110kV变电站典型设计二次部分（共5篇）

第一篇：110kV变电站典型设计二次部分

110kV变电站典型设计二次部分

一、系统继电保护技术原则

1.线路保护

1.１配置原则

（1）每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保护装置，负荷侧变电站可以不配。保护应包括完整的三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护。

（2）每回110kV环网线及电厂并网线、长度低于10km短线路宜配置一套纵联保护。（3）三相一次重合闸随线路保护装置配置，重合闸可实现“三重”和停用方式。1.２技术要求

（1）线路保护应适用于系统一次特性和电气主接线的要求。

（2）线路两侧纵联保护配置与选型应相互对应，若两侧二次电流相同，主保护的软件版本应完全一致。

（3）被保护线路在空载、轻载、满载的条件下，发生金属性和非金属性各种故障，线路保护应正确动作。外部故障切除，外部故障转换，故障切除瞬间功率倒向及系统操作等情况下，保护不应误动作。（4）在本线路发生振荡时保护不应该误动作，振荡过程中再故障时，应保证可靠切除故障。（5）主保护整组动作时间不大于20ms（部包括通道传输时间）；返回时间不大于30ms（从故障切除到保护出口接点返回）。

（6）在带偏移特性保护段反向出口时应能正确动作，不带偏移特性保护段应可靠不动。（7）手动或自动重合于故障线路时，保护应瞬时可靠地三相跳闸；而合闸于无故障线路时应不动作。

（8）保护装置应具有良好的滤波功能，具有抗干扰和谐波的能力。在系统中投切变压器、静补、电容器等设备时，保护不应误动作。

（9）重合闸应按断路器设置，只实现一次重合闸，在任何情况下，不应该发生多次重合闸。由线路保护出口起动。断路器无故障跳闸应能起动重合闸。

2.母线保护

2.１配置原则

（1）双母线接线应配置一套母差保护（2）单母分段接线可配置一套母差保护

（3）单母线或是单母分段上带有多条电源进线，且定值难以整定配合时应配置一套母差保护。

2.２技术要求

（1）母线差动保护要求采用具有比率制动特性原理的保护，设置大差和各段段母线的小差保护，大差作为母线区内故障判别元件，小差作为母线故障的选择元件。还应具有抗电流互感器饱和能力，复合电压闭锁，故障母线自动选择，运行方式自适应，母联、分段失灵和死去保护等功能。

（2）母线发生各种接地和相间故障包括两组母线同时发生或相继发生的各种相间和接地故障时，母线差动保护应能快速切除故障。

（3）母线差动保护装置不应因母线故障时有流出母线的电流而引起拒动。

（4）母线保护不应受电流互感器暂态饱和的影响而发生不正确动作，允许使用不同变比的电流互感器。

（5）母线差动保护应具有复合电压闭锁出口回路措施。电压按母线闭锁。母联断路器及分段断路器不经电压闭锁。

（6）具有电流电压回路断线告警功能，电流回路断线除告警外，还应闭锁母差保护。（7）时间要求

1)母线保护整组动作时间20ms 2)母线保护动作返回时间30ms 3.母联（分段）断路器保护

3.１配置原则

（1）母联（分段）按断路器配置一套完整的、独立的，具备自投自退功能的母联（分段）充电保护装置和一个三相操作箱，操作箱也集成于保护装置。（2）要求充电保护应据具有两段相过流和一段零序过流。3.２技术要求

保护装置采用微机型，应具备两段式电流保护功能。

4.备用电源自动投入

4.１配置原则

根据主接线方式要求，母联(分段、桥)断路器、线路断路器可配置备用电源自动投入装置。4.２技术要求

（1）母联(分段、桥)断路器装设检无压自投装置。

1)自投条件: 识别两电源、进线均工作，母联(分段、桥)断路器断开。

2)自投步骤: 检本侧(或中、低压〉一侧母线无压，且该侧电源进线断路器无电流，同时检本侧(或中、低压)另一侧母线有压，则延时跳无压母线电源进线断路器，确认此断路器跳闸(并非人为手跳)后，起动自动装置，瞬时投入母联(分段、桥〉断路器。自投成功后，充电保护应自动退出。（2）线路断路器装设检无压自投装置。

1)自投条件: 识别两电掘进线一工作、一备用，母联(分段、桥)断路器合人。

2)自投步骤: 检本侧(或中、低压)两母线均无压，则延时跳工作电源进线断路器，确认此断路器跳闸(并非人为手跳〉后，起动自动装置，投入备用电源进线断路器。自投成功后，充电保护应自动退出。

(3)其中内桥接线起动总出口的变压器保护，保护动作应闭锁备用电源自动投入装置。(4)母差保护动作闭锁备用电源、自动投入装置。

5.故障录波器

5.１配置原则

对于重要的1 1 0 kV变电站，其线路、母联(分段)及主变压器可配置一套故障录波器。5.２技术要求

（1）故障录波器软硬件均为嵌入式结构。（2）要求记录因故障、振荡等大扰动引起的系统电流、电压及系统频率全过程的变化波形。（3）装置可以同时由内部起动元件和外部起动元件起动，并可通过控制字整定。（4）故障录波器应能连续记录多次故障波形，能记录和保存从故障前40ms 到故障后60s 的电气量波形。采样频率可变且不低于5000Hz。(5)。（5）至少能清晰记录9 次谐波的波形

（6）交流电流工频有效值线形测量范围为0.1--2In;交流电压工频有效值线形测量范围为0.1--2Un。（7）事件量记录元件的分辨率应小于1.0ms。

（8）应具有远传功能，分析软件并配备完整的主站功能，可将录波信息送往调度端。故障录波器应能实现自动上传功能。（9）故障录波器应具备对时功能，能够接受时间同步系统同步时钟脉冲，装置应有指示年、月、日、小时、分钟、秒的计时功能。

（10）故障测距的测量误差应小于线路全长的3%，装置测出的距离值应有显示。

二、计算机监控系统技术原则 1.系统设备配置

（1）监控系统宜采用分层、分布、开放式网络结构，主要由站控层设备、间隔层、过程层(选配)以及网络设备构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。

（2）站控层设备: 主机兼操作员工作站、远动通信设备、公用接口装置、打印机等，其中主机兼操作员工作站和远动通信设备均按单套配置，远动通信设备优先采用无硬盘专用装置。

（3）网结设备: 包括网络交换机、光/ 电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。

（4）间隔层设备: 包括测控单元、网络接口等。（5）时间同步时钟装置完成对监控系统设备的对时。（6）测控单元按断路器回路配置，推荐采用保护、自动化测控合一的配置方式。

2.系统网络结构

（1）变电站宜采用单网结构，站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式。（2）站控层网络应采用以太网。网络应具有良好的开放性，以满足与电力系统其他专用网络连接及容量扩充等要求。

（3）间隔层网络应具有足够的传送速率和极高的可靠性，宜采用以太网。3.系统软件

主机兼操作员工作站应采用安全的UNIX、Linux或经过软件加固的Windows操作系统。4.系统功能

监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能和同步对时功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。具体功能要求按DL/ T 5149-2001 «220kV--500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》执行。4.１信号采集

监控系统的信号采集类型分为模拟量、状态量(开关量)。

（1）模拟量: 电流、电压、有功功率、无功功率、频率、温度等，电气模拟量按照DL/T 5137-2001 «电测量及电能计量装置设计技术规程》进行交流采样。

（2）状态量(开关量):断路器、隔离开关以及接地开关信号，继电保护装置和安全自动装置动作及报警信号，全站其他二次设备事故及报警监视信号。4.２与站内智能设备的信息交换

站内智能设备主要包括了做机型继电保护及安全自动装置、直流系统、UPS 系统、火灾报警系统、图像监视及安全警卫系统等设备。

（1）监控系统与继电保护的信息交换。监控系统与继电保护的信息交换可采用以下两种方式。

方式一:保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接人测控装置，推荐采用非保持接点。每套保护装置推荐的保护硬接点信号见表9-1，接入监控的保护硬接点信号可在此基础上简化。方式二:数字式继电保护装置与监控系统的连接方式应优先考虑网络直接连接方式;也可通过智能设备接口装置与监控系统相连。

（2）监控系统与其他智能设备的信息交换。对于直流系统、UPS 系统、火灾报警等智能设备，采用两种方式实现监控系统与智能设备的信息交换

方式一:重要的设备状态量信号或报警信号采用硬接点方式接人测控装置，推荐采用非保持接点。

方式二:配置智能型公用接口装置，安装在二次设备室网络通信设备屏(柜)中，该公用接口装置通过RS-485 串口方式实现与智能设备之间的信息交换，经过规约转换后通过网络传送至监控系统主机。

4.３防误操作闭锁功能

监控系统应具备逻辑闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。4.４小电流接地选线功能

宜采用监控系统实现小电流接地选线功能。4.５ AVQC 功能

监控系统AVQC功能需服从相关运行管理部门的要求。4.６通信规约

（1）监控系统与融机保护的通信规约推荐使用DL/T 667-1999 规约或DL/T 860(lEC61850)规约，与电能计量计费系统通信规约推荐使用DL/T719-2000 规约。（2）监控系统与调度端网络通信采用DL/T 634.5104-2002 规约，与调度端专线通信采用DL/ T 634.5101-2002 规约。4.７系统工作电源

监控系统站控层工作站等设备采用站内UPS供电。间隔层测控设备采用直流供电。间隔层需交流220V供电的设备，可采用直流逆变方式供电。4.８系统技术指标系统技术指标应满足DL/T 5149-2001 «220-500kV 变电所计算机监控系统设计技术规程》的要求。

三、元件保护及自动装置 1.主变压器保护 2.1 配置原则

（1）主变压器做机保护可按主、后分开单套配置，主保护与后备保护宜引自不同的电流互感器二次绕组。或采用主后一体双套配置，每套保护分别引自不同的电流互感器二次绕组。（2）变压器应配置独立的非电量保护。2.1 技术要求

（1）当高压侧为内桥接线时，要求各侧电流互感器分别引人差动保护装置。（2）高压侧配置复合电压闭锁过流保护，保护动作延时跳开变压器各侧断路器;中性点设置问隙的主变压器，配置中性点间隙电流保护、零序电压保护，保护动作延时跳开主变压器各侧断路器;配置零序电流保护，保护动作第一时限跳开高压侧母联〈分段〉断路器，第二时限跳开主变压器各侧断路器。（3）中压侧配置复合电压闭锁过流保护。保护为二段式，第一段第一时限跳开分段断路器，第二时限跳开本侧断路器;第二段延时跳开主变压器各侧断路器。

（4）低压侧配置时限速断、复合电压闭锁过流保护。保护为二段式，第一段第一时限跳1 0 kV分段，第二时限跳开本侧断路器;第二段第一时限跳分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开主变压器各侧断路器。

（5）各侧均配置过负荷保护，保护动作于发信号。（6）当主变压器低压侧中性点经低电阻接地时，还应配置零序电流保护。2.并联电容器保护

不接地系统配置微机型三段式相间电流保护，配置过电压、低电压及放电线圈开口主角零序电压保护/中性点不平衡电流保护/差压保护;低电阻接地系统还应配置零序电流保护。3.35kV(10kV)线路保护

不接地系统配置微机型三段式相间电流保护及三相一次重合闸〈架空线路)；低电阻接地系统还应配置零序电流保护。如果电流保护不能满足需要应根据实际选择配置相间距离保护或全线速动保护。

4.接地变压器、接地电阻保护

接地变压器配置微机型三段式相间电流保护、零序电流保护及本体保护。保护动作跳变压器各侧断路器。

接地电阻配置一段式零序电流保护，保护动作跳变压器各侧断路器。5.35kV 母线保护

一般采用主变压器3 5 kV侧速断、过电流保护做为母线保护，不单独设置母线保护装置；如果3 5 kV母线有馈出线，可配置专用微机型电流差动保护。6.自动装置

（1）35kV(10kV)小电流接地选线一般由监控系统实现。（2）低频减载装置

根据系统要求配置微机型低频减载装置，35kV(10kV)线路一般采用一体化装置中的自动低频减载功能，也可独立设置。

四、组屏方式 1.线路保护

宜两回线路保护装置组1面屏(柜)，左右两边端子排各接一回线路保护装置。如110kV采用测控、保护共同组屏(柜)方式，1 个电气单元组1 面屏(柜)。

第二篇：国家电网公司220kV变电站典型设计总论(二次)

国家电网公司220kV变电站典型设计总论

8.3.5 电气二次部分

（1）计算机监控

1）变电站监控采用目前成熟先进的具有远方控制功能的计算机监控系统，实现无人值班。

2）变电站采用具有远方控制功能的计算机监控系统，不设置远动专用设备，并简化计算机监控系统后台部分。

3）监控范围及操作控制方式

监测范围：断路器、隔离开关、接地刀闸、变压器、电容器、站用电、直流电源、交流不停电电源、通信设备及其辅助设备、保护信号、各种装置状态信号、电气量和非电气量信号。

控制范围：断路器、电动隔离开关、电动接地开关、主变中性点隔离开关、主变有载调压开关等。

操作控制方式：操作控制功能按远方调度中心、站控层、间隔层、设备级的分层操作原则设计。

4）与集控中心及调度通信

计算机监控系统在确保信息安全的情况下同时与调度和集控中心实现网络通信。

远动数据传输设备冗余配置，计算机监控主站与远动数据传输设备信息资源共享，不重复采集。

5）全站仅设置一套GPS接收系统。6）与继电保护通信

继电保护信号如保护跳闸、重合闸动作、保护装置异常等信号送调度或集控中心。原则上采用两种方式实现监控系统与继电保护的信息交换：

方式1：保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接入I/O测控装置。

方式2：通过通信接口实现监控系统与保护装置之间的信息交换。对监控系统所需保护信息量要进行优化筛减。继电保护人员所关心的详细保护信息可通过保护故障信息子站上传至相关调度端。故障录波数据均不上传监控。

保护及故障信息处理子站系统应与站内监控系统统筹考虑，共享保护信息。

7）防误操作闭锁功能由计算机监控系统实现，原则上不设置独立的微机防误操作闭锁装置。

8）系统网络结构

计算机监控系统采用分布式网络结构，有如下两种较典型的方案，计算机监控系统采用双以太网方案时，参见图8-1。具体在工程实施中，可根据招标结果和实际情况确定。

图8-1 220kV变电站计算机监控系统示意图（双以太网方案）

计算机监控系统采用单以太网方案时，参见图8-2。

图8-2 220kV变电站计算机监控系统示意（单以太网方案）

（2）直流系统

直流系统额定电压采用220V或110V，单母线分段接线，设两组阀控式铅酸蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，设置一套微机型直流接地自动检测装置，蓄电池集中布置于蓄电池室。蓄电池容量按2h事故放电时间考虑，容量一般在300～400Ah，具体在工程实施中，可根据实际情况计算确定。直流系统接线图参见图8-3。

