某35kV變電所主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、成都電子機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)校課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：某35kV變電所主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 供用電技術(shù) 班級(jí)學(xué)號(hào)： 10261 04 學(xué)生姓名： 尹榮超 指導(dǎo)教師： 張祥軍 2012 年 12 月 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)適用專(zhuān)業(yè)：供用電技術(shù) 指導(dǎo)教師：張祥軍一、設(shè)計(jì)題目：某35kV變電所主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、原始數(shù)據(jù)（1）電壓等級(jí)35/10kV（2）系統(tǒng)參數(shù)：有甲、乙兩個(gè)變電所提供電源，均采用單回路電源供電，距離待設(shè)計(jì)變電所分別為15km和10km，采用LGJ-50架空導(dǎo)線(xiàn)供電，短路容量分別為200MVA和250MVA。甲、乙兩個(gè)變電所提供電源的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限均為2.0s

2、。（3）負(fù)荷情況35kV出線(xiàn)共2回，所接負(fù)荷為化工廠。10kV出線(xiàn)共5回，其中3回架空出線(xiàn)，每回輸電容量為1200kW，2回電纜線(xiàn)路，每回輸電容量為1700kW，以一、二級(jí)負(fù)荷為主，負(fù)荷線(xiàn)路長(zhǎng)度為10km。（4）變電所主接線(xiàn)形式35kV單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，10kV單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。主變壓器兩臺(tái)S9-6300/35kV，Y，d11接線(xiàn)變壓器。（5）運(yùn)行方式：以?xún)蓚€(gè)電源全投入運(yùn)行，負(fù)荷全投，母線(xiàn)分段斷路器合閘運(yùn)行為最大運(yùn)行方式；以乙電源停運(yùn)，電纜停運(yùn)，分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行為最小運(yùn)行方式。三、設(shè)計(jì)提綱1. 繼電保護(hù)的概述2. 估算計(jì)算負(fù)荷電流3. 短路電流及其計(jì)算（包括最大、最小運(yùn)行方式）4. 變壓器的故障

3、類(lèi)型和不正常運(yùn)行狀態(tài)5. 電力變壓器繼電保護(hù)方案確定 6. 定時(shí)限過(guò)流保護(hù)（包括：原理接線(xiàn)圖、整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)、電流互感器變比選擇、繼電器選擇）7. 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)（包括：原理接線(xiàn)圖、整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)、電流互感器變比選擇、差動(dòng)繼電器選擇）8. 以上保護(hù)原理接線(xiàn)全圖 （A3號(hào)圖紙1張）四、要求（1）必須獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。（2）在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，并通過(guò)驗(yàn)收檢查。五、答疑及驗(yàn)收時(shí)間為每周的周一、三、五上午10:0011：30，地點(diǎn)暫定在1107教室；最后一天逐一驗(yàn)收（帶上自己設(shè)計(jì)草稿）。六、設(shè)計(jì)報(bào)告（1）內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提綱全部?jī)?nèi)容；（2）要求文字部分必須機(jī)打，原理接線(xiàn)圖必須用電氣C

4、AD繪制，課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)采用A4紙，格式參考教材格式，左裝訂。（3）時(shí)間由學(xué)習(xí)委員在19周周二收齊，上交指導(dǎo)老師。建電及供用電教研室2012年12月20日第一章 繼電保護(hù)的概述11.1繼電保護(hù)的概述11.2保護(hù)裝置的作用11.3繼電保護(hù)的基本原理21.4對(duì)保護(hù)裝置的要求3第二章 本系統(tǒng)故障分析32.1系統(tǒng)線(xiàn)路主要的故障32.2電力變壓器的故障32.3變壓器的不正常情況42.4 10KV線(xiàn)路繼電保護(hù)裝置42.4.1 單回出線(xiàn)保護(hù)4雙回路出線(xiàn)保護(hù)42.5 主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置4主保護(hù)4后備保護(hù)52.5.3 異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)52.6 變電所的自動(dòng)裝置5瞬時(shí)故障的繼電保護(hù)52.6.2

