单电源开式网络继电保护方案设计本科.doc

题目单电源开式网络继电保护方案设计

专业电气工程及其自动化班级09级2班

前言
电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等各种电气设备连接在一起组成的整体。电能是现代社会中最重要、也是最为方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换为电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并分配电能，再通过各种设备转换为用户需要的其它形式的能量。在输送电能的过程中电力系统希望线路有比较好的可靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作，从而切断故障点，极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设计的。
电网相间短路的电流保护是根据短路时电流增大的特点构成的，在单侧电源辐射形网络中采用阶段式电流保护，它由无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护组成，可根据实际情况采用两段式或三段式。无时限电流速断保护、限时电流速断保护共同构成电流的主保护，定时限过电流保护是本线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护。
设计首先是对保护原理进行分析，保护的整定计算及灵敏性校验。设计内容包括原理分析、短路电流计算、距离保护的整定计算、灵敏性校验和对所选择的保护装置进行综合评价。

目录
摘要 3
1. 继电保护概述 4
1.1 继电保护的作用 4
1.2 对电力系统继电保护的基本要求 4
1.2.1 选择性 4
1.2.2 速动性 5
1.2.3 灵敏性 5
1.2.4 可靠性 6
2. 相间短路电流保护 6
2.1 三段式电流保护 6
2.1.1 无时限电流速断保护工作原理 6
2.1.2限时电流速断保护 7
2.1.3 定时限过电流保护 8
2.1.4 阶段式电流保护的应用与评价 9
2.2 距离保护的作用原理 10
2.2.1 距离保护的时限特性 10
2.2.2 距离保护的三段 11
3. 方案设计 12
3.1 原始数据及保护方案的确定 12
3.1.1 原始数据 12
3.2 阻抗计算 14
3.2.1 有名值计算 15
3.2.2标幺值计算 16
4. 三段式电流保护 17
4.1 1#线路 17
4.2 2#线路 18
5. 距离保护整定计算 19
5.1 1#线路 19
5.2 2#线路 20
5.3 3#线路保护① 21
5.4 3#线路保护② 23
6. 变压器保护 24
6.1变压器过电流保护 24
6.1.1 T1、T2降压变压器的过电流保护 25
6.1.2 T3、T4降压变压器的过电流保护 25
6.1.3 T5降压变压器的过电流保护 25
6.1.4 T6、T7升压变压器的过电流保护 26
6.2.变压器差动保护 26
6.2.1 T1、T2降压变压器的差动保护 28
6.2.2 T3、T4降压变压器的差动保护 30
6.2.3 T5降压变压器的差动保护 32
6.2.4 T6、T7升压变压器的差动保护 34
6.3变压器瓦斯报护 35
7. 总结 36
参考文献 38

摘要
电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或报警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展又为电力系统继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。
关键词： 继电保护、基本作用

1. 继电保护概述
1.1 继电保护的作用
电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围；电力系统出现异常运行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。
1.2 对电力系统继电保护的基本要求
1.2.1 选择性
继电保护动作的选择是指电力系统中有故障时，应由距故障点最近的保护装置动作，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
在下图中所示的网络接线中，当d1点短路时，应由距短路点最近的保护1和2动作跳闸，将故障线路AB切除，变电站B可由另一条无故障的线路继续供电。而当d3点短路时，保护6动作跳闸，切除线路CD，此时只有变电站D停电。由此可见，继电保护有选择性的动作可将停电范围限制到最小，甚至可以做到不中断向用户供电。

1.2.2 速动性
继电保护动作的速动性是指快速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作切除故障。
故障切除的总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般的快速保护的动作时间为0.02~0.04s，最快的可达0.01~0.02s；一般的断路器的动作时间为0.06~0.15s，最快的可达0.02~0.04s。
1.2.3 灵敏性
继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生任何故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能敏锐感觉、正确反应。
1.2.4 可靠性
保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护装置不应该动作的情况下，则不应该误动作。
2. 相间短路电流保护
2.1 三段式电流保护
三段式电流保护包括：瞬时电流速断保护、限时电流速断和电流保护。由于瞬时电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。
2.1.1 无时限电流速断保护工作原理
瞬时电流速断保护又称Ⅰ段电流保护，它是反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护。
当系统电源电势一定，线路上任一点发生短路故障时，短路电流的大小与短路点至电源之间的电抗（忽略电阻）及短路类型有关，短路电流等于系统电源电势除以从短路点至电源之间的总的电抗。

