35kv變電所繼電保護(hù)

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(hù)2</p><p>　　1.1 繼電保護(hù)的重要性2</p><p>　　1.2 繼電保護(hù)的基本原理2</p><p>　

2、　1.3 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)2</p><p>　　1.4 對繼電保護(hù)的基本要求3</p><p>　　第二章35KV變電所繼電保護(hù)設(shè)計3</p><p>　　2.1三段式電流保護(hù)原理3</p><p>　　2.2線路的保護(hù)整定計算4</p><p>　　第三章 繼電保護(hù)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(xiàn)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(qiáng)力的電網(wǎng)建設(shè)力度，以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，

5、使全國的電力供應(yīng)得到更好的發(fā)展。我國是產(chǎn)電地區(qū)主要是在西部，而西部并不發(fā)達(dá)，所以要把電力送到東部地區(qū)，使全國經(jīng)濟(jì)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(qiáng)、科學(xué)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(shù)發(fā)展與進(jìn)步。</p><p>　　變電所二次系統(tǒng)主要是由繼電保護(hù)和微機(jī)監(jiān)控（遠(yuǎn)動技術(shù)）所形成，發(fā)電廠與變電所自動化技術(shù)獲得了顯著的發(fā)展與進(jìn)步。變電所綜合

6、自動化技術(shù)將繼電保護(hù)、測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動系統(tǒng)等多個獨(dú)立的功能系統(tǒng)配成的綜合系統(tǒng)。對于本設(shè)計中，主要是針對35KV變電所繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行的設(shè)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(shè)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(jìn)入變電室內(nèi)。通過電流、電壓互感器再次取電源給其相應(yīng)的電氣元件回路。</p><p>　　繼電保護(hù)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(jìn)行協(xié)調(diào)。</p><p>　　35KV變電所繼電保護(hù)</p><p>　　繼電器是一種反應(yīng)與傳遞

8、信息的自動電氣元件，是電力系統(tǒng)保護(hù)與生產(chǎn)自動化的自動、遠(yuǎn)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(hù)能夠在變電站運(yùn)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(fù)荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯保護(hù)、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(shè)備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 <

9、/p><p>　　1.1 繼電保護(hù)的重要性</p><p>　　電力規(guī)程規(guī)定：任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。所有運(yùn)行設(shè)備都必須有兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能有另一套繼電保護(hù)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(hù)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(hù)不是電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，但在保證一次設(shè)備安全運(yùn)行方面擔(dān)負(fù)著不可或缺的重要角色。</p><p>　　1.2 繼電保護(hù)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(yùn)行時的差別，就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護(hù)。</p><p&g

11、t;　　變電所繼電保護(hù)是根據(jù)變配電站運(yùn)行過程中發(fā)生故障時，在整定時間內(nèi)，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(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計算繼電器保護(hù)動作值時，要將計算結(jié)果再乘以可靠系數(shù)，以保證繼電保護(hù)動作的準(zhǔn)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(hù)的動作值之比為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)，一般為1.2-2，應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)范要進(jìn)行選擇。<

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

13、應(yīng)電壓與電流的比值，即反應(yīng)短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗的有距離保護(hù)等；</p><p>　　五、反應(yīng)輸入電流與輸出電流之差的，有變壓器差動保護(hù)等。</p><p>　　1.3 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)</p><p>　　繼電保護(hù)裝置是按照保護(hù)的要求，將各種繼電器按一定的方式進(jìn)行連接合組合而成的電氣裝置，其任務(wù)是：</p><p>　　一、當(dāng)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(fù)正常運(yùn)行。</p><p>　　二、當(dāng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，繼電保護(hù)裝置動作發(fā)出信號，減負(fù)荷或跳閘，以便引起運(yùn)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(hù)能夠在變電所運(yùn)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(shè)備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　　1.4 對繼電保護(hù)的基本要求</p><p>　　為了完成其任務(wù)，繼電保護(hù)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(dāng)被保護(hù)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(yùn)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(hù)范圍內(nèi)，不論短路的性質(zhì)和位置如何，保

17、護(hù)裝置都應(yīng)迅速、正確地動作，這就是繼電保護(hù)的靈敏度，即反應(yīng)被保護(hù)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(hù)區(qū)發(fā)生短路或出現(xiàn)不正常狀態(tài)時，保護(hù)裝置應(yīng)該準(zhǔn)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(yīng)該動作。</p><p>　　以上

18、四項(xiàng)要求對于具體的保護(hù)裝置來說，不一定同等重要，而往往有所側(cè)重。例如對電力線路的保護(hù)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(hù)設(shè)計</p><p>　　在世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的時期，科學(xué)技術(shù)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(xué)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(chǎn)，電力機(jī)車就無法運(yùn)行等。在2008年的春節(jié)期間，中國的南部地區(qū)遇到了嚴(yán)重的大雪災(zāi)，造成輸電線路中斷，導(dǎo)致電力機(jī)車無法運(yùn)行，致使許多旅客停滯在車站，而無法回家，造成重大事故?？梢?，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)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(hù)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(jìn)行遠(yuǎn)距離的電力輸送，應(yīng)選15km左右的供電半徑。本設(shè)計中，變電所的輻射范圍選擇10km。</p><p>　　對此線路的保護(hù)可以選用階段式保護(hù)。</p><p>　　三段式電流保護(hù)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(hù)原理圖</p><p><b>　　其構(gòu)成為：</b></p><p>　　I段保護(hù)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(hù)動作信號，并由出口繼電器1KM接通QF跳閘回路。</p><p>　?、蚨伪Ｗo(hù)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(jīng)延時起動2KS發(fā)Ⅱ