图8-3 220kV变电站直流系统接线图国家电网公司110kV变电站典型设计总论

8.3.5 电气二次部分

（1）计算机监控

1）变电站监控采用目前成熟先进的计算机监控系统，实现无人值班。

2）变电站采用具有远方控制功能的计算机监控系统，不设置远动专用设备，并简化计算机监控系统后台部分。

3）监控范围及操作控制方式

控制范围：断路器、电动隔离开关、电动接地开关、主变中性点隔离开关、主变有载调压开关等。

操作控制方式：操作控制功能按远方调度中心、站控层、间隔层、设备级的分层操作原则设计。

4）与集控中心及调度通信

计算机监控系统在确保信息安全的情况下同时与调度和集控中心实现网络通信。

远动数据传输设备冗余配置，计算机监控主站与远动数据传输设备信息资源共享，不重复采集。

5）全站仅设置一套GPS接收系统。6）与继电保护通信

继电保护信号如保护跳闸、重合闸动作、保护装置异常等信号送调度或集控中心。原则上采用两种方式实现监控系统与继电保护的信息交换：

方式1：保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接入I/O测控装置。

保护及故障信息处理子站系统应与站内监控系统统筹考虑，共享保护信息。

7）防误操作闭锁功能由计算机监控系统实现，原则上不设置独立的微机防误操作闭锁装置。

8）系统网络结构

计算机监控系统采用分布式网络结构，有如下两种较典型的方案，计算机监控系统方案参见图8-1。具体在工程实施中，可根据招标结果和实际情况确定。

图8-1 110kV变电站计算机监控系统示意图

（2）直流系统

直流系统额定电压采用220V或110V，单母线分段接线，设一组阀控式铅酸蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，设置一套微机型直流接地自动检测装置。规模较大的或半地下的110kV变电站，也可设置两组阀控式铅酸蓄电池组。蓄电池容量按2h事故放电时间考虑，不单独设置蓄电池室。具体在工程实施中，可根据实际情况计算确定。

通信电源可由直流电源经两套DC/DC电源变换装置供给，额定电流不大于20A，互为备用，此时，可不另设通信蓄电池组。

一组蓄电池的直流系统接线图参见图8-2。

图8-2 一组蓄电池的直流系统接线图

两组蓄电池的直流系统接线图参见图8-3。图8-3 一组蓄电池的直流系统接线图

第三篇：110kV变电站典型设计

110kV变电站典型设计应用实例

传统的110kV变电站主要以户外设计和安装为主，占地面积大，且设备容易被腐蚀，尤其在高污秽地区，还极易造成污闪事故的发生。为了建设坚强电网，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程建设效率，国家电网公司在2005年提出“推广电网标准化建设，各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资，提高效益”。典型设计坚持以“安全可靠、技术先进、保护环境、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则，采用模块化设计手段，做到统一性与可靠性、先进行、经济性、适应性和灵活性的协调统一。

海阳市供电公司积极响应国家电网公司的号召，积极推广110kV变电站典型设计。本文就海阳市供电公司110kV变电站典型设计的应用实例予以阐述，以说明推广典型设计的重要意义。110kV变电站典型设计应用实列

海阳市供电公司2006年开始采用110kV变电站典型设计，到目前为止，已经完成3座110kV变电站的设计、建设工作。从实际效果来看，具有较好的经济效益和社会效益，下面以110kV望石变电站为例对典型设计进行分析。

110kV望石变电站位于海阳市新建的临港产业区，该区域规划面积较小，但是电力负荷较为集中。该区域包括以莱福士造船厂在内的多个用电大户正在兴建中，而山东核电设备制造公司已经投产。根据该区域负荷预测及用电负荷性质，海阳市供电公司按照安全可靠、技术先进、投资合理、运行高效的原则，结合该站用电负荷集中、土地昂贵、临近海边（Ⅳ级污秽区）、电缆出线多等客观事实，对110kV望石变电站作了如下设计。

该站为半户内无人值班变电站（半户内布置方式即除主变压器以外的全部配电装置，集中布置在一幢主厂房的不同楼层的电气布置方式），变电站主体是生产综合楼，除主变压器外所有配电装置均安装在综合楼内。以生产综合楼和主变压器为中心，四周布置环形道路，大门入口位于站区东南角，正对生产综合楼主入口。综合楼共两层，一层为10kV配电装置室、电容器室、接地变压器室及主控室，二层为110kV GIS室。

1.1 电气主接线

变电站设计规模及主接线。通过负荷资料的分析，考虑到安全、经济及可靠性，确定110kV变电站主接线。电气主接线图如图1所示。通过负荷分析和供电范围，确定变压器台数、容量及型号，该设计中主变压器总容量为2×50MVA（110/10.5kV），一期（共两期）设计为1×31.5MVA（110/10.5kV），采用双绕组油浸自冷有载调压变压器。110kV出线共2回，一期1回，采用内桥接线方式。10kV出线共24回，一期24回，采用单母线分段接线方式。无功补偿电容器为2×6000（3000+3000）kvar，分别接入10kV两段母线上。

图1 110kV望石变电站主接线图

各级电压中性点接地方式。110kV侧直接接地，由于主变压器10kV侧没有中性点，而10kV侧全部采用电缆出线，电网接地电容电流较大，故采用了站用电与消弧线圈共用的接地变压器。

1.2 短路电流水平

根据终期（共两期）双绕组自冷变压器的容量、空载损耗、负载损耗、短路阻抗等相关参数，考虑电网远景规划，按照三相短路验算，并套用《国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册》中110kV变电站典型设计（方案B-1），确定110kV电压等级的设备短路电流为kA，10kV电压等级的设备短路电流为31.5kA。

1.3 主要电气设备选择

考虑城市噪音控制，选用双绕组低损耗自冷变压器，采用YNd11接线组别。因站址临近海边，空气湿度大及盐碱度高，故110kV设备采用六氟化硫封闭式组合电器，断路器额定电流为2000A，额定开断电流为31.5kA。10kV设备选用N2X系列气体绝缘开关柜，N2X开关柜采用单气箱结构，每个开关柜独立一个气箱，气箱内安装免维护的三工位开关和固封极柱式真空断路器，通过插接方式与其他元器件组合，实现和满足不同的主接线方式。该开关柜分成三个间隔：高压密封间隔，低压控制间隔，电缆和TA间隔。断路器为真空断路器，主变压器及分段回路额定电流为3150A，额定开断电流为31.5kA；出线回路额定电流为1250A，额定开断电流为20kA。

1.4 过电压保护及接地

110kV及35kV设备全部选用金属氧化物避雷器，并按照GB 11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》之规定进行选择。按照防直击雷原则进行理论计算，在主建筑屋顶安装避雷带及避雷针，用以保护主建筑物及主变压器。按照DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》的规定进行电气设备接地，主接地网由水平接地体和垂直接地体组成复合接地网，将建筑物的接地与主接地网可靠连接，接地埋深0.8m。接地网实测电阻为0.43Ω。

1.5 站用电和照明

变电站远景采用2台干式接地变压器500/10.5-80/0.4，每台总容量为500kVA，其中站用电额定容量为80kVA。两台接地变压器分别经断路器接入10kV＃

4、＃5母线上。站用电为380/220V三相四线制中性点直接接地系统，站用变压器低压侧采用单母线分段接线。室外照明采用投光灯，室内工作照明采用荧光灯、白炽灯，事故照明采用白炽灯。事故照明为独立的照明系统。

1.6 计算机监控系统

计算机监控系统为分层分布式网络结构，能完成对变电站所有设备的实时监视和控制。电气模拟量采集采用交流采样，保护动作及装置报警等重要信号采用硬节点方式输入测控单元。系统具备防误闭锁功能，能完成全站防误操作闭锁。具有与电力调度数据专网的接口，软、硬件配置能支持联网的网络通信技术及通信规约的要求。全站设有一套双时钟源GPS对时系统，实现整个系统所有装置的时钟同步。监控系统可对110kV及10kV断路器、隔离开关、主变压器中性点接地开关、主变压器分接头、无功补偿装置、站用电源、直流系统、UPS系统等多方面进行监控。操作控制功能按分层操作设计，达到了任何一层的操作、设备的运行状态和选择切换开关的状态都处于计算机监控系统的监控之中。

1.7 保护装置的配置

整个保护系统全部选用微机型保护装置。主变压器保护包括差动保护和后备保护，在主控室集中组屏安装。10kV保护测控装置采用保护测控一体化装置，装设在成套开关柜上，10kV线路保护具有低周减载功能。另外，10kV系统还具有小电流接地选线功能。

1.8 直流系统

直流系统额定电压为220V，设单组阀控式铅酸免维护蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，并设置一套微机型直流接地自动检测装置。蓄电池容量为100Ah。该系统还配置一台UPS，容量为3kVA，UPS系统为站内计算机监控系统、保护装置、通信设备等重要二次设备提供不间断电源。

1.9 图象监控系统和火灾探测报警系统

大楼入口处设置摄像头；主控室、电容器室、接地变压器室以及各级电压配电装置室均安装室内摄像头；主变压器区安装室外摄像头。监控信号通过光缆传送到调度主站，用以完成变电站全站安全及设备运行情况的监控。

站内配置一套火灾报警系统。火灾报警控制器设置在主控楼内。当有火灾发生时，报警系统可及时发出声光报警信号，显示发生火灾的地点，并通过通信接口和光缆，将信息最终传至调度端。结束语

该典型设计的变电站与常规室外布置变电站相比具有以下优点。第一，土地占用面积不足常规变电站的三分之一。第二，该站临近海边，属高污秽地区。所有配电设备均室内布置，尤其是110kV及10kV配电设备全部采用气体绝缘全密封开关设备，有效地防范了污闪事故的发生。第三，配电设备检修周期长，供电可靠性高。第四，采用接地变压器，很好地解决了10kV电缆出线引起的电网接地大电容电流。第五，具备了无人值班的条件，实现了变电站无人值班。

应用110kV变电站典型设计，能大大提高生产效率，同时也对110kV变电站建设标准、设备规范、节约土地及资源消耗等方面有着重要意义

第四篇：变电站典型设计情况介绍

本文由我爱继保贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

变电站典型设计情况介绍

江苏省电力设计院褚农

摘要：本文介绍了 220（110）kV 变电站典型设计在江苏省电力系统的推广应用情况，并重点介绍了国家电网公司 500（330）kV 变电站典型设计情况。1 概述开展典型设计工作，是贯彻落实国家电网公司“一强三优”战略的一项工作，是统一公司工程建设标准、规范管理的重要手段。国网公司典型设计从变电站入手，全面推行。计划 2005 年上半年完成 500kV 及 330kV 变电站的典型设计，下半年开始试行；年内要完成 220kV 及 110kV 变电站的典型设计。并在公司系统新建工程中全部推广应用。江苏省电力公司为了适应地方经济发展需要，并实现电网效益的最大化，从 2001 年开始开展 220kV 及 110kV 变电站的典型设计，并着力于推广应用工作。两年多来的应用实践证明，这一举措是成功的。本文先就江苏省推广应用 220kV 及 110kV 变电站的典型设计的情况作简要介绍，然后介绍国网公司 500kV（330）kV 变电站典型设计的情况。2 江苏省公司 220kV 及 110kV 变电站的典型设计 2.1 编制过程 220kV（110kV）变电站典型设计的编制工作分三个阶段进行。第一阶段：搜资调研，确定典设主要设计原则。我院在对江苏变电站设计进行统计梳理的同时，还赴与江苏经济同样发达的省市学习调研，取长补短；对一些争议较大的技术问题进行专题调研分析。共完成调研报告和专题报告 8 篇，有《广东地区搜资调查报告》、《上海地区搜资调查报告》、《取消旁路母线专题报告》、《变电站计算机监控系统与“五防”装置设计专题报告》、《直流系统额定电压选取专题报告》、《PASS 及 COMPASS 调研报告》、《110kV 自冷和风冷变压器选型》、《环保型自动灭火系统调研报告》。通过搜资调研为典型设计提供真实可靠的依据。原则主要包括编制深度、应用范围、规模区间、短路电流控制水平、设备水平以及运行管理模式等。《典型设计主要设计原则（初稿）》完成后，省公司组织了公司本部有关部门、我院典设组成员和 13 个地市供电公司总工程师以及生技、基建、调度部门负责人进行了座谈，广泛听取意见、了解需求。第二阶段：编制和审定典设的设计方案和技术条件书。根据第一阶段确定的主要设计原则，我们编制了专题报告，进行了分析论证，提出了典设方案的推荐意见及相应的技术条件书。技术条件书主要包括各电压等级的电气主接线形式、配电装置形式、出线回路数及引出方式、主变压器形式、无功补偿配置方式、监控及保护配置方式、所用交流及直流电源配置方式和主变压器消防措施等。第三阶段：编制完成变电站典型设计。根据确定的编制方案及技术条件书，对技术方案进行全面的论述和定量计算，选定主要设备参数。各方案的初步设计文件包括设计说明书、设计图纸、主要设备清册及概算书等。省公司先后对典型设计的送审版和批准版进行评审，通过评审确定了今后新建变电站的接线、配电装置、监控方案、控制楼面积及概算指标等主要原则和典设中的基本模块。典型设计的批准版由省公司总经理作序出版，并印发执行。2.2 变电站主要设计原则和方案变电站典型设计总体设计原则为：（1）典型设计贯彻“安全、可靠、经济、适用”的设计原则。（2）考虑到江苏在经济、技术等方面处于国内领先位置，设计上将体现先进性，技术上适度超前。（3）除遵循部标 SDJ2-88 《220kV~500kV 变电站设计规程》 DL/T 5103-1999、《35kV~110kV 无人值班变电所设计规程》及其它有关规程规范外，还应符合省电力公司编制的《江苏省 35kV~220kV 变电站设计技术导则》等有关规定。根据江苏地区的特点，变电站设计类型既可按照负荷密集程度进行划分，也可按照变电站所在地区划分。为使典设各方案具有广泛的代表性，我们针对本省特点，220kV 变电站提出 A（负荷密集地区）、B（一般地区）、C（城市地区）三大类共计 8 个变电站设计方案、11 个建筑方案。110kV 变电站提出了 A（主变及高压配电装置户外布置、中压配电装置户内布置）、B（主变户外布置、配电装置户内布置）、C（全户内布置）三大类共计 8 个方案。各方案组合及其主要技术条件见附表 1～2。2.3 设计特点和应用情况变电站典型设计适用于江苏省大部分 220kV 和 110kV 变电站，并且作为变电站的设计规范，被纳入省公司的企业标准。典设自 2002 年底执行以来，在电网建设工作中发挥了较大效益，江苏省 2004 年投运的 27 个新建 220kV 变电站，2005 年和 2006 年即将投运的 73 个新建 220kV 变电站，均采用了典型设计。110kV 变电站典型设计应用范围更为广泛。(1）典型设计具有模块化设计的特点，配电装置、控制楼、概算等都具有一定的独立性，对不同规模的变电站的初步设计，可以根据工程建设规模，以典型设计作为修正模块进行调整。（2）典型设计中的概算模块比较全面、客观，成为省公司编制上报项目建议书时的依据。（3）典型设计中无法统一的个性化的方面，如主变调相调压计算、系统保护通信方案、短路电流核算、地基处理、各级电压出线方向以及总平面布置方案等仍需单独设计。（4）典型设计的编制过程是统一标准和统一认知的过程。广泛听取设计、建设、生产及调度各方面的意见的基础上，领导参与指导和决策，有利于统一意见，把典型设计提升为企业标准。（5）典型设计提高了工作效率，保证了工作质量。典型设计不是设计的参考，而是设计的标准。因此，典型设计的推广应用减少了专业协调的工作量，使设计专业之间的协调流畅，工作效率大大提高。（6）典型设计的应用提高了初步设计审查效率。审查会上主要讨论具体设计方案与典设方案的不同之处。减少了大量重复的讨论和无谓的扯皮。初设修改和批文下达时间也大大缩短，也为设备招投标创造了良好条件。（7）以典设为基础的初设方案，其工程造价与典设方案出入不大，更易于控制工程造价的总投资，避免了工程造价出现大起大落的现象。（8）为使各设计院会用或愿意用典型设计，省公司组织多次典型设计宣贯活动，请典设编制人员介绍设计原则、方案组合、适时条件和使用方法。（9）典型设计需要不断优化和完善。随着我国经济体制改革的不断深化，电力技术的不断进步，典型设计也应随之进行滚动修改，进一步优化。3 国家电网公司 500（330）kV 变电站典型设计的情况 3.1 任务的提出及工作过程刘振亚总经理在国家电网公司 2005 年工作报告中提出：推行电网标准化建设。各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资，提高效益。郑宝森副总经理在国家电网公司 2005 年基建工作报告中提出：以典型设计为导向，促进技术进步和提高集约化管理水平。2005 年 1 月 28 日由国网公司基建部提出典型设计工作大纲； 2 月 5 日由基建部和顾问集团公司共同完成典型设计招标文件； 2 月 6 日在北京招标文件发布，共邀请 13 家设计院参加投标； 2 月 28 日前各投标设计院完成典型设计标书，28 日在北京开标； 3 月 4 日完成评标及定标工作，4 日在北京召开中标发布会，共有 5 家设计院中标，分别是华东电力设计院、江苏省电力设计院、中南电力设计院、西北电力设计院、华北电力设计院。相继成立了“国家电网公司 500（330）kV 变电站典型设计工作组”，组长单位为国家电网公司基建部；副组长单位为中国电力工程顾问集团公司；成员单位有华东院、江苏院、中南院、西北院、华北院。根据各院特点，工作组进行了设计分工：华东院负责主设备为 GIS 方案的设计，并负责华东地区 500kV 变电站情况的调研工作；江苏院负责主设备为 HGIS 方案的设计，并负责南方电网公司 500kV 变电站情况的调研工作；

