KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)施方案

個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)2010-03-29 10:38:04繼電保護(hù)設(shè)計(jì)概述：1.1設(shè)計(jì)依據(jù):1繼電保護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 .1.1.2國(guó)標(biāo)GB50062-92《電力裝置地繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 .1.1.3《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》（山東工業(yè)大學(xué)） .1.2設(shè)計(jì)規(guī)模：本設(shè)計(jì)為 35KV降壓變電所.主變?nèi)萘繛?6300KVA，電壓等級(jí)為 35/10KV.1.3設(shè)計(jì)原始資料：1.3.135KV 供電系統(tǒng)圖,如圖1所示.13.2系統(tǒng)參數(shù)：電源 I短路容量：SIDmax=200MVA ；電源Ⅱ短路容量：SⅡDmax=250MVA ；供電線路：L1=L2=15km ，L3=L4=10km ，線路阻抗：XL=0.4Ω/km.圖135KV系統(tǒng)原理接線圖1.3.335KV 變電所主接線圖，如圖 2所示S Ⅱ SI1/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)L3 L4 DL1 L1 L2B1 B2DL6 DL 7DL8織膠印配煉備布木染電鐵用廠廠廠所廠圖235KV變電所主接線圖1.3.410KV母線負(fù)荷情況，見下表：負(fù)荷名稱最大負(fù)荷功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長(zhǎng)度（Kw）（km）織布廠12000.851架空線8膠木廠11000.851架空線7印染廠14000.852架空線13配電所15000.852架空線10煉鐵廠17000.852架空線101.3.5B1、B2主變?nèi)萘?、型?hào)為6300kVA之SF1-6300/35型雙卷變壓器，Y-/11之常規(guī)接線方式，具有帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭，可進(jìn)行有載調(diào)壓.其中Uk%=.6運(yùn)行方式：以SI、SⅡ全投入運(yùn)行，線路L1~L4全投.DL1合閘運(yùn)行為最大運(yùn)行方式；以SⅡ停運(yùn)，線路L3、L4停運(yùn)，DL1斷開運(yùn)行為最小運(yùn)行方式.1.3.7已知變電所10KV出線保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間為1.5s.變電所繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)劃：2/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)1系統(tǒng)分析及繼電保護(hù)要求：本設(shè)計(jì)35/10KV系統(tǒng)為雙電源35KV單母線分段接線，10KV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷多為化工型，屬一二類負(fù)荷居多.2.1.1為保證安全供電和電能質(zhì)量，繼電保護(hù)應(yīng)滿足四項(xiàng)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性.2.2本系統(tǒng)故障分析：2.2.1本設(shè)計(jì)中地電力系統(tǒng)具有非直接接地地架空線路及中性點(diǎn)不接地地電力變壓器等主要設(shè)備.就線路來(lái)講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地.2.2.2電力變壓器地故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類 .·變壓器地外部故障常見地是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端地相間短路或引出線碰接外殼.·變壓器地內(nèi)部故障有相間短路、繞組地匝間短路和絕緣損壞 .2.2.3變壓器地不正常運(yùn)行過(guò)負(fù)荷、由于外部短路引起地過(guò)電流、油溫上升及不允許地油面下降.2.310KV 線路繼電保護(hù)裝置：根據(jù)線路地故障類型，按不同地出線回路數(shù)，設(shè)置相應(yīng)地繼電保護(hù)裝置如下：2.3.1單回出線保護(hù)：適用于織布廠和膠木廠出線 .采用兩段式電流保護(hù)， 即電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù).其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限， 0S跳閘.2.3.2雙回路出線保護(hù)：適用于印染廠、配電所和煉鐵廠出線 .采用平行雙回線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)加電流保護(hù) .其中橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù) .電流保護(hù)作為橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)地后備保護(hù).