【正文】 果。 ： （ 1）設(shè)計說明 書：設(shè)計思想，設(shè)計觀點明確；設(shè)計步驟清楚；文字簡潔通順；技術(shù)用語表述準確；敘述邏輯性和系統(tǒng)性強； （ 2）設(shè)計分析 計算書 ：設(shè)計方案分析比較，敘述論證有說服力；設(shè)計計算結(jié)果及變電站繼電保護裝置選擇正確。 繼電保護裝置是一種有繼電器和其他輔助元件構(gòu)成的安全裝置，它能夠反映電氣元件的故障；和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)信號，是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的可靠保 證?；旧夏軡M足 220kV 變電站繼電保護設(shè)計的要求，以及能保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本要求。 主變壓器保護設(shè)計分析 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 接地保護 ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 22OkV側(cè)母線保護 .............................. 錯誤 !未定義書簽。 第 4章 線路保護 .................. 錯誤 !未定義書簽。 10kV 線路保護 .................................. 錯誤 !未定義書簽。繼電保護裝置的可靠運行涉及到裝置的配置設(shè)計、制造安裝、整定計算、運行維護等諸多方面。本文立足 220kV 變電站和繼電保護裝置，著眼于 220kV變電站電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和其設(shè)計的經(jīng)濟性， 遵循了提出的問題、分析了問題以及依據(jù)國情并借鑒其他繼電保護裝置設(shè)計解決問題的基本思路，對該 220kV 變電站繼電保護 的現(xiàn)狀、成因和解決辦法進行了深入的分析和探討，力圖做到系統(tǒng) 故障能準確迅速安全的切除，確保供電的穩(wěn)定性 ，標本兼治。它通常由畢業(yè)生在教師的指導下進行，是考核學生運用科學的思維和方法進行工程設(shè)計能力的基本依據(jù)。 二 、 主變壓器保護 設(shè)計原則 變壓器繼電保護整體配置設(shè)計時，必須清楚其可能發(fā)生的故障及異常運行狀態(tài)，針對其可能發(fā)生的故障及異常運行狀態(tài)進行相應(yīng)的保護配置： (一 )變壓器可能發(fā)生的故障： ①油箱內(nèi)部故障：繞組 相間短路，接地短路匝間短路，及鐵芯燒損。異常運行保護用以反應(yīng)各種可能給機組造成危害的異常工況，此保護作用于發(fā)信號，這類保護一般只裝設(shè)一 套專用繼電器，不設(shè)后備保護。 (三 )、 反應(yīng)外部相間短路的過電流保護、復(fù)合電壓啟動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護 (四 )、 反應(yīng)中性點接地的電力網(wǎng)中，外部單相接地短路的零序電流保護。對于有重要負荷的變電站；應(yīng)考慮當一臺變壓器 停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)應(yīng)保證對一、二級負荷的供電。 變壓器主保護 一 、 氣體保護 （一）氣體保護 定義 油浸式變壓器是利用變壓 器油作為絕緣盒冷卻介質(zhì)，當變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障時，故障點局部產(chǎn)生高溫，使油溫升高體積膨脹，甚至沸騰，油內(nèi)溶解的空氣就會被排出，變成氣泡上升；故障點產(chǎn)生電弧，使變壓器油及其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體（含氣體成分），從油箱向油枕 流動，反應(yīng)這種氣流與油流動作得的保護稱為氣體保護。 氣體繼電器油三種形式，即浮筒式、擋板式即開口杯與擋板構(gòu)成的復(fù)合式。在軸一側(cè)的開口杯，同時受到 杯內(nèi)油的重力即油對開口杯浮力的作用。 變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時 ，產(chǎn)生的氣體在繼電器上部，迫使油面下降。 變壓器嚴重漏油使油面降低時，開口杯下沉到一定位置，干簧接點閉合，同樣發(fā)出“輕瓦斯動作 ” 信號。 