创新创业实践3
220KV变电站电气二次部分设计
班级：2011级电气3班
学号：201131201205 姓名：何伟杰
一、选题背景
能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。
二、选题意义
电站是电流、电力和电压的综合处理场所，是发电厂和用户之间的重要组成部分，具有汇集电流、分配电力和分配电压的作用。变电站包括降压变电站和升压变电站，降压变电站通常由低压配电室、变压器室和高压配电室等组成，升压变电站紧靠发电厂，是发电厂升压站的一部分。而电气设备是变电站中的重要组成部分，主要负责负荷调整、机组的启动和停止、主要设备运行状态的监视、设备和线路的切换以及一异常事故处理工作，根据其作用和工作原理，可以将电气设备分成一次设备和二次设备两部分。其中一次设备主要包括生产、输 送、变换、使用和分配电能的设备，而监视、控制、保护一次设备运行的电气设备，称为二次设备。为了保证电力系统的安全稳定运行，还必须设置一套复杂的保护，来应付系统运行中可能出现的故障这个保护系统就是二次设计系统，是一种基于二次设备的保护系统，可采用消弧线圈 以有效保证一次回路的安全运行。
三、初步方案设计
对于220KV变电站而言，需要配置继电装置的部分主要有35KV线路、110KV线路、220KV线路、变压器保护以及母线保护。
3.1 35KV线路保护
35KV线路继电保护要配置三段式电流保护和零序电流及零序电压保护。三段式电流速断保护是无时限电流速断保护、带时限电流速断保护以及定时限过电流保护。三段式电流保护是保护输电线路出现相间短路而布置的。其中无时限电流速断保护和带时限电流速断保护是线路主保护，定时限过电流保护作为本线路主保护的近后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。
零序电流和零序电压保护作为接地短路的保护。其中零序电流保护为三段式零序电流保护。三段式零序电流保护为无时限零序电流速断保护、带时限零序电流速断保护以及定时限零序过电流保护。
3.2 110KV线路保护
由于电流保护整定值的选择、保护范围以及灵敏度等方面收电网接线方式 及系统运行方式影响，所以电流保护只适用于35KV及以下电压等级配电网。对
于110KV以上配电网，应是用距离保护。
距离保护是反映保护安装地点至故障点之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。其实质是整定阻抗与被保护线路的测量阻抗比较，核心元件是阻抗继电器。距离保护具有高灵敏度以及能够满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求，故110KV线路保护应选择距离保护。
3.3 220KV线路保护
由于220KV线路在输电网络中属于重要的一环，所以要选用选择性强，动作速度快的保护。距离保护由于不能实现全线速动和可靠性较低，不能用于220KV线路主保护。而纵联保护具有绝对的选择性和优异的动作特性，应选其作为220KV线路保护的主保护。纵联保护，就是用某种通信通道讲输电线两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端电气量进行比较，从而决定是否切断被保护线路。而本线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护可以在距离保护上增设高频部分，构成高频距离保护。
3.4 变压器保护
电力电压器是电力系统中十分重要的带暖气设备，它的故障对供电可靠性和系统的安全运行产生严重的影响。由于电力变压器故障类型众多，故安装比较多的保护装置。变压器的主保护是纵联保护和瓦斯保护。瓦斯保护反映与变压器油箱内部故障所产生的气体量或油流速度而动作。而纵联保护反映绕组、套管和引出线上的相间短路。相间短路的后备保护是复合电压启动的过电流保护。如果是复合电压启动的过电流保护不能满足要求，可使用阻抗保护为相间短路的后背保护。对于接地故障的后备保护，应使用零序保护。对于变压器其他故障，可使用过励磁保护和过负荷保护。
3.5 母线保护
母线是电力系统灰机和分配电能的重要元件。运行经验表明，母线故障的类型主要是各种相间短路故障和单相接地短路故障。220KV变电站主要使用双母线接线方式。对于重要的枢纽变电站，会使用一台半断路器接线方式。对于双母线接线方式，应使用双母线保护作为母线保护。根据运行方式的变更频率的不同，可选用不同的双母线运行方式。运行方式变更较少的变电站，使用元件固定连接的双母线电流差动保护较为适宜。运行方式变更较多的变电站，使用双母线同时运行的母联相位差动保护。一台半断路器接线方式应使用一台半断路器的母线保护。对于后备保护，应使用断路器失灵保护作为母线保护的近后备保护。断路器失灵保护作用是当某一断路器拒动时，可以隔离故障元件，起保护作用。
