110 KV变电站继电保护设计

《电力系统继电保护》

课 程 设 计

（ ××××级本科）

题 目： 110 KV变电站继电保护设计 系（部）院：××××××××××××××××× 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： ×××××

指导教师： ×××××× 职称：×××× 完成日期： ×××× 年 ×× 月 × 日

课程设计任务书

学 生 姓 名 专 业 方 向 题 目 名 称 ×××× 学 号 班 级 ××××× ××××× 电力系统 110KV变电站继电保护设计 一、 设计题目： 110KV变电站继电保护课程设计 二、 设计题目： 1. 短路电流计算 2. 变压器继电保护配置 3. 变压器各项保护整定 4. 绘制主变继电保护原理图 三、 原始资料： 1． 变电站与系统联系 A． 两台三绕组变压器，型号均为SFSL1—50000/121/38.5/6.3KV Y0/Y/△-12-11 B．G1为大电流接地系统，最大运行方式下X1=0.47；最小运行方 式下X1=0.51；X0=0.63 C．G2为小电流接地系统，最大运行方式下X1=0.52；最小运行方 式下X1=0.65 2．38.5KV侧XL-2最大负荷为7.5MVA；XL-2长为40KM 3．10.5KV侧9回出线；每回最大负荷为3000KVA 4．110KV侧XL-1最大负荷为16.5MVA；XL-1长为48KM 5．38.5KV侧相间短路保护最大动作时限为2.5S 6．10.5KV侧相间短路保护最大动作时限为1S 7．110KV侧相间短路保护最大动作时限为3S 8．110KV侧零序保护动作时限为2S 四、 设计成果： 1． 说明书一份 2． 主变继电保护原理接线图、展开图各一份 五、 时间安排： 1．17周周一~周三 短路电流计算 2．17周周四 保护配置 3 17周周五~18周周四 保护整定、二次图绘制 4．18周周五 答辩 指导教师签字：

目 录

前言................................................................................................................................ 1 1、继电保护概述.......................................................................................................... 2 1.1继电保护在电力系统中的作用 .......................................................................... 2 1.2继电保护的保护类型 .......................................................................................... 2 1.3继电保护的任务 .................................................................................................. 3 1.4继电保护装置的组成 .......................................................................................... 3 1.5 继电保护装置的分类 ......................................................................................... 4 1.6对继电保护的基本要求 ...................................................................................... 4 2、常用继电器.............................................................................................................. 7 2.1 继电器的作用 ..................................................................................................... 7 2.2 继电器的型号 ..................................................................................................... 7 2.3 常用继电器的原理 ............................................................................................. 7 3、电网各个元件参数计算及负荷电流计算.............................................................. 9 3.1基准值选择 .......................................................................................................... 9 3.2电网各元件等值电抗计算 .................................................................................. 9 3.3最大负荷电流计算 ............................................................................................ 10 3.4短路电流计算 .................................................................................................... 10 3.5变电站与系统联系图 ........................................................................................ 12 4、变压器继电保护配置............................................................................................ 13 4.1电力变压器的保护规程 .................................................................................... 13 4.2变电所主变保护的整定计算 ............................................................................ 13 5、结果分析................................................................................................................ 18 5.1 对主保护的评价 ............................................................................................... 18 5.2对后备保护的评价 ............................................................................................ 18 6、小结........................................................................................................................ 19 参考文献...................................................................................................................... 20

前言

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、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。

随着计算机硬件的迅速发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护。

继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。

这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。

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1、继电保护概述

1.1继电保护在电力系统中的作用

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的同时也是最严重的是发生各种形式的短路。当发生短路时，可能产生的后果为：

（1）通过故障点有很大的短路电流和燃起的电弧使故障元件损坏； （2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用引起它们的损坏或寿命缩短；

（3）使电力系统电压降低，影响电能质量；

（4）破坏系统稳定性，使其发生振荡甚至使系统瓦解。

基于以上情况，继电保护的作用就是要能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发信号，具体来说体现在以下两个方面：

（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；

（2） 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件动作于发信号，减负荷或跳闸。 1.2继电保护的保护类型

