60kV小型化变电所设计正文部分

1、. . . . 前言电力是国民经济的血液，是保障我国社会主义现代化建设的骨干。它与广大人民群众的日常生活和企事业单位的生存发展息息相关。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的要求也必然日益提高。为了顺应时代浪潮，检验自己所学，我选择了60kV地区变电所的设计。本次设计的60kV地区变电所是我国广泛应用的变电所类型之一。它主要承担地区性供电任务，不仅适应县城、乡镇的电网特点，也能适应中、小城市的电网要求。本次设计的目的是检验自己理论联系实际，综合运用所学专业知识解决问题与完成设计任务的能力，主要检验变电工程，电力系统分析，电力系统继电保护原理，高电压技术和二次接线等主干课程和专业理论的

2、掌握水平。并希望在设计过程中能不断地接触新东西，学到新知识，汲取新营养，掌握新本领，为今后的工作培养动手能力和实践经验，也为自己在电力行业上的发展铺设基石。第一部分 基本设计资料与电气设备选择1.1 设计题目60kV小型化变电所设计1.2 设计原始资料1.2.1变电所类型变电所位于哈市郊,属于终端变电所，一回进线为60 kV，六回出线为10 kV,供电给乡工业，农业，银行，农副产品加工与居民照明等。1.2.2自然条件变电所地势平坦，海拔125m, 年最高气温32，最低气温-30年平均气温15，主导风向：夏季东南风，冬季西北风。冻土深度1.5m，覆冰厚度10mm,土壤电阻率为100·m

3、雷电日数35日/年。1.2.3负荷资料有一处二类负荷，其余均为三类负荷。60 kV侧进线一回，进线长度为25km，线损为4%，10kv出线6条，每条出线长度为1020km,线损为7%。负荷增长率为7%9%，需用系数为0.60.9,年限为6年。1.2.4系统资料基准容量为100MVA，最大运行方式下系统电抗标么值为0.04，最小运行方式下系统电抗标么值为0.06，继电保护时间tb=0.5s，燃弧时间thu=0.05s。1.3 设计要求1.3.1工作项目包括负荷计算，主接线方案拟定，一次电气系统，电气设备的选择和短路计算。1.3.2设计图纸主接线图，平面布置图，断面图，接地装置布置图，10kV高压

4、配电室与电容室平面布置图，中央信号展开图，继电保护展开图（主变与某一条线路）。第二章 变电所负荷统计和计算2.1负荷统计表表1-1 供电区域用户名称用户配电容量需用系数线路长度供电回路备注1黎明线30000.591三类2镇南线20700.7111三类3建材线20700.7141三类4家线12500.8 101二类5五站线19100.6121三类6建国线22500.681三类2.2负荷计算2.2.1主变压器的选择：确定主变容量： 进线为60kv，出线10kv,主变压器容量必须满足各种可能运行方式时的最大负荷的需要，考虑到负荷的发展，主变压器的容量应根据电力系统5年的发展规进行选择确定，并且考虑变

5、压器允许的正常过负荷能力，使变压器容量选得确定符合实际需要。2.2.1.1各用户计算负荷：公式： Sjsi=KxiSei (KVA)1Sjs1=3000×0.5=1500(KVA) Sjs2=2070×0.7=1450(KVA)Sjs3=2070×0.7=1450(KVA) Sjs4=1250×0.8=1000(KVA)Sjs5=1910×0.6=1146(KVA) Sjs6=2250×0.6=1350(KVA)2.2.1.2变电所当年的计算： Sjs=Kt Sjsi(1+X%) (KVA) 1 =0.9×(1500+145

6、0+1450+1000+1146+1350)×(1+10) =7817(KVA) Sjs-当年计算负荷 Sjsi-各用户的计算负荷 Kt-同时系数，一般取0.850.9X%-线损率，系统设计取10%2.2.1.3负荷增长（5年以）后的变电所最大计算负荷：Sjs.zd=Sjsemn (KVA) 1 =7817×e5%5 =10037 (KVA)Sjs.zd-N年后的最大计算负荷 n-年数 m-年均负荷增长率 Sb0.6Sjs.zd =0.6×10037 16022.2 (KVA)取：S7=4000/63型号的三相变压器两台。确定主变台数： 该供电区域，工业负荷比重较

