课程设计35KV降压变电所继电保护配置与线路保护整定计算mnjincMun.MrtLUNrvERsarr目录1.前言1.1设计基本资料2. 1.2设计内容变电所继电保护和自动装置规划2.1 系统分析及继电保护要求2.2本系统故障分析2.3主变压器继电保护装置设置及其分析3. 2.410KV线路继电保护装置设置及其分析微机保护3.1微机保护简介本设计适用的微机保护装置设计总结参考文献计算说明书1前言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，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，因此其继电保护显得异常重要。继电保护的任务是：自动地、有选择地、快速地将故障元件从电力系统中切除，是故障元件损坏程度尽可能地降低，并保证电力系统非故障部分迅速恢复正常运行；应正确反应电器元件的过负荷等不正常运行状态，并依据运行维护的具体条件和设备承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸；继电保护装置和系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而有效提高系统运行的可靠性。目前，国内外继电保护技术正朝着计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化的方向发展。本次设计对象为35KV降压变电所，任务是对其进行合理的继电保护配置。1.1设计基本资料本设计对象为35KV降压变电所。主变容量为8000KVA,电压等级为35/10KV。系统参数：电源I短路容量：S=200MVA；电源II短路容量：S=250MVASIDmaxDmax供电线路：L1=6km，L2=8km，线路阻抗：X=0.4Q/km。L35kv变电所主接线图，如图1所示12345$789图135kv变电所主接线图10kv母线负荷情况，见下表:负荷名称最大负荷(kva/kvar)功率因数回路数供电方式线路长度（km）1、8（电容器）各2400电缆0.032、5各12000.85各1电缆3和5.13、6各10000.85各1电缆5.54、9各10000.85各1电缆3.27、10各10000.85各1电缆6和4.1Bl、B2主变容量、型号为8000kVA之SF1-8000/35型双卷变压器，Y-A/11之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中Uk%=7.5。运行方式：正常SI、SII全投入运行。已知变电所10KV出线保护最长动作时间为1.5s。l.2设计内容1.2.1 系统保护配置1.2.2 短路电流计算（见计算说明书）选基值、计算各元件标幺值、作序网络图、计算继电保护自动装置的整定、计算所需要的电气参数、作短路电流计算结果表。1.2.3 继电保护配置及整定计算 根据继电保护设计技术规程结合本站一次电力系统接线图给35KV线路及变压器配置相应的继电保护。 根据继电保护整定计算原则对变压器、线路配置的继电保护进行整定计算。1.2.4 编写设计说明书2.变电所继电保护和自动装置规划2.1系统分析及继电保护要求本设计35/10KV系统为双电源35KV内桥式接线，10KV侧单母线分段接线。为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。2.2本系统故障分析2.2.1 本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。2.2.2 电力变压器的故障，分为外部故障和内部故障两类。变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。变压器的不正常运行有过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。2.3主变压器继电保护装置设置及其分析变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，设置相应的主保护、异常运行保护和必要的辅助保护如下：2.3.1 主保护：瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵联差动保护（以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。瓦斯保护：是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护；故障严重时，油箱内产生大量的气体，在该气体作用下形成强烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护。轻瓦斯保护的动作值按气体容积250300cm2整定，本设计采用280cm2。重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为0.61.5整定，本设计采用0.9cm2。瓦斯继电器选用FJ3-80型。十I-HlII；III瓦斯保护的接线原理图纵联差动保护：是按照循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器并接在回路壁中，在正常运行和外部短路时,二次电流在臂中环流，使差动保护在正常运行和外部短路时不动作,由电流互感器流入继电器的电流应大小相等，相位相反，使得流过继电器的电流为零;在变压器内部发生相间短路时，从电流互感器流入继电器的电流大小不等,相位相同，使继电器内有电流流过。但实际上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响，继电器中存在不平衡电流，变压器差动保护需解决这些问题。