中南院负责主设备为瓷柱式方案的设计，并负责华中地区 500kV 变电站情况的调研工作；华北院负责主设备为落地罐式方案的设计，并负责华北地区 500kV 变电站情况的调研工作；西北院负责 330kV 变电站方案的设计，并负责西北地区 330kV 变电站情况的调研工作。面对典设工作面广量大、情况复杂、时间紧，国网公司基建部很抓落实，及时组织召开了多次设计协调会，基本上两星期开一次协调会。3 月 4 日中标发布会上明确分工，布置任务。3 月 18 日于苏州召开第一次协调会，会议就典型设计目的、原则、技术条件、工作进度、调研分工等有关问题，一次、二次、土建、水工、暖通、技经等专业的设计原则和深度要求进行了认真的讨论，并形成初步意见。4 月 5 日于北京召开第二次协调会，会议就对前阶段典设工作进展情况、典设中间成果进行检查和评审，并对需解决的有关技术问题进行了讨论，形成了一致性意见。紧接着 4 月 6 日于北京召开典设工作研讨会，邀请电网公司策划部、生产技术部、安全监察部、建设运营部、国调中心、国网建设公司，各大区电网公司、各省电力公司、各大区电力设计院的代表参加会议。会议听取了典设中间成果的介绍，通过深入并热烈地讨论，达成共识，统一思想，避免了设计闭门造车，以便下阶段典设工作的顺利开展。4 月 20 日于武汉召开第三次协调会，会议对典型设计的工作进度，主控通信楼、大门和围墙的设计方案，模块的拼接，典型设计送审稿的章节编制和格式，以及存在的问题进行了讨论，并形成结论意见。5 月 18 日～19 日于北京召开典设成果评审会，国家电网公司郑宝森副总经理、中国电力顾问集团公司于刚副总经理出席会议并分别作了重要讲话。国网公司各部门，各网省公司，各设计院代表对典型设计送审稿进行了认真负责的讨论，充分发表了意见，使典型设计更贴近实际，更符合生产运行的要求。典型设计分为 6 个阶段：编制方案组合及技术条件阶段：根据目前实际情况，并适当考虑发展裕度，变电站典型设计综合考虑电压等级、主变容量、无功补偿、出线回路和方向、电气主接线、短路电流、设备选型、配电装置，控制及远动、建筑面积等条件，提出设计方案和设计技术条件。搜资调研及专题研究阶段：各设计院分头开展搜资调研工作，编写地区调研报告，对于分歧意见较大的技术问题，进行重点调研，并写出专题报告。典型设计编制阶段：经讨论审定设计方案和技术条件后，各院开展变电站典型设计实质性设计编制阶段，完成设计图纸、说明书、设备清册、概算书初稿；经评审后进一步优化和细化，编制典型设计使用说明，完成典型设计成品（报批稿）。评审及修改阶段：由国家电网公司组织生产、基建、设计单位的设计人员，对典型设计成品进行评审。形成评审意见后各设计院进行设计修改，形成典型设计报批稿。批准颁发阶段：典型设计报批稿提交国家电网公司，由公司领导写序，作为企业标准出版发行。推广应用阶段：（略）。3.2 开展 500（330）kV 变电站变电站典型设计的目的输变电工程典型设计是贯彻国家电网公司集约化管理的基础，开展变电站典型设计工作的目的是：统一建设标准，统一设备规范，减少设备型式，以便于集中规模招标，方便运行维护，降低变电站建设和运营成本；采用模块化设计，方便方案的拼接和扩展，加快设计、评审和批复进度，提高工作效率。3.3 500（330）kV 变电站典型设计的主要原则变电站典型设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效。为此，在典型设计中，要注意处理和解决典型设计方案的先进性、经济性、适应性，灵活性和统一性及其相互关系。先进性：典型设计方案，设备选型先进，合理，占地少、注重环保，变电站可比指标先进；经济性：综合考虑工程初期投资和长期运行费用，追求设备寿命期内最优的经济效益；适应性：典型设计要综合考虑各地区的实际情况，要在整个国家电网公司系统中具有广泛的适用性：并能在较长的时间内，对不同规模，型式、外部条件均能适用；灵活性：典型设计模块间接口灵活，增减方便，组合型式多样，概算调整方便；

可靠性：保证设备、各个模块和模块拼接后系统的安全可靠性；统一性：建设标准统一，基建和生产运行的标准统一，外部形象风格统一。3.4 典型设计方案组合及主要内容 3.4.1 总体方案设计典型设计方案分 500kV 变电站和 330kV 变电站两大部分。500kV 变电站典型设计按主设备不同分为 A（GIS 设备）、B（HGIS 设备）、C（敞开式设备）、D（落地罐式设备）4 类方案，各类方案又根据主变容量和最终台数的不同再分子方案。各方案组合及主要技术条件详见附表 3～附表 6。330kV 变电站典型设计按主设备不同分为 A（GIS 设备）、C（敞开式设备）、D（落地罐式设备）3 类方案，各类方案又根据主变容量和最终台数的不同再分子方案。各方案组合及主要技术条件详见附表 7。3.4.2 电气二次设计变电站初期按有人值班设计，留有远期实现无人值班的接口和功能配置。不含系统保护、调度自动化和系统通信专业的具体内容。提出了监控系统主要设计原则。包括监控范围、系统硬件设备配置原则，对系统软件工作平台、防误操作闭锁、GPS 对时、保护信息采集方式及通信规约等方面进行了重点论述，提出推荐方案。提出了元件保护、直流系统及交流不停电电源的主要设计原则。提出了二次设备组屏原则，对监控系统测控装置、线路保护、主变压器及高压电抗器保护、故障录波等主要二次设备的组屏提出推荐方案。根据工程规模进行主控室、计算机室、继电器小室、直流电源室等的具体布置。3.4.3 土建部分设计变电站大门、围墙要能体现国网公司“内质外形”建设，树立“国家电网”的品牌形象，设计简洁、明快、大方、实用，具备现代工业建筑气息，建筑造型和立面色调与变电站整体状况以及所在区域周围环境协调、统一。大门围墙采用标志统一、风格统一、色彩统一，字体统一等要求，变电站大门入口处一侧统一设置“标志墙”。其上为球形标志，下有“国家电网”四字，右侧为“国家电网公司 500(330)kV XX 变电站”。变电站围墙采用实体围墙，高度统一采用 2.5m，另加远红外探测器。站区道路采用混凝土路面，统一采用公路（郊区）型设计。经过设计优化后，330kV GIS 方案占地面积 1.7ha，330kV 敞开式方案 3-3.5ha.；500kV GIS 方案占地面积 3.0～3.8ha，HGIS 方案占地面积 3.5～4.5ha；敞开式方案 5.8-7.3ha。统一了站区主要生产建筑和房间的设置，建设有主控通信楼、继电器小室、站用电室等建筑物。建筑面积，500kV 变电站控制在 1100～1300平米，330kV 变电站控制在 1000～1100平米。主控通信楼内房间的设置统一为：生产用房设有主控室、计算机室、通信机房（当通信电源组屏布置时，电源室和通信机房合并布置），辅助及附属房间设有交接班室、值班休息室 2-3 间、办公室 2 间（含资料室）、会议室、备餐室、检修工器具间等。主控通信楼采用框架结构。继电器小室当布置在串中时，跨度采用 5.1m，采用室内电缆沟敷设电缆。继电器小室采用砖混结构，加设钢板网屏蔽，普通钢门。所有构架、设备支架均推荐采用钢管结构，热镀锌防腐。变电站主要生产用房及办公、值休等用房和保护小室需安装空调机，其余生产用房采用轴流风机机械通风，电缆层采用自然通风。主控通信楼采用小集中空调，继电器小室采用分体空调。位于采暖区的变电站可采用分散供暖方式。主变压器消防优先考虑采用泡沫喷淋、排油充氮方式。继电器室全集中布置时主控通信楼建筑体积不大于 5000 m3，不设室内建筑水消防系统，但应设室外建筑水消防系统。继电器小室分散布置时，主控通信楼建筑面积控制在建筑体积不大于 3000 m3，全站不设室外水消防系统，采用移动式化学灭火装置。3.4.4 技经部分为使典型设计的各方案、模块的投资在同一价格水平上，便于进行对比分析，在典型设计概算编制时采用统一的取费标准、统一的定额、统一的设备材料价格和统一的其他费用标准。为适应实际工程和典型设计的各基本组合方案的投资水平对比分析的需要，对不在本次典型

设计范围内的有关工程费用进行了统一规定，包括水源、站外电源、站外通信、进站道路、地基处理、站外排水、护坡挡墙等，保证了典型设计的各基本组合方案的概算投资的完整性。使用时需根据工程规模和实际情况选用基本组合方案或模块方案参考造价进行分析、合理调整。联系方式：褚农，教高，江苏省电力设计院，025-85081300，chunong@jspdi.com.cn 附表 1: 方案 A1 主变

江苏省 220kV 变电站典型设计主要工程技术条件

适用规模 220kV 出线 6 回，110kV 出线 8 回，35kV 出线 10 回接线 220kV、110kV 采用双母线接线，35kV 采用单母线分段接线配电装置 220kV、110kV 配电装置采用软母线改进半高型，35kV 配电装置采用户内开关柜布置格局 220kV 出线与 110kV 出线构 180o布置 220kV 出线与 110kV 出线构 90o布置 220kV 出线与 110kV 出线构 180o布置 220kV 出线与 110kV 出线构 90o布置 220kV 出线与 110kV 出线构 180o布置 220kV 出线与 110kV 出线构 90o布置主变露天，建筑物两列式布置主变半户内，整体建筑式布置主变露天，建筑物两列式布置 A2 本期 2 台 120MVA 主变远景 3 台 B1-1 B2-1 B1-2 本期 2 台 180MVA 主变远景 3 台

220kV 出线 6 回，110kV 出线 8 回，35kV 出线 10 回

220kV、110kV 采用双母线接线，35kV 采用单母线分段接线

220kV、110kV 配电装置采用管母线中型，35kV 配电装置采用户内开关柜 B2-2 220kV 出线 6 回，110kV 出线 8 回，10kV 出线 24 回 220kV 出线本期 2 回远期 3 回，110kV 出线 12 回，10kV 出线 24 回 220kV 出线本期 2 回远期 3 回，110kV 出线 8 回，10kV 出线 24 回

