35kv變電所繼電保護

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　工程概況1</b></p><p>　　第一章35KV變電所繼電保護2</p><p>　　1.1 繼電保護的重要性2</p><p>　　1.2 繼電保護的基本原理2</p><p>　

2、　1.3 繼電保護裝置的任務2</p><p>　　1.4 對繼電保護的基本要求3</p><p>　　第二章35KV變電所繼電保護設計3</p><p>　　2.1三段式電流保護原理3</p><p>　　2.2線路的保護整定計算4</p><p>　　第三章 繼電保護裝置的選擇7</p>

3、<p>　　3.1電流互感器的確定7</p><p>　　3.2電壓互感器的選定7</p><p>　　3.3中間繼電器8</p><p>　　3.4電流繼電器8</p><p>　　3.5時間繼電器8</p><p>　　3.6信號繼電器9</p><p><b&

4、gt;　　3.7 熔斷器9</b></p><p><b>　　參考文獻10</b></p><p><b>　　致謝詞11</b></p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　目前國家正致力于打造強力的電網建設力度，以實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，

5、使全國的電力供應得到更好的發(fā)展。我國是產電地區(qū)主要是在西部，而西部并不發(fā)達，所以要把電力送到東部地區(qū)，使全國經濟能更好的發(fā)展。為了保證電力的輸送更加的可靠，就要求一次系統(tǒng)的堅強、科學與合理，此外對一次系統(tǒng)的操控需要二次系統(tǒng)提出了更高的要求，這就促使了二次系統(tǒng)的技術發(fā)展與進步。</p><p>　　變電所二次系統(tǒng)主要是由繼電保護和微機監(jiān)控（遠動技術）所形成，發(fā)電廠與變電所自動化技術獲得了顯著的發(fā)展與進步。變電所綜合

6、自動化技術將繼電保護、測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、調節(jié)系統(tǒng)、信號系統(tǒng)和遠動系統(tǒng)等多個獨立的功能系統(tǒng)配成的綜合系統(tǒng)。對于本設計中，主要是針對35KV變電所繼電保護的結構、運行的設計。</p><p>　　主變壓器型號的選定為HKSSPZ-25000-35/10，額定電流為0.412/38.49KA，所用變壓器額定電壓為35/0.23KV（50-100KVA）。</p><p>　　本設計采用兩臺35

7、KV的變壓器并聯(lián)供電方式，總共引出線兩組線進入變電室內。通過電流、電壓互感器再次取電源給其相應的電氣元件回路。</p><p>　　繼電保護的基本要求是可靠性、選擇性、快速性、靈敏性，即通常所說的“四性”這些要求之間，有的相輔相成、有的相互制約，需要對不同的使用條件分別進行協(xié)調。</p><p>　　35KV變電所繼電保護</p><p>　　繼電器是一種反應與傳遞

8、信息的自動電氣元件，是電力系統(tǒng)保護與生產自動化的自動、遠動、遙控測和遙訊等自動裝置的重要組成部分。</p><p>　　變電所繼電保護能夠在變電站運行過程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時（過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯保護、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 <

9、/p><p>　　1.1 繼電保護的重要性</p><p>　　電力規(guī)程規(guī)定：任何電力設備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行。所有運行設備都必須有兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護。當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能有另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障。在所有情況下，要求這兩套繼電保護裝置和斷路器所取的直

10、流電源都有不同的熔斷器供電。可見，雖然繼電保護不是電力系統(tǒng)的一次設備，但在保證一次設備安全運行方面擔負著不可或缺的重要角色。</p><p>　　1.2 繼電保護的基本原理</p><p>　　電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，會引起電流的增加和電壓的降低，以及電流、電壓間相位角的變化。因此，利用故障時參數(shù)與正常運行時的差別，就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護。</p><p&g

