35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定
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遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定 學(xué)習(xí)中心： 內(nèi)蒙古學(xué)習(xí)中心 學(xué) 號： 090F31143003 姓 名： 楊永龍 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 郝秋濤 2016 年 9 月 9 日 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見表 學(xué)生姓名： 楊永龍 學(xué)號： 090F31143003 專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 選題合理，寫作規(guī)范，有一定參考意義 指導(dǎo)教師結(jié)論： 合格 （合格、不合格） 指導(dǎo)教師 姓名 郝秋濤 所在單位 指導(dǎo)時(shí)間 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： 楊永龍 學(xué)號： 090F31143003 專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定 評閱意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 楊永龍同學(xué)的《35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定》一文，觀點(diǎn)明確；內(nèi)容充實(shí)；選題及內(nèi)容有一定的理論性；論證較為嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性較強(qiáng)；文章結(jié)構(gòu)完整，層次清楚，語言流暢，格式較規(guī)范。 繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，而整定值是保證保護(hù)裝置正確動(dòng)作的關(guān)鍵。本文結(jié)合給定35kV電網(wǎng)的接線及參數(shù)，根據(jù)電網(wǎng)繼電保護(hù)配置與整定原則，制定了全網(wǎng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配置方案，對線路保護(hù)、終端變壓器保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，通過校驗(yàn)，符合靈敏度要求。 不足之處在于缺少原創(chuàng)性的工作，望完善。 修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱成績 （百分制）： 85 評閱結(jié)論： 同意答辯 （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯） 評閱人姓名 馬釗 所在單位 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 評閱時(shí)間 2016.10.20 論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文《35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定》是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。 本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）：楊永龍 日期：2016年9月 9 日 2 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，而整定值是保證保護(hù)裝置正確動(dòng)作的關(guān)鍵。本文結(jié)合給定35kV電網(wǎng)的接線及參數(shù)，根據(jù)電網(wǎng)繼電保護(hù)配置與整定原則，制定了全網(wǎng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配置方案，對線路保護(hù)、終端變壓器保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，通過校驗(yàn)，符合靈敏度要求。 關(guān)鍵詞：1、繼電保護(hù) 2、變電站 3、短路電流 4、電力系統(tǒng) 目 錄 一、緒 論 1 （一）變電站繼電保護(hù)的發(fā)展 1 （二）繼電保護(hù)裝置的基本要求 1 （三）繼電保護(hù)整定 1 （四）本文的主要工作 1 二、設(shè)計(jì)概述 2 （一）設(shè)計(jì)依據(jù) 2 （二）設(shè)計(jì)規(guī)模 2 （三）設(shè)計(jì)原始資料 2 三、主接線方案的選擇與負(fù)荷計(jì)算 3 （一）主接線設(shè)計(jì)要求 3 （二）變電站主接線的選擇原則 3 （三）接線方案選擇 4 （四）35kV變電所主接線簡圖 5 （五）負(fù)荷計(jì)算 6 四、短路電流計(jì)算 8 （一）引言 8 （二）基準(zhǔn)參數(shù)選定 8 （三）阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值） 9 （四）短路電流計(jì)算 10 （五）短路電流計(jì)算結(jié)果 16 五、變電所繼電保護(hù)及故障分析 17 （一）本系統(tǒng)故障分析 17 （二）線路繼電保護(hù)裝置 18 （三）主變壓器繼電保護(hù)裝置 18 （四）本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)原理概述 18 六、主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇 19 （一）概述 19 （二）瓦斯保護(hù) 19 （三）差動(dòng)保護(hù)原理 20 （四）過電流保護(hù) 26 （五）過負(fù)荷保護(hù) 27 （六）冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)： 27 七、線路保護(hù)整定計(jì)算 27 （一）概述 27 （二）線路保護(hù)的原理： 28 （三）35kV線路三段式電流保護(hù)整定計(jì)算 29 （四）10kV線路保護(hù)整定計(jì)算 32 八、結(jié) 論 35 致謝 35 參考文獻(xiàn) 38 5 一、緒 論 （一）變電站繼電保護(hù)的發(fā)展 繼電保護(hù)的未來發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢： ① 高速數(shù)據(jù)處理芯片的應(yīng)用 ② 微機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化 ③ 保護(hù)、控制、測量、信號、數(shù)據(jù)通信一體化 ④ 繼電保護(hù)的智能化。 （二）繼電保護(hù)裝置的基本要求 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置屬于二次部分，它對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。 對繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性。 （三）繼電保護(hù)整定 繼電保護(hù)整定的基本任務(wù)就是要對各種繼電保護(hù)給出整定值，整定計(jì)算一般包括動(dòng)作值的整定、靈敏度的校驗(yàn)和動(dòng)作時(shí)限的整定三部分。并且分為： ① 無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定。 ② 動(dòng)作時(shí)限的整定。 ③ 帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定。 （四）本設(shè)計(jì)的主要工作 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我主要做了關(guān)于35kV變電站的繼電保護(hù), 充分利用自己所學(xué)的知識，嚴(yán)格按照任務(wù)書的要求，圍繞所要設(shè)計(jì)的主接線圖的可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究。 二、設(shè)計(jì)概述 （一）設(shè)計(jì)依據(jù) 1) 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書。 2) 國標(biāo)GB50062-92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》。 3) 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》。 （二）設(shè)計(jì)規(guī)模 本設(shè)計(jì)為35kV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300kVA，電壓等級為35/10kV。 （三）設(shè)計(jì)原始資料 1) 35kV供電系統(tǒng)圖,如圖2.1所示。 2) 系統(tǒng)參數(shù)：電源I短路容量：SIDmax=200MVA；電源Ⅱ短路容量：SⅡDmax=250MVA；供電線路：L1=15km，L2=10km，線路阻抗：XL=0.4Ω/km。 圖2.1 35kV系統(tǒng)原理接線圖 3) 變電站10kV側(cè)母線負(fù)荷情況 表2.1 10kV母線側(cè)負(fù)荷情況 負(fù) 荷 名 稱 最大負(fù)荷（kW） 功 率因 數(shù) 導(dǎo) 線 型 號 線路電抗 標(biāo)幺值 回路數(shù) 供 電 方 式 線路長度（km） 織布廠 1200 0.85 LGJ-35 0.345 1 架空線 8 膠木廠 1200 0.85 LGJ-35 0.345 1 架空線 8 印染廠 1200 0.85 LGJ-35 0.345 1 架空線 8 配電所 1600 0.85 LGJ-35 0.345 1 架空線 10 煉鐵廠 1700 0.85 LGJ-35 0.345 1 架空線 10 4) B1、B2主變?nèi)萘?、型號?300kVA之SF1-6300/35型雙卷變壓器。 5) 運(yùn)行方式：以SI、SⅡ 全投入運(yùn)行，線路L1～L2全投。 6) 已知變電所10kV出線保護(hù)最長動(dòng)作時(shí)間為1.5s。 三、主接線方案的選擇與負(fù)荷計(jì)算 （一）主接線設(shè)計(jì)要求 電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 1）運(yùn)行的可靠性：斷路器檢修時(shí)，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 2）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況。 3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下。 （二）變電站主接線的選擇原則 1) 當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。 2) 當(dāng)變電所有兩臺變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。 3) 當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組接線。 4) 為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。 5) 接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。 6) 6～10kV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。 7) 由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。 8) 當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。 （三）接線方案選擇 對于電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的變電站，通常是經(jīng)變電站總降壓變電所降為10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)下一級變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 主接線對變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。 1、一二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 單母分段接線：即用分段斷路器或分段隔離開關(guān)將母線分成若干段。 這種主接線圖兼有內(nèi)外橋式接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多。 分段的單母線與不分段的相比較，提高了接線的可靠性和靈活性。 適用范圍 ： ①6～10kV配電裝置，出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)； ②35～63kV配電裝置，出線回路為4～8回時(shí)； ③110-220kV配電裝置，出線回路為3～4回時(shí)。 多數(shù)情形中，分段數(shù)和電源數(shù)相同。 本次設(shè)計(jì)的35kV變電站出線回路側(cè)為4～8回，而且多為一、二級負(fù)荷，是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二次側(cè)單母線分段的總降壓變電所主接線（即全橋式接線）。 2、一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。 3、一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而橋開關(guān)處在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種接結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負(fù)荷工廠。 4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖 采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。 （四）35kV變電所主接線簡圖 綜上所述：本次設(shè)計(jì)采用一、二次側(cè)均為單母分段總降壓變電所這種接線 圖3.1 35kV變電所主接線圖 （五）負(fù)荷計(jì)算 1、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 1) 計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。 2) 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。 3) 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。 2、負(fù)荷計(jì)算的方法 負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式法等幾種。 需要系數(shù)法公式簡單，計(jì)算方便，適用于各類變、配電所和供配電干線以及長期運(yùn)行而且負(fù)載平穩(wěn)的用點(diǎn)設(shè)備和生產(chǎn)車間（如鍋爐引風(fēng)機(jī)、水源泵站、集中空壓站）的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式法將負(fù)荷分為基本部分和附加部分。適用于機(jī)修類用電設(shè)備的計(jì)算，其他各類車間和車間變電所設(shè)計(jì)亦常采用。 利用系數(shù)法以概率論為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備利用率并考慮設(shè)備臺數(shù)以及各臺間功率差異的影響確定計(jì)算負(fù)荷與平均負(fù)荷間的偏差量（這反映在最大系數(shù)中大于1的部分），從而求得最大負(fù)荷。在本次設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法確定。 3、本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算 ?。? 根據(jù)原始數(shù)據(jù)表可算出： ； 則 （3.1） （3.2） （3.3） （3.4） （3.5） （3.6） 由于規(guī)程要求≥0.9，而由上面計(jì)算可知 =0.79<0.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。 電容器具有投資省，有功功率損耗小，運(yùn)行維護(hù)方便，故障范圍小等特點(diǎn)，因此采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。 公式依據(jù)為： （3.7） 式中：Qc—需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量，kvar； P30——全企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷，kW； α—平均負(fù)荷系數(shù)，取0.7～0.8； qc——補(bǔ)償率，kvar / kW，查閱相關(guān)工程手冊，可以得出qc=0.396 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式3.6中得： (3.8) 故需要補(bǔ)償容量為1700kvar，選擇兩臺容量850 kvar的電容器并列補(bǔ)償運(yùn)行。 四、短路電流計(jì)算 （一）引言 短路電流計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面： 1)在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案。 2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。 3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對地安全距離。 4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 5)接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法）。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 （二）基準(zhǔn)參數(shù)選定 SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側(cè)UB1=37kV，10kV側(cè)UB2=10.5kV。 （4.1） （4.2） （三）阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值） 1) 系統(tǒng)： （4.3） （4.4） 2) 35kV線路： L1： （4.5） L2： （4.6） 3)變壓器：B1，B2： （4.7） 4) 15kV線路：線路阻抗（XL）分為兩類： ①織布廠、膠木廠、印染廠： （4.8） ②煉鐵廠、配電所： （4.9） 系統(tǒng)等效電路圖如圖4.1所示 圖4.1 系統(tǒng)等效電路圖 （各阻抗計(jì)算見4.3） （四）短路電流計(jì)算 1) 最大運(yùn)行方式 系統(tǒng)化簡如圖4.2a所示 其中： （4.10） （4.11） （4.12） （4.13） 據(jù)此，系統(tǒng)化簡如圖4.2b所示 a) b) 圖4.2 最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖 ①故知35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)） 三相短路電流周期分量有效值 （4.14） 其他三相短路電流 （4.15） （4.16） （4.17） 三相短路容量 （5.18） ②10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)） （4.19） 折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （4.20） 其他三相短路電流 （4.21） （4.22） （4.23） 三相短路容量 （4.24） ③對于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算 此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 三相短路電流周期分量有效值 （4.25） 折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （4.26） 其他三相短路電流 （4.27） （4.28） （4.29） 三相短路容量 （4.30） ④對于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算 此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路： 三相短路電流周期分量有效值 （4.31） 折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （4.32） 其他三相短路電流 （4.33） （4.34） （4.35） 三相短路容量 （4.36） 2) 最小運(yùn)行方式下 系統(tǒng)化簡如圖4.3所示 圖4.3 最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖 因SⅡ停運(yùn),所以僅考慮SⅠ單獨(dú)運(yùn)行的結(jié)果 （4.37） ①所以35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)） 三相短路電流周期分量有效值 （4.38） 其他三相短路電流 （4.39） （4.40） （4.41） 三相短路容量 （4.42）②所以10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)） （4.43） 折算到35kV側(cè)： 三相短路電流周期分量有效值 （4.44） 其他三相短路電流 （4.45） （4.46） （4.47） 三相短路容量 （4.48） ③對于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算 此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 （4.49） 折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （4.50） 其他三相短路電流 （4.51） （4.52） （4.53） 三相短路容量 （4.54） ④對于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算 此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路： （4.55） 折算到35kV側(cè) 三相短路電流周期分量有效值 （4.56） 其他三相短路電流 （4.57） （4.58） （4.59） 三相短路容量 （4.60） （五）短路電流計(jì)算結(jié)果 表4.5最小運(yùn)行方式 三相短路電流（kA） 三相短路容量（MVA） IK（3） I（3） I（3）∞ ish（3） Ish（3） Sk（3） d-1點(diǎn) 1.66 1.66 1.66 4.233 2.507 106.6 d-2點(diǎn) 0.733 0.733 0.733 1.869 1.107 46.99 d-3點(diǎn) 0.280 0.280 0.280 0.714 0.423 17.93 0.319 0.319 0.319 0.813 0.482 20.46 表4.5.2最大運(yùn)行方式 三相短路電流(kA) 三相短路容量(MVA) IK（3） I（3） I（3）∞ ish（3） Ish（3） Sk（3） d-1點(diǎn) 3.92 3.92 3.92 9.996 5.92 251.3 d-2點(diǎn) 0.98 0.98 0.98 2.499 1.48 62.97 d-3點(diǎn) 0.310 0.310 0.310 0.714 0.423 17.93 0.359 0.359 0.359 0.915 0.542 23.0 五、變電所繼電保護(hù)及故障分析 （一）本系統(tǒng)故障分析 本設(shè)計(jì)35/10kV系統(tǒng)為雙電源35kV單母線分段接線，10kV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷屬一二類負(fù)荷居多。 （1）本設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。 （2） 電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。 ① 變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。 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。 （3） 變壓器的不正常運(yùn)行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及油位過低。 （二）線路繼電保護(hù)裝置 根據(jù)線路的故障類型，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下： 1) 10kV負(fù)荷側(cè)單回出線保護(hù)，采用兩段式電流保護(hù)。 2) 35kV 線路的保護(hù)，采用三段式電流保護(hù)。 （三）主變壓器繼電保護(hù)裝置 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： 1) 主保護(hù)。 2) 后備保護(hù)。 3) 異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)。 （四）本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)原理概述 1) 10kV線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流來選擇動(dòng)作電流的，以動(dòng)作電流的大小來控制保護(hù)裝置的保護(hù)范圍。 2) 10kV線路過電流保護(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方式。 3) 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。 4) 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。由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問題，方法有： ①靠整定值躲過不平衡電流 ②采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。 ③采用二次諧波制動(dòng)。 ④采用間歇角原理。 ⑤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。 六、主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇 （一）概述 按GB50062—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置： ①繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路； ②繞組的匝間短路； ③外部相間短路引過的過電流； ④中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓； ⑤過負(fù)荷； ⑥油面降低； ⑦變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。 在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。 ①主保護(hù)和后備保護(hù)。 ②近后備和遠(yuǎn)后備。 ③輔助保護(hù)。 （二）瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分，通常按氣體繼電器的油流速度整定。（油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導(dǎo)管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關(guān)）。 瓦斯保護(hù)的接線原理圖如下： 圖6.1瓦斯保護(hù)的接線原理圖 （三）差動(dòng)保護(hù)原理 目前，在電力系統(tǒng)中大量投運(yùn)差動(dòng)保護(hù)所用原理主要有： ① 躲變壓器勵(lì)磁涌流； ② 差動(dòng)速斷保護(hù)； ③ 比率制動(dòng)原理。 1、三折線比率制動(dòng)： 圖6.2三折線比率制動(dòng)圖 動(dòng)作判據(jù)： Id>Idmin Ir≤Ir1 Id>K1(Ir-Ir1)+Idmin Ir1下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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