（1）电力设备和线路的保护应有主保护和后备保护，必要时可装设辅助保护。

a.主保护：满足系统稳定及设备安全要求，有选择地切除被保护设备和全线故障的保护。

b.后备保护：主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。

c.辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。 电力设备和线路的异常运行保护，是反映被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。

（2）继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

a.可靠性是四性的前提，在拟制，配置和维护保护装置时，都必须满足可

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靠性的要求。

b.选择性是指首先由故障设备或线路的保护切除故障，当故障设备或线路的保护拒动时由相邻设备或线路保护切除故障。

c.灵敏性是指在被保护设备或线路范围内故障时，保护装置应有足够的灵敏系数。

d.速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，限制故障设备和线路的损坏程度，缩小故障范围 1.3继电保护的任务

继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 继电保护的基本任务是：

（1）当电力系统中某电器元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。

（2）当系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 1.4继电保护装置的组成

继电保护装置一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成，如图1.1所示。

被测物理量测量 跳闸或 部分 逻辑 部分 执行 部分 信号脉冲

整定值

图1-1 继电保护装置基本组成框图

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1.5 继电保护装置的分类

其中按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。

主保护是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护元件故障的保护。

后备保护是指当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。后备保护又分为远后备保护和近后备保护两种。 1.6对继电保护的基本要求

根据继电保护在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四 个基本要求，即选择性、速性动、灵敏性和可靠性。 1.选择性

所谓继电保护装置的动作选择性就是指当系统中的设备或线路发生短路时， 其继电保护仅将故障的设备和线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的设备或断路器拒绝动作时，应由相邻的设备或线路的保护将故障切除。虽然扩大了停

电范围，但控制了故障的扩大，它起着对下一段线路的后备保护作用。 2.速动性

快速切除故障，可以提高电力系统运行的稳定性，减轻故障设备的损坏程度，防止故障的扩展，提高自动重合闸的成功率，减少对用电单位的影响，迅速恢复系统的正常运行。

故障切除的时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和，对于反应故障的继电保护，要求快速动作的主要理由和必要性在于：

(1) 快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性；

(2) 快速切除故障可以防止故障的扩大，提高自动重合闸和备用电源或设备自动投入成功率，因为快速切除故障，对提高故障点的灭弧速度，缩小短路持续时间，防止出现接地故障发展为相间故障；两相短路发展为三相短路；暂时性故障发展为永久性故障等。

(3) 快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间，加速恢复正常运行的过程，保证厂用电及用户工作的稳定性。

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(4) 快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度，短路电流通过的时间愈长，则设备损坏的程度就愈严重，甚至烧毁，特别在发电机变压器的内部短路时，是不允许带时限切除故障的。从上述理由可知，快速切除故障，对提高电力系统运行的可靠性具有重大意义。

(5) 一般快速保护的动作时间为0.08—0.12s，一般断路器的跳闸时间为0.1—0.27s，因此，一般快速保护切除故障的时间为0.18—0.27s；最快速保护的动作时间为0.02—0.03s，最小的断路器跳闸时间为0.04—0.05s，所以最快速保护切除故障的时间为0.06—0.08s。 3.灵敏性

所谓灵敏性，即在保护范围内发生故障和不正常工作情况下，继电保护装置的反应能力，也就是在保护范围内故障时，不论短路点的位置以及短路的类型如何，都能敏锐且正确的反应。继电保护的灵敏性以灵敏系数Ksen来衡量。

对于反应故障时参数量增加的保护装置灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值∕保护装置动作参数的整定值如：过电流保护的灵敏系数为:

Ksen＝ (1-1)

IK.minIK.act

式中 IK.min——保护区末端金属性最小短路电流二次值

IK.act——保护装置的二次动作电流

保护区末端金属性短路时故障参数量最小计算值保护装置动作参数的整定值灵敏系数= (1-2) 对于反应故障时参数量降低的保护装置灵敏系数=保护装置动作参数的 整定值∕保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值。

保护装置动作参数的整定值灵敏系数= 保护区末端金属性短路时故障参数量最小计算值 (1-3)

4.可靠性

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保护装置的可靠性是指在其保护范围内、外发生故障时，该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。保护装置工作的可靠性是非常重要的，因为不可靠的保护装置轻则误发警告信号，重则将扩大事故或直接造成事故。

