kV变电站保护配置及选型

1、摘要本次设计的110KV变电站有两个等级，110KV/10KV在本次设 计中我主要对变压器、110KV线路及10KV线路进行了保护装置 及整定计算， 而且对其保护进行选型。 对主变压器我配置了瓦斯 保护和纵差保护为主保护， 后备保护主要配置了过电流保护， 复 合电压启动的过电流保护、阻抗保护等。110KV线路配置了三段式距离保护和零序电流保护，10KV线路配置了定时限过流保护， 为了达到直观易懂的目的， 本次设计主要分为说明书和计算书两 部分。关键字：短路电流计算、保护配置分析、 10kV 变电站、保护配 置、设备选型、整定计算变压器保护配置电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件， 它的故障

2、将 对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。 同时大容量的 电力变压器也是十分重要贵重的元件， 再加上由于绝大部分安装 在户外， 受自然条件的影响较大， 同时受到连接负荷的影响和电 力系统短路故障的威胁因此， 必须根据变压器的容量和重要程度 考虑装设性能良好，工作可靠性的继电保护装置。变压器内部故障可以分为油箱内和油箱外两种， 油箱内故障包括 绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。变压器不正常运行状态主要有： 由于变压器外部相间短路引 起飞过电流和外部的过电流和而不接地短路的过电流和中性点 过电流过电压， 由于负荷过额定容量引起的过负荷以及由于漏油 等原因而引起的油面降低。根

3、据上述故障类型和不正常运行状态， 对变压器应装设下列 保护：（1）瓦斯保护（ 2） 纵差保护或电流速断保护（3） 反映外部相间短路时引起的过电流作为瓦斯、 差动保护、 电流速断保护的后备保护。（ 1） 过电流保护（ 2） 复合电压启动的过电流保护(3) 负序电流及低电流启动的过电流保护( 4) 阻抗保护4)外部接地断短路时英采用的保护5)过负荷保护6)过励磁保护7)其他保护变压器不正常运行状态： 由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的 过电流和中性点过电压； 由于负荷超过额定容量引起的过负荷以 及漏油等原因而引起的油面下降。 、零序过流：对于中性点不接地变压器而言，由于变压器的

4、绕 组一般都是分级绝缘的， 绝缘水平在整个绕组上不一致， 当区外 发生接地短路时，会使中性点电压升高，影响变压器安全运行。 、过电流：一般是由于外部短路后，大电流流经变压器而引起 的。由于变压器在这种电流下会烧损， 一般要求和区外保护配合 后，经延时切除变压器。 、过负荷：长期过负荷运行，会使变压器绕组的绝缘水平下降， 加速其老化，缩短其寿命 。变压器的主接线介绍常变电站主接线的高压侧应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资，减少占地面积。根据出现的线路不同，此次 设计采用双母线形式。主变压器的保护配置 、 主变压器差动保护 大型发电机一般采用差动保护反映相间短路， 同时差动保护还能 在一

5、定程度上反应变压器内部相间短路故障以及中性点、 接地侧的接 地短路，同时还能反应引出线套管的短路故障。它能瞬时切除故障， 是变压器主保护之一。 、气体（重、轻瓦斯）保护能反应铁芯内部烧损、绕组内部短路及断线绝缘逐渐劣化， 油面 下降等故障，不能反应变压器本体以外的故障。它的优点是灵敏度高， 几乎能反应变压器本体内部的所有故障。 其缺点是动作时间长。气体 保护包括本体重瓦斯、有载调压重瓦斯。 、主变压器高压侧零序电流保护及接地电抗器接地电流保护反应变压器内部或外部发生的接地短路故障。一般是由零序电流、间隙零序电流、零序电压共同构成完善的零序电流保护。 、其他主保护包括：过负荷保护、反时限过励磁保

6、护、相间后备保护等。主变压器的保护配置 、主变压器差动保护大型发电机一般米用差动保护反映相间短路， 同时差动保护还能 在一定程度上反应变压器内部相间短路故障以及中性点、接地侧的接地短路，同时还能反应引出线套管的短路故障。它能瞬时切除故障， 是变压器主保护之一。 、气体（重、轻瓦斯）保护能反应铁芯内部烧损、绕组内部短路及断线绝缘逐渐劣化， 油面 下降等故障，不能反应变压器本体以外的故障。它的优点是灵敏度高， 几乎能反应变压器本体内部的所有故障。 其缺点是动作时间长。气体 保护包括本体重瓦斯、有载调压重瓦斯。 、主变压器高压侧零序电流保护及接地电抗器接地电流保护反应变压器内部或外部发生的接地短路故

