继电保护综合设计 35KV降压变电所继电保护设计.doc

继继电电保保护护综综合合设设计计 3 35 5k kv v 降降压压变变压压器器 继继电电保保护护设设计计 学学校校名名称称 青青岛岛大大学学 学学院院名名称称 自自动动化化工工程程学学院院 专专业业班班级级 电电气气 3 班班 学学 号号 200940600259 姓姓 名名 陈陈腾腾 2012 年年 9 月月 11 日日 摘摘 要要 本文从所给的系统电网图着手 着重从继电保护保护设计的要求 整定计 算 方式的选择 3 个方面分析了 35kv 降压变压器继电保护的设计方法 并从差 动保护 瓦斯保护 过电流保护等来介绍线路继电保护设计中常用的主要保护 配置 从而得出合理的 可行的保护方案 达到网络规划和保护配置的基本要 求 关键词 关键词 35kv 变压器 继电保护 设计 电网继电保护是保证电力系统安全运行和电能质量的重要自动装置之一 因此在规划设计时 必须考虑可靠工作和快速切除故障的继电保护实现的可能 性 对继电保护的基本要求 可概括的分为可靠性 速动性 选择性和灵敏性 等方面 它们之间联系紧密 既矛盾统一 为了保证可靠的切除故障 除了配备起主要作用的 主保护 外 还要配 备起后备作用的 后备保护 当线路或电力设备发生故障时 主保护应该最快 地把最靠近故障元件的断路器跳开 一方面尽可能减少对故障元件的损坏 另 一方面把故障对电力系统的影响压缩到最小可能的范围和程度 后备保护的作 用是当主保护不能完成预定任务时 在靠近故障元件的最小可能范围内将故障 点断开 一 基本资料一 基本资料 本设计为 35kv 降压变电所 主变容量为 8000kva 电压等级为 35 2 2 5 10kv 35kv 供电系统图 如图 系统参数 电源 i 短路容量为 200mva 电源 短路容量为 250mva 最小短 路容量为最大的 80 供电线路 l1 6km l2 8km 线路阻抗 xl 0 4 km 二 变压器保护装置的整定计算及选型二 变压器保护装置的整定计算及选型 1 1 变压器有关参数 变压器有关参数 变压器各侧有关数据变压器各侧有关数据 各侧数据各侧数据 数据名称数据名称 35kv 高压进线高压进线35kv 高压内桥高压内桥10 5kv 侧侧 变压器变压器 的额定的额定 电流电流 a u s i n tn tn 9 263 3 2 1 1 a u s i n tn tn 97 131 3 1 2 a u s i n tn ntd 89 439 3 2 ct 的接的接 线线 方式方式 y ct 变比变比 的计算值的计算值 5 457 5 3 tny tad i k 5 229 5 3 tny tad i k 5 89 439 5 tnd yta i k 选择选择 ct 标准变比标准变比 kta1 500 5kta2 300 5kta3 600 5 ct 二次二次 联接臂电联接臂电 流流 a k i i tad tny 57 4 3 1 a k i i tad tny 81 33 1 a k i i tay tnd 67 3 2 由上表知 i1 i3 i2 故选大者 35kv 侧为基本侧 平衡线圈 wbi接于 10 5kv 侧 平衡线圈 wbii接于 35 高压内桥侧 该处电流互感器型号分别选择 lzzjb6 10 型 一次侧额定电流为 300a 500a 600a 准确度级为 0 5 10p 2 故障分析 故障分析 变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障 它可能引起变压器出 线端的相间短路或引出线碰接外壳 变压器的内部故障有相间短路 绕组的匝间短路和绝缘损坏 变压器的不正常运行过负荷 由于外部短路引起的过电流 油温上升及油 位过低 3 3 保护配置 保护配置 主保护 差动保护 作用是防御变压器内部故障和油面降低 后备保护 过电流保护 作用是反应变压器外部相间故障 延时动作于跳闸 过负荷保护 作用是反应由于过负荷而引起的过电流 动作于减负 荷 4 4 瓦斯保护 主保护 瓦斯保护 主保护 1 作用 用来反映变压器内部故障和油面降低 它反应于油箱内部故障所产 生的气体或油箱漏油而动作 其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路 器 轻瓦斯保护动作于信号 2 配置原则 轻瓦斯保护的动作于信号的轻瓦斯部分 通常按产生气体的容积整定 对 于容量为 10mva 以上的变压器 整定容积为 250 300cm2 瓦斯保护动作于跳闸的重瓦斯部分 通常按气体继电器的油流速度整定 油流速度与变压器的容量 接气体继电器导管的直径 变压器冷却方式 气 体继电器形式有关 3 本设计中整定数值 轻瓦斯保护的动作值按气体容积为 250 300cm2 整定 本设计采用 280 cm2 重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为 0 6 1 5cm2 整定 在本设计中采用 0 9 cm2 4 继电器选型 瓦斯继电器选用 fj3 80 型 5 瓦斯保护的接线原理图如下 5 5 过电流保护 后备保护 过电流保护 后备保护 变压器的过电流保护 用来保护变压器外部短路时引起的过电流 同时又 可作为变压器内部短路时的后备保护 a a 保护装置装在电源侧 保护装置装在电源侧 保护动作后 断开变压器各侧的断路器 1 动作电流的整定 按躲开变压器的最大负荷电流来整定 n re rel tl re rel op i k k i k k i 1max 2 2 1 式中 krel 可靠系数 采用 1 3 kre 返回系数 采用 0 85 代入数据得 ai k k i tl re rel op 4 48493 2632 1 85 0 3 1 max 1 继电器的动作电流 ai k k i op ta wl kaop 84 4 4 484 5 500 1 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择 许继 jl 150 型 电流互感器的型号电流互感器的型号 lzzj9 10a3g 型 2 动作时限的整定 按时限阶梯原则整定 应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大 一个时限阶梯 sttt lt 5 35 03 max 时间继电器型号选择 时间继电器型号选择 选用许继 ss 60 型时间继电器 