黑山变电所继电保护设计毕业设计论文(编辑修改稿)

黑山变电所继电保护设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

负荷电流整定，灵敏度往往满足不了要求。 低电压起动的过电流保护，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度有所提高，但若低电压继电器只装在变压器一侧，当在另一侧发生相间短路时，低压继电器的灵敏度往往不够，为此在变压器两侧都需要装设低电压继电器，这就使其接线复杂化了，这里也不采用。 而负序过电流保护虽然也满足设计要求，但其整定计算比较复杂，一般只用于大容量升压变压器和系统联络变压器，不符合此次设计的具体情况，因此也不予以采用。 复合电压起动的过 电流保护 ，其电压起动元件是由低电压继电器和负序电压继电器组成。 当发生三相短路时，短路初瞬总会出现负序电压，负序电压继沈阳工程学院毕业设计（论文） 12 电器动作，断开加在低压继电器上的电压，从而使其动作。 负序电压消失后，虽然低电压继电器重新接于线电压上，但由于三相短路电压较低，不能返回而于动作状态。 当发生不 对称短路时，故障相电流继电器动作，负序电压继电器动作，致使低电压继电器动作，最 终将变压器两侧继路器断开。 这里的低电压继电器和负序电压继电器相当于接在一个或门上，然后再和相电流继电器相接与与门，形成了此逻辑关系，从而完成了对变压器相间故障的保护。 依据以上的综合分析后，选择复合电压起动的过电流保护作为设计使用方案，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度也有所提高。 过负荷保护 及以上变压器，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，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。 对自耦变压器和多绕组变压器，保护应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。 过负荷保护采用单相式，带时限动作于信号。 在无经常值班人员的变电所，必要时，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。 之所以采用此保护，是因为黑山变电所以 T1 和 T2两台变压器并列运行，当一台变压器出现故障或检修时，则另外一台将带所有的负荷，只有在两台变压器都出现故障时，则由备自投自动投入运行。 加上黑山变电所为适应工农业发展的需要而新建，为了保护变压器，所以设计使用过负荷保护。 根据以上规定，选择复合电压起动的电流保护作为变压器 T1 和 T2 发生相间短路时的后备保护，选择过负荷保护作为防止变压器 T1 和 T2长时间在超过允许负载能力下运行的保护。 其它保护 保护方案 ： 装设变压器油温监测和启动风扇监测的保护 对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统，应按现行电力变 压器标准的要求，装设可作于用于信号或动作于跳闸的装置。 所以外加设相应的保护来监控变压器自身的运行，包括油温和启动风扇的保护。 线路保护 对相间短路，应按下列规定装设保护。 双侧电源线路：可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。 对下列线路，当规定的保护不符合选择性、灵敏性和速动性的要求时，可采用下列保护方式： 短线路，以带辅助导线的纵联保护（导引线保护）作主保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。 导引线保护如需敷设专用辅助导线时，其长度不宜超过 1～ 2km。 并联的电缆线路，以横联电流 差动保护作主保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。 35KV 及以上中性点非直接接地电力网中的线路保护 35KV 及以上中性点非直接接地电力网的线路，对相间短路和单相接地，应按规定装设黑山变电 所继电保护设计 13 相应的保护。 对相间短路，保护应按下列原则配置： 保护装置采用远后备方式；如线路短路，使发电厂厂用母线电压低于额定电压的（ 50～ 60） %时，应快速切除故障。 