【正文】 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)得到了更深的了解 ,并使知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固 。 非常感謝論文指導(dǎo) —— 楊娟 老師及其他同事及工程技術(shù)人員的指導(dǎo)與教誨！在 楊 老師的指導(dǎo)下 ,經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的努力 220kV變電站 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)論文 終于 完成了，在此我對(duì)楊 老師給予幫助表示衷心的感謝。 致 謝 通過(guò)這 將近一個(gè)月 時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)，并且鞏固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識(shí)面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。 [11] 楊娟主編，電氣運(yùn)行，中國(guó)電力出版社， 2020。 [9] 劉增良、劉國(guó)亭，電氣工程 CAD，中國(guó)水利水電出版， 2020。 [7] 馬麗英，供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)，中國(guó)電力出版社， 2020。 [5] 丁琉山、雷振山，中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)水利水電出版社， 2020。 [3] 陳衍，電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 (第二版 )[M]，中國(guó)電力出版社， 1995。 參考文獻(xiàn) [1] 洪佩孫、李九虎，輸電線路距離保護(hù)，中國(guó)水利水電出版社， 2020。 專線類型：按躲過(guò)線路上配電變壓器低壓側(cè)出口最大三相短路電流整定。 放射 狀類型：按躲過(guò)本線路末端（主要考慮主干線）最大三相短路電流整定。所以，在整定計(jì)算中，定值計(jì)算偏重靈敏性，對(duì)有用戶變電站的線路，選擇性靠重合閘來(lái)糾正。因此，零序電流保護(hù)是有選擇性的。 發(fā)生單相接地時(shí)，故障線路的零序電流大，保護(hù)動(dòng)作發(fā)信號(hào) 。 保護(hù)裝置通過(guò)零序電流互感器取得零序電流，電流繼電器用來(lái)反映零序電流的大小 并動(dòng)作于信號(hào)。 零序電流保護(hù)。非故障線路的零序電流為本線路兩非 故障相的電容電流的相量和，其相位超前零序電壓 090 ，方向由母線流向線路；故障線路始端的零序電流等于系統(tǒng)全部非故障線路對(duì)地電容電流之和，其相位滯后零序電壓 090 ，其方向?yàn)橛删€路流向母線。如圖所示 , L3線路上發(fā)生 A 相接地時(shí)，從圖中的分析可得出如下的結(jié)論： ⑴接地相對(duì)地電壓降為零，其他兩相對(duì)地電壓升高為線電壓，中性點(diǎn)發(fā)生位移，中性點(diǎn)電壓等于正常運(yùn)行時(shí)的相電壓，整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)了零序電壓，其大小等于正常運(yùn)行時(shí)的相電壓?，F(xiàn)針對(duì)一般保護(hù)配置進(jìn)行分析。發(fā)生單相接地故障時(shí)：接地相得電壓為零，中性點(diǎn)點(diǎn)位上升為相電勢(shì)，非接地相得電壓上升為相電壓，系統(tǒng)的線電壓仍然保持對(duì)稱，沒(méi)有短路電流，系統(tǒng)可帶接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)保護(hù)只需發(fā)信號(hào)； 相間短路保護(hù) 一般采用瞬時(shí)電流速斷（ Ⅰ 段）、定時(shí)限過(guò)電流（ III 段）及三相一次重合閘構(gòu)成。如下圖所示的的網(wǎng)絡(luò)接線中， 當(dāng) 1?d 點(diǎn)短路時(shí)，短路電流將通過(guò)保護(hù) 3 而流向短路點(diǎn)，這些保護(hù)都要啟動(dòng)，但是按照選擇性的要求應(yīng)由保護(hù) 3 動(dòng)作切除故障，然后保護(hù) 4 和 5 由于電流已經(jīng)減小而立即返回原位。 為了保證在正常運(yùn)行情況下過(guò)電流保護(hù)絕不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流必須整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的 最大負(fù)荷電流 ?mafhI . 。 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)通常是指其啟動(dòng)電流按照躲開(kāi)最大負(fù)荷電流來(lái)進(jìn)行整定的一種保護(hù)裝置。電流保護(hù)通常采用兩段式電流保護(hù)，即限時(shí)速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，由于要求限時(shí)速斷保護(hù)必須保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍就必須要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路時(shí)，它就要啟動(dòng)，在這種情況下，為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定的時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的范圍有關(guān)。對(duì)于雙回路供電方式，通常采用電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)，以 零序 電流保護(hù)（帶延時(shí)）作為后備保護(hù)。當(dāng)線路 L2 故障時(shí)， KAB 的左側(cè)觸點(diǎn)閉合跳開(kāi) QF2 切除 L2 的故障。