继电保护课程设计35kV降压变电所

继电保护课程设计继电保护课程设计35kV 降压变电所继电保护配置与线路保护整定计算作作 者：者： 所在单位：所在单位： 电气工程及自动化 指导教师：指导教师： 继电保护课程设计1目目 录录1、课程设计概述、课程设计概述 21.1 课程设计主要任务1.2 课程设计基本资料1.3 设计依据2、保护配置方案概述、保护配置方案概述 32.1 继电保护基本知识2.2 故障分析2.3 变压器保护配置2.4 10KV 侧电力电容器组保护配置2.5 10KV 侧线路保护配置3、短路电流计算、短路电流计算 53.1 基准值的选取3.2 各元件阻抗标幺值计算3.3 短路电流的计算4、继电保护装置的整定计算及选型、继电保护装置的整定计算及选型 . 114.1 变压器保护装置的整定计算及选型4.2 10KV 侧电力电容器保护装置的整定计算及选型4.3 10KV 侧出线保护装置的整定计算及选型5、微机成套自动保护装置的选择微机成套自动保护装置的选择 246、课程设计总结、课程设计总结 277、参考文献、参考文献 27继电保护课程设计2CH1CH1 课程设计概述课程设计概述1.11.1 课程设计主要任务课程设计主要任务（1） 本设计为 35KV 降压变电所。主变容量为 8000KVA，电压等级为 35/10KV；（2）搜集原始资料；（3）完成对本系统的故障分析；（4）对 10KV 线路电保护整定计算及继电器选择（5）对短路电流的整定与计算；（6）主变压器继电保护整定计算及继电器选择；（7）完成设计报告。1.21.2、课程设计基本资料、课程设计基本资料本设计为 35KV 降压变电所。主变容量为 8000KVA，电压等级为 35+2*2.5% /10KV。35KV 供电系统图,如图 1 所示。1）系统参数：电源 I 短路容量：= 200MVA；电源短路容量：=250MVA；最小短路容量为最大的 80%80%；供电线路： L1=6km，L2=8km，线路阻抗：X XL L=0.4/km=0.4/km。2）35kv 变电所主接线图，如图 1 所示: 继电保护课程设计3图 1 35kv 变电所主接线图3）10kv10kv 母线负荷情况，见下表母线负荷情况，见下表：负荷名称最大负荷（KVA/kvar）功率因数回路数供电方式线路长度（km）1、8（电容器）各 2400 电缆0.032、5各 1200 0.85 各 1 电缆3 和 5.13、6各 1000 0.85 各 1电缆5.54、9各 1000 0.85 各 1 电缆3.27、10各 1000 0.85 各 1 电缆6 和 4.1注：电缆线路阻抗：X XL L=0.08/km=0.08/km5）B1、B2 主变容量、型号为 8000kVA 之 SF1-8000/35 型双卷变压器，Y-/11 之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中Uk%=7.5Uk%=7.5。6）运行方式运行方式：正常 SI、S全投入运行。7）已知变电所 10KV 出线保护最长动作时间最长动作时间为 1.5s。1.31.3 设计依据设计依据继电保护课程设计41设计任务书。2国标 GB50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范。CH2CH2 保护配置方案概述保护配置方案概述2.12.1 继电保护基本知识继电保护基本知识一、继电保护主要任务一、继电保护主要任务 1）自动地、有选择地、快速地将故障元件从电力系统中切除，是故障元件损坏程度尽可能降低，并保证电力系统非故障部分迅速恢复正常运行； 2)应正确反映电气元件过负荷等不正常运行状态，并依据运行维护的具体要求和设备的承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸； 3）继保装置和系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，提高系统运行可靠性。二、继电保护基本要求二、继电保护基本要求 选择性、速动性、灵敏性、可靠性2.22.2 故障分析故障分析1) 本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。2）线路故障：主要故障为单相接地、两相短路和三相短路。3） 变压器的外部故障外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。 变压器的内部故障内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。4）变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及油位过低。5）电力电容器组的故障有电容器组和断路器之间连接线上的短路、电容器内部故障及其引出线上的故障、电容器组的过电压、电容器组的单相接地。2.32.3 变压器保护配置变压器保护配置一、国家标准一、国家标准 GB50062-1992 规定规定：10000KVA 及以上单台运行的变压器和6300KVA 及以上并列运行的变压器，应装设差动保护；6300KVA 及以下单独继电保护课程设计5运行的重要变压器，也可装设差动保护；当电流速断保护灵敏度不满足要求时，应装设差动保护装置。该设计中为两台 8000KVA 并列运行的变压器，应选用差动保护作为主保护。