输电线路继电保护装置设计

Ⅰ 继电保护装置是由什么组成的

继电保护装置的简介
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当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。

继电保护装置的任务
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①、监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

②、反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

③、实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

继电保护装置的基本要求
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继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

A、动作选择性---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或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

B、动作速动性---指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

C、动作灵敏性---指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。

D、动作可靠性---指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

说明：继电保护的整定、校验应由上一级供电部门进行。（收费）

继电保护装置的基本原理
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继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。

②、继电保护装置的原理框图分析：

A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。

B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。

C、处理单元---接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。电流保护：速断---中间继电器动作，过电流——时间继电器动作。（延时过程）

D、执行单元---故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。

E、控制及操作电源---继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；交流电压一般为220伏，功率1KVA以上。

常用继电保护装置的类型
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①、电流保护：（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点）

A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。

B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。

过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。

C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定）

D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。（GL－型）

E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15％。另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。

②、电压保护：（按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护）

A、过电压保护---防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。（雷击、高电位侵入、事故过电压、操作过电压等）10KV开闭所端头、变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备、变压器；变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的。

B、欠电压保护---防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。

C、零序电压保护---为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中。零序电流互感器的一次侧为被保护线路（如电缆三根相线），铁芯套在电缆上，二次绕组接至电流继电器；电缆相线必须对地绝缘，电缆头的接地线也必须穿过零序电流互感器；原理：正常运行及相间短路时，一次侧零序电流为零（相量和），二次侧内有很小的不平衡电流。当线路发生单相接地时，接地零序电流反映到二次侧，并流入电流继电器，当达到或超过整定值时，动作并发出信号。（变压器零序电流互感器串接於零线端子出线铜排）

③、瓦斯保护：油浸式变压器内部发生故障时，短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解，并产生气体（瓦斯），利用气体压力或冲力使气体继电器动作。故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯，当故障严重时（重瓦斯）气体继电器触点动作，使断路器跳闸并发出报警信号。轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。

变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因，油中可能混入气体，积聚在气体继电器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，说明有气体），遇到此类情况可利用瓦斯继电器顶部的放气阀（螺丝拧开）放气，直至瓦斯继电器内充满油。考虑安全，最好在变压器停电时进行放气。容量在800KVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。

④差动保护：这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：

A、横联差动保护---常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。

B、纵联差动保护---一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护 。

⑤高频保护：这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。目前我国已建成的多条500KV的超高压输电线路就要求使用这种可行性、选择性、灵敏性和动作迅速的保护装置。高频保护分为相差高频保护；方向高频保护。

相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度。方向高频保护的基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。

⑥距离保护：这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路 故障点不同的阻抗值而整定的。

⑦平衡保护：这是一种作为高压并联电容器的保护装置。继电保护有较高的灵敏度，对于采用双星形接线的并联电容器组，采用这种保护较为适宜。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。