5、提高供電可靠性52.6.3 保證系統(tǒng)電能質(zhì)量52.7本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置原理概述62.7.1 10KV線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)62.7.2 變壓器瓦斯保護(hù)62.7.3 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)6第三章 短路電流計(jì)算73.1 系統(tǒng)電路圖7第四章 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇104.2縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)11原理圖如圖所示11計(jì)算Ie及電流互感器變比114.2.3 確定基本側(cè)動(dòng)作電流12確定基本側(cè)差動(dòng)線(xiàn)圈的匝數(shù)和繼電器的動(dòng)作電流13靈敏度的校驗(yàn)13初步確定短路線(xiàn)圈的抽頭144.3定時(shí)限過(guò)流保護(hù)計(jì)算14第五章 各種繼電器的選擇155.1電流繼電器的選擇155.2時(shí)間繼電器的選擇165.3中間繼電器的選擇165.4信號(hào)繼電

6、器的選擇165.5電流互感器的選擇16第六章 設(shè)計(jì)總圖17第七章 總結(jié)17參 考 文 獻(xiàn)17某35kV變電所主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)第一章 繼電保護(hù)的概述1.1繼電保護(hù)的概述繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)量部分(和定值調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分。繼電保護(hù)及自動(dòng)化是1.2保護(hù)裝置的作用在企業(yè)供配電系統(tǒng)中，無(wú)論是系統(tǒng)還是設(shè)備有時(shí)都會(huì)出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)。因此，在供配電系

7、統(tǒng)中一旦發(fā)生短路故障，必須盡快的將故障元器件切離電源。還應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除對(duì)系統(tǒng)或用電設(shè)備有危害的不正常工作狀態(tài)，從而保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行。 保護(hù)裝置是能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種故障和不正常工作狀態(tài)，并能根據(jù)工作性質(zhì)準(zhǔn)確切除故障和將不正常工作狀態(tài)通過(guò)信號(hào)裝置報(bào)警的一種自動(dòng)裝置。1） 當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，并借助斷路器自動(dòng)的，快速的，有選擇性的將故障元件迅速的從供電系統(tǒng)中切除，避免事故的擴(kuò)大，保證其他電氣設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行。2） 當(dāng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便引起運(yùn)行人員的注意并及時(shí)處理。3） 保護(hù)裝置還可以和供電系統(tǒng)的其他自動(dòng)裝置，如備用電源自動(dòng)投入裝置，自動(dòng)重合閘裝置等

8、配合，大大的縮短了短路故障停電時(shí)間，及時(shí)恢復(fù)正常供電，從而提高了供電系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性。1.3繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線(xiàn)路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。故障后，工頻電氣量變化的主要特征及可以構(gòu)成的保護(hù) （1）電流增大，構(gòu)成電流保護(hù)。（2）電壓降低，構(gòu)成低電壓保護(hù)。（3）電流與電壓之間的相位角改變 ，構(gòu)成功率方向保護(hù)。（4）測(cè)量阻抗發(fā)生變化，構(gòu)成距離保護(hù)。（5）故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化 ，構(gòu)成差動(dòng)保護(hù) 。（6）不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量，構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù)

9、 。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)根據(jù)被保護(hù)對(duì)象不同，分為發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的繼電保護(hù)和輸電線(xiàn)路的繼電保護(hù)。前者是指發(fā)電機(jī)、變壓器、母線(xiàn)和電動(dòng)機(jī)等元件的繼電保護(hù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為元件保護(hù)；后者是指電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)中輸電線(xiàn)路的繼電保護(hù)，簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)路保護(hù)。 按作用的不同繼電保護(hù)又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)。主保護(hù)是指被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障時(shí)，能滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求的、有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線(xiàn)路故障的保護(hù)。后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，用以將故障切除的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)兩種。遠(yuǎn)后備是指主保護(hù)或斷路器拒絕時(shí)，由相鄰元件的保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)的后備；近后備是指當(dāng)主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，