電流平衡保護(hù) 的基本工作原理： 原 理如圖圖 中 KAB是一個(gè)雙動(dòng)作的點(diǎn)平衡繼電 器，當(dāng)平行線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)， 通過(guò) KAB 兩線圈 N1， N2 的電流幅值相等，“天平“ 處在平衡狀態(tài)，保護(hù)不動(dòng)作。根據(jù)這一特點(diǎn)可采用電流平衡。設(shè)在圖的Ⅰ好斷路器上裝有距離保護(hù)，正常運(yùn)行的保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗值 Zm為 Zm=Um/Im=Z1Lk+Zld 式中 Um測(cè)量電壓 Im測(cè)量電流 Z1單位長(zhǎng)度的阻抗值 L線路長(zhǎng)度 Zld負(fù)荷阻抗 Zm=Um/Im=Z1Lk 式中 Lk 故障點(diǎn)到 保護(hù)安裝處的距離 比較兩式可知，故障時(shí)的測(cè)量阻抗明顯變小，且故障時(shí) Zm 大小與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處間的距離 Lk 成正比，即只要測(cè)出故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗的大小也就等于測(cè)出了故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，所以，距離保護(hù)實(shí)質(zhì)上是反應(yīng)阻抗降低而動(dòng)作的阻抗保護(hù)。距離保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響小，因此在高壓，超高壓電網(wǎng)中廣泛采用距離保護(hù)。電流相位差動(dòng)高頻保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩端工頻電流相位，簡(jiǎn)稱為相差高頻保護(hù)。高頻閉鎖方向保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩端的短路功率方向。因?yàn)樗环磻?yīng)被保護(hù)輸電線路范圍以為的故障，在定值選擇上也無(wú)需與下一條線路相配合，故可不帶延時(shí)。 （一） 高頻保護(hù) 線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)能瞬時(shí)切除被保護(hù)線路全長(zhǎng)任一點(diǎn)的短路故障，但是由于它不需敷設(shè)與線路相同長(zhǎng)度的輔助導(dǎo)線，一般只能用在短線上。 220kV 線 路 保 護(hù) 由于 220kV輸電線路，其電壓等級(jí)高，短路電流非常大，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求瞬時(shí)切除 被保護(hù)線路每一點(diǎn)的故障，其線路又長(zhǎng)，因此通常采用高頻保護(hù)作為相間短路和接地短路的主保護(hù)，而以距離保護(hù)作為后備保護(hù)。在 110~220kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)輸電線路中，應(yīng)針對(duì)接地故障和相間短路裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置 。 選擇輸電線路的保護(hù)方式及設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，必須根據(jù)線路的電氣特征進(jìn)行。 （二） 性能特征 ① 允許 TA 變比不同， TA 調(diào)整系數(shù)可以整定 ② 高靈敏比率差動(dòng)保護(hù) ③ 新型的自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗 TA 飽和判據(jù) ④ 完善的事件報(bào)文處理 ⑤ 友好的全中文人機(jī)界面 ⑥ 靈活的后臺(tái)通訊 方式，配有 RS485 和光纖通訊接口 (可選 ) ⑦ 支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T6671999（ IEC608705103 標(biāo)準(zhǔn)）的通訊規(guī)約 ⑧ 與 COMTRADE 兼容的故障錄波 第 4 章 線 路 保 護(hù) 電力線路承擔(dān)著電能 輸送 、 分配 作用，其安全穩(wěn)定運(yùn)行影響整個(gè)變電站，必須對(duì)輸配電線路配置完善的繼電保護(hù)，如果繼電保護(hù)配置不當(dāng)，保護(hù)將不能正確動(dòng)作， (誤動(dòng)或拒動(dòng) )，從而會(huì)擴(kuò)大事故停電范圍，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重后果，有時(shí)還會(huì)造成人身和設(shè)備安全事故，因此合理 選擇保護(hù)方式，對(duì)保證變電站的安全運(yùn)行有非常重要的意義。 結(jié)合要設(shè)計(jì)的變電所的主接線運(yùn)行方式和 RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置的適用范圍，該變電所的母線保護(hù)采用 RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置。 微機(jī)母線保護(hù) 擬建變電所的主接線運(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。 對(duì)重要 3～ 10kV 分段母線，宜采用不完全電流差動(dòng)式母線保護(hù)，保護(hù)僅接入有電源支路的電流。 (2)由于母線差動(dòng)保護(hù)電流回路中連接元件較多，接線復(fù)雜，因此，電流互感器二次回路斷線的幾率比 較大，為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時(shí)引起保護(hù)誤動(dòng)作，啟動(dòng)電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流 ，即 TArelkact nIKI /m ax?? 