畢業(yè)設(shè)計(jì)某變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)電工程系</b></p><p>　　《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》課程設(shè)計(jì)</p><p>　?。?07 級(jí)本科 1 班）</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><

2、;p>　　Abstract2</p><p><b>　　第一章 引言3</b></p><p>　　第二章 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念4</p><p>　　第三章 本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)5</p><p>　　第四章 課程設(shè)計(jì)的目的6</p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書7

3、</p><p>　　第六章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過程8</p><p><b>　　1概述8</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)規(guī)模：8</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)原始資料：8</p><p>　　2 變電所繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)劃9</p><p>　　2.1

4、系統(tǒng)分析及繼電保護(hù)要求：9</p><p>　　2.2本系統(tǒng)故障分析：9</p><p>　　2.310kv線路繼電保護(hù)裝置：9</p><p>　　2.4主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置：10</p><p>　　2.5變電所的自動(dòng)裝置：10</p><p>　　2.6本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置原理概述：10</p

5、><p>　　3 短路電流計(jì)算12</p><p>　　3.1系統(tǒng)等效電路圖：12</p><p>　　3.2基準(zhǔn)參數(shù)選定：12</p><p>　　3.3阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值）：12</p><p>　　3.4短路電流計(jì)算：12</p><p>　　4 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇

6、13</p><p>　　4.1瓦斯保護(hù)：13</p><p>　　4.2縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：14</p><p>　　4.3過電流保護(hù)：15</p><p>　　4.4過負(fù)荷保護(hù)：16</p><p>　　4.5冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)：16</p><p>　　第七章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)16</

7、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)器在35kV變電站中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，它不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全，而且還保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，因此，做好繼電保護(hù)的整定對(duì)于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。本設(shè)計(jì)以3

8、5KV降壓變電所為主要設(shè)計(jì)，主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級(jí)為35/10KV。分析變電站的原始資料確定變電所主接線路，完成對(duì)主變繼電保護(hù)整定計(jì)算，以及過電流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，冷卻風(fēng)扇自啟動(dòng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)。同時(shí)實(shí)際工作中還存在繼電保護(hù)誤整定的情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電所；主接線路；繼電保護(hù)；整定計(jì)算</p><p><b>　　Abstract</b>&l

9、t;/p><p>　　Abstract: With the rapid development of science and technology, pro- protection devices in the 35kV substation are increasingly being used not only protect the safety of the device itself, but also p

10、rotect the normal production,therefore, do relay protection setting the safety and ce- curity equipment for the normal production is very important.The step - down substation main access routes to complete the main tra

11、nsformer relay setting calculations, as well as over-current protection, overload</p><p>　　Key words: Substation；Main access routes；Relay；Setting calculation</p><p><b>　　第一章 引言</b>&

12、lt;/p><p>　　對(duì)于一個(gè)大的電網(wǎng)，故障發(fā)生的幾率和和故障帶來(lái)的擾動(dòng)是相當(dāng)大的，如果沒有切除故障的保護(hù)裝置，電網(wǎng)是不允許運(yùn)行的，這就是繼電保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中的重要程度，正確安裝保護(hù)裝置的必要性是顯而易見的，但在系統(tǒng)復(fù)雜的內(nèi)部鏈接和與電廠的關(guān)系致使很難檢查正確與否，因此有必要采取檢驗(yàn)手段，保護(hù)十分區(qū)域布置的，這樣整個(gè)電力系統(tǒng)都得到了保護(hù)，而不存在保護(hù)死去，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)應(yīng)有選擇的動(dòng)作，跳開距離故障點(diǎn)最近開關(guān)。&

13、lt;/p><p>　　變電站運(yùn)行要求安全可靠，但是，變電站組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響（如雷擊、倒塌、內(nèi)部過電壓、或者運(yùn)行人員誤操作等），變電站中各設(shè)備會(huì)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是：自動(dòng)、迅速、有選擇性的將系統(tǒng)中的故障切除掉，是故障元件損壞程度盡可能降低，并保證系統(tǒng)故障相符部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。反

14、應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備承受的能力，發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或者演示跳閘。</p><p>　　本設(shè)計(jì)35/10KV系統(tǒng)為雙電源35KV單母線分段接線，10KV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷多為化工型，屬一二類負(fù)荷居多。</p><p>　　設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線路來(lái)講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接

