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[信息与通信]220KV变电站继电保护设计.doc

[信息与通信]220KV变电站继电保护设计

add廖
2017-10-16 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《[信息与通信]220KV变电站继电保护设计doc》,可适用于综合领域

信息与通信KV变电站继电保护设计沧州职业技术学院毕业设计第章电气主接线电气主接线是变电所电气设计的重要部分也是构成电力系统的重要环节。电气主接线对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。变电站主接线根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。通常变电站主接线的高压侧应尽可能采用短路器数目教少的接线以节省投资变电站低压侧应采用单母分段接线以便于扩建。对本变电所进行分析结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下力争使其技术先进供电可靠经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性能适应各种运行方式的变化且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。变电站主接线见图图变电站主接线图沧州职业技术学院毕业设计第章电气设备简介主变压器主变压器参数如表:表主变压器参数型号接线组别额定电压容量分接开关型号SFSZYnynodKVMVAUCGKNCS高压断路器高压断路器选择如下表:表高压断路器选择电压等级KVKVKV断路器型号APFGZNZN额定电流AAA开断电流KAKAKA互感器的选择、电流互感器主要参数的选择:互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等一次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压(、V)和小电流(、A)。电流互感器的二次侧绝对不能够开路。电压互感器的二次侧绝对不能够短路。电流互感器一次电流选择应遵循以下原则:次电流应满足负荷要求,并在标准值中选取一次电流应使在正常运行情况下二次输出电流满足保护装置和测量、计量仪表准确度要求。KV线路独立电流互感器的选择:LBW额定电流比*、*准确次级P#主变三侧电流互感器:KV侧:LRB额定电流比准确次级P,沧州职业技术学院毕业设计KV侧:LDJ额定电流比准确次级PLZZBJ额定电流比准确次级P,KV侧:LZZBJ额定电流比准确次级P,KV线路及电容器电流互感器:LZZBJ额定电流比准确次级P,。准确次级P,。、电压互感器参数的选择电压互感器应按下表所列技术条件选择如下表:表电压互感器选择技术条件项目参数正常工作条件一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确度等级技术承受过条件绝缘水平、泄露比距电压能力环境条件环境温度、相对湿度、海拔高度、最大风速、污秽电压互感器选择结果如表:表电压互感器选择结果额定电压(KV)型号初级绕组次级绕组剩余电压绕组TYDH:JDZXW:JDZXG沧州职业技术学院毕业设计第章短路电流计算短路电流计算的目的在变电所的电气设计中短路电流计算是其中的一个重要环节其计算的目的主要有以下几个方面:()在选择电气主接线时为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等均需要进行必要的短路电流计算。()在选择电气设备时为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作同时又力求节约资金这就需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有效值用以校验开关设备的开断电流计算短路后较长时间短路电流有效值用以校验设备的热稳定计算短路电流的冲击值用以校验设备动稳定。()在选择继电保护方式和进行整定计算时需各种短路电流时的短路电流为依据进行整定和校验。