变电站电力系统网络的设计与分析

李佳俊 黄文展

摘 要：本文针对某工业区附近新建的一座220kV降压变电站进行了相关设备选型和继电保护设计和整定计算，其中对于变压器的相间后备保护采用的不带低电压启动的过电流保护，但是通过计算后发现其灵敏度系数不满足要求，从而改进为低压启动的过电流保护，在进行了电流和电压继电器的灵敏度分析后，发现能够满足灵敏度的要求。

关键词：相间后备保护;低电压启动;过电流保护;灵敏度系数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.135

0 引言

自从19世纪以来，直流电和交流电被研究成功，推动了电力系统的蓬勃发展，也促使了国家科技水平和社会经济的发展[1]。

本文对变电站进行了相关设备选型和继电保护设计和整定计算。对于变压器的选型考虑了必须承担一、二级负荷的容量和最大负荷同时系数，互感器的选型考虑了一次侧的额定电流、电压和热、固稳定性。变压器继电保护的主保护建议采用带有制动特性的差动保护，而相間后备保护是采用的低压启动的过电流保护，在进行了电流和电压继电器的灵敏度分析后，发现能够满足灵敏度的要求。

1 系统基础数据

假设某降压变电站的系统参数如图1所示，对该变压站中的变压器进行继电保护设计与整定计算，其中一二级负荷的占比70%，最大负荷同时系数为0.9。

2 相关器件的选择和系统参数计算

2.1 变压器选择

首先在满足用电负荷的供电要求，再考虑负荷的发展，对变压器的选择要留有一定的余量（容量增加15%），所以选择容量最接近144.9MVA的两台的变压器，容量为150MVA的（SFS9-150000/200），高/中/低容量为100/100/50的变压器。

2.2 电流互感器的选择

首先要保证其一次侧电压与电流的大小要不低于线路上流过的电流和母线电压，同时还要对其电动效应和热效应进行检验，当满足以上两个条件时，最后选择如下规格的电流互感器。

2.3 系统参数计算

通过计算得知，220kV侧电流互感器二次侧的额定电流值最大，于是选取220kV侧为基本侧。同时，该系统在计算纵差动保护时由于灵敏度太低，不能保证其在最小短路电流时灵敏动作，所以考虑采用带有制动特性的差动保护[2]，因为该继电器的动作电流整定是根据变压器外部故障时所产生的短路电流的大小，然后进行自动调整的。系统中各参数的计算值如表2所示。

4 总结

本文对于某降压变电站的系统进行了设计和分析，对于变压器和互感器的选择充分考虑了其合理性和适用性。变压器在选择时不仅考虑了自身系统负荷的情况，而且还对于未来工厂负荷的发展留有了一定的余量;互感器的选择既考虑了一次侧电压电流的大小，又对其电动效应和热效应进行了检验。在变电站和发电厂中，变压器这一元器件是十分贵重的，在很多情况下是宁愿将其退出运行也不慌让变压器在故障情况下运行的，所以对于变压器的保护就显得尤为的重要。在本文中对于变压器的保护考虑了主保护设置为带有制动特性的差动保护，而相间后备的保护则是采用的低压启动的过电流保护。

参考文献：

[1]董朝阳，赵俊华，文福拴，薛禹胜.从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架[J].电力系统自动化，2014，38（15）：1-11.

[2]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].中国电力出版社，1991.

[3]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社，2010.