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1、1.引言变电站是电力系统输电和配电的集结点，担负着变换电压、接受和分配电能、调整 电压以及控制电力流向的重要任务，直接影响电力系统的安全与经济运行。其主要有升 压变电站、主网变电站、二次变电站以及配电站之分。电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。变电所是电力系统在实际运 用中的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用 户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电站是供电系统的枢纽，在生产和生活 中占有特殊重要的地位。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好，便于扩建。但是电力系统 的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖地域辽阔。因此，受自
2、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运行状态。故障中最常见、危害最大 的是各种形式的短路。为此，需要安装各种形式的保护装置，用分层控制方式实施安全 监控系统，对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控，以确保电力系统安全正常且 更好的运行。本次毕业设计主要以220kv枢纽变电站为设计对象内容大致包括：分析原始资料绘 制电气一次回路主接线图、确定变电所变压器容量的选择、三相不对称短路电流的计算、 主变压器保护的配置和计算、各电压等级线路的保护配置等。1.2我国变电所现状和发展趋势变电技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为了满足经济 快速增长对电力的需求，我国
3、电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建 成的500kV变电所有近200座，220kV变电所有几千座；500kV电网已成为主要的输电网 络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提 高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合 化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力 系统中全面推广采用；代表现代输变电技术最高水平的750kV直流输电，500kV交流可 控串联补偿也已经投入商业运行。我国电网供电的可靠性近年来也有了较大的提高，在 发达国家连续发生严重的电网事故的同时，我国电网的运行比
4、较稳定，保证了经济的高 速发展。通信网络是综合自动化变电站与常规站的最明显的区别之一，只有采用通信网 使得发电机的端电压下降，同时短路电流经过线路、电抗器时还会增大他们的电压损失, 因此短路造成的后果就是电力系统网络电压降低，越靠近短路点处电压降低越多。当电 压降到额定电压降60%左右而不能切除故障时，就可能造成电压崩溃，引起大面积停电, 这对用户影响非常大。5）如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂 失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电，这是短路故障的最严重后果。6）不对称短路会产生零序电流，他会在邻近的线路内产生感性电动势，对附近的 通讯系统产生影响。某些不
5、对称短路情况下，非故障的电压将会超过额定值，引起“工 频电压升高”，从而增高了系统的电压水平。4.2 短路电流计算的目的短路电流计算为以下工作提供依据：1）设备选型，特别是断路器的灭弧容量和最大开断电流。2）继保定值，确保准确性和灵敏度。3）网络设计，必要时需要增设电抗器。4）结构设计，短路电流大小涉及电动力的影响。4.3 系统元件标幺值计算高压短路电流计算一般只计及各元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的电 抗，采用标幺值计算。在实际中，当电力系统电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的10%, 或者电力系统容量超过用户（含企业）供配电系统容量的50倍时，就可将电力系统视 为“无限大容量电源”按
