35KV變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)(完整版)

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35kV 變電站設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 本次設(shè)計(jì)的變電站為一座 35kV 降壓變電站 以 10kV 給各農(nóng)網(wǎng)供電 距離 本變電站 15km 和 10km 處各有一個(gè)系統(tǒng)變電所 由這兩個(gè)變電所用 35kV 雙回架 空線路向待設(shè)計(jì)的變電站供電 在最大運(yùn)行方式下 待設(shè)計(jì)的變電站高壓母線 上的短路功率為 1500MVA 本變電站有 8 回 10kV 架空出線 每回架空線路的最大輸送功率為 1800kVA 其中 1 出線和 2 出線為 類負(fù)荷 其余為 類負(fù)荷及 類負(fù)荷 Tmax 4000h cos 0 85 環(huán)境條件 年最高溫度 42 年最低溫度 5 年平均氣溫 25 海拔高 度 150m 土質(zhì)為粘土 雷暴日數(shù)為 30 日 年 35KV 變電站設(shè)計(jì) 一 變電站負(fù)荷的計(jì)算及無(wú)功功率的補(bǔ)償 1 負(fù)荷計(jì)算的意義和目的 所謂負(fù)荷計(jì)算 其實(shí)就是計(jì)算在正常時(shí)通過設(shè)備和導(dǎo)線的最大電流 有了 這個(gè)才可以知道選擇多大截面的導(dǎo)線 設(shè)備 負(fù)荷計(jì)算是首要考慮的 要考慮 很多因素才能計(jì)算出較為準(zhǔn)確的數(shù)值 如果計(jì)算結(jié)果偏大 就會(huì)將大量的有色 金屬浪費(fèi) 增加制作的成本 如果計(jì)算結(jié)果偏小 就會(huì)使導(dǎo)線和設(shè)備運(yùn)行的時(shí) 候過載 影響設(shè)備的壽命 耗電也增大 會(huì)直接影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 設(shè)備選擇 2 1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x和計(jì)算 電磁感應(yīng)引用在許多的用電設(shè)備中 在能量轉(zhuǎn)換的過程中產(chǎn)生交變磁場(chǎng) 每個(gè)周期內(nèi)釋放 吸收的功率相等 這就是無(wú)功功率 在電力系統(tǒng)中無(wú)功功率 和有功功率都要平衡 有功功率 無(wú)功功率 視在功率之間相互關(guān)聯(lián) 2SPQ S 視在功率 kVA P 有功功率 kW Q 無(wú)功功率 kvar 由上述可知 有功功率穩(wěn)定的情況下 功率因數(shù) cos 越小則需要的無(wú)功 功率越大 如果無(wú)功功率不通過電容器提供則必須從該傳輸系統(tǒng)提供 以滿足 電力線和變壓器的容量需要增加的電力需求 這不僅增加了投資的供給 降低 了設(shè)備的利用率也將增加線路損耗 為此對(duì)電力的國(guó)家規(guī)定 無(wú)功功率平衡要 到位 用戶應(yīng)該提高用電功率因數(shù)的自然 設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 及時(shí)投 入與它的負(fù)載和電壓的基礎(chǔ)上變更或切斷 避免無(wú)功倒送回來 還為用戶提供 了功率因數(shù)應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 不然 電力部門可能會(huì)拒絕提供電力 所以無(wú) 功功率要提高功率因素 在節(jié)約能源和提高質(zhì)量具有非常重要的意義 無(wú)功補(bǔ) 償指的是 設(shè)備具有容性負(fù)載功率和情感力量負(fù)荷 并加入在同一電路 能量 的兩個(gè)負(fù)載之間的相互交換 無(wú)功補(bǔ)償裝置被廣泛采用在并聯(lián)電容器中 這種方法容易安裝并且施工周 期短 成本低易操作維護(hù) 2 2 提高功率因數(shù) P 有功功率 S1 補(bǔ)償前的視在功率 3 S2 補(bǔ)償后的視在功率 Q1 補(bǔ)償前的無(wú)功功率 Q2 補(bǔ)償后的無(wú)功功率 1 補(bǔ)償前的功率因數(shù)角 2 補(bǔ)償后的功率因數(shù)角 2 3 降低輸電線路及變壓器的損耗 功率損耗 P 23 PKWUCOS P 有功功率 kW U 額定電壓 kV R 線路總電阻 由此可見 當(dāng)功率因數(shù) cos 提高以后 線路中功率損耗大大下降 2 4 改善電壓質(zhì)量 電壓損失 