电力变压器的综合保护与研究毕业设计

电力变压器的综合保护与研究摘要电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。电力系统的正常运行也变得由为的重要。这就要求我们对电力系统要配备完善的继电保护系统，在选择保护方式时，应希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。关键词电力系统；变压器；继电保护；整定计算ABSTRACTCOMPOSITIONOFTHEPOWERSYSTEMMORETHANTHENUMBEROFCOMPONENTS,STRUCTURESVARY,THEOPERATIONOFCOMPLEX,COVERINGAVASTTERRITORYTHUS,BYNATURALCONDITIONS,EQUIPMENTANDHUMANFACTORS,MAYBEAVARIETYOFFAULTSANDABNORMALOPERATIONTHENORMALOPERATIONOFPOWERSYSTEMSHASBECOMEIMPORTANTFROMTHEORDERTHISREQUIRESUSTOBEEQUIPPEDONTHEPOWERSYSTEMRELAYPROTECTIONSYSTEM,THECHOICEOFPROTECTIONMODE,SHOULDHOPETOFULLYMEETTHERELIABILITY,SELECTIVITY,SENSITIVITYANDSPEEDOFMOBILITYREQUIREMENTSTHETRANSFORMERISTHEESSENTIALEQUIPMENTINTHEELECTRICALPOWERSYSTEMITSBREAKDOWNMIGHTBRINGTHESERIOUSINFLUENCETOTHEPOWERSUPPLYRELIABILITYANDTHESYSTEMSAFELYOPERATIONATTHESAMETIMETHELARGECAPACITYPOWERTRANSFORMERISTHEEXTREMELYPRECIOUSEQUIPMENTTHEREFOREWEMUSTINSTALLTHERELIABLERELAYPROTECTIONINSTALLMENTACCORDINGTOTHETRANSFORMERCAPACITYRANKANDTHEIMPORTANTDEGREEKEYWORDSPOWERSYSTEM,POWERTRANSFORMER,RELAYPROTECTION,SETTINGCALCULA目录第1章绪论111电力变压器保护的意义112课题背景1121变压器的工作环境1122各电气元件参数2123短路电流表3第2章变压器继电保护521对电力系统进行继电保护的必要性522继电保护技术的发展523电力变压器故障和不正常运行状态624电力变压器常用的继电保护配置7241瓦斯保护7242变压器的电流速断保护7243变压器纵联差动保护8244过电流保护8245过负荷保护8246零序过电流保护9247过励磁保护925微机保护9第3章电力变压器资料及无功补偿11第4章保护配置13第5章保护的整定计算1451110KV线路保护方案1452线路保护的整定计算1453距离保护的评价及应用范围2154零序电流保护的评价及使用范围2255变电站变压器保护整定规定2356变压器保护的整定2457主变压器保护的配合31第6章电力变压器的防雷与接地3261直击雷保护3262雷电侵入波保护3263接地保护3364电力变压器的消防33第7章电力变压器微机保护方案3471微机保护硬件结构系统3472微机保护软件系统34第8章设计说明书4081设计必要性外部环境40811设计的必要性40812设计规模40813变电站环境情况40814短路电流41815设计的主要内容和目的4182保护方案41821主变压器规范（选用三相三绕组有载调压降压变压器）41822110KV线路的保护41823110KV设备42824变压器保护42825各保护的配合42826防雷保护43827接地保护43828主变压器消防44829微机保护4483主要材料清单45结束语46致谢47参考文献48第1章绪论11电力变压器保护的意义电力变压器是电力系统中十分重要的电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统的安全运行产生严重的影响。而电力变压器作为电业系统中重要的变换电压、联络系统、传送功率的设备之一是组成电力系统非常重要的部分。受自然条件、设备老化及人为因素等的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。故障和不正常状态如果不及时正确处理，都可能引起事故，对用户减少送电或停止供电，电能质量降低，甚至达不到允许要求的程度，造成人身伤亡及电气设备损坏等。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应该根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施。作为它的保护装置，要求更加可靠和快速。因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。从而保护相关的电气设备，保证操作人员的人身安全，确保供电安全、可靠、优质、经济。