本设计采用较经济的BCH-2型带有速饱和变流器的继电器，以提高保护装置的励磁涌流的能力。具体的整定计算见计算说明书。变压器大差动接线2.3.2 后备保护：过电流保护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷保护（反应由于过负荷而引起的过电流）。变压器的过电流保护，用来保护变压器内部和外部的故障，作为纵联差动保护或电流速断保护的后备保护，保护装置应装在电源侧。本设计中电流继电器选择DL-21C/10,电流整定值为7A,具体的整定计算见计算说明书。变压器的过负荷保护，用来防止变压器的对称过负荷，因此，保护装置只接在某一相的电路中，一般延时动作于信号，也可延时跳闸，或延时自动减负荷（无人值守变电所）延时时限取10s,以躲过电动机的自起动。当过负荷保护起动后，在达到时限后仍未返回，则动作ZDJH装置，具体的整定计算计算说明书。2.3.3 异常运行保护和必要的辅助保护：温度保护（以检测变压器的油温，防止变压器油劣化加速）和冷却风机自启动（用变压器一相电流的70%来启动冷却风机，防止变压器油温过高）。变压器的温度保护：对于油变压器，一般设置有油温检测装置，如果油温超过设定的整定值，则发出油温过高的报警信号。对于干式变压器，由于无法设置瓦斯保护，温度保护是干式变压器的主保护之一。变压器的冷却风机自启动当继电器电流达到3.2A时，冷却风扇自起动。具体的整定计算见计算说明书。2.410KV线路继电保护装置设置及其分析根据线路的故障类型，按不同的出线回路数以及所接用户类型，设置相应的继电保护装置如下：2.4.1 单回出线保护：采用两段式电流保护，即电流速断保护和过电流保护。其中电流速断保护为主保护，不带时限，0S跳闸。电流速断保护：是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围，有无时限电流速断和限时电流速断，本设计选用无时限电流速断保护，采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式。本设计中灵敏度校验不满足要求，因此必须进一步延伸电流速短的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合，具体整定计算见计算说明书。过电流保护：是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障，其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。本设计中电流继电器选择DL-21C/3，电流整定值为1.5A,具体整定计算见计算说明书。2.4.2单个电容器保护：装设熔断器2.4.3电容器组保护：无时限或带O.ls-O.3s短延时的电流速断保护本设计选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12550A,故动作电流整定值为27A。具体整定计算见计算说明书。高压电容器的电流速断保护接线图2.4.4备用电源自动投入装置针对变电所负荷性质，缩短备用电源的切换时间，提高供电的不间断性，保证人身设备的安全等，本设计在10KV母联断路器处装设备用电源自动投入装置(BZT)。2.4.5绝缘监察装置绝缘监察装置一般由三只单相带辅助绕组的电压互感器或一只三相五柱式的电压互感器组成，接线方式为Y/Y/开口三角，其中辅助二次绕组接成开口三角形接线，实际上是一个零序电压过滤器。变比一般为會罟罟其中f为系统额定电压。过电压继电器KV的动作电压为1520V,用来躲开三相短路和两相短路时的不平衡电压。正常运行时，三相电压对称，没有零序电压，过电压继电器KV不动作，无信号发出。当发生单相接地时，TV开口三角形侧有零序电压输出，KV动作，发出预报信号。运行值班人员只要根据电压表的参数变化情况，即可以判断出某相发生单相接地。运行中值得注意的是电压互感器的一次侧中性点和二次侧中性点均必须接地。其中一次侧中性点接地是工作接地，二次侧中性点接地是保护接地。但这种方法无法确定接地点在系统的哪个回路中，需要运行人员依次短时断开每一回路，同时配合自动重合闸装置动作，将断开的线路自动投入。当断开某一回路时，零序电压的信号消失，即表明故障发生在该回路上。这种方法是用于出线不多、允许短时停电的中小型变电所。本设计在10kV侧安装绝缘监察装置。绝缘监察装置接线3微机保护3.1微机保护简介电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的愈来愈高的要求。电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入了新的活力。如今，无人值班的变电站内，微机型继电保护装置与变电站监控系统已形成一个网络，保护装置通过微机监控系统的通信网络，将保护的状态、动作、信号等传送给集控站和调度所，值班员可以在远方投切保护装置、查看保护状态、修改保护定值。微机保护装置的保护类型一般有进线保护、出线保护、母联分段保护、进线或母联备自投保护、厂用变压器保护、高压电动机保护、高压电容器保护、高压电抗器保护、差动保护、后备保护、PT测控装置等。保护功能有：定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、逆功率保护、启动时间过长保护、非电量保护与传统的继电保护技术相比，微机继电保护主要有以下的优点：（1）改善和提高继电保护的动作特性和性能；（2）可靠性大为提高；（3）内部编程软接线的方式大大降低了电气二次线路的复杂性；（4）可以充分利用CPU的资源，实现其他测量、管理、通讯等功能；（5）微机特有的记忆存槠功能能很好的实现故障追忆，提高运行管理效率；（6）自检能力强，可以省去每年