【正文】 ,符合下面條件之一時(shí) ,可裝設(shè)二套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求 . (2) 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中 ,后備保護(hù)整定配合有困難時(shí) . 對于需要裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的電纜短線路及架空短線路 ,可采用倒引線保護(hù)或光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù) ,另裝設(shè)多段式電流電壓保護(hù)或距離保護(hù) 作為后備保護(hù) . 220kV 線路宜采用近后備方式 .但某些線路 ,如能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備 ,則宜采用遠(yuǎn)后備 ,或同時(shí)采用遠(yuǎn)近結(jié)合的后備方式 . 220kV 線路保護(hù)可按下列原則配置 : (1) 反映接地短路的保護(hù)配置 對 220kV線路 ,當(dāng)接地電阻不大于 100? 時(shí) ,保護(hù)應(yīng)能可靠地 ,有選擇地切除故障 .如已滿足裝設(shè)一套或二套全線速動(dòng)保護(hù)的條件 ,則除裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)外 ,還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù) ,宜裝設(shè)階段式反時(shí)限零序電流保護(hù) 。也可采用接地距離保護(hù) ,并輔以階段式或反時(shí)限零序電流保護(hù) . (2) 反映相間 短路的保護(hù)裝置 對于 220kV 線路 ,首先考慮是否裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù) .如裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù) .則除此 ,還要裝設(shè)相間短路后備保護(hù) (如相間距離后備保護(hù) )和輔助保護(hù) (如電流速短保護(hù) ). 對單側(cè)電源單回 220kV 線路 ,如不裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù) ,可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù) ,如不能滿足靈敏性及速動(dòng)性的要求時(shí) ,則應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù) . 對雙側(cè)電源單源單回 ,如不裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù) ,應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù) . 正常運(yùn)行方式下 ,保護(hù)安裝對短路 ,電路速短保護(hù)的靈敏系 數(shù)在 以上時(shí) ,可裝設(shè)電220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 13 流速短保護(hù)作為輔助保護(hù) . 對于平行線間的相間短路 ,一般可裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù) .當(dāng)靈敏度和速動(dòng)性不能滿足要求時(shí) ,應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)縱聯(lián)保護(hù)作主保護(hù) ,裝設(shè)帶方向后不帶方向元件的多段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作后備保護(hù) ,并作為單回線運(yùn)行時(shí)的主保護(hù)和后備保護(hù) .當(dāng)采用近后備保護(hù)方式時(shí) ,后備保護(hù)分別接于每一回線路上 。當(dāng)采用遠(yuǎn)后備方式時(shí) ,則應(yīng)接入雙回線路的電流 . 對于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù) 。裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護(hù)作 為后備保護(hù) ,當(dāng)作遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí) ,可接兩線路零序電流之和 ,以提高靈敏度 . 2 短線路縱差保護(hù)的整定計(jì)算 3～ 4km 及以下的短線路（包括 110kV 及以上電壓等級），無論是采用電流電壓保護(hù)還是采用距離保護(hù)，常常都不能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。在這種線路上經(jīng)常需要采用縱差保護(hù)以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的需要。發(fā)電廠廠用電源線（包括帶電抗器電源線），一般距離較短，宜裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。 3 變壓器保護(hù)的配置 變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量變壓器，一旦因 故障損壞造成的損失就更大。因此必須真對變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠，性能良好的繼電保護(hù)裝置。一般包括： （ 1）反映內(nèi)部短路和油面降低的非電量（氣體）保護(hù)，又稱瓦斯保護(hù)。 （ 2）反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的差動(dòng)保護(hù)，或電流速斷保護(hù) （ 3）作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)的過電流保護(hù)（或帶有復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)或阻抗保護(hù)）。 （ 4）反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序電流保護(hù)。 （ 5）反映大型變壓器過勵(lì)磁的變壓器過勵(lì)磁 保護(hù)及過電壓保護(hù)。 （ 6）反映變壓器過負(fù)荷的變壓器過負(fù)荷。 （ 7）反映變壓器非全相運(yùn)行的非全相保護(hù)。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。對 及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器。 10MVA 及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對高壓側(cè)電壓為 330kV 及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)。 變壓器相間短路的后備保護(hù) 為防止外部相間短路引起的變壓器過電流及作為變壓器主保護(hù)的后備，變壓器配置相間短路的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。 （ 1）相關(guān)的規(guī)程規(guī) 定： 1）過電流保護(hù)宜用于將壓變壓器。 2）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線路電壓）起動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 3）負(fù)序電流和單相式低壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，可用于 63MVA 及以上升壓變壓器。 （ 2）外部相間短路保護(hù)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，各相保護(hù)的接線，宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。其中對雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍；較長的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 變壓器接地 短路后備保護(hù) 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統(tǒng)中的變壓器要裝設(shè)接地保護(hù)，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。 電力系統(tǒng)接地保護(hù)時(shí)，國內(nèi)，在 220kV 系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)絕緣水平較高的分級絕緣變壓器，其中性點(diǎn)可接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行。如果中性點(diǎn)絕緣水平較低，則中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。 變壓器過負(fù)荷保護(hù) 對于 及以上電力變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng) 根據(jù)可能過負(fù)荷的情況 ，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。過負(fù)荷保護(hù)采用單項(xiàng)式，帶時(shí)限作用于信號。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。 變壓器非電量保護(hù) 變壓器非電量保護(hù)主要包括瓦斯保護(hù)、溫度及壓力保護(hù)等。 由于非電量保護(hù)動(dòng)作量不需電氣量運(yùn)算。通常根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、測試等方法獲得。其配置原則為： （ 1）瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是油侵式變壓器的主保護(hù)之一。當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號；當(dāng)變壓器殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作 于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 帶負(fù)荷調(diào)壓的油侵式變壓器的調(diào)壓裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕微瓦斯動(dòng)作于信號，大量瓦斯動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （ 2）變壓器溫度及壓力保護(hù)。對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動(dòng)作于跳閘的裝置。 4 母線保護(hù)及斷路器失靈保護(hù) （一）母線保護(hù) 母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后果及為嚴(yán)重。 對母線保護(hù) 的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應(yīng)能可靠方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護(hù)的接線方式，對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護(hù)大多采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成，動(dòng)作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。 按構(gòu)成原理的不同，母線保護(hù)主要分類如下。 220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 15 完全電流差動(dòng)母線保護(hù) 即在母線所有連接元件中裝設(shè)具有相同變比和特性的電流互感器，將它們的二次線圈同極性端連在一起， 然后接入電流型差動(dòng)繼電器，此類保 護(hù)要求電流互感器和電流繼電器的內(nèi)阻要小，否則會(huì)造成外部故障時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作。故該類保護(hù)又稱低阻抗式母差保護(hù)。 完全電流差動(dòng)母線保護(hù)的原理，與線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)十分相似，兩種保護(hù)只是被保護(hù)的對象不同而已。 電壓差動(dòng)母線保護(hù) 若將電流型差動(dòng)繼電器（內(nèi)阻很小，約幾歐）換成內(nèi)阻很高，約 ～ ??的電壓繼電器，即構(gòu)成電壓差動(dòng)母線保護(hù)也稱作高阻抗式母差保護(hù)。這種保護(hù)實(shí)際上是利用差動(dòng)回路阻抗變化的特征，有效的防止區(qū)外短路因電流互感器嚴(yán)重飽和造成保護(hù)誤動(dòng)作。 這種保護(hù)方式接線 簡單、動(dòng)作速度快，使用于外部短路電流大、電流互感器鐵芯易于飽和的場所。 具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)母線保護(hù) 這種保護(hù)，因差動(dòng)回路總電阻約 200? ，故又稱作中阻抗式母差保護(hù)。它與低、高阻抗式母差保護(hù)相比具有下列特點(diǎn)：①減小了外部短路時(shí)的不平衡電流；②防止內(nèi)部短路時(shí)可能出現(xiàn)的過電壓；③采用比率制動(dòng)特性保證了動(dòng)作的選擇性并提高了母線故障動(dòng)作的靈敏性。 （二）斷路器失靈保護(hù) 高壓電網(wǎng)的保護(hù)裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護(hù)，以便在保護(hù)裝置拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，仍能可靠切除 故障。對于重要的 220kv 及以上主干線路，針對保護(hù)拒動(dòng)通常兩套主保護(hù)；針對斷路器拒動(dòng)，則裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。 