6、这种假设所求得的短路电流虽较实际值偏大一些，但不会引起 显著误差以致影响所选电气设备的型式。另外，由于按无限大电力系统计算得到的短路 电流是电气装置所通过的最大短路电流，因此，在初步估算装置通过的最大短路电流或 缺乏必需的系统参数时，都可认为短路回路所接的电源容量是无限大电力系统。由于在本设计的原始资料中未提及220kV系统、HOkV系统的电源容量和等值电源 内阻抗，所以该系统可视为无限大容量系统处理。1)主变压器的各绕组电抗标幺值计算如下：L % = ；% + 41 % - %) = ； (14 + 23 - 7.2)= 14.9US2 % = J (Us2 % + Ss2-3 % - Ss
7、3T %) = J (14 + 7.2 一 23)= -0.9U,3% =I (0s3 % + Us= % - Us2 %) = J(23 + 7.2 14)= 8.1取乙Sb =1000MWl,则有:Y八7*100SbS N旦%= 1.242 100120X T2*u/100=-0.07510012073* -_Us3/。Sr _8.1 1000 yux= 0.675100 Sn 100 1202）根据原始资料可知:220kv侧综合电抗标幺值Xl=0. 125； HOkv侧综合电抗标幺值 X2=L 667。3）系统简化电路图4-1.所不:图4-1枢纽变电站简化电路图4. 4三相短路电流计算4
8、. 4. 1 220KV母线发生三相短路时的短路电流等效电路图及简化过程如图4-2所示。X10.437义4-0.075Soil1.242X4 -0075Sd2”X6 1.242X7 -r075SdlXL- /KI 0.179 4XI。 0179X13 0.437X7 -0.075SoiaSdi(c)(d)SdlJQ- .242-0075X6 1.242X7-rWs(b)(e)图4-2 220Kv侧等效电路图及简化过程等效电路图计算过程如下:X9 = X, + Xx = 0.675 + 0.675 =1.35 7J。三角形连接转换成星形至接:Xio =X3+X6+X9X3X9X3 + X6 +
9、X9XsX。ij2ri2x.35=-437k242xi-350,437X3 + X6 + X9 1.242 +1.242 + 1.35X13=(X4 + X J (X7 + Xw) + X2 +=，(一 0.075 + 0.437)+1.667 + 0.402 = 2.25 Xl强=累畿川659因为是无限大电源容量系统，所以次暂态短路电流为:0.1659=6.03有名值为：/；=6.03x J0 =15.14(K4) 73x230冲击电流瞬时值：ish =1.8xV2xl5.14 = 38.54(KA)短路电流的最大有效值：& =1.52/； =1.52x15.14 = 23.01(KA)短路
10、容量：s八=/：局=6.03 X1000 = 6030 (MVA)4. 4.2 110KV母线发生三相短路时的短路电流计算等效电路图及简化过程如图4-3所示。SdlAcBSoil”X140762 /Ka0.523 /K2(a)(b)(c)X2E667图4-3 llOKv侧等效电路图及简化过程图等效电路图简化过程如下:X14 = X1 +X +(X4 + XJ (X? + X2) = 0.179+ 0.402 +，(一0.075 + 0.437)= 0.762Xz2 = X X|g| = 0.523因为是无限大电源容量系统，所以次暂态短路电流为:*2-J= -= 1.912X* 0.523有名值
11、：/；= 1.912x=9.60kAV3 xl 15冲击电流瞬时值：ish = 1.8 x V2 x 9.60 = 24.44(74)短路电流的最大有效值：& = 1.52/； =14.592(X4)短路容量：szl =/；Sb =1.912x1000 =1912(MVA)4. 4.3 35KV母线发生三相短路时的短路电流计算等效电路图及简化过程如图4-4所示。S dlXI(a)SdJSdiSd20479X2L667Xbo-0.0375 XcoK3 5772616786=X34=X45=X53X4 = 1.029,=0.559,= -9.261Xar =-Xu =-xl.029 = 0.514
12、5 ab2 34 2Xrc =-X,s =-x 0.559 = 0.2795 bc22XCA =1x35(-9.261) = -4.6305XoXXca0.5145x(-4.6305) 八 6=U.oZ 1X. + Xrc + X。 0.5145 + 0.2795-4.63051 JLxV-*/*X BO0.5145x0.27950.5145 + 0.2795-4.6305=-0.0375X co_ 0.2795x(-4.6305)-3.8365= 0.337Xg3=(X1 + X.) (X2 + Xb)+ Xco= -j_!j + Xco 1 X + Xao X2 + X BO+ 0.337