二、保护配置二、保护配置保护名称作用动作结果大差动保护防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路动作于跳闸主保护瓦斯保护防御变压器内部故障和油面降低重瓦斯：动作于跳闸轻瓦斯：动作于信号过电流保护反应变压器外部相间故障延时动作于跳闸后备保护过负荷保护反应由于过负荷而引起的过电流动作于减负荷辅助保护冷却风扇自启动防止变压器油温过高冷却风机启动2.42.4 10KV 侧电力电容器保护配置侧电力电容器保护配置一、规定一、规定：对 400kvar 以上的电容器组，设置无时限或带 0.10.3s 短延时的电流速断保护；对 400kvar 及以下的电容器组，采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护。 本设计中电容器组容量为 2400kvar,采用无时限或带短延时的电流速断保护作为主保护。二、保护配置二、保护配置保护名称作用动作结果无时限或带短延时的电流速断保护反应电容器与断路器之间连线的短路动作于跳闸主保护专用熔断器保护反应单只熔断器内部极间短路熔体熔断后备保护过电压保护反应母线电压过高，超过 110%额定电压延时动作于信号或跳闸2.52.5 10KV 侧出线保护配置侧出线保护配置一、说明一、说明：线路保护一般应采用三段式电流保护，该设计中 10KV 出线侧无重要负荷，采用两段式电流保护即可，该处选择段和段。二、保护配置二、保护配置保护名称作用动作结果继电保护课程设计6主保护无时限电流速断保护反应本线路一部分的短路状态，瞬时动作动作于跳闸后备保护定时限过电流保护在主保护不动作时动作，能够保护线路全长延时动作于跳闸辅助保护绝缘监察装置利用电压互感器监测系统中出线的 3 倍零序电压动作与信号CH3、短路电流计算、短路电流计算3.1 基准值的选取基准值的选取基准容量：基准容量：SB=100MVA基准电压：基准电压：UB=Uav即：35kV 侧 UB1=37kV，10kV 侧 UB2=10.5kV短路点基准电流短路点基准电流： 111.563BBBSIkAU 225.53BBBSIkAU3.2 各元件阻抗标幺值计算各元件阻抗标幺值计算1）系统电源：系统电源：A：最大短路容量：S1： 5 . 02001001SIDMAXBSSXS2：4 . 02501002SIIDMAXBSSXB：最小短路容量： S1：625. 02008 . 01008 . 01SIDMAXBSSX S2：5 . 02508 . 01008 . 02SIIDMAXBSSX2)35KV35KV 线路：线路：继电保护课程设计7L1：175. 03710064 . 022103avBUSlxXL2：234. 03710084 . 022204avBUSlxX3）变压器：变压器：B1、B2：9375. 081001005 . 7100%65NTBKSSUXX4)10KV 侧出线端：侧出线端：L-1/L-8：32210871018. 25 .1010003. 008. 0avBLUSlxXXL-2：218. 05 .10100308. 022209avBLUSlxXL-3/L-6：399. 05 .101005 . 508. 022301110avBLUSlxXXL-4/L-9：232. 05 .101002 . 308. 022401312avBLUSlxXXL-5：307. 05 .101001 . 508. 0225014avBLUSlxXL-7：435. 05 .10100608. 0227015avBLUSlxXL-10：298. 05 .101001 . 408. 02210016avBLUSlxX继电保护课程设计85）系统等值电路图：系统等值电路图：图 1：系统等值电路图3.33.3 短路电流计算短路电流计算一、最大运行方式一、最大运行方式 电源 SII 投入应用，变压器 T1、T2 并列运行；SII 为最大短路容量1 1）系统化简如右图示：）系统化简如右图示：2 2）35KV35KV 侧线路（侧线路（K1K1 点）短路电流：点）短路电流： 634. 0234. 04 . 0421XXXk周期分量有效值：I(3)K1.max=IB1/=1.56/0.634=2.46 KA 1kX3)10KV3)10KV 侧母线（侧母线（K2K2 点）短路电流：点）短路电流： 103. 129375. 0634. 0/6512XXXXkk10KV 侧：I(3)K2.max=IB2/=5.5/1.103=4.986 KA 2kX转化到 35KV 侧：I(3)K2.max=IB1/=1.56/1.103=1.414 KA 2kX继电保护课程设计94 4）10KV10KV 侧出线端短路电流计算侧出线端短路电流计算 L-1/L-8(K3/K10 点)短路电流: 105. 11018. 2103. 13723XXXkk10KV 侧：I(3)K3.max= I(3)K10.max =IB2/=5.5/1.105=4.977 KA 3kX转化到 35KV 侧：I(3)K3.max= I(3)K10.max =IB1/=1.56/1.105=1.412 KA 3kX L-2（K4 点）短路电流： 321. 1218. 0103. 1924XXXkk10KV 侧：I(3)K4.max= IB2/=5.5/1.321=4.164 KA 4kX转化到 35KV 侧：I(3)K4.max =IB1/=1.56/1.321=1.181 KA 4kX L-3/L-6(K5/K8 点)短路电流: 502. 1399. 0103. 11025XXXkk10KV 侧：I(3)K5.max= I(3)K8.max =IB2/=5.5/1.502=3.662 KA 5kX转化到 35KV 侧：I(3)K5.max= I(3)K8.max =IB1/=1.56/1.502=1.039 KA 5kX L-4/L-9(K6/K11 点)短路电流: 335. 