【正文】 很少時），靈敏度好于其他保護(hù)，所以氣體保護(hù)是大、中、小型變壓器必不可少的油箱內(nèi)部故障最有效地主保護(hù)。在軸另一側(cè)的平衡錘，有重錘的重力及油對重錘的浮力。 本次設(shè)計中 每一臺變壓器額定容量為 150MVA。 (五 )、 變壓器其他保護(hù)，如過負(fù)荷、過勵磁、變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)、溫度保護(hù)、冷卻器故障保護(hù)等 。 ② 油箱外部故障：主 要是套管及引出線上發(fā)生相間短路和接地短路 （二） 變壓器的不正常工作狀態(tài)： ① 由外部短路引起過電流 ② 由于電動機(jī)自啟動及尖峰負(fù)荷等原因引起的過電流 ③ 由于油箱漏油造成油面降低 ④ 由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵磁 三 、 主變壓器 保護(hù)配置 變壓器的保護(hù)可以分為短路保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)兩類。 關(guān)鍵詞 ： 母線保護(hù)；線路保護(hù)，主變壓器保護(hù)； 變壓器容量；原理接線圖； 第一章 設(shè)計說明書 為確保 220kV變電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行，即便是遇到事故故障也能迅速準(zhǔn)確的切斷事故故障，使其不擾亂電力系統(tǒng)的供電可靠的正常秩序，我們這組對該變電站設(shè)計了一系列的繼電保護(hù)裝置。 摘 要 中國的電力工業(yè)作為國家最重要的能源工業(yè)，一直處于優(yōu)先發(fā)展的地位，電力企業(yè)的發(fā)展 也是令人矚目的。 11OkV側(cè)母線保護(hù) .............................. 錯誤 !未定義書簽。 變 壓器容量選擇 ............................... 錯誤 !未定義書簽。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時發(fā)出跳閘信號將故障設(shè)備切除，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時繼電保護(hù)發(fā)出信號以便運(yùn)行人員及時對不正常工作狀態(tài)進(jìn)行處理，防止不正常運(yùn)行工作狀態(tài)發(fā)展成為故障而造成事故。 20200— 30000 字。 [2] 電氣 運(yùn)行， 中國 電力 出版社， 2020，楊娟主編。 長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 課題名稱： 220kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計 專 業(yè) ： 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 學(xué) 生 姓 名 ： 譚 棡 譯 學(xué) 號 ： 202001041932 班 級 ： 電氣 0719 指 導(dǎo) 教 師 ： 楊娟 2020年 1 月 畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)書 （ 20202020 學(xué)年） 系部名稱：電力工程系 課題名稱 220kV 變電站 繼電保護(hù) 設(shè)計 學(xué)生姓名 譚棡譯 專業(yè) 發(fā)電廠及電力系 統(tǒng) 學(xué)號 32 指導(dǎo)教師 楊 娟 任務(wù)書下達(dá)時間 2020 年 11月 23 日 課題概述：（包 括設(shè)計或論文的課題，設(shè)計型課題的原始資料及主要參數(shù)要求或論文型課題的論點(diǎn)、論據(jù)、邏輯性要求等） 題目： 220kV 變電站 繼電保護(hù) 設(shè)計 原始資料 由于某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長，擬建一個 220kV 變電所，向該地區(qū) 110kV 和10kV 線路供電。 （ 5）所用電負(fù)荷統(tǒng)計如下表 3 表 3 所用電負(fù)荷統(tǒng)計： 乙縣變 28 1 90km 丙縣變 15 1 110km 丁縣變 26 1 85km 名 稱 最大負(fù)荷 (MW) 功率因數(shù) 回路數(shù) 線路 (架空 ) 氮肥廠 4 1 5km 機(jī)械廠 4 1 3km 紡織廠 3 1 8km 化工廠 3 1 6km 造紙廠 1 4km 水 廠 6 2 7km 建材廠 3 1 Ａ 變 4 1 10km Ｂ 變 4 1 4km Ｃ 變 4 1 6km Ｄ 變 3 1 4km 名 稱 容量（ kw） 臺 數(shù) 備 注 主變風(fēng)扇 66 連續(xù) 經(jīng)常 主充電機(jī) 16 1 連續(xù)不經(jīng)常 浮充電機(jī) 15 1 連續(xù) 經(jīng)常 蓄電池進(jìn)風(fēng) 1 連續(xù)不經(jīng)常 蓄電池排風(fēng) 2 1 連續(xù) 經(jīng)常 鍋爐房水泵 2 1 連續(xù) 經(jīng)常 空 壓 機(jī) 20 連續(xù) 經(jīng)常 載 波 室 2 短時不經(jīng)常 220kV 配電裝置電源 18 短時不經(jīng)常 110kV 配電裝置電源 18 短時不經(jīng)常 220kV 斷路器冬天加熱 4 連 續(xù) 110kV 斷路器冬天加熱 4 連 續(xù) 室外配電裝置照明 15 連 續(xù) 室 內(nèi) 照 明 8 連 續(xù) 要求閱讀或檢索的參考資料及文獻(xiàn)： [1] 電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)及自動裝置，中國電力出版社， 2020，李火元主編。 分析 計算書一份： 分析 計算書應(yīng)給出設(shè)計中的全部 分析 計算過程和結(jié)果。 繼電保護(hù)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(yùn)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(yùn)行的可靠保 證。 主變壓器保護(hù)設(shè)計分析 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 22OkV側(cè)母線保護(hù) .............................. 錯誤 !未定義書簽。 10kV 線路保護(hù) .................................. 錯誤 !未定義書簽。本文立足 220kV 變電站和繼電保護(hù)裝置，著眼于 220kV變電站電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和其設(shè)計的經(jīng)濟(jì)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(hù)裝置設(shè)計解決問題的基本思路，對該 220kV 變電站繼電保護(hù) 的現(xiàn)狀、成因和解決辦法進(jìn)行了深入的分析和探討，力圖做到系統(tǒng) 故障能準(zhǔn)確迅速安全的切除，確保供電的穩(wěn)定性 ，標(biāo)本兼治。 