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1、上海电力学院成教院本/专科毕业设计（论文） 题目：110KV南汇滨海变电站继电保护及其自动装置整定计算 专业：电气工程及其自动化（市场营销） 年级： 2010级 学生姓名： 学号： 311062-012 指导教师： 2012 年 5月110KV南汇滨海变电站继电保护及自动装置整定计算摘要：本文针对110KV中性点接地电网发生短路时的特点，对110KV乌江变电所的主变和各电压等级出线进行继电保护、自动装置的配置和继电保护整定计算。主变的主保护为瓦斯保护、纵差动保护，后备保护包括复合电压启动过电流保护、零序过电流保护、过负荷保护等；110KV出线的主保护为距离保护，后备保护为零序过电流保护；35K
2、V和10KV所有出线配置保护为过电流保护段和过电流保护段；变电所的自动装置包括自动重合闸、备用电源自投入、按频率自动减负荷装置等。本变电站继电保护和自动装置的配备严格遵守设计手册，满足变电站继电保护和自动装置的设计要求，参照系统实际情况，符合继电保护的“四性”。在大量参阅文献的基础上完成，在大学所学知识的基础上得以延伸。关键词：继电保护；自动装置；主保护；后备保护【Abstract】In this paper, according to the characteristics of the 110 KV Neutral Ground Network when the short circuit
3、 occurredThe protection relay and automatic device for the main transformer and the lines of all the voltage in 110KV are allocated in Wujiang SubstationThe main protection of the main transformer is gas protection and the longitudinal differential protection，the backup protection of the main transf
4、ormer is voltage start of the current protection、zero sequence over-current protection、overload protection and so onThe main protection of the lines in 110KV is distance protection，the backup protection of the lines in 110KV is zero sequence over-current protectionThe main protection of the lines in
5、 35KV and 10KV is the section of the current protection，the backup protection of the lines in 35KV and 10KV is the section of the current protection. The automatic device of the substation include the automatic reclosing、the standby power input、by reducing the frequency automatic load device and so
6、on. The configuration of the protection relay and automatic device in the station strictly obey the design manual，meet the design requirements of the protection relay and automatic device in the stationIn line with the actual situation of the power system and the “four characteristics” Based on many
7、 of this kind literature, extend the knowledge in collegeKey Words: Protection relay；Automatic device；Main protection；Backup protection目录1 引言52 变电所继电保护及自动装置配置82.1 变电所继电保护配置82.1.1 主变保护配置82.1.2 110KV线路保护配置102.1.3 35KV和10KV出线保护配置122.2 变电所自动装置配置132.2.1 备用电源自投入132.2.2 自动按频率减负荷装置152.2.3 自动重合闸163 主变的保护定值计算