7、障。一般是由零序电流、间隙零序电流、零序电压共同构成完善的零序电流保护。 、其他主保护包括：过负荷保护、反时限过励磁保护、相间后备保护等。变压器各种保护的原理及配置原则距离保护距离保护是反应故障点到保护安装处的距离并加以时限配合 的保护。 距离保护是由阻抗继电器上的电压为额定电压、 电流的 比值测试， 并根据比值的大小来判断故障的远近， 并根据故障的 远近，并根据故障的远近确定动作时间的一种保护装置。距离保护的组成距离保护是由启动元件、测量元件与逻辑回路三部分组成（1）启动元件启动元件的主要作用是在被保护线路发生故障启 动保护或进入故障计算程序。 启动元件在线路流过最大 负荷电流时应当不动作，

8、能够灵敏可靠地反映各种故 障，在保护区内部即使经大过度电阻短路是也应当可靠 快速动作，另外在电压回路故障时阻抗继电器可能误 动，因此一般采用电流量而不采用电压量作为启动元 件。目前广泛采用负序电流及电流突变量元件作为启动 元件。（2）测量元件测量元件完成保护安装处到故障点阻抗或距离的 测量，并与事先确定好的整定值进行比较， 当保护区内 部故障时动作外部故障时不动作。（3）逻辑回路逻辑回路一般由一些逻辑门与时间元件组成，用 于判断保护区内部或外部故障，并在不同保护区内部 故障时以相应的动作延时控制断路器的动作。纵差保护变压器纵差保护的原理变压器纵差保护的原理和发电机保护的原理相似， 也采用比率制

9、 动式达到外部短路不误动而内部短路灵敏动作的目的。 但在变压器差 动保护有较大的不平衡电流。主要原因： 、电流只流过电力变压器一侧，可能的原因有： . 零序电流不能变换到另一侧 . 初始、恢复时会产生励磁涌流。 . 过励磁电流 、电流互感器不同的特性、负荷和共况方面的原因有： . 电力变压器各侧电流互感特性不同. 电流互感器二次侧对应负荷不同. 电流互感器或变压器绕组串联布置，或在断路器中作为母线 一部分布置，如一台半断路器接线。 、由于不知道OLTC分接头位置，被保护变压器变比错误。总之，变压器纵差保护的不平衡电流大， 使得其制动系数比发电 机的大，灵敏度相对较低。 对于绕组开焊故障，无论变

10、压器环是发电 机，它们的纵差保护均不能反应，此时，对于变压器主要依靠气体保 护或压力保护反应。瓦斯保护油浸式变压器利用变压器油作为绝缘及冷却介质。 当油箱内部发 生短路故障时， 在短路电流及故障点电弧的作用下， 绝缘油及其他绝 缘材料因高温分解而产生气体。 这些气体必然会从油箱内部流向油箱 上面的油枕。故障越严重，产生的气体就越多，流向油枕的气流速度 也就越大。利用这些气体来动作的保护，称为瓦斯保护。瓦斯保护是 变压器油箱内故障的一种主要保护，它与纵差保护不能相互代替。瓦斯保护的主要元件是气体继电器。轻瓦斯触点动作值由气体容积来定， 通常用改变重锤力臂的方法 来调整，使气体容积在 250300

11、 cm3 范围内变化。重瓦斯触点动作值用油流速度来定，对于一般变压器整定在1 -1 .2m s 范围内，对于强迫循环冷却的变压器，为防止油泵启动的气 体继电器误动，应整定在1.5m/s范围内。*重瓦斯保护动作于断路器跳闸。轻瓦斯保护动作于信号。接地保护零序电压保护保护反应变压器间隙零序电流大小和零序电压的大小。当变压器 中性点不接地运行时， 保护变压器绕组中性点过电压。 零序电流保护 反应变压器零序电流的大小。 反应接地故障， 该保护仅在变压器中性 点接地时起作用。双绕组变压器相间短路的后备保护为防止外部相间短路引起的变压器的过电流及作为变压器主保护 的后备保护，变压器应该配置相间短路的后备保