U 3 LPRQXKV P 有功功率 KW Q 無(wú)功功率 Kvar U 額定電壓 KV R 線路總電阻 XL 線路感抗 當(dāng)線路中的無(wú)功功率 Q 減小則電壓損失 U 減小 2 5 提高設(shè)備出力 有功功率 P S cos 供電設(shè)備的視在功率 S 不變 功率因數(shù) cos 升 高 則設(shè)備的有功功率 P 增加到 P P 無(wú)功功率補(bǔ)償裝置容量 QC P3 tan tan 補(bǔ)償后總的視在負(fù)荷 S 30 P 302 Q30 QC 2 0 5 變壓器有功損耗 PT Pk 2 P0 式中 P 0 變壓器的空載損耗 P k 變壓器的短路損耗 4 變壓器的負(fù)荷率 S 30 SN 變壓器高壓側(cè)有功功率 P P30 PT 變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率 Q Q30 QT 補(bǔ)償后的有功功率 S P 2 Q2 0 5 1 4 在本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷計(jì)算 1 4 1 所要補(bǔ)償?shù)娜萘?按要求需要 8 回 10kV 架空線 每回架空線的最大輸送功率為 1800KVA 則總的負(fù)荷為 8 1800 14400KVA 設(shè)同時(shí)率 Kd 0 9 補(bǔ)償?shù)淖儔浩髑暗目側(cè)萘?為 14400 0 9 12960KVA 由于變電站的高壓側(cè)以大的功率因數(shù) cos 0 9 考慮 到該變壓器的無(wú)功功率損耗的有功損耗通常是 4 倍 所以變壓器后的低壓側(cè)功 率因數(shù)補(bǔ)償應(yīng)大于 0 9 0 95 這里更高 為從 0 85 低側(cè)功率因數(shù) cos 提高到 0 95 時(shí) 低壓側(cè)可以用下式來計(jì)算需要被安裝并聯(lián)電容器的容量 QC P3 tan tan 14400 0 85 tan arccos0 85 tan arccos0 95 14400 0 85 0 62 0 32 3572KVA 2 組 1800KVA 并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償 2 1800 3600KVA 無(wú)功補(bǔ)償后變壓器的容量為 S 30 P 302 Q30 QC 2 0 5 1287396140360758 1402 任何一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí) 應(yīng)滿足所有一級(jí)負(fù)荷 二級(jí)負(fù)荷的需要 要 在總的容量的 70 80 即 12872 乘以 0 7 等于 9010KVA 由上可得 要設(shè)計(jì)的變電站要選擇的主變壓器為 2 臺(tái) 容量為 10000KVA 本次設(shè)計(jì)選擇的型號(hào)為 SFL 10000 35 因?yàn)槟昶骄鶜鉁貫?25 度 需要修正 St 1 25 20 100 Snt 9500KVA 9500KVA 大于 9010KVA 所有選擇的變壓器能滿足要求 假設(shè)一級(jí)負(fù)荷 5 二級(jí)負(fù)荷為 6000KVA 即 St 為 9500KVA 大于 6000KVA 所以也能滿足要求 1 4 2 計(jì)算各出線回路的電流 在變電站低壓側(cè)有 8 回 10KV 架空出線 每回架空線的最大輸送功率為 2000KVA 即每一回的計(jì)算電流為 I S 1 732U 2000 1 732 10 5 35A 選擇 LGJ 35 型架空導(dǎo)線 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 變電站和 6 7 8 公里之間的距離 有一個(gè)系統(tǒng)的變電站 其是由兩個(gè)變電站供電到變電站進(jìn)行設(shè)計(jì) 因?yàn)檫@兩個(gè) 互為備份的電源 所以 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的變電站 當(dāng)電源變電站 該變電站到另 一個(gè)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài) 該變電站的計(jì)算電流偏高 有功功率損耗 0 015S 等于 12872 0 015 194KW 無(wú)功功率損耗 0 06S 等于 12872 0 06 772Kvar 則無(wú)功補(bǔ)償后高壓側(cè)的負(fù)荷為 12240 194 的和的平方再加上 3986 772 的 和的平方然后在開方 等于 13313KVA 則兩臺(tái)變壓器的結(jié)果為 I S 1 732 