35kV变电站继电保护设计

1 概述 继电爱护主要利用电力系统中元件发生短路或异样状况时的电气量电流、电压、功率、频率等的改变，构成继电爱护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数状况下，不管反应哪种物理量，继电爱护装置都包括测量部分和定值调整部分、逻辑部分、执行部分。 继电爱护及自动化是探讨电力系统故障和危及平安运行的异样工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来爱护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电爱护。基本任务是当电力系统发生故障或异样工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消退异样工况根源，以减轻或避开设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 2 变电站继电爱护配置 2.1 系统分析及继电爱护要求 本设计35/10KV系统为双电源35KV单母线分段接线，10KV侧单母线分段接线。 继电爱护的四项基本条件 为保证平安供电和电能质量，继电爱护应满意四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和牢靠性。 2.2 本系统故障分析 系统线路主要的故障 本设计中的电力系统具有非干脆接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。 电力变压器的故障 分为外部故障和内部故障两类。 变压器的外部故障常见的是凹凸压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。 变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。 变压器的不正常状况 变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。 2.3 35KV线路继电爱护设置 依据线路故障类型，运用3段式电流爱护 2.4 10KV线路继电爱护装置 依据线路的故障类型，按不同的出线回路数，设置相应的继电爱护装置。 2.5 主变压器继电爱护装置设置 变压器为变电所的核心设备，依据其故障和不正常运行的状况，从反应各种不同故障的牢靠、快速、灵敏及提高系统的平安性动身，设置相应的主爱护、异样运行爱护和必要的协助爱护如下 2.5.1主爱护 瓦斯爱护（以防卫变压器内部故障和油面降低）、纵联差动爱护（以防卫变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。 2.5.2后备爱护 过电流爱护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷爱护（反应由于过负荷而引起的过电流）。 。 2.6 本设计继电爱护装置原理概述 2.6.1 10KV线路电流速断爱护 依据短路时通过爱护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来限制爱护装置的爱护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采纳二相二电流继电器的不完全星形接线方式，本设计选用无时限电流速断爱护。 2.6.2 10KV线路过电流爱护 是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流爱护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流爱护和反时限过电流爱护；本设计与电流速断爱护装置共用两组电流互感器，采纳二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流爱护，作为电流速断爱护的后备爱护，来切除电流速断爱护范围以外的故障，其爱护范围为本线路全部和下段线路的一部分。 变压器瓦斯爱护 是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障稍微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯爱护；故障严峻时，油箱内产生大量的气体，在该气体作用下形成剧烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯爱护。 2.6.4变压器纵联差动爱护 是依据循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器并接在回路壁中，在正常运行和外部短路时，二次电流在臂中环流，使差动爱护在正常运行和外部短路时不动作，由电流互感器流入继电器的电流应大小相等，相位相反，使得流过继电器的电流为零；在变压器内部发生相间短路时，从电流互感器流入继电器的电流大小不等，相位相同，使继电器内有电流流过。但事实上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响，继电器中存在不平衡电流，变压器差动爱护需解决这些问题，方法有 靠整定值躲过不平衡电流 采纳比例制动差动爱护。 采纳二次谐波制动。 采纳间歇角原理。 采纳速饱和变流器。 3 短路电流计算 3.1 系统等效电路图 如图3.1所示 C1 C2 1 2 X1 X2 3 4 0.292 0.38 DL1 d1 5 6 0.003 0.003 DL2 d2 XL60.371 d3 图3.1系统等效电路图 （各阻抗计算见3.3） 3.2基准参数选定 SB1000KVA，UBUav即35kV侧UB37KV，10kV侧UB10.5KV。 3.3阻抗计算（均为标幺值） 1） C1系统最大方式X10.06 最小方式X10.12 C2系统最大方式X20.1 最小方式X20.15 2 线路L1X3l1X1SB/VB20.412100/3720.351