二 、 縱 差 動 保 護 （一 ） 縱差動保護 定義 縱差動保護是用輔助導線（或稱引導線）將被保護設(shè)備兩側(cè)的電量連接起來，比較被保護設(shè)備始端與末端電流的大小及相位，在設(shè)備兩側(cè)裝設(shè)電流互感器，兩側(cè)電流互感器一次回路的正極性端 均置于遠離設(shè)備的一側(cè)，二次回路用電纜同極性相連，差動繼電器則并聯(lián)在電流互感器二次側(cè)的環(huán)路上，在正常運行情況下，引導線中形成環(huán)流，稱為縱差動保護。 （ 三 ）差動 回路不平衡電流 變壓器差動保護在正常運行和外部故障時，理想情況下 流入差動繼電器的電流為零 ,保護裝置不動作，但實際上變壓器差動保護與其他設(shè)備差動保護相比，在正常和外部短路時的故障行為有很大不同，因為變壓器差動回路中不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲過不平衡電流或減小不平衡電流的影響，形成不平衡電流的因素及所采取的措施： 。 ③ 其波形有間斷角。 ④ 利用勵磁涌流中波形間斷的特點，采用具有鑒別間斷角差動繼電器構(gòu)成差動保護或?qū)ΨQ識別原理構(gòu)成的差動保護 2. 變壓器各側(cè)接線組別不同引起不平衡電 流。 ，產(chǎn)生不平衡電流 此不平衡電流是由于兩側(cè)電流互感器的相對誤差引起的，型號相同相對誤差較小，型號不同相對誤差較大，它們的特性差別較大，估引起較大的不平衡電流。 過電流保護 為了反映外部短路引起的變壓器過電流和作為變壓器主保護的后備保護，根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流的不同， 須裝設(shè)不同的過電流保護，三繞組在外部故障時應(yīng)盡量減小停電范圍，因此在外部發(fā)生短路時，要求 僅斷開故障側(cè)的斷路器，而使另外兩側(cè)繼續(xù)運行。若變壓器內(nèi)部故障。其主變壓器 220kV、 110kV 側(cè)的中性點均采用經(jīng)間隙接地和直接接地方式，實 際運行只一臺直接接地。非直接接地運行變壓器 當發(fā)生單相接地故障（差動保護拒動），放電間隙放電，為了避免放電時間過長， 還 應(yīng)裝設(shè)專門反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護，其任務(wù)是及時切除變壓器，防止間隙長時間放電， 造成中性點絕緣破壞。第 II段與相鄰元件接地保護后備段配合，以 t3和 t4 的延時分別斷開 母聯(lián)斷路器和各側(cè)斷路器。 微機保護中，過負荷保護保護通常設(shè)有 3段，并且均取 B 相電流，一般 I用于發(fā)告警信號， II段用于啟動風扇冷卻器， III段用于閉鎖有載調(diào)壓。 四 、 變壓 器溫度保護 變壓器運行中，總有部分損失（如銅損、鐵損、介質(zhì)損失等）時變壓器各部分溫度升高，繞組溫度過高時會加速絕緣的老化，縮短使用壽命，繞組溫度越高，持續(xù)時間越長，會造成絕緣老化的速度越快，使用期限越短。 冷卻器故障保護一般監(jiān)測變壓器繞組的負荷電流，并與溫度保護配合使用，構(gòu)成兩段時限保 護 。母線的故障的原因有母線絕緣子和斷路器套管的閃絡(luò)，裝于母線的電壓互感器和裝在母線和斷路器之間的電流互感器故障，母線隔離開關(guān)和斷路器的支持絕緣子損壞，運行人員的誤操作等，雖然母線結(jié)構(gòu)簡單，且處于變電站內(nèi)，發(fā)生故障的幾率相對于其他設(shè)備小，但母線發(fā)生故障時，接于母線上的所有元件都要斷開，會造成大面積停電。在 DL400《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中，非專門的母線保護裝設(shè)原則：對于發(fā)電廠和主要變電所的 3~10KV 分段母線及并列運行 的雙母線，一般可由發(fā)電機和變壓器的后備保護實現(xiàn)母線的保護。 根據(jù)已知變電所的主接線運行方式為： 220kV側(cè)采用雙母線接線方式； 110kV側(cè)采用雙母線接線方式； 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式。 220kV 側(cè) 母線 保護 通過分析， 220kV 側(cè)采用雙母線同時投入運行方式（將母聯(lián)斷路器投入），對于這種運行方式，為了有選擇地將故障母線切除，可采用元件固定連接的母線完全差動保護。 （ 2）元件固定連接方式下任一組母線短路時（如母線 I）差動保護繼電器 KD1~KD3流過全部的短路電流而動作，跳開母線斷路器 QF5 和母線 I 上所有連接元件的斷路器QF QF2，從而將母線 I 切除。