110KV变电站电气(二次部分)设计_毕业设计说明书

河南理工大学毕业设计说明书

Kre——返回系数，取0.85

校验：

3I(2)4.20?10.min?KIII??11.20﹥1.5 (符合要求)

374.91IopKsen4.4.2 10kv侧线路保护整定 瞬时电流速断保护（Ⅰ段保护）：

?(3)Iop?KrelIK.max?1.2?5.05?6.06(KA)

校验：

Lmin?13ES1310.5???????2.17km X2Iop0.426.06?3Lmin2.17?100%??100%?72.3% （满足要求） L3定时限过电流保护（Ⅲ段保护）：

IL.max

IIIIop?P3?103???227.90(A)3?0.95?cos??ES3?0.95?0.8?10KrelKSS1.2?1.3IL.max??227.90?418.26(A) Kre0.85校验：

Ksen(2)IK4375?.min??10.46﹥1.5 (符合要求) IIIIop418.26六、 变压器的保护

一、 变压器装设的保护 1、 变压器装设的保护种类

电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性

- 25 -

河南理工大学毕业设计说明书

和系统的正常运行带来严重的影响。由于大容量的电力变压器是十分昂贵的元件，必须根据变压器的容量和重要程度来考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护。

变压器的内部故障分为油箱外故障和内故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损。对于变压器而言，这些故障都是十分危险的，因为油箱内部发生故障产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈气化，可能会引起爆炸。变压器的不正常状态主要有：由于变压器外部相间短路引起的过电流，外部接地短路引起的过电流和中性点过电流；由于负荷超过额定容量引起的过负荷，以及由于漏油等原因而引起的油面降低。

根据上述变压器的各种故障和不正常运行状态等一系列问题，变压器一般装设下列继电保护装置：

对于变压器油箱内部故障以及油面下降，应装设瓦斯保护。它反应于油箱内部所产生的气体或油流动作。应装设瓦斯保护的变压器容量界限是800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器。轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。

1.瓦斯保护整定：

(1) 一般气体继电器气体容积整定范围为250-300立方厘米，变压器容积在1000KVA以上时，一般正常整定为250立方厘米，气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。

(2) 重瓦斯保护油流速度的整定

重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6-1.5m/s，再整定流速均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。

根据运行经验管中油流速整定为0.6-1.5m/s时，保护反映内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为0.4-0.5m/s。因此，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，故对本站的主变的瓦斯保护可将油流速度整定在1m/s左右。

2.纵联差动保护 ：对于变压器绕组、套管及引出线上的故障，根据容量的

- 26 -

河南理工大学毕业设计说明书

不同选择相应的保护。它反映变压器绕组和引出线相间短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护。

(1) 容量为6300KVA以下的变压器，可装设电流速断保护作为变压器相间短路保护的主保护。

(2) 容量为6300KVA以上的变压器，应装设纵联差动保护作为变压器的主保护而以过电流保护作为其后备保护。（并列运行的变压器以及发电厂厂用变压器和工业中重要的变压器，容量为6300kVA以上；单独运行的变压器，容量为10000kVA以上。）

3.外部相间短路时的保护

1）过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流。

2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于大容量升压变压器及过电流保护灵敏性不满足要求的降压变压器。

3）负序电流保护和单相式低电压启动的过电流保护，一般用于大容量升压变压器和系统联络变压器。

4）阻抗保护，对于升压变压器和系统联络变压器，当2）、3）保护不能满足灵敏性和选择性要求时可以采用此保护。

4.接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。110KV及以上中性直接接地电网中，若电网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接地短路时中性点不接地的变压器（低压侧有电源）仍带接地故障继续运行，应装设反映外部接地短路的变压器零序电流保护。

5.过负荷保护。对400kVA以上的变压器，当数台并列运行时，或单独作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上，并延时作用于信号。对于无经常值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。 二、变压器保护的整定方法 1、 变压器电流速断保护

- 27 -

河南理工大学毕业设计说明书

对于2000-10000KVA及以下较小容量的变压器，可采用电流速断保护作变压器的主保护。电流速断保护装设在变压器的电源侧，当电网为中性点不直接接地系统时，电流速断保护按两相式接线；否则按三相式接线。为了提高保护对变压器高压侧因出线接地故障的灵敏系数，可采用两相三继电器式接线。

2、 变压器纵联差动保护

变压器纵联差动保护在正常运行和外部故障时，由于变压器的励磁涌流、变压器两侧电流相位不同、两侧电流互感器型号不同、变压器带负荷调整分接头等原因，使差动继电器中有不平衡电流流过，且这些不平衡电流远比发电机及线路差动保护的大。所以说减小或消除不平衡电流对差动保护的影响是变压器差动保护中很重要的问题之一。

规程中规定：对于6.3KVA及以上厂用工作变和并行运行的变压器10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器应装设纵联差动保护，对于高压侧电压为330KV及以上变压器，可装设双重的纵联差动保护。

纵联差动保护应符合下列要求：

1.能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；

2.差动保护范围应包括变压器套管及引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。

3.对于大容量的变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当于近于铁心的饱和磁通密度，因此在多电压或者低频率等异常方式下，要注意变压器的过励磁故障。所以在变压器过励磁时要保证不误动作；

变压器纵差保护与发电机纵差保护一样也可以通过采用比率制动特性纵联差动或标记制动式差动方式来达到外部短路不误动和快速有效切除内部所发生故障内部的目的。但变压器的纵差保护需考虑以下问题：

1.变压器各侧额定电压和额定电流各不相同。由于各测电流互感器的型号、变比各不相同，它们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同。因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。所以各测电流的相位可能不一致，这样使外部短路时不平衡电流增大，所以变压器的纵差保护的最大制动系数比发电机的最大灵敏度相对较低。

- 28 -