以保护1为例，当本线路末端d1点短路时，希望速断保护2能够瞬时动作切除故障，而当相邻线路BC的始端（习惯上又称为出口处）d2点短路时，按照选择性地要求，速断保护1、2不应该动作，因为该处的故障应由速断保护5动作切除。

2.1.2限时电流速断保护
2.1.2.1限时电流速断保护的单相原理接线
由于有选择的瞬时电流速断保护，不能保护本线路的全长，不能作为主保护，因此应增加一段新的保护，用来切除本线路瞬时电流速断保护范围以外的故障，同时也能作为瞬时电流速断保护的后备，这就是限时电流速断保护，亦即电流保护的Ⅱ段。
由于要求限时速断保护必须保护本线路的全长，因此它的保护范围必然延伸到下一条线路中去，这样当下一条线路出口处发生短路时，它就要起动，在这种情况下，为了保证动作的选择性就必须使保护的动作带有一定的延时（即时限），此时限的大小与其延伸的范围有关。为了使这一时限尽量缩短，照例都是首先考虑使它的保护范围不超出下一条线路瞬时速断保护的范围，而动作时限则比下一条线路的瞬时速断保护高出一个时间阶段，此时间阶段以△t表示。

限时电流速断保护灵敏性较高，能保护线路的全长，并且还可作为本线路瞬时电流速断保护的后备保护。
2.1.2.2 限时电流速断保护的特点
1.限时电流速断保护作为线路的主保护，要求应能保护被保护线路全长。为了缩短保护的动作时间，动作值与相邻线路、元件速断保护配合。
2.限时电流速断保护的选择性是依靠动作值、动作时间来保证。
3.当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路限时电流速断保护配合。
2.1.3 定时限过电流保护
过电流保护通常是指其起动电流按躲开最大负荷电流整定的一种保护装置，也是多段式电流保护的最后一段。它在正常运行时不应该起动，而在系统发生故障时能反应于电流的增大而动作，在一般情况下它不仅能够保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长，以起到远后备保护的作用。

2.1.4 阶段式电流保护的应用与评价
瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择起动电流。瞬时速断是按照躲过被保护元件末端的最大短路电流整定，限时速断是按照躲过下级个相邻元件瞬时电流速断最小保护范围末端的最大短路电流整定，而过电流保护则是按照躲过最大负荷电流整定。
由于瞬时电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用瞬时电流速断加过电流保护，或限时速断加过电流保护，也可以三者同时采用。在电网的最末端——用户的电动机或其他用电设备上，采用瞬时动作的过电流保护即可满足要求。在电网的倒数第二级上，采用过电流保护。越靠近电源端，过电流保护的动作时限越长。
2.2 距离保护的作用原理
距离保护是反应故障点至保护安装处之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
实际上是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称阻抗保护。
实质是用整定阻抗 Zdz 与测量阻抗 Zcl 比较。当短路点在保护范围以内时，即 Zcl ＜ Zdz 时，保护动作；反之保护不动作。因此，距离保护又称低阻抗保护。如图

图 3-1 距离保护又称为低阻抗保护
2.2.1 距离保护的时限特性
距离保护的动作时间与保护安装处至故障点之间距离的关系，称为距离保护的时限特性。为了保证选择性，广泛应用的是阶梯形时限特性，这种时限特性与三段式电流保护的时限特性相同，一般也做成三阶梯式，即有与三个动作范围相对应的三个动作时限。