U 13313 1 732 37 207A 導(dǎo)線我選擇 LGJ 70 他的屋外載流量為 275A 二 主接線方案 2 1 變電所主接線的定義及組成 主接線指的是接受和分配電能的路線 在供應(yīng)和分配系統(tǒng) 電氣設(shè)備需要 在這些變電站按一定的要求連接來完成功率分配 以滿足運(yùn)行安全性 可靠性 和經(jīng)濟(jì)性 電氣設(shè)備 以滿足這些函數(shù)稱為主接線接線圖的變電站 變電站通常包含電源變壓器 接通和斷開電路的開關(guān)器件 斷路器 負(fù)荷 開關(guān) 隔離開關(guān)等 或者為了防止過電壓限制電流的設(shè)備 所述第一和接觸器 的輔助系統(tǒng) 總線 電纜 絕緣子等之間 與相應(yīng)的接線 電氣設(shè)備稱為它承 受的電能的生產(chǎn)和分配的直接函數(shù)的裝置 在運(yùn)營(yíng)安全和監(jiān)管要求下 變電站也需要有一個(gè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè) 控制和保 護(hù)的輔助設(shè)備 如以實(shí)現(xiàn)測(cè)量主接線的過電流保護(hù)裝置和監(jiān)控主接線設(shè)備 儀 器儀表上的主接線開關(guān)操作需要直流和交流電源 控制和信號(hào)設(shè)備 電纜等 這些設(shè)備被稱為二次設(shè)備 6 2 1 1 變電所在系統(tǒng)中的作用 電力系統(tǒng)樞紐變電站 匯聚了一批大型電力系統(tǒng)的交流電源 高電壓 大 容量 占有重要地位 重要的區(qū)域變電站 一般具有較高的電壓 220KV 及以上 在一些一般的配電變電站中鋒位置也比較重要 終端變電所和分支變電站 電 壓 35KV 大多數(shù)這些 例如變電站和更直接的權(quán)力給用戶 沒有任務(wù)的電力交換 2 1 3 系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料 1 出線的電壓等級(jí) 回路數(shù) 出線方向 每回路輸送容量和導(dǎo)線截面等 2 主變壓器的臺(tái)數(shù) 容量和形式 變壓器的主要參數(shù)及各種運(yùn)行方式下通 過變壓器的功率潮流 3 無(wú)功補(bǔ)償方式 形式 數(shù)量 容量和運(yùn)行方式的要求 4 系統(tǒng)的短路容量和換算的電抗值 5 系統(tǒng)內(nèi)過電壓數(shù)值及限制內(nèi)過電壓措施 6 可靠性的特殊要求 2 2 主接線選擇的基本要求 1 可靠性 設(shè)備的穩(wěn)定程度直接影響主接線的穩(wěn)定性 2 靈活性 主接線應(yīng)該在檢修時(shí)保證穩(wěn)定的供電 3 經(jīng)濟(jì)性 穩(wěn)定性和安全性都可靠的情況下 盡量節(jié)約資源 金錢 占地面積盡量減 少 2 3 本變電所主接線的設(shè)計(jì) 變電站35kV 降壓變電站 主要是電壓的電力系統(tǒng)發(fā)送從35kV 變電站的10kV 農(nóng)村電網(wǎng)使用 根據(jù)以上的變電站提供了依據(jù)和基本要求 變電站主變壓器出 線2回 兩回線路 連接類型是一個(gè)單一的線 gbc 35型手車式開關(guān)柜 10kV 側(cè)出線8回 主變壓器的線連接類型是一個(gè)單一的斷線 每段配有一組并聯(lián)電容 器 每個(gè)容量1800kvar 主接線的主接線圖 35KV 側(cè)兩回線路 是由兩個(gè)不同的系統(tǒng)對(duì)電力變電站 兩個(gè)電路互為備用 當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí) 另一回路供電 對(duì)10kV 側(cè)采用單母線 斷式 當(dāng)主變壓器 各側(cè)的故障 主變壓器中打開斷路器 然后通過接觸斷路器 在變壓器負(fù)載運(yùn) 7 行驅(qū)動(dòng)至少70 使變電站的負(fù)荷 兩級(jí)負(fù)荷供電可靠性的改進(jìn) 8 第三章 一次設(shè)備的選擇與檢驗(yàn) 3 1 短路計(jì)算的概念 3 2 本設(shè)計(jì)短路計(jì)算 在最大運(yùn)行方式時(shí) 變電站高壓側(cè)母線上的短路功率為 1000MVA 設(shè) Sd 100MVA Ud1 37KV Ud2 10 5KV X 0 4 歐 Km 3 2 1 當(dāng)由 6Km 處的變電所向本變電站供電時(shí) Xs Sd Sk 100 1000 0 1 取 Uj1 37KV 則 Ij1 KA 1 561KA3710 取 Uj2 10KV 則 Ij2 KA 5 77KA175 0364 0 2211 SLXj 1 MVASTNjKb 當(dāng)在高壓側(cè)短路時(shí) 