7、大，其中有一处是二类负荷，故选二台主变压器（单台容量为4000KVA），确保了对主要用户的供电，提高了可靠性，选择二台变压器，当一台因故障或其它原因停运时，另一台变压器应满足60%最大负荷的需要。2.2.1.3主接线的确定:农村变电所的趋向是小型化，操作方便，安全，简单，运行灵活，有扩建改造的前远诸多因素，此主接线的确定方便考虑以上各点决定：60kv侧有一进线，采用单母线接线，10kv侧有6条回路出线，采用单母线分段接线。（附图1-160kv主接线）（附图1-2 60kv断面图）（附图1-3 60kv平面图）第三章 短路计算根据保护整定值的计算和校验，计算如图所示的各短路点，短路电抗并算出最大

8、运行方式下和最小运行方式的短路电流。3.1系统最大运行方式下短路电流：3图2-1等值电路图基准容量SB=100MVA，电网为无穷大电网系统电动势EX=1，六回路端EX=0.8。3.1.1计算各电抗的标幺值：Xl=35×0.4=14 Xl*=14×(100/632)=0.352X kx =Uk% /100×Sj/Sn =7%/100×10000/6000 =1.163.1.2各支路电抗标幺值： XL1*=4×(100/10.52)=3.628 XL2*=0.4×8×(100/10.52)=2.9XL3*=0.4×9&

9、#215;(100/10.52)=3.265 XL4*=0.4×(100/10.52)=3.9XL5*=0.4×14×(100/10.52)=5.08 XL6*=0.4×(100/10.52)=4.353.1.3各回路的容量为：Sj1=0.9×0.5×3000=1350KVA Sj2=0.9×0.7×2070=1305KVASj3=0.9×0.7×2070=1350KVA Sj4=0.9×0.8×1250=900KVASj5=0.9×0.6×1910=10

10、35KVA Sj6=0.9×0.6×2250=1215KVA3.1.4各回路负荷电抗：Xl*=0.35×100/1350=25.9 X2*=0.35×100/1305=26.8X3*=0.35×100/1350=25.9 X4*=0.35×100/1250=28X5*=0.35×100/1035=33.8X6*=0.35×100/1215=28.83.1.5各回路总电抗：L1*=3.628+25.9=29.528 L2*=2.9+26.8=29.7L3*=3.265+25.9=29.165 L4*=3.9+28=3

11、1.9L5*=5.08+33.8=38.88 L6*=4.35+28.8=33.153.1.6各回路并联等效电抗标幺值：X*=29.528/29.7/29.165/31.9/38.88/33.15=4.76 63.1.7短路电流计算: 3.1.8 60KV侧负荷端压降为0.8I1d*1/(Xmin+Xl*)+0.8/X*+0.5XB*31/(0.040.3)+0.8/(4.76+0.5×1.16)3.043.1.9 10KV侧I2d*1/(Xmin+Xl*+0.5 XK*)+0.8/X*31/(0.040.30.5×1.16)+0.8/4.761.243.1.10各回路出线

12、短路电流:Id*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl*)3Id1*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl1*)=1/( 0.04+0.3+0.5×1.16+3.628)=0.237Id2*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl2*)=1/( 0.04+0.3+0.5×1.16+2.9)=0.285Id3*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl3*)=1/( 0.04+0.3+0.5×1.16+3.26)=0.266Id4*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl4*)=1/( 0.04+0.3+0.5&#

13、215;1.16+3.99)=0.23Id5*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ X15*)=1/( 0.04+0.3+0.5×1.16+5.08)=0.194Id6*=1/( Xmin+Xl*+0.5 XK*+ Xl6*)=1/( 0.04+0.3+0.5×1.16+4.35)=0.213.1.11有名值和冲击值计算:IB1=Sj/UB1 =100/63=0.916 IB2=Sj/ UB2 =100/10.5=5.53.1.12 60Kv侧短路计算:Id1=Id*×IB1=0.916×3.04=2.78KA ichd1=2.55×2

14、.78=7.089 KA3.1.13 10Kv侧短路计算:Id2=Id*×IB2=5.5×1.24=6.82 KA ichd2=2.55×6.82=17.39 KA3.1.14各出线回路电流:Id1=Id1*×IB2=0.237×5.5=1.303 KAichd1= 1.303×2.55=3.32 KAId2=Id2*×IB2=0.28×5.5=1.56 KAichd2= 1.56×2.55=3.99 KAId3=Id3*×IB2=0.266×5.5=1.463 KA ichd3= 1

