0 變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方案 結(jié)線定義 總降壓變電站的電氣主結(jié)線是由變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、母線及電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接組成的電路。 結(jié)線基本要求 對(duì)電氣主結(jié)線的基本要求是： 根據(jù)用電負(fù)荷的要求，保證供電的可靠性。 電氣主結(jié)線應(yīng)具有一定的運(yùn)用靈活性。 結(jié)線簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便。 在保證安全可靠供電的基礎(chǔ)上，力求投資少，年運(yùn)行費(fèi)用低。 結(jié)線方案確定 根據(jù)系統(tǒng)電源情況，供電電壓有兩個(gè)方案 2。 方案 1：工作電源與備用電源均用 35壓，在這個(gè) 方案中，工廠總降壓變電站采用內(nèi)橋式接線。 方案 2：工作電源采用 35壓，工廠總降壓變電站選用一臺(tái)主變壓器，構(gòu)成線路 用電源采用 10壓。 結(jié)線特點(diǎn) 為了保證一級(jí)負(fù)荷的正常供電，決定總降壓變電站采用單母線分段主結(jié)線方式。該主結(jié)線的主要特點(diǎn)如下： 000、 35/10降壓變壓器，變壓器與 35空線路結(jié)成線路 變壓器組 單元結(jié)線 。在變壓器高壓側(cè)安裝少油式斷路器， 以 便于變電站的控制 、 運(yùn)行和維修。 0采用單母線分段接線，用 10油式斷路器將母線分成兩段。 0線的一個(gè)分段上； 10備用線路也經(jīng)少油式斷路器接到 10線的另一分段上。 保證供電的可靠性。 用電源只有在主電源停止運(yùn)行及主變壓器故障或檢修時(shí)才能投 1 入。因此備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)在正常時(shí)是斷開(kāi)的，而 10 0線側(cè)，工作電源與備用電源之間設(shè)有備用電源自動(dòng)投入裝置 (當(dāng)工作電源因故障而斷開(kāi)時(shí)，備用電源會(huì)立即投入。 當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)， 變電站的操作電源來(lái)自備用電源斷路器前的所用電變壓器。 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，需要計(jì)算總降壓變電站的 350母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端 (即車(chē)間變電站高壓側(cè) )的短路電流，但因工廠廠區(qū)不大，總降壓變電站到總降壓最遠(yuǎn)車(chē)間的距離不過(guò)數(shù)百米，因此 100路末端處的短路電流差別極小，故只計(jì)算主變壓器高、低電壓側(cè)母線兩點(diǎn)短路電流。 短路電流按正常運(yùn)行方式計(jì)算，計(jì)算電路如 圖 3所示。 圖 3 短路電流的計(jì)算電路 根據(jù)計(jì)算電路作出的計(jì)算短路電流的等值電路如圖 4所示。 圖 4基本等值電路 各元件電抗 ,用標(biāo)幺值計(jì)算 設(shè)基準(zhǔn)容量 000準(zhǔn)電壓 7統(tǒng)電抗 X*t 2 已知地區(qū)變電站 110918X*t=實(shí)際值 /基準(zhǔn)值： X*t=k* 又因?yàn)?X*t= * ，得： * 19181000 =區(qū)變電站三繞組變壓器的高壓 中壓繞組之間的電抗標(biāo)幺值： * - = 100 -% =1 0 0 0 0 3 0 3 1 35 1*0 22 10000 . 3 5 9 5 1 . 337dl 時(shí)的電抗為 2 總降壓變電站的主變壓器電抗標(biāo)幺值： * %100 7100 1000 145 三相短路電流計(jì)算 : 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式 ,等值電路如圖 5。 圖 5系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的等值電路 短路回路阻抗 : * 1 * *2 + *無(wú)限大系統(tǒng)計(jì)算 ,計(jì)算 3 1(3)* (3)* (3)*I = (3)*I =* 1求的基準(zhǔn)電流： 11310003 37=A 從而求的 I(3)(3)*A 沖擊電流為 : i(3)A 短路容量為 : 1* 1統(tǒng)最小運(yùn)行方式等值電路圖 6 圖 6系統(tǒng)最小運(yùn)行方式等值電路 短路 回路總阻抗 : X*相短路電流標(biāo)幺值 : I*其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2。 表 2 項(xiàng)目 )3()3(I )3()3(計(jì)算公式 )3( 11 I )3()3( )3(I 1S 4 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式 統(tǒng)最小運(yùn)行方式 2點(diǎn)三相短路電流計(jì)算 (1) 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路回路總阻抗： X*b+ 2 )*T( X + * *+4=2) 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下短路回路總阻： X*4=準(zhǔn)電流 : 3 1000 =55 2 點(diǎn)三相短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表 3。 表 3 三相短路電流計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 )3()3(I )3()3(計(jì)算公式 22 I )3()3( )3(I 2S 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式 統(tǒng)最小運(yùn)行方式 . 