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1、 Southwest university of science and technology 本科毕业设计（论文）某10KV变电所的继电保护设计学院名称信息工程学院专业名称电气工程及其自动化学生姓名黄艳青学号20095730指导教师毕效辉 教授二一三年六月 II 西南科技大学本科生毕业论文 某10KV变电所的继电保护设计摘要：10KV变电所是将10KV配电电压降为380V的终端变电所，主要为企业和工厂等用户直接供电。本设计是主要针对10KV变电所的继电保护所做的设计，可靠的继电保护系统是变电所安全运行和稳定供电不可或缺的部分，主要用于一次系统的监控、测量和保护。继电保护系统由各种电量与非电量
2、的继电保护仪器相互配合而成。通过提供的原始设计资料进行详细的整定计算确定保护方式、类型和继电保护仪器的整定值，并选择合适的继电器使变电所在故障状态下继电保护系统能可靠、快速、有选择性地切除故障元件或是发出故障信号，从而达到保护仪器和确保电力系统稳定性的目的。并在设计中绘制详细的保护接线原理图和系统展开图。 关键词： 继电保护； 整定计算； 设备选型； 图纸绘制；The Relay Protection Design of 10KV Substation Abstract：10 kv substation is a distribution voltage form 10kv to 380 v
3、terminal substation, mainly for enterprises and factories and other user power supply directly. This design is mainly for the 10 kv substation relay protection design, reliable relay protection system is an integral part of the substation safe operation and stable power supply, mainly used in a syst
4、em of monitoring, measurement and protection. By all sorts of power relay protection system and non-electricity protection equipment to cooperate with each other. Through the provision of original design data of the detailed way of setting calculation to determine the protection, type, and relay pro
5、tection setting value of instruments, and select the ppropriate relay can make the substation fault in the state of relay protection system is reliable, fast and selective removal of fault component or a fault signals, so as to protect equipment and ensure the stability of power system. And draw the
6、 design details of the protection wiring principle diagram and system expansion plan.Key words: protective relaying, setting calculation, equipment selection, rendering drawings目 录第1章 绪论1 1.1 设计概述1 1.2 选题意义与目的2 1.3 国内外研究现状及生产需求状况2第2章 继电保护的设计思路及意义4 2.1 继电保护的基本原理4 2.2 继电保护装置的基本要求5 2.3 继电保护装置常用器件介绍5 第3
7、章 10KV变电所的一次系统分析及短路电流计算7 3.1 10KV变电所一次系统的构成和特点7 3.2 10KV变电所继电保护方式和保护类型8 3.2.1 电源进线应配置的继电保护8 3.2.2 电力变压器应配置的继电保护8 3.2.3 变电所母线联络装置应配置的继电保护83.3 10KV变电所的短路电流计算93.3.1 10KV变电所短路计算的概念和意义9 3.3.2 10KV变电所标幺值法短路电流的计算9 第4章 10KV变电所进出线继电保护设计13 4.1 带时限过电流保护设计13 4.2 速断保护设计14 4.3 欠电压保护设计16 4.4 电流测量和电机储能回路设计17 4.5 防跳
