220kv一次變電站電氣設計說明書畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 離保護作為后備保護。220kV線路宜采用近后備方式。但某些線路，如能實現遠后備，則宜采用遠后備，或同時采用遠近結合的后備方式。220kV線路保護可按下列原則配置:⑴ 反映接地短路的保護配置對220kV線路，當接地電阻不大于100時，保護應能可靠地，有選擇地切除故障。如已滿足裝設一套或二套全線速動保護的條件，則除裝設全線速動保護外，還應裝設接地后備保護，宜裝設階段式反時限零序電流保護。也可采用接地距離保護，并輔以階段式或反時限零序電流保護。⑵ 反映相間短路的保護裝置對于220kV線路，首先考慮是否裝設全線速動保護。如裝設全線速動保護。則除此，還要裝設相間短路后備保護(如相間距離后備保護)和輔助保護(如電流速短保護)。對單側電源單回220kV線路，如不裝設全線速動保護，可裝設三相多段式電流電壓保護作為本線路的主保護及后備保護，如不能滿足靈敏性及速動性的要求時，則應裝設相間距離保護作為本線路的主保護及后備保護。對雙側電源單源單回，如不裝設全線速動保護，應裝設相間距離保護作為本線路的主保護及后備保護。正常運行方式下，保護安裝對短路，可裝設電流速短保護作為輔助保護。對于平行線間的相間短路，一般可裝設橫差動電流方向保護或電流平衡保護作為主保護。當靈敏度和速動性不能滿足要求時，應在每一回線路上裝設縱聯保護作主保護，裝設帶方向后不帶方向元件的多段式電流保護或距離保護作后備保護，并作為單回線運行時的主保護和后備保護。當采用近后備保護方式時，后備保護分別接于每一回線路上。當采用遠后備方式時，則應接入雙回線路的電流。對于平行線路的接地短路宜裝設零序橫差動保護作為主保護。裝設接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護作為后備保護，當作遠后備保護時，可接兩線路零序電流之和，以提高靈敏度。2. 短線路縱差保護的整定計算3～4km及以下的短線路（包括110kV及以上電壓等級），無論是采用電流電壓保護還是采用距離保護，常常都不能滿足選擇性、靈敏性和速動性的要求。在這種線路上經常需要采用縱差保護以適應系統運行的需要。發電廠廠用電源線（包括帶電抗器電源線），一般距離較短，宜裝設縱差動保護。變壓器是電力系統普遍使用的重要電氣設備。它的安全運行直接關系到電力系統供電和穩定運行，特別是大容量變壓器，一旦因故障損壞造成的損失就更大。因此必須真對變壓器的故障和異常工作情況，根據其容量和重要程度，裝設動作可靠，性能良好的繼電保護裝置。一般包括：⑴ 反映內部短路和油面降低的非電量（氣體）保護，又稱瓦斯保護。⑵ 反映變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的差動保護，或電流速斷保護。⑶ 作為變壓器外部相間短路和內部短路的后備保護的過電流保護（或帶有復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護或阻抗保護）。⑷ 反映中性點直接接地系統中外部接地短路的變壓器零序電流保護。⑸ 反映大型變壓器過勵磁的變壓器過勵磁保護及過電壓保護。⑹ 反映變壓器過負荷的變壓器過負荷。⑺ 反映變壓器非全相運行的非全相保護。1. 縱聯差動保護縱聯差動保護是變壓器的主保護之一。10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，應裝設縱聯差動保護。對高壓側電壓為330kV及以上變壓器，可裝設雙重差動保護。2. 變壓器相間短路的后備保護為防止外部相間短路引起的變壓器過電流及作為變壓器主保護的后備，變壓器配置相間短路的后備保護。保護動作后，應帶時限動作于跳閘。⑴ 相關的規程規定：1）過電流保護宜用于將壓變壓器。2）復合電壓（包括負序電壓及線路電壓）起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統聯絡變壓器和過電流保護不符合靈敏性要求的降壓變壓器。3）負序電流和單相式低壓啟動的過電流保護，可用于63MVA及以上升壓變壓器。⑵ 外部相間短路保護應裝于變壓器下列各側，各相保護的接線，宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。其中對雙繞組變壓器，應裝于主電源側，根據主接線情況，保護可帶一段或兩段時限，較短的時限用于縮小故障影響范圍；較長的時限用于斷開變壓器各側斷路器。3. 變壓器接地短路后備保護在中性點直接接地系統中，接地短路是常見的故障形式，所以處于該系統中的變壓器要裝設接地保護，以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，并作為變壓器主保護和相鄰母線、線路接地保護的后備保護。