靈敏度按下式計(jì)算 2/m in. ?? actKsen IIK 式中 －母線短路時(shí)最小短路電流。 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，將故障母線的所有連接元件斷開(kāi)，切除故障。 （一） 完全電流差動(dòng)保護(hù) 單母線的完全電流 差動(dòng)保護(hù)的原理接線如下圖，在母線的所有連接元件上裝設(shè)變比相等的電流互感器，按環(huán)流發(fā)接線。零序電壓和低電壓繼電器組成，通過(guò)“與”門構(gòu)成斷路器失靈保護(hù)的跳閘出口回路。 保護(hù)由啟動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成，為了提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，啟動(dòng)元件必須同時(shí)具備下列 兩個(gè)條件才能啟動(dòng)： （ 1）故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回 （ 2）在故障保護(hù)元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件啟動(dòng)。如故障元件出口中間繼電器觸點(diǎn)和故障判別元件的觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，失靈保護(hù)被啟動(dòng)。相應(yīng)的繼電保護(hù)動(dòng)作，出口中間繼電器發(fā)出斷路器跳閘脈沖。因此，對(duì)于較重要的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。 （二） 斷路器失靈保護(hù) 電力系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障、繼電保護(hù)動(dòng)作而斷路器拒絕動(dòng)作的情況。 從上面分析可 知，元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)能快速而有選擇地切除故障母線，保證非故障母線繼續(xù)供電，但在固定方式破壞后不能選擇故障母線，限制了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度靈活性，這是該接線的不足之處。此時(shí)，由于差動(dòng)繼電器 KD2 不動(dòng)作，無(wú)故障的 II 母線可繼續(xù)運(yùn)行。第一組由電流互感器 TA TA TA5 和差動(dòng)繼電器 KD1 組成，用以選擇第 I組母線上的故障；第二組由電流互感器 TA TA TA6 和差動(dòng)繼電器 KD2 組成，用以選擇第 II 組母線上的故障；第三組由電流互感器 TA1~TA6 和差動(dòng)繼電器 KD3組成，它作為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件，當(dāng)任 一組母線短路時(shí)， KD3 都啟動(dòng)，給 KD KD2加上直流電流，并跳開(kāi)母聯(lián)斷路器 QF5. 保護(hù)的動(dòng)作情況分析如下： （ 1）正常運(yùn)行及元件固定連接方式下外部短路故障時(shí)各差動(dòng)繼電器 KD1~KD3 僅流過(guò) 不平衡電流，其值小于整定值，保護(hù)不動(dòng)作。這時(shí)，當(dāng)如何一組母線發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置只將故障母線切除，而另一組非故 障母線及其連接的所有元件可繼續(xù)運(yùn)行。 為滿足快速性和選擇性的要求，母線保護(hù)廣泛采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成。為了提高供電的可靠性，常采用雙母線運(yùn)行（將母聯(lián)斷路器 投入），在每組母線上固定連接（約 1/2）供電和受電元件。 二 、 母線保護(hù)配置 為了確定母線的保護(hù)，必須明確其母線運(yùn)行方式。 利用供電元件的后備保護(hù)來(lái)切除故障母線，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 在不太重要的較低電壓的廠、站中可以利用供電設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路） 保 護(hù)的第 II 及第 III 段來(lái)反映并切除母線故障。此外樞紐變電所的高壓母線故障，如果動(dòng)作遲緩，將 會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大，因此，母線必須選擇合適的保護(hù)方式。 第 3 章 母 線 保 護(hù) 母線 是電能集中和分配的主要設(shè)備，是變電站重要設(shè)備之一，與其他設(shè)備一樣，母線也會(huì)存在各種故障，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，有可能造成大面積的停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 當(dāng)變壓器冷卻發(fā)生故障時(shí)，溫度升高，超過(guò)限值后溫度保護(hù)首先動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的同時(shí)開(kāi)放冷卻器故障保護(hù)出口。 五 、 冷卻器故障保護(hù) 當(dāng)冷卻器引起變壓器溫度超過(guò)安全期限時(shí)，并不是立即將變壓器退出運(yùn)行，常常允許其 運(yùn)行一段時(shí)間，以便處理冷卻器故障，這期間變壓器可以降負(fù)荷運(yùn)行，使變壓器 溫度恢復(fù)到正常水平，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)溫度不能降至正常水平，才切除變壓器。因此變壓器必須冷卻系統(tǒng)，保 證在規(guī)定的環(huán)境溫度下按額定容量運(yùn)行時(shí)，使變壓器溫度不超過(guò) 極限值。 三 、 主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)