變壓器繼電保護設計方案

0 變壓器繼電保護設計方案 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、隔離開關、互感器、母線及電纜等電氣設備，按一定順序連接組成的電路。 結(jié)線基本要求 對電氣主結(jié)線的基本要求是： 根據(jù)用電負荷的要求，保證供電的可靠性。 電氣主結(jié)線應具有一定的運用靈活性。 結(jié)線簡單，運行方便。 在保證安全可靠供電的基礎上，力求投資少，年運行費用低。 結(jié)線方案確定 根據(jù)系統(tǒng)電源情況，供電電壓有兩個方案 2。 方案 1：工作電源與備用電源均用 35壓，在這個 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主變壓器，構(gòu)成線路 用電源采用 10壓。 結(jié)線特點 為了保證一級負荷的正常供電，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行及主變壓器故障或檢修時才能投 1 入。因此備用電源進線開關在正常時是斷開的，而 10 0線側(cè)，工作電源與備用電源之間設有備用電源自動投入裝置 (當工作電源因故障而斷開時，備用電源會立即投入。 當主電源發(fā)生故障時， 變電站的操作電源來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備，整定繼電保護，需要計算總降壓變電站的 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車間的距離不過數(shù)百米，因此 100路末端處的短路電流差別極小，故只計算主變壓器高、低電壓側(cè)母線兩點短路電流。 短路電流按正常運行方式計算，計算電路如 圖 3所示。 圖 3 短路電流的計算電路 根據(jù)計算電路作出的計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 ,用標幺值計算 設基準容量 000準電壓 7統(tǒng)電抗 X*t 2 已知地區(qū)變電站 110918X*t=實際值 /基準值： X*t=k* 又因為 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幺值： * - = 100 -% =1 0 0 0 0 3 0 3 1 35 1*0 22 10000 . 3 5 9 5 1 . 337dl 時的電抗為 2 總降壓變電站的主變壓器電抗標幺值： * %100 7100 1000 145 三相短路電流計算 : 系統(tǒng)最大運行方式 ,等值電路如圖 5。 圖 5系統(tǒng)最大運行方式的等值電路 短路回路阻抗 : * 1 * *2 + *無限大系統(tǒng)計算 ,計算 3 1(3)* (3)* (3)*I = (3)*I =* 1求的基準電流： 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)最小運行方式等值電路圖 6 圖 6系統(tǒng)最小運行方式等值電路 短路 回路總阻抗 : X*相短路電流標幺值 : I*其他計算結(jié)果見表 2。 表 2 項目 )3()3(I )3()3(計算公式 )3( 11 I )3()3( )3(I 1S 4 系統(tǒng)最大運行方式 統(tǒng)最小運行方式 2點三相短路電流計算 (1) 系統(tǒng)最大運行方式下短路回路總阻抗： X*b+ 2 )*T( X + * *+4=2) 系統(tǒng)最小運行方式下短路回路總阻： X*4=準電流 : 3 1000 =55 2 點三相短路電流計算結(jié)果見下表 3。 表 3 三相短路電流計算結(jié)果 項目 )3()3(I )3()3(計算公式 22 I )3()3( )3(I 2S 系統(tǒng)最大運行方式 統(tǒng)最小運行方式 . 電氣設備的選擇 工廠總降壓變電站的各種高壓電氣設備，主要指 610 千伏以上的斷路器，隔離開關，負荷開關，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 的功能和特點不同，要求的運行條件和裝設環(huán)境也各不同，但也具有共同遵守的原則 3。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常條件進行選擇，并且按斷路情況進行穩(wěn)定檢驗。 對于供電系統(tǒng)高壓電氣設備的選擇，除了根據(jù)正常運行條件下的額度電壓、額度電流等選擇條件外，還應該按短路電流所產(chǎn)生的電動力效應及熱效應進行校 5 驗?！鞍凑＿\行條件選擇，按短路條件進行校驗”，這是高壓電氣設備選擇的一般原則。 選擇供電系統(tǒng)的高壓電氣設備時，應進行的選擇及校驗項目見表四 1。 表四 選擇電氣設備時應校驗的項目 校驗項目設備名稱 電壓 /流 /A 遮斷容量/路電流校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 X X X X X 負荷開關 X X X X X 隔離開關 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”表示選擇及校驗項目 高壓電氣的熱穩(wěn)定性校驗： it 2 it 母 線 及 電 纜 的 熱 穩(wěn) 定 性 校 驗 ：a li m 200 )( I 斷路器、負載開關、隔離開關及電抗器的力穩(wěn)定計算：12 107 3 由于跨距在兩個以上 ，所以選擇：35設備，設備名稱及型號見表 58。 