110KV降压变电所继电保护设计

摘要

本次设计根据相关资料及参考书籍，作出了110KV降压变电所继电保护设计。本设计说明书内容大致共分为五章，包括设计资料分析、参数计算、保护装置选择、各保护的整定计算、微机保护等。本设计以实际负荷为依据，变电所的最正确运行为根底，按照有关规定，完成了满足要求的110KV降压变电所继电保护设计。

变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。它也是电力系统中对电能的电压和电流进展变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的平安，在变电所中还需进展电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。

继电保护的开展是伴随电力系统、电子技术、计算机技术、通信技术的开展而开展。从它的构成原理方面来看，一直是随着电力系统开展而不断提出相应的新原理保护，新原理保护又在电力系统运行中不断完善，不断趋向成熟。目前微机保护已经普遍应用，它与以往的各种类型的继电保护相比，是采用数字计算技术实现的各种保护功能。它具有灵活性大、可靠性高、易于获得附加功能和维护调试方便等优点，因此必将越来越多的应用，有着很好的开展前途。

[关键词] 110KV 变电所 继电保护 微机保护

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Abstract

This design according to the relevant materials and reference books, made a 110 kv step-down substation relay protection design. This design content is divided into five chapters, including the design of data analysis, parameter calculation and protective device selection, the protection setting calculation and microcomputer protection, etc. This design was based on the actual load, based on the optimal operation of substation, shall, in accordance with the relevant regulations and specification, and finished the meet the requirements of 110 kv step-down substation relay protection design.

Substation for the pass by the electric power system, transformer, then the distribution of tasks. It is also in the power system voltage and current of electrical energy transformation, concentration and distribution of places. In order to ensure the safety of electric energy quality and equipment in the substation and voltage regulation, current control and power transmission and distribution lines and the protection of the main electrical equipment.

The development of relay protection is along with the electric power system, the development of electronic technology, computer technology, communication technology and development. In its constitution principle ways, has been with the development of power system protection and continuously put forward new principles, new principles and protection in power system in the operation of the constantly improve, constantly to mature. Microcomputer protection has been widely used at present, it is compared with the previous all kinds of relay protection, is to use digital computing technology to achieve various protection functions. It has great flexibility, high reliability, easy to get additional features and maintenance convenient debugging, so will be more and more applications, has a very good development future.

[Keywords] 110KV Substation relay protection microcomputer protection

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目录

摘要 ....................................................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................................................. II 目录 .................................................................................................................................................................... III 1 引言 .................................................................................................................................................................. 1 2 设计分析 .......................................................................................................................................................... 2

2.1 设计原始资料 ...................................................................................................................................... 2 2.2 继电保护简介 ...................................................................................................................................... 2

2.2.1 继电保护任务 .......................................................................................................................... 2 2.2.2 继电保护装置的组成 .............................................................................................................. 2

3 参数计算 .......................................................................................................................................................... 4

3..1 系统中短路电流计算 ........................................................................................................................ 4 4 保护装置选择 .................................................................................................................................................. 6 5 各保护的整定计算 .......................................................................................................................................... 7

纵差保护的整定计算 .................................................................................................................................. 7 5.2 110KV侧复合电压起动的过流保护的整定计算 ............................................................................... 9 侧方向电流保护 ........................................................................................................................................ 10 5.4 110KV侧零序过电流保护 ..................................................................................................................11 5.5 变压器瓦斯保护的整定 .....................................................................................................................11 5.6 变压器保护接线全图 .........................................................................................................................11 6 微机保护 ........................................................................................................................................................ 12

6.1 微机保护装置的特点 ........................................................................................................................ 12 6.2 微机保护装置的硬件构成框图 ........................................................................................................ 12 6.3 微机保护软件的系统配置 ................................................................................................................ 13 7 电力变压器微机保护 .................................................................................................................................... 15

7.1 电力变压器微机保护的配置 ............................................................................................................ 15

7.1.1 中、低压变电所主变压器的保护配置 ................................................................................ 15 7.1.2 高压变电所主变压器的保护配置 ........................................................................................ 15 7.2 微机主变保护电流互感器接线原那么 ............................................................................................ 15 比率制动式差动保护 ................................................................................................................................ 16

