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1、啟都电&机械爲菁专科修參课程设计说明书设计题目：某35kV变电所主变压器继电保护设计 专 业：供用电技术班级学号：10261班学生姓名：指导教师：张祥军2013年1月3日一、继电保护的概述31、继电保护综述32、继电保护装置组成33、继电保护装置基本任务34、对继电保护装置的基本要求：3二、任务要求：3三、估算计算负荷电流4四、短路电流及其计算41、最小运行方式：42、最大运行方式：5五、变压器的故障类型和不正常运行状态6六、电力变压器继电保护方案确定7七、瓦斯保护71、瓦斯保护原理图7八、定时限过流保护81、原理接线图： 82、整定计算：83、灵敏度校验94、各种继电器选型10九、变压器纵联
2、差动保护101、原理接线图102、整定计算及灵敏度校验103、电流互感器选择及差动继电器选型13十、变压器过负荷保护131、变压器过负荷保护原理图132、过负荷保护整定计算133、各种继电器选型13十一、以上保护原理接线全图（A3号图纸1张14参考文献：14一、继电保护的概述1绘电保护综述对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接 将故障部分隔离、切除的一种重要措施。2、绘电保护装组成继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状 态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置的组成：继电保护一般由三个部分组成:测量部分、逻辑部分和执行部
3、分，其原理结构如 下图所示。3、继电保护装置基本任勢（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除, 使非故障部分继续运行。（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信 号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引 起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。（3）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允 许时，采取预左措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统 运行的可靠性。4、对继电保护装的基本要求，选择性、速动性、灵敏性、可靠性二任务要求:电压等级35/10kV,有甲、乙两个变电所提供电源，均采用
4、单回路电源供 电，距离待设计变电所分别为15km和10km,采用LGJ-50架空导线供电，短 路容量分别为200MVA和250MVA。甲、乙两个变电所提供电源的宦时限过电 流保护动作时限均为2.0so 35kV出线共2回，所接负荷为化工厂。10kV岀线 共5回，其中3回架空出线，每回输电容量为1200kW, 2回电缆线路，每回输 电容量为1700kW,以一、二级负荷为生，负荷线路长度为1 Okmo 35kV单母 线分段接线，10kV单母线分段接线。主变压器两台S9-6300/35kV, Y, dll接2线变压器。以两个电源全投入运行，负荷全投，母线分段断路器合闸运行为最 大运行方式：以乙电源停
5、运，电缆停运，分段断路器断开运行为最小运行方式。3、估算计算负荷电流S.V _ 6300V3 7335A=103.9A四、短路电流及其计算1、量小运行方式：短路电流计算图等效电路图取基准值：Sd=100MV A , Ua=37KV , UC2=10. 5KV= .2?.=1.56KAy/3Ucl V3x37X：=0.4xl5x 辱=0. 442372%x=7.5x1Oox1O3=i 19100x630000SNK-l点短路电流X(K1)= X；+ X；=0. 5+0. 44=0. 94I,= /= L.kA=1.66KA遂(T 0.94K-2点短路电流Xy(K_2)= x；+ X；+ X；=0
6、.94+l. 19=2. 13I2 =2-=5. 50/2. 13KA=2. 58KA七-2)4折算到35KV侧：【d21 max=】di / X 玄代?)=】5的.13=0.73(KA)短路电流计算图等效电路图100x；=_=型=0. 4250取基准值：Sd=100MVA , UfI=37KV , UC2=10. 5KV打产=-KA=1. 56KAy/3Uc V3x37I.,=斗 KA=5. 50KA-73x10.5X；=0.4x15x1=0.44IOOSn 100x6300X；=迴巴1=1.1920. 42 弊0.29K-l点短路电流怕拆+右gKAK-2点短路电流/缪2=仏一1- +仏一1
7、- = 7. 86KAX； + X；+-X； X； + X；+-X；折算到35KV侧：Id21max=吧J K r =7.86 x 10.5 *37=2.23KA五、变压器的故障类型和不正常运行状态电力变压器故障可分为油箱内部和油箱外部两种故障。油箱内部故障主要 包括变压器绕组的相间短路、匝间短路、单相接地短路和铁芯烧损等。对变压器 來讲，这些故障都是十分危险的.因为油箱内故障时产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈 汽化，从而可能引起爆炸，因此 这些故障应该尽快加以切除。油箱外部故障最常见的 是绝缘套管引出线上发生相间短路或接地（对变压器外壳）短路故障，它可能 引起变压器绝缘套管爆炸，从而影响电力