1232. 0103. 11226XXXkk10KV 侧：I(3)K6.max= I(3)K11.max =IB2/=5.5/1.335=4.12 KA 6kX转化到 35KV 侧：I(3)K6.max= I(3)K11.max =IB1/=1.56/1.335=1.169 KA 6kX L-5（K7 点）短路电流： 473. 1370. 0103. 11427XXXkk10KV 侧：I(3)K7.max= IB2/=5.5/1.473=3.734 KA 7kX转化到 35KV 侧：I(3)K7.max =IB1/=1.56/1.473=1.059 KA 7kX L-7（K9 点）短路电流： 538. 1435. 0103. 11529XXXkk10KV 侧：I(3)K9.max= IB2/=5.5/1.538=3.576 KA 9kX转化到 35KV 侧：I(3)K9.max =IB1/=1.56/1.538=1.014 KA 9kX L-10（K12 点）短路电流：继电保护课程设计10 401. 1298. 0103. 116212XXXkk10KV 侧：I(3)K12.max= IB2/=5.5/1.401=3.926 KA 12kX转化到 35KV 侧：I(3)K12.max =IB1/=1.56/1.401=1.113 KA 12kX二、最小运行方式二、最小运行方式 SI 投入运行，变压器 T1、T2 分列运行；SI 为最小短路容量1 1）系统化简如下：系统化简如下：2 2）35KV35KV 侧母线（侧母线（K1K1 点）短路电流：点）短路电流： 8 . 0175. 0625. 0311XXXk周期分量有效值：I(3)K1.min=IB1/=1.56/0.8=1.95KA 1kX3)10KV3)10KV 侧母线（侧母线（K2K2 点）短路电流：点）短路电流： 7375. 19375. 08 . 0512XXXkk10KV 侧：I(3)K2.min=IB2/=5.5/1.7375=3.165 KA 2kX转化到 35KV 侧：I(3)K2.min=IB1/=1.56/1.7375=0.8978 KA 2kX4 4）10KV10KV 侧出线端短路电流计算侧出线端短路电流计算 L-1/L-8(K3/K10 点)短路电流: 7397. 11018. 27375. 13723XXXkk继电保护课程设计1110KV 侧：I(3)K3.min= I(3)K10.min =IB2/=5.5/1.7397=3.161 KA 3kX转化到 35KV 侧：I(3)K3.min= I(3)K10.min =IB1/=1.56/1.7397=0.8967 KA 3kX L-2（K4 点）短路电流： 9555. 1218. 07375. 1924XXXkk10KV 侧：I(3)K4.min= IB2/=5.5/1.9555=2.813 KA 4kX转化到 35KV 侧：I(3)K4.min =IB1/=1.56/1.9555=0.7977 KA 4kX L-3/L-6(K5/K8 点)短路电流: 1365. 2399. 07375. 11025XXXkk10KV 侧：I(3)K5.min= I(3)K8.min =IB2/=5.5/2.1365=2.574 KA 5kX转化到 35KV 侧：I(3)K5.min= I(3)K8.min =IB1/=1.56/2.1365=0.7302 KA 5kX L-4/L-9(K6/K11 点)短路电流: 9695. 1232. 07375. 11226XXXkk10KV 侧：I(3)K6.min= I(3)K11.min =IB2/=5.5/1.9695=2.793 KA 6kX转化到 35KV 侧：I(3)K6.min= I(3)K11.min =IB1/=1.56/1.9695=0.7921 KA 6kX L-5（K7 点）短路电流： 1075. 2370. 07375. 11427XXXkk10KV 侧：I(3)K7.min= IB2/=5.5/2.1075=2.610 KA 7kX转化到 35KV 侧：I(3)K7.min =IB1/=1.56/2.1075=0.7402 KA 7kX L-7（K9 点）短路电流： 1725. 2435. 07375. 11529XXXkk10KV 侧：I(3)K9.min= IB2/=5.5/2.1725=2.532 KA 9kX转化到 35KV 侧：I(3)K9.min =IB1/=1.56/2.1725=0.7181 KA 9kX L-10（K12 点）短路电流： 0355. 2298. 07375. 116212XXXkk10KV 侧：I(3)K12.min= IB2/=5.5/2.0355=2.702 KA 12kX继电保护课程设计12转化到 35KV 侧：I(3)K12.min =IB1/=1.56/2.0355=0.7664 KA 12kX三、短路电流计算结果三、短路电流计算结果短路点最大运行方式最小运行方式三相短路电流 max. kI (35KV 侧) max. kI (10KV 侧) min. kI (35KV 侧)min. kI (10KV 侧)35KV 侧（K1）2.46 KA.95 KA10KV 侧（K2）1.4141.414 KAKA4.986 KA0.89780.8978 KAKA3.165 KAL-1/L-81.412 KA4.977 KA0.8967 KA3.161 KAL-21.181 KA4.164 KA0.7977 KA2.813 KAL-3/L-61.039 