⑧负序及零序保护：这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故障时的主要保护装置。

⑨方向保护：这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切除故障点。

Ⅱ 10KV输电线路继电保护及自动装置的课程设计

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Ⅲ 继电保护装置

1、原理上：微机保护与传统保护在原理上并无本质差异，只是微机本身强大的计算能力和存储能力使得某些算法在微机上可以很容易的实现， 2、使用上：微机保护集成化的软硬件模式，使得微机保护装置的可靠性大大提高，因此在使用上也更加简便，基本上就是一个黑匣子。 3、通讯上：传统保护基本上没有通讯功能，而微机保护可以扩展出以太网、485等多种通讯接口，通信很方便。常规继电保护缺点:常规继电保护是采用继电器组合而成的,比如:过流继电器、时间继电器、中间继电器、等通过复杂的组合,来实现保护功能, 它的缺点: 1.占的空间大,安装不方便 2.采用的继电器触点多,大大降低了保护的灵敏度和可靠性 3.调试、检修复杂,一般要停电才能进行,影响正常生产 4.没有灵活性,当CT变比改动后,保护定值修改要在继电器上调节,有时候还要更换. 5.使用寿命太短,由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作. 6.继电器保护功能单一,要安装各种表计才能观察实时负荷 7.数据不能远方监控,无法实现远程控制 8.继电器自身不具备监控功能,当继电器线圈短路后,不到现场是不能发现的. 9.继电器保护是直接和电器设备连接的,中间没有光电隔离,容易遭受雷击. 10.常规保护已经逐渐淘汰,很多继电器已经停止生产. 11.维护复杂,故障后很难找到问题. 12.运行维护工作量大,运行成本比微机保护增加60%左右. 13.操作复杂、可靠性低,在以往的运行经验中发现很多事故的发生主要原因有两条:A人为原因:因为自动化水平低,操作复杂而造成事故发生.B继电保护设备性能水平低,二次设备不能有效的发现故障. 14.经济分析:常规保护从单套价来说比微机保护约便宜,但使用的电缆数量多、屏柜多、特别是装置寿命短、运行费用(管理费用、维护费用等)比微机保护高出60%,综合费用还是比微机保护多的. 微机保护优点: 1.微机保护是采用单片机原来,系统具备采集、监视、控制、自检查功能、通过一台设备可以发现:输电线路的故障,输电线路的负荷、自身的运行情况(当设备自身某种故障,微机保护通过自检功能,把故障进行呈现),采用计算机原理进行远程控制和监视. 2.由于微机保护采用各种电力逻辑运算来实现保护功能,所以只需要采集线路上的电流电压,这样大大简化了接线. 3.微机保护的保护出口、遥控出口、就地控制出口都是通过一组继电器动作的,所以非常可靠. 4.微机保护采用计算机控制功能,保护定值、保护功能、保护手段采用程序逻辑,这样可以随时修改保护参数,修改保护功能,不用重新调试. 5.微机保护还具备通讯功能,可以通过网络把用户所需要的各种数据传输到监控中心,进行集中调度. 6.微机保护采用光电隔离技术,把所有采集上来的电信号统一形成光信号,这样有强电流攻击时候,设备可以建立自身保护机制. 7.微机保护采用CPU进行数据处理,加大了数据处理速度. 8.微机保护的寿命长,由于设备在正常状态处于休眠状态,只有程序实时运行,各个元器件的寿命大大加长. 9.微机保护具备时钟同步功能,对于故障可以记录,采用故障录波的方式把故障记录下来,便于对故障的分析. 10.微机保护采用了多层印刷板和表面贴装技术,因而具有很高的可靠性和抗干扰能力. 11.易用性:中文用户界面标准化,易学、易用、易维护. 12.经济分析:微机保护从单套价来说比常规保护约贵些,但使用的电缆数量极少、屏柜少、特别是使用寿命长达25年、运行费用(管理费用、维护费用等)比常规保护降低60%,综合费用还是比常规保护少许多.

Ⅳ 什么是继电保护装置继电保护装置由哪几部分组成各部分的作用是什么

• 继电保护装置：

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。

• 继电保护装置组成：

继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。

• 作用：

1.测量部分是判断保护是否应该启动。

2.逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态,出现的顺序或他们的组合,使保护装置按一定的逻辑关系工作,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。

3.执行部分是根据逻辑元件传递的信号,最后完成保护装置所担负的任务。

(4)输电线路继电保护装置设计扩展阅读：

装置作用：

1.监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

2.反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3.实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

资料来自：继电保护装置

Ⅳ 10kv配电网线路的继电保护怎么配置

10kv配电网线路的保护，主要是：速断保护、延时速断保护、定时限过流保护、反时限过流保护、低电压保护、过电压保护、监控pt断线、重合闸。除此之外，还要考虑安装环境比如温度、电磁干扰，通讯方式，是否要联网，RS-485、以太网，通讯规约必须是公开的，有没有组网的可能性等等。

(5)输电线路继电保护装置设计扩展阅读：

基本要求

(1)保证线路架设质量，加强运行维护，提高对用户供电可靠性。

(2)要求电力线路的供电电压在允许的波动范围内，向用户提供质量合格的电压。

(3)在输电过程中，要减少线路损耗，提高输电效率，降低输电成本。

(4)架空线路由于长期置于露天运行，线路的各元件除受正常的电气负荷和机械荷载作用外，还受到风、雨、冰、雪、大气污染、雷电等自然和人为外破条件的作用，要求线路各元件应有足够的机械和电气强度。

