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1主变压器保护1 概述电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，而本次变电所设计的变电所是市区220kV降压变电所，如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，甚至影响到下一级降压变电所的供电可靠性。变压器的故障可分为内部和外部两种故障。内部故障是指变压器油厢里面的各种故障，主要故障类型有：1）各绕组之间发生的相间短路；2）单相绕组部分线区之间发生的匝间短路；3）单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地短路；4）铁芯烧损。变压器的外部故障类型有：1）绝缘套管网络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路；2）引出线之间发生的相间故障。变压器的不正常运行情况主要有：1）由于外部短路或过负荷而引起的过电流；2）油箱漏油而造成的油面降低；3）变压器中性点电压升高或由于外加电压过高而引起的过励磁。为了防止变压器发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证 系统安全连续运行，故变压器应装设一系列的保护装置。2变电所主变保护的配置1主变压器的主保护1）瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。如图5-1所示为瓦斯保护的原理接线图。2) 差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。2主变压器的后备保护为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。而本次所设计的变电所，电源侧为220kV，主要负荷在110kV侧，即可装设两套过电流保护，一套装在中压侧110kV侧并装设方向元件，电源侧220kV侧装设一套，并设有两个时限 和 ，时限设定原侧为 ≥ ＋△t，用一台变压器切除三侧全部断路器。3过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。 4 变压器的零序过流保护对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。2限流电抗器的选择为了选择10kV侧各配电装置，因短路电流过大，很难选择轻型设备，往往需要加大设备型号，这不仅增加投资，甚至会因断流容量不足而选不到合乎要求的电器，选择应采取限制短路电流，即在10kV侧需装设电抗器。一般按照额定电压、额定电流、电抗百分数、动稳定和热稳定来进行选择和检验。1额定电压和额定电流的选择 、 — 电抗器的额定电压和额定电流 、 — 电网额定电压和电抗器的最大持续工作电流2 电抗器百分数的选择1）电抗器的电抗百分数按短路电流限制到一定数值的要求来选择，设要求短路电流限制到 ，则电源至短路点的总电抗标幺值为： / — 基准电流 —电源至电抗器前系统电抗标幺值电抗器在其额定参数下的百分电抗 2）电压损失检验：普通电核器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的5%，即： — 负荷功率因数角一般取83）母线残压检验，为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压不能低于电网额定值的60～70%即： 3热稳定和动稳定的检验热稳定和动稳定检验应满足下式: ≥ 、 — 电抗器后短路冲击电流和稳态电流 、 — 电抗器的动稳定电流和短时热电流（t =1s） 3防雷及接地体设计1 概述电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能量产生振满和积聚而引起的内部过电压两种类型。按其产生原因，它们又可分为以下几类：直击雷过电压 雷电过电压 感应雷过电压 侵入雷电流过电压 长线电容效应 工频过电压 不对称接地故障 甩负荷 消弧线圈线性谐振过电压 暂时过电压 线性谐振 传递过电压 线路断线 谐振过电压 铁磁谐振 电磁式电压互感器饱和 参数谐振发电机同步或异步自励磁 开断电容器组过电压 操作电容负荷过电压 开断空载长线过电压 关合空载长线过电压 开断空载变压器过电压 操作过电压 操作电感负荷过电压 开断并联电抗器过电压 开断高压电动机过电压 角列过电压 间歇电弧过电压2 防雷保护的设计变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复并严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。变电所的雷击害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波的防护主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。1 避雷针的配置原则：1)电压110kV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000Ω的地区，宜装设独立的避雷针。2)独立避雷针（线）宜装设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10Ω。3)35kV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因为其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。40)在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15米的要求。2 避雷器的配置原则1）配电装置的每组母线上均应装设避雷器。2）旁路母线上是否应装设避雷器，应视当旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3）330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并应尽可能靠近设备本体。