主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置：變壓器為變電所地核心設(shè)備， 根據(jù)其故障和不正常運(yùn)行地情況， 從反應(yīng)各種不同故障地可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)地安全性出發(fā)， 設(shè)置相應(yīng)地主保護(hù)、 異常運(yùn)行保護(hù)和必要地輔助保護(hù)如下：2.4.1主保護(hù)：瓦斯保護(hù)（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線地相間短路） .2.4.2后備保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過(guò)負(fù)荷而引起地過(guò)電流） .2.4.3異常運(yùn)行保護(hù)和必要地輔助保護(hù)：溫度保護(hù)（以檢測(cè)變壓器地油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流地 70%來(lái)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫3/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)過(guò)高）.2.5變電所地自動(dòng)裝置 :2.5.1針對(duì)架空線路地故障多系雷擊、鳥害、樹枝或其它飛行物等引起地瞬時(shí)性短路，其特點(diǎn)是當(dāng)線路斷路器跳閘而電壓消失后，隨著電弧地熄滅，短路即自行消除 .若運(yùn)行人員試行強(qiáng)送，隨可以恢復(fù)供電，但速度較慢，用戶地大多設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）已停運(yùn)，這樣就干擾破壞了設(shè)備地正常工作， 因此本設(shè)計(jì)在 10KV各出線上設(shè)置三相自動(dòng)重合閘裝置 （CHZ），即當(dāng)線路斷路器因事故跳閘后， 立即使線路斷路器自動(dòng)再次重合閘， 以減少因線路瞬時(shí)性短路故障停電所造成地?fù)p失 .2.5.2針對(duì)變電所負(fù)荷性質(zhì)，縮短備用電源地切換時(shí)間，提高供電地不間斷性，保證人身設(shè)備地安全等，本設(shè)計(jì)在 35KV母聯(lián)斷路器（ DL1）及10KV母聯(lián)斷路器（DL8）處裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（ BZT）.2.5.3 頻率是電能質(zhì)量地基本指標(biāo)之一 ,正常情況下,系統(tǒng)地頻率應(yīng)保持在 50Hz，運(yùn)行頻率和它地額定值見允許差值限制在 0.5Hz內(nèi)，頻率降低會(huì)導(dǎo)致用電企業(yè)地機(jī)械生長(zhǎng)率下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低，更為嚴(yán)重地是給電力系統(tǒng)工作帶來(lái)危害，而有功功率地缺額會(huì)導(dǎo)致頻率地降低，因此，為保證系統(tǒng)頻率恒定和重要用戶地生產(chǎn)穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)10KV出線設(shè)置自動(dòng)頻率減負(fù)荷裝置（ZPJH），按用戶負(fù)荷地重要性順序切除.2.6本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置原理概述：2.6.110KV 線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時(shí)通過(guò)保護(hù)裝置地電流來(lái)選擇動(dòng)作電流地，以動(dòng)作電流地大小來(lái)控制保護(hù)裝置地保護(hù)范圍；有無(wú)時(shí)限電流速斷和延時(shí)電流速斷，采用二相二電流繼電器地不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù).2.6.210KV線路過(guò)電流保護(hù):是利用短路時(shí)地電流比正常運(yùn)行時(shí)大地特征來(lái)鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng)作地選擇性由過(guò)電流保護(hù)裝置地動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)匮訒r(shí)來(lái)保證，有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器地不完全星形接線方式，選用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)地后備保護(hù)，來(lái)切除電流速斷保護(hù)范圍以外地故障，其保護(hù)范圍為本線路全部和下段線路地一部分.2.6.3平行雙回線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)：是通過(guò)比較兩線路地電流相位和數(shù)值相同與否鑒別發(fā)生地故障;由電流起動(dòng)元件、功率方向元件和出口執(zhí)行元件組成，電流起動(dòng)元件用以判斷線路是否發(fā)生故障，功率方向元件用以判斷哪回線路發(fā)生故障，雙回線路運(yùn)行時(shí)能保證有選擇地動(dòng)作.該保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0S，由于橫聯(lián)保護(hù)在相繼動(dòng)作區(qū)內(nèi)短路時(shí)，切除故障地時(shí)間將延長(zhǎng)一倍，故加裝一套三段式電流保護(hù)，作為后備保護(hù).2.6.4 變壓器瓦斯保護(hù)： 是利用安裝在變壓器油箱與油枕間地瓦斯繼電器來(lái)判別變壓器內(nèi)部4/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體.