電力系統接地保護時，國內，在220kV系統中，廣泛采用中性點絕緣水平較高的分級絕緣變壓器，其中性點可接地運行或不接地運行。如果中性點絕緣水平較低，則中性點必須直接接地運行。4. 變壓器過負荷保護，當數臺并列運行或單獨運行，并作為其他負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況，裝設過負荷保護。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護應能反映公共繞組及各側過負荷的情況。過負荷保護采用單項式，帶時限作用于信號。在無經常值班人員的變電所，必要時，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。5. 變壓器非電量保護變壓器非電量保護主要包括瓦斯保護、溫度及壓力保護等。由于非電量保護動作量不需電氣量運算。通常根據運行經驗、測試等方法獲得。其配置原則為：⑴ 瓦斯保護。瓦斯保護是油侵式變壓器的主保護之一。當變壓器殼內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬時動作于信號；當變壓器殼內故障產生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側斷路器。帶負荷調壓的油侵式變壓器的調壓裝置，也應裝設瓦斯保護。輕微瓦斯動作于信號，大量瓦斯動作于斷開變壓器各側斷路器。⑵ 變壓器溫度及壓力保護。對變壓器溫度及油箱內壓力升高和冷卻系統故障，應按現行電力變壓器標準的要求，裝設可作用于信號或動作于跳閘的裝置。 母線保護及斷路器失靈保護1. 母線保護母線是電力系統匯集和分配電能的重要元件，母線發生故障，將使連接在母線上的所有元件停電若在樞紐變電所母線上發生故障，甚至會破壞整個系統的穩定，使事故進一步擴大，后果及為嚴重。對母線保護的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應能可靠方便地適應母線運行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護的接線方式，對于中性點直接接地系統，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護大多采用差動保護原理構成，動作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。按構成原理的不同，母線保護主要分類如下。⑴ 完全電流差動母線保護即在母線所有連接元件中裝設具有相同變比和特性的電流互感器，將它們的二次線圈同極性端連在一起， 然后接入電流型差動繼電器，此類保護要求電流互感器和電流繼電器的內阻要小，否則會造成外部故障時保護的誤動作。故該類保護又稱低阻抗式母差保護。完全電流差動母線保護的原理，與線路縱聯差動保護十分相似，兩種保護只是被保護的對象不同而已。⑵ 電壓差動母線保護若將電流型差動繼電器（內阻很小，約幾歐）換成內阻很高，～，即構成電壓差動母線保護也稱作高阻抗式母差保護。這種保護實際上是利用差動回路阻抗變化的特征，有效的防止區外短路因電流互感器嚴重飽和造成保護誤動作。這種保護方式接線簡單、動作速度快，使用于外部短路電流大、電流互感器鐵芯易于飽和的場所。⑶ 具有比率制動特性的電流差動母線保護這種保護，因差動回路總電阻約200，故又稱作中阻抗式母差保護。它與低、高阻抗式母差保護相比具有下列特點：①減小了外部短路時的不平衡電流；②防止內部短路時可能出現的過電壓；③采用比率制動特性保證了動作的選擇性并提高了母線故障動作的靈敏性。2. 斷路器失靈保護高壓電網的保護裝置和斷路器都應采取一定的后備保護，以便在保護裝置拒動或斷路器失靈時，仍能可靠切除故障。對于重要的220kV及以上主干線路，針對保護拒動通常兩套主保護；針對斷路器拒動，則裝設斷路器失靈保護。斷路器失靈保護主要由起動元件、時間元件、閉鎖元件和出口回路組成。為了提高保護動作的可靠性，起動元件必須同時具備兩個條件才能起動。其中：⑴ 故障元件的保護出口繼電器動作后不返回；⑵ 在故障元件的保護范圍內短路依然存在，即失靈判別元件起動。當母線上連接元件較多時，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動作電壓按最大運行方式下線路末端短路時保護應有足夠的靈敏性整定；當母線上連接元件較少時，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動作電流在滿足靈敏性的情況下，應盡可能大于負荷電流。