10kV变电站继电保护设计—课程设计论文
毕业设计---110 35 10KV降压变电所电气部分设计
110－35－10变电站设计摘要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。
然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。
一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。
出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级：高压侧电压为110kv,有二回线路；中压侧电压为35kv,有六回出线；其中有四回出线是双回路供电。
低压侧电压为10kv,有八回出线,其中有六回是双回路供电。
同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。
本设计选择选择两台SFSZL-31500/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。
使其更加贴合实际，更具现实意义。
关键字：变电站设计目录第一章电气主接线的设计 (6)1.1原始资料分析 (6)1.2主结线的设计 (6)1.3主变压器的选择 (11)1.4变电站运行方式的确定 (12)第二章短路电流计算 (13)第三章电气设备的选择 (14)3.1断路器的选择 (14)3.2隔离开关的选择 (15)3.3电流互感器的选择 (16)3.4电压互感器的选择 (16)3.5熔断器的选择 (17)3.6无功补偿装置 (18)3.7避雷器的选择 (18)第四章导体绝缘子套管电缆 (20)4.1母线导体选择 (20)4.2电缆选择 (21)4.3绝缘子选择 (21)4.4出线导体选择 (22)第五章配电装置 (23)第六章继电保护装置 (25)6.1变压器保护 (25)6.2母线保护 (26)6.3线路保护 (27)6.4自动装置 (27)第七章站用电系统 (29)第八章结束语 (31)第一章电气主接线的设计一、原始资料分析本设计的变电站为降压变电站,有三个电压等级：高压侧电压为110kv,有二回线路；中压侧电压为35kv,有六回出线；其中有四回出线是双回路供电。
论文 10kv变电所设计
原始资料（1）待设计的变电站为一发电厂升压站（2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组发电机型号：QFSN-200-2 U e=15750VCos =0.85 X g=14.13%P e=200MW（3）220KV，出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA，T max=200MW （4）当地最高温度41.7℃，最热月平均最高温度32.5℃，最低温度-18.6℃，最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3℃。
（5）厂用电率为8%，厂用电电压为6KV，发电机出口电压为15.75KV。
（6）本变电站地处8度地震区。
（7）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为0.054。
（8）设计电厂为一中型电厂，其容量为2×200 MW=400 MW，最大机组容量200 MW，向系统送电。
（9）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。
说明书主变压器的选择对于200MW及以上的的发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用。
对于中、小型发电厂应按下列原则选择：（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。
（2）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。
在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求；在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上的最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。
发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：（1）按发电机的额定容量和扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。
（2）相数的选择：主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器。
10KV变电所及其配电系统的设计 --优秀毕业论文
10KV变电所及低压配电系统的设计摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。
选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。
本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定等容。