KA3.662 KA0.7302 KA2.574 KAL-4/L-91.169 KA4.12 KA0.7921 KA2.793 KAL-51.059 KA3.734 KA0.7402 KA2.610 KAL-71.014 KA3.5763.576 KAKA0.7181 KA2.5322.532 KAKAL-101.113 KA3.926 KA0.7664 KA2.702 KACH4CH4 继电保护装置的整定计算及选型继电保护装置的整定计算及选型4.14.1 变压器保护装置的整定计算及选型变压器保护装置的整定计算及选型一、大差动保护（主保护）一、大差动保护（主保护）1 1）接线原理图）接线原理图（T1、T2 保护配置相同，以 T1 为例） 如图 2：变压器大差动保护接线原理图2 2）采用）采用 BCH-2 型差动继电器构成变压器差动保护型差动继电器构成变压器差动保护整定计算如下：整定计算如下：（1）基本侧的确定）基本侧的确定（在变压器的各侧中，CT 二次联接臂电流最大一侧称为基本侧）计算变压器各侧额定电流，选出电流互感器的变比，计算电流互感器二次联接臂中的电流。其计算结果列于下表 1 中。继电保护课程设计13图 2：变压器大差动保护接线原理图表表 1 1：变压器各侧有关数据变压器各侧有关数据各侧数据各侧数据数据名称数据名称35KV 高压进线高压进线35KV 高压内桥高压内桥10.5KV 侧侧变压器变压器的额定的额定电流电流AUSINTNTN9 .263353800023211AUSINTNTN97.13135380000312AUSINTNNTd89.4395 .103800032CT 的接的接线线方式方式YCT 变比变比的计算值的计算值54575264353TNYTAdIK52295132353TNYTAdIK589.4395TNdYTAIK选择选择 CT标准变比标准变比KTA1=500/5KTA2=300/5KTA3=600/5CT 二次二次联接臂电联接臂电流流AKIITAdTNY57. 45/5009 .263331AKIITAdTNY81. 35/30097.131331AKIITAYTNd67. 35/60089.4392由上表知：I1I3I2，故选大者 35KV 侧为基本侧。平衡线圈 WbI接于 10.5KV侧，平衡线圈 WbII接于 35 高压内桥侧。继电保护课程设计14该处电流互感器型号分别选择电流互感器型号分别选择： LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为300A、500A、600A，准确度级为 0.5/10P。（2 2）计算差动保护基本侧的动作电流）计算差动保护基本侧的动作电流应满足下列三个条件：1 1）躲过变压器励磁涌流的条件）躲过变压器励磁涌流的条件 AIKIYTNrelop12.34396.2633 . 1112 2）躲开电流互感器二次断线不应误动作的条件）躲开电流互感器二次断线不应误动作的条件 AIIKIdNTLrelop73.41193.2632 . 13 . 12 . 13 . 1.max13)3)躲过外部穿越短路最大不平衡电流的条件躲过外部穿越短路最大不平衡电流的条件)(max1dsqdsqdsqrelunbrelopIIIKIKI 说明： Krel可靠系数，一般取 1.3； 电流互感器的误差引起的不平衡电流；dsqI max.kiSapdsqIfKKI 式中：fi电流互感器容许的最大相对误差，采用 0.1； Ks电流互感器同型系数，型号相同时取 0.5，型号不同时取 1； Kap非周期分量引起的误差，取为 1； 变压器分接头改变时引起的不平衡电流；dsqI max).(max).(kkdsqIUIUI 式中：、在变压器高、中压侧由于调压改变分接头引起的相UU对误差，一般采用调压范围的一半； 、外部短路时，流过相应调压侧电流互感器的周max).(kImax).(kI期分量电流； 平衡线圈不能对变压器各侧之间电流差值进行完全补偿引起dsqI 的不平衡电流 max.max.kIIIIkIIdsqIfIfI 式中：、继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差； Iff继电保护课程设计15sdcabsbcabWWWWf. 式中：平衡线圈计算匝数；cabW. 平衡线圈整定匝数；sbW. 差动线圈整定匝数。sdW. 由于在计算动作电流时，If、f还不能求出，一般采用中间值 0.05，并取max.kIIIf和两项都为正值来进行计算。max.kIIIIIf 、外部短路情况下，流过接平衡线圈 I 侧和 II 侧电max.kIImax.kIII流互感器的周期分量。注：（1） 当三绕组变压器仅有一侧有电源时，上式中的短路电流为同一电流；如果在外部故障时，电流不流过某一侧，此时上式中相应电max. kI流项等于零。 （2） 当为双绕组变压器时，动作电流计算公式为 )3(max2max1)(KisaprelunbrelopIfUfKKKIKI式中：)3(max2KI在最大运行方式下，变压器二次母线上短路，归算于基本侧的三相短路电流值。 本设计中： )(max1dsqdsqdsqrelunbrelopIIIKIKI =1.3（110.1+0.05+0.05+0.05）1414=459.55A选取上述三个条件计算值中最大的作为基本侧的一次动作电流，即选取上述三个条件计算值中最大的作为基本侧的一次动作电流，即Iop1=459.55A。差动继电器于基本侧的动作电流为：AKKIIconTAYopopr96. 75/500355.45911式中:-基本侧的电流互感器变比与其接线系数。