图 3-2 距离保护的三个动作范围相对应的三个动作时限
2.2.2 距离保护的三段
（1）距离保护第Ⅰ段（距离Ⅰ段）
为无延时的速动段，其动作时限仅为保护装置的固有动作时间。
Ⅰ段的保护范围不能延伸到下一线路中去，而为本线路全长的 80%～85%，动作阻抗整定为 80%～85%线路全长的阻抗。
（2）距离保护第Ⅱ段（距离Ⅱ段）
为带延时的速动段，为了有选择性地动作，距离 II 段的动作时限和启动值要与相邻下一条线路保护的 I 段和 II 段相配合。
（3）距离保护第Ⅲ段（距离Ⅲ段）
距离 III 段为本线路和相邻线路(元件)的后备保护，其动作时限的整定原则与过电流保护相同，即大于下一条变电站母线出口保护的最大动作时限一个Δt ，其动作阻抗应按躲过正常运行时的最小负荷阻抗来整定。

3. 方案设计
3.1 原始数据及保护方案的确定
3.1.1 原始数据
某地区部分供电系统如图1所示。区域性变电所35kV母线最大及最小运行方式下的系统电抗分别为Xmax=0.426，Xmin=0.647（Sj=100MVA）。架空线参数：1#、2#为LGJ—240，长度分别为9km、12km；3#为LGJ—185，长度为4km，几何均距均为2.5m。铝厂变电所参数：T1、T2 均为SL7—12500/35，uk%=7.5%，35±2×2.5%/6.3kV，运行方式为一台工作一台备用，该变电所的最大及最小负荷分别为Pmax=9880kW，Pmin=4690kW，6kV侧平均功率因数为cosφ=0.921。某煤矿变电所参数：T3、T4 均为SL7—10000/35，T5为SL7—8000/35，uk%=7.5%，35±2×2.5%/6.3kV，运行方式为一台10000KVA及一台8000KVA的变压器同时工作且并联运行，另一台10000KVA变压器备用，该变电所的最大及最小负荷分别为Pmax=13800kW，Pmin=10990kW，6kV侧平均功率因数为cosφ=0.918。煤矿热电厂有两台发电机经升压后由两条电缆线路与煤矿变电所35kV母线相连，发电机参数：G1、G2均为QF-15-2 ，额定容量为SN=15MW，额定功率因数为cosφN=0.8，此暂态电抗为XG*=0.132。升压变压器参数：T6 、T7均为SFZ2-16000/35，uk%=8.08，ΔP0=15kW，ΔPk=81kW。并网电缆参数：型号为VVJV32-26/35，长度为530m，截面为240mm2。该系统正常运行方式为开环运行，试确定线路1#、2#、3#及变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7的保护装置。
G2
G1
T7
T6
35kV
35kV
35kV
T5
12km
4km
T4
T3
T2
T1
3#
2#
1#
9km
～
～
铝厂
煤矿

3.2 阻抗计算
由1#、2#线路型号为LGJ-240,可知标称截面积S=240mm,ρ=31.55 Ω·mm/km，∴计算半径
∴自几何均距，由题知几何均距
∴单位电阻值为，单位电抗值为
∴1#线路各值为，，,
2#线路各值为，，,
，
由3#线路型号为LGJ-185,可知标称截面积S=185mm,ρ=31.55 Ω·mm/km，∴计算半径
∴自几何均距，由题知几何均距
∴单位电阻值为，单位电抗值为
∴3#线路各值为，，,
3.2.1 有名值计算
由以上计算知：