15、地。</p><p>　　電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。</p><p>　　1）變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。</p><p>　　2）變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。</p><p>　　變壓器的不正常運(yùn)行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電

16、流、油溫上升及不允許的油面下降。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要是對(duì)繼電保護(hù)的短路電流計(jì)算通過對(duì)供電系統(tǒng)中變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)越級(jí)跳閘的分析和處理，及對(duì)線路負(fù)荷、參數(shù)等資料的調(diào)研,和對(duì)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障進(jìn)行了研究和分析。是以《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》為基礎(chǔ)的一門綜合課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二章 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念</p>

17、<p>　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來(lái)力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動(dòng)化（AGC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)人值班.DTS即調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便）,配電自動(dòng)化(DAS已經(jīng)實(shí)現(xiàn),尚待發(fā)展).</p><p>　　對(duì)電能生產(chǎn)、傳

18、輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù),網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。</p><p>

19、　　發(fā)展過程 20世紀(jì)50年代以前，電力系統(tǒng)容量在幾百萬(wàn)千瓦左右,單機(jī)容量不超過10萬(wàn)千瓦,電力系統(tǒng)自動(dòng)化多限于單項(xiàng)自動(dòng)裝置，且以安全保護(hù)和過程自動(dòng)調(diào)節(jié)為主。例如,電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的各種繼電保護(hù),汽輪機(jī)的危急保安器,鍋爐的安全閥,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),并網(wǎng)的自動(dòng)同期裝置等。50～60年代, 電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上千萬(wàn)千瓦,單機(jī)容量超過20萬(wàn)千瓦,并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和綜合自動(dòng)化方面提出了新的要求。廠內(nèi)自動(dòng)化方面開始

20、采用機(jī)、爐、電單元式集中控制。系統(tǒng)開始裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和以離線計(jì)算為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)功率分配裝置，并廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)。各種新型自動(dòng)裝置如晶體管保護(hù)裝置、可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、電氣液壓式調(diào)速器等得到推廣使用。70～80年代，以計(jì)算機(jī)為主體配有功能齊全的整套軟硬件的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng) (SCADA)開始出現(xiàn)。20萬(wàn)千瓦以上大型火力發(fā)電機(jī)組開始采用實(shí)時(shí)安全監(jiān)控和閉環(huán)自動(dòng)起停全過程控制。水力發(fā)電站的水庫(kù)調(diào)度、大壩監(jiān)測(cè)和電廠綜合自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控開始得

21、到推廣。各種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置中廣泛采用微型計(jì)算機(jī)。</p><p>　　第三章 本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)</p><p>　　（1）本設(shè)計(jì)為35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級(jí)為35/10KV；</p><p>　　（2）搜集原始資料；</p><p>　　（3）完成對(duì)本系統(tǒng)的故障分析；</p><

22、p>　?。?）對(duì)10kv線路繼電保護(hù)裝置、主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置、變電所的自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）對(duì)短路電流的整定與計(jì)算；</p><p>　?。?）主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇；</p><p>　　（7）完成設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　第四章 課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　

23、（1）完成對(duì)35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級(jí)為35/10KV的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）學(xué)會(huì)使用VISIO軟件進(jìn)行電氣繪圖；</p><p>　?。?）通過課程設(shè)計(jì)，熟練掌握變壓器縱連差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度的校驗(yàn)以及主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇； </p><p>　?。?）通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)打

24、下基礎(chǔ)；</p><p>　?。?）通過課程設(shè)計(jì)，熟練掌握資料的查詢（圖書、網(wǎng)絡(luò)）的方法，同時(shí)使電力網(wǎng)繼電保護(hù)原理課程和電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程中所獲得的知識(shí)在工程設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，從而使理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。</p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　1. 課程設(shè)計(jì)題目：某變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　2

25、. 課程設(shè)計(jì)考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定：</p><p>　　課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)學(xué)生必須寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)的成績(jī)分三部分。</p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)考核：考查學(xué)生分析問題的能力，占成績(jī)20%。</p><p>　　書面考核：考察課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量，占成績(jī)60%。</p><p>　　紀(jì)律考核：考察學(xué)生的出勤情況和工作態(tài)度，占成績(jī)20%。</p&