12、护。保护动作后，应 带时限动作于跳闸。规程( 1)过电流保护宜用于降压变压器( 2)、 当过电流保护的灵敏度不够时，可采用复合电压启动的过电流保护，主要用于升压变压器或容量大较大的降压变器变压器过负荷保护 变压器的过负荷电流在大多数情况下都是三相对称的， 因此只需装设 单相过负荷保护。 变压器的过负荷保护反应变压器对称过负荷引起的 过电流。保护只用一个电流继电器，接于任一相电流中，经延时动作 信号。过负荷保护的安装侧，应根据保护能反映变压器各侧绕组可能的 过负荷情况来选择：(1) 对双绕组升压变压器，装与发动机电压侧。(2) 对一侧无电源的三绕组升压变压器，装与发动机电 压侧和无电源侧(3)

13、对三侧有电源的三绕组升压变压器， 三侧均应装设。(4) 对于双绕组降压变压器装与高压侧。(5) 仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧绕组的容 量相等只装与电源侧；若三侧绕组的容量不等，则 装与电源侧及绕组容量较小侧(6) 对两侧有电源的三绕组降压变压器， 三册均应装设。变压器零序电流、电压保护 在大接地电流系统中，接地故障的几率较大，因此大接地 电流电网中的变压器，应装设接地故障(零序保护) ，作为变压 器主保护的后备保护及相邻元件接地故障的后备保护。大接地电流系统发生单相或两相接地短路时， 零序电流的分 部和大小与系统中变压器中性点的数目和位置有关。 通常， 对只 有一台变压器的升压变电所，

14、 变压器都采用中性点直接接地的运 行方式对有若干台变压器并联运行的变电所， 则采用一部分变压 器接地用行的方式以保证在各种运行方式下， 变压器中性点接地 的数目和位置尽量维持不变， 从而保证零序保护有稳定的保护范 围和足够的灵敏度。 110KV 以上变压器中性点是否接地运行，还 与变压器中性点绝缘水平有关。变压器微机保护的配置 高压电气设备（变压器、母线、电容器等）微机保护在硬件 上与线路微机保护相类同， 由于保护上的特殊要求， 在软件上较 常规高压设备保护在使用方便、 性能稳定、 灵敏度和可靠性各方 面都有突出的优点。 例如变压器差动保护允许所有的电流互感器 二次侧均选用星型连接和幅值补偿系

15、数均由软件自动实现这使 得保护的调试、整定、运行维护十分简便。星型的变压器微机保 护软件采用了工频变化量比率差动元件提高了变压器内部小电 流故障（例如变压器绕组匝数较少的匝间短路）的检测灵敏度。 微机保护还解决了变压器空投内部故障， 因解决相涌流制动而拒 动的问题，提高保护的可靠性。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， 同时也提高了保护 的可靠性。电力变压器的微机保护的配置原则与常规的配置原则是基本相同的， 但由于微机保护软件的特点， 一般微机保护的配置较 齐全、灵活。针对以上 110kV

16、变电站主变对主变装置的要求，我选择了以 下的产品型号：WBH-810A 系列微机变压器保护装置一应用范围WBH-810A系列微机变压器保护装置主要适用于110kV及以下电压等级的变压器保护。 WBH-812A装置可完成一台变压器的主 保护，WBH-813A装置可完成变压器一侧的后备保护；WBH-814A装置可完成一台变压器的所有非电量保护，WBH-815A装置可完成一台变压器的全部电气量保护。二、主要特点1 、采用虚拟制动电流识别 TA 饱和，抗区外 TA 饱和性能达到 2ms；2、采用变特性的保护设计， 达到继电保护 “四性”的辨证统一；3、自动计算差动平衡系数，变压器联结组别可灵活整定。4

17、、AD回路、CPU插件、继电器线圈的全面自检，实现了装置 硬件的免维护。5、 基于分层化、模块化、元件化的设计，全过程使用VLD可视化工具，实现了设计、仿真测试透明化；6、通过配置工具满足不同客户需求，不需修改代码。7、独特的 “日志系统 ”和离线的逻辑仿真功能，实现了事故分 析透明化。8、类 Windows 图形用户界面设计，主接线图自动显示，菜单 简洁、操作方便。9、硬件存储容量大，可存储多达 200 条保护事件报告记录和100 条保护动作报告记录。10、开放性的通信设计，配置 RS?-485以太网等通信接口， 支持IEC60870-5-103和IEC61850通讯规约，并具有方便的通信