8、183.1 主变保护配置183.2 1主变的保护定值计算193.2.1 1主变的瓦斯保护193.2.2 1主变的纵差动保护203.3 2主变的保护定值计算343.3.1 2主变的瓦斯保护343.3.2 2主变的纵差动保护344结论381 引言电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行、防止事故发生或扩大起重大作用。电力系统中的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、自然因素、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生例如短路、断线等故障1。最常见的，同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路。各种类型的短路包括三相短路，两相短路，两相短路接地和单相接地短路
9、。不同类型短路发生的概率是不同的，不同类型短路电流的大小也不同，一般为额定电流的几倍到几十倍。大量的现场统计数据表明，在高压电网中，单相接地短路次数占所有短路次数的85以上。各种短路等故障及不正常运行状态的发生，均要靠系统中的继电保护和自动装置切除。为了在故障后迅速恢复电力系统的正常运行，或尽快消除运行中的异常情况，以防止大面积的停电和保证对重要用户的连续供电，常采用一些自动化措施，完成这些任务的自动装置统称为电网安全自动装置2。电网继电保护设计应满足电力系统对继电保护装置的四性的要求：可靠性、选择性、灵敏性和速动性。其中可靠性是“四性”的前提，在拟制、配置和维护保护装置时，都必须满足可靠性的
10、要求。电力系统时非常复杂的有机联系的整体，任一电力设备和线路的故障不能及时切除，都可能影响整个电力系统，影响程度大小主要视电力设备和线路在电力系统中所处地位或重要性而定3。因此，不同电压等级的电网中，各电力设备和线路对“四性”的要求是有区别的，这是影响电网继电保护配置的主要原因。在确定电网继电保护配置方案的具体设计中，一般要考虑如下问题：1.电网的电压等级。一定的电压等级决定了一定的电网容量、供电负荷大小与供电范围。同时，不同电压等级的电网具有不同的机电和电磁特性4。2.中性点接地方式。中性点接地方式主要影响电网中接地保护的选型和配置。对中性点直接接地网，反应相间故障的继电保护采用三相式，而中
11、性点非直接接地电网，反应相间故障的继电保护采用两相式。3.电网结构方式。在电网电压、中性点接地方式确定后，电网结构方式是影响继电保护方案的主要因素，虽然目前已有许多适应性很强的性能完善的继电保护，但继电保护还不能保证任何形式的电网都能满足“四性”的要求。4.电网对有选择行切除故障时间的要求5.故障类型及机率6.电网的事故教训和运行经验7.保护应具有灵活性8.设计方案要具有统一性和协调性继电保护和安全自动装置由于本身的特点和重要性，要求采用成熟的特别是符合我国电网要求的有运行经验的技术。不合理的电网结构、厂站主接线和运行方式必将导致继电保护和安全自动装置配置困难，接线复杂，有时为适应一次部分某些
12、特殊需要采用一些不成熟的非常规保护装置，由此往往引起保护误动，甚至使一般性故障扩大为系统性事故，设计中必须引以为戒。为了确保故障元件能够从电力系统中被切除，一般每个重要的电力元件配备两套保护，一套为主保护，一套为后备保护5。实践证明，保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动、工作电源不正常乃至消失等时有发生，造成主保护不能快速切除故障，这时需要后备保护来切除故障。由后备保护动作切除故障，一般会扩大故障造成的影响。为了最大限度的缩小故障对电力系统正常运行产生的影响，应保证由主保护快速切除任何类型的故障，一般后备保护都延时动作，等待主保护确实不动作后才动作。因此，主保护和后备保护之间存在
13、动作时间和动作灵敏度的配合6。继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统的保护。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理，1910年方向性电流保护开始应用。1975年前后诞生了行波保护装置。20世纪50年代，随着晶体管的发展，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪80年代后期，静态继电保护装置由晶体管式向集成电路式过渡。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。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，但是进展却很快。经过10年左右的奋斗，到