10、由本元件的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備，當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 繼電保護(hù)裝置需有操作電源供給保護(hù)回路，斷路器跳、合閘及信號(hào)等二次回路。按操作電源性質(zhì)的不同，可以分為直流操作電源和交流操作電源。通常在發(fā)電廠和變電所中繼電保護(hù)的操作電源是由蓄電池直流系統(tǒng)供電，因蓄電池是一種獨(dú)立電源，最大的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，但缺點(diǎn)是投資較大、維護(hù)麻煩。交流操作電源的優(yōu)點(diǎn)是投資少、維護(hù)簡(jiǎn)便，但缺點(diǎn)是可靠性差。因此，交流操作電源的繼電保護(hù)適合于小型變電所使用。 1.4對(duì)保護(hù)裝置的要求1） 選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只讓離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障元件，保證其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，2） 快速性

11、：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，快速切除故障可以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的破壞程度，盡快回復(fù)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3） 可靠性：保護(hù)裝置必須經(jīng)常處于準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦在本保護(hù)區(qū)發(fā)生短路故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，它都不該拒絕動(dòng)作或誤動(dòng)作，而必須可靠動(dòng)作。4） 靈敏性：保護(hù)裝置對(duì)其在本保護(hù)區(qū)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，無(wú)論其位置如何，程度輕重，均有足夠的反應(yīng)能力，保證動(dòng)作。各種保護(hù)裝置的靈敏性用“靈敏度”來(lái)衡量。第二章 本系統(tǒng)故障分析2.1系統(tǒng)線(xiàn)路主要的故障本設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線(xiàn)路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線(xiàn)路來(lái)講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。2.2電力變壓器的故障分為外

12、部故障和內(nèi)部故障兩類(lèi)。1)變壓器的外部故障常見(jiàn)的是高低壓套管及引線(xiàn)故障，它可能引起變壓器出線(xiàn)端的相間短路或引出線(xiàn)碰接外殼。2)變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。2.3變壓器的不正常情況變壓器的不正常運(yùn)行過(guò)負(fù)荷、由于外部短路引起的過(guò)電流、油溫上升及不允許的油面下降。2.4 10KV線(xiàn)路繼電保護(hù)裝置根據(jù)線(xiàn)路的故障類(lèi)型，按不同的出線(xiàn)回路數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下：2.4.1 單回出線(xiàn)保護(hù)采用兩段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0S跳閘。雙回路出線(xiàn)保護(hù)采用平行雙回線(xiàn)路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)加電流保護(hù)。其中橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。電流保護(hù)作

13、為橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。2.5 主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運(yùn)行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)如下：主保護(hù)瓦斯保護(hù)（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線(xiàn)的相間短路）。后備保護(hù)過(guò)電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過(guò)負(fù)荷而引起的過(guò)電流）。2.5.3 異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)溫度保護(hù)（以檢測(cè)變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流的70%來(lái)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過(guò)高）

14、。2.6 變電所的自動(dòng)裝置瞬時(shí)故障的繼電保護(hù)針對(duì)架空線(xiàn)路的故障多系雷擊、鳥(niǎo)害、樹(shù)枝或其它飛行物等引起的瞬時(shí)性短路，其特點(diǎn)是當(dāng)線(xiàn)路斷路器跳閘而電壓消失后，隨著電弧的熄滅，短路即自行消除。若運(yùn)行人員試行強(qiáng)送，隨可以恢復(fù)供電，但速度較慢，用戶(hù)的大多設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）已停運(yùn)，這樣就干擾破壞了設(shè)備的正常工作，因此本設(shè)計(jì)在10KV各出線(xiàn)上設(shè)置三相自動(dòng)重合閘裝置（CHZ），即當(dāng)線(xiàn)路斷路器因事故跳閘后，立即使線(xiàn)路斷路器自動(dòng)再次重合閘，以減少因線(xiàn)路瞬時(shí)性短路故障停電所造成的損失。2.6.2 提高供電可靠性針對(duì)變電所負(fù)荷性質(zhì)，縮短備用電源的切換時(shí)間，提高供電的不間斷性，保證人身設(shè)備的安全等，本設(shè)計(jì)在35KV母聯(lián)斷路器