12课题背景121变压器的工作环境贵州省毕节头步桥110KV变电站位于毕节市东南面的纸厂现复烤厂东侧约150237M，距毕节市约9KM左右，所址周围为丘陵地带、海拔高程约14638M，南面平行于贵阳至毕节公路在下寨分支去鸭池的公路北侧10M。110KV进出线共4回，全部向南出线。地形呈两端低，中部高的形态，地形相对高差在55M以下，属高原形低山地貌，沿线地质为泥页岩及土层，全线地质情况良好，未发现煤层及煤窑采空区、滑坡等不良地质情况，地下水埋藏较深，本线路沿线不交叉跨越通信线，不存在干扰影响和危险影响。总之，建设本工程是可行的。本工程全线所经过地区，地震烈度小于度。全线粘土占40，松砂石占30，岩石占30。基岩电阻率平均为500M。头部桥110KV变电所所在电网中主线结构模型如图11所示。图11头部桥110KV变电所所在电网中主线结构模型122各电气元件参数头步桥110KV变电所所在网络中各电气元件的参数如下1、发电机F1、F2、F3、F4QFSN3002,20NUKV,850COS,16DX,YY接线2、变压器B1、B2、B3、B4SFPQ370000/220，242225/220KV，4DU，1/0Y接线B5SFPS120000/220，242/121/35KV，YNYN0D11接线，8231U，212，37UB6、B7SFPS180000/220，242/121/35KV，YNYN0D11接线，431，421，932B8、B9SSZ1131500/110，1158125/385225/105，YNYN0D11接线；731，1021，363U3、线路L1、L22LGJQ300，长度为2319公里，L3、L42LGJQ300，长度为148公里，L5LGJ185，长度为1078公里，L6LGJ120，长度为131公里，L7LGJ120，长度为135公里，L8LGJ185，长度为278公里，L9LGJ185，长度为9公里，L10LGJ185，长度为215公里。对2LGJQ300导线X1042/KM；LGJ185导线X20427/KM；LGJ120导线X30409/KM。123短路电流表本次设计主要保护头部桥110KV变电所的变压器，同时对110KV的进线进行保护为目的，通过设计采用必要的保护方式确保变压器安全，供电质量。现已知短路电流如下表11所示。表11短路电流短路电流短路类型运方I（1）110KV（A）I（2）35KV（A）I（3）10KV（A）IME（E）（A）IMF（F）（A）IME（G）（A）IMF（H）（A）三相短路854985495683两相短路单相接地短路1007717674675615712最大运行方式两相接地短路79011954387817689三相短路两相短路591859184218最小运行方式单相接地短路12188960619731220两相接地短路150357723162811963第2章变压器继电保护21对电力系统进行继电保护的必要性电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。电力系统中，最常见同时也是最危险的故障是相与相或相与地之间的非正常连接，及短路。其中以单相接地短路最为常见，而三相短路是比较少见的。与其他电气元件比较，输出线路所处的条件决定了它是电力系统中最容易发生故障的一环。在输电线路上，还可能发生断线及几种故障同时发生的复合故障。短路总要伴随产生很大的短路电流，同时使系统中电压大大降低。短路点的短路电流及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备。电压下降影响用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果，是因为电压下降可能导致电力系统发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直至使整个系统瓦解。最常见的异常运行状态是电气元件的电流超过其额定值，即过负荷状态。长时间的过负荷使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备绝缘老化，或者损坏设备，甚至发展成事故。此外，由于电流系统出现功率缺额而引起的频率降低，水轮发电机组突然甩负荷引起的过电压以及电力系统振荡，都属于异常运行状态。故障和异常运行状态都可能发展成系统的事故。整个系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，以至造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不能容许的地步，甚至造成设备损坏和人员伤亡。电力系统各元件之间是通过电或磁的联系，任一元件发生故障时，都可能立即在不同程度上影响到系统的正常运行。因此，切除故障元件的时间常常要求短到十分之几秒甚至百分只几秒。显然，在这样段的时间内，有运行人员来发现故障元件并将它切除是不可能的。要完成任务，必须在没一个元件上装设具有保护作用的自动装置。22继电保护技术的发展继电保护装置，就是安装在被保护元件上，反映被保护元件的故障并用于被保护元件断路器跳闸或反映不正常状态并发出信号的一种自动装置它是电力系统自动化的重要组成部分，是保证电力系统安全运行的重要措施之一。