选择短路点图等效电路图沧州职业技术学院毕业设计表选择短路点选择短路点目的运行方式备注d选择DL或DL进线或进线单独供电最大运行方式d选择DL或DL进线或进线单独供电最大运行方式路进线同时供电,桥断路器合上d选择GL最大运行方式一台主变运行路进线同时供电,桥断路器合上d选择DL最大运行方式一台主变运行d校验保护单线单变运行最小运行方式路进线同时供电,桥断路器合上d选择DL最大运行方式一台主变运行d校验保护单线单变运行最小运行方式路进线同时供电,桥断路器合上d选择DL最大运行方式两台主变并列运行路进线同时供电,桥断路器合上d选择DL最大运行方式两台主变并列运行D校验保护双线双变并列运行最大运行方式D校验保护双线双变并列运行最大运行方式D校验保护单线单变运行最小运行方式D校验保护单线单变运行最小运行方式沧州职业技术学院毕业设计绘出系统等值电抗图及参数归算取功率基准SB=MVA电压基准UB=UAV。以下参数除标明单位之外均为标幺值不再另作说明。图系统等值电抗图SBX,,,WZSWZmaxSBX,,,GTSGTmaxSBX,,,WZ最小运方SWZminSB,,,X最小运方GTSGTminX,,LX,,L沧州职业技术学院毕业设计V,(VV,V),(,),SS,S,S,V,(VV,V),(,),,SS,S,S,V,(VV,V),(,),SS,S,S,X,X,,THTH,X,X,,,TMTMX,X,,TLTL计算D、D点短路电流图D、D点短路电流图X,XX,,WZL,X,XX,,,GTL沧州职业技术学院毕业设计I,X,,,SBI,I,,,KAymUBI,X,,,SBI,I,,,KAymUB计算D点短路电流图D点短路电流图I,II,,SBI,I,,,KAymUB沧州职业技术学院毕业设计计算D点短路电流最大运行方式三相短路图D点短路电流图(最大运行方式三相短路)X,(XX)||(XX),||,WZLGTLX,XX,,TTHTLX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB最小运行方式两相短路图D点短路电流图(最小运行方式两相短路)沧州职业技术学院毕业设计SBX,,,WZ最小运方SWZminSB,,,X最小运方GTSGTminX,XX,,LWZ最小运方X,XX,,TTHTLX,XX,,TX,X,负序I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB计算D点短路电流最大运行方式三相短路图D点短路电流图(最大运行方式三相短路)沧州职业技术学院毕业设计X,(XX)||(XX),||,WZLGTLX,XX,(,),TTHTMX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB最小运行方式两相短路图D点短路电流图(最小运行方式两相短路)X,XX,,LWZ最小运方X,XX,(,),TTHTMX,XX,,TX,X,负序I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB沧州职业技术学院毕业设计计算D点短路电流图D点短路电流图X,(XX)||(XX),||,WZLGTLXXTHTLX,,,TX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB计算D点短路电流图D点短路电流图沧州职业技术学院毕业设计X,(XX)||(XX),||,WZLGTLXX(,)THTMX,,,TX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB计算D点短路电流最大运方三相短路图D点短路电流图(最答运行方式三相短路)出线设为KM电抗标幺值为:X,,LX,(XX)||(XX),||,WZLGTLXXTHTMX,X,,TLX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB沧州职业技术学院毕业设计最小运行方式两相短路图D点短路电流图(最小运行方式两相短路)X,,LX,XX,,LWZ最小运方X,XXX,,TTHTlLX,XX,,TX,X,负序I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB将短路点移至距线路首端处重新计算短路电流:X,,LX,XX,,LWZ最小运方X,XXX,,TTHTMLX,XX,,TX,X,负序沧州职业技术学院毕业设计I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB计算D