8、闸、合闸信号及事故分闸信号设计18 第5章 10KV变电所变压器继电保护设计19 5.1 S9_630/10变压器基本参数介绍19 5.2 变压器的故障类型和不正常工作状态19 5.3 S9_630/10变压器的继电保护配置205.3.1 带时限的过电流保护20 5.3.2 变压器的电流速断保护235.3.3 低压侧单相接地保护245.3.4 变压器低压侧零序电流保护25 5.3.5 过负荷保护265.3.6 瓦斯保护27 5.4 电机储能操作机构29 5.5 断路器合闸、分闸信号29 5.6 变压器故障及事故分闸信号30 5.7 事故信号回路及光子牌显示30 第6章 10KV变电所母线联络断
9、路器继电保护设计31 6.1 测量回路设计316.2 过电流及掉闸回路31 6.3 电流速断保护设计32 第7章 10KV变电所信号系统设计34 7.1 中央信号回路的类型和设计要求34 7.2 中央事故信号回路34 7.2.1 中央事故信号回路的构成34 7.2.2 ZC-23型冲击继电器构成的中央事故信号回路34 7.3 中央预告信号回路367.3.1 中央预告信号回路的构成367.3.2 BC-4Y型冲击继电器构成的中央预告信号回路36第8章 10KV变电所二次回路的操作电源38 8.1 对操作电源的基本要求38 8.2 操作电源的选取38 结论40致谢41参考文献42附录1 某10KV
10、变电所的进线继电保护原理图44附录2 某10KV变电所的变压器继电保护原理图45附录3 某10KV变电所联络断路器的继电保护原理图46附录4 某10KV变电所预报故障信号回路原理图47 西南科技大学本科生毕业论文 第1章 绪论1.1 设计概述 变电所的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障。最常见同时也是最危险的故障就是发生各种类型的短路。在发生短路时很有可能发生以下后果。1. 流过短路点的短路电流和燃起的电弧使故障元件毁坏。2. 短路电流流过非故障元件，由于产生大量的热使元件损坏或缩短其使用寿命。3. 使电力系统中部分地区的电压
11、降低，使大量的用户遭到损失或是设备坏。4. 破坏电力系统中各个发电厂之间并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使系统崩溃。变电所故障主要是短路故障，包括三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。不同类型短路的发生概率也是不同的，通过实际记录数据可知单相接地短路发生概率最大，约为91.23%。不同类型短路的短路电流大小也不一样，一般为额定电流的几倍到几十倍。 随着自动化技术的发展，为了在故障后迅速恢复变电所的正常运行，尽快消除运行中的异常情况，以防止大面积的停电和保证对用户的连续供电，继电保护的作用就显得尤为重要。继电保护指的是继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护
12、的设计原理、配置、整定、调试等技术，也包括由互感器获取电压、电流信息和故障状态下保护装置作用于跳闸或是信号的一整套设备。继电保护的基本任务如下。1. 快速、自动、有选择地将故障元件或故障部分从系统中分离出来，保护故障设备不遭受更大的破坏，保证其他正常工作的部分正常工作。2. 在电气设备不正常工作状态时，根据维护的具体条件，发出故障信号或是直接跳闸。由于各种保护之间的相互配合和保证故障损失最小化，往往不要求迅速动作，而是根据危害程度进行一定的延时处理，以免短暂的冲击波造成继电器的误动作。针对10KV变电所的继电保护设计，该继电保护系统可以分为以下几个大的部分来处理：1. 变电所10KV进线的继电
13、保护设计；2. 变电所降压变压器的继电保护设计；3. 变电所母线断路器的继电保护设计；1.2 选题意义与目的 10KV变电所是直接面对用户的终端变电所，在实际应用当中最为广泛。继电保护系统作为变电所的重要组成部分，它的作用不次于一次系统。因此继电保护系统的设计要尽量周全，整定准确，这样才能保证变电所的正常供电和设备的安全。作为电气专业的大学毕业生，电力系统的继电保护是我在大学期间必修的一门功课。是专业的象征性课程。在即将毕业的时候，选做继电保护设计的毕业课题有重大意义，它不仅让我将在大学中所有的专业知识作了一次完整的梳理，巩固了书本知识，还迫使我查阅很多相关资料，进一步了解继电保护。10KV变
14、电所的继电保护设计，它是一个综合的课题，让我在走出学校工作之前接触到真正地工程设计，这是对我很大的锻炼和提高。1.3 国内外研究现状及生产需求状况 继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，电力系统在运行过程当中，不可避免会发生各种故障，短路则是最常见的故障。在发生短路故障时短路电流会增大，为了避免电气设备的损坏，最早采用了熔断器串接于电路当中，短路发生时，短路电流熔断熔断器断开要保护的设备。这种方式由于简单而大量采用。而在现代社会，电力系统的日趋复杂化，这种简单的设备已经不能满足要求了，于是就出现了现在的继电器保护装置，并迅速运用于保护技术当中。与此同时，材料和制造等有关技术的发展，继电保护装置的结构和制造工艺
