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1、一、緒論（一）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果：1. 通過故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；2. 短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命；3. 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；4. 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振動(dòng)，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解；電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。例如，因負(fù)荷超過電氣設(shè)備的額定值而引起的電流升高（一般又
2、稱過負(fù)荷），就是一種最常見的不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于過負(fù)荷，使元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣的老化和損壞，就可能發(fā)展成故障。此外，系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故，就是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。系統(tǒng)事故的發(fā)生，除了由于自然條件的因素（如遭受雷擊等）以外，一般者是由于設(shè)備制造上的缺陷、設(shè)計(jì)和安裝的錯(cuò)誤、檢修質(zhì)量不高或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)而引起的。因此，只要充分發(fā)揮
3、人的主觀能動(dòng)性，正確地掌握客觀規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢修，就可能大大減少事故發(fā)生的機(jī)率，把事故消滅在發(fā)生之前。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。這種保護(hù)裝置直到目前為止，大多是由單個(gè)繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。在電力式靜態(tài)保護(hù)裝置和數(shù)字式保護(hù)裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器已被電力元件計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電業(yè)部門常用繼電保護(hù)
4、一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)式由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞則指各種具體的裝置。繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：1. 自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；2. 反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（例如有無經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。二、對(duì)主變、線路保
5、護(hù)配置的要求（一）變壓器保護(hù)的配置1變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量變壓器，一旦因故障而損壞造成的損失就更大。因此必須針對(duì)變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠，性能良好的繼電保護(hù)裝置。一般包括：1. 反映內(nèi)部短路和油面降低的非電量（氣體）保護(hù)，又稱瓦斯保護(hù)。2. 反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，或電流速斷保護(hù)。3. 作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)的過電流保護(hù)（或帶有復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)或阻抗保護(hù)）。4. 反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變
6、壓器零序電流保護(hù)。5. 反映大型變壓器過勵(lì)磁的變壓器過勵(lì)磁保護(hù)及過電壓保護(hù)。6. 反映變壓器過負(fù)荷的變壓器過負(fù)荷（信號(hào)）保護(hù)。7. 反映變壓器非全相運(yùn)行的非全相保護(hù)。（二）35kV及以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中線路保護(hù)配置135kV（包括66kV）有以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)線路的相間短路保護(hù)必須動(dòng)作于斷路器跳閘，單相接地時(shí)，由于接地電流小，三相電壓仍能保持平衡，對(duì)用戶沒有很大影響。因此，單相接地保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，但單相接地對(duì)人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生危害時(shí)，就應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘。1.相間短路的電流、電壓保護(hù)根據(jù)有關(guān)規(guī)程，相間短路保護(hù)應(yīng)該按下列原則配置：(1) 保護(hù)的電流回路的電流互感器采用不完全星形
