220kV变电站继电保护设计正文

（二）气体保护原理
气体保护原理接线图2-1：
图2-1
气体保护的测量继电器为气体继电器，气体继电器安装在油箱与油枕之间的连接管道中，这样油箱内的气体都要通过瓦斯继电器，为了便于气体的排放，安装时需要有一定的倾斜度，变压器顶盖与水平间应有1%～1.5%的坡度，连接管道应有2%～4%的坡度。
气体继电器油三种形式，即浮筒式、挡板式即开口杯与挡板构成的复合式。运行经验表明，浮筒式气体继电器存在着一些严重的缺点，如防震性差，且浮筒的密封性能不良使浮筒失去浮力，使水银触点闭合造成误动作等。而用挡板代替下浮筒的挡板式气体继电器，仍保留上浮筒且克服了浮筒渗油的缺点，运行比较稳定，可靠性相对提高，但当变压器油面严重下降时，动作速度不快，因此目前通常采用开口杯与挡板构成的复合式气体继电器（ ），该继电器用磁力干簧触点代替水银触点，。
第1章 设计说明书…………………………………………………………2
第2章 主变压器保护设计…………………………………………………3
2.1 主变压器保护设计 ………………………………………………3
2.2 变压器容量选择 ……………………………………………………4
2.3 变压器主保护 ………………………………………………………8
继电保护虽然种类很多，但是一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。
10kV线路负荷最大无功功率
上叙10kV等效负荷间同时系数取为0.85，其中 , ，变电站旋转设备的功率因数取 ，非旋转设备功率因数取 。
10kV负荷的最大输出复功率：
已知110kV、10kV线路负荷同时系数为0.9，主变压器总输出复功率：
主变压器的总最大视在功率：
根据规定，对装有两台主变压器的变电所应能在一台主变停运时，另一台容量在及过负荷力允许时间内，仍能够保证一类及二类负荷连续供电，变压器总容量一般有：
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》规定变压器一般应装设下列继电保护装置：
(一)反应变压器油箱内部故障和油面降低的气体保护（容量在800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设气体保护）。
(二)反应变压器绕组、引出线的相间短路，中性点直接接地侧绕组、引出线和套管的接地短路，以及绕组匝间短路的电流速断保护或纵联差动保护。（容量在10000kVA及以上或6300kVA以上并列运行变压器应装设纵联差动保护，以代替电流速断保护）。
第2章 主变压器保护设计
本设计主要针对变电站变压器保护配置进行设计分析，变压器是变电站重要设备之一。它的安全运行直接关系到变电站安全、稳定、经济运行，特别是枢纽变电站一旦因故障损坏或者导致线路停电，造成的损失将无法估计，因此必须针对变压器可能出现的故障和异常工作情况，根据其容量、数量和重要程度，装设相应动作可靠，性能良好的继电保护，防止故障的发生，其中主要对主变压器的主保护、后备保护及其它保护进行设计分析，并阐述其优缺点。
继电保护的基本性能要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。随着新技术、新工艺的采用，继电保护硬件设备的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高。继电保护技术将达到更高的水平。
由于编者水平和时间所限，文中疏漏和不足之处在所难免，恳请老师批评指正。
摘 要……………………………………………………………………………1
3.2 220kV侧母线保护……………………………………………………20
3.3 110kV侧母线保护……………………………………………………21
3.4 10kV侧母线保护 ……………………………………………………23
3.5 微机母线保护 ………………………………………………………23
第4章 线路保护……………………………………………………………25
110kV 线 路 负 荷
名 称
最大负荷(MW)
功率因数
石化厂
32
0.9
炼油厂
36
0.9
甲县变
25
0.9
乙县变
28
0.9
丙县变
15
0.9
丁县变
26
0.85
kV等效负荷
4000
0.9
名称
最大负荷（KW）
功率因素Cosθ
氮肥厂
4000
0.85
机械厂
4000
0.85
纺织厂
3000
0.85
化工厂
3000
4.1 线路保护分析 ………………………………………………………25
4.2 220kV线路保护………………………………………………………25
4.3 110kV线路保护………………………………………………………28
4.4 10kV线路保护 ………………………………………………………32