,

（可忽略不计）
（可忽略不计）
3.2.2标幺值计算
取基准值 , ，
∴, ,，

两台发电机加变压器并联后的电抗
4. 三段式电流保护
4.1 1#线路
Ⅰ段：，
,
整定值：，
检验：①最大保护范围

符合要求
②最小保护范围
灵敏度不符合要求
4.2 2#线路
Ⅰ段：，
,
整定值：，
检验：①最大保护范围

符合要求
②最小保护范围
灵敏度不符合要求
然而经上面计算采用三段式电流保护时1#、2#线路的Ⅰ段灵敏度均不满足要求（<15%）,因此均改为采用距离保护。
5. 距离保护整定计算
5.1 1#线路
Ⅰ段：，动作时限为t=0s
Ⅱ段：,动作时限为t=0.5s
灵敏度校验：，满足要求
Ⅲ段：最大负荷电流
最小负荷阻抗
短路阻抗角，最大负荷阻抗角
取，全阻抗继电器返回系数范围1.15~1.25取，自启动系数。
整定阻抗
动作时限为t=0.5+0.5=1s
灵敏度校验：①近后备时：，满足要求
②远后备时：,满足要求分支系数=1
Ⅰ、Ⅱ段采用方向阻抗继电器，Ⅲ段采用偏移特性阻抗继电器。
5.2 2#线路
Ⅰ段：，动作时限为t=0s
Ⅱ段：距离保护的助增系数将使距离保护的测量阻抗增大，保护范围缩短。在整定配合上应选取可能出现的最小助增系数。
最小分支系数为：
最大分支系数为：
,动作时限为t=0.5s
灵敏度校验：，满足要求
Ⅲ段：最大负荷电流
最小负荷阻抗
短路阻抗角，最大负荷阻抗角
取，全阻抗继电器返回系数范围1.15~1.25取，自启动系数。
整定阻抗
动作时限为t=0.5+0.5=1s
灵敏度校验：①近后备时：，满足要求
②远后备时：,满足要求分支系数=1.22
Ⅰ、Ⅱ段采用方向阻抗继电器，Ⅲ段采用偏移特性阻抗继电器。
5.3 3#线路保护①
Ⅰ段：，动作时限为t=0s
Ⅱ段：距离保护的助增系数将使距离保护的测量阻抗增大，保护范围缩短。在整定配合上应选取可能出现的最小助增系数。
最小分支系数为：
最大分支系数为：
,动作时限为t=0.5s
灵敏度校验：，满足要求
Ⅲ段：最大负荷电流
最小负荷阻抗
短路阻抗角，最大负荷阻抗角
取，全阻抗继电器返回系数范围1.15~1.25取，自启动系数。
整定阻抗
动作时限为t=0.5+0.5=1s
灵敏度校验：①近后备时：，满足要求
②远后备时：,满足要求分支系数=2.34
Ⅰ、Ⅱ段采用方向阻抗继电器，Ⅲ段采用偏移特性阻抗继电器。

5.4 3#线路保护②
Ⅰ段：，动作时限为t=0s
Ⅱ段：距离保护的助增系数将使距离保护的测量阻抗增大，保护范围缩短。在整定配合上应选取可能出现的最小助增系数。
最小分支系数为：
最大分支系数为：
,动作时限为t=0.5s
灵敏度校验：，满足要求
Ⅲ段：最大负荷电流
最小负荷阻抗
短路阻抗角，最大负荷阻抗角
取，全阻抗继电器返回系数范围1.15~1.25取，自启动系数。
整定阻抗
动作时限为t=0.5+0.5=1s
灵敏度校验：①近后备时：，满足要求
②远后备时：,满足要求分支系数=2.82
Ⅰ、Ⅱ段采用方向阻抗继电器，Ⅲ段采用偏移特性阻抗继电器。
6. 变压器保护
6.1变压器过电流保护
反应外部短路引起的变压器过电流和作为变压器主保护的后备保护，变压器需装设过电流保护，可采用的保护方式有：过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护及负序过电流保护等。
6.1.1 T1、T2降压变压器的过电流保护
⑴过电流保护的启动值按躲过最大负荷电流整定：
⑵灵敏系数校验。为校验灵敏系数，应算出系统最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时，流过保护的最小电流。
最小运行方式下两相短路电流值为：
，符合要求。
6.1.2 T3、T4降压变压器的过电流保护
⑴过电流保护的启动值按躲过最大负荷电流整定：
⑵灵敏系数校验。为校验灵敏系数，应算出系统最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时，流过保护的最小电流。
最小运行方式下两相短路电流值为：
，符合要求。
6.1.3 T5降压变压器的过电流保护
⑴过电流保护的启动值按躲过最大负荷电流整定：
⑵灵敏系数校验。为校验灵敏系数，应算出系统最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时，流过保护的最小电流。
最小运行方式下两相短路电流值为：
，符合要求。
6.1.4 T6、T7升压变压器的过电流保护
⑴过电流保护的启动值按额定电流整定：
⑵灵敏系数校验。为校验灵敏系数，应算出系统最小运行方式下，变压器高压侧两相短路时，流过保护的最小电流。
最小运行方式下两相短路电流值为：
，符合要求。
6.2.变压器差动保护
变压器纵联差动保护的基本原理是用辅助导线将变压器各侧的二次电流引入差动继电器，比较各侧电流方向及大小来判断变压器是否发生了短路，以决定保护是否动作。
随着计算机和网络技术的不断发展，微机、集成电路等大量运用到变压器保护当中。按照继电器的不同，变压器保护可以分为电磁型差动继电器保护、整流型差动继电器保护、静态差动继电器保护，其中静态差动继电器保护又可以分为晶体管保护、集成电路保护和微机型保护。
下图示出了双绕组和三绕组变压器实现纵联差动保护的原理接线图。