275 01 0 11 LSX63 275 1I Y Y 10kV 35kV 9 KAIIjd 67 51 63 11 dsh 85 Ii 4 21 MVSj 6306 31 當(dāng)在低壓側(cè)短路時(shí) 5 7 5 0 X 416 2 I KAIjd 46 8 2 Idsh 75 12 Iis 5 14682 MVASj0 2 3 2 2 當(dāng)由 7 8Km 處的變電所向本變電站供電時(shí) 28 3718 4211 ULXj 當(dāng)在高壓側(cè)短路時(shí) 0 0 11 LS5 328 1 XI KAIjd 76 41 0 Idsh 95 11 Iis 2 2MVASj 30 1 當(dāng)在低壓側(cè)短路時(shí) 73 5 28 0 X4173 12I KAIjd 81 2 10 KAIIdsh 79 1085 1 22 is 2MVSIj 4 2 3 3 設(shè)備的選擇與檢驗(yàn) 3 3 1 電器設(shè)備選型的基本知識(shí) 設(shè)備的選擇是變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)備的正確選擇是電氣主接線 和配電設(shè)備達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件 在設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況 按 照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范 以確保安全和可靠 并積極采用新技術(shù)并節(jié)省投資 盡管所有的設(shè)備在電力系統(tǒng)和工作條件的作用是不同的 也是不同的選擇 方法 但它們的基本要求是一致的 設(shè)備需要穩(wěn)定的工作 必須按正常工作條 件選擇 并檢查動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和短路狀態(tài)的熱穩(wěn)定性 3 3 2 35KV 的高壓開關(guān)柜的選擇 根據(jù)之前的負(fù)荷計(jì)算與短路計(jì)算 從 35KV 段的母線到高壓側(cè) 1 號(hào)出線選擇 GBC 35 13 改 的高壓開關(guān)柜 GBC 35 13 的斷路器是 ZN23 35 它的額定電流為 1600A 開斷電流為 25A 動(dòng)穩(wěn)定開斷電流為的峰值為 63KA 熱穩(wěn)定電流為 25 4s KA 電路的額定電流 IN et 是按照在一定的周圍環(huán)境溫度 下 電器允許的電流 IN et 應(yīng)不小于該回路在各種合理的運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax 即 IN et Imax 本設(shè)計(jì)中最高溫度為 42 度 所以 42 度時(shí)能允許的電流量為 Ial IN et 1 1 8 42 40 1542A 由前面的負(fù)荷計(jì)算可知通過該回路的最大電流為 207A 即 Ial Imax 207A 3 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 這次設(shè)計(jì)中 I et 為 63KA 而 Ish 為 14 46KA 63KA 14 46KA 所以滿足要求 有效值 4 按熱穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)短路時(shí) 各個(gè)部件的溫度要低于允許值 即 It2t I 2ttima 由于 It 為 25KA I 為 5 67KA t 為 4s 設(shè) ttima 為 1 2s 則 252 4 5 672 1 2 滿足要求 符合要求 11 3 3 3 10KV 的低壓開關(guān)柜的選擇 8 回架空線每個(gè)回路通過的最大工作電流為 35A 所以總電流為 880A 當(dāng) 其中一臺(tái)變壓器維護(hù)時(shí) 工作電流在這個(gè)路段最大 達(dá)到了總電流的 70 還 有同時(shí)率的問題 則最大工作電流在該段的大小為 880 0 7 0 9 555A XGN2 10 24T 的開關(guān)柜內(nèi)置一個(gè)型號(hào)為 ZN28 10 的斷路器 額定電流為 2000A 開斷電流 31 5A 動(dòng)穩(wěn)定性開斷電流為的峰值為 80KA 熱穩(wěn)定電流為 31 5 4s KA 已知電網(wǎng)的電壓 UN為 10KV 所選的斷路器的額定電壓也是 10KV 滿足設(shè)計(jì)要求 1 設(shè)備的額定電流為 2000A 通過該斷路器的最大工作電流為 555A 滿足 