26、gt;<p>　　3．設(shè)計(jì)報(bào)告的主要內(nèi)容包括：</p><p>　　報(bào)告通一采用A4打印紙，其版面要求如下：頁(yè)邊距：上為2.2，下為2.2，左為2.2，右為2.2；頁(yè)眉頁(yè)腳均為1.1；文檔網(wǎng)格選“指定行和字符網(wǎng)格”，字符每行39，行為每頁(yè)35。字體要求：每部分的標(biāo)題統(tǒng)一用四號(hào)，正文用小四。設(shè)計(jì)內(nèi)容布置按下面格式進(jìn)行。</p><p><b>　　目錄：</b&

27、gt;</p><p>　　設(shè)計(jì)中文摘要及摘要英文翻譯</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>

28、;<b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過程</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　第六章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過程</p>

29、<p><b>　　1概述</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)規(guī)模：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級(jí)為35/10KV。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)原始資料：</p><p>　　1.2.1 35KV供電系統(tǒng)圖,

30、如圖1所示。</p><p>　　1.2.2系統(tǒng)參數(shù)：電源I短路容量：= 200MVA；電源Ⅱ短路容量：=250MVA；供電線路： L= L=15km，L= L=10km，線路阻抗：X=0.4Ω/km。</p><p>　　圖1 35KV系統(tǒng)原理接線圖</p><p>　　1.2.3 35kv變電所主接線圖，如圖2所示</p><p>　　

31、圖2 35kv變電所主接線圖</p><p>　　1.2.4 10kv母線負(fù)荷情況，見下表：</p><p>　　1.2.5 B1、B2主變?nèi)萘?、型?hào)為6300kVA之SF1-6300/35型雙卷變壓器，Y-Δ/11之常規(guī)接線方式，具有帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭，可進(jìn)行有載調(diào)壓。其中Uk%=7.5。</p><p>　　1.2.6運(yùn)行方式：以SI、SⅡ全投入運(yùn)行，線路L1~

32、L4全投。DL1合閘運(yùn)行為最大運(yùn)行方式；以SⅡ停運(yùn)，線路L3、L4停運(yùn)，DL1斷開運(yùn)行為最小運(yùn)行方式。</p><p>　　1.2.7已知變電所10KV出線保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間為1.5s。</p><p>　　2 變電所繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)劃</p><p>　　2.1系統(tǒng)分析及繼電保護(hù)要求： </p><p>　　本設(shè)計(jì)35/10KV系統(tǒng)為雙電

33、源35KV單母線分段接線，10KV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷多為化工型，屬一二類負(fù)荷居多。</p><p>　　2.1.1為保證安全供電和電能質(zhì)量，繼電保護(hù)應(yīng)滿足四項(xiàng)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。</p><p>　　2.2本系統(tǒng)故障分析：</p><p>　　2.2.1本設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就

34、線路來(lái)講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。</p><p>　　2.2.2電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。</p><p>　　?變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。</p><p>　　?變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。</p><p>

35、;　　2.2.3變壓器的不正常運(yùn)行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及不允許的油面下降。</p><p>　　2.310kv線路繼電保護(hù)裝置：</p><p>　　根據(jù)線路的故障類型，按不同的出線回路數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下：</p><p>　　2.3.1單回出線保護(hù)：適用于織布廠和膠木廠出線。采用兩段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。其中電流

36、速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0S跳閘。</p><p>　　2.3.2雙回路出線保護(hù)：適用于印染廠、配電所和煉鐵廠出線。采用平行雙回線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)加電流保護(hù)。其中橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。電流保護(hù)作為橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。</p><p>　　2.4主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置：</p><p>　　變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運(yùn)行的情況，從

37、反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)如下：</p><p>　　2.4.1主保護(hù)：瓦斯保護(hù)（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。</p><p>　　2.4.2后備保護(hù)：過電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過負(fù)荷而引起的過電流）。</p&

38、gt;<p>　　2.4.3異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)：溫度保護(hù)（以檢測(cè)變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流的70%來(lái)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過高）。</p><p>　　2.5變電所的自動(dòng)裝置：</p><p>　　2.5.1針對(duì)架空線路的故障多系雷擊、鳥害、樹枝或其它飛行物等引起的瞬時(shí)性短路，其特點(diǎn)是當(dāng)線路斷路器跳閘而電壓消失后，隨