7、接線，各線路保護(hù)用電流互感器均裝設(shè)在A、C兩相上，以保證在大多數(shù)兩點(diǎn)接地情況下只切除一個(gè)故障接地點(diǎn)。(2) 采用遠(yuǎn)后備保護(hù)方式。(3) 線路上發(fā)生短路時(shí)，如廠用電或重要用戶的母線電壓低于50%60%額定電壓時(shí)，應(yīng)快速切除故障，以保證非故障部分的電動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)行。相間短路的電流電壓保護(hù)通常是三段式保護(hù)。第段為無時(shí)限電流速斷保護(hù)或無時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第段為帶時(shí)限電流速斷保護(hù)或帶時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第段為過電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。但根據(jù)被保護(hù)線路在電網(wǎng)中的地位，在能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的前提下，也可只裝設(shè)、段，、段或只裝設(shè)第段保護(hù)。2.單相接地零序電流保護(hù)中性點(diǎn)非直接接
8、地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于接地電流小，一般只在發(fā)電廠和變電所的母線上裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置。3.短線路縱差動(dòng)保護(hù)34km及以下的短線路（包括110kV及以上電壓等級(jí)），無論是采用電流電壓保護(hù)還是采用距離保護(hù)，常常都不能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。在這種線路上經(jīng)常需要采用縱差動(dòng)保護(hù)以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的需要。發(fā)電廠廠用電源線（包括帶電抗器的電源線），一般距離較短，宜裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。三、主變、線路保護(hù)的選型及裝置介紹（一）主變保護(hù)的選型及裝置介紹1本變電所主變主保護(hù)采用帶加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)繼電器BCH-2型差動(dòng)繼電器構(gòu)成變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。2本變電所主變的相間短路后備保護(hù)采用過電流保護(hù)和復(fù)合
9、電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。3本變電所主變的電源側(cè)采用過負(fù)荷保護(hù)。4本變電所主變非電量保護(hù)采用瓦斯保護(hù)和溫度、壓力保護(hù)。（二）線路保護(hù)的選型及裝置介紹1本變電所線路的主保護(hù)采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作特性分析圖和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線圖分別如圖1、2所示。2本變電所線路的后備保護(hù)采用定時(shí)限過電流保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)單相原理接線圖和定時(shí)限過電流保護(hù)工作原理圖分別如圖3、4所示。圖3-1 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作特性分析圖圖3-2 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線圖圖3-3 定時(shí)限過電流保護(hù)單相原理接線圖圖3-4 定時(shí)限過電流保護(hù)工作原理圖四、主變和線路主保護(hù)、后備保護(hù)的整定計(jì)算原則（一）主變整定
10、計(jì)算原則234561.差動(dòng)速斷保護(hù)的定值整定為了加速切除變壓器嚴(yán)重的內(nèi)部故障，常常增設(shè)差動(dòng)速斷保護(hù)，其動(dòng)作電流按照避越勵(lì)磁涌流來整定。即按躲過變壓器空載合閘最大勵(lì)磁涌流來整定，一般取68倍的一次側(cè)額定電流。 式（1） 式中 變壓器實(shí)際的最大勵(lì)磁涌流（二次值）； 可靠系統(tǒng)，可取為1.151.30。2.比率制動(dòng)式縱差保護(hù)的整定原則(1)按平均電壓（變壓器額定電壓及變壓器最大額定容量）計(jì)算各側(cè)二次額定電流，完成主變電流互感器參數(shù)、額定電流、平衡系數(shù)的計(jì)算。1)一次側(cè)額定電流式中 變壓器額定容量。由設(shè)計(jì)任務(wù)書知為40MVA； 變壓器各側(cè)額定電壓；2)選擇電流互感器變比為式中 為電流互感器接線系數(shù)。當(dāng)三