15、.463×2.55=3.73 KAId4=Id4*×IB2=0.23×5.5=1.26 KAichd4= 1.26×2.55=3.22 KAId5=Id5*×IB2=0.19×5.5=1.06 KAichd5=1.06×2.55=2.72 KAId6=Id6*×IB2=0.21×5.5=1.15 KAichd6= 1.15×2.55=2.94 KA3.2系统最小运行方式的短路电流: 3 3.2.1电抗标幺值: Xmax=0.06系统到变电所的电抗标幺值:Xmin=Xmax+Xl*+Xk*=1.5

16、723.2.2短路电流标幺值计算:If1*=1/(Xmax+Xl*)+0.8/（X*+ XB*）=1/(0.06+0.3) +0.8/(5.59+1.16) =2.538If2*=1/(Xmax+Xl*+Xk*)+0.8/X*=1/(0.06+0.3+60.175) +0.8/5.59 =1.7153.2.3各出线短路电流:Id1*=1/(Xmax+ XBx*+ X L*+ X L1*)Id1*=1/(Xmax+XBx*+X L*+X L1*)=1/(0.06+0.3+1.16+3.62)=0.21Id2*=1/(Xmax+ XBx*+ X L*+X L2*)=1/(0.06+0.3+1.16

17、+2.9)=0.25Id3*=1/(Xmax+XBx*+X L*+X L3*)=1/(0.06+0.3+1.16+3.26)=0.23Id4*=1/(Xmax+XBx*+ X L*+ X L4*)=1/(0.06+0.3+1.16+3.99)=0.2Id5*=1/(Xmax+XBx*+XL*+XL5*)=1/(0.06+0.3+1.16+5.08)=0.179Id6*=1/(Xmax+XBx*+X L*+ XL6*)=1/(0.06+0.3+1.16+4.35)=0.193.2.4有名值和冲击值: ichf1=2.53×0.916×2.55=5.928 ichf2=2.55

18、×1.715×5.5=26.08 ich1=2.55×5.5×0.21=2.97 ich2=2.55×5.5×0.25=3.5ich3=2.55×5.5×0.23=3.3 ich4=2.55×5.5×0.2=2.91ich5=2.55×5.5×0.17=2.51 ich6=2.55×5.5×0.19=2.673.3计算10kv侧的I（2），I（3）60kv侧I（3）3.3.1 10kv侧的I（2），I（3）:I（3）*=1/(Xmin+Xl*+(XB*/2

19、)1/(0.04+0.3+(0. 85/2)=1.02I（3）=I（3）*×5.5=5.64I（3）=1/(Xmin+Xl*+XB*) =1/(0.06+0.3+1.16)=0.63I（3）=0.63×5.5=3.443.3.2 60kv侧I（3）:I（3）*=1/(Xmin+Xl*)=1/(0.04+0.3)=2.55I（3）=2.55×0.916=2.3363.4各条线路最大长期工作电流:Sjs= KJKXJSEJ（1+X）Sjs1=0.9×SJS1×（1+8）=0.9×1000×1.08=972kvaSjs2=0.9&

20、#215;SJS2×（1+8）=0.9×1350×1.08=1312.2 kvaSjs3=0.9×SJS3×（1+8）=0.9×1500×1.08=1458 kvaSjs4=0.9×SJS4×（1+8）=0.9×1450×1.08=1409.4 kvaSjs5=0.9×SJS5×（1+8）=0.9×1450×1.08=1409.4 kvaSjs6=0.9×SJS6×（1+8）=0.9×1150×1.08=1

21、117.8 kva3.4.1公式 Igzd=1.05×Sjs1/ Ue Igzd1=1.05×S1/ ×10=1.05×972/×10=58.92AIgzd2=1.05×S2/ ×10=1.05×1312.2/×10=79.55AIgzd3=1.05×S3/ ×10=1.05×1458/×10=88.38AIgzd4=1.05×S4/ ×10=1.05×1409.4/×10=85.44AIgzd5=1.05×S5/