保护装置的选择性、灵敏性、快速性、可靠性这四大基本要求是相互联系而有时又互相矛盾的。在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。一般来说，在可靠性的前提下，首先要满足选择性，非选择性动作是绝对不允许的。但是为了保证选择性，有时可能使故障的时间延长从而要影响到整个系统的安全稳定，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。应该指出，这暂时牺牲选择性的部分，尽量用自动重合闸或备用电源自动投入或其他措施予以补救。

保护装置不能可靠工作的主要原因是安装调试质量不高、运行维护不当、继电器质量差及设计不合理等。为了提高保护工作的可靠性，必须注意以下几个方面：保护装置应该采取质量高、动作可靠的继电器元件和器件；保护装置的接线应尽可能地简化，尽量减少继电器及串联接点；提高保护装置的安装和调试质量，并加强经常性的维护管理。

一套保护装置，在满足选择性的前提下，应有较高的灵敏度。然而有时为了保证选择性，往往需要适当地降低一些灵敏度。例如，有些保护在计算其动作值时，为了保证选择性，就需要考虑保护装置间灵敏度的配合，这往往要适当增加其动作值而降低其灵敏度。总之，要处理好这四大要求之间的关系，必须根据实际情况合理地确定保护方案及正确地选择保护动作值。

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2、常用继电器

2.1 继电器的作用

继电保护装置由若干继电器组成，继电器是一种能自动动作的电器，只要施加一个物理量或当施加的物理量达到一定数值时，它就动作，这种动作特性称为继电特性。 2.2 继电器的型号

我国继电器型号的编制是以汉语拼音字母表示的，由动作原理代号，主要功能代号，设计序号及主要规格代号所组成。 2.3 常用继电器的原理 1.电磁式过电流继电器

电磁式过电流继电器是反应被保护元件电流升高而动作的一种继电器。它是采用转动舌片式结够，具有一对动和触点，所谓动和触点是指继电器线圈没带电时打开的触点，又称为常开触点；相对应的还又一对动段触点，又称为常闭触点。

电磁式过电流继电器在继电保护中作为测量元件，它的作用是测量被保护元件所流过的电流大小并与整定值比较，决定其是否动作。即当其线圈通以电流时产生电磁转矩，当电磁转矩满足前面关系时，继电器就动作或返回。 2.电磁式电压继电器

电磁式电压继电器分为低电压继电器和过电压继电器，过电压继电器的工作情况与过电流继电器类似，电磁式低电压继电器是反应被保护元件电压降低而动作的一种继电器。它也是采用转动舌片式结构，它一般具有一对动合触点和一对动段触点。

电压继电器作为测量元件，它的作用是测量被保护元件所接入的电压大小并与其整定值比较，决定其是否动作。 3.时间继电器

时间继电器是辅助继电器，它由一个电磁起动机构带动一钟表机构成。电磁

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起动机构采用螺杆线圈式结构，由于保护的操作电源一般采用直流电源，因此时间继电器多为电磁式直流继电器。 4.信号继电器

信号继电器是辅助继电器，一般是吸引衔铁式结构。当保护动作时，明显标志出继电器或保护装置动作状态，或接通灯、声、光信号电路以便分析保护动作行为和电力系统故障性质。 5.中间继电器

中间继电器作为辅助继电器一般是衔铁式结构。用于保护装置中以扩展前级继电器触点对数或触点容量。该继电器触点可以作成瞬时动作的，也可做成带有较小时间动作的或延时返回的。 6.阻抗继电器

(1) 全阻抗继电器：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆心、以整定阻抗为半径所作的一个园。园内为动作区，园外为非动作区，圆周是动作边界。