由于斷路器失靈保護的時間元件在其他保護動作后才開始計時，動作延時按躲過斷路器的調閘時間與保護時間的返回時間之和整定，～。當采用單線分段或雙母線時，延時可分為兩段，第Ⅰ段以短時限動作于分段斷路器或母聯斷路器；第Ⅱ段在經一時限動作跳開有電源的出線斷路器。第7章 防雷保護及其配置變電所（特別是高壓大型變電所）是多條輸電線路的交匯點和電力系統的樞紐。輸電線路的雷害事故相對來說影響面還比較小，而且現代電網大多具有備用供電電源，所以輸電線路的雷害往往只導致電網工況的短時惡化；變電所的雷害事故就要嚴重得多，往往導致大面積停電。其次，變電設備（其中最主要的是電力變壓器）的內絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具備自恢復功能，一旦因雷電過電壓發生擊穿，后果十分嚴重。不過另一方面，變電所的地域比較集中，不像線路那樣綿綿延伸，因而也比較容易加強集中保護。總之，變電所的防雷保護與輸電線路相比，要求更嚴格、措施更嚴密、可靠。變電所中出現的雷電過電壓有兩個來源：①雷電直擊變電所；②沿輸電線路入侵的雷電過電壓波。由于在前面我們已經對避雷器進行了選取，這里便不在敷述；在這里我們只著重介紹直擊雷的防護。 避雷針及其保護范圍避雷針是防止直擊雷過電壓的有效措施。避雷針的保護范圍是根據模擬試驗和運行經驗來確定的，因為雷電放電路徑受多種偶然因素影響，因此要保證被避雷針保護的電氣設備絕緣對不受到雷擊是不現實的，%左右的空間范圍而言的。1. 單只避雷針的保護范圍⑴ 當時 （71）式中 避雷針在水平面上的保護半徑（m）； 避雷針高度（m）； 被保護物的高度（m）； 避雷針保護的有效高度（m）； 避雷針高度影響系數，當時。當時，；若，暫按計算。⑵ 當時 （72）2. 兩只等高避雷針保護范圍⑴ 兩針外側的保護范圍按單只避雷針的計算方法確定；⑵ 兩針間的保護最低點高度按下式計算： 式中 兩針間保護最低點的高度（m）； 兩針間的距離（m）。⑶ 兩針間水平面上保護范圍的一側最小寬度按下式計算：當 時，當 時，當 時， 避雷針接地的主要要求：1. 獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區，其工頻接地電阻不宜超過10。當有困難時，該接地裝置可與主接地網連接。但為了防止經過接地網反擊35KV及以下設備，要求避雷針與主接地網的地下連接點至35KV及以下設備與主接地網的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。經15m長度，一般能將接地體傳播的雷電過電壓衰減到對35KV及以下設備不危險的程度。2. 獨立避雷針不應設在人經常通過的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應采取均壓措施，或鋪設爍石或瀝青地面。3. 電壓110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤率大于1000的地區，宜裝設獨立避雷針。否則，應通過計算，采取降低接地電阻或加強絕緣等措施，防止造成反擊事故。63KV的配電裝置，允許將避雷針裝在配電裝置的構架或房定上，但在土壤電阻大于500的地區，宜裝設獨立避雷針。35KV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時宜引起反擊。裝在架構上的避雷針應與接地網連接，并應在起附近裝設集中接地裝置。裝有避雷針的構架上，接地部分與帶電部分間的空氣中距離不得小于絕緣子串的長度；但在空氣污穢地區，如有困難，空氣中間距離可按非污穢地區標準絕緣子串的長度確定。避雷針與主接地網的地下連接點至變壓器接地線與主接地網的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線。這是因為門型架構距離變壓器教近，裝設避雷針后，架構的集中接地裝置距變壓器金屬外殼接地點在地中距離很難達到不小于15m的要求。4. 110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引到出線門型架構上，土壤電阻率大于1000的地區，應裝設集中接地裝置。363kV配電裝置，在土壤率不大于500的地區，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構上，但應裝設集中接地裝置。在土壤電阻率大于500的地區，避雷線應架設到線路終端桿塔為止。從線路終端桿塔到配電裝置的一檔線路的保護，可采用獨立避雷針，也可在線路終端桿塔上裝設避