7.3.1 变压器比率差动保护 ............................................................................................................ 17 7.3.2 距离保护 ................................................................................................................................ 17 7.4 WBZ196B型微机变压器综合保护装置 ............................................................................................. 19

7.4.1 保护配置及工作原理 ............................................................................................................ 19 7.4.2 高压侧过负荷保护 ................................................................................................................ 19 7.4.3 高压侧零序电流保护 ............................................................................................................ 19 7.4.4 高压侧不平衡电流保护 ........................................................................................................ 20 7.4.5 高压侧零序电流保护 ............................................................................................................ 20 7.4.6 低压侧定时限零序电流保护 ................................................................................................ 21

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7.4.7 保护定值表及说明 ................................................................................................................ 21

8 论文总结 ........................................................................................................................................................ 23 9 致谢 ................................................................................................................................................................ 24 10 参考文献 ...................................................................................................................................................... 25 11 附图 .............................................................................................................................................................. 26

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1 引言

本次设计的目的是对110KV降压变电所进展继电保护设计，由于110KV属于高电压，可能因为自然因素或动物、人为因素造成一些故障，所以要进展必要的继电保护设计。

本次设计主要采用参数计算、整定计算和微机保护等方法进展各种短路电流计算，把涉及的每个元件参数的计算出来，然后选择适当的器件，最终完成降压变电所继电保护设计。

通过这次的设计，对于一些常见的故障，能够较好地完成对故障的切除，从而保证了供电的可靠性和电力系统的正常运行。

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2 设计分析

2.1 设计原始资料

某变电所的电气主接线如附图所示。

两台变压器均为三绕组、油浸、强迫风冷、分级绝缘构造。

电压：110±4*2.5%/2*2.5%/11KV 接线：YN,Y0，d11 短路电压：Uq*z=10.5% Uq*d=10.5% Uz*d=10.5%

两台变压器同时运行110KV侧的中性点一台接地，假设只一台运行，那么运行的这台变压器中性点必须接地。

其余参数见附图所示。

2.2 继电保护简介

继电保护任务

〔1〕 当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，防止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〕 当电力系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反响并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 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、和执行元件三局部组成，如图1所示。

跳闸或信号脉冲故障容量测量部分逻辑部分执行部分整定值

图1 继电保护装置根本组成框图

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测量元件

测量元件的作用是，测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进展比拟，根据比拟结果给出“是〞、“非〞、“大于〞、“不大于〞等逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

逻辑元件

逻辑元件的作用是，根据测量局部输出量的大小、性质、输出的逻辑状态，出现的逻辑顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

执行元件

执行元件的作用是，根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。

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3 参数计算

3..1 系统中短路电流计算

〔取基准容量为Si=100MVA〕 根据条件和电气主接线图可得：

Ukq Ukz=1/2×

Ukd=1/2×

电抗参数计算;

变压器B1的电抗： XB1。q× XB1。z×

XB1。d×

线路的电抗：XL1×15×100/115= XL3×35×100/115

2

2

图2 等效电抗

(a)正序等效电抗 〔b〕负序等效电抗

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由主接线分析可知，变压器的主保护为：一台变压器单独运行为保护的计算方式；变压器后备保护作线路的远后备时，要检验d3和d4两点的灵敏度。因此，除需要计算出d1和d2两点的最大、最小短路电流外，还需要计算出d3和d4两点的最小短路电流。分别计算如下：

取基准电压为Ui=115KV 那么：基准电流为

Ii=502〔A〕

〔1〕d1的短路电流

I(3)d1.max=502×〔A〕 I(2)d1.min=×〔A〕

(2) d2的短路电流

I(3)d2.max〔A〕

I(2)d2.min×〔A〕

(3) d3的短路电流

I(2)d3.min=502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.106)=673(4) d4的短路电流

I(2)d4.min=502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.045)=743

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A〕

A〕

〔〔

4 保护装置选择

表 1 变压器保护装置选择 序号 保护名称 1 2 3 4 5

型号 BCH-1 DY-4，DL-11，DY-25 LG-11，DL-11 DL-13 QJ-80 纵差保护 110KV侧复合电压起动的过电流保护 35KV侧方向电流保护 110KV侧零序过电流保护 瓦斯保护 变压器的纵差保护是比拟被保护设备各侧电流的相位和数值的大小，由于变压器高压

