【正文】 結(jié)構(gòu)和制造工藝也有著巨大的提高，共經(jīng)歷了機(jī)電式保護(hù)裝置、靜態(tài)繼電保護(hù)裝置和數(shù)字式繼電保護(hù)裝置等三個階段的發(fā)展。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況 繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中，不可避免會發(fā)生各種故障，短路則是最常見的故障。作為電氣專業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是我在大學(xué)期間必修的一門功課。由于各種保護(hù)之間的相互配合和保證故障損失最小化，往往不要求迅速動作，而是根據(jù)危害程度進(jìn)行一定的延時處理，以免短暫的沖擊波造成繼電器的誤動作。繼電保護(hù)指的是繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的設(shè)計原理、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括由互感器獲取電壓、電流信息和故障狀態(tài)下保護(hù)裝置作用于跳閘或是信號的一整套設(shè)備。變電所故障主要是短路故障，包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。1. 流過短路點(diǎn)的短路電流和燃起的電弧使故障元件毀壞。II 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 某10KV變電所的繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒論 1 設(shè)計概述 1 選題意義與目的 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況 2第2章 繼電保護(hù)的設(shè)計思路及意義 4 繼電保護(hù)的基本原理 4 繼電保護(hù)裝置的基本要求 5 繼電保護(hù)裝置常用器件介紹 5 第3章 10KV變電所的一次系統(tǒng)分析及短路電流計算 7 10KV變電所一次系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn) 7 10KV變電所繼電保護(hù)方式和保護(hù)類型 8 電源進(jìn)線應(yīng)配置的繼電保護(hù) 8 電力變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù) 8 變電所母線聯(lián)絡(luò)裝置應(yīng)配置的繼電保護(hù) 8 10KV變電所的短路電流計算 9 10KV變電所短路計算的概念和意義 9 10KV變電所標(biāo)幺值法短路電流的計算 9 第4章 10KV變電所進(jìn)出線繼電保護(hù)設(shè)計 13 帶時限過電流保護(hù)設(shè)計 13 速斷保護(hù)設(shè)計 14 欠電壓保護(hù)設(shè)計 16 電流測量和電機(jī)儲能回路設(shè)計 17 防跳閘、合閘信號及事故分閘信號設(shè)計 18 第5章 10KV變電所變壓器繼電保護(hù)設(shè)計 19 S9_630/10變壓器基本參數(shù)介紹 19 變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài) 19 S9_630/10變壓器的繼電保護(hù)配置 20 帶時限的過電流保護(hù) 20 變壓器的電流速斷保護(hù) 23 低壓側(cè)單相接地保護(hù) 24 變壓器低壓側(cè)零序電流保護(hù) 25 過負(fù)荷保護(hù) 26 瓦斯保護(hù) 27 電機(jī)儲能操作機(jī)構(gòu) 29 斷路器合閘、分閘信號 29 變壓器故障及事故分閘信號 30 事故信號回路及光子牌顯示 30 第6章 10KV變電所母線聯(lián)絡(luò)斷路器繼電保護(hù)設(shè)計 31 測量回路設(shè)計 31 過電流及掉閘回路 31 電流速斷保護(hù)設(shè)計 32 第7章 10KV變電所信號系統(tǒng)設(shè)計 34 中央信號回路的類型和設(shè)計要求 34 中央事故信號回路 34 中央事故信號回路的構(gòu)成 34 ZC23型沖擊繼電器構(gòu)成的中央事故信號回路 34 中央預(yù)告信號回路 36 中央預(yù)告信號回路的構(gòu)成 36 BC4Y型沖擊繼電器構(gòu)成的中央預(yù)告信號回路 36第8章 10KV變電所二次回路的操作電源 38 對操作電源的基本要求 38 操作電源的選取 38 結(jié)論 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42附錄1 某10KV變電所的進(jìn)線繼電保護(hù)原理圖 44附錄2 某10KV變電所的變壓器繼電保護(hù)原理圖 45附錄3 某10KV變電所聯(lián)絡(luò)斷路器的繼電保護(hù)原理圖 46附錄4 某10KV變電所預(yù)報故障信號回路原理圖 47 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第1章 緒論 設(shè)計概述 變電所的所有一次設(shè)備在運(yùn)行過程中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作、設(shè)計制造缺陷等原因會發(fā)生如短路、斷線等故障。2. 短路電流流過非故障元件，由于產(chǎn)生大量的熱使元件損壞或縮短其使用壽命。不同類型短路的發(fā)生概率也是不同的，通過實(shí)際記錄數(shù)據(jù)可知單相接地短路發(fā)生概率最大，%。繼電保護(hù)的基本任務(wù)如下。針對10KV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計，該繼電保護(hù)系統(tǒng)可以分為以下幾個大的部分來處理：1. 變電所10KV進(jìn)線的繼電保護(hù)設(shè)計；2. 變電所降壓變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計；3. 變電所母線斷路器的繼電保護(hù)設(shè)計； 選題意義與目的 10KV變電所是直接面對用戶的終端變電所，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中最為廣泛。是專業(yè)的象征性課程。在發(fā)生短路故障時短路電流會增大，為了避免電氣設(shè)備的損壞，最早采用了熔斷器串接于電路當(dāng)中，短路發(fā)生時，短路電流熔斷熔斷器斷開要保護(hù)的設(shè)備。