14、了80年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机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。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上的新一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，发电机失磁保护、发电机保护和发电机变压器组保护也相继于1989年、1994年通过鉴定，投入运行。微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。微机相电压补偿式方向高频保护，正序故障分量方向高频保护也相继于1993年、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电
15、力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。因此到了90年代，我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中。 继电保护技术发展趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展7。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势8:1.自适应控制技术在继电保护中的应用2.人工神经网络在继电保护中的应用3.变电所综合自动化技术 总
16、之，微机保护必将随着各种技术的进步和发展呈现更新的特征，也将获得更广泛的应用。2 变电所继电保护及自动装置配置2.1 变电所继电保护配置2.1.1 主变保护配置变压器的故障及异常运行方式有：1. 变压器外部短路引起的过电流。2. 负荷长时间超过额定容量引起的过负荷。3. 变压器温度升高和冷却能力的下降。4. 变压器绕组的匝间短路。5. 中性点直接接地电力网中，外部接地故障引起的过电流及中性点过电压。6. 变压器绕组及其引出线的相间短路和中性点接地侧的单相接地短路。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重点过电压，威胁变压
17、器的绝缘。110KV电压等级的变压器，根据技术规程，规定应装设下列保护装置9：1. 对于变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护。2. 对于变压器引出线、套管及内部的短路故障，可装设纵差动保护。按照躲过最大不平衡电流方法的不同，变压器差动继电器可按照不同的工作原理来实现，因此分成很多类，如带磁制动特性的BCH-1、带短路线匝的BCH-2、多侧磁制动特性的BCH-4型差动继电器、鉴别涌流间断角的差动继电器、二次谐波制动的差动继电器。主变配备的纵差动保护采用RCS-9671/3型二次谐波制动带比率制动特性的变压器纵差动保护装置。该装置利用二次谐波制动原理实现对主变的保护。3对于外部相间短路引起
18、的变压器过电流，采用复合电压起动的过电流保护。针对相间短路的保护有过电流保护、低电压启动过电流保护和复合电压启动的过电流保护。复合电压启动过电流保护时低电压启动过电流保护的一个发展。它将原来的三个继电器改由一个负序过电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成。由于发生不对称故障时，都会出现负序过电压，故负序过电压继电器作为不对称故障的电压保护，而低电压继电器则作为三相短路故障时的电压保护。 对于中压侧及低压侧均无电源的三绕组变压器，复合电压启动装于电源测和低压侧。低压侧作为外部短路后备，以较短时限断开该侧断路器；电源侧保护作为变压器内部故障及中压侧外部短路的后备，带两段时限，以第一段时限断
19、开中压侧短路器，以第二段时限断开全部断路器。4.对110KV及以上中性点直接接地的电网中，采用零序电流保护反应变压器接地短路。 电力系统中，接地故障是最常见的故障形式。接于中性点直接接地系统的变压器，一般要求在变压器上装设接地保护，作为变压器主保护和相邻元件接地保护的后备保护。根据设计手册，对于中压侧及低压侧均无电源的三绕组变压器，零序电流保护安装于高压侧和中压侧，即110KV侧和35KV侧。5.为防御长时间的过负荷对设备的破坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限作用于信号。2.1.2 110KV线路保护配置在我国除个别110KV及154KV地区电网外，其余110KV及以上电压等级电
20、网均属于中性点直接接地电网，应装设防御单相及多相短路与接地的保护。从继电保护的观点来看，中性点直接接地电网的特点及对保护的影响主要有以下几点10：（1）中性点直接接地的高电压电网的显著特点是单相接地时有较大的零序电流，因此要求快速切除故障；（2）由于短路、操作或负载突变，可能引起系统振荡，产生电气量的对称脉动变化，因此要求装设振荡闭锁装置；（3）当送电线采用单相自动重合闸或按相检修时，将出现短时或长期非全相运行，产生稳定的负序和零序分量；常见的线路保护有以下几种：三段式电流保护，距离保护，零序电流保护，纵联保护。三段式电流保护常应用于35KV及以下电压等级的电网中。计算、整定、接线简单，该保护
