[最新版]110kV地区变电站继电保护设计最新毕业设计(4)

(1) 按系统平均电压（或变压器额定电压）及最大变压器容量计算变压器各侧的二次侧额定电流。 名称 额定电压Ue kV 额定电流 IeA CT接线方式 选CT变比 CT一侧计算 标准变比 CT Ie2A

（2）计算出变压器的各侧在外部故障时之最大短路电流

（3）确定继电器抽动线圈 在110kV侧的电流互感器并联后接入。 （4）选10kV侧为基本侧：Idz.j.jb?KKIe.j.jb?1.5?3.331?4.997A （5）确定继电器制动线圈匝数，基本侧选用制动线圈最大匝数：匝

其他侧：Wzd.I?Wzd.j.jIe.j.jbIe2.IIe.j.jbIe2.II变压器B1和B2 110 △ 5005 38.5 △ 14005 1636．364 280 5.844 110.5 Y 26005 1732．102 520 3.331 572．727 100 5.727 ?20?3.331?11.633 取12匝 5.7273.331?11.4 取12匝 5.844

Wzd.I?Wzd.j.j?20?（6）计算各侧之差动匝数（包括平衡线圈在内）

基本侧：Wc.j.jb(AW0)/55???11 取11匝 Idz.j.jb4.997

I侧 Wc.I.(110)?Wc.j.jb?Ie2.j.jbIe2.I?11?3.331?6.398 取 5.727

取

制动 12 12 20 差动 6 6 11 所以各侧线圈匝数：

II侧 基本侧

（7）计算实用匝数与计算匝数之间的相对误差△f 基本侧的工作线圈匝数为：Wg?Wg?其他（计算匝数）：Wg.I.js?WgWzd20?11??21 22Ie.23.331?21??12.214 II.e.25.727Klm?KjxId?.minIdz.jb?797?377506.3?6.241?2

其他侧的工作线圈的实用匝数为：WgI.y?WCI?

WgII.yWZ.I12?6??12 22W12?WCII?Z.II?6??12

22计算各侧的误差△f为?fI?WgI.js?WgI.jyWgI.js?12.214?12?0.0175

12.214

?fII?WgII.js?WgII.jyWgII.js?11.97?12??0.002511.97

(8)保护装置灵敏度计算：

所以 A?(1.046?12?1.653?12?1.218?21)?0.1255?0.0708?0.049?245.3

wg100280520再求出制动安匝：

1.0461.6531.218Awz?(?12??12??20)?243.1

100280520 由特性曲线知： （满足）

图5.3特性曲线图

安匝左右，则

并且由图可知：KN的值肯定比MN的值大百分之十，因此保证了继电器动作的可靠性。

（三）变压器零序电流差动保护

变压器高压绕组110kV侧中性点直接接地，它的零序电流差动保护原理如下图：

图5.4零序电流差动保护原理

先求出最大和最小零序电流,

图5.5正序、负序等值网络图 图5.6零序等值网络

Xff(1)?Xff(2)?0.0192//0.371?Xff(0)?0.0192//0.085?0.007?0.018 0.390.002?0.019

0.1092

因为所以单相的零序短路电流比两相接地的大。

I?f(0)?I?f(1)?所以

Vf(0)j(Xff(1)?Xff(2)?Xff(0))

I?f(0)?I?f(1)?Vf(0)j(Xff(1)?Xff(2)?Xff(0))

If(0)?3I?f(0)I?3?15210??1426.759

0.019?2?0.0183?115因此零序电流为变压器110kV侧接地中性上流过的最大零序电流：

3I0.max?If(0)?0.0192?262.896

0.0192?0.0850.0033?0.017

0.1092同理可以算出最小运行方式下的情况。

Xff(0)?0.0192//0.171?因为所以两相短路接地的电流比单相的零序短路电流大。

I?f(0)??