目前在國內(nèi)有些小型變電所依然使用的是機(jī)電式保護(hù)裝置，由于其抗干擾性能好，價格較為實(shí)惠，但由于這種保護(hù)裝置的體積大，動作速度不夠，觸點(diǎn)容易發(fā)生粘連且磨損嚴(yán)重，不能承擔(dān)超高壓和大容量電力系統(tǒng)的需要而慢慢被取代。通過程序可以對故障進(jìn)行分析、記錄和處理，工作的可靠性很高，是目前世界上主要的研究方向。目前國內(nèi)對于這一類的低壓變電所還是采用了原來的電流繼電器和電壓繼電器等作為主要設(shè)備進(jìn)行保護(hù)裝置的配備，所以目前從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，數(shù)字式保護(hù)裝置初期投入較大且技術(shù)不夠成熟。完成這種功能的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置就是電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置。如過電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)等等。原理如圖21所示。繼電保護(hù)中常用的邏輯回路有“或”、“與”、“非”、“延時啟動”、“延時返回”以及記憶等回路；執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分送出的信號，最后完成保護(hù)任務(wù)的裝置。繼電保護(hù)的基本要求是有選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。因此，在故障發(fā)生時，應(yīng)盡量保證繼電保護(hù)裝置能迅速動作，從而切除故障。可靠性是保護(hù)裝置本身的質(zhì)量和維護(hù)水平的主要表現(xiàn)，因此是繼電保護(hù)裝置的最根本要求。這就是繼電器動作的原理；當(dāng)被保護(hù)電路中電流減小，繼電器內(nèi)部回路中產(chǎn)生的力矩小于彈簧的作用力時，銜鐵釋放。這個電壓稱為動作電壓。4. 時間繼電器時間繼電器的主要功能是在得到電流繼電器或是電壓繼電器的動作信號時，加以一定的延時，以保證動作的選擇性，而后才把信號向下一級傳遞。第3章 10KV變電所的一次系統(tǒng)分析及短路電流計算 10KV變電所一次系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn) 變電所的一次系統(tǒng)是指將所有一次設(shè)備，諸如變壓器、母線、斷路器、電力電容器（補(bǔ)償器）、輸電線路等設(shè)備連接起來的線路。如圖31所示。當(dāng)電路正常運(yùn)行的時候進(jìn)線處的1QF接通對線路供電，而聯(lián)絡(luò)處的3QF處于斷開狀態(tài)，線路處于正常工作狀態(tài)。在進(jìn)線處，采用母線隔離開關(guān)和斷路器，為了保證進(jìn)線端的穩(wěn)定，防止因電流電壓波動引起的其他電氣設(shè)備的不正常工作，必須對這里的斷路器進(jìn)行二次保護(hù)。2．速斷保護(hù)，采用兩相兩繼電器星型接線，作用于信號和斷路器跳閘。2．電流速斷保護(hù)，采用三相三繼電器星型接線，裝于變壓器高壓側(cè)，作用于信號和斷路器跳閘。5．瓦斯保護(hù)，裝于變壓器上。 10KV變電所的短路電流計算 10KV變電所短路電流計算的概念和意義通常情況下在三相交流運(yùn)行的電力系統(tǒng)當(dāng)中，主要包括了以下幾種短路故障：三相短路、兩相短路和單相接地短路。短路時電壓大大降低，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計算時，通常需要首先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，則對于本設(shè)計，基準(zhǔn)容量選擇為，與其對應(yīng)的基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗可以由下式推導(dǎo) (31) (32) 1. 三相短路電流計算對于本設(shè)計，其計算電路如圖32所示。在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和三相短路電流有如下的關(guān)系 (34)因此，在無限大容量系統(tǒng)中，可以計算出該短路點(diǎn)的三相短路電流，從而得到兩相短路電流。這里采用了定時限的過電流保護(hù)，這種保護(hù)的整定動作時間固定。 （a）（b） 圖41 (a）帶時限過電流保護(hù)的接線原理圖。3）靈敏度的校驗(yàn) 保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)為 (42)式中 為最小運(yùn)行方式下，線路末端兩相短路穩(wěn)態(tài)電流；在過電流保護(hù)作為后備保護(hù)時，；，滿足要求。因?yàn)槟妇€短路和饋線出口短路的短路電流是一樣的，根本無法區(qū)分是母線故障還是饋線短路。 (b) 電流速斷保護(hù)展開圖2．電流速斷保護(hù)的整定計算 1）動作電流的整定 (43)式中 —最大運(yùn)行方式下線路末端的三相短路超瞬態(tài)電流—可靠系數(shù)，(DL)(GL)則2）靈敏度校驗(yàn) 按最小方式運(yùn)行下線路始端兩相短路電流校驗(yàn)，則有 (44)式中 為最小運(yùn)行方式下，線路始端兩相短路電流；因此，；不滿足靈敏度要求，因此裝設(shè)帶時限的速斷保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。 欠電壓保護(hù)設(shè)計 1．欠電壓保護(hù)的基本原理在工廠運(yùn)行過程中，由于發(fā)生短路故障等原因，線路電壓會在短時間內(nèi)出現(xiàn)大幅度降低甚至消失的現(xiàn)象。這時的電壓稱為臨界電壓。其保護(hù)原理圖如43所示。因此選擇了兩個電流表分別接在A、C相上，用以測量電流值。圖45 電流測量回路 防跳閘、合閘信號及事故分閘信號設(shè)計 在變電所正常或是不正常狀態(tài)下，為了便于值班人員觀察，都會設(shè)置一些很直觀的信號來表示變電所當(dāng)前的工作狀態(tài)。2％／阻抗電壓：％額定容量：630KVA聯(lián)結(jié)組號：Dyn11分接范圍：高壓側(cè)177。內(nèi)部的故障是指油箱內(nèi)的故障，主要包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路和鐵芯的因過電流而燒壞，同時產(chǎn)生的電弧會損壞繞組間的絕緣、燒壞鐵芯、使絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生大量的氣體，有時可能會引起變壓器油箱的爆炸；油箱外的故障主