侧和低压侧的额定电流不一样，再加上变压器各侧电流的相位往往不相等。因此，为了保证差动保护的正确工作，需适中选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿，使得正常运行和外短路故障时，两次二次电流相等。

复合电压启动的过电流保护易用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器。

零序过电流保护是对于变电所采用一局部变压器中性点接地运行的方式，以保证在各种运行方式下，变压器中性点接地的数目和位置尽量维持不变，从而保证有稳定的保护范围和足够的灵敏度。

瓦斯保护是为了保证变压器内部不被损坏，防止影响电力系统的正常运行。

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5 各保护的整定计算

纵差保护的整定计算

BCH-1型差动继电器：

BCH-1型差动继电器是在速度和变流器的根底上，增加了一组制动线圈，利用外部短路时的短路电流来实现制动，使继电器的启动电流随制动电流的增加而增加。它能够可靠躲过外部短路故障时的不平衡电流，并提高内部故障的灵敏性。

BCH-1型差动继电器的组成局部

它由速饱和变流器和执行元件〔DL-11/0.2型电流继电器〕组成。其中速饱和变流器上有以下线圈：

① 差动线圈Ld和两个平衡线圈Lbal1、Lbal2，它们同向绕于中间柱上。

② 制动线圈Lbrk：它分为匝数相等的两局部，分别绕于两边柱上且反向串联。

③ 二次线圈L2: 它分为匝数相等的两局部，分别绕于两边柱上且正向串联，并与执行元件相连接。

BCH-1型差动继电器的工作原理

该原理包括两局部：即一般的速饱和变流器的原理+制动线圈的制动作用原理。制动线圈制动原理也可表述为：当制动线圈通入很大电流时〔如区外短路电流〕，其中的周期分量将差动线圈Ld磁路的工作点推向导磁系数较低的区段工作，因而二次线圈的感应电动势减小。

（1） 额定参数的计算〔见表2〕。由以上计算结果可知，110KV侧差动臂中的电流为最大，

应选110KV侧为计算的根本侧。

表 2 变压器各侧一、二次电流 名称 变压器各侧数据 额定电压〔KV〕 110 额定电流〔A〕 165 473 11 1650 电流互感器接 △ △ Y 线方式 电流互感器变 300/5 1000/5 2000/5 比 差动臂中的电 流〔A〕 （2） 确定制动线圈的接入方式。制动线圈接入38.5KV侧。这是因为如果该侧的外部发生故障时，穿越变压器的短路电流最大。

（3） 计算差动保护的一次动作电流。①按躲过11KV侧外部故障时的最大不平衡电流整

定〔因为38.5KV侧接有制动线圈，故不必考虑相应不平衡电流〕，故动作电流的计

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算值为：

(3)Idz.jsKk(Ktx•f2U110fzd)Id1.max

=×(1×0.1+0.1+0.05) ×1115.6=362.6(A)

②按躲过变压器励磁涌流计算： dz.js=KkIe×165=248(A) ③ 按躲过LH二次回路断线计算： dz.js=Kk•Ie×(A) 选取计算电流dz=(A)

（4） 差动继电器动作电流和差动线圈匝数计算： dz.j.jb.js=(3×(A)

IIIIWcd.js=60/10.467=5.73(匝)

选取Wcd=6匝

那么：继电器的实际动作电流：

Idz.j.jb.z=60/6=10(A)

（5） 其它各侧工作线圈和平衡线圈的匝数计算：

Ie.2(110)Ie2(11)Wcd.z Wph.js(11)=

Ie2(11)4.754.126=0.92(匝)

=4.12Ie.2(110)Ie2(38.5)Wcd.z Wph.js(38.5)=

Ie2(38.5)4.754.16=5(匝) = 4.1选取：Wph(11) =Wph(38.5)=1(匝) 那么：Wq.z(11)=Wq.z(38.5)=6+1=7(匝)

（6） 整定匝数与计算匝数不等引起的相对误差：

fzd(11)= Wph.js(11)Wph.z(11)

Wph.js(11)Wcd.z页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！

—1) /(0.92+6)=-0.012<0.05；

fzd(38.5)= Wph.js(38.5)Wph.z(38.5)