4）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。5）三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。6）110kV~220kV线路侧一般不装设避雷器。3 接地装置的设计接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置。本变电所采用棒形和带形接地体联合组成的环形接地装置。接地装置应尽可能埋在地下，埋设深度一般为5~1米，围绕屋内外配电装置，主控楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互联接线不应少于两根干线。接地网的外像应闭合，外像各角做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距离的一半，在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。4 主变压器中性点放电间隙保护为了保护变压器中性点，尤其是不接地高压器中性点的绝缘，通常在变压器中性点上装设避雷器外，还需装设放电间隙，直接接地运行时零序电流保护起作用，动作保护接地变压器，避雷器作后备；变压器不接地时，放电间隙和零序过电压起保护作用，大气过电压时，线路避雷器动作，工作过电压时，间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低，无法与放电间隙无法配合，故选用阀型避雷器。5变电所的防雷保护设计由于本次所设计选择变压器为分级绝缘，即220kV中性点绝缘等级为110kV，110kV中性点绝缘等级为35kV，所以220kV中性点应与中性点绝缘等级相同的避雷器，故220kV中性点装设FZ－110，110中性点装设FZ－40避雷器。 
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一个类似题目借你参考~~~题目 某化工企业35KV变电站继电保护系统设计设计（论文）类型（划“√”） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它 √ 一、本课题的研究目的和意义电力在现代社会各方面起着重大的作用，没有电力的支持，社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性，对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性，是电力系统应该着重关注的，也是社会各界所关注的问题。变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。继电保护对我国电力系统的安全运行，起着不可替代的作用。本课题研究的目的主要是通过对35KV 变电站继电保护系统设计，提高设计者对所学课程进行系统复习和再学习，巩固和加深以往的学习内容并和现场实际相结合，使得理论知识能真正用于现场实际应用。二 设计主要内容电气主接线的选择与负荷计算1主接线的设计要求2变电站主接线的选择原则3主接线方案选择4 35KV变电所主接线简图5 负荷计算短路电流的计算1基准参数选定2 阻抗计算3短路电流计算3 变电站继电保护及故障分析1系统的故障分析2线路继电保护装置3主变压器继电保护装置设置三 主要设备选择 1 主变压器选择本次此化工企业35 kV 变电站工程，为确保动力电源的可靠性，变压器考虑采用10 MVA35/10 kV 有载调压变压器。设备名称：三相双绕组风冷式有载调压电力变压器规格型号：SFZ9- 16000/35；规格型号：SFZ9- 16000/35；容量：Se=16000 kVA；变比：35±3×5%/5 kV；组别：YN，d11；阻抗：Ud%=8。 2 35 kV 开关柜选用箱形固定金属封闭真空断路器型高压开关柜，真空断路器采用弹簧储能机构。采用微机综合保柜，真空断路器采用弹簧储能机构。采用微机综合保护器保护。合闸及控制信号回路采用免维护直流屏供电，直流电压220 V3 10 kV 开关柜选用湿热型金属铠装封闭中置式真空断路器型高压开关柜，采用固封式高压真空断路器，弹簧储能机构。采用微机综合保护器保护。合闸及控制信号回路采用免维护直流屏供电，直流电压220 V。2自变电所110 kV总降变电站，35 kV 和10 kV 均采用单母线分段接线方式。为确保动力电源的可靠性，变压器采用两台16 MVA 35/10 kV 有载调压变压器，系统以10 kV16 MVA 35/10 kV 有载调压变压器，系统以10 kV电压等级经主变电室变至380V供电，充分满足380V 用电设备的安全可靠供电要求。供电范围包括700区、800区、900区无菌车间等厂房四、拟解决的关键问题本设计主要完成硬件部分的设计和实现，需要解决的关键问题如下：(1) 电网的相间电流、电压保护(2) 电网接地故障的电流、电压保护（3）电网的距离保护(4)电力变压器的继电保护(5) 母线保护五、课题的进度安排1：确定毕业设计课题（第一周28-06）2、布置设计任务，了解设计内容，阅读参考资料，收集有关资料（第二、三周07-20）。3：继电保护原理介绍（第四、五周21—03））4：一周时间做调整（第六周04-10）4：确定控制方案（第七周11-175：画出35KV变电站线路图。（第八周18-24）:6、画出继电保护原理图（第九周25—01）7：编写设计说明书（第十、十一周02-15）8：整理实习报告（第十二周16-22）9：修改、定型毕业设计论文、实习报告（第十三、十四周23-03）六参考文献[1] 王梅义。高压电网继电保护运行技术【S】北京电力工业出版社1981[2]韩笑。电气工程专业毕业设计设计指南—继电保护分册【S】北京中国水利水电出版社2003[3] 许建安、连晶晶。继电保护技术【S】北京中国水利水电出版社2004[4] 李火元。电力继电保护与自动装置（第二版）【S】北京中国电力出版社2006[5] 何仰赞、温增银电力系统分析（上）【S】华中理工大学出版社1996[6]贺家李、宋从矩、电力继电保护原理【S】北京水利电力出版社1985[7] 崔家佩、孟庆炎、熊炳耀电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 【S】北京水利水电出版社2002[8] 尹项根、曾克娥、电力系统继电保护原理与应用（上）【S】武汉华中科技大学出版社2001