点短路电流最大运行方式三相短路图D点短路电流图(最大运行方式三相短路)出线设为KM电抗标幺值为:X,,LX,(XX)||(XX),||,WZLGTLXX(,)THTMX,X,,TLX,XX,,TI,X,,SBI,I,,,KAymUB沧州职业技术学院毕业设计最小运行方式两相短路图D点短路电流图(最小运行方式两相短路)X,XX,,LWZ最小运方X,XXX,(,),TTHTMLX,XX,,TX,X,负序I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB将短路点移至距线路首端处重新计算短路电流:X,,LX,XX,,LWZ最小运方X,XXX,(,),TTHTMLX,XX,,TX,X,负序沧州职业技术学院毕业设计I,,,正序XX负序()I,mI,,正序SBI,I,,,KAymUB计算结果列表如下:表各点短路电流计算结果表=(K=)KAi,,KI短路点运行方式I″(KA)chchchd最大运方d最大运方d最大运方d最大运方d最小运方d最大运方d最小运方d最大运方d最大运方D最大运方D最小运方D短路点前移D最大运方D最小运方D短路点前移沧州职业技术学院毕业设计第章继电保护基本知识继电保护的作用继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护基本原理当电力系统发生故障时总是伴随有电流的增大、电压的降低及电流和电压之间相位角的变化等物理现象。因此便可利用这些物理量的变化构成各种不同原理的继电保护。例如:利用短路时电流增大的特征可构成过电流保护过电流保护反应于电流的增大而动作利用电压的特征可构成低电压保护低电压保护反应于电压的降低而动作利用电压和电流比值的变化可构成低阻抗保护(距离保护)这种保护反应于测量阻抗的减小(或短路点到保护安装地点之间的距离)而动作利用电压和电流之间相位关系的变化可构成方向保护利用比较被保护设备各端的电流大小和相位的差别可构成差动保护等等。此外也可根据电气设备的特点实现反应非电量变化的保护。例如反应变压器油箱内部故障的瓦斯保护。继电保护分类、按被保护的对象分类:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等、按保护原理分类:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等、按保护所反应故障类型分类:相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等、按继电保护装置的实现技术分类:机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等、按保护所起的作用分类:主保护、后备保护、辅助保护等主保护满足系统稳定和设备安全要求能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种沧州职业技术学院毕业设计远后备保护:当主保护或断路器拒动时由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护近后备保护:当主保护拒动时由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护当断路器拒动时由断路器失灵保护来实现后备保护辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护在技术上一般应满足四个基本要求:选择性、速动性、灵敏性、可靠性。选择性选择性是指电力系统发生故障时保护装置仅将故障元件切除而使非故障元件仍能正常运行以尽量缩小停电范围。速动性即快速切除故障。快速切除故障的优点:、提高系统稳定性、减少用户在低电压下的动作时间、减少故障元件的损坏程度避免故障进一步扩大。灵敏性指在规定的保护范围内对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时不论短路点的位置与短路的类型如何都能灵敏地正确地反应出来。可靠性指发生了属于它该动作的故障它能可靠动作即不发生拒绝动作(拒动)而在不该动作时他能可靠不动即不发生错误动作(简称误动)。上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面又有在一定条件下统一的一面。