39、著電弧的熄滅，短路即自行消除。若運(yùn)行人員試行強(qiáng)送，隨可以恢復(fù)供電，但速度較慢，用戶的大多設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）已停運(yùn)，這樣就干擾破壞了設(shè)備的正常工作，因此本設(shè)計(jì)在10KV各出線上設(shè)置三相自動(dòng)重合閘裝置（CHZ），即當(dāng)線路斷路器因事故跳閘后，立即使線路斷路器自動(dòng)再次重合閘，以減少因線路瞬時(shí)性短路故障停電所造成的損失。</p><p>　　2.5.2針對(duì)變電所負(fù)荷性質(zhì)，縮短備用電源的切換時(shí)間，提高供電的不間斷性，保證人身設(shè)備

40、的安全等，本設(shè)計(jì)在35KV母聯(lián)斷路器（DL1）及10KV母聯(lián)斷路器（DL8）處裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）。</p><p>　　2.5.3頻率是電能質(zhì)量的基本指標(biāo)之一,正常情況下,系統(tǒng)的頻率應(yīng)保持在50Hz，運(yùn)行頻率和它的額定值見允許差值限制在0.5Hz內(nèi)，頻率降低會(huì)導(dǎo)致用電企業(yè)的機(jī)械生長(zhǎng)率下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低，更為嚴(yán)重的是給電力系統(tǒng)工作帶來(lái)危害，而有功功率的缺額會(huì)導(dǎo)致頻率的降低，因此，為保證系統(tǒng)頻率恒定和

41、重要用戶的生產(chǎn)穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)10KV出線設(shè)置自動(dòng)頻率減負(fù)荷裝置（ZPJH），按用戶負(fù)荷的重要性順序切除。</p><p>　　2.6本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置原理概述：</p><p>　　2.6.1 10KV線路電流速斷保護(hù)：</p><p>　　根據(jù)短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流來(lái)選擇動(dòng)作電流的，以動(dòng)作電流的大小來(lái)控制保護(hù)裝置的保護(hù)范圍；有無(wú)時(shí)限電流速斷和延時(shí)電流速斷，采用二相

42、二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。</p><p>　　2.6.2 10KV線路過電流保護(hù):</p><p>　　利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來(lái)鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng)作的選擇性由過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來(lái)保證，有定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時(shí)

43、限過電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來(lái)切除電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，其保護(hù)范圍為本線路全部和下段線路的一部分。</p><p>　　2.6.3平行雙回線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)：</p><p>　　通過比較兩線路的電流相位和數(shù)值相同與否鑒別發(fā)生的故障;由電流起動(dòng)元件、功率方向元件和出口執(zhí)行元件組成，電流起動(dòng)元件用以判斷線路是否發(fā)生故障，功率方向元件用以判斷哪回線路發(fā)生故障，雙回線路運(yùn)行

44、時(shí)能保證有選擇的動(dòng)作。該保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0S，由于橫聯(lián)保護(hù)在相繼動(dòng)作區(qū)內(nèi)短路時(shí)，切除故障的時(shí)間將延長(zhǎng)一倍，故加裝一套三段式電流保護(hù)，作為后備保護(hù)。</p><p>　　2.6.4變壓器瓦斯保護(hù)：</p><p>　　利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來(lái)判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面

45、下降，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù)。</p><p>　　2.6.5變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：</p><p>　　按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行

46、和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問題，方法有：</p><p>　?。?）靠整定值躲

47、過不平衡電流</p><p>　?。?）采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。</p><p>　　（3）采用二次諧波制動(dòng)。</p><p>　?。?）采用間歇角原理。</p><p>　?。?）采用速飽和變流器。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力。</p

48、><p><b>　　3 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)等效電路圖：</p><p><b>　　圖</b></p><p><b>　　圖</b></p><p>　　3系統(tǒng)等效電路圖 （各阻抗計(jì)算見3.3）</p>&

49、lt;p>　　3.2基準(zhǔn)參數(shù)選定：</p><p>　　S=1000MVA,U= U即：35kv側(cè)U=37kv,10kv側(cè)U=10.5kv。</p><p>　　3.3阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值）：</p><p>　　1） 系統(tǒng)：X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.4</p><p>　　2) 線路：L1，L2：X

50、3=X4=l1X1SB/VB2=0.4×15×100/372=0.438</p><p>　　L3，L4： X5=X6=l3SB/VB2=0.4×10×100/372=0.292</p><p>　　3) 變壓器：B1，B2：X7=X8=（Uk%/100）SB/S=0.075×100/6.3=1.19</p><p&

