变压器继电保护设计方案

0 变压器继电保护设计方案 结线定义 总降压变电站的电气主结线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线及电缆等电气设备，按一定顺序连接组成的电路。 结线基本要求 对电气主结线的基本要求是： 根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性。 电气主结线应具有一定的运用灵活性。 结线简单，运行方便。 在保证安全可靠供电的基础上，力求投资少，年运行费用低。 结线方案确定 根据系统电源情况，供电电压有两个方案 2。 方案 1：工作电源与备用电源均用 35压，在这个 方案中，工厂总降压变电站采用内桥式接线。 方案 2：工作电源采用 35压，工厂总降压变电站选用一台主变压器，构成线路 用电源采用 10压。 结线特点 为了保证一级负荷的正常供电，决定总降压变电站采用单母线分段主结线方式。该主结线的主要特点如下： 000、 35/10降压变压器，变压器与 35空线路结成线路 变压器组 单元结线 。在变压器高压侧安装少油式断路器， 以 便于变电站的控制 、 运行和维修。 0采用单母线分段接线，用 10油式断路器将母线分成两段。 0线的一个分段上； 10备用线路也经少油式断路器接到 10线的另一分段上。 保证供电的可靠性。 用电源只有在主电源停止运行及主变压器故障或检修时才能投 1 入。因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而 10 0线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置 (当工作电源因故障而断开时，备用电源会立即投入。 当主电源发生故障时， 变电站的操作电源来自备用电源断路器前的所用电变压器。 为了选择高压电气设备，整定继电保护，需要计算总降压变电站的 350母线以及厂区高压配电线路末端 (即车间变电站高压侧 )的短路电流，但因工厂厂区不大，总降压变电站到总降压最远车间的距离不过数百米，因此 100路末端处的短路电流差别极小，故只计算主变压器高、低电压侧母线两点短路电流。 短路电流按正常运行方式计算，计算电路如 图 3所示。 图 3 短路电流的计算电路 根据计算电路作出的计算短路电流的等值电路如图 4所示。 图 4基本等值电路 各元件电抗 ,用标幺值计算 设基准容量 000准电压 7统电抗 X*t 2 已知地区变电站 110918X*t=实际值 /基准值： X*t=k* 又因为 X*t= * ，得： * 19181000 =区变电站三绕组变压器的高压 中压绕组之间的电抗标幺值： * - = 100 -% =1 0 0 0 0 3 0 3 1 35 1*0 22 10000 . 3 5 9 5 1 . 337dl 时的电抗为 2 总降压变电站的主变压器电抗标幺值： * %100 7100 1000 145 三相短路电流计算 : 系统最大运行方式 ,等值电路如图 5。 图 5系统最大运行方式的等值电路 短路回路阻抗 : * 1 * *2 + *无限大系统计算 ,计算 3 1(3)* (3)* (3)*I = (3)*I =* 1求的基准电流： 11310003 37=A 从而求的 I(3)(3)*A 冲击电流为 : i(3)A 短路容量为 : 1* 1统最小运行方式等值电路图 6 图 6系统最小运行方式等值电路 短路 回路总阻抗 : X*相短路电流标幺值 : I*其他计算结果见表 2。 表 2 项目 )3()3(I )3()3(计算公式 )3( 11 I )3()3( )3(I 1S 4 系统最大运行方式 统最小运行方式 2点三相短路电流计算 (1) 系统最大运行方式下短路回路总阻抗： X*b+ 2 )*T( X + * *+4=2) 系统最小运行方式下短路回路总阻： X*4=准电流 : 3 1000 =55 2 点三相短路电流计算结果见下表 3。 表 3 三相短路电流计算结果 项目 )3()3(I )3()3(计算公式 22 I )3()3( )3(I 2S 系统最大运行方式 统最小运行方式 . 电气设备的选择 工厂总降压变电站的各种高压电气设备，主要指 610 千伏以上的断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器，互感器，电抗器，母线，电缆支持绝缘子及穿墙套管等。这些电气各自 的功能和特点不同，要求的运行条件和装设环境也各不同，但也具有共同遵守的原则 3。电气设备要能可靠的工作，必须按正常条件进行选择，并且按断路情况进行稳定检验。 对于供电系统高压电气设备的选择，除了根据正常运行条件下的额度电压、额度电流等选择条件外，还应该按短路电流所产生的电动力效应及热效应进行校 5 验。“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”，这是高压电气设备选择的一般原则。 选择供电系统的高压电气设备时，应进行的选择及校验项目见表四 1。 表四 选择电气设备时应校验的项目 校验项目设备名称 电压 /流 /A 遮断容量/路电流校验 动稳定 热稳定 断路器 X X X X X 负荷开关 X X X X X 隔离开关 X X X X 熔断器 X X X 电流互感器 X X X X 电压互感器 X 支柱绝缘子 X X 套管绝缘子 X X 母线 X X X 电缆 X X X 限流电抗器 X X X X 注：表中“ X”表示选择及校验项目 高压电气的热稳定性校验： it 2 it 母 线 及 电 缆 的 热 稳 定 性 校 验 ：a li m 200 )( I 断路器、负载开关、隔离开关及电抗器的力稳定计算：12 107 3 由于跨距在两个以上 ，所以选择：35设备，设备名称及型号见表 58。 