对相间短路，应按下列规定装设保护装置：单侧电源线路 可装设一段或两段式电流电压速断保护和过电流保护。 由几段线路串联的单侧电源线路及分支线路，如上述保护不能满足速动 性或灵敏性要求时，速断保护可无选择地动作，但应以自动重合闸来补救。 此时，速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。 66KV 出 线配置方案 在 66KV 侧的两条出线上，（即黑山变电所的两条出线上）有针对性的采用两种保护，一为针对相间短路而设计的保护，二为针对接地故障而设计的保护。 对于 相间短路而言，采用两段式过电流保护 ，第一段为带时限的电流速断保护，第二段为带时限的过电流保护，这主要是根据线路的具体情况，此次的四条出线都相对较短，而且形式简单，运行方式也较为固定，设置两段式保护完全能满足要求。 其中第 一段为主保护，第二段为后备保护。 这里不采用距离保护也是从实际情况出发，对于此次设计的线路而言，其形式简单，而且运行方式固定，设置两段式电流保护完全可以满足使用要求。 对于 接地故障的保护 ，考虑到变电所内的变压器可能运行于接地状态下，所以就不能只设置绝缘监视装置，要加装零序电流保护。 这里零序电 流保护同样 采用三段式保护，第一段为无时限零序电流速断保护，第二段为时零序电流速断保护，第三段为零序过电流保护。 第一段为主保护，第二段和第三段为第一段的后备保护。 并列运行的平行线路宜装设横联差动保护（横联方向差动保护或电 流平衡保护）作为主保护，以接于两回线电流之和的电流保护，作为两回路同时运行的后备保护，及一回线断开后的主保护及后备保护。 大兴输电线路配置方案 针对大新输电线路采用限时电流速断和过电流保护。 配置方案： 我所设计的是大兴输电线路的继电保护配置，作为 10KV 线路的保护，首端设有电流速断保护和过电流保护装置。 黑山变电所 10KV 出线主要配置这种保护，由于线路存在供电距离长、个别线路负荷较重、负荷的季节性变化较大、线路继电保护配置存在一定问题。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 14 定时限过电流保护原理接线图 电流速断保护原理电路图 原理： 过电流保护用来做为线路相间短路保护。 当发生短路故障时，保护装置动作，并使高压断路器跳闸，切除故障线路或故障设备。 （原理图如上所示）当电力线路发生相间短路时，电流继电器 KA1 或 KA2 瞬时吸和，其常开触点闭合，时间继电器 KT得电，经过一段延时后，其延时闭合的常开触点闭合，信号继电器 KS（电流型）和中间继电器KC得电吸和。 KS 掉牌，并接通信号回路，发出报警信号； KC 的常开触点闭合，接通出口断路器 QF 的跳闸 线圈 YR 回路， QF 跳闸，从而切除故障线路。 断路器跳闸后，电流互感器TA1 和 TA2 中变无电流，而 QF的辅助触点断开，从而使整个保护装置除信号继电器 KS 外的各元件都返回初始状态。 KS可通过手动复位。 瞬时电流速断保护原理如图所示。 它由电流继电器 KA KA中间继电器 KC 和信号继电器 KS等构成。 KC 一般应选用 DZ型中间继电器。 电流速断的工作原理与定时限过电流保护类同，只不过瞬时电流速断保护的动作时限几乎为零（约 ～ ）；而带时限电流速断保护的动作时限整定得较短。 问题解决方法： 10KV线路末端最小两相短路电流往往较小，甚至会有线路末端短路电路小于该线路最大负荷电流 I 的情况。 因此灵敏度往往达不到要求。 而引起过电流保黑山变电 所继电保护设计 15 护动作的往往不都是短路造成，而大多是运行电流超过过电流保护整定电流 I 引起。 解决办法： 1）可在该线路过电流保护灵敏度等于要求值处加装 10KV 跌落式熔断器。 此熔断器作为最后一段线路的主保护。 熔断器的额定电流按后面一段线路的最大负荷电流选取 ， 同时需和熔断器前面线路的过电流保护在时限上取得配合。 2）取消定时限过电流保护。 取消了定时限过电流保护后，需要电流速断保护去保护线路全长。 若 按常规整定电流速断保护（即动作电流按照躲过系统最大运行方式下线路末端三相短路电流来整定），则要保证保护的选择性，那么速断保护就保护不了线路的全长。 为此，可以把电流速断保护的动作电流按躲过线路末端变压器低压侧出口短路电流来整定。 这样就能满足对线路保护的需要。 此速断保护的后备保护可由上级设备的定时限电流速断保护承担。 10KV 线路保护时限级差配合问题。 