11、角形接線時(shí)，；當(dāng)為星形接線時(shí)，。 選擇標(biāo)準(zhǔn)變比3)二次側(cè)額定電流式中 為電流互感器接線系數(shù)。當(dāng)三角形接線時(shí)，；當(dāng)為星形接線時(shí)，。(2)計(jì)算各側(cè)外部短路時(shí)的短路電流值按短路電流計(jì)算方法進(jìn)行各側(cè)短路電流值的計(jì)算(3)計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流按下述條件計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大者。1)按躲過變壓器空投時(shí)和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)變壓器產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流計(jì)算，即 式（2）式中 保護(hù)動(dòng)作電流； 變壓器額定電流（折算至基本側(cè)）；可靠系數(shù)，取1.3。 2)按躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流計(jì)算，即 式中 不平衡電流；可靠系數(shù)，取1.3。 對(duì)于三繞組變壓器兩側(cè)均有電源時(shí) 式（3）其中 式中 由于電流互感器誤差
12、引起的不平衡電流； 由變壓器分接頭改變引起的不平衡電流； 由于在平衡線圈實(shí)用值不能完全平衡引起的不平衡電流； 電流互感器最大相對(duì)誤差，取0.1; 電流互感器同型系數(shù)。同型號(hào)時(shí)，=0.5;不同型號(hào)時(shí)，=1； 在變壓器兩側(cè)（，及側(cè)）因有調(diào)壓分接頭引起的相對(duì)誤差，一般可取調(diào)整范圍之半； 最大外部短路電流； 在所計(jì)算的外部短路時(shí)，流過調(diào)壓側(cè)相應(yīng)電流互感器的短路電流周期分量值；在所計(jì)算的外部短路時(shí)，流過所計(jì)算的、側(cè)相應(yīng)電流互感器的短路電流；繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等所引起的相對(duì)誤差。相對(duì)誤差計(jì)算公式為 式中 平衡線圈計(jì)算匝數(shù)；平衡線圈實(shí)用匝數(shù)；差動(dòng)線圈實(shí)用匝數(shù)。因?yàn)樵陂_始計(jì)算動(dòng)作電流時(shí)，是未知的，故可
13、先采用中間值（0.05，最大值為0.09），并取及兩項(xiàng)均為正值進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)三繞組變壓器僅一側(cè)有電源時(shí)，式（3）中的各短路電流為同一值。若外部短路電流不流過某一側(cè)，則式中相應(yīng)項(xiàng)為零。3)按躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)計(jì)算，即 式中 正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流。當(dāng)不能確定時(shí)，采用變壓器額定電流。計(jì)算中，各側(cè)所有的短路電流均應(yīng)歸算到基本側(cè)。這樣求出的是基本側(cè)的動(dòng)作電流計(jì)算值（）。選用上述三條件算得的保護(hù)動(dòng)作電流的最大值作為計(jì)算值。(4)基本側(cè)繼電器線圈匝數(shù)計(jì)算三繞組變壓器基本側(cè)直接接差動(dòng)線圈，其余兩側(cè)接相應(yīng)的平衡繞圈?；緜?cè)繼電器動(dòng)作電流計(jì)算為 式中 基本側(cè)繼電器動(dòng)作電流計(jì)算值； 基本側(cè)保護(hù)動(dòng)作
14、計(jì)算值； 基本側(cè)電流互感器變比； 電流互感器的接線系數(shù)。基本側(cè)繼電器線圈匝數(shù)（差動(dòng)線圈匝數(shù)）計(jì)算為 式中 繼電器的動(dòng)作安匝，一般可用實(shí)測(cè)值。若無此值，可采用額定值，即；差動(dòng)線圈匝數(shù)計(jì)算值（直接接基本側(cè)）。接繼電器線圈實(shí)有抽頭，選用較計(jì)算值小而相近的抽頭匝數(shù)，作為差動(dòng)線圈的整定匝數(shù)（）?；緜?cè)實(shí)際的繼電器動(dòng)作電流計(jì)算為 保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作電流計(jì)算 式中 電流互感器變比；為電流互感器接線系數(shù)。當(dāng)三角形接線時(shí)，；當(dāng)為星形接線時(shí)，。(5)非基本側(cè)工作線圈匝數(shù)和平衡線圈匝數(shù)計(jì)算A.平衡線圈匝數(shù)計(jì)算對(duì)于三繞組變壓器為 非基本側(cè)的平衡線圈按四舍五入進(jìn)行。B.非基本側(cè)工作線圈匝數(shù) （6）確定相對(duì)誤差，即 式（4）
15、 若則以上計(jì)算有效（按絕對(duì)值進(jìn)行比較）；若，則應(yīng)根據(jù)的實(shí)際值代入重新計(jì)算動(dòng)作電流。(7)保護(hù)靈敏度計(jì)算，即 式中 變壓器內(nèi)部故障時(shí)，歸算至基本側(cè)總的最小短路電流；若為單電源變壓器，應(yīng)為歸算至電源側(cè)的最小短路電流； 接線系數(shù)；基本側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流；若為單側(cè)電源變壓器，應(yīng)為電源側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流。如果靈敏度約為2，且算出的小于初算時(shí)采用的0.05，而動(dòng)作電流又是按躲過外部短路時(shí)的不平衡電流決定，則可按靈敏度條件選擇動(dòng)作電流，檢查此電流是否滿足勵(lì)磁涌流、電流互感器二次回路斷線的要求。然后確定各線圈的計(jì)算匝數(shù)和整定匝數(shù)，按式（4）求出，再按式（3）作精確計(jì)算。在上述計(jì)算中若不滿足選擇性要求，則可改用