21、的定值选择、保护范围、以及灵敏度等受系统的运行方式变化影响较大。因此598线路不采用三段式电流保护距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障到保护安装处的距离而工作的保护。可用于110KV及以上电网中，保护范围稳定，灵敏度高，受系统运行方式影响较小，可反应相间短路故障和接地故障。因此598线路采用距离保护作为主保护。零序电流保护的灵敏性较高，稳定性也较高，对于系统发生的某些不正常运行状态，如系统振荡、短时过负荷等，零序电流保护不受他们的影响。可用于110KV及以上的电网中，但是该保护对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，常不能满足其对保护的要求。因此59
22、8线路采用零序电流保护作为其后备保护。纵联保护时利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成保护的。当线路发生区内故障、区外故障时，电力线两端的电流波形、功率方向、电流相位以及两端的测量阻抗都具有明显的差异，利用这些差异可以构成不同原理的纵联保护。纵联保护常用于220KV及以上电网中。因此110KV598乌工线采用距离保护作为主保护，采用零序电流保护作为后备保护。2.1.3 35KV和10KV出线保护配置输电线上发生相间短路时，故障相的电流增大，当线路电流超过规定值时，继电器将动作于跳闸。过电流保护接线简单，动作迅速。对于35KV和10KV的出线，采用不带方向的三段式过电流保护作为主保护
23、及后备保护，可以满足选择性、灵敏性及快速切除故障的要求。段电流保护又称无时限电流速断保护，为主保护的瞬时动作段，本段保护不经时限元件，而以本身固有动作时限发出跳闸脉冲。它能使被保护线路上一部分或大部分的相间故障都能有选择性地瞬时切除，这将压缩与其有配合关系的相邻线路上的其他后备保护的动作时限，从而降低电网内各处与其有配合关系的保护的动作时限，提高系统保护水平。段电流保护按照出线末端在最大运行方式下，发生三相短路时产生的最大短路电流整定。并利用保护范围校验其灵敏度。段电流保护又称定时限过电流保护，为后备保护段，它作为本线路主保护拒动时的近后备保护，也作为过负荷时的保护。段电流保护的是按照最大负荷
24、电流来整定。并利用出线末端在最小运行方式下，发生两相短路时产生的最小短路电流校验其灵敏度。因此35KV和10KV的出线配置段过电流保护和段过电流保护。2.2 变电所自动装置配置电力技术不断发展，要求发电厂和变电所装设各种自动装置，这些自动装置在发电厂和变电所的主要作用有以下几点11：(1)保证电力系统可靠、经济运行，消除运行人员在执行某项操作时可能发生的不准确或错误的动作；(2)减轻运行人员的劳动强度或代替人的活动；(3)保证电气设备的安全可靠运行，使运行人员及时、准确地判断运行中的异常情况并及时处理。变电所常用的自动装置有以下几种：1.备用电源自投入2.自动按频率减负荷装置3.自动重合闸现对
25、本变电所配置自动装置详细叙述。2.2.1 备用电源自投入备用电源自投入主要用于备用变压器、备用线路和发电厂变电所的所用变备用电源自投入，简称BZT。备用电源自投入的有关断路器控制接线除了满足控制回路设计要求以外，还要满足以下要求：工作电源故障或其断路器被错误地断开时，备用电源能自动投入；备用电源断路器的合闸脉冲应是短脉冲，只允许自动投入装置动作一次；BZT装置的闭锁开关应按厂用母线段各自独立装设。备用电源自投入可按照切换方式分为同时切换、相继切换、并联切换、延时切换、各压级电器检定的切换。本变电所10KV105和106线互为备用，可以采用并联切换的方式(也称塔接式切换)，切换过程是线合备用电源
26、断路器，工作电源与备用电源并联后再跳开工作电源断路器。并联切换的优点是切换过程不停电，无扰动。但有一定的切换条件，即厂用工作与备用电源之间初始相角不能太大。自动投入装置，应符合下列要求： 1.保证备用电源在电压、工作回路断开后才投入备用回路。 2.工作回路上的电压，不论因何原因消失时，自动投入装置均应延时动作。 3.手动断开工作回路时，不起动自动投入装置。 4.保证自动投入装置只动作一次。 5.备用电源自动投入装置动作后，如投到故障上，必要时，应使保护加速动作。 6.备用电源自动投入装置中，可设置工作电源的电流闭锁回路。2.2.2 自动按频率减负荷装置频率是电能质量的基本指标之一，再正常情况下