220kV、110kV 采用双母线接线，10kV 采用单母线分段接线

220kV、110kV 配电装置采用管母线中型，10kV 采用户内开关柜 C1 C3 本期 2 台 180MVA 主变远景 3 台

220kV 采用单元接线，110kV 采用双母线接线，10kV 单母线分段接线 220kV、110kV 采用户内 GIS，10kV 采用户内开关柜，全电缆出线 220kV、110kV 采用户内装配式配电装置，架空出线； 10kV 采用户内开关柜电缆出线 C2 所有方案直流系统：2 组 220V 阀控式密封铅酸蓄电池，2 组充电装置（高频开关电源），配置 DC/DC 变换器供-48V 系统通信电源，不设蓄电池室。交流所用：所用电系统 380/220V 中性点接地，采用三相四线制，单母线分段接线，两台所变分列运行。继电保护：220kV、110kV 线路、主变设微机保护，保护测控相对独立；35kV 设微机保护（含低周减载和接地检测功能），保护测控合一，分散布置。自动装置：电容器组投切；35kV 消弧线圈跟踪补偿。对时装置：全所共用 1 台 GPS。防误操作：不专设微机五防装置，由计算机监控系统统一考虑。电能计量：主变中低压侧设关口表，其余按规程配置。电气测量：利用监控系统完成。信息采集：模拟量和开关量。控制方式：远方调度，监控系统，就地三级操作。通信方式：变电站接入地区光纤环网，通信容量及可靠性按照变电站无人值班要求设计。

附表 2: 方案主变远景： 2× 50MVA 本期： 2× 50MVA 远景： 2× 50MVA 本期： 2× 50MVA 江苏 110kV 变电所典型设计主要工程技术条件

适用规模 110kV 进线 2 回，35kV 出线 4 回架空，4 回电缆，10kV 出线 16 回电缆 110kV 进线 4 回，35kV 出线 4 回架空，回电缆，4 10kV 出线 16 回电缆接线 110kV 采用线变组接线 35kV、10kV 采用单母线分段接线配电装置布置格局主变及 110kV 配电装置户外布置，35kV、10kV 配电装置户内布置 A1 110kV 采用单母线分段接线 A2 35kV、10kV 采用单母线分段接线 110kV 采用内桥 110kV 配电装置主变及 110kV 配远景： 110kV 进线 3 回，采用户外敞开式电装置户外布或线变组接线 3× 50MVA A3 10kV 出线 36 回电 10kV 采用单母线设备，10kV 采用置，10kV 配电本期：缆 2× 50MVA 装置户内布置户内开关柜分段接线 110kV 采用内桥远景： 110kV 进线 2 回，接线 2× 50MVA B3 10kV 出线 24 回电 110kV 配电装置主变户外布置，10kV 采用单母线本期：缆采用户内敞开式 110kV 配电装置 2× 50MVA 分段接线设备，10kV 采用及 10kV 配电装 110kV 采用线变远景：置户内布置户内开关柜 110kV 进线 3 回，组接线 3× 50MVA B4 10kV 出线 36 回电 10kV 采用单母线本期：缆 2× 50MVA 分段接线远景： 2× 110kV 进线 2 回，110kV 采用内桥接线 50MVA 10kV 出线 24 回电 C2 10kV 采用单母线本期： 2× 缆 50MVA 分段接线 110kV 采用户内 110kV 采用双内远景： GIS，10kV 采用桥或双外侨接线全户内 3× 50MVA 户内开关柜，全 C3 本期： 110kV 进线 3 回，10kV 采用单母线电缆出线 2× 50MVA 10kV 出线 36 回电分段接线缆 110kV 采用线变远景：组接线 3× 50MVA C4 10kV 采用单母线本期： 2× 50MVA 分段接线所有方案直流系统：2 组 220V 阀控式密封铅酸蓄电池，2 组充电装置（高频开关电源），设蓄电池室。交流所用：电系统 380/220V 中性点接地，采用三相四线制，单母线分段接线，两台所变分列运行。继电保护：220kV、110kV 线路、主变设微机保护，保护测控相对独立；35/10kV 设微机保护，保护测控合一，分散布置。自动装置：电容器组投切；35/10kV 消弧线圈跟踪补偿；35/10kV 接地检测。对时装置：全所共用 1 台 GPS。防误操作：闭锁不专设微机五防装置，由计算机监控系统统一考虑。电能考核：计量主变中低压侧设关口表，其余按规程配置。就地电气：测量利用监控系统完成电气测量。信息采集：类型模拟量和开关量。控制操作：方式远方调度，监控系统，就地三级操作。通信方式：变电所接入地区的光纤环网，光纤网络与继电保护统一考虑，通信容量及可靠性按照变电所无人值班要求设计。

110kV 配电装置采用户外敞开式设备，35kV、10kV 采用户内开关柜

附表 3: 序号项目名称

500kV 变电站（GIS）典型设计主要技术条件

方案编号 A-1-1 A-1-2 4 台主变本期 1 组 1000MVA，最终 4 组 1000MVA，单相自耦，无载调压。本期 1 组 750MVA，最终 4 组 750MVA，单相自耦，无载调压。本期 1 组 750MVA，最终 4 组 750MVA，本期 1 组最终 3 组 A-1-3 A-2-1 A-2-2 3 台主变本期 1 组最终 3 组本期 1 组 750MVA，最终 3 组 750MVA，A-2-3 1000MVA，750MVA，1000MVA，750MVA，1 主变压器

三相自耦，单相自耦，单相自耦，三相自耦，无载调压。无载调压。无载调压。无载调压。500kV 并联电抗器：本期 1 组 150Mvar，最终 2 组，为线路高抗，均装中性点小电抗，不考虑母线高抗。最终 6 组；35kV 并联电容器：本期 2 组 60Mvar，最终 6 组。2 台主变进串，第 3 台主变经单断路器接二段母线；本期设 9 台断路器（1 台远景设备本期上），串内 GIS 设备。500kV 高抗经隔离开关接入线路。220kV 双母线双分段接线，本期双母线接线，GIS 设备。35kV 单母线接线，不设总断路器。500kV 本期 4 回，最终 8 回架空，一个 220kV 本期 8 回，最终 14 回架空出线（一个或两个方向出线），2 回电缆出线。

500kV 并联电抗器：本期 1 组 150Mvar，最终 2 组，为线路高抗，均无功补偿 2 装置装中性点小电抗，不考虑母线高抗。最终 8 组；35kV 并联电容器：本期 2 组 60Mvar，最终 8 组。对 4 台主变，主变均进串；对 3 台主变，2 台主变进串，1 台主变经断路器电气主接 4 线接 2 段母线。本期设 8 台断路器。500kV 高抗经隔离开关接入线路。220kV 双母线双分段接线，本期双母线接线。35kV 单母线接线，不设总断路器。500kV 本期 4 回，最终 8 回架空，一出线回路 3 数和出线方向 5 6 7 8 9 10 短路电流主要设备选型配电装置保护及自动化建筑面积站址基本条件最终 16 回架空出线，一个或两个方向出线（3 台主变方案其中 2 回电缆出线）。单相/三相自耦变压器； 500kV、220kV 采用户外 GIS；

35kV 并联电抗器：本期 2 组 60Mvar，35kV 并联电抗器：本期 2 组 60Mvar，500kV 一个半断路器接线，远景 6 串，500kV 一个半断路器接线，远景 6 串；

个或两个方向出线；220kV 本期 8 回，或两个方向出线； 500、220、35kV 短路电流水平分别为：63（50）、50、40kA 35kV 采用户外 AIS，断路器采用柱式，电容器采用组装式，电抗器采用干式。500kV、220kV 户外 GIS。计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可满足无人值班要求，保护集中布置。全站总建筑面积 2000m2以内，非采暖区。主变采用水喷雾消防系统。海拔高度<1000m，地震动峰加速度 0.1g，风荷载 30m/s，地耐力 R=150kPa，地下水无影响，非采暖区，场地同一标高，污秽等级 III 级。

附表 4 序号 1 500kV 变电站（HGIS）典型设计主要技术条件

方案编号项目名称 B-1 主变压器主变电气接线远景串数本期 1 组、最终 4 B-2 本期 1 组、最终 4 B-3 本期 1 组、最终 3 组 750MVA 主变。第三台主变经断路器接母线 5 垂直 2个不设平行

组 1000MVA 主变。组 750MVA 主变。主变全部进串 6平行 1个不设垂直主变全部进串 6 垂直 2个设置垂直 2 500kV 母线与主变梁主要出线方向总断路器 3 35kV 母线与主变梁

项目无功 4 补偿

相同的主要工程技术条件 500kV 并联电抗器：本期 1 组 150Mvar，最终 2 组，经隔离开关接入线路，均装设中性点电抗，不考虑母线高抗；35kV 电容器、并联电抗器按每台主变各配置 2 组 60Mvar 设计。500kV：本期 4 回，最终 8 回；220kV：本期 8 回，最终 16 回，1 个主要出线方向。500kV 一个半断路器接线，本期设 1 个不完整串和 2 个完整串共 8 台断路器； 220kV 双母线双分段接线，本期双母线接线；35kV 单母线单元制接线。500kV 部分 63 或 50kA，220kV 部分 50kA，35kV 部分 40kA。单相自耦变压器；500kV 采用户外 HGIS，220kV 采用户外 GIS，35kV 采用户外 AIS，断路器采用柱式，35kV 并抗采用干式或油式，电容器采用组装式，站变采用油浸式。500kV 户外悬吊管母线中型布置，高架横穿进出线，间隔宽度 28m；220kV 间隔宽度 13m；35kV 采用支持管母线中型布置。计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班要求；保护就地布置。全站总建筑面积 1400m2以内，主控通信楼建筑面积 650—750 m2；主变消防采用 SP泡沫喷淋灭火或排油充氮方式。5 出线电气主 6 接线短路 7 电流主要 8 设备配电 9 装置保护 10 自动化土建 11 站址 12 条件

按地震动峰值加速度 0.10g，风荷载 30m/s，地耐力 R=150kPa，地下水无影响，非采暖区设计，假设场地为同一标高。按海拔 1000 米以下，国标Ⅲ级污秽区设计

附表 5 序号 1 项目名称

500kV 变电站（瓷柱式）典型设计主要技术条件表 500kV 变电站(瓷柱式断路器)典型设计工程技术条件

主变压器本期 1 组 750MVA，最终 2/3/4 组 750MVA 500kV 并联电抗器，本期 1 组 150Mvar，最终 2 组，为线路高抗，均装设中性点小抗，不考虑母线高抗。2 无功补偿 3 组和 4 组主变方案，每组主变压器 35kV 侧无功配置：2 组 60Mvar 并联电感器，装置 2 组 60Mvar 并联电容器。2 组主变方案，每组主变方案 35kV 侧无功配置：3 组 60Mvar 并联电感器，3 组 60Mvar 并联电容器。本期 35kV 侧无功配置：2 组 60Mvar 并联电抗器，2 组 60Mvar 并联电容器。出线回路 500kV 本期 4 回，最终 10 回，两个方向出线。数和出线 220kV 本期 6 回，最终 16 回(3 组或 4 组主变)或 12 回(2 组主变)，一个方向出线或方向两个方向出线。500kV 一个半断路器接线，远期 6 串，2 组主变进串，后 2 组或 1 组主变经断路器接母线。本期设 8 组断路器。500kV 高压电抗器均为经隔离开关接入线路。3 4 电气主接线 220kV 双母线双分段接线或双母线单分段，本期双母线接线。35kV 单母线接线，不装设总断路器。5 6 短路电流 500、220、35kV 短路电流水平分别为 63(50)、50、40kA 主要设备单相自耦变压器。500kV、220kV、35kV 采用户外瓷柱式断路器。选型 35kV 电容器采用组装式、电抗器采用干式。500kV 屋外悬吊管母线中型布置，主变高架横穿和低架横穿进串。7 配电装置 220kV 屋外支持管母线中型布置(3 组或 4 组主变)或悬吊母线中型布置(2 组主变)。35kV 支持管母线中型布置。保护及计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班要自动化求。保护就地布置。土站建全站总建筑面积 1400m2以内，主控通信楼建筑面积 650-750m2(小于 3000m3)，非采暖区。主变消防采用水喷雾消防系统。8 9 10 址海拔 1000m 以下，地震动峰值加速度 0.10g，设计风速 30m/s，地耐力 R=150kPa，基本条件地下水无影响，假设场地为同一标高。国标 III 级污秽区。附表 6 序号 1 500kV 变电站（落地罐式）典型设计主要技术条件表

项目名称 500kV 变电站工程技术条件本期 1 组 750MVA，最终 2/3/4 组 1000MVA（750MVA）500kV 并联电抗器，本期 1 组 150Mvar，最终 2 组，为线路高抗，装设中性点小电抗，不考虑母线高抗。

主变压器

无功补偿装 3 台和 4 台主变方案，每台主变压器 66kV 侧无功配置：2 组 60Mvar 并联电抗 2 置器，2 组 60Mvar 并联电容器。2 台主变方案，每台主变方案 66V 侧无功配置： 3 组 60Mvar 并联电抗器，3 组 60Mvar 并联电容器。本期 66kV 侧无功配置：2 组 60Mvar 并联电抗器，2 组 60Mvar 并联电容器。出线回路数 3 和出线方向 500kV 本期 4 回，最终 10 回，两个方向出线。220kV 本期 6 回，最终 16 回（3 台或 4 台主变）或 12 回（2 台主变），一个方向出线。500kV 一个半断路器接线，远期 6 串，2 台主变进串，后 2 台或 1 台主变经断 4 电气主接线路器接母线。本期设 8 台断路器。500kV 高压电抗器均为经隔离开关接入线路。220kV 双母线双分段接线或双母线单分段，本期双母线接线。66kV 单母线接线，装设总断路器。5 6 短路电流 500、220、66kV 短路电流水平分别为 63(50)、50、31.5kA 主要设备选单相自耦变压器型 500kV、220kV 采用户外罐式断路器，66kV 采用户外柱式断路器。500kV 屋外悬吊管母线中型布置，主变高架横穿和低架横穿进串。7 配电装置 220kV 屋外悬吊管母线中型布置。66kV 支持管母线中型布置。保护及自动计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班 8 化土建要求。保护就地布置。

全站总建筑面积 1500m2以内，主控通信楼建筑面积 650-750m（小于 3000 m3），9 采暖区。主变消防采用SP泡沫喷淋灭火。站址基本条海拔 1000 米以下，地震动峰值加速度 0.10g，设计风速 30m/s，地耐力 R=150kPa，10 件

地下水无影响，假设场地为同一标高。国标 III 级污秽区。

附表 7 序项目名称号 1 主变压器

330kV 变电站典型设计主要技术条件表

330kV 变电站工程技术条件本期 1 台 240MVA（360MVA），最终 2/3 台 240MVA（360MVA）。330kV 并联电抗器，本期 1 组 90Mvar，最终 2 组，GIS 方案最终为 1 组，均

