35kV變電所二次接線及繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)

1、大理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35kv變電所二次接線及繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 35 kv substation secondary wiring and the design of relay protection學(xué) 院： 工程學(xué)院 姓 名： 項(xiàng)目組成員： 指導(dǎo)教師 ： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年級(jí)（班級(jí)）： 電氣工程及其自動(dòng)化一班 起止日期 ： 2012年9月2013年5月 制表日期：2013年5月10日 摘要：電能是人民日常生產(chǎn)生活的主要能源和動(dòng)力，做好變電所設(shè)計(jì)對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、提高人的生活質(zhì)量都具有重要意義。供電首先要能滿足人類的生產(chǎn)和生活用電的需要，其次要供電安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合

2、理，并做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)根據(jù)變電所的負(fù)荷和供電情況，考慮變壓器和線路故障時(shí)應(yīng)用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)以保障供電的穩(wěn)定性，對(duì)線路和變壓器進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，選擇短路點(diǎn)，并根據(jù)保護(hù)配置和整定計(jì)算選擇縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)完成該變電所的二次接線設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：整定計(jì)算；短路電流；變壓器；過(guò)電流保護(hù)abstract ：electricity is a major energy and power of the people's daily life, completes the substation design for the development of industrial prod

3、uction is significant to improve people's quality of life the power supply first of all need to be able to meet the needs of human production and living power, secondly to supply safe, reliable power supply, advanced technology and reasonable economy, and make energy saving this design according

4、 to the load of substation and power supply conditions, considering the transformer and line fault when applying the appropriate protection to guarantee the stability of the power supply, the line and transformer parameter calculation and short-circuit point selection, and choose according to the pr

5、otection configuration and setting calculation of longitudinal differential protection compound voltage starting of over-current protection over-current protection to complete the design of substation secondary wiring. key words： setting calculation; short circuit current; transformer; over current

6、protection. 目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)4一、35kv變電所二次接線及繼電保護(hù)4二、設(shè)備參數(shù)4 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目要求5四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與資料5第二章 初步分析6一、基準(zhǔn)值的確定6二、各元件電抗標(biāo)幺值6第三章 變壓器1b、2b的保護(hù)配置和整定計(jì)算8一、變壓器1b、2b的保護(hù)配置81、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)82、瓦斯保護(hù)83、零序電流差動(dòng)保護(hù)84、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)85、過(guò)負(fù)荷保護(hù)86、零序電流電壓保護(hù)87、零序電流保護(hù)8二、變壓器1b、2b的保護(hù)整定計(jì)算91、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)92、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)103、過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定154、電流速斷保護(hù)15 5、過(guò)電流保護(hù)15第四章 35kv線路的保護(hù)

7、配置及整定計(jì)算16一、35kv線路的保護(hù)配置16 1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算162、過(guò)電流保護(hù)18參考資料20致 謝21 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)一 35kv變電所二次接線及繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)情況：35kv主變2臺(tái)，容量15000kva，35±2×2.5%/11kv，uk%=8，連接組別y，d11；主接線為高、低壓?jiǎn)文妇€分段；35kv出線4回，其中一回聯(lián)絡(luò)線1（20km）接至無(wú)限大系統(tǒng)；終端線2（25km）最大負(fù)荷電流280a接段；聯(lián)絡(luò)線3（15km，x*=0.25（0.33），終端線4（20km，最大負(fù)荷電流240a）接至段。10kv出線810回，長(zhǎng)度810km不等；二 設(shè)備

8、主要參數(shù)1 變壓器： 符號(hào)容量(mva)繞組型式額定電壓（kv）接線組別ud1b、2b15三相雙繞組35/11y，d1182 線路符號(hào)長(zhǎng)度(km)電壓(kv)阻抗(/km)最大負(fù)荷電流(a)l35120350.4l35225350.4280l35315350.4l35420350.4240l10110100.4l10210100.4l10310100.4l10410100.4l10510100.4l10610100.4l10710100.4l10810100.4三 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的要求：要求完成變電站二次接線和繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)，符合電力規(guī)程、規(guī)范和國(guó)家建設(shè)的方針、政策。四 畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與資料

