，保护不能动作，因此不需要与相邻元件的保护在整定值和动作时间上进行配合。纵联差动保护的整定与灵敏度校验：(1)整定计算纵联差保护的动作电流按以下二式整定，并取其中较大者作为差动继电器的整定值。躲过外部短路的最大不平衡电流:式中 可靠系数，一般取1.21.3；0.1电流互感器可能产生的最大误差（按10%误差曲线校验）； 非周期分量系数，当采用附有速饱合变流器的差动继电器时取1；电流互感器同型系数，两端电流互感器型号相同时取0.5，不同时取1；外部短路时，渡过保护装置的最大短路电流。为防

39、止电流互感器二次回路一相断线而导致保护动作，应躲过被保护线路可能流过的最大负荷电流，即：式中 可靠系数，取1.21.3。根据式选其中大者确定继电器整定值，当电流互感器发生二次回路断线时，差动保护不会动作。还可装设断线监视装置，它动作后自动地将差动保护退出工作，这样为二次回线时同时又发生外部短路时，可防止差动保护无选择性地动作。(2)纵联差动保护灵敏度应满足：式中 系统最小运行方式下，单侧电源供电时，被保护线路末端短路，流过保护装置的最小短路电流。1.3.3.9单回线的定时限过电流保护，作为限时电流速断保护或纵联差动保护的后备保护。定时限过电流保护动作电流的整定原则：定时限过电流保护动作电流的整

40、定要考虑以下两个（1）为确保过电流保护在正常运行情况下不动作，保护装置的动作电流应整定得大于该线路上可能出现的最大负荷电流，即（2）在外部短路故障切除后，已动作的电流继电器能可靠返回。综合考虑以上两个条件，引入返回系数，则保护装置的动作电流用下式来确定式中 可靠系数，一般取1.151.25；电流继电器的返回系数，一般取0.85。过电流保护灵敏度校验：整定了定时限过电流保护的动作电流后，尚需对其进行灵敏度校验，看其是否能在保护区内短路故障时可靠动作。灵敏度校验应按如下两种情况分别考虑：（1）当过电流保护作为本线路的近后备保护时，其校验点应选在本线路末端，。（2）当过电流保护作为相邻元件的远后备保

41、护时，其校验点应选在相邻线路（元件）末端，要求。当过电流保护的灵敏度不能满足要求时，应采取性能更好的保护方式。 1.4 保护动作时限配合图保护动作时限配合表保护名称保护时间变压器保护的动作时限降压变压器1差动保护t=02瓦斯保护t=03过电流保护t =14过负荷保护t =3S线路保护的动作时限限时电流速断t=0无时限电流速断t=0.5S定时限过电流t =2.5S1.5 保护值清单保护值清单名称保护装置各继电器主要整定值变比变压器差动保护BCH2基侧电流7A600/5BCH2非基侧电流5A200/5过电流保护4.87A(2.510A)200/5过负荷保护200/5瓦斯保护气体容积300m3,流速

42、1m/s线路限时电流速断9.02A(520A)600/5无时限电流速断11.4A（1.2550A）600/5定时限过电流2.44A(1.2550A)600/5变压器保护继电器选择清单保护名称型号范围数量瓦斯保护QJ1801差动保护BCH2型1.512A3过电流保护DL11/63过负荷保护1电流继电器DL11/501.2550A6时间继电器DS112DS1110.253.5S0.11.3S21.6 变压器元件参数变压器元件参数元件名称额定参数名称定值SFPS10000/66冷却方式强油冷却额定容量10000KVA额定频率50HZ额定电压66/10.5KV相数三相空载损耗12KW短路损耗70KW短

43、路电压7.5%空载电流1.5%接线Y/11生产厂家沈阳变压器厂出厂日期2000年5月BCH-2型差动继电器额定电流5A频率50Hz起始动作安匝AWo60±4动作电流1.512A动作电压1.51.56V动作时间不大于35ms绝缘电阻不小于10M1.7 短路计算结果表短路电流计算结果表短路点短路类型短路电流计算结果/KA备注最大远行方式最小运行方式k1点三相短路Id(3)·max=1.786k2点三相短路Id(3)·max=6.191Id(3)·min=2.766k3点三相短路Id(3)·max=1.094Id(3)·min=0.896k

44、4点三相短路Id(3)·max=0.753Id(3)·min=0.654k5点三相短路Id(3)·max=1.786Id(3)·min=0.739K6 点三像短路Id(3)·max=6.191Id(3)·min=2.766.计算书2.1短路计算2.1.1等值电路图（标么值）及短路故障点的选择2.1.2参数计算2.1.3 正常运行方式下2.1.3.1 DQF1断开，DQF2闭合点短路点短路点短路点短路点短路点短路2.1.3.2 DQF1,DQF2都断开1点短路2点短路3点短路4点短路5点短路6点短路2.1.3.3 DQF1，DQF2都闭

45、合1点短路2点短路3点短路4点短路5点短路6点短路2.1.3.4 DQF1闭合，DQF2断开1点短路2点短路3点短路4点短路5点短路6点短路2.1.4 不正常运行（某点短路或设备维护检修）方式下2.1.4.1 崇乐电厂线路故障 DQF1，DQF2都闭合，QF1断开5点短路2点短路3点短路4点短路1点短路6点短路 DQF1闭合，DQF2断开，QF1断开5点短路2点短路3点短路4点短路1点短路6点短路2.1.4.2 陈村变电所线路故障 DQF1，DQF2都闭合，QF4断开1点短路2点短路3点短路4点短路5点短路6点短路 DQF1闭合，DQF2断开，QF4断开1点短路2点短路3点短路4点短路5点短路