51、gt;　　3.4短路電流計(jì)算：</p><p>　　1）最大運(yùn)行方式：系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖4所示。 </p><p>　　其中： X9=X2+X3∥X4＝0.719 X10= X1+X5∥X6＝0.546</p><p>　　X11=X10∥X9＝0.31 X12=X11+X7＝1.5&l

52、t;/p><p>　　據(jù)此，系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖5所示。</p><p>　　故知35KV母線上短路電流： </p><p>　　10KV母線上短路電流: </p><p><b>　　折算到35KV側(cè):</b></p><p>　　對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠計(jì)算:</p><p>　　圖4

53、 圖5</p><p>　　2) 最小運(yùn)行方式下:系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖6所示。</p><p>　　因SⅡ停運(yùn),所以僅考慮SⅠ單獨(dú)運(yùn)行的結(jié)果；</p><p>　　所以35KV母線上短路電流： I</p><p>　　所以10KV母線上短路電流： </p><p>　　折算到

54、35KV側(cè): </p><p>　　對(duì)于d3以煉鐵廠進(jìn)行計(jì)算:</p><p><b>　　折算到35KV側(cè)：</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　4 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇</p><p><b>　　4.1瓦斯保護(hù)：&

55、lt;/b></p><p>　　輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按氣體容積為250～300整定，本設(shè)計(jì)采用280。</p><p>　　重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.6～1.5整定本，本設(shè)計(jì)采用0.9。</p><p>　　瓦斯繼電器選用FJ3-80型。</p><p>　　4.2縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：</p><p>

56、;　　選用BCH-2型差動(dòng)繼電器。</p><p>　　4.2.1 計(jì)算Ie及電流互感器變比，列表如下：</p><p>　　4.2.2確定基本側(cè)動(dòng)作電流：</p><p>　　1）躲過外部故障時(shí)的最大不平衡電流 …………………（1）</p><p>　　利用實(shí)用計(jì)算式： </p><p>　　式中：—可靠系數(shù)，采

57、用1.3； </p><p>　　—非同期分量引起的誤差，采用1；</p><p>　　— 同型系數(shù)，CT型號(hào)相同且處于同一情況時(shí)取0.5，型號(hào)不同時(shí)取1，本設(shè)計(jì)取1。</p><p>　　ΔU—變壓器調(diào)壓時(shí)所產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計(jì)取0.05。</p><p>　　Δ—繼電器整定匝書數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，暫無(wú)

58、法求出，先采用中間值0.05。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得 躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流</p><p>　　……………………………………………………（2）</p><p>　　式中：—可靠系數(shù)，采用1.3； </p><p><b>　　—變壓器額定電流：</b></p>&l

59、t;p>　　代入數(shù)據(jù)得 </p><p>　　3）躲過電流互改器二次回路短線時(shí)的最大負(fù)荷電流</p><p>　　……………………………………………………（3）</p><p>　　式中： —可靠系數(shù)，采用1.3； </p><p>　　—正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流。</p><

60、;p><b>　　代入數(shù)據(jù)得 </b></p><p>　　比較上述（1），（2），（3）式的動(dòng)作電流，取最大值為計(jì)算值，</p><p>　　即： </p><p>　　4.2.3確定基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)和繼電器的動(dòng)作電流</p><p>　　將兩側(cè)電流互感器分別結(jié)于繼電器的兩組平衡線圈

61、，再接入差動(dòng)線圈，使繼電器的實(shí)用匝數(shù)和動(dòng)作電流更接近于計(jì)算值；以二次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè)，基本側(cè)的繼電器動(dòng)作電流及線圈匝數(shù)計(jì)算如下：</p><p>　　基本側(cè)（35KV）繼電器動(dòng)作值 </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得 </b></p><p>　　基本側(cè)繼電器差動(dòng)線圈匝數(shù) </p><

62、p>　　式中：為繼電器動(dòng)作安匝，應(yīng)采用實(shí)際值，本設(shè)計(jì)中采用額定值，取得60安匝。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得 </p><p>　　選用差動(dòng)線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較小而相近的數(shù)值，作為差動(dòng)線圈整定匝數(shù)。</p><p><b>　　即：實(shí)際整定匝數(shù)</b></p><p>　　繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流