Wph.js(38.5)Wcd.z

即实际误差均小于估算误差，满足要求。

（7） 制动系数和制动线圈匝数的计算。由于系单侧电源，所以制动系数计算为：

KzdKkKtxfiU(38.5)fzd(38.5)

×〔1×

制动线圈的匝数计算值为： Wzd.js选取

KzdWqz0.31672.46〔匝〕

h0.9Wzd.z=2〔匝〕。

805.136139.4〔安匝〕

60（8） 校验灵敏度。对11KV侧，工作安匝为：

AWq对38.5KV侧制动安匝为：

AWzdIfh.2(38.5)Wzd.zIzd.2Wzd.z

3003205.19(安匝)

200由继电器特性曲线差得 当

AWq139安匝，AWzd5.19安匝时

动作安匝为：

AWdz66 安匝

139.42.11，满足要求。 那么：Klm665.2 110KV侧复合电压起动的过流保护的整定计算

〔1〕电流元件的动作电流：

Kk1.3Idz.bhIe165252.35〔A〕

Kh0.85页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！

Idz.j252.354.2〔A〕

60〔2〕电压元件的动作电流：

Udz.j(0.6~0.7)Ue.270V

(3) 负序电压元件的动作电压：

Uz.dz(0.06~0.12)Ue.210V

582Klm2.3061.5，

(4) 检验灵敏度。电流元件：

252.357432.9441.3满足要求； 作11KV线路后备：Klm252.35 电压要求：电压元件装在11KV侧，故仅需校验作为线路的后备即可：

Klm70110000/1001.731.3

150.4743110/11 满足要求；在此需要指出：假设110KV侧仅采用单纯过流保护，那么

1.32Idz165504.7(A)

0.857431.471.3 满足要求。

504.7那么：Klm5.3

功率方向元件的动作方向，为自变压器指向35KV母线方向。其电流元件的动作电流为：

Kk•Kzq1.31.3Idz.j4734.7(A)

Kh•nL0.85200805.1110/38.5Klm2.451.5

4.7200

673110/38.5Klm(38.5)2.051.3

4.7200满足要求。

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5.4 110KV侧零序过电流保护

由主接线图可知，该变电所为终端变电所，接地保护不需要与下级配合，故零序过电流保护的动作值按躲过最大不平衡电流计算。

Idz.j

(3)IdKkKtxfi2.maxnL

1115.61.50.50.11.39(A)

60 电压元件的动作电压为：

Udz.j3U0e(0.05~0.1)20(V)

ny.H03E2Z1Z0122.91.5

1.4260

Klm满足要求。

动作时限的整定：以0.5S跳中性点不接地运行的变压器；以1S跳中性点接地的变压器。

5.5 变压器瓦斯保护的整定

轻瓦斯按气体容量整定

3Vdz250cm

重瓦斯按汽油流的流速整定

Vdz1.1m/s〔对导直径为80mm〕。

5.6 变压器保护接线全图

变压器保护接线全图见附图。

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6 微机保护

6.1 微机保护装置的特点

微机保护与常规保护相比具有以下特点：

（1） 常规保护是布线逻辑的，保护的功能完全依赖于硬件，而微机保护装置那么除

硬件外，还必须具备相应的软件，因此微机保护可以实现智能化。

（2） 常规保护的完好性是依赖于定期检验时发现的，在正常运行时保护装置的隐患

不能及时发现，一旦系统发生故障，将产生严重的后果，而微机保护装置可利用程序对其硬件进展在线检查，一旦发现问题，可立即报警。对于软件的异常及干扰的影响，可自动识别并排除。因而，与常规保护相比，微机保护装置的可靠性大大提高了。

（3） 常规保护装置的功能单一，仅仅是保护功能，而微机保护装置除了能够做到与

常规保护完全一样的功能外，还可以提供一些附加功能，例如距离保护的故障类型判别，故障测距，故障录波，事件记录，零序电流方向保护的开口三角电压的极性判断，电压互感器的二次是否发生断线等信息。 （4） 与常规保护相比，微机保护具有调试维护方便的特点。

（5） 微机保护具有完善的网络通信功能，可适应无人值守或少人值守的自动化变电

站。

（6） 利用微机的智能特点，可以采用一些新原理，解决一些常规保护难以解决的问

题。例如，采用模糊识别原理或波形对称原理识别判断励磁涌流，利用模糊识别原理判断振荡过程中的短路故障，采用自适应原理改善保护的性能等。 （7） 对于同一类型的保护对象，微机保护装置可采用一样的硬件构造。