16、其他特性的差動(dòng)繼電器。3相間短路后備保護(hù)為防止外部相間短路引起的變壓器過電流及作為變壓器保護(hù)的后備，變壓器配置相間短路的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。規(guī)程規(guī)定：過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器；復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。（1）過電流保護(hù)1）動(dòng)作電流的整定原則A按躲過變壓器可能的最大負(fù)荷電流整定為 式中 可靠系數(shù)，一般取1.21.3； 返回系數(shù)，取0.850.95(靜態(tài)繼電器取較大值)； 變壓器最大負(fù)荷電流二次值。當(dāng)為臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)考慮其中一臺(tái)大變壓器 突然斷開后，該整定變壓器可能增加的負(fù)
17、荷電流。當(dāng)臺(tái)變壓器同容量時(shí)，（為變壓器的額定電流二次值）。B按躲過降壓變壓器低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的最大自起動(dòng)電流（二次值）整定為式中 自起動(dòng)系數(shù)，對(duì)36kV及以上電壓等級(jí)負(fù)荷，取1.52;對(duì)610kV電壓級(jí)負(fù)荷，取1.52.5.C按躲過變壓器低壓母線自動(dòng)投入負(fù)荷時(shí)的總負(fù)荷整定。即 式中 可靠系數(shù)，取1.2； 正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流（二次值）；自動(dòng)投入部分的負(fù)荷電流（二次值）；自動(dòng)投入負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)。D按與相鄰保護(hù)相配合。其中：A）與分?jǐn)鄶嗦菲鬟^電流保護(hù)配合時(shí) 式中 分段斷路器過電流保護(hù)的動(dòng)作電流（二次值）； 變壓器所在母線分段的正常負(fù)荷電流（二次值）。B）與變壓器低壓側(cè)出線保護(hù)配合時(shí)式中 可靠
18、系數(shù)，一般取1.21.5； 出線保護(hù)動(dòng)作電流二次值，應(yīng)取各出線中最大值。選擇以上諸中最大者作為變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作電流。2）靈敏度校驗(yàn)按變壓器低壓母線故障時(shí)的最小短路電流二次值計(jì)算 要求。（2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)1）電流元件動(dòng)作電流按變壓器額定電流整定 式中 變壓器的額定電流。2）低電壓繼電器動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)母線的最低工作電壓（如電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)）整定，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可取 式中 變壓器額定線電壓二次值； 電壓互感器變比； 通常取70V。3）負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電壓整定。式中 通常取6V。4）靈敏系數(shù)式中 相鄰元件末端兩相金屬性短路時(shí)保護(hù)安裝處最小負(fù)
19、序電壓二次值。要求。5）動(dòng)作時(shí)間單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，相間故障后備保護(hù)一般在低壓側(cè)和電源側(cè)。其中低壓側(cè)保護(hù)設(shè)兩段時(shí)限，以斷開低壓母線分段斷路器（為低壓側(cè)饋線配合段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間）；以斷開變壓器低壓側(cè)斷路器。電源側(cè)保護(hù)也設(shè)兩段時(shí)限，以每一段時(shí)限斷開中壓側(cè)斷路器；以第二段時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。（3）變壓器的零序電流保護(hù)對(duì)降壓變壓器，如果中、低壓側(cè)沒有電源（無發(fā)電機(jī)）時(shí)，即使中性點(diǎn)接地運(yùn)行，其中性點(diǎn)的零序電流保護(hù)也沒必要運(yùn)行。4接地短路后備保護(hù)在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地（零序）保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓
20、器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。對(duì)降壓變壓器，如果中、低壓側(cè)沒有電源（無發(fā)電機(jī)）時(shí)，即使中性點(diǎn)接地運(yùn)行，其中性點(diǎn)的零序電流保護(hù)也沒必要運(yùn)行。5過負(fù)荷保護(hù) 對(duì)于降壓變壓器，雙繞組變壓器的過負(fù)荷保護(hù)裝在高壓側(cè)。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，過負(fù)荷保護(hù)裝在電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)；若三側(cè)容量相同，過負(fù)荷保護(hù)僅在電源側(cè)裝設(shè)。兩側(cè)電源的三繞組變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。6非電量保護(hù)變壓器非電量保護(hù)主要包括瓦斯保護(hù)、溫度及壓力保護(hù)等。由于非保護(hù)動(dòng)作量不需電氣量運(yùn)算。通常根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、測(cè)試等方法獲得。（1）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是油浸式變壓器的主保護(hù)之一。當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微氣體或
21、油面下降時(shí)，輕瓦斯保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量氣體時(shí)，重瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)節(jié)器壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。（2）變壓器濕度及壓力保護(hù) 對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號(hào)式動(dòng)作于跳閘的裝置。（二）線路主保護(hù)、后備保護(hù)整定原則234561.單側(cè)電源輸電線路相間短路的電流電壓保護(hù)(1)瞬時(shí)（無時(shí)限）電流速斷保護(hù)1)整定計(jì)算瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（又稱第段電流保護(hù)）它是反映電流升高,不帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。在單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)
22、各線路的始端裝設(shè)有瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)電源電勢(shì)一定，線路上任一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流的大小與短路點(diǎn)至電源之間的電抗（忽略電阻）及短路類型有關(guān)，三相短路和兩相短路時(shí)，流過保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流為式中 系統(tǒng)等效電源相電勢(shì)； 系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的電抗； 線路單位公里長(zhǎng)度的正序電抗； 短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，。電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流可按大于本線路末端短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的最大短路電流來整定，即 式中 保護(hù)裝置段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，又稱一次動(dòng)作電流；可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計(jì)算誤差和非周期分量的影響等而引入的大于1的系數(shù)，一般取1.21.3;被保護(hù)線路末端B
23、母線上三相短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的最大短路電流，一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。2)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)，是用其最小保護(hù)范圍來衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長(zhǎng)的15%20%。 解式（1）得最小保護(hù)長(zhǎng)度 式中 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，最大等值電抗，； 輸電線路單位公里正序電抗，。同理，解式（2）得最大保護(hù)區(qū) 式中 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，最小等值電抗，；通常規(guī)定，最大保護(hù)范圍（為被保護(hù)線路長(zhǎng)度），最小保護(hù)范圍時(shí)，才能裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，因此可增加一段帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)（又稱第段電流保護(hù)）。用以保護(hù)瞬時(shí)電