63、 </p><p>　　保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作電流 </p><p>　　4.2.4確定非基本側(cè)平衡線圈和工作線圈的匝數(shù)</p><p><b>　　平衡線圈計(jì)算匝數(shù)</b></p><p>　　故，取平衡線圈實(shí)際匝數(shù)</p><p><b>　　工作線圈計(jì)算匝數(shù)</b>&l

64、t;/p><p>　　4.2.5計(jì)算由于整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差</p><p>　　此值小于原定值0.05，取法合適，不需重新計(jì)算。</p><p>　　4.2.6初步確定短路線圈的抽頭</p><p>　　根據(jù)前面對(duì)BCH-2差動(dòng)繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵(lì)磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的“C-C”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中

65、，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號(hào)、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。</p><p>　　4.2.7保護(hù)裝置靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　差動(dòng)保護(hù)靈敏度要求值</p><p>　　本系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，10KV側(cè)出口發(fā)生兩相短路時(shí)，保護(hù)裝置的靈敏度最低。</p><p>　　本裝置靈敏度 滿足要求。<

66、;/p><p><b>　　4.3過電流保護(hù)：</b></p><p>　　1）保護(hù)動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流來(lái)整定</p><p>　　式中：—可靠系數(shù)，采用1.2；</p><p>　　—返回系數(shù)，采用0.85；</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得 </p><p>

67、;　　繼電器的動(dòng)作電流 </p><p>　　電流繼電器的選擇：DL-21C/10</p><p>　　靈敏度按保護(hù)范圍末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，靈敏系數(shù)不小于1.2。</p><p><b>　　靈敏系數(shù)：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>

68、;<b>　　4.4過負(fù)荷保護(hù)：</b></p><p>　　其動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流來(lái)整定。動(dòng)作帶延時(shí)作用于信號(hào)。</p><p>　　延時(shí)時(shí)限取10s，以躲過電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)過負(fù)荷保護(hù)起動(dòng)后，在達(dá)到時(shí)限后仍未返回，則動(dòng)作ZDJH裝置。</p><p>　　4.5冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)：</

69、p><p>　　即，當(dāng)繼電器電流達(dá)到3.15A時(shí)，冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)。</p><p>　　第七章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　一、完成了對(duì)變電所的自動(dòng)裝置、10kv線路繼電保護(hù)裝置、主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置的設(shè)計(jì)；對(duì)短路電流的整定與計(jì)算以及主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇。</p><p>　　二、通過本次課程設(shè)計(jì)對(duì)繼電保護(hù)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化的

70、課程設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解和掌握，通過對(duì)課本和參考書籍的翻閱，進(jìn)一步提高了利用手頭資料親自完成設(shè)計(jì)的能力，學(xué)會(huì)了分析原理接線圖和展開圖的分析，也學(xué)會(huì)了運(yùn)用VISIO畫電氣工程圖，對(duì)繼電保護(hù)有了更深層次的理解和掌握。</p><p>　　三、在設(shè)計(jì)中必須做到明確設(shè)計(jì)目的和題目要求；細(xì)心，做到嚴(yán)謹(jǐn)、精確,反復(fù)修改,精益求精；使所學(xué)的理論知識(shí)更加透徹，從而加深對(duì)其的理解；在設(shè)計(jì)中緊扣繼電保護(hù)的四要求：速動(dòng)性、靈敏性、可靠

71、性、安全性。</p><p>　　四、通過課程設(shè)計(jì)，本次課程設(shè)計(jì)以學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)為主，通過積極查閱相關(guān)資料，科學(xué)的分析問題。因此培養(yǎng)了學(xué)習(xí)積極性、獨(dú)立分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、合作溝通的能力，也增強(qiáng)了老師、同學(xué)的交流溝通。 </p><p>　　五、這次課程設(shè)計(jì)不僅是我們的理論知識(shí)得到了加強(qiáng)和鞏固，而且使我們對(duì)VISIO有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，同時(shí)，也提高了我的綜合思維能力，

72、使我明白了學(xué)以致用的重要性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫國(guó)凱. 田有文.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008</p><p>　　[2] 毛錦慶.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答》第二版 [M].北京：中國(guó)電力出版社, 1999</p><p>　

73、　[3] 許建安.《電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)》[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2001</p><p>　　[4] 何仰贊、溫增銀.《電力系統(tǒng)分析》第三版 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[5] 胡虔生、胡敏強(qiáng).《電機(jī)學(xué)》[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005</p><p>　　[6] 劉介才《工廠供電》第四版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出

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