18、对点功能。三、保护功能1 、主变差动保护包括： TA 断线、差流越限、差流速断、比率差动。差动保护 采用二次电流自动调整相位的方法， 并提供了可靠的励磁涌流判 据，励磁涌流识别方式可采用不同原理。2、复压闭锁（方向）过流保护 复合电压闭锁过流保护作为变压器或相邻元件相间故障的后 备保护，可带方向闭锁，由控制字选择，方向电压取本侧电压并 带有记忆。 复合电压闭锁过流保护复压闭锁可取本侧或取三侧复 合电压。 该保护由复合电压元件、 相间方向元件及三相过流元件 “与”构成。其中复合电压元件、相间方向元件可由软件控制字选 择“投入”或“退出”。3、零序（方向）过流保护零序（方向）过流保护作为变压器或相

19、邻元件接地故障的后 备保护，该保护由零序过流元件及零序功率方向元件 “与”构成。 其中，零序功率方向元件可由软件控制字整定 “投入”或“退出 ”。4、零序电压保护 中性点不直接接地变压器，系统发生单相接地故障时的保护。高中压侧电压取自开口三角电压； 低压侧零序电压保护零序电压 可用自产或低压侧母线的 TV 二次开口三角侧， 作为绝缘检测用。5、间隙零序电流保护 /p>用于中性点装设放电间隙的变压器，间隙击穿时的保护。电 流取自间隙电流互感器。6、限时速断保护用于消除差动死区或作为相邻母线的后备保护。快速过流保 护。7、母线充电保护母线充电保护是一种限时电流速断保护，仅在对没有母线保 护的

20、母线充电时短时投入。 在检测到该侧断路器辅助触点 （断路器HWJ）从断开变至闭合时，短时投入母线充电保护，20 s后自动退出母线充电保护。8、失灵启动失灵启动保护分两段时限，第一时限采用负序过流元件或零 序过流元件， 配合断路器合闸位置触点， 及有跳该断路器的保护 动作，去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁。 第二时限采用负 序过流元件或零序过流元件或相电流过流元件， 配合断路器合闸 位置触点，及有跳该断路器的保护动作， 去启动断路器失灵保护。满足国电公司 “25条反措 ”。9、非电量保护可实现 14路非电量保护，其中 8 路非电量保护可以通过 CPU 延时跳闸，所有的非电量保护都瞬时发跳闸或告

21、警信号。10、录波装置记录保护启动前 6 周波，启动后 4 周波（每周波 24 点） 的采样数据。11、GPS对时对时方式采用数据流+脉冲”方式或IRIG-B方式，对时精度小 于 1ms。12、打印功能装置可配置打印机，打印定值及动作报告、自检报告、开入 量变化等；对于连接到变电站自动化系统的装置，通过主站打印，装置不必配置打印机。13、网络通信可直接与微机监控或保护管理机通信，通信接口为RS-485或以太网，规约可采用 IEC60870-5-103或IEC6185014、自检功能装置设置了完善全面的自检功能，包括对数据采集回路、数 字回路及输出回路的自检，可自检到出口继电器线圈。 若发生故障

22、，装置的液晶显示器可以显示出故障信息并闭锁相应的保护， 同时发告警信号。第二章110kV线路保护的配置110kV线路上的故障类型及特点：相间短路（三相相间短路、两相相间短路）接地短路（单相接地短路、两相接地短路、三相接地短路）2、2、110kV 线路保护的配置原则：、相间短路的电流电压保护 、 保护的电流回路的电流互感器采用不完全星型接线，各线路保护用电流互感器均装设在 A、C两相上，以保证在 大多数两点接地情况下只切除一个故障接地点； 、 采用远后备保护方式 、 线路上发生短路时，应快速切除故障，以保证非故障部分的电动机能继续运行。三段式距离保护 距离保护是以反应故障点到保护安装处之间阻抗

23、（距离）的阻 抗器为主要元件、 （测量元件 ）,动作时间具有阶梯特点的保护装 置。距离保护一般装设三段，必要时也可采用四段，其中第 I 可 以保护线路的 80%85%，其动作时间为保护装置的固有动作 时间，第 II 段按阶梯特征与相邻保护相配合，动作时间一般为1s,通常能够灵敏而较快的切除全线范围内的故障。由 I、II 段构成的主保护。第III段，其动作时间一般在2s以上，作为后 保护段距离保护由启动元件、测量元件、逻辑回路等组成,其核心元件 是阻抗测量元件。 距离保护按被保护线路的不同又可安装相间距 离保护和接地距离保护零序电流保护 零序电流保护反应中性点接地系统中发生接地短路时的零序 电流