13、 = 0.87410.179 + 0.621 1.667-0.0375三相短路电流为：% = - = 1.144 0.874有名值：/；= 1.144x 厂0 =17.85X473x37冲击电流：ish = 1.8 xV2x 17.85 = 45.44(M)短路电流的最大有效值：Im3 T3 ,1 + 2(0-1) = Z； 71 + 2(1.8-1) = 1.52/； = 27.132(依)短路容量：=1.144x1000 = U44(MVA) J4. 5两相短路电流计算4. 5.1 220KV母线发生两相短路时的短路电流计算设系统中K1点发生b、c两相直接短路，则故障处的短路电流:I fa
14、 =。/=/fc=/；=xl5.14 = 13.ll(L4)4. 5.2 110KV母线发生两相短路时的短路电流计算设系统中K2点发生b、c两相直接短路，则故障处的短路电流:I fa =。& = /fc =三 /；=干 X 9.60 = 8.31（M）4. 5.3 35KV母线发生两相短路时的短路电流计算设系统中K3点发生b、c两相直接短路，则故障处的短路电流:& =几 嗤。嗤 x 17.85 = 15.46（M）5.主变压器保护5.1 变压器保护的配置原则为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力 系统安全连续运行，变压器应装设以下保护：1）针对变压器内部的各种
15、短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作 于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。带负荷调压变压器充油调压开关，亦应装 设瓦斯保护动作于跳闸。2）应装设反应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 电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。3）对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的同以及 对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电 流和单相式低电压起动的过电流保护，带时限动作于跳闸；同时可作为变压器内部短路 及相应母线及出线的后备保护。4）为防止变压器相间断路，可装设阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳
16、闸。5）对HOkV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体 情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。6）为防止大型变压器过励磁，可装设过励磁保护及过电压保护，带时限动作于跳 闸。7）为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。8）对变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障，应按变压器标 准的规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。5. 2瓦斯保护5. 2.1瓦斯继电器的类型及瓦斯保护原理1）目前，国内采用的气体继电器按结构分类有浮筒挡板式和开口杯挡板式两种类 型。2）瓦斯保护主要由瓦
17、斯继电器构成，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的 连接管中。变压器正常运行时，瓦斯继电器内部充满变压器油，如出现故障时，绝缘物 或变压器油分解产生气体聚集在继电器容器的上部，迫使继电器浮子下降，当浮子降至 某一限位时，将接点接通，发出报警信号或掉闸。若因变压器漏油而使油面降低时同样 发出报警信号。变压器内部发生严重故障时，将会出现油涌浪现象，在管路内产生油流, 冲击继电器的挡板运动，当挡板运动到某一限定位置时，跳闸接点接通，切断与变压器 联接的所有电源。由于故障电流的作用，使附近的绝缘物或绝缘油分解而产生气体，同 时由于气体上升会引起油流的变化，利用这个特点构成的保护称为瓦斯保护。瓦斯保护
18、的保护范围是变压器内部的相间短路；匝间短路；匝间与铁芯或外皮短路; 铁芯故障；油面下降或漏油；分接开关接触不良或导线焊接不良等故障。5. 2. 2动作原因及瓦斯保护整定1）动作的原因；变压器的轻瓦斯保护，一般接于信号，表示变压器运行异常，其原 因可能是变压器加油、滤油或者冷却系统不严，空气进入变压器；可能是温度下降或漏 油，致使油面缓慢降低；因变压器本身绝缘损坏等故障而产生少量气体；再有可能是轻 瓦斯保护回路发生接地。变压器重瓦斯保护动作掉闸的原因可能是变压器内部发生严重 故障，内部发生穿越性短路故障或二次保护回路有故障，保护误动作。2）瓦斯保护的整定；瓦斯继电器气体容积整定范围为250BOO
