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1、题目 110KV A站变电站保护初步设计一 、设计资料1110KV系统电气主接线 110KV系统电气主接线如下图所示2系统各元件主要参数：（1）发电机参数 机组容量（MVA）额定电压（KV）额定功率因数X%1、22151050813.33（2）输电线路参数 AS2ABACBS1LGJ185/15LGJ240/25LGJ185/18LGJ240/28670710670710（3）变压器参数 序号1B、2B3B、4B5B、6B型号SF15000/110SF20000/110SF15000/110接线组别Y0/11Y0/11Y0/11短路电压10.2%10.41%10.4%变比11081.5%110
2、22.5%11082.5%（4）CT、PT变比 AB线AC线AS2线BS1线CT变比600/5150/5600/5600/5PT变比110000/100110000/100110000/100110000/100变压器绝缘采用分段绝缘。中性点不允许过电压，经动稳定计算，110KV线路切除故障时间0.5秒可满足系统稳定要求。二、设计任务1. 系统运行方式和变压器中性点接地的选择2. 故障点的选择及正、负、零序网络的制定3. 短路电流计算4变电站选择、配置与整定计算、选屏5保护的综合评价6结论附图：变电站保护配置图。参考资料:1 韩笑.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册M.北京:中国水利电力出版
3、社，20032 何仰赞，温增银.电力系统分析上、下册M.武汉:华中科技大学出版社，20023 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理M.北京:中国电力出版社，19944 尹项根，曾克娥.电力系统继电保护原理与应用上册M.武汉:华中科技大学出版社，20015 陈德树.计算机继电保护原理与技术M.北京:中国水利出版社,19926 孙国凯，霍利民.电力系统继电保护原理M.北京:中国水利出版社，20027 有关标准、规程与规范。如GB14285-2006等目 录前言1摘 要21 概述32系统运行方式42.1运行方式的选择42.2变压器中性点接地选择43故障点选择与序网络制定54 变电站保护的配置64.1
4、 线路保护的配置64.2 母线保护的配置74.3变压器保护的配置75 主要保护的综合评价85.1 变压器保护的综合评价85.2线路保护的综合评价95.3母线保护综合评价10结束语10参考文献11附录一 系统参数12附录二 线路保护整定计算与校验14附录三 变压器保护整定计算和校验17附录四 变电站保护配置图摘 要 本设计围绕110KV变电站的继电保护，根据设计原始资料提供的变电站的一次系统图和相关规程，进行短路电流的计算，对变压器、母线、线路配置保护，主要保护整定计算与校验。 通过计算和比较，按照继电保护选择性、速动性、可靠性、灵敏性，确定了变电站电气设备、母线、线路保护的初步设计方案和配置，
5、并对主要保护进行了综合评价。最后绘出变电站的保护配置图。 【关键词】 整定计算、零序电流保护、差动保护1 概述继电保护装置是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护基本任务：自动，迅速，有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 对动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求:选择性、速动性、灵敏性、可靠性。 （一）选择性：指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常
6、运行，以尽量缩小停电范围。 （二）速动性：快速切除故障。快速切除故障的优点，提高系统稳定性；减少用户在低电压下的动作时间；减少故障元件的损坏程度,避免故障进一步扩大。 （三）灵敏性：指在规定的保护范围内,对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时,不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。 （四）可靠性：该动作的故障,它能可靠动作,即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。 上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全设计的一个基本线索。它们之间既矛盾，又在一定条件下统一。2系统运行方式2.1运行方式的
7、选择 变电站运行方式选择原则：变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。线路运行方式选择原则：一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式；双回路一般不考虑同时停用。 系统运行方式的确定：本系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系统的最小运行方式为发电机G1或G2投入。所有变压器星型侧接地。2.2变压器中性点接地选择 (1)变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。 (2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。 (3)T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。 (4)为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点