24、分量,但不能反映两相短路故障和三相短路故障,因此只能 作为接地保护的后备保护。 零序电流保护接于电流互感器的零序 滤过器，通常由多段组成。对于110kV电压等级，单侧电源线路 的零序电流保护一般三段式,终端线路也可采用两段端式,双侧 电源线路一般采用四段式。（ 4 ）纵联保护 线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置 ,是线路的主保护。它以线路两 侧判别量的特定关系作为判据。 即两侧均将判别量借助通 道传送到对侧 ,然后 ,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间 的关系来判别区内故障或区外故障。因此,判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分 。（ 5）方向高频保护 方向高

25、频保护是比较线路两端各自看到的故障方向 , 以判断是线路内部故障还是外部故障。 如果以被保护线路 内部故障时看到的故障方向为正方向, 则当被保护线路外部故障时 ,总有一侧看到的是反方向。其特点是: 1）要求正向判别启动元件对于线路末端故障有足够的灵敏度 ; 2）必 须采用双频制收发信机。（ 6） 相差高频保护 相差高频保护是比较被保护线路两侧工频电流相位 的高频保护。当两侧故障电流相位相同时保护被闭锁,两侧电流相位相反时保护动作跳闸。其特点是 : 1） 能反应全 相状态下的各种对称和不对称故障,装置比较简单 ; 2） 不反应系统振荡。在非全相运行状态下和单相重合闸过程 中保护能继续运行 ; 3

26、）不受电压回路断线的影响 ; 4）对收 发信机及通道要求较高 ,在运行中两侧保护需要联调; 5）当通道或收发信机停用时,整个保护要退出运行 ,因此需要配备单独的后备保护。 3、高频闭锁距离保护是以线 路上装有方向性的距离保护装置作为基本保护 ,增加相应 的发信与收信设备 ,通过通道构成纵联距离保护。其特点 是: 1）能足够灵敏和快速地反应各种对称与不对称故障 ; 2） 仍保持后备保护的功能 ; 3）电压二次回路断线时保护将会 误动 ,需采取断线闭锁措施 ,使保护退出运行。选用许继 WXH-810A 系列数字式微机线路保护装置一、应用范围WXH-810A系列数字式微机线路保护装置主要用于35kV

27、110kV 电压等级输电线，主保护可选光纤电流差动或纵联距离， 并配置完备的后备保护及重合闸功能，含有操作及电压切换回 路。二、主要特点1 、动作速度快，主保护全线内典型金属性故障小于20ms。2、采用虚拟制动电流识别 TA饱和，抗区外TA饱和性能达到 3ms。3、采用双重数字滤波算法协调工作，有效保证距离保护的快 速动作及测量精度。4、采用变特性的保护设计， 达到继电保护 “四性”的辨证统一。5、采用自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能，提高了保 护在系统振荡时的动作性能。6、完全支持成帧通信格式，可实现通道故障精确诊断和定位 功能。7、通道传输采样值修补功能， 提高了保护抗通道误码的能力。

28、8、AD回路、CPU插件、继电器线圈的全面自检，实现了装置 硬件的免维护。9、 基于分层化、模块化、元件化的设计，全过程使用VLD可 视化工具，实现了设计、仿真测试透明化。10、独特的“日志系统 ”和离线的逻辑仿真功能， 实现了事故分 析透明化。11、类 Windows 图形用户界面设计，主接线图自动显示，菜 单简洁、操作方便。12、硬件存储容量大，可存储多达100 条保护动作报告记录和 50 条保护事件报告记录。13、开放性的通信设计，配置 RS-485以太网等通信接口， 支持IEC60870-5-103和IEC61850通讯规约，并具有方便的通信 对点功能三、保护功能1 、纵联距离保护纵联

29、距离保护由纵联距离 （相间、接地 ）方向保护和零序功率方 向保护构成。 纵联距离方向元件采用快速相量算法， 以实现故障 后快速发信，使保护全线典型金属性故障小于30ms，零序功率方向元件采用全周付氏向量算法， 并带零序电压补偿， 使系统末 端高阻故障可靠动作。本保护能正确选相，亦可实现分相传送信号，进行分相跳闸； 选相元件根据故障的进展情况自适应的投入突变量选相或稳态 量选相。本保护设有单（弱）电源判别元件，以适用于单（弱）电源 系统。2、分相电流差动保护差动元件针对线路保护区内各种故障类型配置了分相稳态量 差动、分相故障分量差动及零序电流差动。稳态量差动元件设置快速区元件及灵敏区元件，快速区