22、×10=1.05×1409.4/×10=85.44AIgzd6=1.05×S6/ ×10=1.05×1117.8/×10=67.76A第四章 电气设备的选择与校验4.1母线的选择 1母线材料：选择铝母线（经济，不易老化）母线形状：60kv侧选择圆形截面母线，可以有效的防止电晕，10kv侧选择矩形截面母线，易散热，面积大，冷却好。母线放置：水平放置，相距L=1m,a=0.5m.4.1.1 60KV侧母线选择计算：4.1.1.1 60KV侧长期工作电流：Igzd=1.05×SJ/Ue 1.05×6300/&#

23、215;10=381.94.1.1.2经济电流密度的选择：S=Igzd/Jn Jn=1.2 =381.9/1.2=318.25通过查载流表选择LGJ120mm2型导线,IY=380A，IGK=380×0.8=3044.1.1.3检验导线热稳定性：4.1.1.4按三相短路发热进行校验：tb=1.5s tf=0.1I=2.67 I(3)=2.33t=tb+tf=1.6S>1S=2.67/2.33=1.14tz=tdz=1.25S查3.5表1 C=99×106 Tzd=1.2 Iy =304c=+(y)(Igzd/Iy)2=37+(7037)(101.24/304)2=40

24、.654.1.1.5按热稳定条件选择所需的最小母线的截面积为：Szx=I/c =(2.33×103)/(99×106)× =26(mm2)满足热稳定要求4.1.2 10KV侧母线的选择：4.1.2.1 10KV侧长期工作电流：Igzd=1.05×6000×1/×10=381.9S=Igzd/Jn Jn=0.9=381.9/0.9=423.3通过查表选60×8， Iy=7884.1.2.2按热稳定校验： tb=1.5s tf=0.1 t=tb+tf=1.6s>1s=6.44/5.641=1.14查周期分量等值表3-2得

25、Tzd=1.25c=+(y)(Igzd/Iy)2=37+(7037)(381/788) 2=54查3-5表 C=93×106Szx=I/c =(6.44×103)/ (93×106)×=77.460×8>77.4 满足动稳定要求4.1.2.3动稳定校验：4.1.2.3.1母线所受电动力：ich=2.55×I=2.55×6.44=16.42 F=1.73×10-7(l/a)ich2=1.73×10-7×(1/0.5)×16.422×103=93.2N4.1.2.3.2母线

26、所受最大弯矩M=FL/10=93.2×1/10=9.32 (N.m)4.1.2.3.3母线计算应力为:W=bh2/6=8×10-3×(80×10-3)2/6=1.06×10-5 (m2)zd=M/W=9.32/1.06×10-5=8.7×10-5 (pa)小于母线的允许应力 (69×106 pa)满足动稳定要求4.1.3出线母线的选择和校验: 4.1.3.1按经济电流密度选择： Igzd=1.05×1458×1/×10=88.38S=Igzd/Jn Jn=1.7=88.38/1.7=5

27、1.98选用LGJ-35mm2 满足长期工作电流条件4.1.3.2热稳定校验:t=tb+tf=1.6s tz=1.2c=+(y)(Igzd/Iy)2=40+(7040)(10.8/335)2=41C=997×1064.1.3.3最小截面积校验: Szx=I(2)/c=(0.266×103)/(99×106)×=30mm2满足热稳定要求4.2开关电气的选择14.2.1 60kv侧断路器选择户外少油断路器e=60kv Igzd=67.5 Ide=6.98kA选择：SW260/100型断路器数据如下：Ue=60kv Ie=100A Iekd=24kA Igf=

28、67kA Ich=6.98<Iekd=24kA满足额定电压，额定电流，额定开断电流符合断路器的要求校验60kv断路器：4.2.1.2热稳定校验： I(2)Tzd=（2.94）2×1.5<202×5 满足热稳定要求4.2.1.3动稳定校验： Igf=67kAIch=6.98满足动稳定要求选择SW260/100型断路器4.2.2 60kv侧隔离开关的选择和校验：Ue=60kv Ie=600A If=6.98kA 选择W60/600型隔离开关数据如下：Ue=60kv Ie=600A If=50kA Ire=142×54.2.2.1热稳定校验：不考虑短路电流的