参考资料：网络——电力线路

Ⅵ 继电保护装置有什么功能，能做那些试验

继电保护
protective
relay,power
system
protection
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护
。继电保护装置必须具备以下5项基本性能：①安全性。在不该动作时，不发生误动作。②可靠性。在该动作时，不发生拒动作。③快速性。能以最短时限将故障或异常消除。④选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。⑤灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足以上5
项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。
随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。此外，机、炉、电任一部分的故障均影响电能的安全生产，特别是大机组和大电力系统的相互影响和协调正成为电能安全生产的重大课题。因此，系统的继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑机、炉等设备的承变能力，机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术。

Ⅶ 电力系统继电保护的装置是根据什么选择的

根据保护装置所保护设备的种类，电压等级，电流大小，所希望的保护项目决定的。

电力系统的运行条件一般可用3组方程式描述，一组微分方程式用来描述系统元件及其控制的动态规律，两组代数方程式则分别构成电力系统正常运行的等式和不等式约束条件。

例如强调快速性时，有时会影响可靠性、选择性和灵敏性，强调选择性时又会影响快速性和灵敏性。 继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。

(7)输电线路继电保护装置设计扩展阅读：

继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分、逻辑部分、执行部分。

继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

Ⅷ 继电保护装置有哪些

这个问题问得有些片面了，不好回答，再问得具体一些就好了。
1、对于输电线路，有分相电流差动、零序电流差动、光纤距离保护、工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，三段式相间距离、接地距离、零序反时限方向过流保护等。
2、对于电抗器，有分相差动保护（主保护）、零序差动保护（主保护）、匝间短路保护（主保护）、过流保护（后备保护）、零序过流保护（后备保护）、过负荷保护（后备保护，只发告警信号），还有非电气量保护：如重瓦斯（跳闸）、轻瓦斯（瞬时发信号）、油箱压力释放（跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选）、油枕油位异常、油温升高、绕组温度过高等。
3、对于变压器，有纵联差动保护（主保护）、主变复合电压(方向)过流保护（后备保护）、主变零序电流保护、低压侧单相接地、主变过激磁保护等，其非电气量保护与电抗器的非电气量保护差不多。
4、对于母线，有母线差动保护、母联充电保护等。
5、对于断路器（开关），有断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护、自动重合闸等。
6、对于发电机，有发电机完全差动保护（纵差）（主保护）、发电机完全裂相横差保护（主保护）、发电机高灵敏单元件横差保护、发电机失磁保护、失步保护、误上电保护、启停机保护、过激磁保护、过电压保护、定子过负荷保护、转子表层负序过负荷保护、发电机100%定子接地保护（有注入式定子接地保护，还有基波零序电压+三次谐波零序电压构成的定子接地保护）、转子一点接地保护、发电机低压启动过电流保护、轴电流保护、逆功率保护、励磁系统故障保护等。
7、对于电动机，有过流保护、过热保护、频率异常保护等。

Ⅸ 220kV输电线路继电保护如何配置

过流保护，速断保护，差动保护， 低电压保护，过电压保护，不知道你是什么线路系统如果你们那边中性点是接地的或者是经过电阻接地的还需要零序保护， 谢谢~~

Ⅹ 220KV电网的继电保护 毕业设计

5.1主变压器保护
5.1.1 概述
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，而本次变电所设计的变电所是市区220kV降压变电所，如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，甚至影响到下一级降压变电所的供电可靠性。
变压器的故障可分为内部和外部两种故障。内部故障是指变压器油厢里面的各种故障，主要故障类型有：
1）各绕组之间发生的相间短路；
2）单相绕组部分线区之间发生的匝间短路；
3）单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地短路；
4）铁芯烧损。
变压器的外部故障类型有：
1）绝缘套管网络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路；
2）引出线之间发生的相间故障。
变压器的不正常运行情况主要有：
1）由于外部短路或过负荷而引起的过电流；
2）油箱漏油而造成的油面降低；
3）变压器中性点电压升高或由于外加电压过高而引起的过励磁。
为了防止变压器发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证 系统安全连续运行，故变压器应装设一系列的保护装置。
5.1.2变电所主变保护的配置
5.1.2.1主变压器的主保护
1）瓦斯保护
对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。如图5-1所示为瓦斯保护的原理接线图。
2) 差动保护
对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。