总 结……………………………………………………………………………37
0.85
造纸厂
2500
0.85
水厂
6000
0.85
建材厂
3000
0.85
A变
4000
0.85
B变
4000
0.9
110kV断路器冬天
4
1
室外配电装置照明
15
1
室内照明
8
1
Ｄ 变
3000
0.9
主变风扇
0.15×66
0.85
主充电机
16
0.85
浮充电机
15
0.85
蓄电池进风
1.5
0.85
蓄电池排风
2
0.85
①由外部短路引起过电流
②由于电动机自启动及尖峰负荷等原因引起的过电流
③由于油箱漏油造成油面降低
④由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁
三、主变压器保护配置
变压器的保护可以分为短路保护和异常运行保护两类。短路保护用以反应被保护范围内发生的各种类型的短路故障，作用于断路器跳闸。为了防止保护装置或者断路器拒动，又有主保护和后备保护之分。异常运行保护用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况，此保护作用于发信号，这类保护一般只装设一套专用继电器，不设后备保护。
前 言
继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的.几十年来,随着我国电力系统向高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装置应用水平获得很大提高。在20世纪50年代及以前，差不多都是用电磁型的机械元件构成。随着半导体器件的发展，陆续推广了利用整流二极管构成的整流型元件和半导体分立元件组成的装置。70年代以后，利用集成电路构成的装置在电力系统继电保护中得到广泛的运用。到80年代,微型机在安全自动装置和继电保护装置中逐渐应用。
锅炉房水泵
2
0.85
空 压 机
20
0.85
载 波 室
2
1
220kV 配电装置电源
18
1
110kV 配电装置电源
18
1
220kV 断路器冬天加热
4
1
110kV线路最大有功功率：
110kV线路最大无功功率：
其中 ,
由于110kV线路各负荷间同时系数为0.9,110kV负荷的最大输出复功率：
10kV线路负荷最大有功功率：
在电力系统中，由于雷击或鸟兽跨接电气设备、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当等原因，往往发生各种事故。为了保证电力系统安全可靠地运行，电力系统中的各个设备必须装设性能完善的继电保护装置。继电保护是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发生相应的跳闸脉冲或信号。
整定值的计算有110kV及10kV的短路电流计算。
【关键词】：变电站；主变压器保护；母线保护；线路保护
第一章 设计说明书
主变压器的保护设计，其中主要对主变压器的主保护、后备保护及其它保护进行设计分析，并阐述其优缺点。第二章为主变压器配置的保护有：气体保护、纵差动保护、过电流保护、接地保护、过负荷保护、励磁保护、断路器失灵保护、变压器温度保护、冷却故障保护等。第三章为母线保护，虽然母线处于变电站内，发生故障的几率相对于其他设备小，但母线发生故障时，接于母线上的所有元件都要断开，会造成大面积停电。此外枢纽变电所的高压母线故障，如果动作迟缓，将会导致电力系统的稳定性遭到破坏，从而使事故扩大，因此，为母线选择合适的保护方式是本部分的重点。为母线配置我保护有：220kV侧母线为元件固定连接的母线完全差动保护；110kV侧母线为完全电流差动保护、10kV侧母线为后备保护。为全部母线配备微机保护。第四部分为线路保护，电力线路如果继电保护配置不当，保护将不能正确动作，(误动或拒动)，从而会扩大事故停电范围，给国民经济带来严重后果，有时还会造成人身和设备安全事故，因此合理选择保护方式也是非常必要的。220kV线路为高频保护和电流平衡保护、110kV线路是以电流平衡保护为主，零序保护做后备的保护、10kV线路为接地零序电流保护。
2.1 主变压器保护设计分析
一、主变压器保护设计目的
大型变压器的造价昂贵，一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大，时间长，会造成巨大的经济损失，特别是单台容量占系统容量比例很大的情况下，发生故障后突然切除变压器，将给电力系统造成很大的扰动，因此，在考虑大型变压器继电保护的整体配置时，除了保证其安全运行外，还应最大限度地缩小故障影响范围，特别要防止保护装置误动作或拒绝动作，这样，不仅要求有性能良好的保护继电器，还要求在继电保护的整体配置上尽量完善、合理。
二、主变压器保护设计原则