30、元件 采用短窗相量自适应算法实现快速动作， 使保护典型金属性故障 小于20ms;灵敏区采用全周付氏向量算法作为快速区的补充。 故障分量差动不受负荷影响， 对于区内高阻故障及振荡中故障性 能优越，元件本身采用全周付氏向量算法并略带延时保证其可靠 性。零序电流差动作为稳态量差动及故障分量的后备延时 100ms 动作，主要针对缓慢爬升高阻故障。3、距离保护用于 110kV 系统时配置三段式相间距离保护及三段式接地距 离保护，用于 35kV、 66kV 系统时配置三段式相间距离保护。相间距离保护采用圆特性阻抗继电器，接地距离保护采用多 边形特性阻抗继电器。具有双回线相继速动和不对称故障相继速动功能。4

31、、零序电流 （方向 ）保护全相时投入零序I段、零序段、零序山段、零序W段和零序加速段，零序I段、零序H段受零序方向控制不可整定，零序山段、零序W段是否经方向控制可整定。5、TV断线后保护TV 断线后退出距离保护，同时自动投入 TV 断线相过流和 TV 断线零序过流保护，零序电流方向保护I、H段退出，山、W段 若不经方向元件控制， 则满足电流门槛定值动作出口， 否则退出 零序段保护。6、过流（方向和 /或低电压）保护配置四段（方向和 /或低电压）过流保护。为了躲开线路避雷 器的放电时间，过流I段也设置了可以独立整定的延时时间。7、自动重合闸具有三重、停用两种方式。满足无检定、检同期、检线路无压母

32、线有压、检线路有压母 线无压、检线路无压母线无压、检邻线有流的检定要求。启动方式包括保护启动以及断路器位置不对应启动。8、录波装置记录保护启动前 4 周波，启动后 6 周波（每周波 24 点） 的采样数据。9、GPS对时对时方式采用数据流+脉冲”方式或IRIG-B方式，对时精度小 于 1ms。10、打印功能装置可配置打印机，打印定值及动作报告、自检报告、开入 量变化等；对于连接到变电站自动化系统的装置，通过主站打印，装置 不必配置打印机。11、网络通信可直接与微机监控或保护管理机通信，通信接口为RS-485或以太网，规约可采用 IEC60870-5-103或IEC6185012、自检功能装置设

33、置了完善全面的自检功能，包括对数据采集回路、数 字回路及输出回路的自检， 可自检到出口继电器线圈。 若发生故 障，装置的液晶显示器可以显示出故障信息并闭锁相应的保护， 同时发告警信号。第三章10kv 线路保护的配置：由于线路上发生单相接地故障概率很高， 保护配置时除了反映相 间短路的保护还应配置反映接地故障的保护。反映相间故障的保护装置一般选择阶段式电流保护， 可以采用两 相不完全星形联结，并在同一电网的所有线路上均接于相同的两相 上，通常都是接到 A、 B 两相。对于单侧电源供电的线路， 反映相间故障的保护装置应仅装在电 源侧。可装设两端过电流保护，第一段为不带时限的电流速断保护； 第二段为

34、带时限的过电流保护。 可采用定时限或反时限特征的电流继 电器。产品型号： PSL641UF对于由单回路组成的多电源辐射型电网， 环形电网等。 首先考虑 装设一段或两段式电流、电压速断保护和过电流保护。在必要时，保护应具有方向性。 在能保证供电前途下， 尽量解环运行以简化保护配 置。反映接地故障的保护， 保护装置宜带时限动作信号， 必要是可动 作于跳闸。在出线不多是， 一般装设反映零序电压的信号装置，发生 接地故障时，依次断开出现以寻找故障点。在出线较多时，则应装设 有选择性的接地保护装置， 动作于信号。 只有根据人身和设备安全的 要求，如供给煤矿深井的线路等、 才应装设动作于跳闸的单相接地保

35、护。当保护不满足选择性、 灵敏性和速动性的要求时， 或保护的构成 过于复杂时，则可采用距离保护。特别短的线路（ 1 、 2kV 的 10kV 线路或 3、4kV 线路）可以考虑采用纵联电流差动保护。针对以上10kV变电站对10kV线路装置的要求，我选择了以下的产品型号 ：产品名称：PSL641UF线路保护测控装置生产单位： 电网自动化分公司营销网络： 电网自动化分公司营销网络四、 10kVPSL641UF线路保护测控装置以电流电压保护为基本配置，同时集成 了各种测量和控制功能，适用于 35kV 及以下电压等级的线路。应用 领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。PSL 641U