无功补偿装置

为线路高抗，并装设中性点小抗，不考虑母线高抗。35kV 侧无功按主变配置：1 组 30Mvar 并联电抗器，3 组 20Mvar 并联电容器。本期 35kV 侧无功配置：1 组 30Mvar 并联电抗器，3 组 20Mvar 并联电容器。

出线回路数和 330kV 本期 4 回，最终 6 回，两个方向出线。3 出线方向 110kV 本期 6 回，最终 14 回，一个方向出线或两个方向出线。330kV 一个半断路器接线。330kV 高压电抗器均为经隔离开关接入线路。4 电气主接线 330kVGIS 方案为双母线接线。110kV 双母线接线单分段，本期双母线接线。35kV 单母线接线，设总断路器。5 短路电流 330、110、35kV 短路电流水平分别为 50、40、31.5kA 三相自耦有载调压 6 主要设备选型 330kV 采用罐式、柱式断路器和 GIS。110kV 采用柱式断路器和 GIS。35kV 电容器采用框架组合式和集合式，电抗器采用干式 330kV 屋外软母线和悬吊管母线中型布置，主变高架横穿和低架横穿进串。330kVGIS 采用屋外配电装置。7 配电装置 110kV 屋外软母线半高型、中型布置和支持管母线中型布置。110kVGIS 屋外配电装置。35kV 采用屋外和屋内布置。8 保护及自动化计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班要求。保护就地布置。GIS方案全站总建筑面积 1100m2以内，敞开式方案主控通信楼建筑面积 600m2 9 土建（小于 3000m3），全站总建筑面积 1050m2以内，采暖区。当 35kV采用屋内配电装置时，其配电装置室不计入全站总建筑面积。主变消防采用SP泡沫喷淋灭火或排油注氮灭火。10 站址基本条件海拔 1000 米以下，地震动峰值加速度 0.10g，设计风速 30m/s，地耐力 R=150kPa，地下水无影响，假设场地为同一标高。国标 III 级污秽区。1本文由我爱继保贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

变电站典型设计情况介绍

江苏省电力设计院褚农

江苏省 220kV 变电站典型设计主要工程技术条件

220kV 出线 6 回，110kV 出线 8 回，35kV 出线 10 回

220kV、110kV 采用双母线接线，35kV 采用单母线分段接线

220kV、110kV 采用双母线接线，10kV 采用单母线分段接线

220kV、110kV 配电装置采用管母线中型，10kV 采用户内开关柜 C1 C3 本期 2 台 180MVA 主变远景 3 台

附表 2: 方案主变远景： 2× 50MVA 本期： 2× 50MVA 远景： 2× 50MVA 本期： 2× 50MVA 江苏 110kV 变电所典型设计主要工程技术条件适用规模 110kV 进线 2 回，35kV 出线 4 回架空，4 回电缆，10kV 出线 16 回电缆 110kV 进线 4 回，35kV 出线 4 回架空，回电缆，4 10kV 出线 16 回电缆接线 110kV 采用线变组接线 35kV、10kV 采用单母线分段接线配电装置布置格局主变及 110kV 配电装置户外布置，35kV、10kV 配电装置户内布置 A1 110kV 采用单母线分段接线 A2 35kV、10kV 采用单母线分段接线 110kV 采用内桥 110kV 配电装置主变及 110kV 配远景： 110kV 进线 3 回，采用户外敞开式电装置户外布或线变组接线 3× 50MVA A3 10kV 出线 36 回电 10kV 采用单母线设备，10kV 采用置，10kV 配电本期：缆 2× 50MVA 装置户内布置户内开关柜分段接线 110kV 采用内桥远景： 110kV 进线 2 回，接线 2× 50MVA B3 10kV 出线 24 回电 110kV 配电装置主变户外布置，10kV 采用单母线本期：缆采用户内敞开式 110kV 配电装置 2× 50MVA 分段接线设备，10kV 采用及 10kV 配电装 110kV 采用线变远景：置户内布置户内开关柜 110kV 进线 3 回，组接线 3× 50MVA B4 10kV 出线 36 回电 10kV 采用单母线本期：缆 2× 50MVA 分段接线远景： 2× 110kV 进线 2 回，110kV 采用内桥接线 50MVA 10kV 出线 24 回电 C2 10kV 采用单母线本期： 2× 缆 50MVA 分段接线 110kV 采用户内 110kV 采用双内远景： GIS，10kV 采用桥或双外侨接线全户内 3× 50MVA 户内开关柜，全 C3 本期： 110kV 进线 3 回，10kV 采用单母线电缆出线 2× 50MVA 10kV 出线 36 回电分段接线缆 110kV 采用线变远景：组接线 3× 50MVA C4 10kV 采用单母线本期： 2× 50MVA 分段接线所有方案直流系统：2 组 220V 阀控式密封铅酸蓄电池，2 组充电装置（高频开关电源），设蓄电池室。交流所用：电系统 380/220V 中性点接地，采用三相四线制，单母线分段接线，两台所变分列运行。继电保护：220kV、110kV 线路、主变设微机保护，保护测控相对独立；35/10kV 设微机保护，保护测控合一，分散布置。自动装置：电容器组投切；35/10kV 消弧线圈跟踪补偿；35/10kV 接地检测。对时装置：全所共用 1 台 GPS。防误操作：闭锁不专设微机五防装置，由计算机监控系统统一考虑。电能考核：计量主变中低压侧设关口表，其余按规程配置。就地电气：测量利用监控系统完成电气测量。信息采集：类型模拟量和开关量。控制操作：方式远方调度，监控系统，就地三级操作。通信方式：变电所接入地区的光纤环网，光纤网络与继电保护统一考虑，通信容量及可靠性按照变电所无人值班要求设计。

110kV 配电装置采用户外敞开式设备，35kV、10kV 采用户内开关柜

附表 3: 序号项目名称

500kV 变电站（GIS）典型设计主要技术条件

35kV 并联电抗器：本期 2 组 60Mvar，35kV 并联电抗器：本期 2 组 60Mvar，500kV 一个半断路器接线，远景 6 串，500kV 一个半断路器接线，远景 6 串；

附表 4 序号 1 500kV 变电站（HGIS）典型设计主要技术条件

项目无功 4 补偿

附表 5 序号 1 项目名称

500kV 变电站（瓷柱式）典型设计主要技术条件表 500kV 变电站(瓷柱式断路器)典型设计工程技术条件

附表 6 序号 1 500kV 变电站（落地罐式）典型设计主要技术条件表

主变压器

地下水无影响，假设场地为同一标高。国标 III 级污秽区。

附表 7 序项目名称号 1 主变压器

330kV 变电站典型设计主要技术条件表

330kV 变电站工程技术条件本期 1 台 240MVA（360MVA），最终 2/3 台 240MVA（360MVA）。330kV 并联电抗器，本期 1 组 90Mvar，最终 2 组，GIS 方案最终为 1 组，均

无功补偿装置

第五篇：110kv变电站二次系统设计

****大学毕业设计（论文）说明书

摘

要

本论文主要讲述的是110kV变电站继电保护的配置，整定计算。目前，110kV变电站主要是直接向广大用户供应和分配电能，是包括发电、输变电和配电在内的整个电力系统的最终环节。由于电力系统具有发、供、用同时的特点，一旦配电系统发生故障，将造成系统对用户供电的中断，同时也有可能使整个电力系统受到影响，甚至被破坏,造成巨大的经济损失。因此，必须提高110kV配电系统的可靠性，给变电站的设备装设动作可靠、迅速、性能完善的保护，把故障影响限制在最小范围内，保证向用户提供持续的电能。

电力系统继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。它对电力系统安全稳定地运行和对用户的不间断供电起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全稳定运行。如果设计与配置不当，继电保护将不能正确动作，从而会扩大事故的停电范围。给国民经济带来严重的恶果，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，为了保证110kV变电站的正常运行，必须根据《规程》来设置变电站所需要的保护装置，并根据满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性进行整定值，使整个系统的各种继电保护有机协调地布置，正确地发挥作用。

设计共分为六个章节，第二章给出了系统的原始数据并确定了主接线方式；第三章介绍了各种继电保护的原理；第四章为短路计算，确定系统短路时的短路电流；第五章为整定计算，为系统配备的各种继电保护整定出动作值。其中变压器的主保护包括瓦斯保护和纵联差动保护,后备保护包括复合电压启动过电流保护、零序电流保护和过负荷保护。母线配备了母线完全电流差动保护，简单可靠。110kV侧线路配备了三段距离保护，35kV侧配备了三段距离保护和电流速断保护，10kV侧只设置了电流速断保护即可满足要求。关键词：配电系统, 变电站, 电力系统继电保护, 短路电流，整定计算

I ****大学毕业设计（论文）说明书

Abstract

What this text mainly told is system disposition of relay protection of 110kV distribution, calculate whole definitely.At present, 110kV transformer substation to supply the masses of users with and assign the electric energy directly mainly, it is the final links of the whole power system including generate electricity , the power transmission and transformation and distribution.Because the power system takes place, supports, uses the characteristic at the same time , once the distribution system breaks down, the ones that cause the system to supply power to users break down, may make the whole power system influenced at the same time , even destroyed, cause the enormous economic losses.So must improve 110kV distribution dependability of system, apparatus to give transformer substation install movement reliable , rapidly , complete protection of performance, influence the trouble to confine to minimum range, guarantee to offer the lasting electric energy to users.The relay protection of power system and security automatics are important components of the power system.It operates and plays an extremely important role safly in users' incessant power supply steadily in the power system, the power system without relay protection can not run.The peace and steadiness that design and disposition of relay protection of power system influence the power system directly rationally runs.It design and it is the improper since it dispose,relay protection can movements correct,it thus not will expand by power cut range of accident.Bring the serious evil consequence to national economy, may also cause the apparatus incident of personal sum sometimes.So for guarantee 110kV normal running of transformer substation , must follow “ rules ” come , set up protector transformer substation need, and moving , sensitivity , dependability carry on whole definite value according to the alternative of meeting, rapidly, make various relay protection of the whole system fix up organically coordinating , function correctly.Design is pided into six chapters, the system is given in chapter II of the

II ****大学毕业设计（论文）说明书

original data and determine the main wiring;third chapter describes the principles of various relay;fourth chapter short circuit calculations, determine the system's short circuit short circuit current;fifth chapter setting calculation, the system is equipped with a variety of protective relaying action value set.In which the main transformer protection, including gas conservation and differential protection, backup protection, including composite voltage start over-current protection, zero sequence current protection and overload protection.Bus equipped with a bus full current differential protection, simple and reliable.110kV side of the line with three distance relay, 35kV side with three distance relay and Current Protection, 10kV side only set the trip current protection requirements can be met.Keyword: distribution system , transformer substation , power system relay protection, short circuit electric current, complete calculation

III ****大学毕业设计（论文）说明书

目录绪论.............................................................1

1.1 继电保护的作用.............................................1 1.2 继电保护系统设计基本要求...................................2 1.3 继电保护装置的组成.........................................3 2 原始数据及主接线介绍.............................................5 2.1 主变压器及线路主要参数.....................................5 2.2 变电站电气主接线简介.......................................7 3 继电保护原理介绍.................................................9 3.1 变压器保护.................................................9 3.1.1 纵联差动保护..........................................9 3.1.2瓦斯保护.............................................13 3.1.3复合电压启动过电流保护...............................14 3.1.4 零序电流保护.........................................15 3.1.5过负荷保护...........................................15 3.2 母线保护..................................................16 3.3 线路保护..................................................17 3.3.1 三段式电流保护.......................................17 3.3.2相间距离保护.........................................20 4 短路电流计算....................................................22 4.1短路计算说明...............................................22 4.2母线短路电流计算...........................................22 4.2.2三相对称短路时的电流计算.............................23 4.2.3不对称短路的电流计算.................................25 4.3线路短路电流计算...........................................27 4.3.1各线路阻抗参数.......................................27 4.3.2 110kV线路短路电流计算...............................27 4.3.3 35kV线路短路电流计算................................29

IV ****大学毕业设计（论文）说明书

4.3.4 10kV线路短路电流计算................................31 5 整定计算........................................................33 5.1线路最大负荷电流计算.......................................33 5.2主变压器保护的整定计算.....................................35 5.2.1纵差动保护整定计算...................................35 5.2.2 复合电压启动过电流保护的整定计算.....................37 5.2.3 过负荷保护的整定计算.................................38 5.3 母线保护的整定计算........................................38 5.4 线路保护的整定计算........................................41 5.4.1 110kV线路保护的整定计算.............................41 5.4.2 35kV线路保护的整定计算..............................43 5.4.3 10kV线路保护整定计算................................47 6 总结............................................................51 致谢..............................................................52 参考文献..........................................................53

V ****大学毕业设计（论文）说明书绪论

1.1 继电保护的作用

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果： 1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，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，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；

3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；

4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；

电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。

故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。****大学毕业设计（论文）说明书

这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电力式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电力元件计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术式由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。

继电保护装置，就是指能反应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出信号的一种自动装置。它的基本任务是： 1.自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；

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（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

1.2 继电保护系统设计基本要求

电网对继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性，即通常所说的“四性”，这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条件分别进行协调。

(l)可靠性：是对继电保护最基本的性能要求，它又可分为可信赖性和安全性2个方面。可信赖性要求继电保护在异常或故障情况下，能准确地完成设计所要求的动作；安全性要求继电保护在非设计所要求动作的所有情况下，能够可靠地不动作。

(2)选择性：是指在对电网影响可能最小的地方，实现断路器的控制操作，以终止故障或电网事故的发展。如对电力设备的继电保护，当电力设备故障时，要求最靠近故障点的断路器动作断开电网的供电电源，即电力设备继电保护的选择性。选择性除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足从电源算起，愈靠近故障点，其继电保护装置的故障启动值愈小，动作时间愈短；而对振荡解列装置，则要求当电网失去同步稳定性时，其所动作的断路器断开点，在解列后两侧电网可以各自安全地同步运行，从而终止振荡等。

****大学毕业设计（论文）说明书

(3)快速性：是指继电保护应以允许的可能最快的速度动作于断路器跳闸，以断开故障或终止异常状态的发展。继电保护快速动作可以减轻故障元件的损坏程度，提高线路故障后自动重合闸的成功率，并特别有利于故障后的电力系统同步运行的稳定性。快速切除线路和母线的短路故障，是提高电力系统暂态稳定的最重要手段。