沧州职业技术学院毕业设计第章继电保护整定计算主变压器保护的整定计算瓦斯保护轻瓦斯:气体容积整定为cm重瓦斯:油流速度整定为ms一旦超过重瓦动作。选型:QJ型纵差保护本所采用二段式比率制动差动保护检测二次谐波鉴别励磁涌流闭锁保护并带差动速断和低电压加速。()电流相位及数值补偿:在常规差动保护中采取CT接线方式调整和引入自藕变流器等方法对主变不同侧的电流进行相位和数值补偿在微机保护中可以利用计算机对输入数据进行适当的计算处理来实现这一目的较为方便。主变Y形侧的CT二次也不必非要接成三角。S计算额定电流:高压侧I,,,ANUNS中压侧I,,,ANUNS低压侧I,,,ANUNI()计算最小动作电流(无制动):dzjminI,I应有:dzjminbpfhI,I,(Kf,U)I,()I,A(二次)dzjminbpfhtxifhmaxfhmax()制作系数选择:本保护制动量选择为:即中压侧与低压侧电流之中较大者。之I,max(I,I)zhML所以这样选择是因为本变电所KV单侧受电外部短路时短路电流流过中压侧或低压侧这时制动电流比较大能可靠制动而内部短路时短路电流不会流过中压侧或低压侧这时制动电流很小(负荷电流级)动作灵敏度较高。沧州职业技术学院毕业设计变压器外部短路时保护的动作电流应大于此时的不平衡电流:IbpdlI,(Kf,U)I,()I,Ibpdltxidmaxdmaxdmax制动系数为:IIdzdmaxKKK,,,,zhkkIIzhdmax()制动特性:图制动特性图()二次谐波制动比的整定:变压器出现励磁涌流时电流将达到额定值的倍且只流过高压侧CT足以导致保护误动。我们利用励磁涌流中二次谐波分量较短路时大的特点通过计算差动电流中二次谐波分量与基波分量的比值区分励磁涌流与短路。该比值整定为:K,xbzh当二次谐波含量占基波含量比重超过此值时闭锁保护否则开放保护。()差动速断和低电压加速:为了解决内部某些不对称短路时二次谐波过大导致保护动作延时的问题本保护增设差动速断和低电压加速两个判据:当差动电流超过此值时立即动作出口。I,KI,,A(二次)dzLN当电压满足此判据时也不再计算二次谐U〈KU,,V(二次)UN波制动比而直接开放保护。()灵敏度校验:中、低压侧区内两相短路电流折算成二次侧分别为:I,,AI,,AML沧州职业技术学院毕业设计选择较小值进行灵敏度校验(此时无制动电流):Idmin完全满足要求K,,,,lmIdZ()差动保护软件示意框图:计算差动电流满足差动速断判据,YNN计算制动量〈I〉=IZHZHYN满足差动起始段判据,满足差动折线段判据,YYNPT断线,计算UY满足低压加速判据,YNY满足二次谐波制动比,CT断线,YN报警差动保护软件示意框图跳闸图差动保护软件示意框图沧州职业技术学院毕业设计KV侧复合电压过流保护整定()动作电流整定,I,K,I,,AdZKeB()动作电压的整定U,U,,VdZN()负序电压元件的动作电压按躲过正常运行时不平衡电压整定根据运行经验U,Ue,,VdZ()灵敏度校验电流元件近后备:短路电流取KV母线最小运方两相短路:()I,,A(折算至KV侧)mind()ImindK,,,,灵敏度满足要求lmIdZ远后备:短路电流取KV侧最长出线线路末端发生两相短路()I,,A(折算至KV侧)mind()Imind灵敏度满足要求K,,,,lmIdZUdz低电压灵敏度校验:K,lmUcymax()U,I,X,*,kvmaxcydLmaxK,,lm不能满足要求可以将低电压定值适当提高至左右即可满足要求:K,,lmUdmin,负序电压灵敏度校验:K,,lmUdZ,max沧州职业技术学院毕业设计EΣ图KV侧复合电压过流保护整定()U,,dmin,*()K,,,lm灵敏度满足要求,时间与KV线路过流保护配合:。t,t,tKV侧复合电压过流保护整定()动作电流整定K,KI,,I,,AdZeBKh()动作电压的整定(二次)U,U,,VdZeB()负序电压元件的动作电压按躲过正常运行时不平衡电压整定根据运行经验:(二次)U,Ue,,VdZ()灵敏度校验()Imind近后备:电流元件K,,,,灵敏度满足要求lmIdZ沧州职业技术学院毕业设计远后备:KV侧最长线路末端发生两相短路()ImindK,,,,lmIdZ灵敏度不满足要求Udz低电压灵敏度校验:K,lmUcymax()U,I,X,,kVmaxddLmax*K,,lm无法满足灵敏度要求Udmin,负序电压灵敏度校验:K,,lmUdZ,max图KV侧复合电压过流保护整定()U,,dmin,*()K,,lm灵敏度无法满足要求。