19、cn?,变压器容量在 lOOOOkVA以上时，一般整定值为250cm3,气体容积整定是利用调节重锤的位置来实现 的。重瓦斯保护油流速度的整定值为0.61.5 m/s,油流速度以导油管中的流速为准, 而不依据继电器之流速。根据运行经验油管中油流速整定为0.6lm/s时，保护反映变 压器内部故障是相当灵敏的。在变压器发生外部故障时，由于穿越性故障电流的影响， 在油管中油流速度可达0.40.5 m/s。因此，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作, 可将油流速度整定为1 m/s左右。5. 2. 3动作后的处理动作后的处理；瓦斯保护动作后。应立即对其进行认真检查，仔细分析，正确判断, 并采取措施处理。瓦斯
20、保护动作于信号时：应立即对变压器进行检查，查明动作原因， 区分看是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或变压器内部故障造成。如瓦斯继电 器内有气体，则应记录气体量，观察气体的颜色及试验是否可燃，并取气样及油样做色 谱分析。可根据有关规程和导则判断变压器的故障性质。色谱分析，就是用色谱仪对收 集的气体所含的H2、。2、C02、CH4、C2H6、C2H4等进行定性和定量分析，根据所含组 分和含量准确判断故障性质、严重程度和发展趋势。在运行中因换油或补油时空气进入 变压器本体后空气没有排净引起气体继电器动作是较常见的故障之一。表5-1是气体 继电器动作后的气体分析和处理要求。表57气体继电器动作后的
21、气体分析和处理要求气体性质故障原因处理要求无色、无臭、不可燃变压器含有空气允许继续运行灰白色、有剧臭、可燃纸质绝缘物烧毁应立即停电检修黄色、难燃木质绝缘物部分烧毁应停电检修深灰色会黑色、易燃油内闪络、油质炭化分析油样，必要时停电检修5.3主变压器的差动保护根据GB50062-1992规定lOOOOkVA及以上的单独运行变压器和63000kVA及以上并列 运行变压器应装设差动保护；当电流速断保护不符合设计要求时，宜装设差动保护。所 以在本设计中主变压器的主保护包括除了瓦斯保护以外还应曾设差动保护。5. 3.1差动保护原理在环路上，流入继电器的电流等于变压器两侧电流互感器的二次绕组电流之差，记 为
22、Iub(I2), lub称为变压器一、二次侧不平衡电流。当变压器在正常运行或者差动保护 区外短路时，流入继电器的不平衡电流lub小于继电器的动作电流即：lubGop,不发生 保护动作。当保护区内发生短路时，lub远大于继电器的动作电流lop,继电器KA瞬时动 切断变压器两侧的断路器，切除短路故障。络，才可能节省大量电缆。因此必须保证通信网络安全、可靠，传输速度满足变电站 综合自动化系统的要求。全分散式变电站自动化系统的实现尤其依托于如今发展很快的 计算机网络技术。引入先进的网络技术使得自动化系统的实现更加简单，性能也大大优 于以往的系统，并可解决以往系统中链路信息传输的实时性问题，以及信号传输
23、的容量 问题。我国变电站的发展趋势随着计算机网络技术的发展和信息技术的不断进步，变电站 的发展看来已经越来越快，目前我国变电站的发展方向趋于以下几个方面：1）数字化数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电 站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是：一次 设备智能化，二次设备网络化。即数字化变电站内的信息化，信息传递实现网络化，通 信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在 系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。2）装配化装配式变电站是变电站建设的一场变革,改变了传统的变电站电气布
24、局、土建设计 和施工模式。采用全预制装配结构的建筑形式,通过工厂生产预制和现场装配安装两大 阶段来建设变电站,大幅缩短了设计及建设周期,减少了变电站占地面积,节约了土地资 源。随着国网公司“两型一化”的推广，装配式变电站在全国各地均成功试点，成为今后 变电站建设的一种新型模式。3）智能化智能化电站的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现， 以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,使变电站所有信息的采集、传输实现全 智能化处理提供了理论和物质基础。技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电 式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行作培训仿真等技术日趋成 熟，