以单相双绕组变压器为例，变压器高、低压侧分别装设电流互感器TA1和TA2，并按图中所示极性连接。设变压器变比为,
,分别为两侧电流互感器变比，, 分别为两侧电流互感器二次电流。，分别为变压器高低压侧的一次电流。流入差动继电器的差流为：,变压器正常运行或外部故障时，流过变压器两侧电流互感器的一次侧电流大小相等、极性相反，即=。为使得差动保护可靠不动作，应使得差流为零，即，则即变形为
上式是构成变压器纵差动保护的基本原则，变压器纵差动保护两侧的电流互感器变比配合关系应尽量满足上式，以减少不平衡电流。
当变压器发生短路故障时，相当于变压器内部多了一个故障支路，流入差动继电器的差动电流等于故障点电流（变换到电流互感器二次侧），其值很大，差动保护动作。可以看出，纵差动保护的保护范围是TA1、TA2之间的电气回路。变压器正常运行或区外故障时，流入纵差动保护的差流为不平衡电流。因此，为保证变压器纵差动保护的灵敏度，应采取相应措施减小或消除差流回路中不平衡电流的影响。
6.2.1 T1、T2降压变压器的差动保护
⑴纵联差动保护动作电流的整定原则
①按躲开最大最大负荷电流整定
在正常运行情况下，为防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作，保护装置的动作电流应大于等于变压器的最大负荷电流，有上计算知，则
式中：为可靠系数，一般取为1.3。
②躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流，动作电流整定为，式中可靠系数一般取1.3；为保护外部短路时地最大不平衡电流，可由下式计算得到：

式中：计算变比与实际变比不一致时引起的相对误差，在微机保护中采取电流平衡调整已经使得该误差接近于零，但为可靠考虑，一般仍沿用常规取值为0.05；为由带负荷调压所引起的相对误差，考虑到变压器有载调压分接头可能调节至正或负的最大位置，因此取电压调整范围的一半，在这里取0.05；为非周期分量系数，可取1.5~2.0，对于有速饱和变流器的保护可取1.3，在此取为1.5；为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时可取为0.5，当两侧电流互感器不同时可取为1，再次取为0.5；为电流互感器的比误差，计算最大不平衡电流时该值可取为10%；为保护范围外部最大短路电流归算到二次侧的数值。

③按躲开变压器励磁涌流整定
无论上述哪一个原则整定变压器纵联差动保护的动作电流，都还必须能够不受变压器励磁涌流的影响。根据运行经验，差动继电器的动作电流仍需整定为时才能躲开励磁涌流的影响。对于各种原理的差动保护，其躲开励磁涌流影响的性能和保护定值，最后还应经过现场的空载合闸试验加以检验。

取上边三个整定值的最大值作为变压器差动保护的整定值
⑵纵联差动保护灵敏系数的校验
变压器纵联差动保护的灵敏系数可按下式校验：，式中：为保护范围内部故障时流过差动继电器的最小差流（一般是单侧电源情况下内部故障的短路电流）。

6.2.2 T3、T4降压变压器的差动保护
⑴纵联差动保护动作电流的整定原则
①按躲开最大最大负荷电流整定
在正常运行情况下，为防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作，保护装置的动作电流应大于等于变压器的最大负荷电流，有上计算知，则
式中：为可靠系数，一般取为1.3。
②躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流，动作电流整定为，式中可靠系数一般取1.3；为保护外部短路时地最大不平衡电流，可由下式计算得到：