設(shè)計(jì)要求 2 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 要滿足的穩(wěn)定條件是 i et ish 已知 iet為 80KA i sh為 21 57KA 所以滿足要求 3 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)的穩(wěn)定條件為 It2t I 2ttima 即 31 52 4 21 572 1 所以能滿足要求 3 3 4 高壓側(cè)母線的選擇 由前面的負(fù)荷計(jì)算和短路計(jì)算可知流過該母線的最大負(fù)荷電流為 207A 故 可以選擇 LMY 40 5 母線 1 按持續(xù)性工作電流選擇 要求 Ixu Ig Ixu 為對(duì)應(yīng)某個(gè)環(huán)境溫度與母線放置方式 長(zhǎng)時(shí)間容許的電流值 查表可 知 LMY 40 5 母線在 40 度時(shí)平放的載流量為 418A 大于該母線最大負(fù)荷電流 207A 所以滿足設(shè)計(jì) 2 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) S 59mm2tI2 3 25670 C 是導(dǎo)線材料及發(fā)熱溫度的相關(guān)系數(shù) 鋁母線材料 C 97 因?yàn)?40 5mm2 大于 59mm2 滿足要求 3 3 5 低壓側(cè)母線的選擇 最大負(fù)荷電流由之前負(fù)荷計(jì)算可得 35 8 0 9 792A 1 按經(jīng)濟(jì)密度選擇 S Ig Jn 792 1 15 689mm 2 2 按持續(xù)性工作電流選擇 Ixu 在 40 度時(shí)平放的載流量為 1210A 大于它的最大負(fù)荷電流 792A 所 12 以能滿足要求 1 按短路熱電流穩(wěn)定性校驗(yàn) S C 97 87mm2 滿足要求tI2 3 28460 2 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 三相短路電動(dòng)力 3 CF2 3 shial710 1 732 1057 276 295 4N 彎曲力矩計(jì)算 M 10 32 5Nm 3 CF10 49 W b2h 6 1 33 68 510 2 44 2 44M WM 56ap 70M alapC 所以能滿足要求 四 防雷與接地的設(shè)計(jì) 4 1 防雷的作用 雷電在任何時(shí)候都在活動(dòng) 是非常正常的自然現(xiàn)象 由于雷電發(fā)生閃電有 非常高的電場(chǎng)強(qiáng)度 但空氣的擊穿 放電電流大 雷電放電電流可以在地面上 的建筑物由直接沖擊而造成的設(shè)備 閃電可能沖擊地面上的人們 導(dǎo)致動(dòng)物死 亡 雷電流沿內(nèi)沿配電線路建設(shè)的金屬管道建設(shè) 為變電站和終端用戶設(shè)備的 建設(shè) 造成在變電站設(shè)備和用戶設(shè)備的損壞 雷電流會(huì)造成雷電過電壓 通過 電路與電力設(shè)備絕緣損壞引起的 使電源不能正常運(yùn)行 造成大面積停電 導(dǎo) 致巨額的經(jīng)濟(jì)損失 4 2 本變電所的防雷設(shè)計(jì) 保護(hù)采用 40m 高的避雷針 變電站被保護(hù)物的高度為 為 11m mxh 避雷針的防雷計(jì)算公式為 當(dāng) h 2 時(shí) h pxh xrxh 當(dāng) h 2 時(shí) 1 5h 2 p 避雷針的高度為 h 高度修正系數(shù)為 p 當(dāng) h 30m 時(shí) p 1 當(dāng) 30m5m 3m kSd 4 4 本變電所的接地計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中接地電阻阻值 R 要求小于 10 低壓設(shè)備要求不大于 4 選 出其中偏小的 土壤電阻率計(jì)算 1 50 44109 6 式中 為實(shí)測(cè)土壤電阻率 計(jì)算鋼管數(shù)量 采用公式直接求出 9CRny 式中 查表可知CR 4106 32 342910 6 3244C 假定管距 n 15 根 m5 7 l 代入得 根 若用 15 根 則接地電阻 8 C 9078n 9r 因?yàn)?