15、（DL1）及10KV母聯(lián)斷路器（DL8）處裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）。2.6.3 保證系統(tǒng)電能質(zhì)量頻率是電能質(zhì)量的基本指標(biāo)之一,正常情況下,系統(tǒng)的頻率應(yīng)保持在50Hz，運(yùn)行頻率和它的額定值見(jiàn)允許差值限制在0.5Hz內(nèi)，頻率降低會(huì)導(dǎo)致用電企業(yè)的機(jī)械生長(zhǎng)率下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低，更為嚴(yán)重的是給電力系統(tǒng)工作帶來(lái)危害，而有功功率的缺額會(huì)導(dǎo)致頻率的降低，因此，為保證系統(tǒng)頻率恒定和重要用戶(hù)的生產(chǎn)穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)10KV出線(xiàn)設(shè)置自動(dòng)頻率減負(fù)荷裝置（ZPJH），按用戶(hù)負(fù)荷的重要性順序切除。2.7本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置原理概述2.7.1 10KV線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù) 是利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來(lái)鑒別線(xiàn)路發(fā)生了

16、短路故障，其動(dòng)作的選擇性由過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來(lái)保證，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線(xiàn)方式，選用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來(lái)切除電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，其保護(hù)范圍為本線(xiàn)路全部和下段線(xiàn)路的一部分。2.7.2 變壓器瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來(lái)判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱(chēng)為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油

17、箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱(chēng)為重瓦斯保護(hù)。2.7.3 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過(guò)繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過(guò)。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線(xiàn)方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在

18、不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問(wèn)題，方法有：·靠整定值躲過(guò)不平衡電流·采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。·采用二次諧波制動(dòng)。·采用間歇角原理。·采用速飽和變流器。本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力。第三章 短路電流計(jì)算3.1 系統(tǒng)電路圖如圖所示 基準(zhǔn)參數(shù)的選定： Sd=100MVA UC1=37KV Uc2=10.5KV Id1=Sd/UC1=100/*37=1.56KA Id2=Sd/UC2 =100/*10.5=5.5KA阻抗計(jì)算：系統(tǒng)： X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.

19、4線(xiàn)路： X3=X0LSd/UC12=0.4*15*100/372=0.438 X4=X0LSd/UC12=0.4*10*100/372=0.292變壓器T1,T2: X5=X6=Uk%Sd/(SN100)=0.075*100/6.3=1.19短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下：1)甲系統(tǒng)投入時(shí)： 繪制等效電路如圖所示，圖上標(biāo)出各元器件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)如下所示XK-1=X1+X3=0.5+0.438=0.938IK-1(3)=Id1/XK-1=1.56/0.938=1.66KAIsh=2.55IK-1(3)=2.55*1.66=4.23KAXK-2=X1+X3+ X5/X6=0

20、.938+1.19/2=1.533IK-2(3)=Id2/XK-2=5.5/1.533=3.58KA10KV側(cè)短路時(shí)，折算到35KV側(cè)的三相短路電流:Ik21max=Id1/XK-2=1.56/1.533=1.017KA2)乙系統(tǒng)投入時(shí)：繪制等效電路如圖所示，圖上標(biāo)出各元器件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)如下所示XK-1=X1+X4=0.4+0.292=0.692IK-1(3)=Id1/XK-1=1.56/0.692=2.25KAIsh=2.55IK-1(3)=2.55*2.25=5.75KAXK-2=X1+X4+ X5/X6=0.692+1.19/2=1.287IK-2(3)=Id2/

