35kV变电所电气部分设计 韩三小

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7 继电保护的设置

7.1 电力变压器保护

7.1.1 电力变压器保护概述

在电力系统中广泛地用变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统中不可缺少的重要电气设备。

变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路以及接地短路。邮箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。对于变压器发生的各种故障，保护装置应能尽快地将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式；而变压器邮箱内发生相间短路的情况比较少。

电流纵差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，因而被广泛地用作变压器的主保护。

7.1.2 电力变压器纵差保护

目前电力变压器纵差保护有采用微机继电保护，它具有可靠性高、动作准确率高、保护发到容易获得改善、使用灵活方便、维护调试方便、具有远方监控功能等特点。选用ODS7501T数字式变压器差动保护装置。

变压器微机保护所用的电流互感器二次侧采用Y接线，其相位补偿和电流补偿系数由软件实现，在正常运行中显示差流值，防止极性、变比、相别接错，并具有差流超限报警功能。

气体继电器保护跳闸回路产接入微机保护装置，可直接作用于跳闸，以保证可靠性，但经触点向微机保护装置输入动作信息，进行显示并打印。

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7.1.3 纵差动保护的整定计算 1计算各变压器各侧额定电流：

I1n =S/3 U1n= 6300/(3 ?35)= 103.92(A) I1n =S/3 U1n= 6300/(3 ?35)=363.74(A)

2 计算变压器高低压侧电流互感器干净计算电流：软件相位校正及计算的各铡干净计算电流为：

I1c2 =Kjx1 I1n /nTA1 = 3?103.92/80)= 2.26(A) I2c2 = Kjx2 I2n /nTA2 = 363.74/10=3.64(A)

Kjx1—变压器接线系数。变压器Y侧为3，三角形侧为1。

3 比率差动元件的启动值一般取“高压侧额定电流”定值的30%到50%，取42A。 4 比率差动拐点电流一般取1.0倍的“高压侧额定电流”定值，即103.92A。 5、比率制动系数一般取0.3到0.7之间，取0.5.

6 二次谐波制动 系数一般取0.1到0.3之间，取0.2. 7 差动速动元件整定计算

由于10KV侧的电流互感器的二次回路的额定电流大于35KV电流互感器的二次回路的额定电流，因此10KV侧为基本侧。

(1) 按躲过最大不平衡电流

IOP=Kre1（ktx△f+△U+△f’）IKmax= 0.3 ?(1?0.1+0.0.5+0.0.5) ?7726=2550(A) (2) 按躲过励磁涌流条件：

IOP=1.3?IrT =1.3?363.74=472.86(A) (3) 按躲过电流互感器二次回路断线条件

因为所有负荷由两台变压器分担，且有20%的裕量，实际负荷电流小于额定电流，即电流互感器二次断线时的电流小于励磁涌流，因此不再计算变压器实际负荷电流。

因此按躲过最大不平衡电流条件，选用6.3KV侧一次电流IOP=2550A。 7.1.4 变压器瓦斯保护

电力变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器邮箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量

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气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器的严重程度有关。利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。

瓦斯保护的主要元件时气体继电器，它安装在邮箱和油枕之间的连接管道上。变压器发生轻微故障时，邮箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在邮箱的上方，气体沿管道上升，使气体继电器内的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。发生严重故障时，故障点周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从邮箱经过管道向油枕方向冲去，气体继电器感受到的油速达到动作门槛时，重瓦斯保护，瞬时作用于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大。

7.1.5 过电流保护

变压器的主保护通常采用差动保护和瓦斯保护。除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后备保护。后备保护的作用是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件（母线或线路）保护的后备以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等，也有采用阻抗保护作为后备保护的情况。

对于过电流保护，保护动作后，跳开变压器两侧的断路器。保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即 Iset?式中 Krel—可靠系数，取1.3； Kre—返回系数，取0.85；

IL.max—变压器可能出现的最大负荷电流，取2?103.92=207.84A。 带入的Iset?317.87A,折算到二次侧为0.52A。

KrelIL.max （7-7） Kre7.2 母线保护

发电厂和变电所的母线是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线

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上运行以前被迫停电。此外，在电力系统中枢纽变电所的母线上故障时，还可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。

母线上发生的短路故障可能是各种类型的接地和相间短路故障。母线短路故障类型的比例与输电线路不同。在输电线路的短路故障中，单相接地故障约占故障总数的80%以上。而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电引起的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。 一般来说，不采用专门的母线保护，而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。如利用变压器过流保护使变压器断路器跳闸予以切除。

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