(4)灵敏性：是指继电保护对设计规定要求动作的故障和异常状态能够可靠动作的能力。故障时进入装置的故障量与给定的装置启动值之比，为继电保护的灵敏系数，它是考核继电保护灵敏性的具体指标，在一般的继电保护设计与运行规程中都有具体的规定要求。

1.3 继电保护装置的组成

一般而言，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成，如图1.1所示，分述如下。

图1.1继电保护装置的组成

(1)测量比较部分

测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”（“0”或“1”）性质的一组逻辑信

****大学毕业设计（论文）说明书

号，从而判断保护装置是否应该启动。

(2)逻辑部分

逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判断故障的范围和类型，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是不动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。

(3)执行输出部分

执行输出部分根据逻辑部分传来的指令，最后完成保护装置所担负的任务。如在故障时动作于跳闸；不正常运行时发出信号；而在正常运行时不动作等。

****大学毕业设计（论文）说明书原始数据及主接线介绍

2.1 主变压器及线路主要参数

1、主变压器参数如下：

型号：SSZ9 31500/110 额定电压：110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5 容量比：100/100/100 参数：Uk1-2%=10.5 Uk1-3%=17.5 Uk2-3%=6.5 接线方式：YN，yd，d11

2、系统示意图及各侧出线参数：

图2.1系统示意图

****大学毕业设计（论文）说明书

表2-1 110kV侧出线参数

线型 Pmax(MW)Pmin(MW)COSΦ L（km）1 LGJ-300 50 40 0.86 50 2 LGJ-300 60 45 0.86 60 3 LGJ-150 55 42 0.86 50 4 LGJ-150 48 35 0.86 40 表2-2 35kV侧出线参数

线型 Pmax(MW)回路数 COSΦ L（km）供电方式 1 LGJ-120 14 1 0.8 12 架空 2 LGJ-120 15 1 0.8 15 架空 3 LGJ-120 27 1 0.85 8 架空 4 LGJ-120 18 1 0.85 6 架空 5 LGJ-120 17 1 0.8 10 架空 6 LGJ-120 25 1 0.85 12 架空表2-3 10kV侧出线参数

线型 Pmax(MW)回路数 COSΦ L（km）供电方式 1 LGJ-120 5 1 0.8 6 架空 2 LGJ-120 4 1 0.8 4 架空 3 LGJ-120 3 1 0.8 3 架空 4 LGJ-120 8 1 0.8 8 架空 5 LGJ-120 4 1 0.8 7 架空 6 LGJ-120 5 1 0.8 5 架空 7 LGJ-120 7 1 0.8 8 架空 8 LGJ-120 3 1 0.8 9 架空

****大学毕业设计（论文）说明书

2.2 变电站电气主接线简介

电气主接线是由各种电气设备及其接线组成，用以接收和分配电能，是供电系统的重要组成部分。它与电源的回路数，电压等级和负荷的大小、级别以及所用变压器的台数、容量等因素有关。确定变电所的主接线对变电所电器设备的选择，配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系，主接线设计是变电所设计中的重要任务之一。

1、电气主接线设计原则

电气主接线设计时，所遵循的原则：符合设计任务书的要求，符合有关的方针，政策和技术规范，规程；结合具体工程特点，设计出技术经济合理的主接线。根据以上原则于任务书本设计主接线方案应达到以下要求：

一、根据变电所在电力系统中的地位，作用和用户性质，应满足电力负荷，特别是其中一、二及负荷对供电的可靠性要求，保证必要的供点可靠性。

二、主接线应力求接线简单，运行灵活与操作方便。应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，切适应负荷的发展。

三、应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证运行，维护和检修的安全和方便，保证人身和设备的安全。

四、在保证以上几项要求的条件下，应尽量使主接线简单，降低投资，节省运行费用。节约电能和有色金属的消耗量。

五、满足扩建的要求。

2、电气主接线方案比较及选择

（1）110kV侧主接线方案

对于仅有两条到四条110 kV出线的变电所，由于110 kV开关站间隔不多，主接线不宜设计得过于复杂，同时各个主变应考虑接在同一条母线上，以减小两台主变同时失去的可能性。故从各个方面综合考虑，单母线接线是一种相对合理的选择。

单母线接线中，主变110 kV侧设开关，各侧有一套断路器，各主变间通过母线连接，以减小两台主变同时跳闸的概率。

****大学毕业设计（论文）说明书

结合本站实际，从接线的可靠性、灵活性、经济性等进行全面比较后，最终采用了单母线分段的接线方案。

（2）35kV侧主接线方案

电压等级为35kV～60kV，出线为4～8回，可采用单母线分段接线。当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。

经分析35kV侧采用单母线分段接线，既考虑了供电可靠性又考虑了经济性。

（3）10kV侧主接线方案

6～10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。

2、主接线的最终确定（1）110kV接线

出线四回，采用单母分段接线。（2）35kV接线

出线六回，采用单母分段接线。（3）10kV接线

出线八回，采用单母分段接线。（4）系统参数（电源）

110KV侧Sn=5210MVA 等值电抗Xd=0.0192

****大学毕业设计（论文）说明书继电保护原理介绍

3.1 变压器保护

变压器是电力系统普遍使用的重要电气设备。它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定运行，特别是大容量变压器，一旦因故障而损坏造成的损失就更大。因此必须针对变压器的故障和异常工作情况，根据其容量和重要程度，装设动作可靠，性能良好的继电保护装置。一般包括：

1.反映内部短路和油面降低的非电量（气体）保护，又称瓦斯保护。2.反映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。

3.作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护或阻抗保护）。

4.反映中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序电流保护。5.反映大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护。6.反映变压器过负荷的变压器过负荷（信号）保护。7.反映变压器非全相运行的非全相保护。

3.1.1 纵联差动保护

变压器的纵差动保护主要用来反应变压器绕组及其套管、引出线上的相间短路，同时也可以反应变压器绕组匝间短路及中性点直接接地系统侧绕组、套管、引出线的单相接地短路。

本次设计所采用的变压器型号均为：SSZ9 31500/110对于这种大型变压器而言，它都必需装设单独的变压器差动保护，这是因为变压器差动保护通常采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处的电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护的保护范围为三组电流互感器所限定的区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。所以我们用纵联差动保护作为两台变压器的主保护，其接线原理图如图3.1。正常情况下,I'2=I''2即：

****大学毕业设计（论文）说明书

'I1''''n2I1I1nT（变压器变比）

'n1n1n2I1所以这时Ir=0，实际上，由于电流继电器接线方式，变压器励磁电流，变比误差等影响导致不平衡电流的产生，故Ir不等于0，针对不平衡电流产生的原因不同可以采取相应的措施来减小。

尽管纵联差动保护有很多其它保护不具备的优点，但当大型变压器内部产生严重漏油或匝数很少的匝间短路故障以及绕组断线故障时，纵联差动保护不能动作，这时我们还需对变压器装设另外一个主保护——瓦斯保护。

图3.1 纵联差动保护原理示意图

保护的构成：主要由带短路线圈的BCH-2型差动继电器构成；保护的电流互感器：接至变压器三侧的断路器内侧；

保护装置的保护范围：除了变压器本身外还包括变压器至三侧断路器之间的连线；

保护动作：跳开变压器三侧的断路器；

保护的动作时限：保护装置本身的动作时间（即0秒切除故障）；

变压器纵联差动保护整定原则如下：

****大学毕业设计（论文）说明书

(1)按平均电压（变压器额定电压及变压器最大额定容量）计算各侧二次额定电流，完成主变电流互感器参数、额定电流、平衡系数的计算。1)一次侧额定电流

IN1SN3UN

（3-1）

式中

SN——变压器额定容量。由设计任务书知为40MVA；

UN——变压器各侧额定电压； 2)选择电流互感器变比为

nTACalKjxIN（3-2）

式中

Kjx——为电流互感器接线系数。当三角形接线时，Kjx3；当为星形接线时，Kjx1。

选择标准变比nTAnTACal 3)二次侧额定电流

IN2KjxIN1nTA

（3-3）

式中

Kjx——为电流互感器接线系数。当三角形接线时，Kjx3；当为星形接线时，Kjx1。

(2)计算各侧外部短路时的短路电流值

按短路电流计算方法进行各侧短路电流值的计算(3)计算差动保护的动作电流

按下述条件计算差动保护的动作电流，并选取最大者。

1)按躲过变压器空投时和外部故障切除后电压恢复时变压器产生的励磁涌流计算，即

IdzKkIeb

（3-4）

式中

Idz——保护动作电流；

Ieb——变压器额定电流（折算至基本侧）；

Kk——可靠系数，取1.3。

****大学毕业设计（论文）说明书

2)按躲过外部短路时的最大不平衡电流计算，即

IdzKkIbp

（3-5）

式中

Ibp——不平衡电流；

Kk——可靠系数，取1.3。

3)按躲过电流互感器二次回路断线时计算，即

Idz1.3Ifh.max

（3-6）

式中

Ifh.max——正常运行时变压器的最大负荷电流。当不能确定时，采用变压器额定电流。

计算中，各侧所有的短路电流均应归算到基本侧。这样求出的是基本侧的动作电流计算值（Idz.jb.js）。

选用上述三条件算得的保护动作电流的最大值作为计算值。(4)基本侧继电器线圈匝数计算

三绕组变压器基本侧直接接差动线圈，其余两侧接相应的平衡绕圈。基本侧继电器动作电流计算为

Idzj.jb.js(Idzj.bh.jb.jsKjx)/nLH.jb

（3-7）

式中

Idzj.jb.js——基本侧继电器动作电流计算值；

Idz.jb.js——基本侧保护动作计算值；

nLH.jb——基本侧电流互感器变比；

Kjx——电流互感器的接线系数。基本侧继电器线圈匝数（差动线圈匝数）计算为

Wg.jb.jsWcd.jsAW0Idzj.jb.js60Idzj.jb.js

（3-8）

式中

AW0——继电器的动作安匝，一般可用实测值。若无此值，可采用额定值，即AW060；

Wcd.js——差动线圈匝数计算值（直接接基本侧）。接继电器线圈实有抽头，选用较计算值小而相近的抽头匝数，作为差动线圈的整定匝数（Wcd.z）。

基本侧实际的继电器动作电流计算为

****大学毕业设计（论文）说明书

Idzj.jbAW0

（3-9）Wcd.z

保护的实际动作电流计算

Idz.jbIdzj.jbnLH

（3-10）Kjx式中

nLH——电流互感器变比；

Kjx——为电流互感器接线系数。当三角形接线时，Kjx3；当为星形接线时，Kjx1。

(5)保护灵敏度计算，即

KlmKconIk.min

2（3-11）

Iop.b式中

Ik.min——变压器内部故障时，归算至基本侧总的最小短路电流；若为单电源变压器，应为归算至电源侧的最小短路电流；

Kcon——接线系数；

Iop.b——基本侧保护一次动作电流；若为单侧电源变压器，应为电源侧保护一次动作电流。

3.1.2瓦斯保护

瓦斯保护主要用来保护变压器的内部故障，它由于一方面简单，灵敏，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才能做到优势互补，共同构成变压器的主保护。(1)瓦斯保护的工作原理：

瓦斯保护的测量元件是瓦斯继电器。瓦斯继电器安装于变压器油箱和油枕的通道上，当变压器内部故障时，故障点的局部温度将使变压器油温上升，体积膨胀，甚至出现沸腾，有热空气被排出而形成上升气流，在故障点产生电弧，则变压器油和绝缘材料将分解出大量气体，这些气体自油箱流向油枕上部，故障程度越严重，产生的气体越多，流向油枕的气流速度越快，甚至气流中还夹杂着变压器油，利用上述气体来实现的保护装置叫瓦斯保护。

为了便于气体顺利通过瓦斯继电器，在安装时应使变压器油箱顶盖及连接

****大学毕业设计（论文）说明书

管与水平面稍有倾斜。

当变压器内部发生轻微故障时，有轻瓦斯产生，瓦斯继电器KG的上触点闭合，作用于预告信号；当发生严重故障时，重瓦斯冲出，瓦斯继电器的下触点闭合，经中间继电器KC作用于信号继电器KS，发出警报信号，同时断路器跳闸。瓦斯继电器的下触点闭合，也可利用切换片XB切换位置，只给出报警信号。(2)瓦斯保护的整定：

瓦斯保护有重瓦斯和轻瓦斯之分，它们装设于油箱与油枕之间的连接导管上。其中轻瓦斯按气体容积进行整定，整定范围为：250～300cm3,一般整定在250cm3。重瓦斯按油流速度进行整定，整定范围为：0.6～1.5m/s,一般整定在1m/s。瓦斯保护原理如图3.2所示。

图3.2 瓦斯保护原理示意图

3.1.3复合电压启动过电流保护

当灵敏度不满足要求时宜采用复合电压起动的过电流保护（1）安装在高压侧的过电流保护：保护的构成：主要由电流继电器组成；

保护装置的作用：作为变压器本身主保护的后备以及相邻元件的后备；保护的电流互感器：安装在变压器高压侧；

****大学毕业设计（论文）说明书

保护的动作时限：

第一段时限使中压侧断路器跳开（即0.5秒切除故障）；第二段时限使变压器三侧的断路器跳开（即1秒切除故障）；

保护构成：主要由电流继电器、低电压继电器和负序电压继电器组成；保护装置的作用：作为变压器本身主保护的后备以及相邻元件的后备；（2）安装在高压侧复合电压起动电流保护：

保护的电流互感器：安装在变压器高压侧；

保护的电压互感器：安装在变压器中压侧；

保护的动作时限：

第一段时限使中压侧断路器跳开（即0.5秒切除故障）；第二段时限使变压器三侧的断路器跳开（即1秒切除故障）

3.1.4 零序电流保护

在中性点直接接地系统中，接地短路是常见的故障形式，所以处于该系统中的变压器要装设接地（零序）保护，以反映变压器高压绕组、引出线上的接地短路，并作为变压器主保护和相邻母线、线路接地保护的后备保护。

对降压变压器，如果中、低压侧没有电源（无发电机）时，即使中性点接地运行，其中性点的零序电流保护也没必要运行。

3.1.5过负荷保护

为防御变压器差动保护范围外的相间短路引起变压器过流，应装设变压器过流保护，如果变压器过负荷时间过长将引起变压器过电流，势必影响绕组绝缘的寿命，因此还应加装过负荷保护。