24、流速斷保護(hù)保護(hù)不到的那段線路，因此，要求限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)能保護(hù)線路全長(zhǎng)。1)整定計(jì)算 限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于相鄰支路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，即，寫成等式為 式中 配合系數(shù)，因考慮短路電流非周期分量已經(jīng)衰減，一般取1.11.2。2)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)其計(jì)算公式為 式中 在被保護(hù)線路末端短路時(shí)，流過保護(hù)安裝處的最小短路電流； 被保護(hù)線路的限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流。規(guī)程規(guī)定，。3)時(shí)限整定為了保證選擇性，保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，還要與保護(hù)2的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、保護(hù)3的差動(dòng)保護(hù)（或瞬時(shí)電流速斷保護(hù)）動(dòng)作時(shí)限、相配合，即式中 時(shí)限級(jí)差。對(duì)于不同型式的斷路器及保護(hù)裝置，在0.3
25、0.6s范圍內(nèi)。(3)定時(shí)限過電流保護(hù)1)整定計(jì)算定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定一般應(yīng)按以下兩個(gè)原則來確定：A.在被保護(hù)線路通過最大正常負(fù)荷電流時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，即 B.為保證在相鄰線路上的短路故障切除后，保護(hù)能可靠地返回，保護(hù)裝置的返回電流應(yīng)大于外部短路故障切除后流過保護(hù)裝置的最大自起動(dòng)電流，即根據(jù)第B條件，過電流保護(hù)的整定式為 式中 可靠系數(shù)，取1.151.25； 負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)，由電網(wǎng)電壓及負(fù)荷性質(zhì)所決定，取25； 返回系數(shù)，與保護(hù)類型有關(guān)。電流繼電器的返回系數(shù)一般取0.850.95； 最大負(fù)荷電流。2)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)其計(jì)算公式為 當(dāng)過電流保護(hù)作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小
26、運(yùn)行方式下，本線路末端兩相短路的短路電流來進(jìn)行校驗(yàn)，要求；當(dāng)過電流保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下，相鄰線路末端兩相短路時(shí)的短路電流來進(jìn)行校驗(yàn)，要求；作為連接的變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，短路類型應(yīng)根據(jù)過電流保護(hù)接線而定。3)時(shí)限整定 為了保證選擇性，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則進(jìn)行整定，這個(gè)原則是從用戶到電源的各保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限逐級(jí)增加一個(gè)。 在一般情況下，對(duì)于線路的定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定的一般表達(dá)式為 式中 線路過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，s； 由線路供電的母線上所接的線路、變壓器的過電流保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間，s。五、參數(shù)設(shè)定及阻抗歸算（一）參數(shù)設(shè)定平均電壓基準(zhǔn)功率變壓器額定功
27、率（二）阻抗歸算7線路阻抗標(biāo)幺值，線路阻抗有名值，其中，即線路阻抗都為歸算至側(cè)的值。110kV側(cè)L104L107 L1011 L1012L1015L1019有名值（）100.9705153.6508136.0907100.9705144.8707188.7710235kV側(cè)L31L32 L33 L34L35L36有名值（）63.637756.566842.425160.102363.637742.42513110kV側(cè)基準(zhǔn)阻抗，阻抗標(biāo)幺值，其中為阻抗有名值。L11L12XT-1XT-2大方式小方式零序大方式小方式零序標(biāo)幺值0.12700.18150.06270.04180.09490.0488
28、0.03350.0696（1）110kV側(cè)最大、最小阻抗標(biāo)幺值（2）110kV側(cè)最大、最小阻抗有名值4主變（1）歸算到110kV側(cè)的變壓器阻抗標(biāo)幺值則，=，同理,變壓器阻抗標(biāo)幺值:（2）歸算到110kV側(cè)的變壓器阻抗有名值高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)標(biāo)幺值0.2764-0.01740.1799有名值（）33.4414-2.102421.7649六、主變、線路主保護(hù)、后備保護(hù)的整定計(jì)算（一）主變的整定1短路電流計(jì)算8圖6-1為該變電站進(jìn)線、變壓器等效阻抗圖。圖6-1 變電站進(jìn)線、變壓器等效阻抗圖要計(jì)算最大三相短路電流及兩相短路電流，所以系統(tǒng)阻抗用等值最大阻抗。對(duì)于110kV母線故障，考慮兩條進(jìn)線同時(shí)運(yùn)行的