36、F全面支持数字化变电站系统。装置集成合并器功能，具有 模拟小信号采集接口， 支持低电压等级电子式互感器的保护线圈的毫 伏级输出及测量线圈的伏级输出， 具有接收或发送 IEC60044-8/FT3 协 议数据的能力，并提供间隔间同步输入接口。具有接收或发送IEC61850-9-1协议的100M光纤以太网口，可于数字式电能表等无缝 连接，装置集成智能终端功能，可接入过程层GOOSE网。装置可与站控层以IEC61850标准方式通讯。功能配置PSL 641UI线路保护测控装置具备的功能 保护和自动功能：三段复合电压方向过电流保护，其中第三段可整定为定时限或反 时限；二段式零序方向电流，其中第二段可整定

37、为定时限或反时限；三相重合闸（检同期、无压或不检）；过负荷保护（告警/跳闸可选）；合闸加速保护；低频减载和低压减载功能；零序过流告警功能；3U0越限告警；小电流接地选线；TV断线判别；独立操作回路和故障录波功能。测控功能：14路开关量输入遥信采集，断路器位置、手动分闸及事故遥信； 正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分闸；IA、IB、IC、310、UA、UB、UC P、Q、Cos©、F等模拟量采集的 遥测；电度量累计；GPS寸时输入。技术特点PSL 641UI线路保护测控装置是在EDP 03硬件平台上开发的面向电网 和电厂电气的系列保护测控产品之一，能够灵活适应电厂电气自动化 及变

38、电站自动化系统。装置具备模拟量采集和GOOSE开入开出功能。同时提供保护动作信 号、告警信号、控制回路断线信号、手动分闸信号及断路器位置 信号。外部的开入可以通过设定选择是否为遥信量， 遥信量可以 修改名称、设定消抖时间。装置可以灵活适应外接TV为星型或者三角形的接线方式，也可以选择两表法或者三表法计算功率。第四章电流互感器变比确定及参数归算变压器I N = 3I1N A. 3 I NU N线路pmaxI (=f. max 3U ncos变压器SNIn=3=.3U N31500 =(a)110I 1N A- 3=(A)所以：n TA =300/511N A 3=3150(A)50 103所以：

39、n ta =4000/5=(A)110kV 线路 fmax =110 V3 0.8611N =所以：K ta =400/5参数归算（Sb=100MVA UB = Uav）变压器1OOSb = 1OOSn 31.5线路IIOKv线路1O Kv短路计算X _Uk%入T21OO =1OOSn31.5X1=X°ISb2av1OO =1152X2=XoISbu：1OO =1152 =X3=Xo2Uav1OO1O.52(1) 、系统等值网络图(最大运行方式)X1 X2 X3 X4F1pXT1XT2负荷侧对11OKv K1点发生单相，两相接地短路及三相短路X1=2 X12 X211X2X1XoX

40、T1X|（1）|（1）|（1）X T21 FAO1 FA11 FA22222111 |Sb315OO.（1）.X1X2XoO.O4O.O4O.27I1 B0.043UnI FAO I B.3 11OX1XT12 0.180.541FA0(1,1)I FA00.18 0.135X2X1 X2 X3 X4XT1X2X T11X2 X00.0410.04 0.27X2X00.04 0.270.041I (1,1)I FA00.。1 0.37003(1,1)I FA1I (1FA0X00.040.040.27(1,1)I FA0(1,1)I FA0X1X2X。I (1Fa0 I (Fa1(1)FA22

41、X1X0X1X32X1X1(1,1)I FA1X1(1,1)FA1X T1X T20.180.180.18X2X0 X20.180.18 0.54X0X20.18 0.540.540.15X13.17IFa0)(1,1)I FA0165.53 X烏I<3) wI<3)丄 I |B I(3) I(2)0.72孑咛曲魯331500 i 3 sn ；3 31500_ N、Un*10SN11011 n 3 In - 3| Kc |nTA 1 2N1nTA，3N300/5Kc2NnTA,V31 N4000/53 1 2N 1 berk1 berk 1 N nTA 1 berk I N nTA

42、I unb.max K aper Kst1 k. maxnTA284.71300/5K brk .max1 un b.max K rel j1 brk1 operrel_Kes In KrelI -.K kmn i i K I k isenk. op oper rel e max rel e max1 k.opK res 返回系数，取0.85变压器过负荷保护整定结果如下:高压侧："诙2燈=（A）低压侧：Ioper=Krel In=(A)Kres0.85为防止过负荷保护在外部短路故障时过负荷时启动而发出信号，保护动作时限一 般为10S3、变压器接地短路后备保护（ 复合电压启动的过电流保