保护构成：主要由电流继电器组成；保护的电流互感器：安装在变压器高压侧上；

保护装置的作用：作为变压器本身主保护的后备以及相邻元件的后备；保护动作：发出变压器过负荷信号；

保护的动作时限：比变压器复合电压起过电流保护的动作时限大0.5秒（即1秒）；

****大学毕业设计（论文）说明书

3.2 母线保护

母线故障是电气设备最严重的故障之一，它将使连接于故障母线上的所有设备被迫停电。当未装设专用的母线保护时，如果母线故障,只能依靠相邻元件保护的后备作用切除故障，这将延长故障切除时间,并且往往会扩大停电范围,对高压电网安全运行不利，因此在35~500KV的发电厂或变电所母线上，应装设专用的母线保护装置。

由设计的已知条件可知,110kV母线均是采用单母线接线,对于单母线我们可以采用母线完全电流差动保护。

母线完全差动保护的原理接线图如图3.5所示,和其它元件的差动保护一样,也是按环流法的原理构成。在母线的所有连接元件上必须装设专用的电流互感器,而且这些电流互感器的变比和特性完全相同,并将所有电流互感器的二次绕组在母线侧的端子互相连接,在外侧的端子也互相连接,差动继电器则接于两连接线之间,差动电流继电器中流过的电流是所有电流互感器二次电流的相量和。这样,在一次侧电流总和为零时,在理想的情况下,二次侧电流的总和也为零。此图为母线外部K点短路的电流分布图,设电流流进母线的方向为正方向。图中线路I,II接于系统电源,而线路III则接于负载。

图3.4 母线完全电流差动保护的原理接线图

****大学毕业设计（论文）说明书

3.3 线路保护

3.3.1 三段式电流保护

(1)瞬时（无时限）电流速断保护 1)整定计算

瞬时电流速断保护（又称第Ⅰ段电流保护）它是反映电流升高,不带时限动作的一种电流保护。

在单侧电源辐射形电网各线路的始端装设有瞬时电流速断保护。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，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流为

Ik3Es（3-12）

XsX1lEs3（3-13）2XsX1lIk2式中 Es——系统等效电源相电势；

Xs——系统等效电源到保护安装处之间的电抗；

X1——线路单位公里长度的正序电抗；

l——短路点至保护安装处的距离，km。

电流速断保护的动作电流可按大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定，即

11IopK1relIkB.max（3-14）

1式中 Iop又称一次动1——保护装置Ⅰ段瞬时电流速断保护的动作电流，作电流；

1Krel——可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算误差和非周期分量的影响等而引入的大于1的系数，一般取1.2~1.3;IkB.max——被保护线路末端B母线上三相短路时流过保护安装处的最大短路电流，一般取次暂态短路电流周期分量的有效值。2)灵敏系数的校验

****大学毕业设计（论文）说明书

瞬时电流速断保护的灵敏系数，是用其最小保护范围来衡量的，规程规定，最小保护范围lmin不应小于线路全长的15%~20%。

由上得最小保护长度

lmin1Es(1Xs.max)（3-15）X1Iop1式中 Xs.max——系统最小运行方式下，最大等值电抗，；

X1——输电线路单位公里正序电抗，/km。同理，最大保护长度

lmaxE1(1sXs.min)X1Iop1（3-16）

式中 Xs.min——系统最大运行方式下，最小等值电抗，；

通常规定，最大保护范围lmax50%l（l为被保护线路长度），最小保护范围lmin(15%~20%)l时，才能装设瞬时电流速断保护。(2)限时电流速断保护

由于瞬时电流速断保护不能保护线路全长，因此可增加一段带时限的电流速断保护（又称第Ⅱ段电流保护）。用以保护瞬时电流速断保护保护不到的那段线路，因此，要求限时电流速断保护应能保护线路全长。1)整定计算

限时电流速断保护的动作电流IⅡop1应大于相邻支路的瞬时电流速断保护的ⅡⅠ动作电流IⅠop2，即Iop1Iop2，写成等式为

ⅡⅠIⅡKop1relIop2（3-17）

式中 KⅡrel——配合系数，因考虑短路电流非周期分量已经衰减，一般取1.1~1.2。

2)灵敏系数的校验

其计算公式为

KsenIk.min（3-18）ⅡIop 18 ****大学毕业设计（论文）说明书

式中 Ik.min——在被保护线路末端短路时，流过保护安装处的最小短路电流；

IⅡop——被保护线路的限时电流速断保护的动作电流。规程规定，Ksen1.3~1.5。3)时限整定

Ⅱ为了保证选择性，保护1的限时电流速断保护的动作时限t1，还要与保护2的瞬时电流速断保护、保护3的差动保护（或瞬时电流速断保护）动作时限tⅠ

2、tⅠ3相配合，即

Ⅱt1tⅠ2t Ⅱt1tⅠ3t

式中 t——时限级差。

对于不同型式的断路器及保护装置，t在0.3~0.6s范围内。

(3)定时限过电流保护 1)整定计算

定时限过电流保护动作电流整定一般应按以下两个原则来确定： A.在被保护线路通过最大正常负荷电流时，保护装置不应动作，即

ⅢIop1IL.max（3-19）

B.为保证在相邻线路上的短路故障切除后，保护能可靠地返回，保护装置的返回电流Ire应大于外部短路故障切除后流过保护装置的最大自起动电流Is.max，即

IreIs.max（3-20）

根据第B条件，过电流保护的整定式为

Iop1ⅢⅢKrelKssIL.max

（3-21）

KreⅢ式中 Krel——可靠系数，取1.15~1.25；

Kss——负荷自起动系数，由电网电压及负荷性质所决定，取2~5；

Kre——返回系数，与保护类型有关。电流继电器的返回系数一般取0.85~0.95；

****大学毕业设计（论文）说明书

IL.max——最大负荷电流。2)灵敏系数的校验

其计算公式为

KsenIk.min（3-22）ⅢIop当过电流保护作为本线路主保护的近后备保护时，Ik.min应采用最小运行方式下，本线路末端两相短路的短路电流来进行校验，要求Ksen1.3~1.5；当过电流保护作为相邻线路的远后备保护时，Ik.min应采用最小运行方式下，相邻线路末端两相短路时的短路电流来进行校验，要求Ksen1.2；作为y,d连接的变压器远后备保护时，短路类型应根据过电流保护接线而定。3)时限整定

为了保证选择性，过电流保护的动作时限按阶梯原则进行整定，这个原则是从用户到电源的各保护装置的动作时限逐级增加一个t。

在一般情况下，对于线路Ln的定时限过电流保护动作时限整定的一般表达式为

tnt(n1).maxt（3-23）

式中 tn——线路Ln过电流保护的动作时间，s；

t(n1).max——由线路Ln供电的母线上所接的线路、变压器的过电流保护最长动作时间，s。

3.3.2相间距离保护

电流保护的主要优点是简单，可靠，经济，但它的灵敏性受系统运行方式变化的影响较大，特别是在重负荷，长距离，电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性，灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须采用性能完善的保护装置，因而就引入了“距离保护”。

距离保护是反馈故障点至保护安装点之间的距离或阻抗，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离或阻抗继电器，它可根据其端子所加的电压和电流侧知保护安装处至短路点之间的阻抗值，此

****大学毕业设计（论文）说明书

阻抗称为阻抗继电器的测量阻抗。其主要特点是：短路点距离保护安装点越近，其测量阻抗越小；相反地，短路点距离保护安装点越远，其测量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除故障线路，如图5.6所示，K点短路时，保护1的测量阻抗是Zk，保护2的测量阻抗是（ZAB+ZK）。由于保护1距离短路点较近，而保护2距离短路点较远，所以，保护1的动作时间就比保护2的短。这样故障就由保护1动作切除，不会引起保护2的误动作。这种选择性的配合是靠适当的选择各保护的整定阻抗值和动作时限来完成的。

图3.6 距离保护的基本原理

****大学毕业设计（论文）说明书短路电流计算

4.1短路计算说明

短路计算是电力系统设计，设备选择，继电保护设计，整定的依据，是解决一系列问题的基本计算。一般包括发生短路时的系统的运行方式及短路类型和短路点等条件。在实用计算中，采取一些简化假设：

1、所有电源电势等电位。

2、不记磁路饱和，忽略线路电容、电阻。

3、把负荷当作恒定电抗。

4、电力系统均为金属性短路。

4.2母线短路电流计算

4.2.1主变标幺值参数计算（取SB=100MVA，UB=UAV，SN=31.5MVA）

Uk1%11(Uk(13)%Uk(12)%Uk(23)%)(17.510.56.5)10.75 2211Uk2%(Uk(12)%Uk(23)%Uk(13)%)(10.56.517.5)0.25(4-1)

2211Uk3%(Uk(13)%Uk(23)%Uk(12)%)(17.56.510.5)6.75

22得XT1Uk1%SB10.751000.34 100STN10031.5Uk2%SB0.251000.008(近似为0)（4-2）100STN10031.5Uk3%SB6.751000.21 100STN10031.5XT2XT3

****大学毕业设计（论文）说明书

系统等值阻抗图：

图4.1 系统等值阻抗图

4.2.2三相对称短路时的电流计算

基准值的选择，取SB=100MVA，Ud1=115kV,Ud2=37kV,Ud3=10.5kV

最大运行方式下：

d1(3)时有

Xd1 =x1=0.0192

(3)Id1SB1

图4.2短路等值阻抗图

0.01923Ud1=26.15(kA)

(3)d2时有

1Xd2 =x1+x2

2=0.0192+0.17

=0.1892

图4.3短路等值阻抗图

****大学毕业设计（论文）说明书

I(3)1d2SB0.18923U d=8.25(kA)d(3)3时有

Xd3 =(x1+112x2)+ 2x3

=(0.0192+0.17)+0.105 =0.2942 I(3)1SBd30.29423U

d3=18.69(kA)

最小运行方式下：

d(3)1时有

Xd1 =x1=0.0192 I(3)d110.0192SB3U

d1=26.15(kA)d(3)2时有

Xd2 =x1+x2

=0.0192+0.34

=0.3592

I(3)1d2SB0.35923U d2

图4.4短路等值阻抗图

图4.5短路等值阻抗图

图4.6短路等值阻抗图

****大学毕业设计（论文）说明书

=4.34(kA)

d3时有(3)Xd3 =x1+x2+x3

=0.0192+0.34+0.21

=0.5692(3)Id3SB

10.56923Ud3=9.66(kA)

图4.7短路等值阻抗图

4.2.3不对称短路的电流计算

电力系统中的短路故障大多数是不对称的。为了保证电力系统和各种电气设备的安全运行，需进行各种不对称故障的分析和计算。发生不对称短路时，电力系统的三相电流和电压是不平衡的。因此，不能采用计算三相短路电流的算法进行分相计算。一般求解不对称故障问题常用的方法是对称分量法。在用对称分量发分析和计算系统短路时，所采用的参数是电力系统各元件的相序参数。一般在线性电路中可以应用叠加原理，得到不对称分量分别按对称三相电路求解，然后将结果叠加起来，得到不对称三相电路的解，用于后面的继电保护灵敏度的校验。最大运行方式下

零序网如右图所示

X1Xd10.0192 Xd03X1//(X2X3)

=0.0576∥0.55

=0.052 d1(1)时有

图4.8零序阻抗图

****大学毕业设计（论文）说明书

3If0SB3E

（4-3）

2x1Xd03Ud11003115 =33.19=16.66(kA)d1(1.1)时有

3If0SB3E10024.3512.22(kA)x12Xd03Ud13115最小运行方式下由于零序阻抗值基本不变化,所以所有数据与最大运行方式下近似相等。

由课本可知，当系统为无限大系统或距短路点很远时，此时的两相短路电流可采用实用计算方法。本系统电源的容量为5210MVA,为了减少计算量可以近似按无限大系统是计算。

即：

(2)Id 3(3)Id

（4-4）

2最大运行方式下：

d1(2)时有

(2)Id13(3)Id122.65(kA)2最小运行方式下：

d1(2)时有

(2)Id13(3)Id122.65(kA)2

****大学毕业设计（论文）说明书

4.3线路短路电流计算

4.3.1各线路阻抗参数

查手册得：LGJ-300型线路x00.404(Ω)/km LGJ-150型线路x00.425(Ω)/km LGJ-120型线路x00.435(Ω)/km 实际计算阻抗有名值为：xx0l(Ω)（4-5）表4-1 各侧阻抗计算值(Ω)L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 110KV 20.2 24.24 21.25 17 35KV 5.22 6.525 3.48 2.61 4.35 5.22 10KV 2.61 1.74 1.305 3.48 3.045 2.175 3.48 3.915 标幺值计算为：x*xSB；（4-6）2UB表4-2 各侧阻抗标幺值

L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8

110KV 0.15 0.18 0.16 0.13 35KV 0.38 0.48 0.25 0.19 0.32 0.38 10KV 2.37 1.58 1.18 3.16 2.76 1.97 3.16 3.55

4.3.2 110kV线路短路电流计算

最大运行方式下

发生d(3)时Id1SB计算数值如下： Xd1xL3Ud1L-1 Id11003.14(kA)0.01920.153115 27 ****大学毕业设计（论文）说明书

L-2 Id11002.52(kA)0.01920.18311511002.80(kA)

0.01920.16311511003.36(kA)0.01920.133115SB3E

2x1x03Ud1L-3 IdL-4 Id发生d(1)时x1Xd1xL;x0Xd03xL;3If0计算数值如下：

L-1 x10.01920.150.1692

x00.0520.450.502 3If031001.79(kA)0.84043115L-2 x10.0192+0.18=0.1992 x00.052+0.54=0.592 3If031001.52(kA)0.99043115L-3 x10.0192+0.16=0.1792 x00.052+0.48=0.532 3If031001.22(kA)0.89043115L-4 x10.0192+0.13=0.1492 x00.052+0.39=0.442 3If031002.03(kA)0.74043115 28 ****大学毕业设计（论文）说明书

发生d(1.1)时

x1Xd1xL;x0Xd03xL;3If0计算数值如下：

L-1 x10.01920.150.1692

x00.0520.450.502 3If0SB3E

x12x03Ud131001.28(kA)1.17323115L-2 x10.0192+0.18=0.1992 x00.052+0.54=0.592

3If031001.09(kA)1.38323115L-3 x10.0192+0.16=0.1792 x00.052+0.48=0.532 3If031001.21(kA)1.24323115L-4 x10.0192+0.13=0.1492 x00.052+0.39=0.442 3If031001.46(kA)1.03323115最小运行方式下由于变压器等效阻抗值变化不大,所以所有数据与最大运行方式下近似相等

4.3.3 35kV线路短路电流计算

最大运行方式下发生d(3)时IdSB1 计算数值如下：

Xd2xL3Ud2 29 ****大学毕业设计（论文）说明书

L-1 I1d0.18920.381003372.74(kA)L-2 I1d0.18920.481003372.33(kA)