式中：计算变比与实际变比不一致时引起的相对误差，在微机保护中采取电流平衡调整已经使得该误差接近于零，但为可靠考虑，一般仍沿用常规取值为0.05；为由带负荷调压所引起的相对误差，考虑到变压器有载调压分接头可能调节至正或负的最大位置，因此取电压调整范围的一半，在这里取0.05；为非周期分量系数，可取1.5~2.0，对于有速饱和变流器的保护可取1.3，在此取为1.5；为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时可取为0.5，当两侧电流互感器不同时可取为1，再次取为0.5；为电流互感器的比误差，计算最大不平衡电流时该值可取为10%；为保护范围外部最大短路电流归算到二次侧的数值。

③按躲开变压器励磁涌流整定
无论上述哪一个原则整定变压器纵联差动保护的动作电流，都还必须能够不受变压器励磁涌流的影响。根据运行经验，差动继电器的动作电流仍需整定为时才能躲开励磁涌流的影响。对于各种原理的差动保护，其躲开励磁涌流影响的性能和保护定值，最后还应经过现场的空载合闸试验加以检验。

取上边三个整定值的最大值作为变压器差动保护的整定值
⑵纵联差动保护灵敏系数的校验
变压器纵联差动保护的灵敏系数可按下式校验：，式中：为保护范围内部故障时流过差动继电器的最小差流（一般是单侧电源情况下内部故障的短路电流）。

6.2.3 T5降压变压器的差动保护
⑴纵联差动保护动作电流的整定原则
①按躲开最大最大负荷电流整定
在正常运行情况下，为防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作，保护装置的动作电流应大于等于变压器的最大负荷电流，有上计算知，则
式中：为可靠系数，一般取为1.3。
②躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流，动作电流整定为，式中可靠系数一般取1.3；为保护外部短路时地最大不平衡电流，可由下式计算得到：

式中：计算变比与实际变比不一致时引起的相对误差，在微机保护中采取电流平衡调整已经使得该误差接近于零，但为可靠考虑，一般仍沿用常规取值为0.05；为由带负荷调压所引起的相对误差，考虑到变压器有载调压分接头可能调节至正或负的最大位置，因此取电压调整范围的一半，在这里取0.05；为非周期分量系数，可取1.5~2.0，对于有速饱和变流器的保护可取1.3，在此取为1.5；为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时可取为0.5，当两侧电流互感器不同时可取为1，再次取为0.5；为电流互感器的比误差，计算最大不平衡电流时该值可取为10%；为保护范围外部最大短路电流归算到二次侧的数值。

③按躲开变压器励磁涌流整定
无论上述哪一个原则整定变压器纵联差动保护的动作电流，都还必须能够不受变压器励磁涌流的影响。根据运行经验，差动继电器的动作电流仍需整定为时才能躲开励磁涌流的影响。对于各种原理的差动保护，其躲开励磁涌流影响的性能和保护定值，最后还应经过现场的空载合闸试验加以检验。

取上边三个整定值的最大值作为变压器差动保护的整定值
⑵纵联差动保护灵敏系数的校验
变压器纵联差动保护的灵敏系数可按下式校验：，式中：为保护范围内部故障时流过差动继电器的最小差流（一般是单侧电源情况下内部故障的短路电流）。

6.2.4 T6、T7升压变压器的差动保护
⑴纵联差动保护动作电流的整定原则
①按躲开最大额定电流整定
在正常运行情况下，为防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作，保护装置的动作电流应大于等于变压器的额定电流，计算知，则
式中：为可靠系数，一般取为1.3。
②躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流，动作电流整定为，式中可靠系数一般取1.3；为保护外部短路时地最大不平衡电流，可由下式计算得到：

式中：计算变比与实际变比不一致时引起的相对误差，在微机保护中采取电流平衡调整已经使得该误差接近于零，但为可靠考虑，一般仍沿用常规取值为0.05；为由带负荷调压所引起的相对误差，考虑到变压器有载调压分接头可能调节至正或负的最大位置，因此取电压调整范围的一半，在这里取0.05；为非周期分量系数，可取1.5~2.0，对于有速饱和变流器的保护可取1.3，在此取为1.5；为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时可取为0.5，当两侧电流互感器不同时可取为1，再次取为0.5；为电流互感器的比误差，计算最大不平衡电流时该值可取为10%；为保护范围外部最大短路电流归算到二次侧的数值。