由此可以看出KV侧复合电压过流作为KV出线远后备时灵敏度无法满足要求。但作为变压器近后备时没有问题的。为了解决KV出线远后备的问题可以考虑在KV次总断路器处安装负序过流保护。沧州职业技术学院毕业设计KV出线保护整定计算电流流速断保护(电流I段)计算动作电流,I,K,I,,KAdZKdmax灵敏度校验()()IIminminddK,,,,lm,,IIdZdZ该灵敏系数较小即说明电流速断保护区过小应设置限时电流速断(电流段)进行补充:设下一级线路KM电抗标幺值算出其最大运方末端短路电流为KA下一级无时限速断动作电流为*=KA本段时限速断动作电流为*=KA()()IIminminddK,,,,lm,,IIdZdZ灵敏度满足要求t=s定时限过流保护(电流段)取Kzq=计算动作电流KKKzq,I,I,,AdZfh,maxKh灵敏度校验()()IIminminddK,,,,,lm,,IIdZdZ灵敏度满足要求时限较下一级过流保护大Δt沧州职业技术学院毕业设计KV出线保护整定计算(两段式电流保护)电流流速断保护(电流I段)计算动作电流,I,K,I,,KAdZKdmax灵敏度校验()()'IIminminddK,,,,,lm,,IIdZdZ即速断可以保证以上线路范围内的无时限动作灵敏度满足要求。t=s定时限过流保护(电流II段)取Kzq=计算动作电流KKKzq,I,I,,AdZfh,maxKha)灵敏度校验()()IIminminddK,,,,,lm,,IIdZdZb)灵敏度满足要求c)t=s电容器保护电容器补偿装置应装设相应保护来解决下列故障及异常运方:a)电容器组与断路器之间的短路b)单台电容器内部极间短路c)多台电容器故障d)过负荷e)电压升高f)失压、过流保护针对A项设动作电流按照额定电流整定:沧州职业技术学院毕业设计I,KI,*,ADZKN按照连线最小运方二相短路电流校验灵敏度:()()IIminminddK,,,,,lm,,IIdZdZ灵敏度足够本保护应带S时限以躲过涌流。、对于单台电容器内部极间短路我们利用装设外部熔断器来保护其额定电流取为电容器额定电流的倍:I,I,,An熔断器N单台本设计选用BRNA跌落式熔断器。、当多台电容器因故被切除后剩余的电容器可能出现严重过载必须对其进行保护。本设计采用零序电压保护由放电线圈二次得到零序电压。K*U,U,,kv差电压:CHPHN(M,K)K**(,)*式中K、M、N分别为故障切除台数、每相并联台数及串联段数。UCH动作电压:U,,,KVdzKlm、电容器过负荷一般由过电压及高次谐波引起本设计考虑过电压保护且装设电抗器对高次谐波有抑制作用故不考虑专门装设过负荷保护。、过电压保护:电容器只能允许在倍额定电压下长期运行U,*U,KVdzn、失压保护:为防止电容器受到合闸过电压设此保护:U,K*U,*,KVdzminn沧州职业技术学院毕业设计小电流接地选线装置本变电所出线系统中性点不接地发生单相接地时允许短时间运行但这种运行情况下非接地相电压升高至线电压危及绝缘恶化了运行条件。因此本设计装设小电流接地选线装置迅速确定接地线路进而处理缺陷。该装置利用电缆引出线处装设的零序电流互感器检测零序电流当此电流较大时保护动作发信。动作电流应按照躲过外部接地故障时流过本线路的零序电流整定电容电流值需通过实际测量得到。小电流接地选线装置选型HYML。沧州职业技术学院毕业设计第章主变压器的继电保护变压器保护配置原则变压器是电力系统的重要电气设备之一。它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。因此必须根据变压器的容量及重要性装设性能良好、动作可靠的保护装置。变压器的故障可以分为油箱内部故障及油箱外部故障两种。油箱内部故障包括绕组的相间短路、匝间短路以及铁心的烧损等油箱的外部故障主要是绝缘套管和引出线上的相间故障及单相接地故障。此外变压器还可能出现异常运行状态主要有:漏油造成油位下降由于外部短路引起的过电流或长时间过负荷使变压器绕组过热绕组绝缘加速老化甚至引起内部故障缩短变压器的使用寿命。变压器保护包括:、差动保护:防止变压器绕组和引出线相间短路直接接地系统侧和引出线的单相接地短路及绕组间的短路。、瓦斯保护:防止变压器油箱内部或断线故障及油面降低。、零序电流保护、零序电压保护:反映直接接地系统中变压器外部接地短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备。