关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统The Design Of 10KV Substation And Power DistributionSystemAbstract：The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.Keywords：substation；load；transmission system；power distribution system目录第1章绪论 (1)1.1工厂变配电所的设计 (1)1.1.1用户供电系统 (1)1.1.2工厂变配电所的设计原则 (1)1.2课题来源及设计背景 (2)1.2.1课题来源 (2)1.2.2设计背景 (2)第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (3)2.1变电站的负荷计算 (3)2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (3)2.1.2负荷计算 (3)2.2无功补偿的目的和方案 (5)2.3无功补偿的计算及设备选择 (6)第3章变电所变压器台数和容量的选择 (8)3.1变压器的选择原则 (8)3.3变压器台数的选择 (8)3.4变压器容量的选择 (9)第4章主接线方案的确定 (11)4.1主接线的基本要求 (11)4.1.1安全性 (11)4.1.2可靠性 (11)4.1.3灵活性 (11)4.1.4经济性 (11)4.2主接线的方案与分析 (11)4.3电气主接线的确定 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1短路电流及其计算 (14)5.2三相短路电流的计算 (14)第6章变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (18)6.1用电单位总计算负荷 (18)6.2高压进线的选择与校验 (18)6.2.1架空线的选择 (18)6.2.2电缆进线的选择 (18)6.3变电所一次设备的选择 (19)6.3.1高压断路器的选择 (19)6.3.2高压隔离开关的选择 (20)6.3.4电流互感器的选择 (22)6.3.5电压互感器的选择 (24)6.3.6高压开关柜的选择 (25)6.4低压出线的选择 (26)6.4.1低压母线桥的选择 (26)6.4.2低压母线的选择 (26)第7章变电所二次回路方案 (28)7.1继电保护的选择与整定 (28)7.1.1继电保护的选择要求 (28)7.1.2继电保护的装置选择与整定 (29)结论 (34)参考文献 (35)辞 (36)开题报告 (37)结题报告 (38)答辩报告 (39)第1章绪论1.1工厂变配电所的设计1.1.1用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
电力变压器继电保护设计(设计) 学位论文
电力变压器继电保护设计(设计) 学位论文无需修改。
正文电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件。
为了保证供电的可靠性和系统正常运行，必须根据其容量的大小、电压的高低和重要程度设置相应的继电保护装置。
本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置的配置原则和设计方案。
电力变压器的纵联差动保护是一种常见的继电保护装置。
其基本原理是将变压器的高压侧和低压侧的电流进行比较，当两侧电流差值超过设定值时，继电器动作，切断变压器的电源，从而保护变压器。
在配置纵联差动保护时，应根据变压器的容量和结构特点确定保护区域和保护范围，同时还要考虑保护装置的灵敏度和可靠性。
瓦斯保护是针对油浸式变压器的一种继电保护装置。
其原理是通过检测变压器油中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过设定值时，继电器动作，切断变压器的电源，从而避免变压器发生火灾或爆炸。
在配置瓦斯保护时，应根据变压器的容量和使用环境确定瓦斯浓度的警戒值和动作值，以保证保护装置的准确性和可靠性。
过电流保护是一种常见的继电保护装置，可以用于保护电力变压器和电力系统中其他设备。
其原理是通过检测电流的大小和时间，当电流超过设定值和时间时，继电器动作，切断电源，从而保护设备。
在配置过电流保护时，应根据设备的额定电流和使用环境确定保护装置的额定电流和动作时间，以保证保护装置的准确性和可靠性。
综上所述，电力变压器的继电保护装置是保障电力系统正常运行的重要组成部分，应根据变压器的特点和使用环境选择合适的保护装置，并合理配置，以保证电力系统的安全稳定运行。
1.概述本文将介绍电力变压器的基本概念、故障和不正常运行状态以及保护配置。
同时，本文还将详细介绍___电力变压器继电保护的设计。
1.1 变压器的基本概念变压器是电力系统中常见的一种电气设备，用于改变交流电的电压等级。
变压器的基本原理是利用电磁感应的原理，通过电磁感应作用将电压从一个电路传递到另一个电路中。
10kV输电线路电流电压保护设计-微机继电保护课程设计毕业论文
X x 工业大学微机继电保护课程设计（论文）题目：10kV输电线路电流电压保护设计院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计(论文)任务及评语③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。
3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）②章标题（小四号字、黑体、居左）③节标题（小四号字、宋体）④页码（小四号字、宋体、居右）6、正文格式①页边距：上，下，左3cm，右2.5cm，页眉，页脚，左侧装订；②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；③行距：20磅行距；④页码：底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。
②示例：（五号宋体）期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次.图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次.课程设计（论文）任务及评语续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要摘要也称内容提要，概括研究题目的主要内容、特点，文字要精练。
