【正文】 .... 36 根據(jù)以上各種故障和異常情況配置以下保護(hù) ........................................................ 36 變壓器的保護(hù)整定 ……………………………………………………………………… … .38 設(shè)計(jì)小結(jié) ....................................................................................................................... 46 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 謝辭 ........................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 變壓器互感器變比的確定和選型及系統(tǒng)正負(fù)零序 的序網(wǎng)和等值阻抗圖的繪制，為以后的各種整定計(jì)算做好充分的準(zhǔn)備。 本設(shè)計(jì) 的 任務(wù) 包 括有 ： 110kV 變 電 站的 繼 電保 護(hù) 及自 動(dòng) 裝置 的 配置，對(duì) XL1， XL6 線路 保 護(hù)進(jìn) 行 整定 ，對(duì) 變 電所 3進(jìn)行 變 壓器 保 護(hù)配置及整定。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 某縣城區(qū) 110kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 賈 元 達(dá) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) ： K 繼保 zb082 240085313 所 在 學(xué) 院： 康 尼 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱： 電氣工程及其自動(dòng)化（繼電保護(hù) ） 指 導(dǎo) 教 師： 李 敏 2021 年 06 月 南京 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) Undergraduate Design Some county in the city 110 kV substation relay protection design BY JIA Yuanda Supervised by Professor LI Min School of Kangni College Nanjing Institute of Technology June 2021 Nanjing 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 摘要 隨 著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電所在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)配電網(wǎng)的特點(diǎn)，對(duì)原零序電流保護(hù)整定計(jì)算，變壓器的保護(hù)與整定計(jì)算。 設(shè)計(jì) 對(duì)原始資料進(jìn)行分析 ,對(duì) 110kV 變電所進(jìn)行短路電流的計(jì)算，線路相間保護(hù)的整定計(jì)算及選型，零序電流保護(hù)整定計(jì)算，并根據(jù)主變保護(hù)和線路保護(hù)的原則，分別對(duì)主變和線路進(jìn)行繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的整定計(jì)算。 最后對(duì)變電所 3進(jìn)行保護(hù)配置及整定計(jì)算，采用縱差保護(hù)，瓦斯保護(hù)為主保護(hù)。 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。因而促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，使保護(hù)的新原理、新裝置不斷問世。因此繼電保護(hù)的配置和選型在電網(wǎng)中極為重要。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路發(fā)生短路故障時(shí)，在瞬間就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其它部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時(shí)間必須很短，通常切除故障的時(shí)間小到十分之幾秒到百分之幾秒。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于 110kV 變電所及相關(guān)線路的短路計(jì)算，保護(hù)裝置的選擇及其整定計(jì)算。 在進(jìn) 行本次設(shè)計(jì)的過程中，我參閱了大量的文獻(xiàn)資料，得到了老師和同學(xué)的幫助，在此特別感謝李敏老師的辛勤指導(dǎo)！ 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在不足之處，希望老師多加批評(píng)指正 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 原 始 資料分析 系統(tǒng)運(yùn)行方式分析 1． 縣城區(qū) 110kV 變電站繼電保護(hù) 2． 原始數(shù)據(jù)： （ 1）整定計(jì)算原則及相關(guān)說明 （ 2）電氣接線圖 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變比，直接影響到保護(hù)的性能。 在選擇保護(hù)方式及對(duì)其進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，都 必須考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇原則 ：（ 1） 一個(gè)發(fā)電廠有兩臺(tái)機(jī)組時(shí)，一般應(yīng)該考慮全停方式，一臺(tái)檢修，另一臺(tái)故障；當(dāng)有三臺(tái)以上機(jī)組時(shí)，則選擇其中兩臺(tái)容量較大機(jī)組同時(shí)停用的方式。（ 2） 一個(gè)發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺(tái)變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺(tái)停用。對(duì)繼電保護(hù)來說，是短路時(shí)通過保護(hù)的短 路電流最大的運(yùn)行方式。 2． 最小運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最新負(fù)荷，考慮停一部分設(shè)備，使電廠停一臺(tái) 25MVA 發(fā)電機(jī)及一臺(tái) 63MVA 的變壓器，對(duì)保護(hù)來說，是短路時(shí)通過保護(hù)的短路電流的最小運(yùn)行方式。 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 3 2 2 0 M V AU d = 1 0 . 5 %2 3 1 . 5 M V A ＋1 6 3 M V AU d = 1 0 . 5 %2 2 5 M W ＋ 1 5 0 M WU e = 6 . 6 k VC O S φ ＋ 0 . 8X ”d= 0 . 1 3 4 76 k V1 1 0 k V2 0 M V AU d = 1 0 . 5 %2 1 5 M V AU d = 1 0 . 5 %2 5 0 M V AU d = 1 0 . 5 %X L 1 4 0 K m1 1 0 k V1 0 k V3 5 k V1 1 0 k VS7 . 5 M V AU d = 1 0 . 