21、XK-2=5.5/1.287=4.27KA10KV側(cè)短路時(shí)，折算到35KV側(cè)的三相短路電流:Ik21max=Id1/XK-2=1.56/1.287=1.21KA運(yùn)用疊加定理求最大運(yùn)行方式下的短路電流 K-1： IK3=1.66+2.25=3.91KA K-2： IK3=3.58+4.27=7.85KA10KV側(cè)短路，歸算到35KV側(cè)最大三相短路電流為Ik21max=1.21+1.017=2.23KA最小運(yùn)行方式下:以乙電源停運(yùn)，電纜停運(yùn)，分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行為最小運(yùn)行方式。 繪制等效電路如圖所示，圖上標(biāo)出各元器件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)如下所示 X7=X1+X3=0.5+0.438=

22、0.938 X11= X7+X5=0.938+1.19=2.12835KV上的短路電流: Ik1min=Id1/X7=1.56/0.938=1.663KA10KV上的短路電流： Ik2min=Id2/X11=5.5/2.128=2.584KA折算到35KV側(cè)： Ik21min=Id1/X11=1.56/2.218=0.733KA第四章 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇4.1瓦斯保護(hù) 輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按氣體容積為250-300cm2整定，本設(shè)計(jì)采用280 cm2。重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.6-1.5 cm2整定本，本設(shè)計(jì)采用0.9 cm2。瓦斯繼電器選用FJ3-80型。4.2縱

23、聯(lián)差動(dòng)保護(hù)選用BCH-2型差動(dòng)繼電器。原理圖如圖所示計(jì)算Ie及電流互感器變比列表如下：名 稱(chēng)各側(cè)數(shù)據(jù)Y（35KV）（10KV）額定電流I1e=S/ UN=103.9AI2E=S/ UN=346.4A變壓器接線(xiàn)方式Y(jié)CT接線(xiàn)方式Y(jié)CT計(jì)算變比I1e/5=180/5I2e/5=346.4/5實(shí)選CT變比n200/5400/5實(shí)際額定電流I1e/5=4.50AI2e/5=4.33A不平衡電流Ibp4.50-4.33=0.17A確定基本側(cè)基本側(cè)非基本側(cè)4.2.3 確定基本側(cè)動(dòng)作電流1） 躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流:IOPKrelIbpIOP=Krel(10%Kst+U+fN)Ik21maxKrel

24、可靠系數(shù)，采用1.3;Kst非同期分量引起的誤差，兩側(cè)電流互感器型號(hào)相同時(shí)取0.5，不同時(shí)取1；U變壓器調(diào)壓時(shí)所產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計(jì)取0.05；fN繼電器整定匝書(shū)數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，暫無(wú)法求出，先采用中間值0.05。IOP=1.3*（0.5*0.1+0.05+0.05）*2.23=0.4348KV=434.8A2) 躲過(guò)變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流IOP=KrelI1e=1.3*103.9=135.1A3) 躲過(guò)電流互改器二次回路短線(xiàn)時(shí)的最大負(fù)荷電流Ilmax =(1.5-3)I30=2*103.9=207.8AIOP=KrelIlmax

25、 = 1.3*207.8=270.14綜上：IOP=579.8A確定基本側(cè)差動(dòng)線(xiàn)圈的匝數(shù)和繼電器的動(dòng)作電流1) 差動(dòng)繼電器基本側(cè)（35KV側(cè)）的二次動(dòng)作電流IOP。KD=IOPKCON/KTA=434.8*1/(200/5)=10.86A KCON基本側(cè)電流互感器接線(xiàn)系數(shù)，取1。2） 基本側(cè)繼電器差動(dòng)線(xiàn)圈匝數(shù)Nop.cal=AN0/IOP。KD=60/10.86=5.5匝AN0為繼電器動(dòng)作安匝，應(yīng)采用實(shí)際值，本設(shè)計(jì)中采用額定值，取得60安匝。選用實(shí)用整定匝數(shù)為Nop.。Set=6匝。為平衡得更精確,可將基本側(cè)平衡線(xiàn)圈Nb1作為動(dòng)作匝數(shù)的一部分，基本側(cè)工作線(xiàn)圈的匝數(shù)Nop.。Set等于差動(dòng)線(xiàn)圈N