9、1. 電壓互感器、電流互感器及測(cè)量?jī)x表的配置。斷路器的控制接線；2. 選擇主變、35kv線路（聯(lián)絡(luò)線、終端線）的保護(hù)并整定計(jì)算；3. 繪制主變、35kv線路的控制、保護(hù)接線圖，控制屏和保護(hù)屏的平面圖及端子圖；第二章 初步分析一、參數(shù)計(jì)算1 基準(zhǔn)值的確定sb100mva，各段電壓和電流基準(zhǔn)分別為：ub35 37 kv， ib35 1560aub10 10.5 kv， ib10 5499a2 各元件電抗標(biāo)么值（1） 系統(tǒng)：u* = =0.95；（2） 變壓器1b，2b：x1b*0. 53x2b*0. 53（3） 線路l351： xl31*x×0.4×15×0.584l

10、352： xl32*x×0.4×20×0.73l353： xl33*x×0.4×10×0.438l354： xl34*x×0.4×15×0.584l101l108： xl101108*x×0.4×10×3.63短路點(diǎn)的選擇： 短路點(diǎn)設(shè)在各母線上，以及10kv出線末端，共計(jì)10個(gè)短路點(diǎn) 第三章 變壓器1b、2b的保護(hù)配置和整定計(jì)算 第一節(jié) 變壓器1b、2b的保護(hù)配置1、 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 適用于6.3mva及以上的廠用變壓器，和并聯(lián)運(yùn)行的變壓器。1b，2b為并列運(yùn)行的15mva&g

11、t;6.3mva的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)。構(gòu)成：由bch-2助磁式差動(dòng)電流繼電器構(gòu)成。2、 瓦斯保護(hù) 適用于油浸式變壓器，它反應(yīng)油箱內(nèi)的故障。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。3、 零序電流差動(dòng)保護(hù) 當(dāng)縱聯(lián)保護(hù)對(duì)單相接地短路靈敏度不符合要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)此保護(hù)，提高單相接地短路時(shí)保護(hù)的靈敏度。4、 負(fù)荷電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù) 對(duì)63mva以下的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。5、 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 保護(hù)裝置能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)繞組的過(guò)負(fù)荷情況。必要時(shí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳匝或切除部分負(fù)荷。6

12、、 零序電壓電流保護(hù) 反應(yīng)變壓器單相接地的保護(hù)。適用于110kv以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)內(nèi)低壓側(cè)有電源、高壓側(cè)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器，用以反應(yīng)外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)外部接地短路引起的過(guò)電壓。7、 零序電流保護(hù) 適用于110kv及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)內(nèi)中性點(diǎn)直接接地的變壓器，用以反應(yīng)外部接地短路引起的過(guò)電流。反應(yīng)變壓器單相接地的保護(hù)。 第二節(jié) 變壓器1b、2b的保護(hù)整定計(jì)算一、 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（一）、各側(cè)外部短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大短路電流值如下圖：當(dāng)35kv側(cè)母線發(fā)生三相短路故障時(shí)，最大短路電流為 當(dāng)10.5kv側(cè)母線發(fā)生三相短路故障時(shí)，最大短路電流為（二）、計(jì)算被保護(hù)變

13、壓器各側(cè)的歸算至同一容量的一次額定電流，選擇保護(hù)用的變比，確定差動(dòng)保護(hù)中各臂的二次額定電流。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 計(jì)算用額定數(shù)據(jù)表：表4-1名稱變壓器各側(cè)數(shù)值額定電壓（kv）1035額定電流（a）電流互感器接線方式電流互感器標(biāo)準(zhǔn)變比電流互感器一次側(cè)電流a824.81二次額定電流（a）各側(cè)二次額定電流計(jì)算為 各側(cè)二次額定電流； 電流互感器接線系數(shù)。當(dāng)星形接線時(shí)=1；當(dāng)三角形接線時(shí)=；變壓器額定電流； 電流互感器變比。 因?yàn)?0kv側(cè)二次額定電流值最大，故取10kv側(cè)為基本側(cè)。（三）、差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流（1） 躲過(guò)空投時(shí)外部故障切除后的勵(lì)磁涌流 式中 可靠系數(shù)，采用1.3；變壓器額定電流。（2）按躲開(kāi)