、过电流保护(或阻抗保护):反映变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备。、过负荷保护:反映变压器对称过负荷。、其它非电量保护:反映变压器油温及油箱内压力升高和冷却系统故障的相应保护。采用微机保护装置:RCS(差动保护)、RCS(高后备)、RCS(中后备)、RCS(低后备)、RCS(非电量)。对保护装置的要求:动作要可靠动作速度要快应能有选择地动作应有足够的灵敏度。变压器非电量保护变压器非电量保护一般指涉及到整定值的气体、压力和温度方面的保护。当变压器内部出现单相接地、放电或不严重的匝间短路故障时其他保护因得到的信号弱而不起作用但这些故障均能引起变压器及其它材料分解产生气体。利用这一特点构成的反映气体变化的保护装置称气体(瓦斯)保护。沧州职业技术学院毕业设计)气体保护继电器及整定目前国产的气体保护用气体继电器结构为挡板式磁力接点结构进口的气体继电器有浮桶式和压力式两种结构。气体继电器具有两个功能:集气保护(称轻瓦)和流速保护(称重瓦)。集气保护是当变压器内部出现过热、低能量的局部放电等不严重的局部故障时变压器油分解产生的气体上浮集于继电器的顶部达到一定体积时继电器内上置磁铁使上干簧管触点接通启动信号流速保护是当变压器内部出现高能量电弧放电等严重故障时变压器油急剧分解产生大量气体通过气体继电器向储油柜方向释放形成的油、气流达到一定流速冲击挡板下置磁铁使下干簧管触点接通启动跳闸。变压器本体主继电器一般使用QJ型具有两对触点分别作用于轻瓦信号和重瓦跳闸。本体继电器多使用国产继电器流速的整定按,m,s即可日本三菱产变压器使用浮桶式继电器流速整定值为m,s有载开关一般使用国产QJ型继电器只有一对触点作用于跳闸流速整定值为m,s进口开关使用的继电器不尽相同MR开关为自产继电器流速值为m,sABB开关配德国产继电器流速值为m,s并且流速整定值不可调。这些问题在订货和使用中应加以注意。早期的有载开关使用具有两对触点的继电器目前仍有运行。由于开关切换时产生的电弧必然引起开关内变压器油的分解但由于电弧能量不是很大且切换次数有限产气速率很低在相当的一段时间内轻瓦斯应不发出信号。如在短时间内连续出现轻瓦斯信号表明开关内部出现连续发展型故障或开关内的油含碳量过多油的灭弧能力降低使电弧能量变大此时需进行检查或换油。)压力保护装置及整定压力保护使用压力释放装置当变压器内部出现严重故障时压力释放装置使油膨胀和分解产生的不正常压力得到及时释放以免损坏油箱造成更大的损失。压力释放装置有两种:安全气道(防爆筒)和压力释放阀。安全气道为释放膜结构当变压器内部压力升高时冲破释放膜释放压力如日本三菱产变压器。压力释放阀是安全气道的替代产品被广泛应用结构为弹簧压紧一个膜盘压力克服弹簧压力冲开膜盘释放其最大优点是能够自动恢复。目前河北省南部电网主网、城网变压器已基本通过改造将安全气道改造为压力释放阀。压力释放阀一般要求开启压力与关闭压力相对应且故障开启时间小于ms因此在校核压力释放阀时开启压力、关闭压力和开启时间均需校核。对于,KV变压器常用的压力释放阀其喷油的有效直径为ms开启压力为KPa对沧州职业技术学院毕业设计应的关闭压力为KPa。压力释放阀带有与释放阀动作时联动的触点作用于信号报警。)温度保护变压器运行温度的监测和温度高报警KV及以上的变压器顶层油温报警值设定为均比运行规程略低留有一定裕度温度指示一般使用压力式温度计表计安装在变压器本体易于观测的部位可以配置温度变送器将温度信号传送至远方如控制室有极少量的变压器同时安装了酒精温度计读取数值时需爬上变压器不太方便但精度较高。变压器冷却系统的温度控制变压器冷却系统控制逻辑有“手动”和“自动”两种方式“自动”方式是指按变压器运行负荷或顶层油温控制冷却器的启、停片式、管式散热器的冷却器包括风扇电机和油泵电机的电源控制。KV强油风冷冷却器(YF型)的“自动”控制方式又分为“辅助”和“备用”两种状态。变压器在运行中当上层油温达到时(或负荷电流达到或厂家出厂值时)自动投入辅助冷却器下降至时退出。当“工作”、“辅助”状态运行的冷却器组发生故障时自动启动投入“备用”状态的冷却器组根据外部环境温度和负荷情况可以手动选择调整几组冷却器的工作状态变压器运行过程中一般均设置至少一组冷却器运转。KV强油片式散热器(PC型)不再有独立属于各冷却器的风扇和油泵工作状态也变为“自冷”、“风冷”和“强油风冷”种工作状态上层油温达到时自动投入风扇达到时自动投入油泵。按负荷启动一般根据变压器铭牌所标的冷却方式设定如负荷为额定容量时自动投入风扇时自动投入油泵。