继电保护的构成方式虽然很多，但一般均由测量元件、逻辑元件和执行元件组成测量元件的作用是测量被保护设备的物理量，以确定电力系统是否发生故障或出现不正常工作情况，而后输出相应的信号至逻辑元件逻辑元件的作用是根据测量元件送来的信号进行逻辑判断，以决定保护是动作还是不动作，瞬时动作还是延时动作执行元件的作用是根据逻辑元件的判断，执行保护的任务，跳闸或发信号。自20世纪初第一台电感应式过电流继电器在电力系统应用以来，电力系统继电保护的发展己经经历了一个世纪。继电保护装置在实现手段上经历了机电型、电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型的发展过程。近三十年来，数字式电子计算机技术发展很快，计算机的应用己经广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活的各个领域，继电保护技术的发展也不例外。早期的计算机保护受到计算机硬件的制造水平和经济实用性的限制，研究工作多以小型计算机为基础到了70年代末期，随着计算机本身的重大突破、大规模集成电路技术的飞速发展，微型处理机和微型计算机进入了实用阶段，而且价格大幅度下降，可靠性又大为提高，这一切都极大程度地推动着计算机继电保护的发展。我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期，尽管起步晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经过10年左右的奋斗，到了80年代末，计算机继电保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年代开始，华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。随着我国近年来微机保护研究开发工作的飞速发展，同时随着微机保护装置在保护算法，理论方面的发展以及硬件装置的日趋成熟，微机保护的发展前景十分诱人。23电力变压器故障和不正常运行状态电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路引起短路的过电流，负荷长时间超过额定容量引起的过负荷，风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等，这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。此外，对于中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压，威胁变压器的绝缘；大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过电励磁，引起铁芯和其他金属构件的过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应该根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。24电力变压器常用的继电保护配置为了保证电力系统的安全稳定运行，并将故障和不正常运行状态的影响限制到最小范围，按照规程规定，变压器应装设如下保护1反映油箱内部故障和油面降低的非电量保护，又称瓦斯保护；2反映变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护，或电流速断保护；3作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护或阻抗保护；4反映中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序电流保护；5反映大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护；6反映变压器过负荷的变压器过负荷保护；7反映变压器非全相运行的非全相保护等。241瓦斯保护电力变压器油箱内部发生故障时，在故障点电流和电弧的作用下，将是变压器油和其他绝缘材料因受热而分解出瓦斯气体从油箱流向油枕，当故障严重时，油箱内产生大量的气体而导致油箱内部压力升高，迫使变压器油经管道涌向油枕。这种利用油箱内部故障时产生瓦斯气体的特征而构成的保护就称瓦斯保护。瓦斯保护的主要优点是安装接线简单，动作迅速，灵敏度高，能反映变压器油箱内部发生的各种故障；缺点是不能反应变压器油箱外部的故障，如套管及引出线的故障其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。装设范围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。242变压器的电流速断保护对于容量较小的变压器，当灵敏度系数满足要求时，可在电源侧装设电流速断保护，与瓦斯保护配合作为变压器油箱内部故障和套管及引出线上故障的主保护。电流速断的保护适用10000KVA以下的变压器，且其过电流保护的时限大于05S时。电流速断保护的优点是接线简单、动作迅速；但灵敏度较低，并且受系统运行方式的影响较大，往往不能满足要求。243变压器纵联差动保护纵连差动保护是变压器的主保护之一。