14、10.5kv側(cè)外部短路時(shí)的最大不平衡電流來(lái)計(jì)算： 式中 可靠系數(shù)，采用1.3；非周期分量引起的誤差，采用1；電流互感器的同型系數(shù)，采用1；電流互感器的最大相對(duì)誤差，采用0.1；變壓器調(diào)壓引起的相對(duì)誤差，采用0.05；繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用0.05；最大外部短路電流。（3）按躲開(kāi)電流互感器二次回路斷線來(lái)計(jì)算：式中 正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流。在負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可用變壓器額定電流。取以上三者中最大者作為保護(hù)基本側(cè)的動(dòng)作電流整定值，=2867.8a（4）差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流a 繼電器的動(dòng)作安匝，采用60。差動(dòng)線圈匝數(shù)按下式計(jì)算 實(shí)際整定匝數(shù)選用 繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流

15、：保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作電流： (5)非基本側(cè)平衡線圈和工作線圈匝數(shù)的計(jì)算。t非基本側(cè)平衡線圈整定匝數(shù) t非基本側(cè)工作線圈匝數(shù) (6)整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差： 所以不必再計(jì)算（7）靈敏度校驗(yàn)在實(shí)際可能的最小運(yùn)行方式下，保護(hù)裝置的靈敏度不應(yīng)小于2。kjx變壓器星型側(cè)兩相短路的接線系數(shù)，取2。二、 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)對(duì)雙繞組變壓器，保護(hù)裝于低壓側(cè)，電流元件接于低壓側(cè)電流互感器上，電壓元件接于低壓母線電壓互感器上。當(dāng)電壓元件對(duì)高壓母線三繞組三相短路靈敏度不足時(shí)，可增加一個(gè)接于高壓母線電壓互感器相間上的低壓繼電器。（一）電流元件與低電壓元件的整定1、電流元件的動(dòng)作值-可靠系數(shù)，取1.2；

16、 返回系數(shù)，取0.85；變壓器低壓側(cè)額定電流 繼電器動(dòng)作電流： 2、動(dòng)作電壓的整定負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作電壓，躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓 =0.06×10.5=0.63 kv3、相間電壓繼電器的動(dòng)作電壓 =0.6×10.5=6.3 kv =6300/100=63 v4、 靈敏度的校驗(yàn)（1）電流元件的靈敏度（滿足要求）后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最小保護(hù)電流（2）負(fù)序電壓元件靈敏度的校驗(yàn)后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓（3）對(duì)相間電壓元件 三、 過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定 動(dòng)作電流 四、 電流速斷保護(hù)反應(yīng)與電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作，其保護(hù)范圍最好能達(dá)到本線

17、路全長(zhǎng)的100%。對(duì)無(wú)選擇性的速斷保護(hù)可用自動(dòng)重合閘糾正。五、 過(guò)電流保護(hù)其動(dòng)作電流按照躲開(kāi)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)裝置，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，能夠保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，以起到后備保護(hù)的作用。當(dāng)相鄰開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)作遠(yuǎn)后備，本線路保護(hù)拒動(dòng)時(shí)作近后備，其選擇性由時(shí)限保證，與相鄰線路最大時(shí)限配合加一個(gè)t。 第四章 35kv線路的保護(hù)配置及整定計(jì)算 第一節(jié)35kv線路的保護(hù)配置 一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算1、 按躲本線路末端母線故障整定當(dāng)本線路末端有多條出線或多臺(tái)變壓器時(shí)，按多本線路末端母線故障的最大故障電流整定，以保證相鄰下一級(jí)出線或變壓器故障時(shí)，不至越級(jí)動(dòng)作，其計(jì)算公式為在各

18、線路末端短路時(shí)的最大短路電流（阻抗圖如下）那么在線路351末端短路： 在線路352末端短路： 在線路353末端短路： 在線路354末端短路： 最小保護(hù)范圍：線路351： 線路352： 線路353： 線路354： 都符合最小保護(hù)范圍大于15%的要求。二、 過(guò)電流保護(hù)：1、 在線路352末端短路時(shí)靈敏度校驗(yàn) （滿足要求）2、 在線路354末端短路時(shí)靈敏度校驗(yàn) （滿足要求） 參考資料 1.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（1.2.3.冊(cè)） 上海人民出版社2.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算 水利電力出版社3.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理 華中理工大學(xué)出版社4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)程匯編 電力出版社 5.中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)水利水電出版社 6.工廠供電 化學(xué)工業(yè)出版社 7.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備 中國(guó)電力出版社 8.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)電力出版社 9.電力工程基礎(chǔ) 西安交通大學(xué)出版社 10.電力工程 華中科技大學(xué)出版社 11.發(fā)電廠電氣部分 重慶大學(xué)出版社 12.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)13.微機(jī)保護(hù)原理繼及