22、段保護(hù)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(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)，可共用一個出口繼電器。</p><p>　?、蠖伪Ｗo(hù)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(jīng)延時起動3KS發(fā)Ⅲ段保護(hù)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(hù)為后備保護(hù)，提高可靠性。</p><p

23、>　　2.2線路的保護(hù)整定計算</p><p>　　斷路器1QF、2QF均裝設(shè)階段式相間電流保護(hù)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(fù)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(hù)整定圖</p><p>　　保護(hù)1電流I段整定計算</p>&

24、lt;p>　　求動作電流。按躲過最大運(yùn)行方式下本線路末端（即母線處）三相短路時流過保護(hù)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(yàn)，即求出最大、最小保護(hù)范圍。</p><p>　　在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路時的保護(hù)

25、范圍為</p><p>　　在最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時的保護(hù)范圍為</p><p>　　保護(hù)1電流2段整定計算</p><p>　　求動作電流。按與相鄰線路保護(hù)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(yàn)。利用最小運(yùn)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(hù)的電流校驗(yàn)，即</p><p><b>　?。?—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(hù)的單相原理圖2-3所示，</p><p>　　圖2-3 變壓器過電流保護(hù)單相原理接線圖</p><p><b>

28、　　保護(hù)裝置的啟動電流</b></p><p><b>　　（3—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(hù)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‰妷海员阌谟玫蛪簝x表進(jìn)行測量。其二次繞組是絕對不允許開路的，相當(dāng)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(yán)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(jīng)濟(jì)損失。</p><p>　　當(dāng)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(hù)及自動化設(shè)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(hù)等設(shè)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(dāng)一

33、次部分電流過大時，容易造成設(shè)備的損壞，因此為了確保供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要選擇適當(dāng)?shù)膭幼麟娏鳎娏鬟_(dá)到電流互感器的動作電流時，使其動作。本設(shè)計中，設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的低電壓后，供給測量儀表和繼電保護(hù)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(shè)備及工作人員的安全。正常使用時，二次側(cè)所帶的負(fù)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(cè)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(jié)構(gòu)原理通?？煞譃殡姶攀诫妷夯ジ衅骱碗娙菔诫妷夯ジ衅鲀纱箢?。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(cè)電壓不得低于額定電壓的90%。設(shè)定其動作電壓為，由公式：</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p>　　求得，

36、 KV。</p><p>　　一旦10KV側(cè)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(yùn)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(shè)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(shè)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(hù)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(hù)及自動裝置的電流回路，作為增加觸點(diǎn)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(jī)、變壓器及輸電線路的過負(fù)荷和短路的繼電保護(hù)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(hù)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(diǎn)型式1幅瞬動轉(zhuǎn)換

40、</p><p>　　先預(yù)置好延時值，再通電使用。在通電時設(shè)定，其設(shè)定值無效，須重新通電或接通復(fù)位斷子，使其清零后，才能生效。預(yù)置完成后，應(yīng)蓋上防護(hù)罩，避免觸動撥碼開關(guān)，產(chǎn)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(hù)和自動控制裝置中，作為機(jī)械保持和手動復(fù)位的動作指示器，選用型號DX-8G型為橫向安裝。</p><p>　　應(yīng)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(hù)和自動控制裝置中，用作機(jī)械保持和手動復(fù)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(hù)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(chǎn)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(hù)（qg/gl），還

43、可派生為半導(dǎo)體器件及其成套裝置的短路保護(hù)（aR）以及電動機(jī)短路保護(hù)（am）.</p><p><b>　　熔斷器的確定：</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</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(yùn)行及生產(chǎn)管理技術(shù)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(hù)》.高等教育出版社，2006.7</p><p>　　[4] 徐樹德.《廠礦供電》.中國科學(xué)技術(shù)出版社，1990.10</p><p>　　[5] 呂千.《進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教材》.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993.1</p>

45、<p>　　[6] 李軍.《供配電技術(shù)》.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(shí)用技術(shù)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(xué)期的畢業(yè)論文（設(shè)計）已接近尾聲了，我的三年大學(xué)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?yàn)槟切┦煜さ亩鲙焸兒透魑豢蓯鄣耐瑢W(xué)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(dǎo)師**老師的精心指導(dǎo)，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(shè)計過程中的疑惑。我之所以選擇*老師作為我的導(dǎo)師完全是由于他平易近人的生活作風(fēng)和高深的學(xué)術(shù)造詣，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和

47、不拘一格的工作作風(fēng)給予我無盡的啟迪。再次向黃老師獻(xiàn)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(xué)習(xí)上給予我很大的幫助和支持。感謝所有老師，在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)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(xué)會了寬容，忍讓，團(tuán)結(jié)與互助。大家在學(xué)習(xí)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(guān)懷、一貫的