继电保护课程设计kv终端变电所二次部分设计

13/14长沙理工大学长沙理工大学继电保护课程设计课题：１10KＶ终端变电所二次部分设计（６）院系：_＿_城南学院电气系0805班成员：戴向志2刘鸣春２黄旭明2陈恺2梁冲2指导老师：_＿___＿_＿杨兰____时间：＿_2011.5。25-2011．6.６目录第一章课程设计任务书 一继电保护课程设计的目的和要求 二设计内容ﻩ三电气一次部分设计的基本情况四设计成果五参考资料六一次接线示意图ﻩ第二章变压器保护的配置、出口方案ﻩ一、变压器的故障类型与特征二、变压器保护配置的基本原则三、关于三绕组变压器后备保护配置四2#变压器保护的配置五2#变压器保护的出口方案第三章2#变压器后备保护的整定计算ﻩ一保护整定计算 第四章1０kV侧遥控、遥信、遥测测量点选择表ﻩ一10kv遥控量测点选择ﻩ二１0kｖ遥信量测点选择ﻩ三10kv遥测量测点选择第五章１0kv母线电压互感器原理接线图第六章1０kv母线电压互感器柜安装接线图第七章设计总结 一心得体会 第八章参考文献ﻩ附录:附图一：１０ｋv母线电压互感器原理接线图附图二：1０kｖ母线电压互感器柜安装接线图长沙理工大学教研室主任院长课程设计(论文）指导书批准日期课程：电力系统继电保护指导教师杨兰课程设计（论文)课题1１0KV终端变电所二次部分设计（6）课题适用对象（层次)电力本科课程设计(论文）的内容及要求：继电保护课程设计的目的和要求继电保护课程设计是学生学完继电保护基本原理的理论课程后的一个重要的综合性教学环节,是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合性训练。通过课程设计,可以培养学生运用知识解决实际问题的能力,增加工程观念，以便更好的适应工作的需要。通过课程设计应达到下列要求熟悉有关技术规程;巩固并充实所学基本理论和专业知识，做到能够灵活应用，解决实际问题。初步掌握电气工程专业（二次部分)工程设计的流程和方法，独立完成设计任务,并能通过答辩。端正态度，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。设计内容1、２#主变压器保护的配置,出口方案；2、2＃主变压器后备保护的整定计算;3、10KV侧遥控、遥信、遥测测量点选择表;4、1０KV母线电压互感器原理接线图5、１０KV母线电压互感器柜安装接线图。电气一次部分设计的基本情况工程规模：该变电所为11０／３8。５/１0。5KV三级电压,所内装设3１。5MVA及40MＶＡ主变各一台，2回110KＶ架空进线，４回3５KV出线及8回１0KV出线.变电所配有１０KV无功补偿装置。１0ＫＶ线路供电给车间变电所分列运行的两段母线之一，事故情况下供电给变电所的两段母线总负荷.设各条１０KV和3５KV线路的供电负荷类似。主接线考虑11０KＶ侧采用内桥接线方式,35KV单母分段带旁母,1０KV单母分段.所用电配置：一台由10KV母线接出，另一台由3５KＶ外来所用电取得。防雷与接地：110KＶ进线侵入雷电波的保护是在架空线首端装一组避雷器，并配合进线上的相应保护。主变中性点装设一组避雷器及设间隙保护。35KV和１0KＶ母线分别装设避雷器作为出线侵入的雷电波保护.直击雷由避雷针保护。主要参数：系统参数：Xs.min=０．0581,Ｘs。ｍax=０.０832（SB=10０MＶA，UB＝UＡV=１10kv为基准)2、11０KV进线：LGJ-１50型，线路长度为一条6０ｋm,一条50km。３、35KV线路长度按25KM考虑.4、1０KV线路长度按１5ＫＭ考虑.5、主变铭牌参数:１#主变:型号SFSZ8—31500/110接线ＹN／ＹN/△—11挡位１10±４×２。5％/３8。5±2×2．5%/１0。５短路电压（％)高-中1０．47高—低1８中—低6。33短路损耗（Kw）高-中16９。7高－低181中—低13６.４空载电流（%)０。４６空载损耗（Ｋw）40.６２#主变：型号SFSZ1０-４0000/１10接线YＮ/YN/△—11挡位110±8×1.2５%/38。5±２×2.５%/10.5短路电压（%)高—中１1.７9高-低21．30中—低7。08短路损耗（Kｗ）高-中7４．31高-低74．79中-低68.30空载电流（%）0．1１空载损耗(Ｋw）2６.71设计成果设计说明书(包括保护配置说明，整定计算和校验过程及结果）短路电流计算结果设计图纸参考资料1、电力系统继电保护原理天津大学贺家李编２、中小型变电所实用设计手册丁毓山雷振山编中国水利水电出版社3、35~１10ﻩKV无人值班变电所典型方案施工图集（江苏省电力设计院编）中国电力出版社４、国家电网公司输变电工程典型设计１10ＫV变电站分册（2005年版）刘振亚编中国电力出版社5、电力系统继电保护与安全自动装置整定计算（崔家佩，孟庆炎编)2M2M10KV10KV1M110KV终端变电站一次接线图110KV进线1#1主变压器#2主变压器110KV进线2内桥分段线路1~46KMDD750KVA10/0.4300KW800KVA10/0.4240KW线路6~88KM线路58KM2M35KV35KV1M分段20KM线路215KM线路318KM线路116KM线路47.5MVA10.5%8KM6KV7.5MVA10.5%6KV6KM8MVA10.5%8MVA10.5%第二章变压器保护的配置、出口方案一、变压器的故障类型与特征变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险,由于油箱内充满了变压器油,故障后强大的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性瓦斯气体，很容易引起油箱爆炸.