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1、前 言 毕业设计是教学中必不可少的重要环节，通过毕业设计这一过程，能把所学的相关专业知识系统地串接起来，并且对于函授专业学生来说，也是一次理论与实践相结合的最好测试机会，为将来在实际工作中对专业知识的运用打下坚实的基础；设计的过程是一个独立思考，遇到问题或困难时通过请教老师，同学或查阅相关书籍把问题解决的过程。在这一过程中能培养起我们系统分析问题，解决问题及动手的能力。这次毕业设计的题目是：35kV总降压站继电保护设计，其设计内容如下：1、 总降压站主接线一次设计；2、 三相短路电流计算；3、 主变压器继电保护及整定计算；4、 10kV系统单相接地保护装置；5、 10kV各出线继电保护及整定计
2、算；6、 中央信号装置的设计；7、 各种图纸的绘制。由于自己知识的局限性及经验不够丰富，所以在设计过程中缺点、错误之处在所难免，希望在老师的指教下，自己能更好的总结和学习。中文摘要本文是对35kV总降压站继电保护进行设计。通过对设计条件和提供数据进行认真的研究分析，并在可靠性、经济性的基础上对各种可能方案进行对比论证，从而确定一个可行的最佳方案。其主要内容包括主接线一次设计、短路电流的计算、设备的选择和继电保护设计。关键字：电气主接线、短路计算、变压器、断路器、电流互感器、电压互感器、变压器继电保护、线路保护、单相接地、事故信号、预告信号、CAD绘图、变压器微机保护。第一章 35kV总降压站电
3、气主接线设计电气主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，而且对电器设备的选择、继电保护和自动装置的配置、配电装置的布置、以及控制方式的制定等都有决定性的关系，因此电气主接线设计是发电厂、变电站设计的首要部分。本章从设计任务要求出发，以电气主接线的设计为中心，分析了电气主接线的基本要求，综合各方面的因素，通过技术和经济论证比较后按要求设计了35kV总降压站电气主接线。第一节 电气主接线设计的原则和步骤一对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性。1. 可靠性安全可靠是电力生产的首要任务
4、，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另一些发电厂和变电站来说则不一定满足可靠性要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几方面：a. 操作的方便性; b.调度的方便;c.扩建的方便性。3.经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几方面考虑：a
5、. 节省一次投资; b.占地面积少; c.电能损耗少二、电气主接线的设计原则：电气主接线的设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下、兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，力争设备元件和设备的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。三、电气主接线的设计步骤：1对原始资料分析2主接线方案的拟定与选择3短路电流计算和主要电器选择4.绘制电气主接线图5.编制工程概算第二节 电气主接线图设计电气主接线图指用规定的电气设备图形符号和文字符号按工作顺序排列，详细表示电气设备或成套
6、装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。图中电气设备按断开位置画出。一、对设计任务书中所给原始资料分析：设计任务书给定系统为：系统电源距总降压站25kM，系统电源35kV，采用35kV，LGJ70架空线对总降压站输电，总降压站采用SFL110000/35主变压器一台， 由6路10kV架空线对数个工厂供电。系统最大三相短路容量Sxmax=1000MVA，最小三相短路容Sxmin=500MVA。由原始资料可知：给定系统为35kV单电源进线，单台主变供电，所供用户为三类负荷的35kV降压变电站。根据此降压变电站在电力系统中的作用和地位，电气主接线设计在满足一般供电可靠性的基础上，兼顾灵活性、操作方
7、便、安全和经济性来进行设计。一、35kV进线侧设计由于变电站为35kV单电源进线，考虑到变电站以后有扩建的可能，而采用单母线接线可方便的扩建为桥式接线、单母线不分段、单母线分段、单元接线等接线形式。因此35kV侧拟采用单母线接线，35kV电源进线用手车柜接入母线，设备选用户内形。二、主变压器接线设计主变压器采用SFL110000/35型，变压器中性点采用中性点不接地运行方式。主变压器35kV侧采用断路器与35kV母线连接。三、10kV侧接线设计由于10kV的6路出线所供负荷为工厂，属三类负荷，最大负荷为95A，对供电可靠性要求不是太高，从经济上考虑10kV母线采用单母线接线。10kV选用户内成