26、d.set和平衡線(xiàn)圈Nb1。Set之和，選取差動(dòng)線(xiàn)圈Nd.與平衡線(xiàn)圈Nb1的整定匝數(shù)Nd.set=5匝，Nb1。Set=1匝。即：Nop.。Set=Nd.set+Nb1。Set根據(jù)選取的基本側(cè)工作線(xiàn)圈匝數(shù)，算出繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流和一次動(dòng)作電流分別為IOP。KD=AN0/Nop.。Set=60/6=10AIOP=KIOP。KDKTA/KCON=200/5*10=400A3) 確定非基本側(cè)平衡線(xiàn)圈Nb2的計(jì)算匝數(shù)Nb2。Cal=I2N/I1N(Nb1+Nd.set)-Nd.set=4.5/4.33(1+5)-5=1.24匝故，取平衡線(xiàn)圈實(shí)際匝數(shù)Nb2。Set=1fN=(Nb2。Cal-Nb2。S

27、et)/(Nb2。Cal+Nd.set)=(1.24-1)/(1.24+5)=0.038因|fN|0.05,取法合適，不需重新計(jì)算。靈敏度的校驗(yàn)以最小運(yùn)行方式下10KV側(cè)兩相短路反映到電源側(cè)35KV側(cè)進(jìn)行校驗(yàn)Ikmin.KD(2)=/2( Ik21min/KTA)=1.5*733/40=27.49A電源側(cè)BCH-2繼電器的動(dòng)作電流IOP。KD=AN0/(Nb2。Set+Nd.set)=60/6=10AKsn=Ikmin.KD(2)/IOP。KD=27.49/10=2.749>2所以滿(mǎn)足要求初步確定短路線(xiàn)圈的抽頭根據(jù)前面對(duì)BCH-2差動(dòng)繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵(lì)磁涌流較

28、大，故選用較大匝數(shù)的“C-C”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號(hào)、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過(guò)變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。4.3定時(shí)限過(guò)流保護(hù)計(jì)算原理圖如圖所示：1)整定原則：線(xiàn)路的最大工作電流應(yīng)該小于保護(hù)裝置的返回電流，即：IrelIlmaxIlmax=(1.5-3)I30=2*103.9=207.8A保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流IOP1=Krel/Kre*Ilmax=1.2*207.8/0.85=293.36AKrel取1.2，Kre取0.85。繼電器的動(dòng)作電流IOP。KA=KW/KiIOP1=1*293.36/40=7.33AKW取1，Ki取200/5。整定為7.5A，選定

29、為DL-21C/10型繼電器。IOP1=Ki/KW*IOP。KA=40*7.5=300A2） 動(dòng)作時(shí)限的整定時(shí)限整定原則：應(yīng)比變壓器二次母線(xiàn)出線(xiàn)定時(shí)限過(guò)流最大的時(shí)限大一個(gè)時(shí)限階段(t=0.5S)t=0.5St=t1+t由題意可知，甲乙兩個(gè)變電所提供電源的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限均為2S；又考慮到輸電線(xiàn)路需要裝設(shè)保護(hù)裝置，故需要為輸電線(xiàn)路預(yù)留0.5S的時(shí)間余量，t1=2-0.5-0.5=1S整定為1S，整合為范圍在0.2-1.5S的DS型時(shí)間繼電器。3） 靈敏度校驗(yàn)KP=Ikmax2)/IOP1=(所以滿(mǎn)足要求4.4 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：其動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流來(lái)整定。動(dòng)作帶延時(shí)作用于信號(hào)。Idz=KkIe1/Kf=1.05×103.9/0.85=128.4(A)IdzJ= Idz/n=128.4/40=3.21(A)延時(shí)時(shí)限取10s，以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)。當(dāng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)起動(dòng)后，在達(dá)到時(shí)限后仍未返回，則動(dòng)作ZDJH裝置。4.5 冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)：Idz=0.7Iel=0.7×103.9=72.74(A) IdzJ=Idz/nl=72.74/40=1.82