纵差动保护范围6300KVA以上并列运行的变压器；10000KVA以上单独运行的变压器；容量为6300KVA以上的发电厂厂用变压器和工业企业中的重要变压器,对高压侧电压为330KV及以上变压器，可装设双重差动保护。理想情况下，在变压器正常运行或保护区域外部短路时，变压器各侧电流流入差动继电器的差动电流为零，保护不会动作；但在保护区内部故障时，流入差动继电器的差动电流等于故障点电流变换到电流互感器二次侧的值，此时保护动作。244过电流保护变压器相间短路的保护既是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线或线路的后备保护。根据变压器容量大小和系统短路电流的大小，变压器相间短路的后备保护可采用过电流保护、低电压起动的过电流保护和复合电压起动的过电流保护等。过电流宜用于降压变压器，过电流保护采用三相式接线，且保护应该装设在电源侧。245过负荷保护对于04MVA及以上的变压器，应装设过负荷保护。以反应各侧绕组的对称过负荷情况。过负荷保护经延时动作于发信号。当变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个电流继电器接于一相电流回路中，经过较长的延时后发出信号。对于三绕组变压器，三侧都装有过负荷启动元件；对于双绕组变压器，过负荷保护应装设在电源侧。图21变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路246零序过电流保护在大电流接地的系统中，一般在变压器上装设接地保护。作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。当系统接地短路时，零序电流的大小和分布是与系统中变压器中性点接地的数目和位置有关。变压器都采用中性点接地运行方式。对于若干台变压器并联运行的变电站，则采用一部分变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地运行。247过励磁保护过励磁现象是由于变压器在频率减少和电压升高的情况下所引起的变压器过励磁。当励磁电流急剧增加时，铁心及附近的金属构件的损耗增加，引起高温，长时间或多次反复过励磁，将会引起绝缘老化。一般过励磁保护重要对象为升压变压器，通常高压侧的电压为50KV及以上的变压器都应该装设，在允许的励磁范围内，保护作用于信号，当励磁超过允许的范围时，可动作于跳闸。过励磁保护反应于铁芯的实际工作磁密和额定工作磁密之比而动作。实际工作磁密通常通过检测变压器电压幅值与频率比来确定。25微机保护随着微机技术的不断发展，微机保护也越来越成熟，运用越来越广泛，在电力系统保护方面微机保护也得到了很大的推广。变压器微机保护是运用微型计算机来实现的保护，它在硬件上与线路的微机保护相同，由于保护的特殊要求，软件上较常规高压设备保护在使用方便、性能稳定、灵敏度和可靠性等个方面都具有明显突出的特性。新型的变压器微机保护软件采用了工频变化量比率动元件，提高了变压器内部小电流故障的检测灵敏度。微机保护还解决了变压器空投内部故障，因健全相涌流制动而拒绝动作的问题，使保护的可靠性提高了一大步。多CPU微机保护的采用，使得变压器的后备保护按侧独立配置并与变压器主保护、人机接口管理相互独立运行，改善了保护运行和维护条件，大大提高了保护的可靠性。第3章电力变压器资料及无功补偿根据设计资料头部桥110KV变电所所用的变压器为SSZ1131500/110型变压器，变压器台数为2台。110KV级油浸式变压器系引进国外先进技术，并结合国际著名制造厂先进技术精心生产的优质产品。SSZ1131500/11OKV级油浸式变压器系引进国外先进技术，产品结构新颖，性能优越，损耗低，节能显著。尤其是空载损耗大幅度降低，比国家标准GB/T64511999平均降低35，负载损耗也比国家标准低1020。铁芯片全部采用进口优质冷轧硅钢片，绕组内部有曲折油导向结构，压绕组调压部分设置单独的调压绕组，工艺上采用整体组装式。宽幅板式夹件与侧梁形成坚固的框架结构，器身与油箱“六面刚性定位“，油箱箱壁采用宽幅钢板不拼焊，折成“瓦楞结构“，采用胶囊式储油柜，有效地减缓了变压器油的老化程度，同时可以有效地控制了变压器渗漏油。该变压器的效率为08，头步桥变电所的主要供电对象为当地厂矿企业和居民用电。经初步统计计算已知负载功率因数平均在075附近，按照设计的要求和标准需将负载功率因数平均值达到095。所以需要对变压器进行无功功率的补偿。无功功率补偿如下QC3150008TANARCCOS075TANARCCOS095KVARQC31500080617388KVAR因此选用型号为BWF1052001的电容器并联。所用个数为NN17388/2008694个按照电容取整数个3项匹配原则所以取电容个数为87个。所用变压器产品参数如下表31表31变压器参数名称SSZ1131500相数3绕组外绝缘介质空气出线端数绕组数3防护等级IP55绝缘等级A额定容量KVA31500各绕组容量KVA31500高压侧额定电压KV110中压侧额定电压KV385低压侧额定电压KV105高压侧分接电压百分比8125中压侧分接电压百分比225高低压线圈阻抗电压17高中压线圈阻抗电压105中低压线圈阻抗电压65连接组标号YNYN0D11空载损耗W32800满载损耗W短路损耗W148800空载电流百分比02冷却方式ONAN工作方式噪声DB导磁介质硅钢片油重量KG器身重量KG总体重量KG外形及安装尺寸735054107400轨距MM20001435低压出线端子调压方式有载绕组导线材质铜线第4章保护配置为了实现保护目的对110KV输电线路和110KV变压器进行保护配置。