電氣設(shè)備的選擇 工廠總降壓變電站的各種高壓電氣設(shè)備，主要指 610 千伏以上的斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)，熔斷器，互感器，電抗器，母線，電纜支持絕緣子及穿墻套管等。這些電氣各自 的功能和特點(diǎn)不同，要求的運(yùn)行條件和裝設(shè)環(huán)境也各不同，但也具有共同遵守的原則 3。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常條件進(jìn)行選擇，并且按斷路情況進(jìn)行穩(wěn)定檢驗(yàn)。 對(duì)于供電系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備的選擇，除了根據(jù)正常運(yùn)行條件下的額度電壓、額度電流等選擇條件外，還應(yīng)該按短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)進(jìn)行校 5 驗(yàn)。“按正常運(yùn)行條件選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)”，這是高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則。 選擇供電系統(tǒng)的高壓電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)進(jìn)行的選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表四 1。 表四 選擇電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目 校驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng) 電壓 /流 /A 遮斷容量/路電流校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 X X X X X 負(fù)荷開(kāi)關(guān) X X X X X 隔離開(kāi)關(guān) X X X X 熔斷器 X X X 電流互感器 X X X X 電壓互感器 X 支柱絕緣子 X X 套管絕緣子 X X 母線 X X X 電纜 X X X 限流電抗器 X X X X 注：表中“ X”表示選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目 高壓電氣的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： it 2 it 母 線 及 電 纜 的 熱 穩(wěn) 定 性 校 驗(yàn) ：a li m 200 )( I 斷路器、負(fù)載開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)及電抗器的力穩(wěn)定計(jì)算：12 107 3 由于跨距在兩個(gè)以上 ，所以選擇：35設(shè)備，設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào)見(jiàn)表 58。 表 5 35 6 設(shè)備 名稱(chēng) 計(jì)算 數(shù)據(jù) 高壓斷路器 000 隔離開(kāi)關(guān) 00 電壓互感器 流互感器 雷器 = 3555555 = 000A 600A 150/5 3） = 500 i 0I2 t2*t = 142*4” 10設(shè)備，設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào)見(jiàn)表 68。 表 6 10電氣設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線） 設(shè)備名 數(shù)據(jù) 高壓斷路器 隔離開(kāi)關(guān) 電流互感器 隔離開(kāi)關(guān) 備注 00 00 00 采 用壓開(kāi)關(guān)柜 U = 100000 =00A 600A 300/5A 600A i 22722t2*t =” 202*5” (100*1” 202*5” 10設(shè)備，設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào)見(jiàn)表 78。 表 7 10設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào) 計(jì)算數(shù)據(jù) 高壓斷路器離開(kāi)關(guān)流互感器 0 1000I 46 600A 400A 300/5 330 2 5142 200 0線選擇 1) 變壓器低壓側(cè)引出線選擇 主變壓器低壓側(cè)引出線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 7 工作電流： 5000 = 母線計(jì)算截面： 4 =用標(biāo)準(zhǔn)截面 6 50 2鋁母線允許電流 740A 大于工作電 流 足要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： tI i =87 000*50 滿(mǎn) 足要求 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 母線采用平放裝設(shè) : W =2=2.5 f = i. 671 =25 10*=0-2 kg/線最大允許跨度 已知： y=700 kg/y10 進(jìn)線的絕緣子間距離取 2米即可。 絕緣子采用 75公斤，滿(mǎn)足要求。 2) 10按發(fā)熱條件選用 4 40 2母線允許電流 395 按上述計(jì)算的熱穩(wěn)定最小截面為 于 4 40 2足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 母線平放： W =42= 據(jù)前面計(jì)算： 8 求得： f wL y10 010 2 m,進(jìn)線柜最寬為 此上述檢驗(yàn)滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求。