29、非周期分量的影响：=I/I=5.94/2.33=2.99查电流周期分量等值时间曲线Tz=2.6sI(2)Tzd=9802.332×1.25 满足热稳定要求4.2.2.2动稳定校验：Igf=50kA Ich=15.15满足动稳定要求选择W60/600型隔离开关4.2.3 10kv侧断路器选择:Ue=10kv Igzd=363.7 选择Sn10/1000数据如下：Ue=10kv Ie=400A Iekd=10kv If=25满足额定电压，额定电流，额定开断能力校验10KV侧断路器：4.2.3.1热稳定校验：I(2)Tzd=20.22×4>5.582×1.2 满足

30、热稳定要求4.2.3.2动稳定校验：Igf=52Ich=16.42kA 满足动稳定要求4.2.4 10KV侧隔离开关的选择与校验：Ue=10kv Igzd=404.95 If=15.15kv选择：GW410/400型数据如下：Ue=10kv Ij=52 Ue=Un=10kv Ie=400<Igzd=404.95满足额定电压，额定电流的选择4.2.4.1热稳定校验：=I/I=6.44/5.641=1.14 tdz=tz=1.25sI(2)Tzd=142×5>5.642×1.25 满足热稳定要求4.2.4.2动稳定校验：Igf=25Ich=2.55×1.2

31、5kA 满足动稳定要求选择：GW410/400型4.2.5穿墙套管的选择：按装置种类构造选择户外CLB10/100Ue=10kv Igzd=88.38数据如下： Ue=10kv Ie=1000A Fr=3000 L1=1 L2=0.9 Ir2=202×5套管在=37度时允许电流： Iy=Ie 908.2A大于最大长期工作电流4.2.5.1热稳定校验：Irt2=122×5I2tdz2.332×1.25 满足热稳定要求4.2.5.2动稳定校验：套管允许负荷：0.6Fr=0.6×3000=1800 (N)套管所受力： F=1.73×10-7×

32、;L1+L2/L2×ich2=1.73×10-7×1+0.5/0.5×ich2=1.25×102 满足动稳定要求选择：CLB10/400型4.2.6支柱绝缘子的选择：根据： Ue=10kv 选择 ZS210/500型数据如下：Ue=10kv Fp=4900 H=2104.2.6.1母线所受的最大电动力为：Fzd=1.73×10-7×L/a×ich2=1.73×10-7×1/0.5×(16.42×103)2=186.54.2.6.2绝缘子底部至母线水平中心的高度：H2=（H+1

33、8）+h/2=（210+18）+40/2=248mm4.2.6.3绝缘子帽所受力：F=Fzd×Kz=186.5×248/210=220.24.2.6.4允许负荷：0.6Fp=0.6×4900=2940>220.2选择ZS210/500型满足动稳定要求 4.2.7 电压互感器:Ue=10kv Igzd=404.95选择JSJW10油浸式电压互感器数据如下：表4-1 8 型 号额 定 电 压额 定 容 量最大容量原线圈副线圈辅助0.513JSJW10100.10.1/3120200480960所接仪表负荷分配表：表4-28 名 称 A 相 B 相有 功0.750

34、.75无 功0.750.75频 率1.51.5电 压5Pab=4×0.754×0.751.52.517.5ab=1.51.39Sab= 17.53COSabPab/Sab17.5/17.530.988 ab 3.62A相负荷：PA=1/ SabCOS（ab30） =17.5/ COS（3.6230）9.04A=1/ SabSIN（ab30） =17.5/ SIN（3.6230）4.49B相负荷：PB=1/ （ SabCOS（ab30）SbCCOS（ab30） =1/ 17.5COS（3.6230）6.71COS（11.7230） 12.18B=1/ （ SabSIN（ab3

35、0）SbCSIN（ab30） 1/ 17.5SIN（3.6230）6.71SIN（11.7230） 4.38B相最大负荷：SB= 12.940.5级JSJW10二相额定容量120/=69.28>12.94JSJW10适合技术要求4.2.8 电流互感器的选择和校验：电流互感器的选择（主受端）4.2.8.1根据额定电流选择：Un=10kv Igzd=363.74选择：LFC10/200/5 准确度0.5额定阻抗0.6 动稳定90 允许力 735所接仪表负荷分配表：表4-3 8名 称A 相B 相电流表30功率表1.51.5电度表0.50.5Zzd=R1R2R35/52R20.1R1:所接仪表电