中文摘要一般不少于200关键词12个目录（仅供参考）第1章绪论 (1)第2章输电线路电流保护整定计算 (2)2.1 电流Ι段整定计算 (2)2.1.1 动作电流的整定 (2)2.1.2 灵敏度校验 (2)2.1.3 动作时间的整定 (2)2.2 电流Ⅱ段整定计算 (3)电流Ⅲ段整定计算 (3)第3章硬件电路设计 (4)第4章软件设计 (5)第5章实验验证及分析第6章课程设计总结参考文献第1章绪论结合设计概括发展技术本设计的总体思路第2章输电线路电流保护整定计算文字叙述本章主要内容及工作（各级别的标题样式参照下文样式！！）2.1 电流Ι段整定计算动作电流的整定灵敏度校验动作时间的整定图的标注样式5号黑体下空1行2.2 电流Ⅱ段整定计算表的样式Ⅲ段整定计算第3章硬件电路设计第4章软件设计第5章实验验证及分析第6章课程设计总结对所设计内容、方法、取得的效果、问题的解决方案等方面作技术方面的总结。
某kv变电所继电保护课程设计方案
1前言:1.1变电站继电保护的发展变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂有用户的中间环节，起着变换和分配作用。
电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
继电保护发展现状，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
随着系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。
国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
继电保护的未来发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
微机保护技术的发展趋势：（1）高速数据处理芯片的应用（2）微机保护的网络化（3）保护、控制、测量、信号、数据通信一体化（4）继电保护的智能化。
1.2继电保护装置的基本要求继电保护及自动装置属于二次部分了，它对系统的安全稳定运行起阗至关重要的作用。
对继电保护装置的基本要求有四点：（1）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。
（2）灵敏性：反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。
（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。
（4）可靠性：在该动作时，不发生拒动作。
选择继电保护方案时，除设置需满足以上4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。
1.3继电保护基本原理和保护装置的组成继电保护装置要求能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地，有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可*性，最大限度地保证向用户安全连接供电。
10kv中心变电站电气部分设计毕业论文
10kv中心变电站电气部分设计毕业论文目录Abstract ······················错误！未定义书签。
目录······························- 1 - 1.绪论······························- 3 -1.1设计的背景························- 3 -1.2国内外研究综述······················- 3 -2 电气主接线设计·························- 5 -2.1电气主接线的基本形式···················- 5 -2.1.1单母线接线·····················- 5 -2.1.2单母线分段接线···················- 6 -2.1.3单母线分段带旁路母线················- 7 -2.1.4双母线接线·····················- 7 -2.1.5双母线分段接线···················- 8 -2.1.6桥型接线······················- 8 -2.2电气主接线的选择·····················- 9 -2.2.1 10kv电气主接线··················- 9 -2.2.2 110kv电气主接线·················- 10 -3 主变压器的选择························- 12 -3.1负荷计算························- 12 -3.2主变压器型式的选择···················- 13 -3.2.1主变压器台数的选择················- 13 -3.2.2主变压器容量的选择················- 13 -4 短路电流计算·························- 14 -4.1短路计算的目的·····················- 14 -4.2 短路计算过程······················- 15 -5 备用电源自动投入装置·····················- 16 -5.1备用电源自动投入装置作用················- 16 -5.2 适用情况以及优点····················- 16 -5.3 BZT的工作过程及要求··················- 17 -6 电气设备的选择························- 19 -6.1 选择设备的一般原则和基本要求··············- 19 -t的确定···················- 20 -6.2假想时间ima6.3高压断路器的选择····················- 21 -6.3.1 断路器选择的具体技术条件·············- 21 -6.3.2 断路器选择及校验·················- 22 -6.4.1 隔离开关选择的具体技术条件············- 25 -6.4.2 