取上边三个整定值的最大值作为变压器差动保护的整定值
⑵纵联差动保护灵敏系数的校验
变压器纵联差动保护的灵敏系数可按下式校验：，式中：为保护范围内部故障时流过差动继电器的最小差流（一般是单侧电源情况下内部故障的短路电流）。

,符合要求。
6.3变压器瓦斯报护
瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体和油流数量及流动速度而动作的保护。当变压器油箱内发生故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下变压器油和绝缘材料因局部受热分解产生气体，因为气体比油轻，这些气体将从油箱流向油枕上部。气体产生的多少和流速的大小与故障的程度有关。当故障严重时，油迅速膨胀和分解并产生大量气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用这一特点实现的气体保护装置称为瓦斯保护。瓦斯保护能反映变压器油箱内的各种短路故障，包括一些轻微的故障如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等。容量在800kVA及以上的有近视变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器应装设瓦斯保护。同样，对带负荷调压的油浸式变压器的调压装置也应装设瓦斯保护。
气体继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上，这样油箱内产生的气体必须通过气体继电器才能流向油枕。
瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障，包括变压器绕组轻微的匝间短路和局部放电等。其缺点则是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵联差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内外及引出线上发生的各种故障。

7.互感器的选择
在高压电网中，计量仪表的电流线圈和继电保护装置中继电器的电流线圈都是通过电流互感器供电的。电压互感器的工作原理与变压器相似，它是用于测量高压其一次绕组与高压线路并联，额定电压与线路额定电压一致，二次绕组的额定电压均为100V。
7.1 1#线路电流互感器和电压互感器选择
7.1.1 电流互感器
⑴电流互感器型号确定
①按额定电压确定：额定电压应大于或等于电网电压，1#线路的电网电压为35kv；
②按电流确定：原边额定电流应大于或等于1.2~1.5倍长时最大工作电流
综上确定电流互感器型号为LZZB7-35。
此电流互感器各个参数为：额定一次电流为300A，二次额定电流为5A，精确等级为3，额定输出30VA，2s热稳定电流为31.5KA，额定动稳定电流为80KA，互感器允许的极限通过电流峰值为为80KA。
⑵动、热稳定性校验
① 动稳定性校验
短路电流冲击值：,满足要求。
② 热稳定性校验
热稳定倍数
，满足要求（注解：为热稳定电流，为电流互感器的一次额定电流，为短路稳态电流，为假想时间。）
7.1.2 电压互感器
由于电网电压为35kv，所以可以选电压互感器的型号为JDZ9-35。
7.2 2#线路电流互感器和电压互感器选择
7.2.1 电流互感器
⑴电流互感器型号确定
①按额定电压确定：额定电压应大于或等于电网电压，2#线路的电网电压为35kv；
②按电流确定：原边额定电流应大于或等于1.2~1.5倍长时最大工作电流
综上确定电流互感器型号为LZZB7-35.
此电流互感器各个参数为：额定一次电流为300A，二次额定电流为5A，精确等级为3，额定输出30VA，2s热稳定电流为31.5KA，额定动稳定电流为80KA，互感器允许的极限通过电流峰值为为80KA。
⑵动、热稳定性校验
③ 动稳定性校验
短路电流冲击值：,满足要求。
④ 热稳定性校验
热稳定倍数
，满足要求（注解：为热稳定电流，为电流互感器的一次额定电流，为短路稳态电流，为假想时间。）
7.2.2 电压互感器
由于电网电压为35kv，所以可以选电压互感器的型号为JDZ9-35。
7.3 变压器T1、T2高压侧电流互感器和电压互感器选择
7.3.1 电流互感器
⑴电流互感器型号确定
①按额定电压确定：额定电压应大于或等于电网电压，高压侧的电网电压为35kv；
②按电流确定：原边额定电流应大于或等于1.2~1.5倍长时最大工作电流
综上确定电流互感器型号为LZZB7-35。
此电流互感器各个参数为：额定一次电流为300A，二次额定电流为5A，精确等级为0.2，额定输出30VA，2s热稳定电流为31.5KA，额定动稳定电流为80KA，互感器允许的极限通过电流峰值为为80KA,允许的电流倍数为m=15。
⑵动、热稳定性校验
①动稳定性校验
短路电流冲击值：,满足要求。
②热稳定性校验
热稳定倍数
，满足要求（注解：为热稳定电流，为电流互感器的一次额定电流，为短路稳态电流，为假想时间。）
7.3.2 电压互感器
由于电网电压为35kv，所以可以选电压互感器的型号为JDZ9-35。
7.4变压器T1、T2低压侧电流互感器和电压互感器选择
7.4.1 电流互感器
⑴电流互感器型号确定
①按额定电压确定：额定电压应大于或等于电网电压，高压侧的电网电压为6kv；
②按电流确定：原边额定电流应大于或等于1.2~1.5倍长时最大工作电流
综上确定电流互感器型号为LFS-10。
此电流互感器各个参数为：额定一次电流为300A，二次额定电流为5A，精确等级为1，额定输出15VA，1s热稳定电流为21KA，额定动稳定电流为49.5KA，互感器允许的极限通过电流峰值为为49.5KA,允许的电流倍数为m=10。
⑵动、热稳定性校验
① 动稳定性校验
短路电流冲击值：,满足要求。
② 热稳定性校验
热稳定倍数
，满足要求（注解：为热稳定电流，为电流互感器的一次额定电流，为短路稳态电流，为假想时间。）
7.1.2 电压互感器
由于电网电压为35kv，所以可以选电压互感器的型号为JDZ9-35。

