浅谈变电站继电保护设计(2)

要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

二、变压器保护的配置

变压器是电力系统普遍使用的重要电气设备。它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定运行，特别是大容量变压器，一旦因故障而损坏造成的损失就更大。因此必须针对变压器的故障和异常工作情况，根据其容量和重要程度，装设动作可靠，性能良好的继电保护装置。一般包括： (一) 反映内部短路和油面降低的非电量（气体）保护，又称瓦斯保护。

(二) 反映变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护，或电流速断保护。

(三) 作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护或阻抗保护）。 (四) 反映中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序电流保护。

(五) 反映大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护。 (六) 反映变压器过负荷的变压器过负荷（信号）保护。 (七) 反映变压器非全相运行的非全相保护。

三、主变、线路保护的选型及装置介绍

（一）主变保护的选型及装置介绍

1．本变电站主变主保护采用带加强型速饱和变流器的差动继电器BCH-2型差动继电器构成变压器纵联差动保护。

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2．本变电站主变的相间短路后备保护采用过电流保护和复合电压起动的过电流保护。

3．本变电站主变的电源侧采用过负荷保护。

4．本变电站主变非电量保护采用瓦斯保护和温度、压力保护。 （二）线路保护的选型及装置介绍

1．本变电站线路的主保护采用瞬时电流速断保护

瞬时电流速断保护动作特性分析图和瞬时电流速断保护原理接线图分别如图1、2所示。

2．本变电站线路的后备保护采用定时限过电流保护

定时限过电流保护单相原理接线图和定时限过电流保护工作原理图分别如图3、4所示。

图3-1 瞬时电流速断保护动作特性分析图

图3-2 瞬时电流速断保护原理接线图

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图3-3 定时限过电流保护单相原理接线图

图3-4 定时限过电流保护工作原理图

四、主变和线路主保护、后备保护的整定计算原则

（一）主变整定计算原则[2][3][4][5][6] 1.差动速断保护的定值整定

为了加速切除变压器严重的内部故障，常常增设差动速断保护，其动作电流按照避越励磁涌流来整定。即按躲过变压器空载合闸最大励磁涌流来整定，一般取6~8倍的一次侧额定电流。

IK.op?KrelIe.max 式（1）

式中 Ie.max——变压器实际的最大励磁涌流（二次值）； Krel——可靠系统，可取为1.15~1.30。 2.比率制动式纵差保护的整定原则

(1)按平均电压（变压器额定电压及变压器最大额定容量）计算各侧二次额定电流，完成主变电流互感器参数、额定电流、平衡系数的计算。

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1)一次侧额定电流IN1?SN3UN式中 SN——变压器额定容量。

由设计任务书知为40MVA； UN——变压器各侧额定电压；

2)选择电流互感器变比为nTACal?KjxIN5式中 Kjx——为电流

互感器接线系数。当三角形接线时，当为星形接线时， Kjx?1。Kjx?3；选择标准变比nTA?nTACal

3)二次侧额定电流IN2?KjxIN1nTA式中Kjx——为电流互感器接线系

数。当三角形接线时，Kjx?3；当为星形接线时，Kjx?1。 (2)计算各侧外部短路时的短路电流值

按短路电流计算方法进行各侧短路电流值的计算 (3)计算差动保护的动作电流

按下述条件计算差动保护的动作电流，并选取最大者。 1)按躲过变压器空投时和外部故障切除后电压恢复时变压器产生的励磁涌流计算，即

Idz?KkIeb 式（2）

式中 Idz——保护动作电流； ； Ieb——变压器额定电流（折算至基本侧）

Kk——可靠系数，取1.3。

2)按躲过外部短路时的最大不平衡电流计算，即

Idz?KkIbp

式中 Ibp——不平衡电流；

Kk——可靠系数，取1.3。

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对于三绕组变压器两侧均有电源时

??Ibp???Ibp???) 式（3） Idz?KkIbp?Kk(Ibp??KfzqKtxfiId.max 其中 Ibp????U?Id(?).max??U?Id(?).max Ibp?????fzdⅠIdⅠ,max??fzdⅡIdⅡ,max Ibp?——由于电流互感器误差引起的不平衡电流； 式中 Ibp??——由变压器分接头改变引起的不平衡电流； Ibp???——由于在平衡线圈实用值不能完全平衡引起的不 Ibp平衡电流；

fi——电流互感器最大相对误差，取0.1;

Ktx——电流互感器同型系数。同型号时，Ktx=0.5;不同型号时，Ktx=1；

?U?,?U?——在变压器两侧（?，及?侧）因有调压分接头引起的相对误差，一般可取调整范围之半；

Id.max——最大外部短路电流；

Id(?),Id(?)——在所计算的外部短路时，流过调压侧相应电流互感器的短路电流周期分量值；

IdⅠ,max,IdⅡ,max——在所计算的外部短路时，流过所计算的Ⅰ、Ⅱ侧

相应电流互感器的短路电流；

?fzdⅠ,?fzdⅡ——继电器整定匝数与计算匝数不等所引起的相对误

差。

相对误差计算公式为

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