43、护）若低电压启动的过电流保护所用的低电压继电器灵敏系数不满足要 求时，为提高不对称短路时电压元件的灵敏度， 可采用复合电压启动 的过电流保护。负序电压继电器的启动电压按躲开正常运行情况下负序电压滤过器输出的最大不平衡电压整定。根据运行经验，取=（）式中是最大运行方式下，相邻元件末端三相短路时，保护安装的最大线电压。于低电压启动的过电流保护比较，复合电压启动的过电流保护的优点有：由于负序电压继电器的整定值较小， 因而对于不对称短路，其灵敏 度系数较高。电压元件的灵敏度可靠性可提高倍。由于保护反映负序电压，因此对于变压器后的不对称短路， 于变压 器的接线方式无关。4. 5、110kV出线保护整定原

44、则:1. 110侧出线的三段式电流保护整定(1)无时限电流速断保护的整定原则动作电流的整定原则1)按躲过本线路末端的最大三相短路电流。II (3)I actK rel | k.max式中Krel 可靠系数，取一；I k.max 本线路末端短路时最大短路电流。2)按与相邻变压器保护配合整定。当相邻元件为变压器时，可以采取与变压器保护配合的方式整定以扩大保护范围。其中；当变压器采用纵差保护时II (3)I act K rel | k.max式中Krel可靠系数，取一;I k.max本线路末端短路时最大短路电流。当变压器采用无时限电流速断时I| oper K rel | oper .T式中Krel可

45、靠系数，取;I oper.T并列运行变压器的电流速断定值。灵敏度校验灵敏度校验通常用保护范围来衡量。根据保护区末端两相短路时短路电流与动作电流相等可以得出最小保护范围为143EsLmin=Zl(弓爲Z s.max )式中ES 系统等效相电势；Zl 单位长度线路正阻抗；Zs.max 系统最小运行方式的等效阻抗。要求最小保护范围不小于本线路全长的15%动作时限的整定无时限电流保护动作时间仅为保护固有动作时间，整定时限为Os。（2）限时电流电流速断保护的整定原则为了保证选择性，限时电流断保护的整定值必须与相邻元件的保护配合， 通常 是与相邻元件的无时限电流速断保护配合。它的整定计算与电网的结构和相邻

46、元 件的保护类型有关。、动作电流的整定原则II oper= Krel|Ioper .n式中Krel 可靠系数，取；i| oper.n 相邻线路无时限电流速断保护的动作电流。2)相邻线路有无时限闭锁电压速断保护时，保护动作电流的整定必须与其电流元件和电压元件的动作值相配合，并取大者为整定值。、灵敏度校验K1.3 1.5senII| oper式中I k.min 被保护线路末端短路时，流经保护最小短路电流。灵敏度不满足要求时，可与相邻线路第II段保护配合，即IIIII oper - K rel I oper.n式中 K rel可靠系数，取一；III oper.n 相邻线路带时限电流速断保护的动作电流

47、、动作时限的整定当与相邻线路 段保护配合时，动作时限为II It tn tI式中 右相邻线路 段保护动作时限，按0S计;t 时限级差，一般取。当与相邻线路II段保护配合时，动作时限为II II t tntII 式中 tn 相邻线路II段保护动作时限(3) 定时限过电流保护整定计算按躲过本线路可能流过的最大负荷电流整定iiioperK rel K ss |l.maxres式中 K rei 可靠系数，取 ；|K ss 负荷自启动系数，取25；K res 返回系数，取;I | .m ax 通过保护的最大负荷电流。灵敏度校验1)作近后备时KI k.min 1315senIIII oper式中| k.min 被保护线路末端短路时，流经保护最小短路电流。2)作远后备时KI k.min1 315senIIII oper式中 | k.min 相邻元件末端短路时，流经保护的最小短路电流。动作时限的整定原则按阶梯原则整定，即IIIopert max式中tmax 相邻元件过电流保护的最大延时。2 三段距离保护整定原则(1)相间距离I段的整定计算按躲过本线路末端故障整定为:IZsetl K rel 乙式中 Krel 可靠系数，取一一；Zl 本线路的正序阻抗。(2)相间距离II段保护的整定计算动作阻抗按如下条件计算，一般选其中较小者为整定值。与相邻线路距离保护第I段的动