但對于進線較少的母線保護還是比較優(yōu)越的。 斷路器失靈保護有稱后備接線，它是防止因斷路器拒絕動而擴大事故的一項措施，斷路器失靈保護 的工作原理是，當線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時。在經(jīng)過一個時限后失靈保護出口繼電器動作，跳開與失靈的斷路器相連的母線上的各個斷路器，將故障切除。 110kV 側(cè) 母線 保護 通過分析， 110kV側(cè)采用雙母線接線，單母線投入運行方式（母聯(lián)斷路器不投入），對于這種運行方式，雙母線經(jīng)常只有一組母線投入運行，可母線完全差動保護。 （二） 完全電流差動保護 整定計算 差動繼電器的動作電流按以下原則整定： (1)躲過外部故障時流入差動回路的最大不平衡電流，即 TAkr e lundr e la c tk nIKIKI / m a a x.. ?? ??? 式中， relK －可靠系數(shù)，取 。保護由兩段組成：其第一段采用無時限或帶時限的電流速斷保護，當靈敏系數(shù)不符合要求時，可采用電流閉鎖電壓速斷保護；第二段采用過電流保護，當靈敏系數(shù)不符合要求時，可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保護的起動電流。 （一） RCS— 915AB 型微機母線保護裝置簡介 保護配置： RCS— 915AB 型微機母線保護裝置設(shè)有母線差動保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)死區(qū)保護、 母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)過流保護、母聯(lián)非全相保護以及斷路器失靈保護等功能。比如中性點直接接地的高壓網(wǎng)最顯著的特點是單相接地時較大的零序電流，因此要求快速切除故障，以減少對設(shè)備及通信線路的影響，又比如，由于短路、操作或負載突變，可能引起系統(tǒng)震蕩，產(chǎn)生電氣量的對稱脈動變化，因此要求裝設(shè)振蕩閉鎖裝置 ，以區(qū)別短路和單純的振蕩，或者使保護裝置不反應(yīng)或躲過振蕩的影響等問題，但在 10~35kV中性點非直接接地電網(wǎng)中則不必考慮。對于平行線路，通常采用電流平 衡保護作為，其靈敏度比橫差動保護高，而以距離保護（帶延時）作為后備保護。 目前廣泛采用的高頻保護有：高頻閉鎖方向保護，高頻閉鎖距離保護，高頻閉鎖零序電流保護及電流相位差動高頻保護。 階段式電流與系統(tǒng)運行方式有很大關(guān)系，系統(tǒng)運行方式的變化越 來越大，電流保護無法滿足靈敏度的要求。 （二） 電流平衡保護 橫差保護作為在電源側(cè)時靈敏度往往不能滿足要求；電流測量元件反應(yīng)的是兩線路電流的差值（及不平衡電流）。當線路 L1 故障時（如 K1 點故障），這 I1＞ I2， KAB 的右側(cè)觸點閉合，跳開 QF1 切除 L1的故障，保護不動作。 距離保護的原理與 220kV中距離保護一樣。它在正常運行時不應(yīng)該啟動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，則能反應(yīng)于電流的增大而動作，在一般情況下，它不僅能夠保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長，以起到后備保護的作用。 10kV 線 路 保 護 10kV 系統(tǒng)為中性點非直接接地系統(tǒng)，當發(fā)生三相短路、相間短路時由于短路電流大，保 護必須動作跳開相應(yīng)的斷路器。 當發(fā)生系統(tǒng)單相接地時，接地故障相對地電壓為 零，該相電容電流也為零，由于三相對地電壓以及電容電流的對稱性遭到破壞，因?qū)⒊霈F(xiàn)零序電壓和零序電流。 根據(jù)以上的特點，對要求設(shè)計的 10kV 線路可選擇接地零序電流保護。采用零序電流繼電器不平衡電流大小，電流繼電器的整定值可以不考慮此不平衡電流的影響，從而提高保護的靈敏系數(shù)。 10 kV 線路一般為多級保護的最末級，或最末級用戶變電站保護的上一級保護。時限整定為 0 s（保護裝置只有固有動作時間無人為延時）。 [3] 盧文鵬、吳佩雄，發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備，中國水利水電出版社， 2020。 [6] 李金英，繼電保護，中國電力出版社， 2020。 [10] 李火元主編，電力系統(tǒng)繼電保護及自動裝置，中國電力出版社， 2020。為進一步成為專業(yè)的技術(shù)人員奠定基礎(chǔ)。