8. 总结
本次毕业设计是从三月份开始的，到目前为止已经接近尾声了。在这段时间里我学习了各方面的知识，包括查阅资料、分析题目、与同学讨论解决方案，当我们遇到疑点时我们会请我们导师帮我们分析问题，进而帮助我们尽快完成我们的题目。综上，我这次毕业设计是自己独立完成的，由于个人的知识水平有限，有些细节问题没有解决掉，这些是本次设计所欠缺的。
本次设计的题目是单电源闭式网络线路保护方案设计，本课题是一个完整的工程应用系统设计，而针对线路或变压器保护装置的实现可能有多种不同的方案，究竟哪一种方案更完善，应根据本装置所要具备的功能做全面的经济、技术比较，并结合现有实际应用装置的情况作出更具说服力的选择，设计出符合要求的保护装置。我们这次毕业设计共十六周，我做毕业设计的具体安排如下：
1-4周：毕业实习参观、确定毕业题目、搜集资料、复习 “电力系统继电保护”、“电力系统分析理论”、“电机学” 等相关内容；
5-6周：分析原始资料，得出各线路及各变压器的最大、最小及正常运行方式，计算出最大、最小及正常负荷电流，为过流（第三段）保护整定及选择电流互感器变比做准备。
7-8周：分析原始资料，得出各线路及各变压器的最大、最小及正常运行方式，计算出最大及最小短路电流，为过流（第一、二段）保护整定及校验灵敏度做准备。
9-11周：初步确定三段式（或方向性）电流保护方案，进行相应的整定计算并校验相应的灵敏度，若零敏度不满足要求时，采用距离保护，再校验灵敏度是否满足要求。
12-13周：选则保护装置中的各种继电器型号、规格及整定范围；
14-15周：编写毕业设计技术文件、说明书和图纸；
首先，我要分析一下原始资料，根据资料我要确定该电源网络的工作方式；然后我要根据它的工作方式找出需要设定保护的线路及变压器；再然后我就要计算出各个线路及变压器的阻抗值或电抗值便于后面计算短路电流及负荷电流；接着我就要计算短路电流及负荷电流来确定我的保护方案，首先我会采用三段式电流保护方案并计算它的整定值然后校验其灵敏度，若灵敏度满足要求则采用本方案，若不满足则换为距离保护方案；对于变压器的保护，我选用两个外部故障时起的保护：过电流保护、差动保护，和一个内部故障时起的保护：瓦斯保护，这样就可以保证变压器内外部故障时而不会损坏；根据计算的各整定值选出继电器的型号：根据线路额定电压、最大负荷电流及最大短路电流选择电流互感器型号及变比并校验其10%误