27、系统的频率应保持在50Hz，运行频率合它的额定值之间允许差值为内。频率降低导致用电企业的机械生产率下降，产品质量降低。更为严重的是给电力系统工作带来危害。使厂用机械出力降低。为保证系统有足够的容量不发生有功缺额，除了当因事故发生功率缺额时，应由自动低频减载装置(ZPJH)断开一部分次要负荷。还要采取以下措施：1. 装设调频机组，解决尖峰负荷时用电的问题，保证频率的恒定；2. 在系统内合理装设调相机，解决系统内无功不足，以提高功率因数；3. 系统装设调频调压装置。当由于功率缺额造成频率下降时，自动按频率减负荷装置应按各轮整定值动作，按ZPJH接线中所接的用户顺序切除。为了确定ZPJH的轮数，首先
28、应定出装置的动作频率范围，即选定第一轮起动频率和末轮的启动频率。第一轮启动频率的选择：根据系统频率动态特性，在事故初期如能及早切除负荷功率，对延缓频率下降过程是有利的，因此宜选的高一些，但又必须计及电力系统动用旋转备用容量所需的时间延迟，所以一般的启动频率定在48.549Hz.末轮的启动频率受频率崩溃或电压崩溃的限制，对于高温高压的火电厂，频率低于4646.5Hz时，厂用电已经不能工作，因此末轮的启动频率以不低于4646.5Hz为宜。确定了第一轮启动频率和末轮的启动频率后，就可在该频率范围内按频率级差分成n级断开负荷，即，极数越大，每级断开的负荷越小，这样装置所切除的负荷量就越有可能接近于世纪
29、功率缺额，具有较好的适应性。2.2.3 自动重合闸自动重合闸装置是将因故跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障一般不到10%。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性和可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量, 也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。所以，架空线路要采用自动重合闸装置。在电网中得到普遍应用的是有单相重合闸、三相重合闸以及既能单相又能三相的综合重合闸。按重
30、合闸时间分，可分为快速重合闸及慢速重合闸。当线路发生故障后，保护有选择性的动作切除故障，重合闸进行一次重合以恢复供电，这种方式称为前加速。若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速。根据设计手册，对于本变电所这样的单侧电源线路，其电源宜采用一般的三相重合闸，如由极端串联线路构成的电力网，为了补救电流速断保护的无选择性动作，三相重合闸用带后加速或顺序重合闸方式，此时断开的几段线路自电源侧顺序重合。三相重合闸采用一次重合闸方式，当一次重合闸失败后，立即跳闸，在规定的重合闸周期内不进行第二次合闸。如果重合于健全线路，线路保护不应误动作。为了适应高压电网
31、保护加速的要求110KV电网应设置手动合闸继电器及重合闸加速继电器。当线路第一次故障时，保护由选择性动作，然后进行重合，如重合与永久性故障，加速切除故障。由于第一次故障切除及重合于永久性故障的再次切除都是由选择性，后加速方式不会扩大停电范围，其使用也受网络结构及负荷条件的限制。重合闸动作时间的整定原则应力争重合成功，因此必须保证在重合过程中，故障处有足够的断电时间，保证故障处电弧熄灭及绝缘恢复，同时保证系统稳定所允许的重合闸的最长动作时间。重合闸过程中实际的断电时间应大于极限断电时间。极限断电时间为故障电流消弧时间加上去游离时间，三相重合闸线路两侧三相开关跳闸后不存在潜供电弧，要求的极限断电时
32、间实际上相当于故障处去游离时间。一般情况下110KV线路为0.20.3s。3.主变的保护定值计算3.1 主变保护配置变压器的故障可分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路以及接地短路。油箱内的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。时间表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路时比较常见的故障形式；而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。根据第二章变压器继电保护的配置可知，对于本变电所的变压器配备如下保护：针对变压器内部的各种短路及油面下降的瓦斯保护。针对变压器引出线、套管及内部短路故障的纵差动保护。针对外部相间短路引起
33、的变压器过电流的复合电压起动的过电流保护。针对变压器接地短路的零序电流保护。针对御长时间的过负荷对设备的破坏的过负荷保护。3.2 1主变的保护定值计算3.2.11主变的瓦斯保护当变压器油箱内部故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障程度有关。瓦斯保护就是利用这些气体来实现保护。瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，又称气体继电器。它安装在变压器油箱和油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯挡板式两种型式，均有两对触点引出，可以并联使用。气体继电器