根据电力工程设计手册规定保护配置如下1）、对110KV输电线路，为了保证其安全稳定地运行，一般应配置以下保护1、三段式距离保护。此保护主要反应输电线路上的相间故障，其中距离保护段、段作主保护，距离段作后备保护。2、三段式零序电流保护。此保护主要反应变压器的接地故障及作为外部发生接地故障时引起变压器零序过流的后备保护。2）、对变电站的两台110KV三卷变压器，应配置的保护如下1、瓦斯保护。瓦斯保护用来反应油箱内部短路故障及油面降低，其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开各电源侧断路器。2、纵差动保护。纵差动保护用来反应变压器绕组及其引出线上的故障，动作于跳开变压器各电源侧断路器。3、相间短路的后备保护复合电压起动的过电流保护，用于反应变压器外部相间短路引起的变压器过电流。4、零序保护。由于变压器110KV侧中性点直接接地，故应装设零序保护，用来反应变压器高压绕组及引出线和相邻元件母线和线路的接地短路。若变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序电流电压保护，延时动作于跳开断路器。5、过负荷保护。对于04MVA及以上的变压器，应装设过负荷保护。以反应各侧绕组的对称过负荷情况。过负荷保护经延时动作于发信号。第5章保护的整定计算51110KV线路保护方案110KV线路根据电力工程设计手册规定1、三段式相间距离保护相间距离段阻抗定值，按躲过本线路末端相间故障整定。B、相间距离段阻抗定值，按保本线路末端相间故障有不小于规定的灵敏系数整定，并与相邻线路相间距离段或段配合，动作时间按配合关系整定。C、相间距离段阻抗定值，按躲过本线路的事故过负荷最小阻抗整定。2、三段式零序电流保护A、零序电流段定值按躲本线路末端接地故障最大三倍零序电流整定。B、零序电流段定值按本线路末端接地故障时有规定的灵敏系数整定，还应与相邻线路零序电流段或段整定。C、零序电流段定值作本线路经电阻接地故障和相邻元件接地故障的后备保护，其电流一次定值一般不应大于300A，并在躲过本线路末端变压器其他各侧三相短路最大不平衡电流的前提下，相邻线路末端故障时有足够的灵敏度。52线路保护的整定计算1、ME线路M侧的三段式距离保护整定（1）距离段91342708150EKZST0ZIM线路本侧断路器处距离保护段的整定阻抗；KIK距离保护第段的可靠系数,取08085；ZME线路的正序阻抗。距离保护第段灵敏度用保护范围表示,即为被保护线路全长的8085（2）距离段A、按躲相邻变压器（76B、）220KV侧故障整定。56210821704810ZKTMEZZIIM线路本侧断路器处距离保护II段的整定阻抗；KIIK距离保护第段的可靠系数,取08086；KZ相邻变压器另侧母线短路时流过变压器的短路电流与被保护线电流之比的最小值。ZB相邻变压器的正序阻抗。B、按本线路末端故障时有足够灵敏度整定（20KM以下的线路灵敏度不小于15）。9164270815LMKKLMLM灵敏度ZL线路的正序阻抗。选距离段整定值ZST50灵敏51MLK（3）距离三段（采用全阻抗继电器）12540376219079078MAXMINBFHEFHKMIIUZZIIIM距离保护III段的整定阻抗ZFHMIN最小负荷阻抗。考虑变电站两台主变额定电流均由线路ME提供KAIB150238灵敏度校验5427081MELZK近665MAXBZMEL远71008126BZ作近后备、远后备均满足要求。时限STM2（一般要求2S）KLM近近后备保护灵敏度，大于1315；KLM远远后备保护灵敏度，大于12；ZB6变压器等效阻抗。2、ME线路M侧零序电流保护整定（1）、零序段AIKIEME51945031MAX00STIIME0线路零序电流保护第段零序电流整定值；KIK零序段的可靠系数，取13。（2）、零序段较核变压器220KV侧接地故障流过本线路的零序电流003IIKME31A4871549LM所以应AIIME735261790MIN0STTMIIIME0线路零序电流保护第II段零序电流整定值；KIIK零序段的可靠系数，取1113KIILM灵敏度系数1315。（3）、零序段由于变压器装有可靠的零序保护，所以取AIIME7352617905MIN0ST1IIIIME0线路零序电流保护第III段零序电流整定值。3、MF线路M侧距离保护整定计算365409FZ21HZMFMF段线路的正序阻抗；ZFHFH段线路的正序阻抗（1）、距离段543680MFKFST0ZIMF线路本侧断路器处距离保护段的整定阻抗；KIK距离保护第段的可靠系数,取08085；ZMF线路的正序阻抗。（2）、距离段A、与相邻线路（FH）距离段配合0485203658FHZMFKFZZIIMF线路本侧断路器处距离保护II段的整定阻抗；KIIK距离保护第段的可靠系数,取08086；KZ相邻变压器另侧母线短路时流过变压器的短路电流与被保护线电流之比的最小值。B、与F母线上变压器中低压侧短路配合（变电站变压器阻抗为13225）432715321703658BZTMFKZIIMF线路本侧断路器处距离保护II段的整定阻抗；KIIK距离保护第段的可靠系数,取08086；KZ相邻变压器另侧母线短路时流过变压器的短路电流与被保护线电流之比的最小值；ZB相邻变压器的正序阻抗。