36、阻 R2:导线电阻 R3:导线接头电阻（取0.1）为满足eZzdR2e（R1R2）2（5/52）+0.11.7电流互感器采用二相星型接线4.2.8.2导线截面：S=BLJ/R2(1.75×108××20)/1.70.36×10-6 选用1mm2=I/I1.14查电流周期分量表得：dz=1.25S(Iekr)2t=(200×75)2×1.636×107I2tdz=5.642×1.25×10337.76×105pa36×107 pa满足热稳定要求4.2.8.3校验部动稳定：Iekd=

37、15;0.2×16546.6716.424.2.8.4校验外部动稳定:Fg0.5×1.73×10-7L/aich2=0.5×1.73×10-7×1/0.5×16.422=64.873.6满足动稳定要求4.2.9 出线路侧电流互感器选择：根据电压，最大长期工作电流Un=10kv Igzd=96.02选择LFC200/5数据如下：表4-4 8变比准 确 度1秒稳定倍数额定电阻动稳定允许力200/50.5800.616.5736负荷表：表4-5 8名 称A 相B 相电流表30功率表1.51.5电度表0.50.5Zzd=R1R2R3

38、5/52R20.1为满足 eZzdR2e（R1R2）0.6（5/52）+0.10.3 4.2.9.1导线截面：S=BLJ/R21.75×108××40/0.34×10-6 选用mm2=I/I1.56/1.48=1.02查表 Tzd=1.89(Iekr)2=(10000×50)225×107I2tdz=1.42×23.96×107pa25×107满足热稳定要求。Iekd=×1×90127.263.8254.2.9.2校验外部动稳定：Fg0.5×1.73×10-7L/a

39、ich2=0.5×1.73×10-7×1/0.5×38.252=1.8273.6所以选择LFC10300/54.3所用变的选择：将所用变设在10KV侧，主要作用是动力和照明，因此选S7-30/300型变压器。4.4熔断器的选择： 1通过最大长期工作电流：Igzd=1.05×SJ/Ue=1.05×6300/×10.5=346.42IE=KBRE=1.5×6300/×60=90.93 Sd=UpIch=×63×1.52×16.40=1034.9根据U=60KV Igzd=346.

40、42 Ierj=90.93 Sd=1034.9选择RN1-105A型跌落式高压熔断器4.5无功补偿：变电所装设电力电容的目的通常是提高功率因数减少无功损耗，选YL-11/3-40-1型电力电容。第五章 断路器控制和信号回路5.1断路器控制SN1010型少油断路器没有机械“防跳装置”，所以加控制回路，加装防止跳跃闭锁装置。5.1.1控制地点采用集中控制：跳合闸回路采用灯光监视：(见附图41) 25.1.2信号灯,附加电阻和继电器选择IQ信号灯短路时流过操作线圈电流IV额定电流UD信号灯电压UND信号灯额定电压IQ0.1IN UD0.6UND5.1.2.1灯泡的选择: 2 IQ0.1×0

41、.250.025RD6UNDUN/IN（UN0.6UND）6×110×220/1×（2200.6×110）943WD1102/94312.8选用110伏8瓦的灯泡电阻: RD=1102/81510 RJ10×（220/1）2241976选用: RJ2500 ZG11100校验: Ub220×1510/2500+88+1510=81跳闸:Ub81/110UND0.73UND 合闸:UD220×1510/250022451079UD79/110UND0.72UND 选用ZSD38灯泡5.1.2.2中间继电器的选择:DZ15中央信

42、号装置:（附图4-2） 25.1.2.2.1采用中央复归能重复动作的事故信号装置.5.1.2.2.2 采用ZC23型冲击继电器,构成中央复归能重复动作的事故音响信号装置. 2采用中央复归重复动作的瞬时预告信号装置接线(如附图43)铃声后光字牌的灯泡点亮,音响信号可以手动解除,但光字牌依旧亮着,只有再故障消除后,才能熄灭.设有的预告信号：1）变压器过负荷 2）变压器瓦斯动作3）变压器油浸温过高 4）交流回路绝缘损坏5）控制回路短线 6）事故音响信号回路熔断器熔断7）直流回路绝缘损坏5.1.2.2.3电压继电器的选择：选择DJ131型 7技术数据： 整定围 100400V 线圈并联时：动作电压：1