34、有两个输出触点：一个反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为“轻瓦斯”；另一个反应变压器的严重故障,成为“重瓦斯”。瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成。变压器内部发生轻微故障时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出“轻瓦斯动作”信号。变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳开变压器各侧断路器。可能瞬间接通重瓦斯继电器的触点。瓦斯保护的整定：（1）1号主变的容量为20000KVA，瓦斯继电器的气体容积整定值为250cm3。（2）重瓦斯保护油流速度的整定：重瓦斯保护动作的
35、油流速度整定范围为0.61.5m/s,在整定流速时均以导油管中的流速为准。根据运行经验，管中油流速度整定为0.61m/s时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。但是在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流的速度约为0.40.5m/s。因此，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在1m/s。3.2.21主变的纵差动保护 纵差动保护不但能够正确区分区内和区外故障，而且不需要与其他元件的保护相配合，可以无延时地切除区内各种故障，广泛地用作变压器的主保护。变压器纵差动保护在正常运行和外部故障时，流入差动继电器的电流为零。但实际上由于变压器的励磁电流，接线方式和电流互感
36、器误差等因素的影响，继电器中有不平衡电流流过，由于这些特殊因素的影响，变压器差动保护的不平衡电流很大。因此，变压器差动保护需要解决的主要问题之一是采取各种措施躲过不平衡电流的影响。下面详细地对该保护装置进行整定计算：一RCS-9671/3型二次谐波制动带比率制动特性的变压器差动保护.计算穿越变压器的最大短路电流(1)10KV侧：最大运行方式下，10KV母线发生三相短路时的最大短路电流等值阻抗如图3-1：图3-1 最大运行方式下10KV母线发生三相短路等值阻抗图取容量基准值=100MVA，即网络平均额定电压。1主变高压侧1主变中压侧1主变低压侧2主变高压侧2主变中压侧1主变低压侧 和即为电源到短
37、路点的转移电抗。计算电抗：短路电流标么值：短路电流有名值（归算至短路处）计算如式3-1： (3-1)(2)35KV侧：最大运行方式下，35KV母线发生三相短路时的最大短路电流等值阻抗如图3-2：图3-2 最大运行方式下35KV母线发生三相短路等值阻抗图 和即为电源到短路点的转移电抗。计算电抗：短路电流标么值：短路电流有名值（归算至短路侧）：由以上可见，变压器外部故障时，流过变压器的最大短路电流为35KV侧的短路电流，为3.470KA。.差动速断保护整定计算(1)躲过外部短时的最大不平衡电流（躲11KV侧不平衡电流）不平衡电流计算如3-2式： (3-2)其中时电流互感器的误差，取0.050.1；
38、为变压器分接头改变引起的误差，通常取0.1；为电流互感器同型系数，取为1；为非周期分量系数，可取1。 (2)躲过变压器外部故障时的最大短路电流：因此取保护动作电流为4.585KA。(3)另外,由于变压器的励磁涌流很大，纵差动保护通常采用其他措施来减少励磁涌流对变压器的影响：一是通过鉴别励磁涌流和故障电流，在励磁涌流时将差动保护闭锁，这时在整定值中不必考虑励磁涌流的影响。三相变压器励磁涌流有以下特点：a.三相励磁涌流不相同，至少在两相中出现不同程度的励磁涌流；b.某相励磁涌流可能不再偏离时间轴的一侧，变成了对称性涌流，其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流；c.三相励磁涌流中有一相或两相二次谐
39、波含量小，但至少有一相比较大；d.波形是间断的，但间断角显著减小，其中又以对称性涌流的间断角最小。另一种是采用速饱和变流器减少励磁涌流产生的不平衡电流。4.RCS-9671型二次谐波制动带比率制动特性的差动保护定值计算流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关。穿越电流越大，不平衡电流也越大。具有制动特性的差动继电器正是利用这个特点，在差动继电器中引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动电流，继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越短路电流整定，而是根据制动电流自动调整。该制动电流可取,其中、分别为变压器各侧的一次电流，此处取各侧的额定电流。RCS-9671型保护装置采用2次谐波制