C、按本线路有足够灵敏度整定0485136MFIFIZIIMF线路本侧断路器处距离保护II段的整定阻抗；KIIMF灵敏度系数。通过比较选取MFZST50（3）、距离段A、与相邻线路距离段配合2851FHLMFHZKZIIFH距离保护II段的整定阻抗；910283650FHZKFKFZIIIMF距离保护III段的整定阻抗B、躲最小负荷阻抗整定1254037219709708MAXMINBFHEFHKMIIU选取1ZZIIIMF距离保护III段的整定阻抗；ZFHMIN最小负荷阻抗。灵敏度981520近LMK015236MAXFHZF远KLM近近后备保护灵敏度，大于1315；KLM远远后备保护灵敏度，大于12。所以不能作远后备。4、MF线路M侧零序电流保护整定计算（1）、零序段AIIFKF592403193MAX0IIMF0线路MF零序电流保护第段零序电流整定值；IFMAX本线路末端单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流KIK零序段的可靠系数，取13。ST0（2）、零序段按相邻线路零序段配合AIIFHKFH57269178300IIFH0线路FH零序电流保护第段零序电流整定值；KIK零序段的可靠系数，取13。IFHZIMF3400IIIMF0线路零序电流保护第II段零序电流整定值；KIIK零序段的可靠系数，取1113KZ分支系数最小值。B、按保证本线路末端接地短路有足够的灵敏度整定AILMFMI87514/372/MIN0IIIMF0线路零序电流保护第II段零序电流整定值；KLM灵敏度系数1315。根据灵敏度要求取IF0ST50（3）零序段与相邻线路零序段配合AIKIFHZIMF6789451/2010067894/32LK不能满足近后备要求，取AKIILMFM87514/372/MIN0IIIIMF0线路零序电流保护第III段零序电流整定值；KLM灵敏度系数；STMF20根据计算结果线路所选用电气设备如下距离保护选择阻抗继电气如下1用途继电器用于输电线路距离保护中作为阻抗测量元件。其中LZ31型作为一、二段阻抗测量元件，LZ32型作为三段阻抗测量元件。2主要技术数据表51阻抗继电器参数阻抗整定范围最小精工电流DKB2时功率消耗额定交流电压额定交流电流1A5A转移阻抗角1A5A动作时间（2倍精工电流07倍整定阻抗）电流回路电压回路100V50HZ5A1A125502510002510052065575585502A1A30MS3VA/相5VA/相电流继电器选择如下1用途JL20电流继电器用于电机、变压器和输电线路的过负荷和短路保护的启动元件，本产品精度高，功耗小，动作时间段，返回系数高。2主要参数表52电流继电器参数辅助电源220V、110V、48V整定范围A0050499A、B02199A、C2199A、D5495A、E10995A整定误差在基准条件下，整定值误差不超过25；一致性不大于整定范围的15返回系数在基准条件下，任一整定点的返回动作值不小于09动作时间11倍整定值动作时间不大于25MS返回时间05倍整定值返回时间不大于27MS功率消耗交流回路功耗小于2VA；直流回路功耗小于5W触点容量在电压不超过250V，电流不超过5A，时间常数为5075MS的直流有感负荷电路中，产品输出触点的断开容量为50W。输出触点在上述规定的负荷条件下，产品能可靠动作及返回5104次。输出触点长期允许接通电流为5A介质强度产品各导电端子连在起，对外露的非带电金属部分或外壳之间，能承受2000V有效值50HZ的交流电压历时1分钟试验而无绝缘击穿或闪络现象电流互感器参数表53电流互感器参数型号额定电流比级次组合准确级二次负荷/10倍数二次负荷/倍数LCWD110（50100）（300600）/5D/11121215电压互感器参数表54电压互感器参数型号准确级额定容量/VA最大容量额定电压比连接组JCC1101500200010/311/1/1/1212头步桥变电所110KV线路保护定值表表55线路保护整定值表保护名称ME距离段ME距离段ME距离段ME零序段ME零序段ME零序段MF距离段MF距离段MF距离段MF零序段MF零序段MF零序段保护定值39130S69105S25412S195455A0S52673A05S52673A2S4550S80405S10912S254059A0S51487A05S5148A2S53距离保护的评价及应用范围根据距离保护的工作原理，它可以在多电源复杂网络中保证有选择性地动作。它不仅反应短路时电流的增大，而且又反应电压的降低，因而灵敏度比电流、电压保护高。保护装置距离I段的保护范围不受系统运行方式的影响，其它各段受系统运行方式变化的影响也较小，同时保护范围也可以不受短路种类的影响，因而保护范围比较稳定，且动作时限也比较固定而较短。虽然距离保护第I段是瞬时动作的，但是，它只能保护线路全长的8085，它不能无时限切除线路上任一点的短路，一般线长1520范围内的短路要考带05S时限的距离II段来切除，特别是双侧电源的线路就有3040线长的短路，不能从两端瞬时切除。因此，对于220KV及以上电压网络根据系统稳定运行的需要，要求全长无时限切除线路任一点的短路，这时距离保护就不能作主保护来应用。