【正文】 ......... 26 確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù) .................................................................................. 27 靈敏度校驗 .............................................................................................................. 27 變壓器過電流保護 ..................................................................................................... 28 啟動電流的整定 ...................................................................................................... 28 繼電器動作電流 ...................................................................................................... 28 靈敏度校驗 .............................................................................................................. 28 過負荷保護 ................................................................................................................. 29 繼電器動作電流整定計算 ...................................................................................... 29 動作時限的整定 ...................................................................................................... 30 冷卻風扇自啟動 ......................................................................................................... 30 整定計算 .................................................................................................................. 30 繼電器動作電流 ...................................................................................................... 30 第五章 線路保護整定計算 ..........................................................................31 35kV 線路三段式電流保護計算 ............................................................................... 31 第一段無時限電流速斷保護 .................................................................................. 32 第二段帶時限電流速斷保護 .................................................................................. 33 本科畢業(yè)設計（論文） III 第三段過電流保護 .................................................................................................. 34 10kV 線路保護整定計算 ........................................................................................... 35 電流速斷保護整定 .............................................................................. 35 過電流保護整定計算 ........................................................................... 40 結(jié)論 .........................................................................................................45 參考文獻 ..................................................................................................46 謝辭 .........................................................................................................47 本科畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 緒論 國內(nèi)外現(xiàn)狀 電力是當今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設 計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約 10 年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。 50 年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在 60 年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術 的發(fā)展奠定了堅實基礎。變電所是電力系統(tǒng)在實際運用中的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站是供電系統(tǒng)的樞紐，在生產(chǎn)和生活中占有特殊重要的地位。 電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好，便于擴建。但是電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復雜，覆蓋地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障中最常見、危害最大的是各種形式的短路。為此，需要安裝各種形式的保護裝置，用分層控制方 式實施安全監(jiān)控系統(tǒng)，對包括正常運行在內(nèi)的各種運行狀態(tài)實施監(jiān)控，以確保電力系統(tǒng)安全正常且更好的運行。 數(shù)字化變電站技術是變電站自動化技術發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網(wǎng)絡化，符合 IEC61850 標準 ”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、維護簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 展望繼電保 護的未來發(fā)展 繼電保護技術發(fā)展趨勢向計算機化，網(wǎng)絡化，智能 本科畢業(yè)設計（論文） 2 化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計算機技術的飛速發(fā)展及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展，出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢。 本設計的意義 本次設計內(nèi)容為 35kV 變電站的繼電保護。主要目的在于使學生整合大一至大四所學的知識，通過設計的手段從而達到檢測學習情況目的。此次設計亦是對大學四年學習生涯的一個最終考察，對教學的一次 驗收，通過設計，可拓展自動化專業(yè)的知識，掌握相關工程規(guī)范，培養(yǎng)學生分析與解決實際問題的能力。 本設計主要工作 根據(jù)所給數(shù)據(jù)和系統(tǒng)圖，分析和確定變壓器以及出線的繼電保護，繪制相關保護的原理配置圖。進行相關的計算，包括一些阻抗計算、主變壓器繼電保護的配置以及線路繼電保護的計算與校驗的研究等。 本科畢業(yè)設計（論文） 3 第二章 繼電保護分析 繼電保護概述 繼電保護裝置原理 電力系統(tǒng)運行時存在正常、不正常工作和故障三種運行狀態(tài)，要完成電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務，首先必須“區(qū)分”電力系統(tǒng)的這三種運行狀態(tài)，并 且要“甄別”出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的元件。而要進行“區(qū)分和甄別”，必須尋找電力元件再者三種運行狀態(tài)下的可測量（繼電保護主要測電氣量）的“差異”，提取和利用這些可測參量的“差異”，實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。依據(jù)可測量電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向；元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值；元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。 繼電保護裝置原理如下圖 圖 21 繼電保護裝置原理圖 (1) 測量比較元件 測量與被保護元件有關的電氣量改變，如電流、電壓的改變，以判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)了短路故障。測量得到的電氣量值或物理量值與整定值作比較，以確定繼電保護裝置的啟動情況。 (2) 邏輯判斷元件 邏輯判斷單元根據(jù)測量比較元件輸出邏輯信號的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或不動作，并將對應的指令傳給執(zhí)行輸出部分。 (3) 執(zhí)行輸出元件 本科畢業(yè)設計（論文） 4 執(zhí)行輸出元件根據(jù)邏輯判斷部分傳來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應的動作信息，發(fā)出警報或 不動作。 繼電保護的任務 繼電保護的基本任務是 (1) 自動迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行； (2) 反映設備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護條件，而動作于發(fā)出信號或跳閘。 繼電保護裝置的基本要求 (1) 選擇性：是指電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，繼電保護只把損壞元件切除，而使非故障元件保持原運行方式，以盡量減小停電范圍。 (2) 速動性：是指保護是否迅速切除故障的能力，切除的時間的計算是繼電保護動作時間和斷路器的動作時間。 (3) 靈敏性：在指定的保護范圍內(nèi)，迅速切除故障的能力。只要裝置的靈敏度符合要求，不論短路點的位置與類型如何的不同，使保護裝置及時準確的動作。 (4) 可靠性：是指在發(fā)生故障時，保護裝置能否準確無誤動作的性能。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。 設計原始資料 本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是對 35kV 變電站的繼電保護設計，主要對其主變壓器、出線線路進行繼電保護設計，并進行整定校驗，畫出各保護的配置原理圖。系統(tǒng)電源為 35kV，變電站采用兩臺變壓器，降壓后輸出 6 路 10kV 對數(shù)個工廠供電。 變電所電氣接 線圖 此次設計 35kV 變電站繼電保護的電器主接線圖，如圖 22 所示 本科畢業(yè)設計（論文） 5 圖 22 主接線圖 相關設計基礎數(shù)據(jù) 兩臺主變壓器容量為 2 ，型號均為 SL73150/35， YD11。其中一類負荷 45%；二類負荷 25%；三類負荷 30%。 如下表 21 至 23 為短路電流表，表24 為 10kV 出線線路電流互感器變比。 表 21 10KV 線路額定電流和短路電流 出線線路 L1 L2 L3 L4 L5 L6 最大運行方式 短路電流 .maxkI（ KA） 最小運行方式 短路電流 .minkI（ KA） 額定電流 eI（ A） 80 70 95 90 50 60 本科畢業(yè)設計（論文） 6 表 22 10kV 出線電流互感器變比 出線線路 L1 L2 L3 L4 L5 L6 TAK 100/5 75/5 100/5 100/5 75/5 75/5 表 23 最大運行方式下三相短路電流 35kV 側(cè)（ KA） 10kV 側(cè) (KA) (3) ? (3) ? 表 24