conTAyKK,注：以上所有短路电流值均要归算到基本侧，此时求出的为基本侧的动作电流计算值 Iop.a.ca。继电保护课程设计16（3 3）确定基本侧差动线圈的匝数）确定基本侧差动线圈的匝数对于三绕组变压器，IN2 最大的一侧为基本侧，直接接差动线圈。其余两侧接相应的平衡线圈。该处基本侧为 35KV 高压进线侧。由上述计算知：基本侧继电器动作电流为 Iop.a.ca.r=7.96 A 基本侧继电器线圈匝数（差动线圈匝数）： 匝54. 796. 7460.rcaaopcadIANW 式中：AN继电器动作安匝，AN=604 At; Wd.ca差动线圈计算匝数。按照继电器线圈实有抽头，选用较 Wd.ca小而接近的匝数作为差动线圈整定匝数 Wd.s。取匝8.sdW根据实际整定匝数 Wd.s再计算出基本侧实际的继电器动作电流 Iop.a.r和保护侧的一次动作电流 Iop.a：AWANIsdraop5 . 7860.AKKIIWTArapaop01.43335/5005 . 71.0(4)(4)确定非基本侧平衡线圈的匝数和工作线圈的匝数确定非基本侧平衡线圈的匝数和工作线圈的匝数对于三绕组变压器 I 侧（10KV 侧）平衡线圈匝数： 匝96. 1867. 367. 357. 4331.dsIcabWIIIW选择接近的匝数作为，该设计中取=2 匝。IcabW.bIWbIWI 侧工作线圈匝数： 匝1082.dsbIIcaacWWW II 侧（35KV 高压内桥侧）平衡线圈匝数： 匝60. 1881. 381. 357. 4221.dsIIcabWIIIW选择接近的匝数作为，该设计中取=2 匝。IIcabW.bIIWbIIWII 侧工作线圈匝数： 匝1082.dsbIIIIcaacWWW继电保护课程设计17（5 5）相对误差计算）相对误差计算 sdcabsbcabWWWWf.若，则应代回式中05. 0f)(max1dsqdsqdsqrelunbrelopIIIKIKI 重新计算动作电流。 满足要求；05. 0004. 0896. 1296. 1.sdIcabIbIcabIWWWWf 满足要求；05. 0042. 086 . 126 . 1.sdIIcabIIbIIcabIIWWWWf（6 6）短路线圈抽头的确定。）短路线圈抽头的确定。 短路线圈共有四组抽头可选，选择匝数越多抑制励磁涌流的性能越好；同时在内部故障时，由于非周期分量的影响，继电器动作时延也就越长。对于中小型变压器，由于励磁涌流倍数大，而内部故障时非周期分量衰减较快，同时对保护的速动性要求较低，故一般选用匝数较少的（3-3）或（4-4）抽头；对于大型变压器，由于励磁涌流的倍数较小，非周期分量衰减较慢，并且要求尽快的切除故障，故一般选用较少匝数的（2-2）或（3-3）抽头；对于励磁阻抗小的电流互感器（如套管式） ，因受非周期分量的影响大，短路线圈应采用较多匝数。选用的抽头是否合适，应经过变压器空载投入试验最后确定。（7 7）保护装置灵敏系数校验）保护装置灵敏系数校验2.min.aopKWSIIKK 式中：变压器差动保护范围内短路时，总的最小短路电流有名min.KI值（归算到基本侧） ； KW保护装置的接线系数 满足要求211. 301.4338 .897233.min2 .)2(aopKWSIIKK二、瓦斯保护（主保护）二、瓦斯保护（主保护）（1）作用：用来反映变压器内部故障和油面降低，它反应于油箱内部故障所产生的气体或油箱漏油而动作，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于信号。 继电保护课程设计18（2）配置原则：轻瓦斯保护的动作于信号的轻瓦斯部分，通常按产生气体的容积整定：对于容量为 10MVA 以上的变压器，整定容积为 250300cm2 。瓦斯保护动作于跳闸的重瓦斯部分，通常按气体继电器的油流速度整定。（油流速度与变压器的容量、接气体继电器导管的直径、变压器冷却方式、气体继电器形式有关） 。（3）本设计中整定数值：轻瓦斯保护的动作值按气体容积为 250300cm2 整定，本设计采用 280 cm2。重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为 0.61.5cm2 整定，本设计采用0.9 cm2。（4 4）继电器选型：瓦斯继电器选用）继电器选型：瓦斯继电器选用 FJ3-80FJ3-80 型型。（5）瓦斯保护的接线原理图如下：图 3 瓦斯保护的接线原理图三、过电流保护（后备保护）三、过电流保护（后备保护）变压器的过电流保护，用来保护变压器外部短路时引起的过电流，同时又可作为变压器内部短路时的后备保护。A A、保护装置装在电源侧。、保护装置装在电源侧。保护动作后，断开变压器各侧的断路器。（1）动作电流的整定：按躲开变压器的最大负荷电流来整定。NrerelTLrerelopIKKIKKI1max.)22 . 1 ( 式中：Krel可靠系数，采用 1.3； Kre返回系数，采用 0.85； 代入数据得: AIKKITLrerelop4 .48493.2632 . 185. 03 . 1max.1继电保护课程设计19 继电器的动作电流 ：AIKKIopTAWlKAop84. 44 .4845/5001. 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/6 型。 电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。 （2）动作时限的整定：按时限阶梯原则整定，应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大一个时限阶梯。