沈阳工程学院毕业设计
7.3母线保护和断路器失灵保护
7.3.1母线保护配置原则
母线故障是电气设备最严重的故障之一，它将使连接在母线上的所有元件被迫停电，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保护作用切除，这将延长故障切除时间，并往往会扩大停电范围，对高压电网安全运行不利，因此，35－500kV的发电厂或变电所母线上，在下列情况下，应装设专用的母线保护装置。
专用保护应根据母线的重要程度应满足以下要求： 对于双母线并列，母线保护应保证先跳开母联断路器，以防止失去选择性。对于平行线接于不同的母线，当母线保护动作时，应闭锁横差保护，以防止误动作。母线保护不限制母线运行方式，在母线破坏固定联结时，母线保护装置能有选择性的动作。在一组母线或一般母线无电合闸时，应能快速而有选择性的切除故障母线。在外部短路不平衡电流的作用下或交流回路断线时，母线保护不应动作。
7.3.2双母线接地母线保护
目前已被使用的母线保护有以下几种： (1)母线完全差动保护。 (2)母线不完全差动保护。
(3)双母线固定连接的完全差动保护。 (4)母联电流相位比较式母线保护。 (5)电流相位比较式母线保护。
目前在110—220kV电网中应用较多的是母联电流相位比较差动保护，这种保护适用于并列运行的双母线母联断路器全闸运行，不限制元件连接方式（但每一组母线上至少要保留一支电源回路）具有较高的可靠性与选择性。目前已逐渐取代阻抗电流差动保护，较广泛用于110—220kV的双母线系统。
本设计220kV侧和60kV侧母线均采用母联电流比相式差动保护。 保护选择见表7－2所示。
表7-2 母线保护选择表 220kV侧 母线保护 60kV侧 母联电流比相式差动保护 母联电流比相式差动保护
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泰山220kV降压变电所电气部分设计
7.3.3断路器失灵保护
220kV及以上电压的电网中，各厂站相应电压级均应装设。
在高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍的采用，其目的是当发生故障时断路器拒动（含跳闸回路异常因素所致）时，快速而有选择性的切除故障。
7.4 线路的保护装置
7.4.1 220kV侧线路保护
(1)配置原则
1)《规程》规定：110—220kV直接接地电力网的线路，应装设反应接地短路
的保护装置，双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。
①当线路上发生故障时,如不能全线快速的切除故障;则系统的稳定运行将
遭到破坏。
②在双侧电源线路上，如果要求全线速动切障时。 (2)220kV线路的接地保护
1)宜装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护。 2)对某出线路，如方向性的接地距离保护可以明显改善整个电力网接地保护
的性能时，可装设接地距离保护并辅之以阶段式零序电流。
3)正常运行方式下保护安装处短路，电流速断保护有1.2以上灵敏度时，则
可装设此相保护。
4)高频保护：采用相差高频保护
相差高频保护适用于200KM以内的110—220kV输电线路。 主要优点：
相差高频保护在非全相运行时不会误动作，所以无需加非全相的闭锁装置，简化接线，同时在系统振荡过程中，被保护线路内部发生故障时，相差高频保护瞬间时的切除故障。
高频保护工作状态不受电压回路断线影响，测量元件均反应电流量无电压回路。 经过以上分析确定220kV线路保护。 主保护：高频保护。
后备保护：三段式距离保护。 接地保护：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护。
7.4.2 60kV侧线路保护
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并列运行的平行线路，可装设横联差动方向保护或电流平衡保护作为主保护，距离平衡保护作为后备保护。
主保护可以选用横联差动方向保护有相继动作区和死区，而电流平衡保护作为主保护，距离平衡保护作为后备保护。
主保护可以选用横联差动方向保护有相继动作区和死区，而电流平衡保护只有相继动作无死区，并且相继动作区比横差动保护小，而且动作迅速，灵敏度足够大，并且接线简单等优点，其缺点是只能应用于有电源的一侧的双回路上，在无源的一侧不能采用，这一缺点对本设计不产生影响，因此主保护采用电流平衡保护。