25、以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产 生深刻的影响，全智能化的变电站自动化系统即将出现。但是目前国内外还没有真正意 义上智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备来转化实现，一 般采用智能终端的模式。国内目前进行的数字化变电站项目，虽然大多采用此种方式， 但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低。(b)(b)正常运行时(a)发生短路故障时图5-1差动保护原理图5. 3.2差动保护装设为了提高差动保护的灵敏性，在变压器正常运行或者短路发生在保护区外时应该尽 可能减少流入继电器的不平衡电流，甚至使之为零。而变压器的
26、连接、电流互感器的变 比、变压器励磁涌流都会引起不平衡电流lub改变。因此，将变压器星型连接线侧的互 感器接成三角形接线，变压器三角形连接线侧的互感器接成星型连接能一定程度上消除 由相位引起的不平衡电流；改变两侧电流互感器的变比能一定程度上改变不平衡电流 lub的大小；而由励磁涌流产生的不平衡电流无法消除，只能采取相应的措施一定程度 上减小不平衡电流。5. 4变压器纵差动保护所谓变压器的纵差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较 而构成的保护。纵差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路 和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，
27、通常只 作后备保护。5. 4.1纵差动保护原理220kV-500kV电力变压器纵差保护，一般由以下四个部分构成：差电流速断、比率制动、励磁涌流检测、过励磁电流检测。变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区(纵差保护区为电流互 感器TAI、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的不平衡电流为零，保证纵 差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保 护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两 个电流相等。当被保护设备内部本身发生故障时，短路点成为一个新的端子，此时电 流大于0,但是实际上在外部发生短路时还存在一个不
28、平衡电流。事实上，外部发生短 路故障时，因为外部短路电流大，特别是暂态过程中含有非周期分量电流，使电流互感 器的励磁电流急剧增大，而呈饱和状态使得变压器两侧互感器的传变特性很难保持一 致，而出现较大的不平衡电流。因此采用带制动特性的原理，外部短路电流越大，制动 电流也越大，继电器能够可靠制动。5. 4. 2纵联差动保护要求1）动作速度快，纵差动保护应及时对保护区内各种短路故障做出动作，一般动作 时间不应大于30ms o2）在变压器空载投入或切除穿越性短路后会出现励磁涌流，导致纵差动保护误动 作，因此应采取防止变压器出现励磁涌流时误动作的措施。3）在变压器过励磁时，纵联差动保护不应动作（仅适用于
29、500kV变压器）。4）当发生穿越性短路，差动回路内出现最大不平衡电流时，纵差动保护不应该动 作。5）在保护区内发生短路，电流互感器饱和时，纵差动保护不应拒动或延迟动作。6）在保护区内发生短路故障，短路电流中含有谐波分量时，纵差动保护不应拒动 或延迟动作。5. 5变压器相间后备保护配置原则及接线压器相间故障后备保护的作用主要是防御外部相间短路引起的变压器过电流，其保 护范围延伸到母线和线路。保护的整定值和动作时间要与相邻元件的保护相配合。为缩 短保护的动作时间和满足选择性的要求，保护可带方向。不带方向或方向指向变压器的 相间故障后备保护，对变压器内部和引线的相间故障也有保护作用。变压器相间短路
30、后 备保护带延时动作与相应的断路器。5.5.1配置原则1）66kV及以下变压器采用过电流保护，作相间短路后备保护。2） 110220kV降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，用过电流保护不能满 足灵敏度要求时，采用负荷电压启动的过电流保护或复合电流保护。3）阻抗保护，对220kV以上的变压器，当系统保护间配合有要求时，可采用阻抗保 护，保护配置要简化。本次设计中，220kV降压变压器采用过电流保护即可满足要求。5.5.2配置方式对降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，根据各侧接线、连接的系统和电源 情况的不同，应配置不同的相间故障后备保护，该保护宜考虑能反映电流互感器与断路 器之间的故障。