所以滿足要求 4rR 五 繼電保護(hù)整定計(jì)算 5 1 繼電保護(hù)裝置的基本要求 繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性 選擇性 靈敏性和速動(dòng)性的要求 這四 性 之間緊密聯(lián)系 既矛盾又統(tǒng)一 選擇性 指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障 當(dāng)故障設(shè)備或線路本身 14 的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí) 才允許由相鄰設(shè)備保護(hù) 線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù) 來切除故障 上 下級(jí)電網(wǎng) 包括同級(jí) 繼電保護(hù)之間 的整定 應(yīng)遵循逐級(jí)配 合的原則 以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障 切斷系統(tǒng)中的故障部 分 而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電 速動(dòng)性 指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障 其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性 減輕故障 設(shè)備和線路的損壞程度 縮小故障波及范圍 提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng) 投入的效果 靈敏性 指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí) 保護(hù)裝置應(yīng)具有必 要的靈敏系數(shù) 規(guī)程中有具體規(guī)定 通過繼電保護(hù)的整定值來實(shí)現(xiàn) 整定值的 校驗(yàn)一般一年進(jìn)行一次 可靠性 指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作 在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí) 不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作 任何電力設(shè)備 線路 母線 變壓器等 都不允許 在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行 可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求 5 2 繼電保護(hù)的基本原理 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 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí) 應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速 準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令 使故障元件從電力系統(tǒng)中 斷開 以最大限度地減少對(duì)電力元件本身的損壞 降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的 影響 并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求 如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定等 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況 并根據(jù)不正常情況并發(fā)出信號(hào) 以便運(yùn) 行人員進(jìn)行及時(shí)處理 或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整 反應(yīng)不正常工作情況的繼電 保護(hù)裝置容許帶一定的延時(shí)動(dòng)作 5 3 變電站主要的一些保護(hù)方式 5 3 1 過電流保護(hù) 1 動(dòng)作電流計(jì)算 過電流保護(hù)的最小起動(dòng)電流必須按二個(gè)條件整定 一 必須躲過正常工作 15 電流的最大負(fù)荷電流 二 躲過外部故障切斷后各電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流 maxI 過電流保護(hù)裝置的一次側(cè)起動(dòng)電流可按下式計(jì)算 axIKIzqfkdz 上述中 可靠系數(shù) 返回系數(shù) f 電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)系數(shù) 取 3 zq maxIKIzqfkdz 電流繼電器的動(dòng)作電流為 iKIfjxzijxdzj 式中 接線系數(shù) jxK 電流互感器 