43、00200V长期允许电压：220V线圈串联时：动作电压：200400V期允许电压：440V动作时间：0.03s 返回系数0.8 选择DSJ11型技术参数:Ue=110V时间整定反围0.10.3S动作电压不大于70%Ue返回电压不少于10%Ue线圈稳定电压长期110%Ue。第二部分 继电保护继电保护的设计应以合理的运行方式和故障类型作为依据，并应满足速动性、选择性、可靠性和灵敏性四项基本要求，本设计主要对变压器，电力电容器保护，同时也对其它设备进行保护。1.变压器的保护4系统中普遍使用的电力变压器是电力系统中十分重要的，贵重的电气设备如果发生故障，将给电力系统的正常运行带来严重的后果，为了保证电

44、力电网中变压器的安全运行，防止事故扩大，应根据变压器的容量、结构与故障类型装设相应可靠、快速、灵敏和选择性好的保护装置。压器油箱部原副边绕组都可能发生相间短路、匝间短路、接地短路以与原副绕组之间的绝缘击穿等故障，油箱部故障产生电弧，引起绝缘油的剧烈汽化，可能引起变压油箱的爆炸，油箱外部套管和引出线也可能发生相间短路和接地短路。变压器的不正常运行状态主要有：由于变压器外部短路引起变压器过电流，由于负荷超过变压器的额定容量引起的过负荷与漏油引起的油面降低，由于产生电磁机械力作用将造成绕组的损坏。变压器采用的保护：1变压器部的多种故障采用瓦斯保护。2对反应主变电源侧电流增大而瞬时动作采用速断保护。3

45、对主变相间短路时，可采用过电流保护作为后备保护。4对0.4MVA与以上容量的变压器应根据可能出现过负荷的情况装设过负荷保护。1.1 变压器的瓦斯保护根据继电保护和自动装置设计技术规程的规定，变压器的容量在0.8 MVA与以上的变压器均应装设瓦斯保护,通常安装在油箱与油枕之间的连通管中。1.1.1瓦斯保护的优点其主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱部发生的各种故障。1.1.2 原理与接线图1原理：由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其它绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量与流速构成瓦斯保护，它应安装在油箱与油枕之间的连接管道上。2接线图如图1-1图

46、1-1瓦斯保护接线图1.1.3整定整定：当部气体聚集达 250300cm3时，轻瓦斯动作于发生信号； 当部气体为 0.71.2m/s时，动作于跳闸。动作时限0 s1.2变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护是反映电流增大而动作的保护，装于变压器的电源测，瞬时动作对变压器与其引出线上各种形式的短路进行保护，为保证选择性，速断保护只能保护变压器的一部分，一般能保护变压器的原绕组的一部分。1.2.1 原理接线图图1-2 电流速断保护接线图1.2.2电流速断保护的整定计算按躲开变压器负荷侧出口最大短路电流来整定Idz=kk×Idmaxkk可靠系数 取1.4Idmax变压器负荷侧出口流过保护

47、安装地的最大短路电流I=k×I=1.4×=117.88A按躲过变压器空载投入时的励磁涌流Idz=（34）×IerIer变压器的额定电流I=（34）×=4×=192.45A则选两者中较大者为Idz，即Idz=192.45A1.2.3 灵敏度校验要求 k=2 保护安装处最小短路电流k=13.302经校验灵敏度满足要求1.3 变压器的过电流保护反应电流增大而动作的过电流保护做为变压器的后备保护1.3.1 过电流保护的整定计算按躲开出线的最大负荷电流来整定I=×II=式中 K-可靠系数为1.2Kf-返回系数为0.85Kzq-自起动系数为0.5

48、n-并列运行变压器台数Ifmax-考虑两台主变突然切除一台出现过负荷I=×2×=101.89A1.3.2 灵敏度校验近后备 k=25.121.5远后备 k=24.441.2符合灵敏度要求1.3.3 原理接线图图1-3 过电流保护接线图图1-4 过负荷保护接线图2.10kV线路保护42.1 10kV侧线路保护的设计原理1.10kV架空线路和电缆线路应装设一样短路保护，保护装置采用两相式接线，并在所有出线中皆装设在同民愤的两相上，通常装设在A,C两相上，以保证当发生不在同一出线上的两点但相接地时又/3机会切除一个故障点。2.10kV线路保护，一般以电流速断保护为主以过电流保护作