油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低,以及过电压、过励磁等.二、变压器保护配置的基本原则1、瓦斯保护：８00KＶA及以上的油浸式变压器和4０0KVA以上的车间内油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器,轻瓦斯保护动作于发出信号.2、纵差保护或电流速断保护：6３00KVＡ及以上并列运行的变压器,100０0KVＡ及以上单独运行的变压器,发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器,应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于。对于２000ＫVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时,也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障,其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。3、相间短路的后备保护：相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流,同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护,其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定,延时动作于跳开变压器各电源侧断路器,并发相应信号.一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。4、接地短路的零序保护:对于中性点直接接地系统中的变压器,应装设零序保护,零序保护用于反应变压器高压侧(或中压侧）,以及外部元件的接地短路。5、过负荷保护：对于４０0KVA以上的变压器,当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,应装设过负荷保护.过负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动作于发信号。6、其他保护：高压侧电压为5０0KV及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高,应装设变压器过励磁保护。对变压器温度和油箱内压力升高,以及冷却系统故障，按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置.三、关于三绕组变压器后备保护配置1、对于三绕组变压器的后备保护,当变压器油箱内部故障时，应断开各侧断路器，当油箱外部故障时,只应断开近故障点侧的变压器断路器，使变压器的其余两侧继续运行。2、对于单侧电源的三绕组变压器,应设置两套后备保护，分别装于电源侧和负荷侧.保护带两级时限，以较小的时限跳开变压器断路器ＱＦ3，以较大的时限断开变压器各侧断路器。３、对于多侧电源的三绕组变压器，应在三侧都装设后备保护。图2．１四2#变压器保护的配置1变压器瓦斯保护（轻瓦斯动作于发信号，重瓦斯动作于跳闸）;2纵差保护:采用比例制动的差动保护，并配有差动速断（用于防止内部短路Id很大时，TA饱和→比例制动保护拒动);3复合电压启动的过电流保护和过电流保护(作为变压器后备保护）;4零序保护(反映单相接地短路）；５过负荷保护；6温度保护；五2＃变压器保护的出口方案12#变压器主保护的出口方案变压器瓦斯保护:轻瓦斯保护动作后作用于信号,重瓦斯保护动作后直接使变压器三侧的断路器跳闸。纵联差动保护：保护动作后瞬时使变压器三侧的断路器跳闸.22＃变压器后备保护的出口方案假设线路是以1．5秒跳开断路器.10kV保护以1.８秒跳开10kV母线分段断路器,故障仍存在则跳开１0kＶ出线断路器,再跳开35kV分段断路器，再跳开3５ｋV出线断路器，故障仍存在则变压器三侧断路器同时跳开。若电流仍然过大，过负荷元件发过负荷信号，必要时动作于自动减负荷或跳闸.表2.1２#变压器保护出口方案保护名称动作时限出口方案纵联差动保护0s变压器三侧断路器1０kV复合过流１.8s10ｋV分段三相断路器10kV复合过流2ｓ10kV出线三相断路器110ｋV复合过流2.3s３5kV分段三相断路器1１0ｋV复合过流2.５s35ｋV出线三相断路器１10kV复合过流3s变压器三侧断路器低压侧过负荷3。５s发过负荷信号高压侧过负荷3.５s发过负荷信号ﻩ2＃变压器后备保护的整定计算保护整定计算对于2#变压器,应设置两套后备保护,分别装于电源侧和负荷侧。