29、情況以計(jì)算最大三相短路電流及兩相短路電流；對(duì)于35kV母線故障，因?yàn)椴豢紤]兩臺(tái)主變長(zhǎng)期并列運(yùn)行，所以按分列運(yùn)行情況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算最大三相短路電流及兩相短路電流；對(duì)于10kV母線故障，因?yàn)椴豢紤]兩臺(tái)主變長(zhǎng)期并列運(yùn)行，所以按分列運(yùn)行情況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算最大三相短路電流及兩相短路電流。計(jì)算結(jié)果見表1。三相短路電流求兩相金屬性短路電流值時(shí)，可將三相短路電流值乘以即得：兩相短路電流式中 電源到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗標(biāo)幺值；該母線電壓等級(jí)下的基準(zhǔn)電流，故 所以 表1 短路電流計(jì)算結(jié)果 主變故障點(diǎn)1B變壓器2B變壓器110kV母線三相短路電流（A）5306.65306.6兩相短路電流（A）4595.54595.53
30、5kV母線三相短路電流（A）4411.84411.8兩相短路電流（A）3820.63820.610kV母線三相短路電流（A）9983.79983.7兩相短路電流（A）8645.98645.92主變（1B、2B）電流互感器參數(shù)、額定電流、平衡系數(shù)的計(jì)算1B、2B主變電流互感器參數(shù)、額定電流、平衡系數(shù)的計(jì)算結(jié)果見表2。表2 1B、2B主變電流互感器參數(shù)、額定電流、平衡系數(shù)的計(jì)算結(jié)果名稱變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)額定電壓（kV）1103811一次側(cè)額定電流（A）209.9517607.75502099.5電流互感器接線三角形三角形星形計(jì)算電流互感器變比363.6363/51052.6/52099.5/5選用電流
31、互感器變比400/51500/53000/5二次側(cè)額定電流（A）4.54553.50883.4992平衡系數(shù)14.5455/3.5088=1.29554.5455/3.4992= 1.2990由以上計(jì)算可知，110kV側(cè)二次電流最大，作為基本側(cè)。所以此時(shí)=115kV，該側(cè)下基準(zhǔn)電流。3計(jì)算各種方式下的一次短路電流值根據(jù)圖6-1，可知：（1）當(dāng)35kV母線發(fā)生三相短路故障時(shí)，最大短路電流為：（2）當(dāng)10kV母線發(fā)生三相短路故障時(shí)，最大短路電流和最小短路電流分別為：4計(jì)算差動(dòng)保護(hù)一次動(dòng)作電流(1)按躲過10.5kV側(cè)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定。因?yàn)?8kV側(cè)接有制動(dòng)線圈，故動(dòng)作電流計(jì)算為(2)
32、按躲過變壓器勵(lì)磁涌流計(jì)算，即(3)按躲過二次回路斷線計(jì)算，即選取5差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和差動(dòng)線圈匝數(shù)計(jì)算 差動(dòng)線圈匝數(shù)：（匝），選取匝繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為：6其他側(cè)工作線圈和平衡線圈匝數(shù)的計(jì)算（匝）（匝）選用匝，匝，則（匝），（匝）7整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的相對(duì)誤差故可不必校核保護(hù)動(dòng)作電流。8校驗(yàn)保護(hù)靈敏度當(dāng)最小方式下，在10kV側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)的二次短路電流為，靈敏度滿足要求。91B、2B主變主保護(hù)、后備保護(hù)的整定計(jì)算結(jié)果匯總表3 1B、2B主變主保護(hù)、后備保護(hù)的整定計(jì)算結(jié)果計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算原理計(jì)算結(jié)果（一次值/二次值）差動(dòng)速斷電流按躲過變壓器空載合閘最大勵(lì)磁涌流來整定，一般取68倍。本整定
33、方案取7倍1469.7/18.3713A()最小動(dòng)作電流（差動(dòng)電流門檻值）躲正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷時(shí)的不平衡電流，一般取0.200.50倍的。本整定方案取0.45倍94.4783/1.1810A()制動(dòng)特性拐點(diǎn)電流取額定電流209.9517/2.6244A()靈敏度計(jì)算根據(jù)保護(hù)特性，一定能滿足，可不計(jì)算2110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)電流元件按躲最大負(fù)荷電流整定308.7525/3.8594A()110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)電壓元件低電壓元件。按正常最低運(yùn)行電壓整定；負(fù)序電壓，躲正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的不平衡電壓整定70V（線電壓）6V110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)時(shí)間元件與上一級(jí)時(shí)間限額及