6.2 微机保护装置的硬件构成框图

微机保护装置的根本硬件构成如图3所示。包括数据采集系统DAS，保护微机系统和管理微机系统，输入输出局部，逆变稳压电源等。

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DAS 保护微机系统 〔1~n个〕 开入 开出 开入电源 继电器 按键 管理微机系统 LCD 逆变稳 压电源 GPS 打印机 至通信网

图3 微机保护装置的硬件构成框图

数据采集系统完成把电压互感器和电流互感器二次的电压、电流信号变换为数字信号，供微机系统使用。保护微机系统实现具体的继电保护功能，由不同的软件实现不同的继电保护功能。管理微机系统主要作为人机对话的手段。对保护微机系统除模拟信号的输入外，还有开关量信号的输入，这些信号通常为外部继电器的接点、保护屏上的投退压板、操作把手的接点等，一般是经光电隔离后输入微机系统。保护系统通过开关量输出驱动电路使继电器动作。这些继电器包括跳闸出口继电器、信号继电器、硬件故障的报警继电器等。

管理微机系统通常采用简易的触摸按键作为输入手段，在面板上设有LCD液晶显示模块。此外，管理微机系统还设有打印机的接口，可为用户提供信息的硬拷贝输出。

6.3 微机保护软件的系统配置

软件分为接口软件和保护软件两大局部。

（1） 接口软件是人机接口局部的软件，其程序分为监控程序和运行程序。

监控程序主要就是键盘命令处理程序，是为接口插件〔或电路〕及各CPU保护插件进展调节和整定而设置的程序。

运行程序主要由主程序和定时中断效劳程序构成。主程序主要完成巡检、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印。定时中断效劳程序包括软件时钟程序，以硬件时钟控制并同步各CPU插件的软时钟、检测各CPU插件启动元件是否动作的检测启动程序。

（2） 保护软件的配置

各保护CPU插件的保护软件配置为主程序和两个中断效劳程序。保护软件有三种工作状态：运行、调试和不对应状态。不同状态时程序流程也就不一样。

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采样中断程序 保护现场 发第一通道 转换命令 数据处理程序 从中断返回 A/D转换完成中断程序 A/D中断请求状态复位 读取A/D转换结果 并存入循环存储区 地址更新 最后通道？ 通道加1 N Y 发转换命令 清零 返回 4 中断方式程序框图 页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！

图

7 电力变压器微机保护

7.1 电力变压器微机保护的配置

中、低压变电所主变压器的保护配置

（1） 主保护配置

① 比率制动式差动保护。 ② 差动速断保护。 ③ 瓦斯保护。

（2） 后备保护配置〔中性点不接地系统〕

① 三段复合电压闭锁方向过电流保护。 ② 三段过负荷保护。

③ 冷控失电，主变压器过温报警。 高压变电所主变压器的保护配置

（1） 主保护配置

① 比率制动式差动保护。 ② 工频变化量比率差动保护。 ③ 差动速断保护。 ④ 瓦斯保护。

（2） 后备保护配置〔中性点不接地系统〕 ① 相间阻抗保护。

② 两段零序方向过流保护。 ③ 反时限过激磁保护。 ④ 过负荷报警。

7.2 微机主变保护电流互感器接线原那么

常规变压器的差动保护，由于双绕组变压器采用Y，d11接线，上下两侧电流相位差30,从而在变压器差动回路中产生较大的不平衡电流。为此要求两侧电流互感器二次侧采用相位补偿接线。由于微机保护计算的灵活性，允许变压器各侧的电流互感器二次侧都按Y型接线，也可以按常规保护的接线方式。当两侧都采用Y型接线时，在进展差动计算时由软件对变压器Y侧电流进展相位补偿及电流数值补偿。 如变压器Y侧二次三相电流采样值为Ia、Ib、Ic，那么按下式可求得用作差动计