5 %1 1 0 k V1 0 k VX L 2 2 0 K mX L 3 3 0 K mX L 6 3 0 K mX L 8 2 0 K mX L 7 2 5 K mX L 4 3 0 K mX L 5 3 0 K m1 1 0 k V1 0 k V1 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V1 0 k V3 2 1 5 4 各負(fù)荷點(diǎn)最大負(fù)荷電流的計(jì)算 高 = 6325 *103 *110 * 5 *10 =154A 低 = 6314 *103 *110 * 5 *10 =87A = 636 *103 *110 * 5 *10 =37A = 6316 *103 *110 * 5 *10 =99A 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 = 6322 *103 *110 * 5 *10 =136A = 6315 *103 *110 * 2 *10 =96A 各斷路器最大、最小運(yùn)行方式的分析 3斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路 4L 、 6L 、 7L 停。 5斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路 4L 、 6L 、 7L 停。 7斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路 4L 、 6L 停。 各斷路器最小運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組停一臺(tái)發(fā)電機(jī)，線路全投。對(duì)于 35kv 及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。 3) 一次回路電流： ng II ?max, ,maxgI 為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流； nI 為電流互感器原邊額定電流。 故各線路的 LH 變比如下： nL(1..3..6)=300/5 nL(2..4..5..7..8) =100/5 一次電流選擇 ? 1I 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 Ie= Sj/（ 3 Uj） =2*25/( 3 *110) =262A 1I = =327A 各線路 PT 變比選用 300/5 所有母線上的電壓互感器變比均選為： ny＝ 3/ 3/110＝ 1100 變壓器兩側(cè) LH 變比的確定 電流互感器變比的選擇： 一次電流選擇 I1 ? Ie= jjUS3 = 110*3 20*2 =210A I1 = =263A ?電流互感器 變比選用 300/5 所有母線上的電壓互感器變比均選為： ny＝ 3/ 3/110＝ 1100 （ 1） 各線路 CT 變比選用 300/5, 由 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料 所查得的型號(hào)為 :LCW110 其中： L………………… 電流互感器 C………………… 瓷絕緣 W………………… 戶外型 電流互感器參數(shù)： 表 21電流互感器參數(shù)表 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 7 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 二次負(fù)荷 /? 10% 倍數(shù) LCWD110 （ 50100） （ 300600） /5 D/1 二次負(fù)荷/? 倍數(shù) 15 （ 2）高壓電壓互感器（接線方式： Y0/Y0/開口三角）： 選擇 JCC6110N 型電壓互感器，單相全密 封戶外式油浸電壓互感器。 110kV 線路保護(hù)配置一般裝設(shè)反應(yīng)相間故障的距離保護(hù)和反應(yīng)接地故障的零序方向電流保護(hù)（或接地距離保護(hù)），采用遠(yuǎn)后備方式。必須指出，目前 110kV 數(shù)字式線路保護(hù)裝置一般同時(shí)具有接地距離保護(hù)與零序電流保護(hù)功能，在零序電流保護(hù)整定特別是 Ⅱ 段整定出現(xiàn)靈 敏度不滿足要求的情況下，可考慮通過降低電流定值，延長保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等方法進(jìn)行整定，由于接地距離保護(hù)一般靈敏度都能滿足要求，因此保護(hù)對(duì)于接地短路的速動(dòng)性不會(huì)受到影響。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。 110kV 線路如果不裝設(shè)全線的速動(dòng)保護(hù)，則應(yīng)當(dāng)裝設(shè)階梯式或反時(shí)限零序電流速斷保護(hù) [17]。針對(duì)本次設(shè)計(jì)中，單側(cè)電源單回的 110kV線路，若不裝設(shè)全線的速動(dòng)保護(hù)，則可以安裝三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。在正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處短路，且電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí)，可以考慮裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)。零序 電流的分布網(wǎng)絡(luò)就是零序網(wǎng)絡(luò)。 （ 2）三段式保護(hù)的零序電流 II 段電流定值，應(yīng)按保本線路末端接地故障時(shí)有不小于規(guī)定的靈敏系數(shù)整定的，還應(yīng)與相鄰線路零序電流 Ⅰ 段或 Ⅱ 段配合，動(dòng)作時(shí)間按配合關(guān)系整定。 （ 4）終端線路的零序電流 I 段保護(hù)范圍允許伸入線路末端供電變壓器（或 T接供電變壓器），變壓器故障時(shí)，線路保護(hù)的無選擇性動(dòng)作由重合閘來補(bǔ)救。 （ 6）采用前加速方式的零序電流保護(hù)各段定值可以不與相鄰線路保 護(hù)配合，其定值根據(jù)需要整定，線路保護(hù)的無選擇性動(dòng)作由順序重合閘來補(bǔ)救。 110kV 電網(wǎng)變壓器保護(hù)的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。尤其是大容量的變壓器，一旦發(fā)生故障，造成的損失將會(huì)很大。 電力變壓器運(yùn)行的可靠性很高。針對(duì)上述可能發(fā)生的故障及異常運(yùn)行情況，變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)： 1. 瓦斯保護(hù) 適用于油浸式變壓器，它反應(yīng)油箱內(nèi)的故障。 2. 電流速斷保護(hù) 對(duì) 以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及 10MVA 以下 的廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)此保護(hù)。它是變壓器的主保護(hù)。 5. 相間短路的后備保護(hù) 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 對(duì)降壓變壓器宜采用過電流保護(hù)；當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；對(duì) 63MVA 以下的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用阻抗保護(hù)；對(duì) 63MVA 以上的升壓變壓器宜采用負(fù)序電流和單噢相式低電壓起動(dòng) 的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用阻抗保護(hù)。帶兩段時(shí)限時(shí)，以較短時(shí)限跳母聯(lián)或分段斷路器，使有可能縮小故障影響范圍；以較長時(shí)限斷開變壓器各側(cè)的斷路器。 （ 2）零序電壓保護(hù) 適用于 110kV 及以上中性點(diǎn)不直接接變壓器，用以反應(yīng)外部接地短路引起的過電壓。保護(hù)按于一相電流上，延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，對(duì)于無人值班的變電所過負(fù)荷保護(hù)用減負(fù)荷，必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 13 發(fā)生匝間短路時(shí)，被短接線匝內(nèi)通過的電流可能超過機(jī)端三相短路電而傳統(tǒng)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也不能反應(yīng)，應(yīng)裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。