斷路器失靈保護(hù)主要由起動(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，起動(dòng)元件必須同時(shí)具備兩個(gè)條件才能起動(dòng)。其中： （ 1）故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回； （ 2）在故障元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件起動(dòng)。 當(dāng)母線上連接元件叫多時(shí)，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動(dòng)作電壓按最大運(yùn)行方式下線路末端短路時(shí)保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當(dāng)母線上連接元件較少時(shí) ，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動(dòng)作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負(fù)荷電流。 由于斷路器失靈保護(hù)的時(shí)間元件在其他保護(hù)動(dòng)作后才開始計(jì)時(shí)，動(dòng)作延時(shí)按躲過斷路器的調(diào)閘時(shí)間與保護(hù)時(shí)間的返回時(shí)間之和整定，通常取 ～ 。當(dāng)采用單線分段或雙母線時(shí)，延時(shí)可分為兩段，第Ⅰ段以短時(shí)限動(dòng)作于分段斷路器或母聯(lián)斷路器；第Ⅱ段在經(jīng)一時(shí)限動(dòng)作跳開有電源的出線斷路器。 5 變壓器的保護(hù)配置方案 電力變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重后果。由于絕大部分安裝在戶外，受自然條件 的影響較大，同時(shí)受到連接負(fù)荷的影響和電力系統(tǒng)短路故障的威脅，變壓器在運(yùn)行中有可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。因此，必須根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)。 變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)故障指的是變壓器油箱內(nèi)繞組之間發(fā)生相間短路、一相繞組中發(fā)生的匝間短路、繞組與鐵芯或引出線與外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地短路。外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路、引出線因絕緣套管閃落或破碎沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 通過油箱外殼發(fā)生的單項(xiàng)接地短路。變壓器發(fā)生故障，必將對電網(wǎng)或變壓器帶來危險(xiǎn)，特別是發(fā)生內(nèi)部故障，短路 電流產(chǎn)生發(fā)高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致變壓器外殼局部變形、破壞甚至引起爆炸。因此，變壓器發(fā)生故障時(shí)，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。 變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要指過負(fù)荷、油箱漏油造成的油面降低以及外部短路引起的過電流。對于大容量變壓器，因其鐵芯額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近，所以系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，容易過勵(lì)磁。過勵(lì)磁也是變壓器的一種不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)發(fā)出信號。 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的 影響限制到最小范圍，按照 GB 14258— 1993《繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)裝置。 對電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 （ 1） 繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路 。 （ 2） 繞組的匝間短路； （ 3） 外部相間短路引起的過電流； （ 4） 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓； （ 5） 過負(fù)荷； （ 6） 過勵(lì)磁； （ 7） 油面降低； （ 8） 變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故 障； 上述第一、第二款的保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，第三、第四的保護(hù)裝置應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘，第五、第六款的保護(hù)裝置一般作用于信號。 對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，裝設(shè)信號裝置。 變壓器保護(hù)部分： 初步裝設(shè)方案（變壓器 B1﹑ B2）： 主保護(hù)：變壓器瓦斯保護(hù)﹑差動(dòng)保護(hù) 后備保護(hù)：復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)﹑過負(fù)荷保護(hù) 其它保護(hù)：裝設(shè)變壓器油溫監(jiān)測 變壓器的各種保護(hù) 原理 1 瓦斯保護(hù)工作原理 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng) 的速度而動(dòng)作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。 由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)。 瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，如下圖所示。 220KV 鐵嶺 一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 17 圖 瓦斯繼電器安裝位置圖 為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有1％～ ％的升高坡度，通往繼電器的連接管具有 2％～ 4％的升高坡度。 開口杯擋板式瓦斯繼電器，其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。正常運(yùn)行時(shí)，上、下開口杯 2和 l都浸在油中，開口杯和附件在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘 4 所產(chǎn)生的力矩，