隔离开关选择计算·················- 25 -6.5 电流互感器选择·····················- 28 -6.5.1 电流互感器的选择技术条件·············- 28 -6.5.2 电流互感器选择及校验···············- 30 -6.6 电压互感器选择计算···················- 31 -6.6.1 电压互感器选择技术条件··············- 31 -6.6.2 电压互感器选择··················- 32 -6.7 10kV母线的选择·····················- 33 -7 主变压器继电保护的整定计算及配置···············- 35 -7.1 主变压器保护配置····················- 35 -7.2 主变压器继电保护整定··················- 35 -8 防雷接地···························- 39 -8.1 避雷器的选择······················- 39 -8.1.1 避雷器的配置原则·················- 39 -8.1.2 避雷器选择技术条件················- 39 -8.1.3 避雷器的选择和校验················- 41 -8.2 防雷和接地设计计算···················- 42 - 致谢·····························- 46 - 附录······························- 46 -1.绪论1.1设计的背景电力工业是国民经济的的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转化为供人们直接使用的电能产业。
10KV单侧电源三段式继电保护设计
电气综合课程设计题目：10KV单侧电源三段式继电保护设计院（系）：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：~~~~~~~~~学号：指导教师：2014年01 月03日目录摘要 --------------------------------------------- 2 前言 --------------------------------------------- 3 一、10KV单侧电源三段式继电保护设计--------------- 4（一）10KV单侧电源三段式继电保护设计课题 ------ 4 （二）10KV单侧电源三段式保护系统概况说明 ------ 4 （三）10KV单侧电源三段式保护设计原理 ---------- 5 （四）10KV单侧电源三段式保护计算 -------------- 6二、结论 ----------------------------------------- 8三、结束语 --------------------------------------- 9四、参考文献 ------------------------------------ 10五、附录 ---------------------------------------- 11摘要电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
在单侧电源辐射形网络中采用阶段式电流保护，它由无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护组成，可根据实际情况采用两段式或三段式。
无时限电流速断保护、限时电流速断保护共同构成电流的主保护，定时限过电流保护是本线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护。
设计首先是对保护原理进行分析，保护的整定计算及灵敏性效验。
设计内容包括原理分析、保护整定计算和灵敏性校验。
前言电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换为电能的同一系统。
浅论10kV供电系统的继电保护的设计方案
浅析10KV变电所继电保护
浅析10KV变电所继电保护摘要：在我国的配电网中，10kV配电网属中压配电网，直接面对工矿企业和城市居民等广大用户的供电需要，确保用户供电，10kV配电网所处的地方十分重要。
在配电工程中，能否保证电力施工的质量是一个重要条件，就10kV变电站的继电保护等问题进行了探讨。
关键：10KV变电所继电保护Abstract: the distribution network in China, 10 kV power distribution network of medium voltage distribution network, directly to industrial and mining enterprises and urban residents of the masses of users and power supply needs, to ensure that the user power supply, 10 kV power distribution network in place is very important. In the distribution of project, can guarantee the quality of electric power construction is an important condition, 10 kV transformer substation of relay protection are discussed in this paper.Key: 10 KV substation relay protection前言随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的开展，社会对电量的需求也快速提高。
对10KV变电站的电力能源输送和配备明显也在提高。
变电站的电力工程，是一个综合化考虑的重要的工程，要选择合理的配置方案，严格控制施工过程，最终实现电力输送的最大化。