其时间调整范围为 0 25 3 5s 3 灵敏度校验 近后备 灵敏度校验点设在本线路末端 灵敏度系数不小于 1 5 5 1602 1 4 484 8 897 2 3 1 1 min 2 2 op k w s i ik k 远后备 灵敏度校验点设在下一级线路末端 灵敏度系数不小于 1 2 2 128 1 4 484 1 718 2 3 1 1 min 9 2 op k w s i ik k 故灵敏度系数满足要求 b b 保护装置装在高压内桥侧 保护装置装在高压内桥侧 保护动作时断开高压侧桥断路器和过电流 侧的变压器低压侧断路器 1 动作电流的整定 按躲开变压器的最大负荷电流来整定 n re rel tl re rel op i k k i k k i 1max 2 2 1 代入数据得 ai k k i tl re rel op 2 24297 1312 1 85 0 3 1 max 1 继电器的动作电流 ai k k i op ta wl kaop 42 2 2 242 5 500 1 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择 许继 jl 150 型 电流互感器的型号电流互感器的型号 lzzj9 10a3g 型 2 动作时限的整定 按时限阶梯原则整定 应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大 一个时限阶梯 sttt lt 35 05 2 max 时间继电器型号选择 时间继电器型号选择 选用许继 ssj 10 型时间继电器 其时间调整范围为 0 25 3 5s 3 灵敏度校验 近后备 灵敏度校验点设在本线路末端 灵敏度系数不小于 1 5 5 121 3 2 242 8 897 2 3 1 1 min 2 2 op k w s i ik k 远后备 灵敏度校验点设在下一级线路末端 灵敏度系数不小于 1 2 2 157 2 2 242 1 718 2 3 1 1 min 9 2 op k w s i ik k 故灵敏度系数满足要求 c c 保护装置装在变压器低压侧 保护装置装在变压器低压侧 动作时断开变压器低压侧断路器 1 动作电流的整定 按躲开变压器的最大负荷电流来整定 n re rel tl re rel op i k k i k k i 1max 2 2 1 代入数据得 ai k k i tl re rel op 3 80789 4392 1 85 0 3 1 max 1 继电器的动作电流 ai k k i op ta wl kaop 07 8 3 807 5 500 1 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择 许继 jl 150 型 电流互感器的型号电流互感器的型号 lzzj9 10a3g 型 2 动作时限的整定 按时限阶梯原则整定 应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大 一个时限阶梯 sttt lt 5 25 02 max 时间继电器型号选择 时间继电器型号选择 选用 ss 60 型时间继电器 其时间调整范围为 0 25 3 5s 3 灵敏度校验 近后备 灵敏度校验点设在本线路末端 灵敏度系数不小于 1 5 5 172 2 3 807 2532 2 3 1 1 min 9 2 op k w s i ik k 故灵敏度系数满足要求 d d 保护装置应装在变压器低压侧 保护装置应装在变压器低压侧 动作时断开低压侧分段断路器 1 动作电流的整定 按躲开变压器的最大负荷电流来整定 max tl re rel op i k k i 代入数据得 a u s i n il n il tl 6 392 103 1000 103 1000 103 1000 103 1200 103 2400 3 5 2 max max ai k k i tl re rel op 45 6006 392 85 0 3 1 max 1 继电器的动作电流 ai k k i op ta wl kaop 00 6 45 600 5 500 1 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择 许继 jl 150 型 电流互感器的型号电流互感器的型号 lzzj9 10a3g 型 2 动作时限的整定 按时限阶梯原则整定 应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大 一个时限阶梯 sttt lt 25 05 1 max 时间继电器型号选择 时间继电器型号选择 选用许继 ss 60 型时间继电器 其时间调整范围为 0 25 3 5s 3 灵敏度校验 近后备 灵敏度校验点设在本线路末端 灵敏度系数不小于 1 5 5 156 3 45 600 2532 2 3 1 1 min 9 2 op k w s i ik k 故灵敏度系数满足要求 6 6 过负荷保护 后备保护 过负荷保护 后备保护 安装在电源侧 1 动作电流的整定 按躲过变压器的额定电流来整定 ai k k i n re rel op 03 32693 263 85 0 05 1 11 继电器动作电流 ai k k i op ta wl kaop 26 3 03 326 5 500 1 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择 许继 jl 150 型 电流互感器的型号电流互感器的型号 lzzj9 10a3g 型 2 动作时限的整定 躲过电动机的自启动时间 一般取 9 10s 时间继电器型号选择 时间继电器型号选择 选用 ssj 20 型时间继电器 其时限调整范围为 2 5 10 秒 三 设计总结三 设计总结 通过这两周的综合课程设计 使我得到了很多的经验 并且巩固和加深以 及扩大了专业知识面 锻炼综合及灵活运用所学知识的能力 正确使用技术资 料的能力 为进一步成为优秀的技术人员奠定基础 这次课程设计首先使我巩 固和加深专业知识面 锻炼综合及灵活运用所学知识的能力 其次通过大量参 数计算 锻炼从事工程技术设计的综合运算能力 参数计算尽可能采用先进的 计算方法 最后培养了参加手工实践 进行安装 调试和运行的能力 通过这次设计 在获得知识之余 还加强了个人的独立提出问题 思考问 题 解决问题能力 从中得到了不少的收获和心得 在思想方面上更加成熟 个人能力有进一步发展