stttLT5 . 35 . 03max.时间继电器型号选择：时间继电器型号选择：选用 DS-112 型时间继电器，其时间调整范围为0.253.5s。（3）灵敏度校验： 近后备：灵敏度校验点设在本线路末端，灵敏度系数不小于 1.5；5 . 1602. 14 .4848 .8972311min. 2)2(opKWSIIKK 远后备：灵敏度校验点设在下一级线路末端，灵敏度系数不小于 1.2；2 . 128. 14 .4841 .7182311min. 9)2(opKWSIIKK故灵敏度系数满足要求。B B、保护装置装在高压内桥侧：、保护装置装在高压内桥侧：保护动作时断开高压侧桥断路器和过电流侧的变压器低压侧断路器。（1）动作电流的整定：按躲开变压器的最大负荷电流来整定。NrerelTLrerelopIKKIKKI1max.)22 . 1 ( 代入数据得: AIKKITLrerelop2 .24297.1312 . 185. 03 . 1max.1 继电器的动作电流 ：AIKKIopTAWlKAop42. 22 .2425/5001.继电保护课程设计20 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/6 型。 电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。 (2)动作时限的整定：按时限阶梯原则整定，应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大一个时限阶梯。stttLT35 . 05 . 2max.时间继电器型号选择：时间继电器型号选择：选用 DS-112 型时间继电器，其时间调整范围为0.253.5s。(3)灵敏度校验： 近后备：灵敏度校验点设在本线路末端，灵敏度系数不小于 1.5；5 . 121. 32 .2428 .8972311min. 2)2(opKWSIIKK 远后备：灵敏度校验点设在下一级线路末端，灵敏度系数不小于 1.2；2 . 157. 22 .2421 .7182311min. 9)2(opKWSIIKK故灵敏度系数满足要求。C C、保护装置装在变压器低压侧：、保护装置装在变压器低压侧：动作时断开变压器低压侧断路器（1）动作电流的整定：按躲开变压器的最大负荷电流来整定。NrerelTLrerelopIKKIKKI1max.)22 . 1 ( 代入数据得: AIKKITLrerelop3 .80789.4392 . 185. 03 . 1max.1 继电器的动作电流 ：AIKKIopTAWlKAop07. 83 .8075/5001. 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/10 型。 电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。 继电保护课程设计21(2)动作时限的整定：按时限阶梯原则整定，应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大一个时限阶梯。stttLT5 . 25 . 02max.时间继电器型号选择：时间继电器型号选择：选用 DS-112 型时间继电器，其时间调整范围为0.253.5s。(3)灵敏度校验： 近后备：灵敏度校验点设在本线路末端，灵敏度系数不小于 1.5；5 . 172. 23 .80725322311min. 9)2(opKWSIIKK故灵敏度系数满足要求。D D、保护装置应装在变压器低压侧：、保护装置应装在变压器低压侧：动作时断开低压侧分段断路器（1）动作电流的整定：按躲开变压器的最大负荷电流来整定。max.TLrerelopIKKI代入数据得: AUSIniLNiLTL6 .39210310001031000103100010312001032400352max.max.AIKKITLrerelop45.6006 .39285. 03 . 1max.1 继电器的动作电流 ：AIKKIopTAWlKAop00. 645.6005/5001. 电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/10 型。 电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。 (2)动作时限的整定：按时限阶梯原则整定，应比下一级各引出线过电流保护动作时限最长者大一个时限阶梯。stttLT25 . 05 . 1max.继电保护课程设计22时间继电器型号选择：时间继电器型号选择：选用 DS-112 型时间继电器，其时间调整范围为0.253.5s。(3)灵敏度校验： 近后备：灵敏度校验点设在本线路末端，灵敏度系数不小于 1.5；5 . 156. 345.60025322311min. 9)2(opKWSIIKK故灵敏度系数满足要求。四、过负荷保护（后备保护）四、过负荷保护（后备保护）安装在电源侧（1）动作电流的整定： 按躲过变压器的额定电流来整定。AIKKINrerelop03.32693.26385. 005. 111继电器动作电流：AIKKIopTAWlKAop26. 303.3265/5001.电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/6 型。电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。（2）动作时限的整定: 躲过电动机的自启动时间，一般取 910s。