35KV降压变电站继电保护设计论文

I1某35KV降压变电站变压器继电保护的配置及整定计算物理与电子信息工程系电气工程及其自动化201161II某35KV降压变电站变压器继电保护的配置及整定计算摘要本次毕业设计的题目是《某35kV降压变电站的主变保护设计》。根据设计的要求，在设计的过程中，用到了35kV降压变电站的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养。设计可分为几部分：设计方案的确定；系统负荷计算，短路电流的计算；主变压器继电保护的配置、整定及校验的确定。通过本次设计，学习了设计的基本方法，巩固三年以来学过的知识，培养独立分析问题的能力，而且加深对变电站的全面了解。关键词：负荷计算，无功功率，短路电流，继电保护某35KV降压变电站变压器继电保护的配置及整定计算物理与电子信息工程系（三号黑体）电气工程及其自动化化2008级0810617145唐丽秋15077474322余长庚教师2011527贺州学院本科生毕业论文（设计）IIIABSTRACTThisgraduationprojecttopicis:A35kVstep-downtransformersubstationofmaintransformerprotectiondesign.Accordingtothedesignrequest,thedesignprocessusingalotofknowledge,thereforehowknowledgesystematicbecamethekey.Ifthisdesignusingthefactoryoftheoverwhelmingmajorityofpowersupplyofbasictheoryanddesignscheme,sointhedesignprocessemphasisonknowledgesystematicability.Designcanbedividedintoseveralparts:loadcalculationandreactivepowercalculationandcompensation,Substationpositionandformthechoice,Maintransformersubstationsetsandcapacityandmainwiringschemeschoice;Thecalculationofshort-circuitcurrent,Oncesubstationequipmentchoiceandcalibration,Substationhighandlowvoltagecircuitchoice;Thesecondarycircuitsubstationplanselectionandrelayprotectionsetting,Lightningprotectionandgroundingdeviceisidentified.Throughthisdesign,hasstudiedthedesignessentialmethod,sincetheconsolidatedfouryearshavestudiedtheknowledge,raisestheindependentanalysisquestionability,moreoverdeepenstothetransformersubstationcomprehensiveunderstanding.Keywords:LoadcalculationReactivepowerShort-circuitcurrentRelayprotection11目录摘要…………………………………………………………………………………………1Abstract………………………………………………………………………………2第一章绪论………………………………………………………………11.1继电保护的概述……………………………………………………………11.2继电保护装置具备的基本性能……………………………………………11.3继电保护基本原理和保护装置的组成……………………………………11.4继电保护设计的目的和要求………………………………………………2第二章变电站继电保护和自动装置规划…………………………………………32.1系统分析及继电保护要求…………………………………………………32.2本系统故障分析……………………………………………………………32.36.6kV线路继电保护装置…………………………………………………42.4主变压器继电保护装置设置………………………………………………42.5变电所的自动装置…………………………………………………………52.6本设计继电保护装置原理概述…………………………………………52.6.16.6kV线路电流速断保护……………………………………………52.6.26.6kV线路过电流保护………………………………………………52.6.3平行双回线路横联方向差动保护……………………………………52.6.4变压器瓦斯保护……………………………………………………62.6.5变压器纵联差动保护………………………………………………6第三章短路电流计算……………………………………………………………73.1基准参数选定………………………………………………………………73.2短路电流计算……………………………………………………………7第四章主变继电保护整定计算及继电器选择……………………………………94.1瓦斯保护……………………………………………………………………94.2纵联差动保护：选用BCH-2型差动继电器………………………………1024.2.1纵联差动保护原理图及其展开图……………………………………………104.2.2计算Ie及电流互感器变比…………………………………………114.2.3确定基本侧动作电流………………………………………………114.2.4确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流…………………124.2.5确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数…………………………134.2.6计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza………144.2.7初步确定短路线圈的抽头……………………………………………144.2.8保护装置灵敏度校验…………………………………………………144.3过电流保护…………………………………………………………………144.4过负荷保护…………………………………………………………………164.5冷却风扇自起动…………………………………………………………16总结…………………………………………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………………18附录…………………………………………………………………………………………19贺州学院本科生毕业论文（设计）1第一章绪论1.1继电保护的概述研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。1.2继电保护装置具备的基本性能继电保护装置必须具备以下5项基本性能：①安全性。在不该动作时，不发生误动作。②可靠性。在该动作时，不发生拒动作。③快速性。能以最短时限将故障或异常消除。④选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。⑤灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足以上5项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。1.3继电保护基本原理和保护装置的组成继电保护装置要求能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地，有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可*性，最大限度地保证向用户安全连接供电。继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：(1)反映电气量的保护×××基于单片机数字频率计2电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。例如:反映电流增大构成过电流保护；反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护；反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护；反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。(2)反映非电气量的保护如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的瓦斯保护、温度保护等。继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置，根据控制过程信号性质的不同，可以分模拟型(它又分为机电型和静态型)和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置，一般包括测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值比较，以判断是否发生故障或不正常运行状态；逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作；执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行：跳闸或发信号。1.4继电保护设计的目的和要求电力系统在运行中，可能会发生各种故障和不正常运行状态，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性外，若故障一旦发生，必须迅速而有选择性地将故障元件切除，这是保证电力系统安全运行的最有效的方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几秒甚至百分之几秒。实践证明，只有在每个电气元件上装设继电保护装置，才有可能满足上述要求。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行。若设贺州学院本科生毕业论文（设计）3计与配置不当，保护将不能正确工作，从而会扩大事故及停电范围，有时还可能造成人身伤亡或设备损坏事故。故必须合理地选择保护方式和正确的整定计算，才能保证电力系统安全、稳定运行。进行电力系统继电保护设计的目的要求：（1）能把所学过的理论知识进行综合运用，从而达到巩固、加深及扩大专业知识，并使之系统化。（2）正确领会和贯彻党和国家的方针、技术经济政策，培养正确的设计思想，并掌握设计的基本方法。（3）培养运用所学的理论知识，提高独立分析和解决问题的能力，掌握实际工程设计中的一些基本技能。（4）培养作为工程技术人员必须具备的计算、绘图、使用规程、手册、资料及编写设计说明书等技能。第二章变电站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35/6.6kV系统为双电源35kV单母线分段接线，6.6kV侧单母线分段接线，所接负荷多为化工型，属一二类负荷居多。2.1.1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。×××基于单片机数字频率计4·变压器的内部故障可以分为油箱内和油箱外故障两种。油箱内的故障包括绕组的相间短路，接地短路，匝间