i 2 過電流保護(hù)的靈敏系數(shù) 不接地系統(tǒng)運(yùn)行最小方式時(shí) 5 1 2 min2 dzlIK 5 3 2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 差動(dòng)保護(hù)是反映被保護(hù)元件兩側(cè)電流的相對(duì)值而啟動(dòng)的保護(hù)裝置 當(dāng)變壓 器繞組 兩側(cè)套管 引出線出現(xiàn)的短路故障都在這個(gè)范圍內(nèi) mwkTAetxmdqlIfI 不平衡電流dql 外界短路時(shí)的最大短路電流 mwkI 當(dāng)它們型號(hào)相同時(shí) 0 5 當(dāng)它們型號(hào)不同時(shí) 取 1 互感器的誤差 取最大值 10 ef 為了防止誤動(dòng)作 必須使差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流大于最大不平衡電流 需要 提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度 想辦法降低不平衡電流 5 4 本設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)計(jì)算 5 4 1 速斷計(jì)算 已知速斷保護(hù)裝置的本段動(dòng)作電流應(yīng)躲過本段末端的最大短路電流 3 maxI 即 AIIreop 371 6 51 3 max1 取 1 3 等于 5 67KA 由前面的短路計(jì)算知道 繼電器動(dòng)作電流為 IIOPTACMrop 14 92037 5 4031 1 電流速斷保護(hù)靈敏性用其保護(hù)范圍長(zhǎng)度來衡量 16 23 1max 1min sIOPphIpXEl 037 4 0 6Km m 合格 156 min in ABIpIpll 5 4 2 過電流計(jì)算 本段過電流的整定計(jì)算 由前面的負(fù)荷計(jì)算可知 AIL207max 保護(hù)裝置他的一次側(cè)動(dòng)作的電流 為 Iop1 Iop1 AILreS I 43820785 1max 繼電器的動(dòng)作電流為 IIopTAmrop 401 1 取過電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流為 6A 過電流保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)為 1 227 1 6807 5323 smK 所以能滿足要求 5 4 3 對(duì)于本變壓器采用差動(dòng)保護(hù) 1 確定基本側(cè) 變壓器一次額定電流 35KV 側(cè) 16530 AIYN 10KV 側(cè) dNTI 57103A 35KV 側(cè)計(jì)算電流互感器變比及選用變比 52865 YTNAdIk 選擇電流互感器標(biāo)準(zhǔn)變比 30 TAdk 10KV 側(cè)計(jì)算電流互感器變比及選用變比 17 57 dTNAYIK 所以選用標(biāo)準(zhǔn)變比為 600 5 的電流互感器 35KV 側(cè)電流二次連接電流 763 45 301 1 dTAYNKI 10KV 側(cè)電流二次連接電流 2I8 4 657 由上式可知 比較大的 10 5 側(cè)為基本側(cè) 2I1 2 差動(dòng)保護(hù)基本側(cè)的動(dòng)作電流的計(jì)算 在決定一次動(dòng)作電流時(shí)應(yīng)滿足下 列三個(gè)條件 躲過變壓器磁涌的條件 1 3570oprelTNdIkA 躲過電流互感器二次斷線不應(yīng)誤動(dòng)作的條件 AIkILrelOP 5 723 max1 躲過外部短路最大不平衡電流 3 2ax kserstrlunbrell IfUkII 1 3 1 8460 05 0 2199A 選擇上述條件計(jì)算值中取最大的作為基本側(cè)的一次動(dòng)作電流 即 取oplI 2199A 差動(dòng)繼電器基本側(cè)的動(dòng)作電流為 AKITAYcompro 3 185 60291 式中 為基本側(cè)的電流互感器變比與其接線系數(shù) co 5 5 本設(shè)計(jì) 10KV 側(cè)的繼電保護(hù) 從 10KV 側(cè)低壓母線引出的 8 回線路的繼電保護(hù) 第一為過電流保護(hù) 由前 面的負(fù)荷計(jì)算可知 則保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流 為 AIL10max Iop1KIreslop 235 2 1 繼電器的動(dòng)作電流為 AIKkIopTAcmrop 91 235 401 1