8、系统的正常运行。因此，变压器发生 故障时，必须将其从电力系统中切除。变压器不正常运行状态有油箱漏油造成的油而降低，由于外部短路故障引 起的过电流，变压器汕温升高，由于负荷超过额左值引起的过负荷使变压器绕 组过热加速绕组绝缘老化甚至引起内部故障等。六、电力变压器继电保护方案确定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。于本设计而言，因为容量关系不采用速断保 护，采用瓦斯保护，过电流保护采用定时限过流保护，高压侧电压没有5000KV 故不采用励磁保护。具体情况如下：1. 主
9、保护：瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵差动保护 （以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。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）。七、瓦斯保护1、瓦斯保护原理图阖 6-36空J3E 歸兀壻护原趣电蹄国T电力左 Hi踽KO瓦斯维电殆KS饰号细电黠KM 宁冋细电辭 QF*禺圧晰跻冊 YR断殆粘班钱E XB连扶片 豆限流电WT轻瓦斯保护的动作值按气体容积为250300c/n3整定，本设计采用280 cm3 o重瓦斯保护的动作值按导汕管的油流速度为0. 61. 5 m/s整泄本，本设计采用1 m/s。瓦斯继电器选用QJ1-
10、80型。8、定时限过流保护原理接钱图：当一次电路发生短路时，电流继电器KA瞬时动作，闭合其触点，使时间继电器KT 动作。KT经过整定时限后，其延时触点闭合，使串联的倍号继电器（电流型KS和中间 继电器KM动作。KS动作后，其指示牌掉下，同时接通倍号回路，给岀灯光信号和音响 佶号。KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。QF跳闸 后，其辅助触点随之切断跳闸回路。在短路故障被切除后，继电保护装迓除KS外的其他 所有继电器均口动返回起始状态，而KS可以于动复位。2、整定计算:8（O定时限保护动作电流整定宦时限保护动作电流整左原则：应躲过变压器一次侧的最大工作电流，常取I厶皿
11、广（153） 1讥式中，1讽为变压器的一次额定电流。动作电流为：(3-1)Ip k k L max式中I ._为变压器一次侧的最大工作电流；K同为保护装置的可靠系数，对DL型定时限，取1.2：为保护装置的接线系数，对两相两继电器式接线取1,对两相一继电器接线取1.3：为电流继电器的返回系数，一般取0. 85：仏为电流互感器的变流比，本设计取200/5o1.2xlxl03.9x2=7 4A40x0.85O (因为I可选取电流整怎范围为2. 5-10A的DL型电流继电器，并整定为8A”只能为整数。)(2)定时限保护的时限整定时限整泄原则：应比变压器二次母线各馈出线定时限过流最大的时限大一个时限阶段
12、 (A t=0. 5s),即：t, t2+A/(3-2)式中t.在后一级保护的线路首段发生三相短路时，前一级保护的动作时间：t2后一级保护中最长的一个动作时间A/前后两级保护装置的时间级差，对定时限过电流保护取0. 5S-本设计题目给出电源的定时限过流保护动作时限均为2S,故时限整定为tj-A r=2S-0. 5S=1. 5So可选时间继电器整左范围为1. 2-5S的DS型时间继电器，并整宦在1. 5S o3、灵救度校验灵敏度校验原则：应以系统在最小运行方式下，变压器二次母线发生两相短路流经一次侧 的电流来校验，即：r(2)式中在电力系统垠小运行方式下，变压器二次母线发生两相短路电流 k mi
13、nI 化, =产0 866x2. 58KA/(37KV/10. 5KV)=0. 634KA/吶动作电流折算到一次电路的值：/ . = / jtf/ibM=8Ax40/l=320ASp =634A/320A=l. 981. 5满足灵敏系数要求。4、各种继电器选型电流继电器的选择：DL-11/10 电流互感器的选择：LQJ-10/160 信号继电器的选择：DX-17 时间继电器的选择：DS-35C中间继电器的选择：DZ-15九、变压器纵联差动保护4、療理接馥图f.f弓如图，当变压器正常工作或差动保护区外（如：二次母线41点）短路时，流入KA的电流, 差值很小，KA不动作。当在差动保护区内（如：变压
14、器二次出口k2点短路时），所以继电 器动作，使QF跳闸。2、整定计算及灵救度校验纵联差动保护：计算Ie及电流互感器变比，列表如下:名称各侧数据Y (35KV)A (10. 5KV)额定电流Ie=Slu* =103.9=S/屁2/346.4/变压器接线方式YACT接线方式AYCT计算变比Kr,73Zlc/5 = 180/5/2r/5 = 346.4/5实选CT变比ni200/5400/5实际额定电流a/3Z1c/40 = 4.50J厶/80 = 4.334不平衡电流4. 50-4. 33=0. 17A确定基本侧基本侧非基本侧确定基本侧一次动作电流：(1) 躲过外部故障时的垠大不平衡电流1皿2利用实用计算式 G = kZz=k_/(io%K+m/+4/P ikmax式中：K比一可靠系数，采用1.3：Ks 同型系数，CT型号相同且处于同一情况时取0.5,型号不同时 取1,本设计取1：10%电流互感器容许的最大