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o

算的三相电流IA、IB、IC。

IAHIahIbh IBHIbhIch ICHIchIah

Iah IahIaLIAHIbLIbh IchIch IbhICLY侧高压电流相量 低压侧三相电流相

图5 软件计算的Y，d转换的相比率制动式差动保护

3 动作区 2 1 制动区 Ires Ik 图6 差动继电器的制动特性

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比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大，电磁型差动继电器实质上就是一种具有比率制动的差动继电器，它可以通过调节制动绕组匝数，使其动作电流始终大于区外故障时流过制动绕组的制动电流随短路电流增大，差动继电器的动作电流也随之按比率增大，其比率称为制动的比率系数。 7.3.1 变压器比率差动保护

变压器比率差动保护程序逻辑框图如图7所示。

Y1 TA断线 Id>D4 ﹠ H1 ≥1 H3 ≥1 Y2 Id>D1 K1>D2 K2图7 变压器差动保护逻辑框图

Id在程序逻辑框图中D1Iact0、D2Krel为比率制动系数整定值，D3为二次

Ibrk谐波制动系数整定值。可见比率差动保护动作的三个判据是与的关系，必须同时满足才能动作与跳闸。而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。在比率差动保护不能快速反响严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。因此这两种保护是或的逻辑关系。比率差动保护在TA二次回路断线时会产生很大的差动电流而误动作，所以必须经TA断线闭锁的否门再经与门Y3才能出口动作。当TA断线时与门Y3被闭锁住，不能出口动作。 距离保护

距离保护阶梯形时限特性如图8所示。

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Ⅱ A Ⅰ Ⅲ PD1 M N P 图8 距离保护的阶梯型时限特性

Ⅰ段瞬时动作，为保证选择性，保护区不能伸出本线路，即测量阻抗小于本线路Ⅰ

段动作阻抗时动作。如图8所示，引入可靠系数Krel(0.8~0.85)，保护PD1的Ⅰ段动

IIIZKZ作阻抗act.1为 act.1relZMN

IⅡ段延时动作，为保证选择性，保护区不能伸出相邻线路Ⅰ段保护区，即测量阻抗

小于本线路阻抗与相邻线路Ⅰ段动作阻抗之和时动作。引入可靠系数Krel〔一般取0.8〕，保护PD1的段动作阻抗为

IZactK(ZMNK.1relrelZNP)

Ⅲ段除了作为本线路的近后备保护外，还要作为相邻线路的远后备保护。

距离保护如图9所示，由启动元件、测量元件与逻辑回路三局部组成。

启动元件 测 量 元 件 1KR ﹠ t1 0 ≥1 逻辑回路 跳 闸 2KR ﹠ t2 0 3KR ﹠ t3 0 图9 三段式距离保护单相原理框图

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7.4 WBZ196B型微机变压器综合保护装置

保护配置及工作原理

当A、C相电流中任何一相电流的幅值大于任一段电流保护的整定值并到达整定延时后保护即动作。三段都可以地用控制字选择投入或退出，Ⅲ段还可通过控制字选择投跳闸或告警。

过流Ⅰ段投入KZ1.0=1 T1 & MAX(Ia，Ic) ≥I1 跳闸信号

过流Ⅱ段投入KZ1.1=1 T2 跳闸出口 ≥1 & MAX(Ia，Ic) ≥I2 信息显示及远传 过流Ⅲ段投跳闸KZ1.3=1 过流Ⅲ段投入KZ1.2=1 T3 & 告警信号

MAX(Ia，Ic) ≥I3 过流Ⅲ段投告警KZ1.3=0 信息显示及远传

& & 图10 高压侧三段定时限过流保护逻辑框图

高压侧过负荷保护

本保护为平方曲线的反时限保护，装置严格按照公式计算进展积分，当积分值到达动

作值后保护出口。可以用控制字选择投入或退出，还可通过控制字选择投跳闸或告警。 7.4.3 高压侧零序电流保护

高压侧采用专用零序CT，可准确检测零序电流，当零序电流大于整定值并到达整定延时后保护动作。可以通过控制字选择投跳闸或仅发信号，装置配有单独的零序接地信号。

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跳闸信号 高压零序保护投跳闸KZ2.1=1 跳闸出口 & 信息显示及远传 高压零序保护投入KZ2.0=1 T0h & 接地信号