Xff(2)Xff(2)?Xff(0)I?f(1)?Xff(2)Vf(0)Xff(2)?Xff(0)Xff(1)?Xff(2)//Xff(0))0.01921 ?0.0192?0.0170.0192?0.0192?0.0170.0192?0.0175210If(0)?3I?f(0)I?3?26.519??2080.972

3?1150.01920.0192??2080.972?210.067A

0.0192?0.1710.1902因此零序电流为变压器110kV侧接地中性上流过的最小零序电流：

3I0.max?If(0)?整定计算如下；

1、 按躲过变压器外部发生接地短路故障时发生不平衡电流计算：

即Idz.0?Kk(fh??fI??fII)3I0.max?1.3?(0.1?0.002?0.028)?262.896?44.429kA 2、躲过变压器外部三相短路故障所产生的最大不平衡电流计算： 即Idz.0?KkfiId.max?1.5?0.1?42.402?6.36kA式中:可靠系数，取1.5.

3、 按躲过变压器零序差动二次回路断线计算 即Idz.0?KkIe?1.3?944.783?1.228kA

:可靠系数，取1.3。：变压器额定电流，一般取变压器中侧的额定电流。

所以

取上述最大值：Idz.0=44.429kA

4、 灵敏度校验：

Kvm?3I0.min262.896??5.917?2 Idz.044.429（四） 变压器过负荷整定计算

对于400kVA以上的变压器、当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷保护通常用只装在一相，其动作时限较长，延时动作于发信号。仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧容量相等，只装于电源侧；若三侧容量不等，则装于电源侧；若三侧容量不等，则装于电源侧及容量较小侧，所以本设计中装于高压和低压侧。

图5.7变压器过负荷保护原理图

整定计算：110kV侧：Idz?KkIe?1.05?330.674?408.48A

Kf0.85式中 :可靠系数取1.05；:返回系数：0.85；：变压器额定电流。 10kV侧：Idz?Kk1.05Ie??1732.102?2139.655A Kf0.85过负荷信号装置动作时间取9到10s。 （五） 变压器过电流保护整定计算

为了防止变压器外部短路，并作为内部故障的后备保护，一般在变压器上应装设过电流保护。

图5.8 变压器过电流保护原理图

整定计算：按躲过变压器可能的最大负荷电流整定。 即：

式中：可靠系数，取1.1~1.2 :返回系数，取0.85。

:最大负荷电流。；n为并列运行的变压器台数。 所以Idz?1.22??330.674?933.668A 0.852?1灵敏度校验：按变压器低压母线故障时的最小短路电流计算。 即Klm?Id.min10.466??11.206?2 Idz0.934变压器过电流保护动作时间：按与相邻保护的后备保护动作时间配合，即；式中t`:相邻保护后备保护动作时间，所以

5.4 母线的保护配置

5.4.1 保护配置的原理

电力系统中的母线是具有公共电气连接点,它起着汇总和分配电能的作用。所以发电厂和变电站中的母线是电力系统中的一个重要组成元件。 母线运行是否安全可靠,将直接影响发电厂,变电站和用户工作的可靠性,在枢纽变电所的母线上发生故障时,甚至会破坏整个系统的稳定。

引起母线短路故障的主要原因有:由于空气污溃,导致断路器套管及母线绝缘子的闪络；母线电压和电流互感器的故障；运行人员的误操作,如带负荷拉隔离开关、带接地线合断路器。

母线故障的类型,主要是单相接地和相间短路故障。与输电线路故障相比较,母线故障的几率虽较小,但造成的后果却十分严重。因此,必须采取措施来消除或减少母线故障所造成的后果。

由设计的已知条件可知,110kV母线为双母线带旁路母线接线方式,35kV和10kV母线均为单母线分段接线。

图5.9 单母线电流差动保护原理图

图5.10 电磁型比相式母线差动保护原理图 1XBJ、2XBJ—分别为1#和2#母线的比相元件

5.4.2母线保护配置的整定 110kV侧双母线的整定计算

起动元件：按躲开外部短路时的最大不平衡电流整定，即； 式中：可靠系数,取1.3;

KLH:电流互感器变电误差，取0.1;

非周期分量系数，一般电流继电保护取1.5到2.对带有躲非周期分量性能的继电器取1~1.3s;

Id.max：双母线上所有元件中外部短路电流最大的，所以

Idz?1.3?0.1?1?30.831?4.008kA

2、选择元件：Id.max:另一条母线短路时流过母联的最大短路电流，所以 BCH-2差动匝数为： 取1匝，

3、电压闭锁元件：按三相间电压元件的动作电压，按躲开正常运行的最低电压整定。一般可直接选取

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