11、t;　　變電所繼電保護是根據(jù)變配電站運行過程中發(fā)生故障時，在整定時間內，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報警信號。 </p><p>　　可靠系數(shù)為一個經驗數(shù)據(jù)，計算繼電器保護動作值時，要將計算結果再乘以可靠系數(shù)，以保證繼電保護動作的準確與可靠，其范圍為1.3-1.5。 </p><p>　　發(fā)生故障時的最小值與保護的動作值之比為繼電保護的靈敏系數(shù)，一般為1.2-2，應根據(jù)設計規(guī)范要進行選擇。<

12、;/p><p><b>　　例如：</b></p><p>　　一、反應電流的改變，有電流速斷、定時限過電流及零序電流保護；</p><p>　　二、反應電壓改變的，有低壓或過電壓保護；</p><p>　　三、既有反應電流又有反應電流與電壓間相角改變的，有方向過電流保護；</p><p>　　四、反

13、應電壓與電流的比值，即反應短路點到保護安裝處阻抗的有距離保護等；</p><p>　　五、反應輸入電流與輸出電流之差的，有變壓器差動保護等。</p><p>　　1.3 繼電保護裝置的任務</p><p>　　繼電保護裝置是按照保護的要求，將各種繼電器按一定的方式進行連接合組合而成的電氣裝置，其任務是：</p><p>　　一、當發(fā)生故障時，

14、自動、迅速，有選擇地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，使故障元件免除繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行。</p><p>　　二、當出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，繼電保護裝置動作發(fā)出信號，減負荷或跳閘，以便引起運行人員注意，及時地處理，保證安全供電。</p><p>　　三、變電所繼電保護能夠在變電所運行過程中發(fā)生故障和出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減

15、少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。</p><p>　　1.4 對繼電保護的基本要求</p><p>　　為了完成其任務，繼電保護裝置需要滿足一下四個基本要求：</p><p><b>　　一、選擇性</b></p><p>　　當被保護對象發(fā)生故障時，只切除故障元件或線路，而系統(tǒng)的其他健全

16、部分仍然正常運行。</p><p><b>　　二、速動性</b></p><p>　　快速地切除故障可以縮小故障元件的破壞速度，減小因故障帶來的損失，減小用戶在故障低電壓小的故障時間。</p><p><b>　　三、靈敏性</b></p><p>　　在被保護范圍內，不論短路的性質和位置如何，保

17、護裝置都應迅速、正確地動作，這就是繼電保護的靈敏度，即反應被保護范圍發(fā)生故障或不正常情況的能力。</p><p><b>　　四、可靠性</b></p><p>　　該保護區(qū)發(fā)生短路或出現(xiàn)不正常狀態(tài)時，保護裝置應該準確靈敏的動作，而在其他</p><p>　　地方發(fā)生故障會無故障時，不應該動作。</p><p>　　以上

18、四項要求對于具體的保護裝置來說，不一定同等重要，而往往有所側重。例如對電力線路的保護裝置，其選擇性要求比較高，而靈敏系數(shù)可以略低一些。</p><p>　　35KV變電所繼電保護設計</p><p>　　在世界經濟迅猛發(fā)展的時期，科學技術水平不斷發(fā)展，對變電所的要求也越來越高。對于每個國家來說，要得到更好的發(fā)展就要從科學的角度、國際形勢出發(fā)，電力的發(fā)展將起到重要作用。如果沒有電，工廠就不能

19、生產，電力機車就無法運行等。在2008年的春節(jié)期間，中國的南部地區(qū)遇到了嚴重的大雪災，造成輸電線路中斷，導致電力機車無法運行，致使許多旅客停滯在車站，而無法回家，造成重大事故?？梢姡ＷC電力系統(tǒng)正常運行是非常重要的。</p><p>　　需要的電氣元件主要有：電壓互感器、電流互感器、時間繼電器、過電流繼電器、欠壓失壓繼電器、中間繼電器、信號繼電器、電壓繼電器、電流繼電器等。</p><p>