高压零序电流≥I0h & 信息显示及远传 高压零序保护投告警KZ2.1=0 图11 高压侧零序电流保护逻辑框图

高压侧不平衡电流保护

装置通过计算变压器高压侧实际运行电流的负序分量构成不平衡电流保护。对于变压器的各种不平衡故障，如不平衡运行、断相、反相等，可投入不平衡电流保护。

跳闸信号 不平衡保护投跳闸KZ1.7=1 跳闸出口 & 信息显示及远传 不平衡保护投入KZ1.6=1 Tp & 告警信号 不平衡(负序)电流≥Ip & 信息显示及远传 不平衡保护投告警KZ1.7=0 图12 高压侧不平衡电流保护逻辑框图

高压侧零序电流保护

高压侧采用专用零序CT，可准确检测零序电流，当零序电流大于整定值并到达整定延时后保护动作。可以通过控制字选择投跳闸或仅发信号，装置配有单独的零序接地信号。

跳闸信号 高压零序保护投跳闸KZ2.1=1 跳闸出口 & 信息显示及远传 高压零序保护投入KZ2.0=1 T0h & 接地信号

高压零序电流≥I0h & 信息显示及远传 高压零序保护投告警KZ2.1=0 图13 高压侧零序电流保护逻辑框图

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7.4.6 低压侧定时限零序电流保护

本装置可单独采集低压侧零序电流，用于保护低压侧的接地故障。因配电变压器低压侧为直接接地系统，当发生接地故障时故障电流较大，所以本保护的整定范围也较大。

跳闸信号 低压零序保护投跳闸KZ2.3=1 跳闸出口 & 信息显示及远传 低压零序保护投入KZ2.2=1 T0l & 告警信号 低压零序电流≥I0l & 信息显示及远传 低压零序保护投告警KZ2.3=0 图14 定时限低压侧零序电流保护逻辑框图

.7 保护定值表及说明

表3 序号 定值类型 标号 含义 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 控制字 控制字 控制字 过流Ⅰ段 过流Ⅱ段 过流Ⅲ段 过负荷保护 不平衡电流保护 高压零序 保护 定时限低压零序保护 反时限低KZ1 见下表 KZ2 见下表 KZ3 见下表 I1 过流Ⅰ段电流定值 T1 过流Ⅰ段时间定值 I2 过流Ⅱ段电流定值 T2 过流Ⅱ段时间定值 I3 过流Ⅲ段电流定值 T3 过流Ⅲ段时间定值 Ig 过负荷保护启动电流 Tg 过负荷保护时间常数 整定范围及步长 (0~99)A，级差 (0~30)S，级差 (0~99)A，级差 (0~30)S，级差 (0~99)A，级差 (0~30)S，级差 (0.5~20)A，级差 (0~99)S，级差 Ip 不平衡电流保护电流定值 (0~10)A，级差 Tp 不平衡电流保护时间定值 (0~30)S，级差 I0h 高压零序保护电流定值 T0h 高压零序保护时间定值 I0l 低压零序保护电流定值 T0l 低压零序保护时间定值 Igl 低压零序启动电流 (0~3.2)A，级差 (0~30)S，级差 (0~99)A，级差 (0~30)S，级差 (0.5~20)A，级差 页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！

19 20 21 压零序保护 通讯 Tgl 低压零序反时限时间常数 (0~99)S，级差 Addr 通讯地址 Baud 通讯波特率 1~99，级差1 (1200~9600)bps

KZ1(控制字1)各位定义如下：(1-投入；0-退出) D7 表4 D0 D1 D2 D3

D6 D5 D4 D4 D5 D6 D7 D3 D2 D1 D0 高压侧过流Ⅰ段投退 高压侧过流Ⅱ段投退 高压侧过流Ⅲ段投退 高压侧过流Ⅲ段跳闸投退 高压侧过负荷保护投退 高压侧过负荷保护跳闸投退 高压侧不平衡电流保护投退 高压侧不平衡电流保护跳闸投退 KZ2(控制字2)各位定义如下：(1-投入；0-退出) D7 表5 D0 D1 高压零序保护投退 高压零序保护跳闸投退 D4 D5 反时限低压零序保护投退 低压零序保护反时限曲线选择 〔0-一次曲线；1-二次曲线〕 D2 D3

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时限低压零序保护投退 定时限低压零序保护跳闸投退 D6 D7 反时限低压零序保护跳闸投退 KZ3(控制字3)各位定义如下：(1-投入；0-退出) D7 表6 D0 D1 D2 D3