时间继电器型号选择：时间继电器型号选择：选用 DS-23 型时间继电器，其时限调整范围为2.510 秒。五、冷却风扇自启动（辅助保护）五、冷却风扇自启动（辅助保护）动作电流的整定： 按躲过变压器安装侧额定电流的 70%整定。 AIITNdz75.18493.2637 . 07 . 0 AKIITAdzdzJ85. 15/50075.184即：当继电器电流达到 1.85A 时冷却风扇自启动。电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/2 型。 电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为继电保护课程设计230.5/10P。4.2 10KV 侧电力电容器保护装置的整定计算及选型侧电力电容器保护装置的整定计算及选型一、无时限或带时限过电流保护（主保护）一、无时限或带时限过电流保护（主保护）（1）动作电流的整定： 保护装置的动作电流应躲过电容器组投入运行时的冲击电流。AUSINNC56.138103240032AKIKKITANCWrelrop77. 25/50056.13812.电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/6 型。电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。（2）动作时限整定： 保护装置可不带时限或带 0.10.2s 的短时限。（3）灵敏度校验 按最小运行方式下，电容器组首端两相短路时，流过保护安装处的短路电流校验。 满足条件288. 95/50077. 2316123)2(min. 3opkSIIK二、专用熔断器保护（单只）二、专用熔断器保护（单只）熔体的额定电流为电容器额定电流的 1.52 倍。AUSINNC2 .4610380032AIINCFU3 .692 .465 . 15 . 1选用型号为选用型号为 RN1-10RN1-10 型，额定电流为型，额定电流为 100A100A 的高压熔断器。的高压熔断器。三、过电压保护（后备保护）三、过电压保护（后备保护） 动作电压按母线电压不超过 110%的额定电压值整定。VUUNrop1101001 . 11 . 12.选择电压继电器型号：选择电压继电器型号：DY-32 型，动作电压整定范围为 50200V。继电保护课程设计244.3 10KV 侧出线保护装置的整定计算及选型侧出线保护装置的整定计算及选型一、电流速断保护（一、电流速断保护（I I 段段主保护）主保护）以最大运行方式下，出线中三相短路电流最小的数值来计算，即选出线L7。 （1）动作电流的整定：一次动作电流：AIKIkrelIop357635761)3(max. 91因为该设计中 10KV 出线无下一级线路，故 Krel可取 1 来计算，以提高保护的灵敏度。继电器动作电流：AIKKIIopTAwIKAop8 .3535765/50011.考虑到系统发展时仍能适应，选用考虑到系统发展时仍能适应，选用 DL-11/50 型电流继电器，其动作电流的型电流继电器，其动作电流的整定范围为整定范围为 12.550A。电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 600A，准确度级为0.5/10P。（2）灵敏度校验：按最小运行方式下线路首端发生两相短路来校验。 不满足要求；5 . 177. 03576316523)2(min. 9IopkSIIK可采用电压电流配合的，无时限电流电压连锁速断保护，以提高灵敏度。可采用电压电流配合的，无时限电流电压连锁速断保护，以提高灵敏度。二、定时限过电流保护（后备保护）二、定时限过电流保护（后备保护）（1）动作电流的整定：a.躲过最大负荷电流；b.外部故障切除后能可靠返回。一次动作电流：AIKKILrerelIIIop51.81103100085. 02 . 1max. 91继电器动作电流：AIKKIIIIopTAwIIIKAop82. 051.815/50011.电流继电器的型号选择电流继电器的型号选择：DL-11/2 型；电流互感器的型号电流互感器的型号：LZZJB6-10 型，一次侧额定电流为 500A，准确度级为0.5/10P。（2）动作时限的整定：tIII=1.5s继电保护课程设计25UVVV03UNabc信号ABC考虑到变电所考虑到变电所 10kV10kV 出线保护最长动作时间为出线保护最长动作时间为 1.5s1.5s，故选用，故选用 DS-111DS-111 型时间型时间继电器，其时间调整范围为继电器，其时间调整范围为 0.10.11.51.5 s s。(3)灵敏度校验按最小运行方式下线路末端发生两相短路来校验。 满足要求。159 .2652.81253223)2(min. 9IopkSIIK三、绝缘监察装置三、绝缘监察装置绝缘监察装置一般由三只单相带副主绕组的电压互感器或一只三相五柱式的电压互感器组成，接线图如下图 4 所示。接线方式为 Y0/Y0/,其中辅助二次绕组接成开口三角形接线，实际为零序电压过滤器。变比一般为，31 . 0:31 . 0:32NU其中 U1N为系统的额定电压，该处为 10KV。过电压继电器 KV 的动作电压为1520V,用来躲开三相短路和两相短路时的不平衡电压。图 4 绝缘检查接线图如图示，正常运行时，三相电压对称，没有零序电压，过电压继电器 KV 不动作，无信号发出。当发生单相接地时，TV 开口三角侧有零序电压输出，KV 动作，发出预告信号。运行值班人员只需根据电压表的参数变化情况，即可判断出某相发生单相接地。