表 5 35 6 設備 名稱 計算 數(shù)據(jù) 高壓斷路器 000 隔離開關 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設備，設備名稱及型號見表 68。 表 6 10電氣設備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進線） 設備名 數(shù)據(jù) 高壓斷路器 隔離開關 電流互感器 隔離開關 備注 00 00 00 采 用壓開關柜 U = 100000 =00A 600A 300/5A 600A i 22722t2*t =” 202*5” (100*1” 202*5” 10設備，設備名稱及型號見表 78。 表 7 10設備名稱及型號 計算數(shù)據(jù) 高壓斷路器離開關流互感器 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)濟電流密度選擇 7 工作電流： 5000 = 母線計算截面： 4 =用標準截面 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： tI i =87 000*50 滿 足要求 動穩(wěn)定校驗 母線采用平放裝設 : 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 進線的絕緣子間距離取 2米即可。 絕緣子采用 75公斤，滿足要求。 2) 10按發(fā)熱條件選用 4 40 2母線允許電流 395 按上述計算的熱穩(wěn)定最小截面為 于 4 40 2足要求。 動穩(wěn)定校驗 母線平放： W =42= 據(jù)前面計算： 8 求得： f wL y10 010 2 m,進線柜最寬為 此上述檢驗滿足動穩(wěn)定要求。由于采用標準高壓開關柜，故不必選擇母線支持絕緣子。 降壓變電站需設計以下繼電保護裝置 （ 1） 主變壓器保護 （ 2） 備用電源進線保護 （ 3） 變電站 10線保護 （ 4） 10此外還需設置以下裝置： （ 1）備用電源自動投入裝置 （ 2）絕緣監(jiān)察裝置 變壓器保護 據(jù)規(guī)格 5000壓器設下列保護 ： （ 1） 瓦斯保護：防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。輕瓦斯動作與信號；重瓦斯作用于跳閘。 （ 2） 電流速斷保護：防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。 （ 3） 過電流保護：防御外部相間短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護。保護動作于跳閘。 （ 4） 過負荷保護：防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載。按具體條件裝設。 定計算 各個保護的具體整定計算如下： 電流速斷保護 速斷保護采 用兩相不完全星形接法，動作電流應躲過系統(tǒng)最大運行方式時，變壓器二次側(cè)三相短路值 5。 即按公式計算： （ 3） A 歸算到 35： I 160（3510） 1190 A 靈敏度按系統(tǒng)最小運行方式時保護裝置安裝處的兩相短路電流來校驗： 9 （ 2） 1903050*2 ， 滿足要求。 過電流保護 采用三個電流互感器接成全星形結(jié)線方式，以提高保護動作靈敏度，繼電器采用 1 型保護動作電流按躲過變壓器一次側(cè)可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定 5 co* 進入繼電器的電流： 5/150 動作時間 與 10線保護配合， 10電線的保護動作時間為 ，母線保護動作時間為 1 秒，則變壓器過流保護動作時間為： 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校驗： K（ 2） s= 1 35/10* 滿足要求。 10 附：三段式電流保護接線圖 11 保護配置原理接線圖 12 課程設計體會 通過這次課程設計，我對設計的方法有了一定的了解，基本掌握了設計的方法和步驟，掌握控制方案的設計要求，設備選擇的方法，以及其接線圖的繪制方法等。在這次設計中，我主要負責 時協(xié)助其他，在這次設計中，我學到了如何運用專業(yè)知識聯(lián)系實際，加強了實踐，但在設計中遇到某些方面的知識空白點，只能翻書或求助，表明自己的知識功底還是有欠 缺，將會在以后的時間里通過學習與實踐相結(jié)合的方法來彌補這方面的不足。 課程設計是將專業(yè)知識進行綜合運用的訓練，訓練就會有困難，解決困難就是進步，每走一步我們都是在成長。首先是思考，遇到問題先思考“三思而后行”教會了我們這個道理，只有明白了其中的奧妙才能找到問題的本質(zhì)；然后是方法，不管是什么問題都有很多的方法可以解決，但是什么方法才能事半功倍，這是我們應該尋求的；最后是認真，做任何事情都要認真仔細，即使找對了思路，有了好的方法，如果在實施過程中出現(xiàn)了差錯那就功虧一簣了。這三點都是重要的，少了一點將會舉步維艱， 這是我在這次的設計中體會到的道理。不僅如此，本次課程設計還讓我的思維更加縝密，考慮問題更加全面，不至于顧頭不顧尾。 總之，在這次設計中，在鞏固已有知識的基礎上，也學到了很到新的東西，而且對以往的知識有了更新、更深刻的認識。我相信這次設計將會對我以后的工作和生活有著很大的促進，讓我受益匪淺。 13 參考文獻 1 周瀛 ,李鴻