1、精選優質文檔-傾情為你奉上變壓器繼電保護設計方案1.總降壓變電站主結線的確定1.1 主結線定義總降壓變電站的電氣主結線是由變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線及電纜等電氣設備，按一定順序連接組成的電路。1.2主結線基本要求對電氣主結線的基本要： 根據用電負荷的要求，保證供電的可靠性。 電氣主結線應具有一定的運用靈活性。 結線簡單，運行方便。 在保證安全可靠供電的基礎上，力求投資少，年運行費用低。1.3 主結線方案確定根據系統電源情況，供電電壓有兩個方案2。方案1：工作電源與備用電源均用35KV電壓，在這個方案中，工廠總降壓變電站采用橋式接線。方案2：工作電源采用35KV電壓，工廠總降壓變電站

2、選用一臺主變壓器，構成線路-變壓器單元結線，備用電源采用10KV電壓。1.4主結線特點為了保證一級負荷的正常供電，決定總降壓變電站采用單母線分段主結線方式。該主結線的主要特點如下：1. 總降壓變電站設一臺5000kV·A、35/10kV的降壓變壓器，變壓器與35kV架空線路結成線路變壓器組單元結線。在變壓器高壓側安裝少油式斷路器，以便于變電站的控制、運行和維修。2. 總降壓變電站的10kV側采用單母線分段接線，用10kV少油式斷路器將母線分成兩段。3. 主變壓器低壓側用少油式斷路器接到10kV母線的一個分段上； 10kV的備用線路也經少油式斷路器接到10kV母線的另一分段上。4. 各

3、車間的一級負荷都由兩段母線供電，以保證供電的可靠性。5. 根據規定，備用電源只有在主電源停止運行及主變壓器故障或檢修時才能投入。因此備用電源進線開關在正常時是斷開的，而10KV母線的分段斷路器在正常時是閉合的。6. 在10kV母線側，工作電源與備用電源之間設有備用電源自動投入裝置(APD），當工作電源因故障而斷開時，備用電源會立即投入。當主電源發生故障時，變電站的操作電源來自備用電源斷路器前的所用電變壓器。 2.短路電流的計算為了選擇高壓電氣設備，整定繼電保護，需要計算總降壓變電站的35KV側、10KV側母線以及廠區高壓配電線路末端(即車間變電站高壓側)的短路電流，但因工廠廠區不大，總降壓變電

4、站到總降壓最遠車間的距離不過數百米，因此10KV母線與10KV線路末端處的短路電流差別極小，故只計算主變壓器高、低電壓側母線兩點短路電流。短路電流按正常運行方式計算，計算電路如圖3所示。 圖3 短路電流的計算電路根據計算電路作出的計算短路電流的等值電路如圖4所示。圖4基本等值電路2.1 求各元件電抗,用標幺值計算設基準容量Sd=1000MVA基準電壓Ud1=37KV Ud2=10.5KV系統電抗X*t已知地區變電站110KV母線的短路容量：Sk=1918MVA可得:X*t=標幺值=實際值/基準值：X*t= =Sk* 又因為X*t=* ，得：=0.52地區變電站三繞組變壓器的高壓中壓繞組之間的電

5、抗標幺值：=35KV供電線路的電抗標幺值：LGJ-35型鋼芯鋁絞線幾何距離1時的電抗為0.359/Km2總降壓變電站的主變壓器電抗標幺值：=2.2 K1點三相短路電流計算:系統最大運行方式,等值電路如圖5。圖5系統最大運行方式的等值電路短路回路阻抗:=+=0.52+1.3=3.47按無限大系統計算,計算K1點三相短路電流標幺值為:=0.29可求的基準電流：=15.6 KA 從而求的K1點三相短路電流的有名值:I(3)K1=Id1×I(3)*k1=15.6×0.29=4.5 KA沖擊電流為:i(3)shk1=2.55I=2.55×4.5=11.48 KA K1點短路

