【正文】 及其自動化 班 級 1214061 學 號 40 學生姓名 張金成 指導教師 發(fā)放日期 20xx 年 月 日 河南城建學院教務處制 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）任務書 一、主要任務與目標： 變壓器的保護設計。為變壓器設計性能良好、動作可靠的保護裝置。為母線設置專用保護裝置。 電壓互感器、電流互感器的配置與接線。 培養(yǎng)學生綜合運用所學各科知識，獨立分析和解決實際供電工程問題的能力、查詢資料的能力。為今后從事電氣方面的工作打下良好基礎。 要求完成： 主變壓器的保護方案設計及整定計算。 斷路器、隔離開關的控制及操作回路設計，繪制原理圖。 信號回路設計，繪制接線原理圖。 第五周：查詢資料，撰寫開題報告 第六～七周：變壓器和母線的保護 設計 ； 斷路器、隔離開關的控制及操作回路設計 第八～九周： 電壓互感器 、 電流互感器的接線設計 第十周： 繪圖、修改、整理設計文檔 第 十一 周：上交設計文檔、評閱 第十二周：答辯 四、主要參考文獻： 1 陳化鋼主編 .電氣設備及其運行 .安徽：合肥工業(yè)大學出版社， 20xx 2 王京偉主編 .供電所電工圖表手冊 .北京：中國水利水電出版社， 20xx 3 卓樂友 .電力工程電氣設計 200 例 . 北京：中國電力出版社， 20xx 4 李宏任 .實用繼電保護 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 5 方大千 .實用繼電保護技術 . 北京：人民郵 電出版社， 20xx 6 35/6（ 10kv）變配電所二次接線（交流操作部分） .1988 指導教師（簽名）： 年 月 日 教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 注：任務書必須由指導教師和學生互相交流后，由指導老師下達并交教研 室主任審核后發(fā)給學生，最后同學生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。 二、答辯工作結束后，答辯小組應舉行專門會議按學校統(tǒng)一的評分標準和評分辦 法，在參考指導教師預評結果的基礎上，評定每個學生的成績。 三、各專業(yè)學生的最后成績應符合正態(tài)分布規(guī)律。 五、 答辯小組評分包括兩部分：（ 1） 學生答辯情況的得分和評閱教師評分；（ 2） 指導教師對 學生畢業(yè) 設計（論文）的評 分 班級 姓名 學號 綜合成績： 分（折合等級 ） 答辯 小組組長簽字 年 月 日 答辯小組評定意見 一、評語（根據(jù)學生答辯情況及其論文質(zhì)量綜合評定 ）。 嚴肅認真組織答辯，公平、公正地 給出答 辯成績。 答辯中要 有專人 作好 答辯 記錄。 （ 1）理工科 評分表 評分項目 （分值） 工作態(tài)度 與 紀 律 （ 10分） 畢業(yè) 設計（論文）完成任務情況與水平 （工作量與質(zhì)量） （ 20 分） 獨 立 工作能力 （ 10 分） 基礎 理論和 基本技能 （ 10 分） 創(chuàng) 新 能 力 （ 10 分） 合 計 （ 60 分） 得分 （ 2）文科評分表 評分項目 （分值） 文獻閱讀與文獻綜述 （ 10分） 外文翻譯 （ 10 分） 論文撰寫質(zhì)量 （ 10 分） 學習態(tài)度 （ 10 分 ） 論證能力 與創(chuàng)新 （ 20 分） 合 計 （ 60 分） 得分 指導教師 簽字： 年 月 日 河南城建學院畢業(yè)設計（論文） 摘要 I 摘要 變電站的繼電保護和二次回路設計是變電站設計的重要組成部分。內(nèi)容主要包括主變壓器的保護方案設計及整定計算，母線保護的配置與整定計算，斷路器、隔離開關的控制及其操作回路設計，電 壓互感器、電流互感器的配置與接線設計，信號回路設計。 