距离保护的工作受到各种因素的影响，如系统振荡、短路点的过度电阻和电压回路的断线失压等。因此，在保护装置中需采取各种防止或减少这些因素影响的措施，如振荡闭锁、瞬时测定和电压回路的断线失压闭锁等，需应用复杂的阻抗继电器和较多的辅助继电器，使整套保护装置比较复杂，可靠性相对比电流保护低。虽然距离保护仍存在一些缺点，但是，由于它在任何形式的网络均能保证有选择性的动作。因此，广泛地以内功用在35KV及以上电压的电网中。通常在35KV电压网络中，距离保护可作为复杂网络相间短路的主保护；110220KV的高压电网和330500KV的超高压电网中，相间短路距离保护和接地短路距离保护主要作为全线速动主保护的相间短路和接地短路的后备保护，对于不要求全线速动保护的高压线路，距离保护则可作为线路的主保护。54零序电流保护的评价及使用范围在大接地电流系统中，采用零序电流保护和零序方向电流保护与采用三相完全星形接线的电流保护和方向电流保护来防御接地短路相比较，前者具有较突出的优点1灵敏度高相间短路过电流保护的启动电流是按躲过最大负荷电流来整定的，一般二次侧继电器的启动电流为57A；而零序过电流保护则是按躲过相间短路时的最大不平衡电流来整定的，一般二次侧继电器的起动电流为24A。而当发生单相接地短路时，故障相电流与零序电流I03相等，因此，零序过电流保护的灵敏度高。2延时小对同一线路而言，一零序电流保护的动作时限不必考虑与Y/接线变压器后的保护的配合，所以，一般零序过电流保护的动作时限要比相间短路过电流保护的小（13）T。3在保护安装处正向出口短路时，零序功率方向元件没有电压死区，而相间短路保护功率方向元件有电压死区。4当系统发生如振荡、短时过负荷等不正常运行情况时，零序电流保护不会误动作，而相间短路电流保护则受振荡、短时过负荷的影响而可能误动，故必须采用措施予以防止。5在电网变压器中性点接地的数目和位置不变的条件下，当系统运行方式变化时，零序电流变化较小，因此，零序电流速断保护的保护范围长而稳定。而相间短路电流速断保护，受系统运行方式变化的影响较大。6采用了零序电流保护后，相间短路的电流保护就可以采用两相星形接线方式，并可和零序电流保护合用一组电流互感器，又能满足技术要求，而且接线也简单。应该指出，在110KV及以上电压系统中，单相接地短路故障约占全部故障的8090，而其它类型的故障，也往往是由单相接地发展起来的。所以，采用专门的零序电流保护就有其更重要的意义。因而，在大接地电流系统中，零序电流保护获得广泛的应用。但是，零序电流保护也存在一些缺点，主要表现在于短线路或运行方式变化很大的电网，零序电流保护往往难于满足系统运行所提出的要求，如保护范围不够稳定或由于运行方式的改变需要新整定零序电流保护。55变电站变压器保护整定规定1、比率制动式纵差动保护00RESOPISI（。B520RESIEI18S取05，0OPLMKIOP动作电流；IOP0零序电流保护的动作电流；IRES流入差动继电器中的电流；S比率制动特性的斜率。2、复合电压起动的过电流保护低电压元件的整定和灵敏系数校验躲过电动机自起动时的电压整定EPU6050（电压引自低压侧TV时）E7（电压引自高压侧TV时）灵敏系数校验MAXROPLMK1213MAXR保护范围内发生故障时，保护安装处的最高残压UOP动作电压B、负序电压的整定和灵敏系数的校验负序电压整定值按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压通过实测确定，当无实测值时，根据现行规程规定取EOPU086312MIN2OPKLMKC、过电流元件的整定和灵敏度校验动作电流按躲过可能流过变压器的最大负荷电流整定RFHKOPIIMAX312INOPKLMIFHMAX流过变压器的最大负荷电流3、零序电流、电压保护A、零序段整定值与相邻线路零序段或段保护配合线路00OPZRELOPIKIB、零序段整定值与相邻线路零序过电流后备段保护配合线路00OPZRELOPII513MINKLMKC、零序电压保护SATOPU0AX0。M。接地电网发生接地故障时，保护安装处可能出现的最大零序电压。SAT变压器中性点不接地时，电压互感器开口三角侧绕组可能出现的最低电压。4、过负荷保护保护的动作电流按躲过绕组的额定电流整定RELOPKIIKREL可靠系数；IE额定电流。56变压器保护的整定1、变压器差动保护整定计算0OPIEBI52取0AE47153030RESIEBI18取RS42890动作曲线整定为00RESOPISI（。取S05，即753RESOPI由短路电流计算知，变压器10KV侧出线RESIA8421MIN此时AIOP1587234150MIN9780IKOPLMIOP动作电流；IOP0零序电流保护的动作电流；IRES流入差动继电器中的电流；KLM灵敏度系数；S比率制动特性的斜率。2、复合电压起动的过流保护整定计算A、低电压元件的整定和灵敏系数校验KVUEP580170（电压引自高压侧TV时）灵敏系数校验MAXROPLM1213KVZZIBKR25713584250698410MAXAXB10314257MAXUROPLMR保护范围内发生故障时，保护安装处的最高残压UOP动作电压B、负序电压的整定和灵敏系数的校验根据现行规程规定取KVEOP96150632MIN2OPKLMUKUOP动作电压；UE额定电压。