D6 D5 D4 D4 D5 D6 D7 D3 D2 D1 D0 轻瓦斯保护投退 轻瓦斯保护跳闸投退 重瓦斯保护投退 重瓦斯保护跳闸投退 高温保护投退 高温保护跳闸投退 超温保护投退 超温保护跳闸投退

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8 论文总结

我这次的毕业设计论文题目是110KV降压变电所继电保护设计，通过本次设计，不 仅让我之前学到的知识得到了加深，而且也学到了很多之前没接触到的知识。另外，也使我懂得了理论知识与实际相结合是很重要的，只有理论知识是不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和思考的能力。

在刚开场做毕业设计时，面对这样的一个题目，虽然之前做过不少的课程设计，但我还是不知道该从哪里做起。经过教师的一番指导下，我渐渐有了眉目。在此条件下，从教师那里借了几本相关书籍，又从图书馆借了几本，把有关的知识仔细看了一边，这样我的思路就更加清晰了。在学习了这些知识点后，我开场了毕业论文设计，本来认为已经懂得了一些知识，做起来就比拟容易了，事实上并不是那么轻松。例如,计算三绕组变压器的电抗，之前在一些书籍上学过双绕组变压器的计算方法，以为和三绕组的算法一样，所以结果计算错了。庆幸教师看出了这个错误，帮我改正了它。在余下设计过程中，我把一些涉及到的公式又认真看了看，这有助于我更好地理解这次设计的重点，更好地完成这次毕业设计。

这次的毕业设计论文用到了一些我之前学过?电力系统继电保护?这本书上的很多内容，例如，变压器的差动保护，电流速断保护，变压器的接地保护，微机变压器保护等。这些知识点在之前的学习中学的不够深，对学过的知识点理解的不够透彻，现在就觉得很自责，当初就应该认认真真的把这些知识点学好，这对我们以后的工作和学习都有很大的帮助。所以，这次的毕业设计论文让我充分认识到我的缺点，我一定要在以后的工作和学习过程中改掉这些坏习惯。

总之，通过这次的毕业设计，我在大学三年学到的知识得到了很好的利用，让我认识到这些知识点的重要性。最后，对与教师的指导和同学的帮助表示非常感谢。在以后的学习过程中，我会更加努力学习，提高自己的知识水平。

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9 致谢

这次的毕业设计遇到的困难很多，经过自己的不断学习和思考，还有在教师和同学的无私帮助下完成了任务，通过设计不仅是让我对以前的知识更加结实，而且也是我三年来对本专业学习的肯定。另外，对于教师和同学的帮助，在这里我表示感谢。简短的几句话，虽然不能代表我的真诚，但教师对我的帮助我一定会记在心里。最后衷心祝愿教师工作能够更加顺利。

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10 参考文献

[1] ，1984

[2] 中华人民共和国水利电力部.变电所设计技术规程.水利电力出版社，1988 [3] 韩笑.继电保护分册.北京：中国水利水电出版社，2003

[4] 王维俭.发电机变压器继电保护应用.北京：中国电力出版社，1998 [5] 张举.微型机继电保护原理. 北京：中国水利水电出版社，2004

[6] 许建安.电力系统微机继电保护.北京：北京：中国水利水电出版社，2001 [7] 郭荣耀.电力系统继电保护. 北京：高等教育出版社，2006 [8] 谷水清.电力系统继电保护.北京：中国电力出版社，2005

[9] 陈立新，杨光宇.电力系统分析.北京：中国电力出版社，2021 [10] 李骏年.电力系统继电保护.北京：水利电力出版社，1992

[11] 陈继森、熊为群.电力系统继电保护.北京：水利电力出版社，1995

[12] 崔家佩.电力系统继电保护与平安自动装置整定计算.北京：水利电力出版社，1990

.北京：中国电力出版社，2001

[14] 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，2004 [15] 陈德树.计算机继电保护原理与技术.北京：水利电力出版社，1992 [16] 王维俭.发电机变压器继电保护应用.北京：中国电力出版社，1998

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11 附图

图15 变电所主接线

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图16 三绕组降压变电所继电保护〔交流回路〕

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图17 三绕组降压变电所继电保护〔直流回路〕

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