故障輕微時(shí)，油箱內(nèi)氣體緩慢地產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量地氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈地油流，沖擊繼電器，使繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù).2.6.5變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：是按照循環(huán)電流地原理構(gòu)成.在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器地電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過(guò)繼電器地電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器地電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過(guò) .但實(shí)際上由于變壓器地勵(lì)磁涌流、 接線方式及電流互感器誤差等因素地影響， 繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問(wèn)題，方法有：·靠整定值躲過(guò)不平衡電流·采用比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù) .·采用二次諧波制動(dòng) .·采用間歇角原理 .·采用速飽和變流器 .本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)地 BCH-2型帶有速飽和變流器地繼電器，以提高保護(hù)裝置地勵(lì)磁涌流地能力.3短路電流計(jì)算：3.1系統(tǒng)等效電路圖：如圖 3所示S Ⅱ S Ⅰ1 20.4 0.556340.2920.2920.438 0.438DL1 d17 81.19 1.19DL6 d25/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)XL=3.628D3圖3系統(tǒng)等效電路圖（各阻抗計(jì)算見3.3）基準(zhǔn)參數(shù)選定：SB=100MVA ，UB=Uav即：35kV側(cè)UB=37KV，10kV側(cè)UB=10.5KV.阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值）：1）系統(tǒng)：X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.42)線路：L1，L2：X3=X4=l1X1SB/VB2=0.4×15×100/372=0.438L3，L4：X5=X6=l3SB/VB2=0.4×10×100/372=0.2923)變壓器：B1，B2：X7=X8=（Uk%/100）SB/S=0.075×100/6.3=1.193.4短路電流計(jì)算：1）最大運(yùn)行方式：系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖4所示.其中：X9=X2+X3∥X4＝0.719X10=X1+X5∥X6＝0.546X11=X10∥X9＝0.31X12=X11+X7＝1.5據(jù)此，系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖5所示故知35KV母線上短路電流：Id1max=IB1/X11=1.56/0.31=5.032(KA)10KV母線上短路電流:Id2max=IB2/X12=5.5/1.5=3.667(KA)折算到35KV側(cè):Id21max=IB1/X12=1.56/1.5=1.04(KA)對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠計(jì)算Id3max=5.5/(1.5+3.628)=1.073(KA)SIISI10 96/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)0.546 0.71935KVd1（8）1.1910KVd2XL=3.628d3圖41135KV 0.31d17(8)1.1910KV2XL=3.628d3圖5最小運(yùn)行方式下:系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖6所示.因SⅡ停運(yùn),所以僅考慮 SⅠ單獨(dú)運(yùn)行地結(jié)果；7/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)X13=X9+X7=0.719+1.19=1.909所以35KV母線上短路電流：Id1min=IB1/X9=1.56/0.719=2.17(kA)所以10KV母線上短路電流：Id2min=IB2/X13=5.5/1.909=2.88(kA)折算到35KV側(cè)：Id2lmin=IB1/X13=1.56/1.909=0.817(kA)對(duì)于d3以煉鐵廠進(jìn)行計(jì)算Id3min=5.5/(1.909+3.628)=0.993(kA)折算到35KV側(cè)：Id3lmin=1.56/(1.909+3.628)=0.282(kA)Ⅰ90.71935KV d17(8)10KV 1.19 d2XL=3.6288/10個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理 .版權(quán)為個(gè)人所有Thisarticle includes someparts, including text, pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership. b5E2RGbCAP用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、 研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利 .除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)， 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