全阻抗继电器具有以下特点： ①起动阻抗等于整定阻抗；

②全阻抗继电器没有方向性会误动作。

(2) 方向阻抗继电器：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。 方向阻抗继电器有如下特点：

①当测量阻抗的阻抗角不同时，方向阻抗继电器的起动阻抗也不相同，因此应调整继电器的最大灵敏角，以使继电器工作在最灵敏的条件下。

②方向阻抗继电器在第三象限误动作区，即继电器本身具有方向性，因此称之为方向阻抗继电器。

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3、电网各个元件参数计算及负荷电流计算

3.1基准值选择

基准功率：SB=100MV·A, 基准电压：VB=121kV 基准电流：IB=SB/VB =0.48kA 基准电抗：ZB=VB/ IB =145.54Ω电压标幺值：E1= 0.52；E2= 0.18 3.2电网各元件等值电抗计算 1.输电线路等值电抗计算

(1) 线路L1等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL1= X1L1=0.448=19.2Ω

XL1*= XL1/ ZB=19.2/145.54=0.1319 零序电抗：XL10= X0L1= 3X1L1=357.6Ω

XL10*= XL10/ ZB=57.6/145.54=0.3958 (2) 线路L2等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL2= X1L2=0.4=16Ω

XL2*= XL2/ ZB=16/145.54=0.110 零序电抗： XL20= X0L2= 3X1L2 =3×0.4×40=48Ω XL20*= XL20/ ZB=48/145.54=0.330 2.变压器等值电抗计算

(1) 变压器等值电抗计算

VS1%=1/2(VS(1-2)%+VS(3-1)%-VS(2-3)%)=10.75 VS2%=1/2(VS(1-2)%+VS(2-3)%-VS(3-1)%)=-0.25 VS3%=1/2(VS(2-3)%+VS(3-1)%-VS(1-2)%)=6.75 X1=VS1%/100×VN2/SN×103 =31.47Ω X2= VS2%/100×VN2/SN×103=-0.732Ω X3= VS3%/100×VN2/SN×103=19.77Ω 化为标幺值： X1*= X1/ZB=0.22

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X2*= X2/ZB=-0.005 X3*= X3/ZB=0.14 3.发电机等值电抗计算

(1)发电机G1电抗标幺值计算 最大运行方式下:XG1*= X1 =0.47 最小运行方式下: XG1*= X1 =0.51 XG0*= X0 =0.63 (2)发电机G2电抗标幺值计算 最大运行方式下:XG2*= X2=0.52 最小运行方式下: XG2*= X2 =0.65 3.3最大负荷电流计算

（1）38.5KV侧母线最大负荷电流计算

Ifh1 ·max= Pfh1max / U COSφ=7.5×103/1.732×121×0.8=0.0447KA （2）110KV侧母线最大负荷电流计算

Ifh2 ·max= Pfh2max / U COSφ=16.5×103/1.732×121×0.8=0.0984KA （3）10.5KV侧母线最大负荷电流计算

Ifh3 ·max = Pfh3max / U COSφ=3×103/1.732×121×0.8=0.0179 KA 3.4短路电流计算

电网等效电路图

短路点1：G1短路点2：G1短路点3：G2AG1ZG1ZG2ZT2BZ3ZG1ZG1AZ1CK2Z2K1AZT1K310

短路电流计算

K1点发生短路时

短路点1：G1ZG1AZ1K1

最大运行时： IK.1 MAX*===0.86 最小运行时： IK.1.1 MIN*=0.81 IK.1.0 MIN*=0.68 因此：

最大运行时：IK.1 MAX= IK.1 MAX* IB=0.86×0.48KA=0.41KA 最小运行时：IK.1.1 MIN= IK.1.1 MIN* IB=0.81×0.48KA=0.39KA IK.1.0 MIN= IK.1.0 MIN* IB=0.68×0.48KA=0.33KA K1点发生短路时

短路点2：G1ZG1AZT1CK2Z2

最大运行时： IK.2 MAX*=0.63 最小运行时： IK.2.1 MIN*=0.60 IK.2.0 MIN*=0.53 因此：

最大运行时：IK.2 MAX= IK.2 MAX* IB=0.63×0.48=0.30KA 最小运行时：IK.2.1 MIN= IK.2.1 MIN* IB=0.60×0.48KA=0.29KA IK.2.0 MIN= IK.2.0 MIN* IB=0.53×0.48KA=0.25KA K3点发生短路时