8、接地，操作完毕后再断开，这种情况不按接地运行考虑。3故障点选择与序网络制定本次设计是110KV A站变电站继电保护，如图3.1所示，整个系统中选择了6个短路点d1、d2、d3、d4、d5、d6。根据整定计算的需要，保护的整定原则选择的短路点。图3.2、3.3、3.4是d1短路时的正、负、零序网络图，其他短路点的网络图原理一致。图3.1 等值电路图和各短路点图3.2 d1短路时的正序网络图图3.3 d1短路时的负序网络图图3.4 d1短路时的零序网络图4 变电站保护的配置4.1 线路保护的配置 根据 GB/T142852006继电保护和安全自动装置技术规程第4.4条3KV 10KV线路保护4.4
9、.2.1条规定：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：第二段为带时限的的过电流保护；保护可采用定时限或反时限特性。保护的选择性，灵敏性，可靠性，速动性，经济性，A站10KV馈线配置电流速断保护和定时限过电流保护。小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障：由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视作异常运行状态，一般利用母线上的绝缘检查装置发信号，由运行人员分区停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流保护反应接地故障。110KV输电线路一般采用三段式相间距离保护作为故
10、障的保护方式，采用阶段式零序电流保护作为接地短路的保护方式。对于极个别非常短的线路，如有必要也可以采用纵差保护作为主保护。本系统线路的保护方式采用三段式相间距离保护作为故障的保护方式，采用阶段式零序电流保护作为接地短路的保护方式。其中，第I段作为线路的主保护，II、III段作为后备保护。4.2 母线保护的配置 根据 GB/T142852006继电保护和安全自动装置技术规程第4.8.4条规定：对3KV10KV分段母线宜采用不完全电流差动保护，保护装置仅接入有电源支路的电流保护装置由2段构成，第一段宜采用无时限或带时限的电流速断保护，当灵敏系数不符合要求时，采用电压闭锁电流速断保护；第二段采用过电
11、流，当灵敏系数不符合要求时，可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路，以降低保护的启动电流。所以A站10KV侧母线配置不完全差动保护即简易母差保护。根据 GB/T142852006继电保护和安全自动装置技术规程第4.8.2条规定：110KV单母线需要快速切除母线上的的故障时，应装设专用的母线保护。根据4.9.1规定:110KV电力网的个别重要部分应装设断路器失灵保护。所以，A站110KV母线配置母联差动保护和断路器失灵保护，断路器失灵保护作为其近后备保护。4.3变压器保护的配置根据 GB/T142852006继电保护和安全自动装置技术规程第4.3.2条规定：电力变压器应装设如下保护：0.4 M
12、V.A 及以上的车间内油浸式变压器和0.8 MV.A及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。 根据第4.3.3.2条规定：电压在10KV以上，容量在10MV.A及以上的变压器，应装设纵联差动保护。根据第4.3.8.2条规定：分级绝缘变压器应装设用于中性点直接接地和经放电间隙接地的两套零序过电流保护。还应增设零序过电压保护。根据第4.3.3.2条规定：相间短路后备保护宜采用过电流保护和复合电压启动的过电流保护或复合电流保护。本保护变压器容量为20MV.A ，变压器绝缘采用分段绝缘，中性点不允许过电压。应装设瓦斯保护、纵联差动保护、变压器中性点侧装设零序过电流保护和零序过电压保护，采用复合电压闭锁、
13、过电流保护作为其后备保护。本变电站具体保护配置见表4.1所示。表4.1变电站保护的配置保护对象主保护后备保护变压器差动保护、瓦斯保护零序过电流、零序过电压、零序电流差动保护母线10KV侧不完全电流差动保护110KV侧完全电流差动保护断路器失灵保护线路10KV侧馈线电流速断保护、限时电流速断保护定时限过电流保护断路器502零序电流保护I段、II段零序电流保护III段断路器503距离保护I段、III段零序电流保护I、III段断路器504距离保护I段、II段、III段零序电流保护I、II段、III段5 主要保护的综合评价5.1 变压器保护的综合评价 （1）瓦斯保护：瓦斯保护主要用来保护变压器的内部故
14、障，优点是简单，灵敏，经济；缺点是动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，瓦斯保护只有与差动保护配合使用才能做到优势互补，效果更佳。瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成。变压器内部发生轻微故障时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳开变压器各侧断路器。变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出“轻瓦斯动作”信号。 （2）差动保护：差动保护是一切电气主设备的主保护，优点是灵敏度高、选择性好、实现简单，它不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件配合，可以无延时地切除区内各种故障。缺