C、过电流元件的整定和灵敏度校验AIKIIERFHOP624158918503MAX3176248MINIKOPKLM3、零序电流保护整定计算A、零序段线路00OPZRELOPII由短路电流计算知F母线发生接地故障时，对M变电站的分之系数1248136ZK所以AIKIMFZRELOP874095210300由短路电流计算知E母线发生接地故障时，对M变电站的分之系数728356Z所以IIMEZRELOP5678019430100选取A49变压器5817032LMKST512IIOP0零序I段动作电流；KREL可靠系数。B、零序段线路00OPIZRELOPI由短路电流计算知F母线发生接地故障时，对M变电站的分之系数1248136Z所以AIKIMFZRELOP068375140300由短路电流计算知E母线发生接地故障时，对M变电站的分之系数728356ZK所以IIMEZRELOP3521075630100选A变压器0MIN3OPKLMIKA0127964172IN053830MIIOPKLMST512IIIOP0零序II段动作电流；KREL可靠系数；KLM灵敏度系数4、过负荷保护AIIRELOP419538501KREL可靠系数；IE额定电流。时限应大于变压器相间故障后备保护时间。变压器保护定值表表56变压器整定值表过流保护零序电流保护（A）保护名称纵差动保护电流（A）低电压（KV）负序电压（KV）段段过负荷保护（A）保护定值75230RESOPII2416698054098783061954变压器保护所选择设备电流继电器选用JL20所选用设备表57选用保护设备表序号名称规格参数单位1SF6断路器GL312型110KVSF6145KV/3150A/40KA组2双柱式水平旋转隔离开关GW4126V1600A/126KV组3电流互感器LB6110GYW2126KV5P20/5P20/5P20/05S/02S台4电容式电压互感器WLZ11010H110/3/01/3/01KV02/05/3P50/100/100台5断路器ZN27型405KV405KV/1250A/25KA组6双柱式水平旋转隔离开关GW4405GDW1250A/405KV组7电流互感器LZZB1735Q405KV10P20/10P20/05S/02S台8断路器3AH2EP型12KV12KV/3150/1250A/40/315KA组9电流互感器LZZBJ91212KV10P20/10P20/05S/02S台中间继电器1用途JZB11用于各种保护和自动控制线路中，以增加保护和控制回路的触点数量和触点容量。2主要参数表58中间继电器参数额定值额定电压DC/AC48V，110V，220V，380V，额定电流025A，1A，2A，4A动作值动作电压直流应不大于额定电压70，交流应不大于额定电压75；动作电流应不大于额定电流80返回值返回电压应不小于10额定电压，JZB，JZS应不小于3额定电压保持值保持电流和保持电压应不大于75额定值动作时间和返回时间大不于20MS触点容量在电压不超过250V，电流不超过1A，时间常数为5MS075MS直流有感负荷电路中，断开容量为50W；在电压不超过250V，电流不超过5A，功率因数为COS0401的交流电路中，断开容量为500VA。输出触点在上述规定的负荷条件下，产品能可靠动作及返回5104次。输出触点长期允许接通电流为5A功率消耗在额定电压不大于6W/6VA延时范围002500秒绝缘耐压继电器所有电路对外壳及非带电金属部分，以及在电气上无联系的各电路之间耐受交流50HZ，电压2KV历时1分钟试验无击穿时间继电器1用途DS111C时间继电器用于各种保护和自动控制线路中，使被控制元件的动作得到可调延时。继电器具有一付瞬时转换触点和一付延时动合主触点。2主要参数表59时间继电器参数额定电压24V、48V、110V、220V延时整定范围0113S动作时间变差006S功率消耗12W动作值直流继电器不大于70额定值；交流继电器不大于85额定值返回值不小于5额定值触点容量在电压不超过250V，电流不超过5A，时间常数为5075MS的直流有感负荷电路中，产品输出触点的断开容量为50W。输出触点在上述规定的负荷条件下，产品能可靠动作及返回5104次。输出触点长期允许接通电流为5A介质强度产品各导电端子连在起，对外露的非带电金属部分或外壳之间，能承受2000V有效值50HZ的交流电压历时1分钟试验而无绝缘击穿或闪络现象信号继电器1用途DX32用于保护中做动作指示器。2主要参数表510信号继电气参数额定值继电器工作绕组额定值为220、110、48、24、12V或001、0015、002、0025、004、005、0075、008、01、015、02、025、05、075、1、2、4A动作值动作电压不大于70额定电压；动作电流不大于90额定电流保持值不大于80额定保持电压返回值不小于5额定值功率消耗电流绕组不大于03W，电压绕组不大于3W触点容量A在电压不超过250V（时间常数为5075MS），电流不大于05A的直流电路中，能断开30W，B在电压不超过250V（COS0401），电流不大于1V的交流电路中，能断开100VA介质强度继电器各导电电路连在一起对外露的非带金属部分及外壳之间，工作绕组对不接保持绕组的触点电路之间，应能承受2KV（有效值），50HZ的交流试验电压历时1MIN试验，而无绝缘击穿或闪络现象热稳定性电压长期通以110额定电压，电流绕组长期通以额定电流，周围环境温度为40时，绕组温升不大于6557主变压器保护的配合主保护