臺山礦為年產(chǎn)量 150 萬噸，井筒為立井，深度為 400 米，開采面為水平開采，為輕瓦斯（沼氣）礦，服務年限為 100 年。系統(tǒng)電抗：最大運行方式為 ，最小運行方式為，選取基準容量為 100MVA，系統(tǒng)出線過流保護動作時間為 3秒。其主要用電在洗煤廠及井下生產(chǎn)用電。 主變的保護主要有過流保護、 過負荷 保護、瓦斯保護、差動保護及超溫報警等保護。由于本人專業(yè)知識 和能力有限，設計中出現(xiàn)了不少問題和錯誤，懇請各位老師的指點和修正。常見的主要故障是相間短路和接地短路，以及變壓器、電動機和電力電容器等可能發(fā)生的匝間或層間局部短路故障。 短路故障往往造成嚴重后果，并伴隨著強烈的電弧、發(fā)熱和電動力，使回路內(nèi)的電氣設備遭受損壞。在煤礦井下，接地能引起火災或瓦斯、煤塵爆炸。 為了保證安全可靠地供電，供電系統(tǒng)的主要電氣設備及線路都要裝設繼電保護裝置。 ① 選擇性 選擇性是指當系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應該使離故障點最近的斷路器首先跳閘，切除故 障點的電源，使停電范圍盡量縮小，從而保證非故障部分繼續(xù)運行。 ③ 靈敏性 靈敏性是指保護裝置對保護范圍內(nèi)故障的反應能力，一般用靈敏系數(shù) Ks 衡量，靈敏系數(shù)是以被保護設備或線路發(fā)生故障時，其故障參數(shù)和保護裝置整定值來確定。保護裝置動作的可靠性是非常重要的，任何時候拒動都將使事故擴大，造成嚴重的后果。為了保證可靠性，供電系統(tǒng)中任何一臺設備，任何一段線路都必須具有雙重及以上的保護。在保證快速性方面，以保證主保護的快速性為主，并兼顧后備保護的快速性，即使后備保護的快速性 盡量提高。 一路運行、一路備用的典型供電系統(tǒng)如圖 所示： ① 35KV電源進線的整定原則及配合 動作電流： I op =k )3(maxkcoI 式（ ） 式中 ， kco ― 可靠系數(shù)，取 ? ， )3(maxkI ― 6KV 母線短路時（最大運行方式），流經(jīng)保護裝置的最大三相短路電流。 若靈敏度校驗不合格，則動作電流可按 35KV母線上的最小二相短路電流除以 來整定，且無須作靈敏度校驗。 動作電流：care olcoop Ik kkI ? 式（ ） 式中 ， cok ― 可靠系數(shù)，一般取 ? ， olk ― 電機自起動系數(shù)，可取 ，干線取小值，支線取大值， rek ― 繼電器 的返回系數(shù)，對電磁式繼電器取 ， 河南城建學院畢業(yè)設計 （論文） 一次部分的繼電保護設計 5 caI ― 線路的最大長時負荷電流。 遠后備： )2(m i n ?? OPks IIk 式（ ） 式中 ， )2(minkI ― 6KV母線上短路流過保護裝置的最小二相短路電流。因為任何情況下只有一臺主變運行，一趟電源線路運行，不存在選擇性配合問題。其中瓦斯保護作為變壓器內(nèi)部故障的主保護；差動保護作為變壓器內(nèi)外部故障的主保護，過流保護作為變壓器的后備保護，和 6KV母線的主保護，同時兼作 6KV出線的遠后備保護。 整定原則及配合同常規(guī)的一樣。差動保護的整定原則及配合同 常規(guī)的一樣。它可作遠離變壓器的一段 6KV 母線的保護，也可作該段 6KV 母線上的所有出線的后備保護。 2） 整定原則及配合 QF8 上的限時速斷主要是保護遠離主變壓器的一段 6KV母線，又由于 6KV出線都要設置速斷保護或無時限的過流保護，所以，其動作電流按下式整定： 河南城建學院畢業(yè)設計 （論文） 一次部分的繼電保護設計 6 動 作電流： )2( minkop II ? 式（ ） 式中 ， )2(minkI ― 6KV母線的最小二相短路電流， 為靈敏系數(shù)。