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10kV变电站继电保护设计—课程设计论文110/10kV变电站继电保护课程设计姓名:学号:系部:专业班级:指导教师:完成日期:目录1 设计目的- 1 -2 设计内容- 1 -2.1 继电保护的分类- 1 -2.2 继电保护的基本要求- 1 -2.3 设计方案的要求- 2 -3 设计步骤- 2 -3.1 电力变压器故障及不正常运行状态- 2 -3.2 电力变压器继电保护的配置原则- 2 -3.3 设计选用的继电保护装置- 3 -3.3.1 变压器的差动保护 - 3 -3.3.2 变压器的瓦斯保护- 5 -3.3.3 变压器的后备过电流流保护 - 7 -3.3.4 变压器的过负荷保护- 9 -3.3.5 变压器的零序电流保护- 9 -3.3.6 变压器的温度保护- 10 -4 各保护装置的整定计算- 11 -4.1变压器纵差保护整定计算及其校验 - 11 -4.1.1 差动继电器的选型- 11 -4.1.2 纵差动保护的整定计算- 12 -4.1.3 纵差动保护灵敏系数的校验 - 13 -4.2 变压器过电流保护的整定计算 - 14 -4.2.1 DL-21CE型电流继电器 - 14 -4.2.2 过电流保护整定原则- 14 -4.2.3 过电流保护整定的动作时限 - 15 -4.2.4 保护装置的灵敏校验- 15 -4.2.5 过电流保护整定计算- 16 -4.3 过负荷保护的整定计算- 17 -4.3.1 DX-8E型信号继电器- 17 -4.3.2 过负荷保护整定计算- 17 -4.4 变压器一次侧零序过电流保护的整定计算- 18 - 4.4.1 DS-26E型时间继电器- 18 -4.4.2 零序电流的整定计算- 19 -5 心得体会- 21 -谢辞- 22 -参考文献- 23 -1 设计目的课程设计是本课程的重要实践环节,通过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、保护配置、整定计算、资料整理查询和电气绘图等方法,安排在理论教学结束后进行。
做好课程设计,对巩固所学知识,提高实际工作能力具有重要作用。
通过本课程设计,使学生掌握电力系统继电保护的设计内容、步骤、方法,熟悉常见电气保护设备,提高学生编写技术文件的能力,锻炼学生独立思考、运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。
2 设计内容2.1 继电保护的分类(1)按被保护的对象分类:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等;(2)按保护原理分类:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等;(3)按保护所反应故障类型分类:相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等;(4) 按继电保护装置的实现技术分类:机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等;(5)按保护所起的作用分类:主保护、后备保护、辅助保护等;主保护 :满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护;后备保护:主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。
又分为远后备保护和近后备保护两种;①远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护;②近后备保护:当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护;当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现后备保护;③辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
2.2 继电保护的基本要求继电保护技术上一般应满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性四个基本要求。
1可靠性;要求保护装置动作可靠,既不误动也不拒动。
宜选择最简单的保护方式,应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置,便于检测调试、整定和维护。
2选择性;首先由故障设备或线路本身的保护(本级保护)切除故障。
当本级保护拒动时,才允许由相邻元件保护(上一级保护)切除故障。
为保证选择性,相邻元件的动作电流和动作时间应相互配合。
3速动性; 保护装置应尽快地切除故障,以提高系统稳定性、减轻故障设备或线路的损坏程度、缩小故障波及范围。
4灵敏性;在设备或线路保护区内发生故障时,保护装置反应故障能力,保护装置应具有必要的灵敏系数。
各类短路保护的灵敏系数应不小于GB50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的要求。
2.3 设计方案的要求根据所给变电站的基本数据(如表2-1),并结合一次回路的数据,选择相应的继电保护装置。
表2-1 变电站基本数据序号容量(MVA) 电压等级kV 负荷类型负荷功率因数3 250 110/10 二类0.6,三类0.4 COSφ0.8给出各保护装置的控制回路图、保护回路图、测量回路图、信号回路图,了解各回路图的工作原理,结合一次回路数据对各保护装置进行整定计算。
3 设计步骤3.1 电力变压器故障及不正常运行状态电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一,它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性,以及电能质量起着决定性的作用,同时大容量电力变压器的造价也是十分昂贵。
针对电力变压器可能发生的故障和不正常的运行状态进行分析,然后重点研究应装设的继电保护装置,以及保护装置的整定计算。