34、35kV側(cè)后備保護(hù)配合2.5s跳主變35kV側(cè)3.0 s跳三側(cè)10kV側(cè)定時(shí)過流保護(hù)電流元件按躲最大負(fù)荷電流整定6175/10.2917A()10kV側(cè)定時(shí)過流保護(hù)時(shí)間元件與主變110kV側(cè)過流及10kV側(cè)出線后備保護(hù)配合2.0s跳主變10kV側(cè)主變過負(fù)荷取110kV側(cè)電流，動(dòng)作值為1.25262.4396/3.2805A()（二）線路的整定1短路電流計(jì)算線路末端最大三相短路電流：（1）35kV側(cè)1）L31線路末端最大三相短路電流2）L32線路末端最大三相短路電流： 3）L33線路末端最大三相短路電流： 4）L34線路末端最大三相短路電流：5）L35線路末端最大三相短路電流： 6）L36線路末
35、端最大三相短路電流：（2）10kV側(cè)1）L104線路末端最大三相短路電流 2）L107線路末端最大三相短路電流3）L1011線路末端最大三相短路電流4）L1012線路末端最大三相短路電流5）L1015線路末端最大三相短路電流：6）L1019線路末端最大三相短路電流：2整定計(jì)算保護(hù)的段定值為（1）35kV側(cè)1）L31線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。2）L32線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。3）L33線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。4）L34線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。5）L35線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。6）L36線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。（2）10kV側(cè)1）L104線路保護(hù)的段定值為，滿足要
36、求。2）L107線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。3）L1011線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。4）L1012線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。5）L1015線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。6）L1019線路保護(hù)的段定值為，滿足要求。3.定時(shí)限過電流保護(hù)（歸算到側(cè)電流，功率因數(shù)， 0.95系數(shù)是考慮電壓降低5%時(shí)，輸送最大功率）（1）35kV側(cè)1）L31線路2）L32線路3）L33線路4）L34線路5）L35線路6）L36線路（2）10kV側(cè)1）L104線路2）L107線路3）L1011線路4）L1012線路5）L1015線路6）L1019線路4.靈敏度校驗(yàn)作本線路后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端最小兩相短路電流
37、校驗(yàn)。（1）35kV側(cè)1）L31線路，靈敏度滿足要求。2）L32線路，靈敏度滿足要求。3）L33線路，靈敏度滿足要求。4）L34線路，靈敏度滿足要求。5）L35線路，靈敏度滿足要求。6）L36線路，靈敏度滿足要求。（2）10kV側(cè)1）L104線路，靈敏度滿足要求。2）L107線路，靈敏度滿足要求。3）L1011線路，靈敏度滿足要求。4）L1012線路，靈敏度滿足要求。5）L1015線路，靈敏度滿足要求。6）L1019線路，靈敏度滿足要求。5.保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定 保護(hù)的時(shí)限按階梯原則，比相鄰元件后備保護(hù)最大動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差。參考文獻(xiàn)1 韓笑.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊(cè).北京：中國水
38、利水電出版社，2003.P50-1582 崔家佩，孟慶炎，陳永芳，熊炳耀.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算.北京：水利電力出版社，2002年.P194-226，P548-589.3 許建安，連晶晶.繼電保護(hù)技術(shù).北京：中國水利水電出版社，2004.7.P8-20，P183-211.4 李火元.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置（第二版）.北京：中國電力出版社，2006.P65-220.5 尹項(xiàng)根，曾克娥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用（上冊(cè)）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001年5月.P70-87,P278-294.6 賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.北京：水利電力出版社，1985年.P9-56,P170-188.7 何仰贊，溫增銀，汪馥瑛，周勤慧.電力系統(tǒng)分析（上）.華中理工大學(xué)出版社，1996年7月.P1-42.8 西安交通大學(xué) 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第二版）.北京：中國電力出版社，1995.5(1998重印).P18-93.
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文變電站保護(hù)裝置設(shè)計(jì).doc