20、;　　2.1三段式電流保護原理</p><p>　　對于35/10型的變電所，由于其電壓等級不是很高，所以不宜進行遠距離的電力輸送，應選15km左右的供電半徑。本設計中，變電所的輻射范圍選擇10km。</p><p>　　對此線路的保護可以選用階段式保護。</p><p>　　三段式電流保護歸總式原理圖3-1所示。</p><p>　　圖2-

21、1 三段歸總式電流保護原理圖</p><p><b>　　其構成為：</b></p><p>　　I段保護測量元件由1KA、2KA組成，電流繼電器動作后起動1KA發(fā)I段保護動作信號，并由出口繼電器1KM接通QF跳閘回路。</p><p>　?、蚨伪Ｗo測量元件由3KA、4KA組成，電流繼電器動作后起動時間繼電器1KT,1KT經延時起動2KS發(fā)Ⅱ

22、段保護動作信號并由出口繼電器1KM接通QF跳閘回路，1KT延時整定值為電流Ⅱ段動作時限。I、Ⅱ段保護共同構成主保護，可共用一個出口繼電器。</p><p>　?、蠖伪Ｗo測量元件由5KA、6KA組成，電流繼電器動作后起動時間繼電器2KT,2KT經延時起動3KS發(fā)Ⅲ段保護動作信號并由出口繼電器2KM接通QF跳閘回路，2KT延時整定值為電流Ⅲ段動作時限。Ⅲ段保護為后備保護，提高可靠性。</p><p

23、>　　2.2線路的保護整定計算</p><p>　　斷路器1QF、2QF均裝設階段式相間電流保護P1、P2,等值電源的系統(tǒng)阻抗：， ；線路沒千米正序阻抗。1QF流過的最大負荷電流，各段可靠系數(shù)取系數(shù)，，繼電器返回系數(shù)，自起動系數(shù)。如圖3-2所示：</p><p>　　圖2-2 電流保護整定圖</p><p>　　保護1電流I段整定計算</p>&

24、lt;p>　　求動作電流。按躲過最大運行方式下本線路末端（即母線處）三相短路時流過保護的最大短路電流整定，即</p><p>　　== （3—6）</p><p><b>　　=1.25</b></p><p>　　靈敏性校驗，即求出最大、最小保護范圍。</p><p>　　在最大運行方式下發(fā)生三相短路時的保護

25、范圍為</p><p>　　在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的保護范圍為</p><p>　　保護1電流2段整定計算</p><p>　　求動作電流。按與相鄰線路保護2的I段動作電流相配合的原則整定，即</p><p>　　= (3—7)</p><p><b>　　=1.11.25</b&g

26、t;</p><p><b>　　=0.82kA</b></p><p>　　靈敏系數(shù)校驗。利用最小運行方式下本線路末端（即B母線處）發(fā)生兩相金屬想短路時電流保護的電流校驗，即</p><p><b>　　（3—8）</b></p><p><b>　　=（）/0.82</b>

27、</p><p><b>　　=1.49>1.3</b></p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p><p>　　變壓器過電流保護的單相原理圖2-3所示，</p><p>　　圖2-3 變壓器過電流保護單相原理接線圖</p><p><b>

28、　　保護裝置的啟動電流</b></p><p><b>　?。?—9）</b></p><p>　　式中 為可靠系數(shù)，一般取1.2-1.3；</p><p>　　為返回系數(shù)，取0.85。</p><p>　　由公式（3—9）式，得變壓器的動作電流</p><p><b>　

29、　。</b></p><p>　　采用的電流速斷器的整定值為423.5A,動作時間小于0.5S</p><p>　　第三章 繼電保護裝置的選擇</p><p>　　3.1電流互感器的確定</p><p>　　根據(jù)35KV變10KV的變壓器的要求，選擇的電流繼電器的額定電流為5A。</p><p>　　電流互