6、容量為:=288.18 MVA系統最小運行方式等值電路圖6 圖6系統最小運行方式等值電路短路回路總阻抗:X*kmin=0.52+3.3+1.3=5.12三相短路電流標幺值:I*k1=0.195 其他計算結果見表2。表2 K1點三相短路電流計算結果項目計算公式系統最大運行方式4.54.511.48288.18系統最小運行方式3.053.057.78195.312.3 K2點三相短路電流計算(1) 系統最大運行方式下短路回路總阻抗：X*k2max=X*b+ +=0.52+3.3/2+1.3+14=17.74(2) 系統最小運行方式下短路回路總阻：X*k2min=0.52+3.3+1.3+14=19

7、.12基準電流:Id2= =55 KAK2點三相短路電流計算結果見下表3。表3 K2點三相短路電流計算結果項目計算公式系統最大運行方式3.23.28.1657.24系統最小運行方式2.872.877.3152.303. 電氣設備的選擇工廠總降壓變電站的各種高壓電氣設備，主要指610千伏以上的斷路器，隔離開關，負荷開關，熔斷器，互感器，電抗器，母線，電纜支持絕緣子及穿墻套管等。這些電氣各自的功能和特點不同，要求的運行條件和裝設環境也各不同，但也具有共同遵守的原則3。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常條件進行選擇，并且按斷路情況進行穩定檢驗。對于供電系統高壓電氣設備的選擇，除了根據正常運行條件下的

8、額度電壓、額度電流等選擇條件外，還應該按短路電流所產生的電動力效應及熱效應進行校驗。“按正常運行條件選擇，按短路條件進行校驗”，這是高壓電氣設備選擇的一般原則。3.1在選擇供電系統的高壓電氣設備時，應進行的選擇及校驗項目見表四1。表四 選擇電氣設備時應校驗的項目校驗項目設備名稱電壓/KV電流/A遮斷容量/MVA短路電流校驗動穩定熱穩定斷路器XXXXX負荷開關XXXXX隔離開關XXXX熔斷器XXX電流互感器XXXX電壓互感器X支柱絕緣子XX套管絕緣子XX母線XXX電纜XXX限流電抗器XXXX注：表中“X”表示選擇及校驗項目高壓電氣的熱穩定性校驗： 母線及電纜的熱穩定性校驗：斷路器、負載開關、隔離

9、開關及電抗器的力穩定計算： 電流互感器的力穩定計算： 母線的力穩定計算： 由于跨距在兩個以上，所以選擇：3.2 35KV側設備，設備名稱及型號見表58。表5 35KV側電氣設備設備 名稱計算數據高壓斷路器SW2-35/1000隔離開關GW2-35GD/600電壓互感器JDJJ-35電流互感器LCW-35避雷器FZ-35U = 35KV35KV35KV35KV35KV35KVI = 82.48A1000A600A150/5Ik（3）= 4.5KVSk = 288.18MVA1500MVAish = 11.48KV63.4KA50KA21.2KAI2ti = 4.52*0.34It2*t = 24

10、.82*4142*4”95.063.3 10KV側設備，設備名稱及型號見表68。表6 10KV側電氣設備（變壓器低壓側及備用電源進線） 設備名數據高壓斷路器隔離開關電流互感器隔離開關備注SN10-10/600GN8-10T/600LAF10-300/5GN6-10T/600采用GG-10高壓開關柜U = 10KV10KV10KV10KV10KVI =274.9A600A600A300/5A600Aish=8.16KV52KA52KA57KA52KAI2ti=3.22*0.34It2*t =20.2*4”202*5”(100*0.3)2*1”202*5”10KV側設備，設備名稱及型號見表78。表

11、7 10KV饋電線路設備設備名稱及型號計算數據高壓斷路器SN8-10隔離開關GN8-10電流互感器LDC-10/0.5-300/510KV10KV10KV600A400A300/533KA50KA200MVA3.4 10KV母線選擇1) 變壓器低壓側引出線選擇 主變壓器低壓側引出線按經濟電流密度選擇工作電流：Ica=Ica=274.94 A母線計算截面： Sec=305.49 mm2選用標準截面650的鋁母線允許電流740A大于工作電流274.94A，滿足要求熱穩定校驗： Smin=76.94<6*50 mm2 ,滿足要求動穩定校驗母線采用平放裝設:W =0.167bh2=0.167*0