49、为后备保护，这就是说，保护装置采用的是远后备方式。3.10kV线路在下诉情况下必须装设电流速断保护。（1） 对变电所来说，当线路上发生短路，变电所母线电量降低时，应装设电流速断保护。（2） 导线截不允许延时，切除短路电流时，应装设电流速断保护。4.当装设电流速断保护时，为保证母线电压不至过分的下降，必要时允许非选择性的动作，并装设自动重合闸或备用电源自投入装置来全或部分地校正保护的非选择性动作。2.2 线路保护方案图图2-1 线路保护方案图2.3电流速断保护2.3.1电流速断保护整定计算I=KI=1.2×0.88=1.056kAI=35.2A 取35AIdz1=Idzj×K

50、j=35×150/5=1050A即一次电流为1050A,速断保护电流继电器动作，被保护线路长度Lbzx=Xxzd-等效电源最大电抗X=(X+X+X)×=(0.06+1.6+0.25)×=2.11L=×()=6.562.3.2灵敏度校验K=×100%=×100%=36.44%15%满足稳定围速断保护的动作时间只取决于继点保护本身固有的动作时间，人为延时时间为0，考虑到线路中的避雷器放电时间为0.04-0.06s2.4过电流保护2.4.1过电流保护整定计算过电流保护的整定计算按躲开在最大负荷时，变电所具有最大动作电流的保护装置的动作电流来

51、进行。I=K××I=×=148.35AI=×K=×1=4.95A2.4.2检验灵敏度K=4.721.5满足灵敏度要求 动作时间为0.5s2.5自动重合闸装置5 自动重合闸是当继电保护动作或其它非人工操作使断路器跳开后，经一定的延时，自动控制断路器重新合上的一种装置。运行经验表明，架空输电线路的故障大都是瞬时性的故障，如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，大风引起的短时碰线等。当继电保护迅速动作，故障点的绝缘水平可自行恢复，故障随即消失，这时如能重新使断路器合上，即可恢复供电，大大提高了供电的可靠性。对于输电线路上的永久性故障，如倒杆断线，绝缘击穿等

52、引起的故障，断路器断开故障线路后，故障不会消失，即使自动重合闸装置使断路器重新合上故障线路上，结果线路被继电保护再次断开，重合闸不会成功。根据运行资料统计，重合闸的成功率在6090之间，目前自动重合闸装置在高压输电线路中得到了广泛的应用。2.5.1自动重合闸的作用和要求2.5.1.1自动重合闸的作用在电力系统中采用自动重合闸ZCH的技术经济效果，主要归纳如下1. 提高供电可靠性，对单测电源尤为显著2. 高压输电线路上采用ZCH，可提高并列运行的可靠性3. 可暂缓或不架双线回路，节约投资4. 可纠正断路器或继电保护引起的误动作因此对1KV以上架空线路和电缆与架空的混合线路，当具有断路器时，一般都

53、采用自动重合闸2.5.2.2对自动重合闸的基本要求1. 在下列情况下，ZCH不应动作（1）手动断开断路器时（2）手动投入故障线路时（3）当发生气压、液压异常时，ZCH应自动闭锁2. 除上述条件外，当由继电保护使断路器跳闸时，ZCH均应动作3. 为保证一、二相要求，应优先采取控制开关与断路器位置不对应原则来启动重合闸4.重合次数应符合设计要求，动作后能自行恢复，以准备好下一次动作5. ZCH动作时间应尽可能短，以减少停电时间和电动机的自启动电流，但由于故障点的绝缘强度和断路器介质的绝缘强度应来得与恢复，因此，重和闸时间通常取0.51.5s6.为与继电保护配合应设后加速或前加速回路，为避免跳跃应设置防跳环节 3.电力电容器的保护4本设计采用集合式并联电容器，进行无功补偿，以提高电网功率因数，减少线损，改善电压质量，充分发挥发电供电设备的功率，为此要求，对电容器进行保护。3.1保护装置的选择当低压并联补偿电容器自身有保护功能时，也应在一次侧配备保护段，一般有短路、过载、过压、欠流与放电器件等，它们实际上构成了电容器的主保护，选择好恰当元件十分重要。1. 短路保护用电流互感器与电流继电器和信号继电器来实现；2.