30、感器通過一定的變比將大電壓變?yōu)樾‰妷?，以便于用低壓儀表進行測量。其二次繞組是絕對不允許開路的，相當于一個工作在短路狀態(tài)的變壓器。一旦二次繞組出現(xiàn)開路時，其將會失去作用，有可能造成嚴重的后果，甚至是變電所所管轄的范圍大面積的停電事故，造成重大經濟損失。</p><p>　　當電流互感器用于電路中，可作電流、電能、功率測量和繼電保護及自動化設備的輔助裝置，它將高電壓大電流變換成低電壓、小電流（通常是5A或1A）后，供

31、給二次回路測量儀表和繼電保護等設備使用。</p><p>　　一、選用電流互感器型號LJWD-35，其額定電流為</p><p><b>　　(3—1)</b></p><p>　　即 158.7A （3—2）</p><p>　　對電流互感器選用額定電流為5A，其一、二次變比為n,</p>&

32、lt;p><b>　?。?—3）</b></p><p>　　其中：為功率因素，取0.9。</p><p><b>　　為變壓器額定電流。</b></p><p>　　為電流互感器的額定電流。</p><p>　　為變壓器的視在功率，為線電壓。</p><p>　　當一

33、次部分電流過大時，容易造成設備的損壞，因此為了確保供電系統(tǒng)的正常運行，需要選擇適當?shù)膭幼麟娏?，電流達到電流互感器的動作電流時，使其動作。本設計中，設定電流互感器的動作電流為160A。</p><p>　　選用的電流互感器變比為1：30，額定電流為5A，動作電流為160A。</p><p>　　3.2電壓互感器的選定</p><p>　　電壓互感器是一種把高壓變?yōu)榈蛪?/p>

34、，近似一個電壓源。它將髙電壓變換成標準的低電壓后，供給測量儀表和繼電保護的電壓線圈，既可以利用低壓儀表間接測量髙電壓的電壓和計量之用，又可以保證設備及工作人員的安全。正常使用時，二次側所帶的負荷較大，不允許短路。電壓互感器的變比約等于一、二次繞組的匝數(shù)比，兩側電壓的相位差則接近于零。選擇的電壓互感器為10000/100V。</p><p>　　按結構原理通常可分為電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器兩大類。由于規(guī)定

35、電壓互感器二次電壓為,100V。其變比為n。</p><p><b>　?。?—4）</b></p><p>　　對于供電系統(tǒng)對電壓的規(guī)定，可知10KV側電壓不得低于額定電壓的90%。設定其動作電壓為，由公式：</p><p><b>　　（3—5）</b></p><p>　　求得，

36、 KV。</p><p>　　一旦10KV側的電壓低于9KV時，電壓互感器就動作，確保供電系統(tǒng)的正常運行。</p><p>　　所以選用的電壓互感器變比為n=100, 動作電壓為9KV。</p><p>　　根據(jù)圖2-1需要的設備有：6個KA電流繼電器、2個KT時間繼電器、3個KS信號繼電器、2個KM中間繼電器、2個TA電流互感器、1個RY熱繼電器、1個QF熔斷

37、器。圖2.32需要的設備有：1個變壓器‘1個KA電流繼電器、1個KT時間繼電器、1個KS信號繼電器、1個KOM保護出口中間繼電器、2個QF熔斷器。</p><p><b>　　3.3中間繼電器</b></p><p>　　1.DZS-17E型延時中間續(xù)電器，該繼電器用于繼電保護及自動裝置的電流回路，作為增加觸點數(shù)量和容量的返回延時輔助繼電器，還可用于需要延時的其他回路

38、中</p><p><b>　　中間繼電器的確定：</b></p><p><b>　　3.4電流繼電器 </b></p><p>　　電流繼電器用于發(fā)電機、變壓器及輸電線路的過負荷和短路的繼電保護線路中，并且本繼電器在電力系統(tǒng) CT 飽和后仍能正確動作。選用型號DL-10型電流繼電器</p>