40、动，根据对变压器励磁涌流的谐波分析，励磁涌流中含有很大比例的2次谐波分量，而在变压器内部故障电流中，2次谐波的比例很小，因此，利用2次谐波制动原理为判据的差动继电器具有防止变压器涌流的功能。为了避免正常运行和外部故障时穿越短路电流的影响，该继电器还有比率制动回路。该装置的比率制动系数、差动整定值、二次谐波整定计算如下：1)比率差动元件比率制动系数计算如3-3式: (3-3)动作方程如下：当时，；当时，；当时，此装置采用三折线比率差动原理,如图3-3所示为折线比率差动动作曲线，阴影部分为可动作区。图3-3 三折线比率差动动作曲线由以上计算可知：，可知，带入中：2)二次谐波制动在RCS-9671保
41、护中，比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。保护采用按相闭锁的方式。其动作方程如式3-4： (3-4)其中为A、B、C三相差动电流中的二次谐波，为对应的三相差动电流, 为二次谐波制动系数。即：4. 纵差动保护灵敏度按最小运行方式下，两相短路发生时10KV侧的最小短路电流，考虑一台主变停运（2主变停运），等值阻抗如图3-4：图3-4 最小运行方式下10KV母线发生三相短路等值阻抗图最小短路电流计算如下：和即为电源到短路点的转移电抗。计算电抗：短路电流标么值：短路电流有名值（归算至短路侧）： 保护采用二次谐波制动的方式，用二次谐波电流校验。灵敏度满足要求。二反应变压器相间短
42、路的后备保护复合电压启动过电流保护过电流继电器的整定原则与低电压启动过电流保护相同。负序过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压来整定，即如式3-5: (3-5)由设计手册可知，对于中压侧及低压侧均无电源的三绕组变压器，复合电压启动装于电源测和低压侧，即110KV侧和11KV侧。高压侧复合启动过电流保护整定1. 低压侧复合启动过电流保护整定复合电压启动过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高，并且接线比较简单，因此应用比较广泛。三反应变压器接地短路的后备保护零序过电流保护根据设计手册，对于中压侧及低压侧均无电源的三绕组变压器，零序电流保护安装于高压侧和中压侧，
43、即110KV侧和35KV侧。零序电流保护的动作电流按式3-6整定： (3-6)其中为相邻元件零序电流段的动作电流。为零序电流分支系数，本系统中取1。1. 高压侧零序过电流保护整定根据零序电流保护的整定式，110KV母线的相邻线路即为598乌工线，598乌工线零序电流段的动作电流已经算出为9.788KA。2. 中压侧零序过电流保护整定35KV母线的相邻线路有三条，即383乌黄线，385乌香线，386乌水线。选择三条线路中零序段的动作电流较大的做为变压器零序电流保护的整定。比较三条线路的阻抗如下：可见最小，同等电压等级下，阻抗和电流成反比，因此386线路末端发生短路时的零序电流最大，因此用386线
44、路零序保护段的动作电流整定变压器的零序电流保护段。(1)386乌水线零序电流保护段整定1) 386乌水线末端发生短路的最大零序电流计算假设理想状态条件下，变压器的零序阻抗和正序阻抗相等，线路的零序阻抗等于对应的正序阻抗的三倍。由此条件计算最大运行方式下，386乌水线末端发生短路的零序电流。a.正序等值阻抗如图3-5：图3-5 最大运行方式下35KV出线386末端三相短路等值正序阻抗图零序过电流保护整定计算均用有名值计算。滨江线386： 系统等值正序阻抗为： b.零序等值阻抗如图3-6：图3-6 最大运行方式下35KV出线386末端三相短路等值零序阻抗图 系统等值正序阻抗为： 2)386滨江线零
45、序电流保护段整定由于此段等值线路，因此用单相接地短路的零序电流整定12：变压器相邻线路零序电流保护段整定值为；相应地，变压器零序电流保护段整定值为：四变压器后备保护过负荷保护变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而收到损伤。因此对于本变电所的两台主变，均要设置过负荷保护。在经常有人值班的变电站，过负荷保护通常作用于信号。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，过负荷保护只需接入一相电流，各侧的过负荷保护均经过同一时间继电器延时发出信号。根据设计手册，对于单侧电源的三绕组变压器，当三侧绕组容量不相同时，在电源测和容量较小的绕组侧装设过负荷保护。过负荷保护整定如式3-7: (3-7)1.高压侧过负荷保护整定2低压侧过负荷保护整定五.其他非电量保护变压器非电量保护一般指涉及到整定值的气体、压力和温度方面的保护。当变压器内部出现单相接地、放电或不严重的匝间短路故障时，其他保护因得到的信号弱而不起作用，但这些故障均能引起变压器及其它材料分解产生气体。利用这些特点构成的反映变压器运行变化的保护装置称为非电量保护。主
