220 kV变电所继电保护整定研究.pdf

第9期总第279期
农业科技与装备
NQ.9 Total No. 2
2017年9月
Agricultural Science& Technology and Equipment
Sep.2017
220kV変电所继电保护整定研究
张东旭,李松雪,刘春亮
(国网绵州供电公司,辽宁锦州121000
摘要:以某220kV変电所为例,根据保护配置要求提出变压器、输电线路、母线保护的配置原则,分析变电所运行方式,论述各个
保护方案的原理、接线、保护动作,提出变电所保护配置方案,确定合理的电网继电保护整定值,为充分发挥继电保护装置的效能
提供参考。
关键词:继电保护;整定值;变压器护;配置原则
中图分类号:TM727文献标识码:A文章编号:1674-1161(2017)09-0053-03
电力系统元件数量多,结构各异,运行复杂,常发
生故障和出现不正常运行状态。没有切除故障的保护故容量「量
号
装置,电网无法安全、稳定运行。继电保护装置是能反
映电力系统中电气元件发生故障或不止常运行状态,
并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置,是
保证电网安全可靠运行的关键技术,在发电、供电和
用电中处于极为重要的地位。
整定值
电力系统的快速发展对继电保护提出新的要求
当发生故障时,继电保护装置应有选择地动作,跳开
图1继电保护原理
距离故障点最近的开关。为实现继电保护的可靠性、
igure 1 Principle of relay protection
选择性、灵馳性和速勁性,充分发挥继电保护装置的
效能,必须合理选择保护定值,以使各保护之间招互来测量被保护设备输人的有关信号(电流、电压等
配合,确保供电质量及用电设备安全。
级),并与给定的整定值(动作电流、电压等)进行比较
1继电保护原理
判断。2)逻辑部分,根据测量部分各输出量的大小、
继电保护装置能反映电气设备的故障和不正性质组合、输出顺序,使保护按照一定的逻韓程序工
工作状态,并自动、迅速、有选择性地动作于断路器
作,并将信号传输给执行部分。3)执行部分,根据逻
将故障设备从系统中切除,把事故限制在最小范围
辑部分传输的信号,给出跳闸或异常脉冲信号,完成
保护功能
提高系统运行的可靠性。
继电保护动作的依据是电力系统中元件发生异
继电保护配置原则
常情况或短路时的电气量变化,例如变压器油箱发2.1变压器保护原则
故障时会产生人量瓦斯,油流速度増人或油压强度増
电力变压器的故障和不正常运行方式主要有以
高。电力系统发生故障后,常导致电流增加和电压降
下8种:1)中性点直接接地电力网中,外部接地点引
低,以及电流与电压间的相位变化。
起的过电流及中性点过电压;2)外部相间短路引起
原则上说,只要找出正常运行与故障时系统中电
的过电流;3)绕组的匝间短路;4)绕组及其引出线
气量(或非电气量)的变化特征(差別),就可形成某种
的相间短路和在中性点直接接地側的单相短路;5)过
判据,从而构成某种原理的保护,且差别越明显,保炉负荷;6)过励磁:7)油面降低;8)变压器温度及油箱
性能越好。继电保护原理见图1。
压力升高和冷却系统故障。
继电保护装置由三大部分组成:1)测量部分,用
电力变压器出现上述故障和不止常运行时,应按
规定装设相应的保护装置。1)和2)的保护装置应瞬
时动作于跳闻;3)和4)的保护装置应带时限动作于
收稿日期:2017-05-12
作者简介:张东旭(1988-),男,助理工师,从事电力系筑工
跳闸;5)和6)的保护装置一般作用于信号;8)应按现
行变压器的标准装设信号装置
万方数据
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2017年9月
2.1.1变压器后备保护设计原则
器动作后不返叫:2)被保护范围内仍存在故障(当母
1)应作为相邻元件和变压器本身主保护的后线连接的回路较多时,一般采用检査母线故障电压的
备。当接线太复杂时,允许缩短对临线路的后备保护方式)。
范围
断路器失灵保护的动作时限应大于故障线路(或
2)对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏设备)的断路器时间及保护装置返回时间之和。断路
系数。
器失灵保护动作后,仪断开与拒动断路器(或故障点)
3)尽可能独立,不用发电机的后备保护代替
相邻的对侧有电源断路器。
4)能保护断路器和电流互感器之间的故障范3变电所保护方案设计
3.1变电所基本情况
2.1.2外部相间短路保护安装位置
本次继电保护设计的对象为220kV变电所,电
1)双绕组变压器应装于主电源侧
压等数220kV,安装90MVA变压器2台:220kV侧
2)三绕组変压器及自耦变压器一般装设于主电的主接线形式为双母线接线,60kV側的主接线形式
源侧及另一侧,主电源侧的保护应帯2段时限,以较为双母线接线,并通过2条平行双回线路与地方电厂
小的时限断开未装保护側的断路器。当上述方式不符连接。60kV側由一条平行双回线向负荷供电。变电
合灵敏度时,可在所有侧装设保护装置。各側保护装所的主接线如图2所示。
置应有选择性地装设方向元件
3)供电分开运行母线段的降压变压器,除在电
1237m
源侧装设保护外,还应在每个供电支路装设保护装
Il
4)双绕组及三绕组变压器的保护装置应接于中
220
性点引出线上的电流互感器
2.13其他原则对于变压器高压侧未装设断路器的
线路变压器组,为使瓦斯或差动保护能切除变压器内
部故障,可采用下列措施:在变压器高压侧不装设带
副管及操动机构的高压熔断器;利用远方跳闸装置断
开线路对侧断路器,或采用包括整个线路变压器的共
用纵联差动保护;在变压器高压侧装设接地开关或短
路开关,即中性点直接接地电网可裴设单相接地开
13mn
关,中性点非直接接地电力网可装设两相短路开关。
2.2线路保护原则
220kV线路保护应按加强主保护、简化后备保
护的基本原则配置和整定。加强主保护是指全线速动
保护双重化配置,要求每套全线速动保护功能完整,
图2变电所主接线图
igure 2 Main wiring diagram of substation
且能快速切除线路内发生的各种故障。对于要求实现
单相重合闸的线路,每套全线速动保护应具有选相功3.2変电所电气运行方式分析
能
电力系统运行方式的变化直接影响保护性能。在
2.3母线保护原则
设计之初,应先分析变电站的运行方式,为后续计算
变电站母线连接变压器等重要电气设备,因此影和整定工作奠定基础。也可以有针对性地设立短路
响全系统的供电质量和系统稳定。母线保护要求如点,简化计算工作,提高设计效率。
下:动作迅速,灵敏度高;性能良好,无死区;有防止误
保护运行方式是通过保护装置的短路电流大小
动作的可靠措施;运行方式灵活,双母线上的各元件来区分的,有最大运行方式和最小运行方式2种情
能任意切换
况。最人运行方式是在被保护线路末端发生短路时系
2.4断路器失灵保护要求
统等值阻抗最小,而通过保护裴置的短路电流最大。
为