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第六章 继电保护设计

6.1对继电保护装置的基本要求

1．可靠性

指保护装置该动作时动作，不拒动；而不该动作时不误动。前者为信赖性，后者为安全性，及可靠性包括信赖性和安全性。为此，继电保护装置应简单可靠， 使用的元件和接点应尽量少，接线回路应力求简单，运行维护方便，在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。

2.选择性

指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备或线路本身的保护拒动时，则应由相邻设备或线路的保护切除故障。为此，对相邻设备和线路有配合要求的保护，前后两级之间的灵敏性和动作时间应相互配合。

3.灵敏性

指在被保护设备或线路范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏性。 4.速动性

指保护装置应能晶块地切除短路故障，提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度。当需要加速切除短路故障时，可允许保护装置无选择性动作，但应利用自动重合闸或备用电源自动投入装置，缩小停电范围。

6.2本变电站的继电保护设计

6.2.1 主变压器保护

1. 瓦斯保护

防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作与跳闸。 2． 纵联差动保护

采用差动继电器做保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差，从而半段保护区内是否发生短路。

由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合为题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路。

3． 电流速断保护

防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作与跳闸。 4． 过电流保护

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防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流俗断保护的后备保护，动作于跳闸。 5． 零序电流电压保护

在零相上，装有相应的保护装置，当零相上的电流或电压达到整定值时，保护会动作。

6.2.2 主要线路保护

主要线路继电报复选择见表8.1

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第七章 变电所的防雷接地保护设计

变电所是电力系统的中心环节，在这里安装有须有重要的电气设备，如电力变压器，高压断路器等各种高压一次设备。这些设备一旦发生雷击破坏，将造成大面积的停电，同时这些设备比较贵重，损坏后修复又不很容易，会造成很大的经济损失，因此变电所的防雷报复要求十分可靠。

7.1 本变电站防雷保护

7.1.1 变电站的防雷保护具有以下特点

（1）变电站属于“集中型”设计，直接雷击防护以避雷针为主。

（2）变电站设备与架空输电线相连接，输电线上的过电压波会运动至变电站，对电气设备过程威胁。因此变电站要对侵入波过电压进行防护，主要手段是避雷器。

（3）为了充分发挥防雷设备的保护作用，变电器应由良好的接地系统。

7.1.2 变电器直击雷防护

户外配电装置一般都采用避雷针作为直击雷保护，本变电站直击雷防护采用避雷针，变电站围墙四角个布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。

避雷针装设的基本原则：

被保护设备包括露天配电装置及变电站所中一些重要的隔离设备和建筑物。所有的被保护物应该处在避雷针的报复范围之内，使其免遭直击雷。

在主控制室配电装置的房顶上不易装设避雷针，主要原因是在这些建筑上装设避雷针后，防止反击雷有很大困难。因在配电室上装设避雷针，落雷时屋内配电装置会发生反击事故。尤其是有些变电所装用了晶体管保护装置，往往在雷击时 发生误动作。在有爆炸危险的建筑商，严禁装设避雷针。

应避免逆闪络或反击。如果避雷针与被保护设备间的绝缘距离不够，就有可能在受雷击后电位升高，使避雷针对保护设备又发生放电，这种现象叫做避雷针对被保护设备的逆闪络或反击。

7.1.3侵入波保护

已在输电线上形成雷闪过电压，会沿输电线路运动至变电站的母线上，并对于母线有连接的电器设备构成威胁。在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施。它之所以能起保护作用，是因为它能自动导泄侵入波。避雷器与被保护设备并联。在正常情

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况下，避雷器并不导电，但当危险的侵入波来时，它能自动地将侵入波泄入大地；当类点播被泄掉后，它又能恢复绝缘状态，使系统正常工作。

7.1.4 进线端保护

所谓进线端保护是指临近变电站1~2km一段线路上的加强型防雷保护措施。当线路无避雷线时，这段线路必须架设避雷线；当沿线路全长架设避雷线时，则这段线路应有更高的耐雷水平，以减少进线端内绕击和反击的概率。

7.2 变电所的接地装置

电器设备的某部分与大地之间作良好的电气连接，成为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。连接接地体与设备、装置接地不分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与基地提合成接地装置。由若干接地体，在大地中相互接地线连接起来的一个整体，称为接地网。

当电气设备发生接地故障时，电流就会通过接地体向大地作半球形散开。这一电流，称为接地电流。

接地的方式主要分为：工作接地、保护接地、防雷接地三类。

7.3 本变电所的接地设计

7.3.1.接地体的选择

设当地土壤电阻率

，动土层深度为1.5m。接地体材料选用钢管直径为

D=50mm,管体长度L=5m，管壁厚度为d=3.5mm，各接地体之间用40mm×4mm的矩形扁钢的焊接成接地装置，将各接地体之间的距离设计为3m。图9-1所示为环形接地装置。

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