10KV 线路保护处于系统各级保护的最末端，有时会出现时限逐级配合后无法满足整定要求，如出现 10KV 出现保护整定时限为 0s,，甚至为理论上的“负值”。 解决办法： 1） 对只有一台主变压器的农村变电所，可将主变压器高低压侧过电流保护采用相同的动作时限。 2）对于有两台三绕组变压器并列运行的 110KV 变电所，其 10KV 线路保护时限整定时，可使 35KV 母线分段断路器过电流动作时间（或主变压器 35KV 后备保护联跳母分断路器时间）与主变压器 10KV 侧断路器过电流动作时间相同。 这样，当 10KV 母线故障时，有可能使两断路器同时动作。 按上述整定，使主变压器 10KV断路器动作时间增加了 ，有利于该断路器与 10KV 线路保护的配合。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 16 第二章 计算部分 参数归算 参数说明： 首先选取基准容量 BS =100MVA，同时取各电压级的基准电压等于各电压级的平均额定电压即 BU =Uav 根据电力系统短路电流计算条件 66KV 侧 取 UB＝ 66KV 10KV 侧 取 UB＝ 系统参数： 66KV 系统： 富荣电厂： SXt=470MVA X*= 新力变电所： SXt=300MVA X*= 各 66KV 送电线和 10KV 配电线路长度 黑山变电 所继电保护设计 17 富 荣电 厂新 立变 电所2 0 . 5 K m1 7 . 8 9 K mX 1 *X w l 1 *X 2 *C Q F 1X w l 2 *6 6 K VX T 2 *C Q F 21 0 K VX W L 4 *1 5 K mX W L 3 *X T 1 *1 1 . 4 K mX W L 5 *6 . 3 K m 标么值归算： 富荣电厂的电抗标么值 X1*=X*SB/SN= 100/470= 新力变电所的电抗标么值 X2*=X*SB/SN= 100/300= 线路 1 的电抗标么值 XwL1*=XwLSB/UB2= 100/662= 沈阳工程学院毕业设计（论文） 18 线路 2 的电抗标么值 XwL2*=XwLSB/UB2= 100/662=0188 变压器 T1 和 T2 的电抗标么值 XT1*=UK（ %） /100 SB/SN= 100/10 = XT2*=XT1*= 线路 3 的电抗标么值（即大兴线） XwL3*=XwLSB/UB2= 100/= 线路 4 的电抗标么值（即大新线） XwL4*=XwLSB/UB2= 15 100/= 线路 5 的电抗标么值（ 线路） XwL4*=XwLSB/UB2= 100/= 短路电流计算的目的： 在对黑山变电站进行继电保护设计中，短路电流计算是非常重要的。 要考虑主变单独或并列运行方式下发生三相短路时的情况，才能进行继电保护的整定计算以及选用限制短路电流的设备。 在进行短路计算中，应按下列前提条件进行： 确定短路电流所采用的变电站的运行方式，应按可能发生最大短路时的接线方式，其计算短路点应选择在短路电流为最大地点。 在继电保护计算中，不仅要用到最大运行方式下的三相短路 电流值，尚须应用最小运行方式下的两相或单相短路电流值来校验其灵敏度。 （ 1） 电气主接线选择。 （ 2） 选择导体和电器。 （ 3） 确定中性点接地方式。 （ 4） 计算软导线的短路摇摆。 （ 5） 确定分裂导线间隔棒的间距。 （ 6） 验算接地装置的接触电压和跨步电压。 （ 7） 选择继电保护装置和进行整定计算。 在本次设计当中进行短路电流计算的是为了选择继电保护装置和整定计算之用。 K1 点到 K5 点短路电流计算 K1 点发生三相短路时 黑山变电 所继电保护设计 19 富 荣 电 厂X 1 *X W L 1 *0 . 1 1 20 . 1 6 4新 立 变 电 所C Q F 1K 1X 2 *X w l 2 *0 . 2 2 20 . 1 8 86 6 K V（ 1）当 CQF1断开时，富荣电厂向母线供电， K1点发生三相短路 X∑ 1*（ 1） =X1*+XWL1*=+= IK1*（ 1） =1/X∑ *（ 1） =1/= IK1（ 1） =IK1*（ 1） SB/ 3 UB= 100/ 66=（ KA） （ 2） 当 CQF1断开时，新力变电所向 66KV 母线供电， K1点发生三相短路 X∑ 1*（ 2） =X2*+XWL2*=+= IK1（ 2） =1/X∑ *（ 2） =1/= IK1（ 2） =IK1*（ 2） SB/ UB= 100/。