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短路点3：G2AG1ZG1ZG2ZT2BZ3K3

ZT2=ZT(1-2)=X1+X2=0.22-0.005=0.215 最大运行时： Z=Z3+0.110=0.41 IK.3 MAX*=0.83

所以：IK.3 MAX= IK.3 MAX* IB=0.83×0.48=0.40KA 最小运行时： Z=+Z3=+0.110=0.46 IK.3 MIN*=0.74

所以：IK.3 MIN= IK.3 MIN* IB=0.74×0.48=0.36KA 3.5变电站与系统联系图

G1XG1121KVG2XG238.5KVL1L3T1YY△L2T2YY△10.5KV

图3-1 变电站与系统联系图

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4、变压器继电保护配置

4.1电力变压器的保护规程

按技术规程的规定电力变压器继电保护装置的配置原则一般为：

1.针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。

2.应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。

3.对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳闸。

4.对110kV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。

5.为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。

6.对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。 4.2变电所主变保护的整定计算

1.瓦斯保护：

保护能反应油浸式变压器油箱内的各种故障是变压器内部故障的保护之一,变压器油箱内发生短路故障时，短路电流及故障点电弧会使变压器油和绝缘材料受热分解，产生气体。气体的多少和故障的性质及严重程度有关。

2.瓦斯保护的整定：

（1）瓦斯继电器的气体容积整定为250cm2。轻瓦斯保护瞬时动作于信号。 （2）重瓦斯保护动作值的大小用油流速度来表示，为了防止穿越性故障时

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瓦斯保护误动作，油流速度整定为1m/s。重瓦斯保护动作于跳开变压器两侧断路器。

3.纵差动保护：

(1) 是变压器的主保护之一。反应变压器油箱内或其引出线的短路故障。 (2) 变压器纵差动保护在正常和外部故障时，理想情况下流入差动继电器的电流等于零。但实际由于变压器的励磁电流、接线方式和电流互感器误差等因素的影响，继电器中有不平衡电流流过。因此，变压器差动保护需要解决的主要问题之一是采取各种措施避越不平衡电流的影响。在满足选择性的条件下，还要保证在内部故障时有足够的灵敏系数和速动性。

4.纵差动保护的整定计算:

I'YAI'YCI'YBIYAIYBIYCI'YAI'YBIdIdIdIdaIdbIdcI'dAI'dAI'dBI'dCIdAIdBIdC

图4-1 纵差动保护原理图

1) 变压器一次额定电流： a. 121kv侧：

IN1=SN/UN1=50000/×121=238.58A b. 38.5kv侧：

IN2=SN/UN2=50000/×38.5=749.83A c. 10.5kv侧：

IN3=SN/UN3=50000/×10.5=2749.37A 2） 电流互感器变比 a. 121kv侧计算变比

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N1=×238.58/5=82.64 变比选取600/5

b. 38.5kv侧计算变比 N2=×749.83/5 =259.74 变比选取3000/5

c. 10.5kv侧计算变比 N3=×2749.37/5 =952.38 变比选取5000/5

3) 电流互感器二次电流 a. 121kv侧

ITA2= IN1/N1=×238.58/120=3.44A b. 38.5kv侧

ITA2= IN2/N2=×749.83/600=2.16A c. 10.5kv侧

ITA2= IN3/N3=×2749.37/1000=4.76A 计算差动保护一次动作电流 躲变压器的励磁涌流，整定式为：

ISET=KrelKμIN=1.3×1× 2749.37=3574.18A 躲开外部短路故障的最大不平衡电流，整定式为： Iset=KrelIumb.max

=Krel（fza+U+0.1KnpKst）Ik.max

=1.3×（0.05+0.1+0.1×2×1）×3737.78A =1700.69

躲开电流互感器二次回路断线引起的差电流: Iset=KrelI1.max=1.3×238.58=310.154A

综上所述，选取最大的作为整定电流，故差动保护一次电流动作的值为：Iset=3574.18A=3.57KA

母线完全电流差动保护

按躲过外部故障的最大不平衡电流整定

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选取电流互感器LCWDL-110GY-600/5 KTA=120 保证电流互感器二次回路段线时保护不误动： Iop.r=krelkerrIk.max/kTA=1.5×0.1×0.45/120