31、单电源三绕组降压变压器相间短路后备保护应装设于低压侧和电源侧。低压侧保护 可设两端时限，以较短时限断开低压侧母联或分段断路器，以较长时限断开变压器低压 侧断路器。当母联或分段断路器上装有解列保护时，低压侧保护只设一个时限，只断开 变压器低压侧断路器。电源侧相间短路后备保护应设两段时限，以较短时限（应考虑与 低压及中压侧保护配合）断开中压侧断路器，以较长时限断开变压器各侧断路器。5.6 变压器过负荷保护为监视过负荷，应根据实际情况在变压器的一侧或几侧装设过负荷保护。过负荷保 护装设应遵循以下几点原则：1）双绕组变压器，过负荷保护装于高压侧。2）单侧电源的三绕组变压器，当三侧容量相同时，过负荷保护
32、只装在高压侧。当 三侧容量不相同时，在电源侧和容量较小的一侧装设过负荷保护。3）两侧电源的三绕组变压器或联络变压器在三侧均装设过负荷保护。4）自耦变压器的过负荷保护与各侧的容量比及负荷分布有关，而负荷的分布又取 决于运行方式及负荷的功率因数。故自耦变压器的过负荷保护除按三绕组变压器的过负 荷保护配置原则装设外，还要在公共绕组装设过负荷保护。考虑到220kV500kV变压器的过负荷大多数情况都是三相对称的，故监视各侧过负 荷的电流继电器只装在一相，各侧过负荷保护共用一只时间继电器，动作于信号。在无 经常值班人员的变电所，必要时也可动作于跳闸或断开部分负荷。由于本变电站主变属于单侧电源三绕组变压器
33、，且35kV侧负荷较小。所以本设计过 负荷保护应置于220kV侧和35kV侧。5.7 变压器保护整定计算5.7.1 纵联差动保护的整定计算1)变压器整定计算数据如表5-2所示。表5-2变压器整定计算数据序号名称各侧参数高压侧(H)中压侧(M)低压侧(L)1额定电压0n (kV)23012138. 52额定电流(A)2304389163各侧接线YNyndll4各侧电流互感器二次接线Y5电流互感器的计算变比1043/12087/14285/16电流互感器实际选用变比凡140/1140/1800/17各侧二次电流(A)4. 3468. 6963. 5718基本侧选择V9中间电流互感器的变比1.217
34、/12. 435/12)短路电流计算由第4部分可知各侧最大穿越性短路电流及最小短路电流如表5-3所示。表5-3各侧最大穿越性短路电流及最小短路电流项目最大穿越短路电流(kA)最小短路电流(kA)220kV 侧15. 140. 329X54.986=18.090110kV 侧9.60. 489X5. 0204=2. 45535kV 侧17. 851. 160X2.510=2.9123)纵差动保护动作特性参数计算纵差动保护最小动作电流的整定/min=K或KjAU + AM/z/%九变压器额定电流；Krel可靠系数，取1.31.5,本设计取1.5；心电流互感器的比误差，10P型和TP型取0. 03X
35、2, 5P型取0. 01X2；U变压器调压引起得误差，取调压范围中偏离额定值的最大值；加一一由于电流互感器的电流比在采取补偿方法以后仍未完全匹配而产生的误差 以及微机保护装置本身所固有的误差，一般取0.05。工程实用整定计算中可取 ,min=（S20.5）。一般工程宜采取不小于0-3/八。的整定值。本设计取：起始制动电流,侬，。的整定。起始制动电流宜取心。=081）/“，本设计 取，侬,0 =19/%。最小动作电流及起始制动电流计算值如表5-4所示。表5-4最小动作电流及起始制动电流计算值项目1N(A)na4/%(A)Iop,m m(A)res,0(A)220kV 侧2301201. 1800
36、. 5901. 180HOkV 侧4381204. 0502. 0254. 05035kV 侧9168001.0970. 5451097纵联差动保护的特性曲线如图5-2所示（折线ACD左上方为动作区）:图5-2纵联差动保护特性曲线3动作特性折线斜率s的整定纵差动保护的动作电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流，由于：_ /卬,max /卬,min火,max tres,0 naop,max - K%/max其中：九max外部短路时，最大穿越短路电流周期分量；u也max最大不平衡电流。又因为三绕组变压器的最大不平衡电流uM,max计算公式如下(以低压侧为例)：，un,max - KapK J
37、 k,max / a +/攵人 max /+ At/, /, max / na m + 机I 4 I max / % hfit /v yf ri 111 d / cijl ac,jl,iiia 入 ci+的4U0/%,机其中：AU/,，A变压器高、中压侧调压引起的相对误差(对)“N而言，取调 压范围中偏离额定值的最大值；4,max低压侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的最大短路电流周期分量；4九max/mmax在所计算的外部短路时，流过高中压侧电流互感器电流的周期分量；j%而” 各侧电流互感器的变比；%,Am”由于电流互感器的变比为完全匹配而产生的误差,一般取0. 05；*印一一非周期分量
