变压器继电保护设计方案

1、变压器继电保护设计方案1. 总降压变电站主结线的确定1.1 主结线定义 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。1.2 主结线基本要求 对电气主结线的基本要： 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。1.3 主结线方案确定 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 35KV 电压，在这个方案中，工厂总降压 变电站采用桥式接线。方案 2：工作电源采用 35KV 电压，工厂总降压

2、变电站选用一台主变压器， 构成线路-变压器单元结线，备用电源采用10KV电压。1.4 主结线特点 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：1. 总降压变电站设一台5000kVA、35/10kV的降压变压器，变压器与35kV架空 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。2. 总降压变电站的10kV侧采用单母线分段接线，用10kV少油式断路器将母线分 成两段。3. 主变压器低压侧用少油式断路器接到 10kV母线的一个分段上；10 kV的备用 线路也经少油式断路器接到10kV母线的另一

3、分段上。4. 各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电的可靠性。5. 根据规定，备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入。因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而10K V母线的分段断路器在正常时是闭合的。6. 在10kV母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置（APD，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2. 短路电流的计算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35KV侧、 10KV侧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

4、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10KV母线与10K V线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2.1求各元件电抗，用标幺值计算设基准容量Sd=1000MVA 基准电压 Udi=37KV Ud2=10.5KV系统电抗X*t已知地区变电站母线的短路容量：ZB吶得“善标幺值=实际值/基准值：X-l =Sk*又因为 & =丄 *，得：X*t = S=1000=0.52S kSk 1918地区变电站三

5、绕组变压器的高压一中压绕组之间的电抗标幺值:_ U I- H X*T I- n =0% Sd10.5 1000S NT3.310031.535KV供电线路的电抗标幺值:X*1 X。L 冬Ud10.3595 理 1.337LGJ-35型钢芯铝绞线几何距离1时的电抗为0.359 /Km2总降压变电站的主变压器电抗标幺值:X*T= =Z 鯉 14100Snt 10052.2 K1点三相短路电流计算：系统最大运行方式，等值电路如图5。K2图5系统最大运行方式的等值电路短路回路阻抗：X *TXw/X+T+xm52* 33+1.3=3.47按无限大系统计算，计算K1点三相短路电流标幺值为I *ki=I*P

6、( =I *=I*(3)=X * klmax=0.293.47可求的基准电流:I di_Sd =_1000_=i5.6 KA,3U d1. 3 37从而求的K1点三相短路电流的有名值：I(3)k1=I d1 X I (3)*k1=15.6 X 0.29=4.5 KA冲击电流为：i(3)shk1=2.55I=2.55 X 4.5=11.48 KAK1点短路容量为：=Sd.=1000 =288.18 MVAX *k1max3.74系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*kmin=0.52+3.3+1.3=5.12 三相短路电流标幺值：1I *k1 =0.1955

7、.12其他计算结果见表2。表2 K1点三相短路电流计算结果项目(3)I KI(3)(3)i shSk3)计算公式I/i(3)I d1 / I K11 (3) (3)1 K12.55I Sd/Xk1系统最大运行方式4.54.511.48288.18系统最小运行方式3.053.057.78195.312.3 K2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 *t( I n)X*k2max=X*b+-(_) +x*i + X*t =0.52+3.3/2+1.3+14=17.742(2) 系统最小运行方式下短路回路总阻：X*k2min=0.52+3.3+1.3+14=19.12基准电

8、流：I d2= Sd= 1000 =55 KA.3Ud2 3* 10.5K2点三相短路电流计算结果见下表 3表3 K2点三相短路电流计算结果项目1 I KI(3)1 she(3)Sk计算公式h/x K2(3) (3)I KI2.55I (3)Sd/ Xk2系统最大运行方式3.23.28.1657.24系统最小运行方式2.872.877.3152.303.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

9、原则。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 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。3.1在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高压电气的热稳定性校验：l：t 12ti母线及电缆的热稳定性校验SminC丄0( al0 )( 1 wlal)2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/KV电流/A遮断容量/MVA短路电流校验动稳定热稳定断路器XXX

10、XX负荷开关XXXXX隔离开关XXXX熔断器XXX电流互感器XXXX电压互感器X支柱绝缘子XX套管绝缘子XX母线XXX电缆XXX限流电抗器XXXX注：表中“ X”表示选择及校验项目I max I sh断路器、负载开关、隔离开关及电抗器的力稳定计算：Imax Ish电流互感器的力稳定计算：Kn八2Ini ishimax Ish母线的力稳定计算：F 1.732 10 7Kfish 1 aM旦10 由于跨距在两个以上，所以选择：MW3.2 35KV侧设备，设备名称及型号见表 5表5 35KV侧电气设备设备高压断路器SW2-35/1000隔离开关GW2-35GD/600电压互感器JDJJ-35电流互

11、感器LCW-35避雷器FZ-35计算数据名称U :=35KV35KV35KV35KV35KV35KVI = 82.48A1000A600A150/5|( 3)I k=4.5KVS = 288.18MVA1500MVAi sh =11.48KV63.4KA50KA21.2KAI:4.52 t = al 一2*0.342 2It *t = 24.8 *42 K14*495.063.3 10KV侧设备，设备名称及型号见表 6表6 10KV侧电气设备（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SN10-10/600GN8-10T/600LAF10-300/5G

12、N6-10T/600采用GG-10咼压 开关 柜U=10KV10KV10KV10KV10KVI =274.9A600A600A300/5A600Aish=8.16KV52KA52KA57KA52KAI2 ti=3.22*0.34It2*t=202*4”2 ”20*52 ”(100*0.3) *12 ”20 *510KV侧设备，设备名称及型号见表 7表7 10KV馈电线路设备设备名称及型号计算数据高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U 10KV10KV10KV10KVI 46A600A400A300/5ish 8.15KA33KA50KA135 2

13、 0.3I2ti3.22 0.211.62 4142 5SK 57.24MVA200MVA3.4 10KV母线选择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 工作电流：I ca=I ca= 5000=274.94 A3*10.5母线计算截面:Sec=仏=274.94 =305.49 mmiJec.9选用标准截面6 50mm2的铝母线允许电流740A大于工作电流274.94A，满足要求2 2 2167 ish =1.67*11.48 *10a25母线最大允许跨度已知:=700 kg/cmy10yW10 700:9.28 102.52434.25 cm热稳定校验:I ti 1

14、1.48* 1000* 0.342Smin=76.94 1.5I OP10.349附：三段式电流保护接线图保护配置原理接线图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 CAD原理图纸的画制，同时协助其他，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

15、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。参考文献1 周瀛, 鸿儒 . 工业企业供电 M. ：冶金工业， 2007.2 王荣藩. 供电设计与实验 M. 天津： 天津大学 ,1995.3 工厂常用电气设备手册（上、下册、补充本） .M. 水利电力 ,1