5.1.2.2主变压器的后备保护
为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。
而本次所设计的变电所，电源侧为220kV，主要负荷在110kV侧，即可装设两套过电流保护，一套装在中压侧110kV侧并装设方向元件，电源侧220kV侧装设一套，并设有两个时限 和 ，时限设定原侧为 ≥ ＋△t，用一台变压器切除三侧全部断路器。
5.1.2.3过负荷保护
变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。
5.1.2.4 变压器的零序过流保护
对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。
5.2限流电抗器的选择
为了选择10kV侧各配电装置，因短路电流过大，很难选择轻型设备，往往需要加大设备型号，这不仅增加投资，甚至会因断流容量不足而选不到合乎要求的电器，选择应采取限制短路电流，即在10kV侧需装设电抗器。一般按照额定电压、额定电流、电抗百分数、动稳定和热稳定来进行选择和检验。
5.2.1额定电压和额定电流的选择

、 — 电抗器的额定电压和额定电流
、 — 电网额定电压和电抗器的最大持续工作电流
5.2.2 电抗器百分数的选择
1）电抗器的电抗百分数按短路电流限制到一定数值的要求来选择，设要求短路电流限制到 ，则电源至短路点的总电抗标幺值为：
/ — 基准电流
—电源至电抗器前系统电抗标幺值
电抗器在其额定参数下的百分电抗

2）电压损失检验：普通电核器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的5%，即：
— 负荷功率因数角一般取0.8
3）母线残压检验，为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压不能低于电网额定值的60～70%
即：
5.2.3热稳定和动稳定的检验
热稳定和动稳定检验应满足下式:
≥
、 — 电抗器后短路冲击电流和稳态电流
、 — 电抗器的动稳定电流和短时热电流（t =1s）
5.3防雷及接地体设计
5.3.1 概述
电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能量产生振满和积聚而引起的内部过电压两种类型。按其产生原因，它们又可分为以下几类：

直击雷过电压
雷电过电压 感应雷过电压
侵入雷电流过电压
长线电容效应
工频过电压 不对称接地故障
甩负荷
消弧线圈线性谐振
过电压 暂时过电压 线性谐振
传递过电压

线路断线
谐振过电压 铁磁谐振
电磁式电压互感器饱和
参数谐振发电机同步或异步自励磁
开断电容器组过电压
操作电容负荷过电压 开断空载长线过电压
关合空载长线过电压
开断空载变压器过电压
操作过电压 操作电感负荷过电压 开断并联电抗器过电压
开断高压电动机过电压
角列过电压
间歇电弧过电压
5.3.2 防雷保护的设计
变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复并严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。
变电所的雷击害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。
对侵入波的防护主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。
避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。
避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。

5.3.2.1 避雷针的配置原则：
1)电压110kV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000Ω.cm的地区，宜装设独立的避雷针。
2)独立避雷针（线）宜装设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10Ω。
3)35kV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因为其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。
40)在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15米的要求。
5.3.2.2 避雷器的配置原则
1）配电装置的每组母线上均应装设避雷器。
2）旁路母线上是否应装设避雷器，应视当旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。
3）330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并应尽可能靠近设备本体。
4）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
5）三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。
6）110kV~220kV线路侧一般不装设避雷器。
5.3.3 接地装置的设计
接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置。
本变电所采用棒形和带形接地体联合组成的环形接地装置。接地装置应尽可能埋在地下，埋设深度一般为0.5~1米，围绕屋内外配电装置，主控楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互联接线不应少于两根干线。接地网的外像应闭合，外像各角做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距离的一半，在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。
5.3.4 主变压器中性点放电间隙保护
为了保护变压器中性点，尤其是不接地高压器中性点的绝缘，通常在变压器中性点上装设避雷器外，还需装设放电间隙，直接接地运行时零序电流保护起作用，动作保护接地变压器，避雷器作后备；变压器不接地时，放电间隙和零序过电压起保护作用，大气过电压时，线路避雷器动作，工作过电压时，间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低，无法与放电间隙无法配合，故选用阀型避雷器。
5.3.5变电所的防雷保护设计
由于本次所设计选择变压器为分级绝缘，即220kV中性点绝缘等级为110kV，110kV中性点绝缘等级为35kV，所以220kV中性点应与中性点绝缘等级相同的避雷器，故220kV中性点装设FZ－110，110中性点装设FZ－40避雷器。