表 5 35 6 设备 名称 计算 数据 高压断路器 000 隔离开关 00 电压互感器 流互感器 雷器 = 3555555 = 000A 600A 150/5 3） = 500 i 0I2 t2*t = 142*4” 10设备，设备名称及型号见表 68。 表 6 10电气设备（变压器低压侧及备用电源进线） 设备名 数据 高压断路器 隔离开关 电流互感器 隔离开关 备注 00 00 00 采 用压开关柜 U = 100000 =00A 600A 300/5A 600A i 22722t2*t =” 202*5” (100*1” 202*5” 10设备，设备名称及型号见表 78。 表 7 10设备名称及型号 计算数据 高压断路器离开关流互感器 0 1000I 46 600A 400A 300/5 330 2 5142 200 0线选择 1) 变压器低压侧引出线选择 主变压器低压侧引出线按经济电流密度选择 7 工作电流： 5000 = 母线计算截面： 4 =用标准截面 6 50 2铝母线允许电流 740A 大于工作电 流 足要求 热稳定校验： tI i =87 000*50 满 足要求 动稳定校验 母线采用平放装设 : W =2=2.5 f = i. 671 =25 10*=0-2 kg/线最大允许跨度 已知： y=700 kg/y10 进线的绝缘子间距离取 2米即可。 绝缘子采用 75公斤，满足要求。 2) 10按发热条件选用 4 40 2母线允许电流 395 按上述计算的热稳定最小截面为 于 4 40 2足要求。 动稳定校验 母线平放： W =42= 据前面计算： 8 求得： f wL y10 010 2 m,进线柜最宽为 此上述检验满足动稳定要求。由于采用标准高压开关柜，故不必选择母线支持绝缘子。 降压变电站需设计以下继电保护装置 （ 1） 主变压器保护 （ 2） 备用电源进线保护 （ 3） 变电站 10线保护 （ 4） 10此外还需设置以下装置： （ 1）备用电源自动投入装置 （ 2）绝缘监察装置 变压器保护 据规格 5000压器设下列保护 ： （ 1） 瓦斯保护：防御变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作与信号；重瓦斯作用于跳闸。 （ 2） 电流速断保护：防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。 （ 3） 过电流保护：防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护。保护动作于跳闸。 （ 4） 过负荷保护：防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。按具体条件装设。 定计算 各个保护的具体整定计算如下： 电流速断保护 速断保护采 用两相不完全星形接法，动作电流应躲过系统最大运行方式时，变压器二次侧三相短路值 5。 即按公式计算： （ 3） A 归算到 35： I 160（3510） 1190 A 灵敏度按系统最小运行方式时保护装置安装处的两相短路电流来校验： 9 （ 2） 1903050*2 ， 满足要求。 过电流保护 采用三个电流互感器接成全星形结线方式，以提高保护动作灵敏度，继电器采用 1 型保护动作电流按躲过变压器一次侧可能出现的最大负荷电流来整定 5 co* 进入继电器的电流： 5/150 动作时间 与 10线保护配合， 10电线的保护动作时间为 ，母线保护动作时间为 1 秒，则变压器过流保护动作时间为： t =1+.5 s 灵敏度按二次侧母线发生两相短路的条件来校验： K（ 2） s= 1 35/10* 满足要求。 10 附：三段式电流保护接线图 11 保护配置原理接线图 12 课程设计体会 通过这次课程设计，我对设计的方法有了一定的了解，基本掌握了设计的方法和步骤，掌握控制方案的设计要求，设备选择的方法，以及其接线图的绘制方法等。在这次设计中，我主要负责 时协助其他，在这次设计中，我学到了如何运用专业知识联系实际，加强了实践，但在设计中遇到某些方面的知识空白点，只能翻书或求助，表明自己的知识功底还是有欠 缺，将会在以后的时间里通过学习与实践相结合的方法来弥补这方面的不足。 课程设计是将专业知识进行综合运用的训练，训练就会有困难，解决困难就是进步，每走一步我们都是在成长。首先是思考，遇到问题先思考“三思而后行”教会了我们这个道理，只有明白了其中的奥妙才能找到问题的本质；然后是方法，不管是什么问题都有很多的方法可以解决，但是什么方法才能事半功倍，这是我们应该寻求的；最后是认真，做任何事情都要认真仔细，即使找对了思路，有了好的方法，如果在实施过程中出现了差错那就功亏一篑了。这三点都是重要的，少了一点将会举步维艰， 这是我在这次的设计中体会到的道理。不仅如此，本次课程设计还让我的思维更加缜密，考虑问题更加全面，不至于顾头不顾尾。 总之，在这次设计中，在巩固已有知识的基础上，也学到了很到新的东西，而且对以往的知识有了更新、更深刻的认识。我相信这次设计将会对我以后的工作和生活有着很大的促进，让我受益匪浅。 13 参考文献 1 周瀛 ,李鸿