39、;<p><b>　　電流繼電器的確定：</b></p><p><b>　　3.5時間繼電器</b></p><p>　　SS-21A型時間繼電器(以下簡稱繼電器)適用于各種繼電器保護及自動控制線路中，使被控制的元件得到所需要的高精度延時 選用型號SS-21A額定電壓DC220V 額定范圍0.01-0.99s 觸點型式1幅瞬動轉換

40、</p><p>　　先預置好延時值，再通電使用。在通電時設定，其設定值無效，須重新通電或接通復位斷子，使其清零后，才能生效。預置完成后，應蓋上防護罩，避免觸動撥碼開關，產生誤動作。</p><p><b>　　時間繼電器的確定：</b></p><p><b>　　3.6信號繼電器</b></p><

41、p>　　本繼電器用于直流操作的保護和自動控制裝置中，作為機械保持和手動復位的動作指示器，選用型號DX-8G型為橫向安裝。</p><p>　　應用范圍DX-8G型信號繼電器(以下簡稱繼電器)在直流操作的保護和自動控制裝置中，用作機械保持和手動復歸的動作指示器</p><p><b>　　信號繼電器的確定：</b></p><p><

42、b>　　3.7 熔斷器 </b></p><p>　　戶外跌落式高壓熔斷器35kV及以下的戶外式高壓熔斷器主要是跌落式高壓熔斷器.主要用于保護輸電線路和配電變壓器選用P W10戶外跌落式熔斷器</p><p>　　RO系列熔斷器產品描述：用途本系列熔斷器適用于交流50Hz， 額定電壓至690V，額定電流至125A，主要用于在電氣裝置中作線路過載和短路保護（qg/gl），還

43、可派生為半導體器件及其成套裝置的短路保護（aR）以及電動機短路保護（am）.</p><p><b>　　熔斷器的確定：</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 蘇玉林，劉志民，熊森.《怎樣看電氣二次回路圖》.中國電力出版社，1992.2</p><p>　

44、　[2] 李堅.《變電運行及生產管理技術問答》.中國電力出版社，2008.1</p><p>　　[3] 郭光榮.《電力系統(tǒng)繼電保護》.高等教育出版社，2006.7</p><p>　　[4] 徐樹德.《廠礦供電》.中國科學技術出版社，1990.10</p><p>　　[5] 呂千.《進網作業(yè)電工培訓教材》.遼寧科學技術出版社，1993.1</p>

45、<p>　　[6] 李軍.《供配電技術》.中國輕工業(yè)出版社，2007.1</p><p>　　[7] 丁書文.《變電站綜合自動化系統(tǒng)實用技術問答》.中國電力出版社，2007.6</p><p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　為期一個學期的畢業(yè)論文（設計）已接近尾聲了，我的三年大學生涯也即將圈上一個句號。此刻我的心中卻

46、有些悵然若失，因為那些熟悉的恩師們和各位可愛的同學們，我們也即將揮手告別了。  值此論文完成之際，心中充滿了一片感激之情，在整個論文完成的過程中得到了我的導師**老師的精心指導，在此要向他致以最崇高的敬意。黃老師總是在百忙之中抽出時間來為我們解答論文設計過程中的疑惑。我之所以選擇*老師作為我的導師完全是由于他平易近人的生活作風和高深的學術造詣，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和

47、不拘一格的工作作風給予我無盡的啟迪。再次向黃老師獻上誠摯的謝意。 感謝我的全體舍友，在論文完成的過程中是他們在生活上和學習上給予我很大的幫助和支持。感謝所有老師，在我進行畢業(yè)設計的過程中是他們不斷給我自信，如今才能順利完稿。感謝供電2班的全體成員，在這個大家庭中使我學會了寬容，忍讓，團結與互助。大家在學習上互相交流，生活上相互幫助，再次衷心的向大家說一聲謝謝。 最后我要誠摯地感謝我的家人，是他們無微不至的關懷、一貫的