灵敏度校验：KS.MIN=IK.MIN/IOP=0.425/0.0056=75.8972>2 故满足要求。 变压器纵差动保护

1.差动保护动作电流的整定原则：

（1）躲过外部短路故障时的最大不平衡电流。（高-中） 选择电流互感器10kv:LDZJL-10

KTA1=600/5=120; KTA2=700/5=140; KTA3=800/5=160 Ivnb.max=(za+V+0.1knpkst)Ik.max

fza=｜(1-kta1×kt1/kta2)｜=｜1-120×1.17/140｜=0.003 Ivnb.max=(0.003+0.1×1.5×1)×0.43=0.066 Iset=krel×Ivnb.max=1.3×0.066=0.086 （2）躲过变压器最大的励磁涌流。 Iset=Krel×Ku×IN=1.3×4×2.68=13.94 （3）躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流 Iset=krel×I1.max=2.6×1.3=3.48 灵敏系数校验：

Ksen=Ik.min.r/Iset=385/13.94=27.62>2 计算知满足条件。

（4）躲过外部短路故障时的最大不平衡电流。（高-低） fza=｜1-KTA1K2/KTAB｜=｜1-120×1.33/160｜=0.0025 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流： Ivnb.max=(fza+V+0.1knpkst)Ik.max =(0.0025+0.1×1.5×1)×0.315=0.048 Iset=krelIvnb.max=1.3×0.048=0.062 （5）躲过变压器最大的励磁涌流： Iset=KrelKuIn=1.3×4×2.1=10.92

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（6）躲过二次回路最大电流： Iset=KrelI1.max=1.3×2.1=2.73 Ksen=Ik.min.r/Iset=0.3/10.92=27.47>2 计算可知满足要求。

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5、结果分析

5.1 对主保护的评价

电流纵差动保护不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其它元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的独特的优点。其灵敏度高 选择性好，在变压器保护上运用较为、成功。

但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流。难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进 磁化特性的改善等因素，变压器纵差、保护的固有原理性矛盾更加突出。 5.2对后备保护的评价

后备保护可以防止由外部故障引起的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变压器内部故障时主保护的后备，他与变压器的主保护一起构成变压器的完整保护。过电流保护按躲过可能出现最大负荷电流来整定，启动电流比较大，对于升压变压器或容量较大的降压变压器灵敏度往往不能满足要求。采用低电压启动的过电流保护可以提高灵敏度。但是低电压启动的过电流保护中有可能由于电压互感器回路发生断线，低压继电器将会误动作，因此在实际装置中还要配置电压回路断线闭锁功能。

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6、小结

本次课程设计是在自己理清思路，初步形成设计思路后，对课题便有了更深一层次的理解和体会，在同组成员的共同商讨下，进行多方面的选材和总结。在列出大纲和初步完成稿件之后，为证实自己对课题理解的正确性，期间进行了多方面的查找和询问，进一步的巩固了自己的知识、开阔了视野、增张了见识，最后在指导老师的帮助和审批下，顺利完成了本次设计。

通过这次设计，不仅初步懂得了电力网络的相互联系，在获得知识之余，还加强了个人的单独工作能力，对所学知识有了进一步的提高和掌握，得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力和工作有所提高。

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参考文献

[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.北京:中国电力出版社，1994. [2] 张保会，尹项根.电力系统继电保护.北京:中国电力出版社，1994. [3] 吕继绍，电力系统继电保护设计原理.水利水电出版社. [4] 电力系统设计手册（下）.

[5] 郭光荣，电力系统继电保护.

[6] 西北电力设计院，电力工程设计手册.第二分册. [7] 四川大学，电力系统继电保护整定计算.

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电力系统继电保护课程设计成绩评定表

姓 名 专业班级 ×××××× ××××××××× 学 号 ××××××× 课程设计题目： 110KV变电站继电保护设计 课程设计答辩或质疑记录： 成绩评定依据： 评 定 项 目 1.选题合理、目的明确（10分） 2.设计方案可行性、创新性（20分） 3.设计结果（方案论证、整定计算、二次展开图）（30分） 4.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分） 5.设计报告的规范性、参考文献充分（不少于5篇）（10分） 6.答辩（20分） 总 分 评 分 成 绩 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年 月 日

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