保护带两级时限，以较小的时限跳开变压器断路器QF3，以较大的时限断开变压器各侧断路器.计算各侧一次额定电流、TA变比、二次额定电流及TV的变比表3.1名称各侧数据Ｕe(KV）1０（△侧）35（Y侧）110（Y０侧)Ie1(A）Se/(10)=23０9．４7Sｅ/(３5)=659。8５Se/(110)=２０9。95TA接法Y△△TＡ计算变比nL。jsＩe1/5=461。８９Ie1/5=２28．57Ie1/５＝７2.73TA实际变比ｎL50024０80Ie2(Ａ）4。６2２.７52。62TV计算变比１003501１００1计算各元件电抗参数,去基准容量,基准电压，，基准电流为电源系统基准电抗的标幺值变压器各侧阻抗标幺值高压侧绕组短路电压:中压侧绕组短路电压：低压侧绕组短路电压:变压器高压侧电抗：变压器中压侧电抗:变压器低压侧电抗：线路的基准电抗标幺值：图３。1短路电流计算：由主接线分析可知，变压器的主保护为一台变压器单独运行时,内桥断路器断开,分段断路器断开运行时保护的计算方式，保护时，变压器后备保护作保护线路的远后备时,要校验d３,d4两点的灵敏系数，因此，除了要计算ｄ1,d２两点最大,最小运行方式的短路电流外,还要计算d3，ｄ4两点最小短路电流d1点的短路电流的计算：d２点的短路电流的计算：d3点的短路电流的计算：d4点的短路电流的计算：２110ｋv侧复合电压启动过电流保护整定计算：电流元件的动作电流变压器的额定电流电压元件:*低电压元件：Udz。b＝0.7Uｅ1=0.7＊1１０0０0＝7７000VＵdz.ｊ=Udz.b/nY=7０Ｖ*负序电压元件：躲过正常运行时的Ｕbp.２.ｍax经验公式:Ｕdz．b。２=0.0６Ue1=0。06*１10000=6６０0VUｄｚ.j。2=Uｄｚ.ｂ．2／nY=６Ｖ校验灵敏系数：d1点两相短路时的短路电流:d2点两相短路时的短路电流：d３点两相短路时的短路电流：ｄ4点两相短路时的短路电流：d1点最小短路电流折到１1０ＫV基本侧为：d2点最小短路电流折到１１0KV基本侧为：作为本身近后备保护时灵敏系数：满足要求满足要求作1０KV线路的远后备时的灵敏系数：满足要求作35KV线路的远后备时的灵敏系数：满足要求②低电压元件：（按最大运行方式下保护范围末端三相短路时,保护安装处的最大相间残余电压来校验)Ｋlm.d1=Udｚ。b/（Ucy。d1）=1。4>1.3满足要求Klｍ。ｄ2=Ｕdz．ｂ/（Ucy。d2）=1．3８>１。3满足要求Klm.d3=Ｕdz．b／(Ucy.d3）=１.２9＞1。２满足要求Klm．ｄ4=Ｕdz.b/(Ucy．d4）=１.34>1．２满足要求由于负序电压的整定值很低，灵敏度很高，不需要对它校验这正说明采用复合电压启动过电流保护可以提高保护的灵敏性10kV侧的保护1０ｋV侧先按变压器的一般过流保护整定，保护装置的启动电流按照躲开变压器可能出现的最大负荷电流来整定.所以当应一次接线用于实际中时，按实际的最大负荷整定，对于降压变压器，应考虑低压侧负荷电动机自启动时的最大电流。如果这样整定出的灵敏度不够，这时就用复合电压起动过电流保护来整定10kV侧，其整定方法与1１0kV相同。10kV侧遥控、遥信、遥测测量点选择表一10kv遥控量测点选择表４。１１0kV遥控量测点选择表序号开关量名称1进线断路器１QF合闸2进线断路器１QＦ跳闸3进线断路器2QＦ合闸４进线断路器2QF跳闸5出线断路器３ＱF合闸6出线断路器3QF跳闸7出线断路器4QF合闸８出线断路器4QF跳闸9出线断路器5ＱＦ合闸1０出线断路器５QF跳闸１１出线断路器6QF合闸12出线断路器6QF跳闸13出线断路器7QF合闸１4出线断路器７ＱＦ跳闸１5出线断路器8QF合闸16出线断路器8QF跳闸1７出线断路器9QF合闸18出线断路器９ＱF跳闸１9出线断路器10QF合闸２0出线断路器10QF跳闸２1分段断路器11ＱF合闸2２分段断路器11QF跳闸二10kV遥信量测点选择表４。210ｋV遥信量测点选择表序号开关量名称１进线断路器１ＱF合闸位置信号2进线断路器1QＦ跳闸位置信号3进线断路器2ＱF合闸位置信号４进线断路器2ＱF跳闸位置信号5出线断路器3QF合闸位置信号６出线断路器３QＦ跳闸位置信号７出线断路器4ＱF合闸位置信号８出线断路器4QＦ跳闸位置信号9出线断路器5QF合闸位置信号１0出线断路器5QF跳闸位置信号１1出线断路器６QF合闸位置信号12出线断路器6QF跳闸位置信号１3出线断路器7ＱF合闸位置信号14出线断路器7QＦ跳闸位置信号15出线断路器8QF合闸位置信号16出线断路器8ＱF跳闸位置信号17出线断路器9ＱF合闸位置信号18出线断路器9QＦ跳闸位置信号１9出线断路器10QF合闸位置信号20出线断路器１０ＱF跳闸位置信号21分段断路器11QＦ合闸位置信号２2分段断路器1１QF跳闸位置信号２３隔离开关1～24QS位置信号24控制回路断线25保护动作26事故信号27弹簧未储能28保护装置报警２9重合闸动作（仅用于线路)三１0kV遥测量测点选择表4.3１0kV遥测量测点选择表序号模拟量名称110kV进线１A、B、C相电流210kＶ进线2A、Ｂ、C相电流31０kV出线１A、B、C相电流41０kＶ出线２Ａ、Ｂ、C相电流510kV出线3A、B、C相电流６10kV出线4A、B、C相电流７10ｋV出线5A、B、C相电流8１0ｋV出线