CH5CH5 微机成套自动保护装置微机成套自动保护装置该设计中选用 RCS-9600 系列低压保护测控装置，该装置是南瑞继保电气有限公司为适应变电站发展的需要、在多年继电保护装置先进的设计理念和领先的产品技术基础上统一设计精心研制而成，产品按对象进行设计，功能齐全可继电保护课程设计26靠，支持电力系统所需的保护、测量（包括电度计量）、监视、控制功能，还支持各种高级应用功能。装置可以组屏安装，也可就地安装到开关柜。该系列装置设计合理，原理先进，性能优越，维护方便，主要技术性能指标达到国内同类领先水平。1、微机变压器成套保护测控装置、微机变压器成套保护测控装置（1 1）变压器差动保护装置：）变压器差动保护装置：RCS-9671RCS-9671 系列系列是由微机实现的变压器保护测控装置，适用于 110kV 及以下电压等级的双线圈、三线圈变压器，满足四侧差动保护的要求。保护功能：保护功能：差动速断保护；比率差动保护(经二次谐波制动)；中、低侧过流保护；CT 断线判别。（2）变压器后备保护测控护装置变压器后备保护测控护装置：RCS-9681 系列系列是由微机实现的变压器后备保护测控护装置，适用于110kV 及以下电压等级变压器的 110KV 或 35KV 或 10KV 后备保护装置。保护功能：保护功能：五段复合电压闭锁过流保护（可带方向，方向灵敏角 45/225），一段过流保护；接地零序保护（三段零序过流保护，I、II 段各二时限可经方向闭锁， III段一时限可选跳闸或报警）；不接地零序保护（一段定值二段时限的零序过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护（跳闸或报警）；可通过控制字选择间隙零序电压过流保护方式； 保护出口采用跳闸矩阵方式，可灵活整定； 过负荷发信号；启动主变风冷；过载闭锁有载调压。（3）变压器非电量保护装置：）变压器非电量保护装置：RCS-9661RCS-9661 系列系列是由微机实现的变压器非电量保护装置，适用于 110kV 级以下电压等级变压器。保护功能：保护功能：继电保护课程设计278 路非电量保护(通过选配 F3 插件，可到 10 路非电量保护)；装置还有四路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路；两个电压切换回路（或两个电压并列回路，可选配）。2 2、微机电容器保护测控装置、微机电容器保护测控装置RCS-9631RCS-9631 系列系列是由微机实现的变压器保护装置，适用于 110kV 以下电压等级非直接接地系统或小电阻接地系统中所装设并联电容器的保护测控，适用于单 Y，双 Y，形接线电容器组。保护功能：保护功能： 三段过流保护； 两段零序过流保护； 过电压保护； 低电压保护； 不平衡电压保护； 不平衡电流保护； 非电量保护； 小电流接地选线功能（必须采用外加零序电流）； 独立的操作回路。3、微机线路保护测控装置、微机线路保护测控装置RCS-9611 系列装置为由微机实现的数字式 110kV 以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的线路过流保护及测控装置。保护功能：保护功能： 三段可经复压和方向闭锁的过流保护。 三段零序过流保护(零序电流可自产也可外加)。 过流加速、零序电流加速保护。 过负荷功能(报警或者跳闸)。 低周减载功能； 三相一次重合闸； 小电流接地选线功能（必须采用外加零序电流）； 独立的操作回路。 适用于中性点经小电阻接点的输电线路。 适用于电缆线路。 TA 断线告警。 TV 断线告警。 TWJ 异常告警。 控制回路断线告警。CH6 课程设计总结课程设计总结首先，本次课程设计我主要完成了对变电所、10KV 线路、主变压器及电继电保护课程设计1力电容器的继电保护装置的设计；完成了系统短路电流的计算及各装置的整定计算与继电器选择。对 35KV 降压变电所的总体故障分析、保护装置的配置及选择原则、整定计算的过程都有了更进一步的了解。其次，通过本次课程设计对继电保护的课程设计有进一步的了解和掌握，通过对课本和课外参考书籍及网络知识的查阅，进一步提高了以现有资料来分析完成设计的能力，学会了对原理接线图与展开图的分析，对继电保护有了更深层次的理解与掌握，对变压器的大差动保护有了深刻的理解。通过三周的课程设计，我明白了在设计的过程中必须要做到明确题目要求和设计目的，做到细心、严谨、精确；整定计算的过程中要反复修改参数，做到精益求精。在设计中要紧扣继电保护设计的要求即速动性、灵敏性、可靠性、安全性，所有的保护配置均要满足以上要求，不能在只满足其中某些要求时，就不再继续对此方案进行改进。通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。本次设计使我对自己供配电一、二次回路的知识有了新的、更深层次的认识。使所学的继保知识得到了进一步的巩固和加强，对之前不太理解的变压器保护有了进一步的了解，对BCH-2 型差动继电器的使用及线圈的计算、选择都有了深入的了解。使我比以前更加细心和认真、更加有耐心。在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去；只有在实践中充分活用自己所学的知识，才能将这些知识融会贯通，才能更好地掌握这些理论知识。参考文献：参考文献：1 供配电系统(下册 二次部分) 赵彩虹，居荣，吴薛红，唐小波.十一五规划教材.北京：中国电力出版社，20092 供配电系统(上册 一次部分).赵彩虹，居荣，吴薛红，唐小波.十一五规划教材.北京：中国电力出版社，20093 供配电设计手册 焦留成 芮静康 中国计划出版社 1999 年