10KV变电所继电保护微机保护分析研究

摘要 本次设计根据相关资料及参考书籍，作出了110KV降压变电所继电保护设计。本设计说明书内容大致共分为五章，包括设计资料分析、参数计算、保护装置选择、各保护的整定计算、微机保护等。本设计以实际负荷为依据，变电所的最佳运行为基础，按照有关规定，完成了满足要求的110KV降压变电所继电保护设计。 变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。它也是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。 继电保护的发展是伴随电力系统、电子技术、计算机技术、通信技术的发展而发展。从它的构成原理方面来看，一直是随着电力系统发展而不断提出相应的新原理保护，新原理保护又在电力系统运行中不断完善，不断趋向成熟。目前微机保护已经普遍应用，它与以往的各种类型的继电保护相比，是采用数字计算技术实现的各种保护功能。它具有灵活性大、可靠性高、易于获得附加功能和维护调试方便等优点，因此必将越来越多的应用，有着很好的发展前途。 [关键词] 110KV 变电所 继电保护 微机保护 Abstract This design according to the relevant materials and reference books, made a 110 kv step-down substation relay protection design. This design content is divided into five chapters, including the design of data analysis, parameter calculation and protective device selection, the protection setting calculation and microcomputer protection, etc. This design was based on the actual load, based on the optimal operation of substation, shall, in accordance with the relevant regulations and specification, and finished the meet the requirements of 110 kv step-down substation relay protection design. Substation for the pass by the electric power system, transformer, then the distribution of tasks. It is also in the power system voltage and current of electrical energy transformation, concentration and distribution of places. In order to ensure the safety of electric energy quality and equipment in the substation and voltage regulation, current control and power transmission and distribution lines and the protection of the main electrical equipment. The development of relay protection is along with the electric power system, the development of electronic technology, computer technology, communication technology and development. In its constitution principle ways, has been with the development of power system protection and continuously put forward new principles, new principles and protection in power system in the operation of the constantly improve, constantly to mature. Microcomputer protection has been widely used at present, it is compared with the previous all kinds of relay protection, is to use digital computing technology to achieve various protection functions. It has great flexibility, high reliability, easy to get additional features and maintenance convenient debugging, so will be more and more applications, has a very good development future. [Keywords] 110KV Substation relay protection microcomputer protection 目录 摘要 I Abstract II 目录 III 1 引言 1 2 设计分析 2 2.1 设计原始资料 2 2.2 继电保护简介 2 2.2.1 继电保护任务 2 2.2.2 继电保护装置的组成 2 3 参数计算 4 3..1 系统中短路电流计算 4 4 保护装置选择 6 5 各保护的整定计算 7 5.1纵差保护的整定计算 7 5.2 110KV侧复合电压起动的过流保护的整定计算 9 5.3 38.5KV侧方向电流保护 10 5.4 110KV侧零序过电流保护 11 5.5 变压器瓦斯保护的整定 11 5.6 变压器保护接线全图 11 6 微机保护 12 6.1 微机保护装置的特点 12 6.2 微机保护装置的硬件构成框图 12 6.3 微机保护软件的系统配置 13 7 电力变压器微机保护 15 7.1 电力变压器微机保护的配置 15 7.1.1 中、低压变电所主变压器的保护配置 15 7.1.2 高压变电所主变压器的保护配置 15 7.2 微机主变保护电流互感器接线原则 15 7.3比率制动式差动保护 16 7.3.1 变压器比率差动保护 17 7.3.2 距离保护 17 7.4 WBZ196B型微机变压器综合保护装置 19 7.4.1 保护配置及工作原理 19 7.4.2 高压侧过负荷保护 19 7.4.3 高压侧零序电流保护 19 7.4.4 高压侧不平衡电流保护 20 7.4.5 高压侧零序电流保护 20 7.4.6 低压侧定时限零序电流保护 21 7.4.7 保护定值表及说明 21 8 论文总结 23 9 致谢 24 10 参考文献 25 11 附图 26 1 引言 本次设计的目的是对110KV降压变电所进行继电保护设计，由于110KV属于高电压，可能因为自然因素或动物、人为因素造成一些故障，所以要进行必要的继电保护设计。 本次设计主要采用参数计算、整定计算和微机保护等方法进行各种短路电流计算，把涉及的每个元件参数的计算出来，然后选择适当的器件，最终完成降压变电所继电保护设计。 通过这次的设计，对于一些常见的故障，能够较好地完成对故障的切除，从而保证了供电的可靠性和电力系统的正常运行。 2 设计分析 2.1 设计原始资料 某变电所的电气主接线如附图所示。 两台变压器均为三绕组、油浸、强迫风冷、分级绝缘结构。 参数均为：S=31.5MVA 电压：110±4*2.5%/2*2.5%/11KV 接线：YN,Y0，d11 短路电压：Uq*z=10.5% Uq*d=10.5% Uz*d=10.5% 两台变压器同时运行110KV侧的中性点一台接地，若只一台运行，则运行的这台变压器中性点必须接地。 其余参数见附图所示。 2.2 继电保护简介 2.2.1 继电保护任务 （1） 当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。 （2） 当电力系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 2.2.2 继电保护装置的组成 继电保护装置一般由测量元件、逻辑元件、和执行元件三部分组成，如图1所示。 图1 继电保护装置基本组成框图 测量元件 测量元件的作用是，测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。 逻辑元件 逻辑元件的作用是，根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态，出现的逻辑顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 执行元件 执行元件的作用是，根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。 3 参数计算 3..1 系统中短路电流计算 （取基准容量为Si=100MVA） 根据已知条件和电气主接线图可得： =1/2(0.105+0.105-0.105)=0.0525 =1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525 =1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525 电抗参数计算; 变压器B1的电抗： XB1。q=0.0525×100/31.5=0.17 XB1。z=0.0525×100/31.5=0.17 XB1。d=0.0525×100/31.5=0.17 线路的电抗：XL1=0.4×15×100/1152=0.045 XL3=0.4×35×100/1152=0.106 图2 等效电抗 (a)正序等效电抗 （b）负序等效电抗 由主接线分析可知，变压器的主保护为：一台变压器单独运行为保护的计算方式；变压器后备保护作线路的远后备时，要检验d3和d4两点的灵敏度。因此，除需要计算出d1和d2两点的最大、最小短路电流外，还需要计算出d3和d4两点的最小短路电流。分别计算如下： 取基准电