二 、 主變壓器保護(hù) 設(shè)計原則 變壓器繼電保護(hù)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(yùn)行狀態(tài)，針對其可能發(fā)生的故障及異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)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。 (三 )、 反應(yīng)外部相間短路的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù) (四 )、 反應(yīng)中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)中，外部單相接地短路的零序電流保護(hù)。 變壓器主保護(hù) 一 、 氣體保護(hù) （一）氣體保護(hù) 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(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障時，故障點(diǎn)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(diǎn)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(hù)稱為氣體保護(hù)。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。 變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時，開口杯下沉到一定位置，干簧接點(diǎn)閉合，同樣發(fā)出“輕瓦斯動作 ” 信號。 （ 三 ）差動 回路不平衡電流 變壓器差動保護(hù)在正常運(yùn)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(hù)裝置不動作，但實際上變壓器差動保護(hù)與其他設(shè)備差動保護(hù)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： 。 ④ 利用勵磁涌流中波形間斷的特點(diǎn)，采用具有鑒別間斷角差動繼電器構(gòu)成差動保護(hù)或?qū)ΨQ識別原理構(gòu)成的差動保護(hù) 2. 變壓器各側(cè)接線組別不同引起不平衡電 流。 過電流保護(hù) 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(hù)的后備保護(hù)，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(hù)，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(yùn)行。其主變壓器 220kV、 110kV 側(cè)的中性點(diǎn)均采用經(jīng)間隙接地和直接接地方式，實 際運(yùn)行只一臺直接接地。第 II段與相鄰元件接地保護(hù)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。 四 、 變壓 器溫度保護(hù) 變壓器運(yùn)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。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(yùn)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。 根據(jù)已知變電所的主接線運(yùn)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。 （ 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(hù)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。 斷路器失靈保護(hù)有稱后備接線，它是防止因斷路器拒絕動而擴(kuò)大事故的一項措施，斷路器失靈保護(hù) 的工作原理是，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時。 110kV 側(cè) 母線 保護(hù) 通過分析， 110kV側(cè)采用雙母線接線，單母線投入運(yùn)行方式（母聯(lián)斷路器不投入），對于這種運(yùn)行方式，雙母線經(jīng)常只有一組母線投入運(yùn)行，可母線完全差動保護(hù)。保護(hù)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(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時，可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第二段采用過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時，可將一部分負(fù)荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保護(hù)的起動電流。比如中性點(diǎn)直接接地的高壓網(wǎng)最顯著的特點(diǎn)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(fù)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(hù)裝置不反應(yīng)或躲過振蕩的影響等問題，但在 10~35kV中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中則不必考慮。 目前廣泛采用的高頻保護(hù)有：高頻閉鎖方向保護(hù)，高頻閉鎖距離保護(hù)，高頻閉鎖零序電流保護(hù)及電流相位差動高頻保護(hù)。 （二） 電流平衡保護(hù) 橫差保護(hù)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）。 距離保護(hù)的原理與 220kV中距離保護(hù)一樣。 10kV 線 路 保 護(hù) 10kV 系統(tǒng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生三相短路、相間短路時由于短路電流大，保 護(hù)必須動作跳開相應(yīng)的斷路器。 根據(jù)以上的特點(diǎn)，對要求設(shè)計的 10kV 線路可選擇接地零序電流保護(hù)。 10 kV 線路一般為多級保護(hù)的最末級，或最末級用戶變電站保護(hù)的上一級保護(hù)。 [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。 [10] 李火元主編，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動裝置，中國電力出版社， 2020。