這種方法能保證 6KV 母線短路時， 6KV母聯(lián)保護能可靠地動作，且無須作靈敏度的校驗。 a. 保護裝置 通常設置速斷保護，過流保護。 b. 整定原則及配合 速斷保護 因為速斷保護要作為主保護，即要能保護線路的全長，所以速斷保護的動作電流不能再按常規(guī)的方法進行整定（保護范圍太小，速斷基本上不起作用，等于虛設），可按保護范圍末端（線路的末端）的最小相短路電流 )2(minkI 除以 來整定，且不再作靈敏度校驗，即 動作電流： )2( minkop II ? 保護低壓變 壓器 因為速斷保護要作變壓器的主保護，所以動作電流按躲過低壓變壓器二次側的最大三相短路電流來整定，靈敏系數(shù)按低壓變壓器一次側的最小二相短路電流來檢驗，且要求靈敏系數(shù)大于 2，即 動作電流： )3(maxkcoop IkI ? 靈敏系數(shù)校驗： 2/)2( m in ?? opks IIk c. 過流保護 保護線路 動作電流： care olcoop Ik kkI ? 靈敏度校驗： )2( m in ?? OPks IIk 河南城建學院畢業(yè)設計 （論文） 一次部分的繼電保護設計 7 動作時間： ?opt ? 1s 保護低壓變壓器 動作電流：max?? lrecoOP IkkI 式（ ） 式中 ， max?lI ― 變壓器可能出線的最大工作電流， cok ― 可靠系數(shù)，一般取 ? ， rek ― 返回系數(shù)，一般取 。 2） 較短出線（小于 500m）的保護設置、整定及配合 對于出線長度小于 500m的短線路，若主變過流保護能保和到該出線的末端，即主變過流保護的遠后備保護靈敏度能達到 ，而不是 ，則該出線保護可僅設無時限的過流保護（即按過流保護整定，動作時間為 0），不另設常規(guī)的速斷保護。 3） 電容器的保護方案設置，整定原則及配合 a. 保護設置 由于電容器就在變電所的內(nèi)部安裝，其出線較短，主變的過流保護肯定能保護到電容器，故電容器的開關只設無時限的過流保護。 動作時間： ?opt 0 s 靈敏度校驗 : )2( m in ?? OPks IIk 2/)2( m in ?? OPks IIk 河南城建學院畢業(yè)設計 （論文） 一次部分的繼電保護設計 8 式中 ， )2(minkI ―保護安裝處的最小二相短路電流。 ② 有二趟 等容量同型號的主變壓器，型號為 SFL7 12500/35，額定容量為12500KVA，電壓比為 35/，電流比為 132/733A。 ② 35KV母聯(lián)開關無保護 35KV母聯(lián)開關不設保護是對的，因為一路運行一路備用的運行方式無須在35KV母聯(lián)開關上設保護。 ④ 6KV母聯(lián)開關無保護 6KV母聯(lián)開關不設保護是不合適的。 變電站繼電保護設計 ① 35KV進線保護 35KV進線設置限時速斷和過流保護。即 )2( minkop II ? =1010/ = c. 動作時限 ： ?opt s 河南城建學院畢業(yè)設計 （論文） 一次部分的繼電保護設計 10 2） 過流保護的整定計算 a. 動作電流 該站的總負荷約為 5300KVA，則進線的最大長時負荷電流為： Ncaca USI 3? =3535300? = 一次動作電流 care olcoop Ik kkI ? = ? ? = 二次動作電流 ropI? 過流保護的接線方式是選用二相三繼電器接線以提高遠后備的靈敏度，則接線系數(shù) wck =1，選用電磁型電流繼電器，返回系數(shù) rek =， CT 變 比為 600/5，則： ropI? = opTAwcIkk = ? = 選用 DL31 型電流繼電器，電流整定范圍為 ~6A b. 靈敏度校驗 近后備 由前面的短路電流計算可知， 35KV 母線上的最小二相短路電流)2(minkI =，則： opks IIk /)