46、6点短路2.1.4.3 变压器T1检修DQF1，QF2，QF1都断开，DQF2闭合5点短路2点短路3点短路4点短路6点短路2.1.4.4 变压器T2检修DQF1，QF4，QF5都断开，DQF2闭合1点短路2点短路3点短路4点短路6点短路短路电流列表如下：短路故障点（KV）K1K2K3K4K5K6正常运行DQF1断开，DQF2闭合1.0476.1421.0940.7530.7396.142DQF1，DQF2都断开1.0473.3820.9570.6820.7392.766DQF1，DQF2都闭合1.7866.1911.0940.7531.7866.191DQF1闭合，DQF2断开1.7864.3

47、551.0170.7151.7864.355不正常运行崇乐电厂线路故障DQF1，DQF2都闭合，QF1断开0.7393.4040.9570.6820.7393.404DQF1闭合，DQF2断开，QF1断开0.7392.7660.8960.6540.7392.766陈村变电所线路故障DQF1，DQF2都闭合，QF4断开1.0474.3991.0230.7151.0474.399DQF1闭合，DQF2断开，QF4断开1.0473.3820.9570.6821.0473.382变压器T1检修2.7660.8960.6540.7392.766变压器T2检修1.0473.3820.9570.6823.3

48、82由上表可看出：正常运行方式下，当DQF1，DQF2都闭合时是最大运行方式三相短路；不正常运行方式下，变压器T1检修时是最小运行方式三相短路。2.2 整定计算2.2.1变压器保护整定计算2.2.1.1计算各侧一次电流，选出电流互感器变比，确定二次回路额定电流和计算结果列表如下：序号名称66KV侧（Y）10KV侧（）1变压器一次额定电流2电流互感器接线方式Y3电流互感器计算变比4电流互感器标准变比5二次回路额定电流从表中可看出10KV侧二次回路额定电流大于66KV侧，因此选10KV侧为基本侧。 计算最大短路电流通过短路电流计算可知：66KV侧：最大三相短路电流为1786A 最小三相短路电流为7

49、39A10KV侧：最大三相短路电流为6191A 最小三相短路电流为2766A 确定保护装置的一次动作电流 计算10KV侧的一次动作电流，躲过变压器的励磁电流式中 可靠系数，取1.3；变压器基本侧的额定电流。 躲过外部短路时最大不平衡电流式中 可靠系数，取1.3； 电流互感器相对误差，取0.1； 电流互感器同型系数，取1；外部短路时，流过基本侧的最大短路电流； 变压器分接头改变而引起的误差； 继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差，计算动作电流时，用0.05进行计算。 躲过电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流式中 变压器正常运行时归算到基本侧的最大负荷电流，可用额定电流代替取上述三

50、种条件中最大值作为保护动作电流计算值。即躲过外部短路时最大不平衡电流 确定基本侧（10KV侧）工作线圈的匝数继电器动作电流计算值为匝选用实用工作匝数匝，其中差动绕组实用匝数匝，平衡绕组匝数匝。式中 基本侧工作线圈计算匝数继电器动作安匝，取60A 确是基本侧实际动作电流及平衡线圈匝数根据选取的基本侧工作线圈整定匝数，算出继电器的实际动作电流和保护的一次动作电流分别为其中，取相近于的匝数作为整定匝数匝，基本侧工作线圈匝数等于差动线圈和平衡线圈之和，即匝非基本侧平衡线圈的计算匝数为匝式中 ，基本侧，非基本侧二次回路的额定电流选用与相近的整数匝作为非基本侧平衡线圈的整定匝数,即匝。 校验相对误差因为则

51、以上计算结果有效。 灵敏度校验按变压器内部短路故障时，最小短路电流校验，则归算至66KV侧的10KV母线两相短路电流：计算最小灵敏系数满足要求2.2.1.2 过电流保护整定 动作电流 按式计算固定降压变考虑电动机自启动，取自启动系数式中 正常运行最大负荷电流自启动系数，取1.5可靠系数，取1.2返回系数，取0.85流过继电器电流为应选用DL11/6型继电器 灵敏度校验 按式用最小运行方式下变压器低压侧两相短路电流校验，即满足灵敏度要求2.2.1.3 过负荷保护过负荷保护的动作电流按躲过额定电流来整定，即过负荷保护动作时限应大于过电流保护时限12个小时时限级差；过负荷保护动作只发出信号；过负荷保

52、护与过电流保护合用一组电流互感器，动作时限取3S2.2.2 顺德配电线路继电保护整定计算整定线路（顺德线）的短路电流短路故障点（A）K2K3K4最大运行方式下61911094753最小运行方式下27668966542.2.2.1 线路参数电流互感器变比，自启动系数功率因数，三段保护采用接线方式：两相不完全星型接线2.2.2.2 顺德线段线路整定 无时限电流速断保护一次动作电流的整定。保护装置的一次动作电流应按躲过本线路末端K3点短路时，流经保护装置的最大三相短路电流继电器动作电流其中选用DL11/50型继电器其动作的整定范围1.2550A 限时电流速断保护动作电流的整定，计算保护1的段动作电流应先计算出保护2的无时限电流速断保护的动作电流动作电流整定应按与保护2的无时限电流速断保护相配合整定继电器的动作电流为选用DL11/20型，其动作电流整定范围520A动作时限为应选用DS111型时间继电器，其时限整定范围0.11.3S灵敏度校验满足规程要求 定时限过电流保护动作电流