12、.6*52=2.5 cm2 f =9.28*10-2 kg/cm母線最大允許跨度 已知： =700 kg/cm2 進線的絕緣子間距離取2米即可。絕緣子采用ZNA-10MM破壞負荷375公斤，滿足要求。2) 10KV母線選擇按發熱條件選用440鋁母線允許電流395A大于計算電流。按上述計算的熱穩定最小截面為76.94小于440滿足要求。動穩定校驗母線平放：=0.167bh2=0.1670.442=1.07 cm2根據前面計算：求得：GG-10高壓開關柜一般寬距1m,進線柜最寬為1.5m，以此上述檢驗滿足動穩定要求。由于采用標準高壓開關柜，故不必選擇母線支持絕緣子。4.繼電保護的選擇與整定4.1總

13、降壓變電站需設計以下繼電保護裝置（1） 主變壓器保護（2） 備用電源進線保護（3） 變電站10KV母線保護（4） 10KV饋電線路保護此外還需設置以下裝置：（1）備用電源自動投入裝置 （2）絕緣監察裝置4.2、主變壓器保護4.2.1根據規格5000KVA變壓器設下列保護：（1） 瓦斯保護：防御變壓器鐵殼部短路和油面降低。輕瓦斯動作與信號；重瓦斯作用于跳閘。（2） 電流速斷保護：防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。（3） 過電流保護：防御外部相間短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護。保護動作于跳閘。（4） 過負荷保護：防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載。按具體條件裝設

14、。4.2.2整定計算各個保護的具體整定計算如下：電流速斷保護速斷保護采用兩相不完全星形接法，動作電流應躲過系統最大運行方式時，變壓器二次側三相短路值5。即按公式計算：Iop1.qh=Kco*I（3）Kmax=1.3*3.2=4.16 KA歸算到35KV側：Iop1.qh=4160（）1190 A靈敏度按系統最小運行方式時保護裝置安裝處的兩相短路電流來校驗： Ks=I（2）klmin/Iop1.qh=2.232 ，滿足要求。過電流保護采用三個電流互感器接成全星形結線方式，以提高保護動作靈敏度，繼電器采用DJ11型保護動作電流按躲過變壓器一次側可能出現的最大負荷電流來整定5 Iop1=Iwl.ma

15、x=Kco*I30=1.2*82.48=549.33 A進入繼電器的電流：Iop=11.64 A動作時間與10KV母線保護配合，10KV饋電線的保護動作時間為0.5秒，母線保護動作時間為1秒，則變壓器過流保護動作時間為：t =1+0.5=1.5 s靈敏度按二次側母線發生兩相短路的條件來校驗： K（2）s=2.041.5 滿足要求。 附：三段式電流保護接線圖保護配置原理接線圖 課程設計體會通過這次課程設計，我對設計的方法有了一定的了解，基本掌握了設計的方法和步驟，掌握控制方案的設計要求，設備選擇的方法，以及其接線圖的繪制方法等。在這次設計中，我主要負責CAD原理圖紙的畫制，同時協助其他，在這次設

16、計中，我學到了如何運用專業知識聯系實際，加強了實踐，但在設計中遇到某些方面的知識空白點，只能翻書或求助，表明自己的知識功底還是有欠缺，將會在以后的時間里通過學習與實踐相結合的方法來彌補這方面的不足。課程設計是將專業知識進行綜合運用的訓練，訓練就會有困難，解決困難就是進步，每走一步我們都是在成長。首先是思考，遇到問題先思考“三思而后行”教會了我們這個道理，只有明白了其中的奧妙才能找到問題的本質；然后是方法，不管是什么問題都有很多的方法可以解決，但是什么方法才能事半功倍，這是我們應該尋求的；最后是認真，做任何事情都要認真仔細，即使找對了思路，有了好的方法，如果在實施過程中出現了差錯那就功虧一簣了。這三點都是重要的，少了一點將會舉步維艱，這是我在這次的設計中體會到的道理。不僅如此，本次課程設計還讓我的思維更加縝密，考慮問題更加全面，不至于顧頭不顧尾。總之，在這次設計中，在鞏固已有知識的基礎上，也學到了很到新的東西，而且對以往的知識有了更新、更深刻的認識。我相信這次設計將會對我以后的工作和生活有著很大的