综上述分析，60kV侧线保护为：
主保护：电流平衡保护。 后备保护：距离保护。
线路保护选择见表7—3所示。
表7-3 线路保护选择表 主保护 高频差动保护 后备保护 三段式距离保护 接地保护 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护 主保护 电流平衡保护 后备保护 三段式距离保护 220kV侧 线路保护 60kV侧 表7-4为本变电所所选保护一览表，表中具体的列出了本设计的变电所的所有
选择的保护类型及其所选保护的安装位置，具体说明及原则见以上说明书中的说明
表7-4 变电所继电保护配置一览表 瓦斯保护 主保护 纵联差动保护 过电流保护 后备保护 零序电流保护 过负荷保护 母联电流比相式差动保护 220kV侧 60kV侧 母联电流比相式差动保护 主保护 高频差动保护 220kV侧 后备保护 三段式距离保护 接地保护 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护 主保护 电流平衡保护 60kV侧 后备保护 三段式距离保护 变压器保护 母线保护 线路保护 7.5自动装置的规划设计
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电力系统自动装置的设计，应根据运行需要，考虑使用效果和利用率等因素，合理的确定方案。同时还应从充分发挥原有的自动装置的作用，自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性。自动装置应力求简单、可靠、使用元件和触点尽量少，接线简单，便于运行维护。
7.5.1自动重合闸装置设计
(1)自动重合闸装置应按下列规定装设：
1)10kV及以上的架空线路和电缆与架空的混合线路，当具有断路器时，应
装设自动重合闸。旁路短路器和兼作旁路的母线联络断路器或分段断路器。一般装设自动重合闸。
2)电力变压器和母线，必要时可装设自动重合闸。
3)220kV以下单侧电源线路的自动重合闸，按下列规定装设： ①一般采用三相式一次重合闸。
②当断路器断流容许时，有些线路可采用两次重合闸。 4)220kV和330kV线路的自动重合闸，按下列规定装设：
①一般装设综合重合闸，即当线路上发生其他故障时，实现单相重合闸，
发生其他故障时，实现三相重合闸。
②根据电力网结构和被保护线路的特点，在某些情况下为了简化，采用三相自动合闸。
(2)自动重合闸装置应符合以下要求：
1)自动重合闸一般由控制开关位置与断路器位置不对应的原理起动，或用保
护装置起动。
2)用控制开关或通过遥控器将断路器断开时，自动重合闸均不应动作。 3)装置的动作次数应符合预先的规定。在任何情况下，均不应时断路器重合
次数超过规定。
4)自动重合闸装置动作后应自动复归。
5)自动重合闸装置应能实现重合闸后加速继电保护工作。
6)当断路器不处于正常状态时，不允许实现自动重合闸应将自动重合闸装置
闭锁。
本变电所设计，220kV侧线路装设综合重合闸。60kV侧线路采用三相一次重合闸。
7.5.2备用电源和备用设备自动投入
备用电源和备用设备自动投入装置是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自
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动将备用电源或设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置。
(1)备用投装置的接线应满足以下要求
1)只有当工作电源断开以后，备用电源才能投入
2)工作母线上无论何种原因失去电压时，备自投应投入 3)备用电源自动投入装置只允许将备用电源投入一次
(2)备用电源或备用设备的自动投入装置，在下列情况下装设 1)发电厂的厂用电和变电所的所用电
2)由双电源供电的变电所，其中一个电源经常断开作为备用 3)降压变电所内有备用变压器或有相互备用的母线段 4)生产过程中某些重要机组有备用机组
(3)当备用自动投入装置动作时，如果用电源或设备投于故障时，必要时使其保护装置加速动作
本变电所设计，为了确保不间断供电，变电所的电源均应装备自投装置。
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