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类,油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等。
变压器油箱内的故障十分危险,由于变压器内充满了变压器油,故障时的短路电流使变压器油急剧的分解气化,可能产生大量的可燃性气体(瓦斯),很容易引起油箱爆炸。
油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。
电力变压器不正常和运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流,负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低,以及过电压、过砺磁等。
3.2 电力变压器继电保护的配置原则针对电力变压器的故障类型及不正常运行状态,应对变压器装设相应的继电保护装置,其任务就是反映上述故障或异常运行状态,并通过断路器切除故障变压器,或发出信号告知运行人员采取措施消除异常运行状态。
同时,变压器保护还应能作相邻电气元件的后备保护。
故根据 DL400?1991《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定,电力变压器应装设如下保护。
1瓦斯保护为反映变压器油箱内部各种短路故障和油面降低,对于0.8 MV.A及以上的油浸式变压器和0.4 MV.A及以上的车间内油浸式变压器均应装设瓦斯保护。
2 纵联差动保护或电流速断保护为反映电力变压器引出线、套管及内部短路故障。
对于6.3 MV.A以下厂用工作变压器和并列运行的变压器,以及10MV.A以下厂用备用变压器和单独运行的变压器,当后备保护时限大于0.5s 时,应装设电流速断保护。
对于6.3 MV.A及以上的厂用工作变压器和并列运行的变压器,10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,以及2 MV.A及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器,应装设纵联差动保护以下简称差动保护。
对高压侧电压为330kV及以上的变压器,可装设双重差动保护。
对于发电机变压器组,当发电机与变压器之间有断路器时,发电机装设单独的差动保护。
当发电机与变压器之间没有断路器时,100MW及以下发电机与变压器组共用差动保护;100MW以上发电机,除发电机变压器组共用差动保护外,发电机还应单独装设差动保护;对200~300MW的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的差动保护,即采用双重快速保护。
3 过电流保护为反映外部相间短路引起的过电流并作为瓦斯保护和差动保护或电流速断保护的后备,应采用下列保护。
①过电流保护,一般用于降压变压器。
②复合电压起动的过电流保护,一般用于升压变压器及过电流保护灵敏性不满足要求的降压变压器。
③负序电流及单相式低电压起动的过电流保护,一般用于63MVA及以上大容量升压变压器和系统联络变压器。
④阻抗保护,对于升压变压器和系统联络变压器,当采用第②③的保护不能满足灵敏性和选择性要求时,可采用阻抗保护。
4 零序电流保护为变压器外部接地短路时零序电流设的保护。
5 过负荷保护为反映变压器对称过负荷引起的过电流。
对于400kV.A及以上的变压器,当数台并列运行或单独运行并作为其他符合的备用电源时,应根据过负荷的情况装设过负荷保护。
6 过励磁保护为反映变压器的过励磁引起的过电流。
对于高压侧为500kV的变压器的额定磁密近于饱和密度,频率降低或电压升高时容易引起变压器过励磁,导致铁心饱和,励磁电流剧增,铁心温度上升,严重过热会使变压器绝缘劣化,寿命降低,最终造成变压器损坏,故需装设过励磁保护。
7 其他保护对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障,应按现行变压器标准的要求,装设可作用于信号或动作于跳闸的保护,如温度保护等。
3.3 设计选用的继电保护装置3.3.1 变压器的差动保护变压器的纵联差动保护用来反映变压器绕组、引出线及套管上的各种短路保护故障,是变压器的主保护。
原理接线图如图3-1所示图3-1 变压器差动保护单相原理接线图纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电流的大小和相位的原理实现的。
为了实现这种比较,在变压器两侧各装设一组电流互感TA1、TA2,其二次侧按环流法连接,即若变压器两端的电流互感器一次侧的正极性端子均置于靠近母线的一侧,则将它们二次侧的同极性端子相连接,再将差动继电器的线圈按环流法接入,构成纵联差动保护。
变压器的纵差保护与输电线的纵联差动相似,工作原理相同,但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同,为了保证变压器纵差保护的正常运行,必须选择好适应变压器两侧电流互感器的变比和接线方式,保证变压器在正常运行和外部短路时两侧的二次电流不同。
其保护范围为两侧电流互感TA1、TA2之间的全部区域,包括变压器的高、低压绕组、套管及引出线等。
从3-1可见,正常运行和外部短路时,流过差动继电器的电流为IrI1+I2,在理想的情况下,其值等于零。
但实际上由于电流互感器特性、变比等因素,流过继电器的电流为不平稳电流。
变压器内部故障时,流入差动继电器的电流为IrI1+I2,即为短路点的短路电流。
当该电流大于KD的动作电流时,KD动作。
由于变压器各侧额定电压和额定电流不同,因此,为了保护其纵联差动保护正确动作,必须适当选择各侧电流互感器的变比,使得正常运行和外部短路时,差动回路内没有电流。
如图1中,应使3-1式3-1中nTA1??高压侧电流互感器的变比;nTA2??低压侧电流互感器的变比。
式(3-1)说明,要实现双绕组变压器的纵联差动保护,必须适当选择两侧电流互感器的变比。
因此,在变压器纵联差动保护中,要实现两侧电流的正确比较,必须先考虑变压器变比的影响。