8、套设备。35kV和10kV母线采用单母线接线的原因：单母线接线的优点是： 接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且，母线便于向两端延伸，扩建方便。而缺点是：1. 可靠性差。母线或母线 隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂或全站长期停电。2. 调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大短路电流。 由于断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用作设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。四站用变压器接线
9、设计因为站用变主要是提供厂区生活用电和设备检修用电，当主变压器和10kV母线检修或故障时，站用变压器将停电，所以选择站用变为35kV接线。主接线图见附图编号01。第二章 三相短路电流计算 第一节 35kV总降压站供配电系统干线图10kVLGJ-50 L-1:10km80ALGJ-50 L-2:8km70A 10MVAL-3:10kmLGJ-70系统电源L=25kmMapj=1.5mLGJ-7095A35kV L-4:15kmLGJ-7090Aapj=3.5mL-5:5kmLGJ-35Sxmax=1000MVA50ASxmin=500MVA L-6:9kmLGJ-35 60A 第二节 短路电流计
10、算概述 短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。短路对电力系统的正常运行和电气设备都有很大的危害，其危害主要有下面几个方面：（1）有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和人员。（2）巨大的短路电流通过导体时，一方面使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及使绝缘损坏；另一方面，巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。（3）短路时系统电压将大幅度下降，特别是靠近短路点处电压降低很多，结果对用户影响很大，可能破坏部分和全部用户的供电。（4）电力系统发生短路时会导致系统解列。 下面的短路计算是基于下面几个假设基础上的：（1） 正常工作
11、时，三相系统对称运行。（2） 所有电源的电动势相位角相等。（3） 系统中的同步和异步电机均为理想电机。（4） 电力系统中的各元件的磁路不饱和。（5） 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行，其中50% 负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧。（6） 同步电机都具有自动调整励磁装置。（7） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（8） 输电线路的电容忽略不计。第三节 短路计算过程短路电流计算的步骤：（1） 网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗；（2） 求各电源的计算阻抗（将各转移阻抗按各发电机额定功率归算）；（3） 查运算曲线，得到各发电机额定功率为基准值的各电源送到短路点电流的标幺值；（4）
12、求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流。根据后面的需要,短路电流的计算时间为0s,1s,2s.（5） 在要求提高计算准确度的情况下，可以进行有关的修正的计算。本文没有特别的要求就不进行修正计算。网络化简后得到下图：K310kV L-1 K4 L-2 K5系统电源K2K1 L-335kV K6 变压器35kV线路L-4Sxmax=1000MVA K7L-5K8 L-6 根据原始资料查教材电力系统分析得到各条线路的感抗值： L0=25km =0.417/kmL1=10km =0.374/kmL2=8km =0.374/kmL3=10km =0.364/kmL4=15km =0.364/
13、kmL5=5km =0.385/kmL6=9km =0.385/km根据总降压站变压器型号：SFL1-10000/35查电力变压器技术数据表得电压阻抗百分比Ud7.5一、 归算 取基准容量Sj=100MVA，35kV侧基准电压Uj1=37KV; 10侧基准电压Uj2 =10.5kV短路点的基准电流： 高压测：Ij1=低压测：Ij2=注：Ij1高压测基准电流 Ij2低压测基准电流 Sj基准容量Uj1高压测基准电压 Uj2低压测基准电压1、电源系统电抗标么值的计算：（Sxmax=1000MVA；Sxmin500MVA）X1max*= X1mix*=注：X1max*最大运行方式下的电抗标么值X1mix*最小运行方式下的电抗标么值Sx