38、系数；两侧同为TP级电流互感器，取1.0,同为P级电流互感器取1.5-2. 0； K“电流互感器同型系数，取1。所以：低压侧：4也max=(1X1X0. 06X41.22/1200) +(0. 05X41.22/120) + (0. 05X41.22/120) =0.01924 (kA)同理可求高压侧:I岫max=(0. 06X6. 677/120) +(0. 05X6. 677/120)=0. 00306 (kA)中压侧：/皿max=(0. 06X5. 016/120) +(0. 05X5. 016/120)+ (0. 05X5. 016/120)二0. 003344 (kA)由上可见在低压
39、侧外部短路时不平衡电流最大，相应的纵差动保护动作电流：opmax - K/“必max= 1. 5X =0. 028855 (kA)由此可得:2.025-0.5454122 1.097 1200=0.9999 1得出相应的制动特性曲线图5-3所示。图5-3枢纽变电站纵联差动保护特性曲线最大制动系数：/_ opmaxY re I,max - j1，es,max式中最大制动电流/gmax的选取，因差动保护制动原理的不同以及制动线圈的接线 方式不同而会有很大差别，在实际工程计算应根据纵差动保护的工作原理和制动回路的 接线方式而定。25.7.2相间后备保护的整定计算过电流保护主要用于降压变压器，作为防御
40、外部相间短路引起的变压器过电流和变 压器内部相间短路的后备保护。1)两台变压器并列运行，考虑切除一台时，余下变压器所产生的过负荷电流，两 台变压器容量相同，故最大负荷电流：m /L.max 1 fim-7 on=x103 =460(A) 2-1 V3x230式中h max最大负荷电流； l, 111 a入m并列运行变压器台数，取2；In每台变压器额定电流。为了保证选择性，过电流保护的动作电流应能躲过可能流过变压器的最大负荷电 流，即：/ =%/op “ L,maxKrna式中K向为可靠系数，取1.3; K,.为返回系数，取0.9；%为电流互感器变比，此 处取lo2)保护灵敏系数校验：八2)心=
41、产汩.3式中 4意后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流。 Y ,111 111由第4部分可知，当UOkV母线发生两相金属性短路时短路电流最小，所以：Cm =8.31 (kA)则有：/k 2 31 xf) Q=上色-=汨及吧= 3.7821.3 ，符合灵敏度要求。%儿 K) 13x0.465.7.3过负荷保护的整定计算1）公式：&=三/其中K可靠系数，取1.05； Kr返回系数，电磁继电 0p k 器取0.85； In保护安装处额定电流2） 220kV 侧:1.05 190x x= 0.85 2 73x230x103 =142(A)1.05 190xx 0.85 2 73x353
42、） 35kV 侧:xlO3 -934(A)6.各电压等级线路保护配置6.1 线路故障类型及特性1）两相短路接地，故障两相电压相等，非故障相电流为零。2）两相短路，非故障相电流为零，故障两相电压相等，电流互为相反数（即电流 和为零）3）单相短路接地，三相电压和为零，三相电流相等4）三相短路，三相电压和为零，电流和为零6. 2线路保护的配置正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进 行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用 新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完
43、全相 同，但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进 行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。本设计中，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的 选择。一、电气设备选择的一般原则：1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展;2）应按当地环境条件校核；3)应力求技术先进和经济合理；4)与整个工程的建设标准应协调一致；5)同类设备应尽量减少品种；6)扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；7)选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。二、技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常 运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。各种高压设 备的一般技术条件如下表6-1所示。表6-1各种高压设备的一般技术条件序号电器名称额定电压(kA)额定 电流 (A额定 容量 (kVA)机械荷载(N)额定开 断电流 (kA)短路稳定性绝缘水