L-3 I1d0.18920.251003373.55(kA)L-4 I1d0.18920.191003374.11(kA)

L-5 I1d0.18920.321003373.06(kA)

L-6 I1d0.18920.381003372.74(kA)

最小运行方式下发生d(3)时I1SBdXd2xL3Ud2L-1 Id10.35920.381003372.11(kA)

L-2 I1d0.35920.481003371.86(kA)

L-3 I1d0.35920.251003372.56(kA)

L-4 I1d0.35920.191003372.84(kA)L-5 I1d0.35920.321003372.30(kA)L-6 I1d0.35920.381003372.11(kA)

计算数值如下：

****大学毕业设计（论文）说明书

4.3.4 10kV线路短路电流计算

最大运行方式下发生d(3)时IdSB1 计算数值如下： Xd3xL3Ud3L-1 I1d0.29422.37100310.52.06(kA)L-2 I1d0.29421.58100310.52.93(kA)

L-3 I1d0.29421.18100310.53.73(kA)L-4 I1d0.29423.16100310.51.59(kA)L-5 I1d0.29422.76100310.51.80(kA)

L-6 I1d0.29421.97100310.52.43(kA)

L-7 I1d0.29423.16100310.51.59(kA)

L-8 I1d0.29423.55100310.51.43(kA)

最小运行方式下发生d(3)时I1SBdXd3xL3Ud3L-1 I1d0.56922.37100310.51.87(kA)L-2 I1d0.56921.58100310.52.56(kA)

计算数值如下：

****大学毕业设计（论文）说明书

L-3 Id11003.73(kA)0.56921.18310.511003.14(kA)

0.56923.16310.511001.65(kA)

0.56922.76310.511002.17(kA)0.56921.97310.511003.14(kA)0.56923.16310.511001.33(kA)0.56923.55310.5 L-4 IdL-5 IdL-6 IdL-7 IdL-8 Id

****大学毕业设计（论文）说明书整定计算

5.1线路最大负荷电流计算

IL.max由前面线路参数表可计算如下： 1、110KV侧线路 L-1 IL.maxPmax（5-1）

3UNcos5031150.866031150.860.29kA 0.35kA L-2 IL.maxL-3 IL.max5531150.864831150.860.32kA 0.28kA L-4 IL.max2、35KV侧线路 L-1 IL.max143370.80.27kA

L-2 IL.max153370.8273370.850.29kA

0.49kA L-3 IL.maxL-4 IL.max183370.850.33kA

L-5 IL.max173370.80.33kA

****大学毕业设计（论文）说明书

L-6 IL.max3、10KV侧线路 L-1 IL.max253370.850.46kA

5310.50.84310.50.80.34kA

L-2 IL.max0.27kA

L-3 IL.max3310.50.88310.50.84310.50.85310.50.87310.50.80.21kA 0.55kA 0.27kA 0.34kA L-4 IL.maxL-5 IL.maxL-6 IL.maxL-7 IL.max0.48kA

L-8 IL.max3310.50.80.21kA

****大学毕业设计（论文）说明书

5.2主变压器保护的整定计算

5.2.1纵差动保护整定计算

一、计算变压器各侧一次电流，选择电流互感器的变比，确定各侧二次额定电流：

表5-1

变压器相关参数计算

名称

各侧数值

额定电压(kV)

115

10.5

额定电流(A)31.51033115158.131.5103337491.5

31.5103310.51732.1

电流互感器 Y

D 接线方式

电流互感器

158.1/5

491.5/5

31732.1/5 计算变比

选用电流互 200/5

500/5

3000/5 感器变比

二次额定电 158.1/40=3.95

491.5/100=4.915

3000/600=5 流（A）

10.5kV侧的二次额定电流最大，所以选取该侧为保护的基本侧。

二、确定保护的一次动作电流：

1、按躲开变压器的励磁涌流整定：

IdzKkIe.B

（Kk取1.5）

（5-2）

=1.5×1732.1

=2598.15（A）

2、器外部三相短路时的最大不平衡电流来整定

(3)IdzKk(KfzqKtxfwcUfza)Id（Kk取1.3）（5-3）.max

= 1.3(1.0×1×0.1 + 0.1+ 0.05)×3.73×1000

****大学毕业设计（论文）说明书

=994(A)其中Ktx为电流互感器同型系数，型号相同时取0.5，型号不同时取1，这

Kfzq为非周期分量引起的误差，里为避免以后更换设备的方便故取1；取1；fza(3)建议采用中间值0.05；U取0.1；Id.max为变压器外部最大运行方式下的三相短路电流。

3、按躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流整定：

LdzKkIth.max

（Kk取1.3）

= 1.3×1732.1 = 2251.7(A)

三、确定保护的二次动作电流：

1、基本侧差动继电器的动作电流为：

Idzdz.j.jbkjxIn

32598.15300507.5(A)

2、基本侧差动线圈工匝数为：（AW0为60）

WAW0cd.jb.zI

dzjjb

607.58

选用的差动线圈匝数为8匝

四、差动保护的实际动作电流：

1、差动保护的实际二次动作电流：

IAW0dz.j.jbW607.5(A)

cdjbz8

∴ 差动保护实际一次动作电流为：

5-4）

5-5）

5-6）（（（****大学毕业设计（论文）说明书

Idz.jbIdzjjbnLKjx7.53000

3（5-7）

52598.2(A)

五、动作时限：0秒

六、灵敏度校验：

Id.min为实际可能的方式下在差动保护范围内发生两相短路时总的最小短路电流；

Id.min是在系统最小运行方式下两台变压器并联运行时低压侧两相短路取得；接线系数Kjx取2

kjxId.minIdz.j.jbnL.jb239.66100023.722（满足要求）

（5-8）7.530005Ksen5.2.2 复合电压启动过电流保护的整定计算

过电流元件动作值Iop按躲开站变额定电流IN.st整定,即: Iop110kV侧：krelIN.st（5-9）kre 1.1531500214(A)0.853115 其中krel可靠系数,一般为1.15～1.25,这里取1.15, kre是返回系数,这里取0.85 运行方式下线路末端的两相短路电流对保护装置进行灵敏度的校验。

3(3)3Id.min1.331000225.41.3，满足要求。（5-10）

IOP213Ksen 37 ****大学毕业设计（论文）说明书

35kV侧：Iopkrel1.1531500IN.st665（A）kre0.85337取最小运行方式下线路末端的两相短路电流对保护装置进行灵敏度的校验。

3(3)3Id.min1.331000221.731.3，满足要求

IOP665krel1.1531500IN.st2343（A）kre0.85310.5Ksen10kV侧:Iop取最小运行方式下线路末端的两相短路电流对保护装置进行灵敏度的校验。

3(3)3Id.min1.331000220.51.3，不满足要求 IOP2343Ksen最终整定电流取最小值即110KV侧的整定结果。保护动作时限为0.5秒。

5.2.3 过负荷保护的整定计算

取可靠系数Krel为1.05,返回系数Kres为0.85,IN为保护安装侧变压器的额定电流。因是单侧电源三绕组降压变压器且三侧绕组容量相同，则过负荷保护装在电源侧（即110KV侧）。

按躲开变压器额定电流来整定：

IdzKk1.0531.5103IN195.35(A)Kh0.853115动作时限：比降压变压器复合电压起动的过电流保护的动作时限大0.5秒，即0.5+0.5=1秒。

5.3 母线保护的整定计算

根据本设计的实际情况，决定采用完全电流差动母线保护对变电站的母线进行保护。

****大学毕业设计（论文）说明书

所用设备差动继电器的动作电流按下述两个原则整定，并取其中的较大者为整定值。

（1）躲过外部故障时的最大不平衡电流。其动作电流按下式计算

Iop，KKrelIdsp.maxKrel0.1Ik..max/nTA（5-11）式中：Krel为可靠系数，取为1.3；

Ik..max为在母线范围外任一连接元件上短路时，流过差动保护电流互感器的最大短路电流；

nTA为母线保护用电流互感器的变比。110kV母线： Iop，KKrel0.1Ik..max/nTA

=1.30.1361000/40

=10.92（A）

35kV母线：

Iop，KKrel0.1Ik..max/nTA

=1.30.14.111000/100

=5.343（A）

10kV母线：

Iop，KKrel0.1Ik..max/nTA

=1.30.13.731000/600

=0.808（A）

（2）躲过电流互感器二次回路一相短线时流过差动继电器的最大电流。

其动作电流按下式计算

Iop，KKrelIl..max/nTA

（5-12）式中Il..max为所有连接元件中最大的负荷电流。

****大学毕业设计（论文）说明书

110kV母线: Iop，KKrelIl..max/nTA

=1.3350/40

=11.38（A）

35kV母线： Iop，KKrelIl..max/nTA

=1.3490/100

=6.37（A）

10kV母线： Iop，KKrelIl..max/nTA

=1.3550/600

=1.19（A）

根据计算值可知母线动作电流如下：

110kV母线：Iop，K11.38（A）

35kV母线：Iop，K6.37（A）10kV母线：Iop，K1.19（A）

当保护范围内部故障时，应采用下式校验灵敏系数，其值一般应不低于2。

KsenIk.min

（5-13）

Iop.knTA式中Ik.min为母线故障时的最小短路电流。110kV母线： KsenIk.min22.65100049.762

Iop.knTA11.38404.343100025.92 6.37100 40 35kV母线： KsenIk.minIop.knTA****大学毕业设计（论文）说明书

10kV母线： KsenIk.minIop.knTA9.6631000211.72 1.19600

由计算结果知整定值符合要求。

5.4 线路保护的整定计算

5.4.1 110kV线路保护的整定计算

一、相间距离保护的整定计算 1.距离Ⅰ段

为了保证选择性，保护瞬时动作的距离Ⅰ段动作阻抗应按躲过相邻下一元件首端短路的条件选择，即

' ZopkrelZL 可靠系数krel=0.85

（5-14）

'0.8520.2=17.17(Ω)L-1 Zop'0.8524.24=20.604(Ω)L-2 Zop'0.8521.25=18.0625(Ω)L-3 Zop'0.8517=14.45(Ω)L-4 Zop2.距离Ⅱ段

动作阻抗按下式整定

“ Zop ksenZL 灵敏系数ksen=1.3

（5-15）”1.320.2=26.26(Ω)L-1 Zop“1.324.24=31.512(Ω)L-2 Zop”1.321.25=27.625(Ω)L-3 Zop“1.317=22.1(Ω)L-4 Zop

3.距离Ⅲ段

动作阻抗按下式整定

****大学毕业设计（论文）说明书

”'ZopZL.min

（5-16）

krelkrekzq0.9Ee ZL.minIL.max

3（5-17）

krel1.3 kre1.2 kzq2

式中Ee为电网的额定线电压；

IL.max为线路的最大负荷电流。

0.9110“' L-1 Zop30.290.91103/1.31.2263.17()

”' L-2 Zop0.350.91103/1.31.2252.34()

“' L-3 Zop0.320.91103/1.31.2257.25()

”' L-4 Zop0.28/1.31.2265.43()

灵敏度校验 KsenL-1 Ksen“'ZopZl

63.173.131.5 20.252.34L-2 Ksen2.161.5

24.2457.25L-3 Ksen2.691.5

21.2565.43L-4 Ksen3.851.5

17由以上计算可知整定结果符合要求。

****大学毕业设计（论文）说明书

5.4.2 35kV线路保护的整定计算

一、相间距离保护的整定计算 1.距离Ⅰ段

'ZopkrelZL krel0.85

'0.855.224.437()L-1 Zop'0.856.5255.55()L-2 Zop'0.853.482.958()L-3 Zop'0.852.612.22()L-4 Zop'0.854.353.70()L-5 Zop'0.855.224.437()L-6 Zop2.距离Ⅱ段

动作阻抗按下式整定

Zop”ksenZL 灵敏系数ksen=1.3

''1.35.226.786()L-1 Zop''1.36.5258.48()L-2 Zop''1.33.484.524()L-3 Zop''1.32.613.393()L-4 Zop''1.34.355.655()L-5 Zop''1.35.226.786()L-6 Zop3.距离Ⅲ段

动作阻抗按下式整定

“'ZopZL.min ZL.minkrelkrekzq0.9EeIL.max3

krel1.3 kre1.2 kzq2

0.935”'L-1 Zop30.27/1.31.2221.59()

****大学毕业设计（论文）说明书

0.935L-2 Z“'3op0.29/1.31.2220.1()

0.935L-3 Z”'3op0.49/1.31.2211.90()

0.935L-4 Z“'3op0.33/1.31.2217.66()

0.935L-5 Z”'3op0.33/1.31.2217.66()

0.935L-6 Z“'3op0.46/1.31.2212.67()

灵敏度校验

KZ”'opsenZ

lL-1 K21.59sen5.224.141.5 L-2 K20.1sen6.5253.081.5

L-3 K11.9sen3.483.421.5

L-4 K17.66sen2.616.771.5

L-5 K17.66sen4.354.061.5

L-6 K12.67sen5.222.431.5

由以上计算可知整定结果符合要求。二、三段式电流保护的整定计算瞬时电流速断保护（又称第Ⅰ段电流保护）

I'opkrelId.max krel1.2 式中Id.max为线路在最大运行方式下的三相短路值

L-1 I'op1.22.743.288(kA)44

5-18）（****大学毕业设计（论文）说明书

L-2 I'op1.22.332.796(kA)L-3 I'op1.23.554.26(kA)L-4 I'op1.24.114.932(kA)L-5 I'op1.23.063.672(kA)L-6 I'op1.22.743.288(kA)灵敏度校验：按线路30%处发生d(2)故障时校验

I(2)3SBd.min21X d2xL30%3UBL-1 I(2)1d.min210.18920.3830%100374.45(kA)L-2 I(2)11d.min20.18920.4830%100374.05(kA)L-3 I(2)d.min1211000.18920.2530%375.11(kA)L-4 I(2)d.min1210.18920.1930%100375.48(kA)L-5 I(2)d.min1210.18920.3230%100374.73(kA)L-6 I(2)d.min1210.18920.3830%100374.45(kA)因为I(2)d.minIop所以灵敏度合格限时电流速断保护（第又称Ⅱ段电流保护）

(2)I“minopId.k ksen1.3 sen3L-1 I”op2.1121.31.4(kA)L-2 I“1.863op21.31.24(kA)L-3 I”2.563op21.31.71(kA)

5-19）（