由于采用標(biāo)準(zhǔn)高壓開(kāi)關(guān)柜，故不必選擇母線支持絕緣子。 降壓變電站需設(shè)計(jì)以下繼電保護(hù)裝置 （ 1） 主變壓器保護(hù) （ 2） 備用電源進(jìn)線保護(hù) （ 3） 變電站 10線保護(hù) （ 4） 10此外還需設(shè)置以下裝置： （ 1）備用電源自動(dòng)投入裝置 （ 2）絕緣監(jiān)察裝置 變壓器保護(hù) 據(jù)規(guī)格 5000壓器設(shè)下列保護(hù) ： （ 1） 瓦斯保護(hù)：防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。輕瓦斯動(dòng)作與信號(hào)；重瓦斯作用于跳閘。 （ 2） 電流速斷保護(hù)：防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動(dòng)作于跳閘。 （ 3） 過(guò)電流保護(hù)：防御外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作于跳閘。 （ 4） 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器本身的對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷及外部短路引起的過(guò)載。按具體條件裝設(shè)。 定計(jì)算 各個(gè)保護(hù)的具體整定計(jì)算如下： 電流速斷保護(hù) 速斷保護(hù)采 用兩相不完全星形接法，動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，變壓器二次側(cè)三相短路值 5。 即按公式計(jì)算： （ 3） A 歸算到 35： I 160（3510） 1190 A 靈敏度按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)裝置安裝處的兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)： 9 （ 2） 1903050*2 ， 滿(mǎn)足要求。 過(guò)電流保護(hù) 采用三個(gè)電流互感器接成全星形結(jié)線方式，以提高保護(hù)動(dòng)作靈敏度，繼電器采用 1 型保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器一次側(cè)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定 5 co* 進(jìn)入繼電器的電流： 5/150 動(dòng)作時(shí)間 與 10線保護(hù)配合， 10電線的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 ，母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 1 秒，則變壓器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為： t =1+.5 s 靈敏度按二次側(cè)母線發(fā)生兩相短路的條件來(lái)校驗(yàn)： K（ 2） s= 1 35/10* 滿(mǎn)足要求。 10 附：三段式電流保護(hù)接線圖 11 保護(hù)配置原理接線圖 12 課程設(shè)計(jì)體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)設(shè)計(jì)的方法有了一定的了解，基本掌握了設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握控制方案的設(shè)計(jì)要求，設(shè)備選擇的方法，以及其接線圖的繪制方法等。在這次設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé) 時(shí)協(xié)助其他，在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了如何運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)了實(shí)踐，但在設(shè)計(jì)中遇到某些方面的知識(shí)空白點(diǎn)，只能翻書(shū)或求助，表明自己的知識(shí)功底還是有欠 缺，將會(huì)在以后的時(shí)間里通過(guò)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合的方法來(lái)彌補(bǔ)這方面的不足。 課程設(shè)計(jì)是將專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的訓(xùn)練，訓(xùn)練就會(huì)有困難，解決困難就是進(jìn)步，每走一步我們都是在成長(zhǎng)。首先是思考，遇到問(wèn)題先思考“三思而后行”教會(huì)了我們這個(gè)道理，只有明白了其中的奧妙才能找到問(wèn)題的本質(zhì)；然后是方法，不管是什么問(wèn)題都有很多的方法可以解決，但是什么方法才能事半功倍，這是我們應(yīng)該尋求的；最后是認(rèn)真，做任何事情都要認(rèn)真仔細(xì)，即使找對(duì)了思路，有了好的方法，如果在實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)那就功虧一簣了。這三點(diǎn)都是重要的，少了一點(diǎn)將會(huì)舉步維艱， 這是我在這次的設(shè)計(jì)中體會(huì)到的道理。不僅如此，本次課程設(shè)計(jì)還讓我的思維更加縝密，考慮問(wèn)題更加全面，不至于顧頭不顧尾。 總之，在這次設(shè)計(jì)中，在鞏固已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，也學(xué)到了很到新的東西，而且對(duì)以往的知識(shí)有了更新、更深刻的認(rèn)識(shí)。我相信這次設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)我以后的工作和生活有著很大的促進(jìn)，讓我受益匪淺。 13 參考文獻(xiàn) 1 周瀛 ,李鴻