对于KV风冷冷却器(散热器)一般规定变压器顶层油温达到时投入风扇或负荷电流达到额定值时投入风扇。为防止风扇电机频繁启动还应调整装置在时投入风扇油面温度下降至时才退出风扇或负荷电流低于额定值时才切除风扇。除KV强油风冷冷却器外其他具备上述功能的两种冷却系统均可运行于自动控制档位。)冷却器的控制大多数变压器一般同时使用按温度和按负荷控制冷却器变压器冷却器控制应以温度优先有些使用片式散热器的变压器铭牌所标的按负荷启动强油风冷的百分数较低如KV变压器铭牌标的冷却器方式为:ODAFONAN但片式散热沧州职业技术学院毕业设计器的散热效率较高当负荷电流达到额定值时上层油温往往达不到使之实际形成了以负荷电流优先启动的情况变压器常在左右即投入风扇和油泵。即使增加了负荷启动的百分数夏季温度优先控制的散热系统进入冬季仍可能会转为负荷优先。以过低的油温投入风扇对于KV变压器只是增加了电力和风机的损耗对运行影响不大。对于强油循环变压器除增加上述损耗外过低的运行温度还会增加变压器油流带电的危险性并且如变压器运行在负荷启动的临界值因负荷变化频率远高于温度变化造成风机和油泵频繁启停使元件故障率增大另外还加大了油泵轴承磨损的金属微粒进入变压器油的机会因此不推荐负荷启动冷却系统的方式。供电公司的KV变压器用于KV变压器片式散热器的风扇和油泵分组启动时间设定根据使用说明和运行经验一般将启动风扇和自动、手动启动油泵的分组启动时间继电器KT、KT和KT设置为s按温度自动启动风扇和油泵的时间继电器KT和KT设置为s按负荷自动启动风扇、油泵的时间继电器KT和KT设置为s但不使用按负荷启动功能。油泵分组启动具有两个优点:减轻电源主接触器的启动负荷减少触头烧蚀的故障率避免同时启动(尤其是频繁启动)时产生较大涌流可能造成的本体气体继电器的重瓦误动。按温度启动油泵风扇也有缺点当变压器短时过载或有局部热点产生时因变压器油的热容量非常大很难在短时间内将其显示出来较慢流速的油通过局部热点容易引起油的分解和老化。因此最好的方法是按绕组温度启动将温度计的探头插入绕组顶部内部以绕组温度控制冷却系统的启动。变压器接地保护变压器中性点的接地方式是由电网中性点的接地方式决定的。我国KV及以下电压等级的电网一般采取中性点不接地方式运行这是因为中性点不接地时若发生单相接地故障故障线路的非接地相电压升高为线电压但系统仍可以维持对用户正常供电提高了供电可靠性。但对于KV等较高电压的系统为了使相绝缘承受线电压而增加的设备投资很大超过了单相接地维持供电所能带来的效益。且KV及以上系统如采取中性点不接地受到接地电弧过电压的威胁较较低电压等级的系统要大。因此我国KV电网采取中性点直接接地方式而KV及以下一般采取不接地方式。在本设计中两台主变的KV中性点均经接地专用隔离开关接地。经隔离开关接地是为了便于运行调度灵活选择接地点控制零序网络的结构。沧州职业技术学院毕业设计主变KV中性点不直接接地但出于限制电弧接地过电压等考虑在KV系统单相接地时的接地电流大于A时应装设消弧线圈进行补偿。KV侧发生单相接地流过接地点的电容电流:,I,UlUlCNN架空线电缆,,,A,A应装设消弧线圈主变KV为三角形接线无中性点。KV电网中性点不接地这两者是吻合的。但也需校验一下单相接地故障电流:KV侧发生单相接地流过接地点的电容电流:,I,UlUlCNN架空线电缆,,,AKV侧无须装设消弧线圈断路器保护)KV侧KV侧分段开关设过电流保护保护整定与下一级出线相配合动作时间比KV线路后备保护时间增加t。)KV侧KV侧分段开关设过电流保护保护整定与下一级出线相配合动作时间比KV线路后备保护时间增加t。线路保护KV线路保护KV系统为小电流接地系统需装设相间短路保护和接地信号即绝缘监察。)相间短路保护:装设段式(、、段)电流保护电流保护简单可靠该保护动作与跳闸。KV系统允许带一个接地点运行故采用二相二继电器接线在发生两点接地时有机会只跳开一回线。)利用KV母线压变开口三角输出的零序电压对KV系统进行监视动作于发信号。同时装设小电流接地选线装置通过各路出线电缆头处装设的零序电流互感器进行接地线路定位。便于检修人员尽快查找接地点恢复系统正常运行。沧州职业技术学院毕业设计KV线路保护KV线路装设普通的三相一次重合闸。装设两段(、段)电流保护反应各种相间短路并动作于跳闸。采用两相两继电器接线。KV母线PT开口三角输出电压构成KV系统接地保护同时动作于信号。同时装设小电流接地选线装置通过各路出线电缆头处装设的零序电流互感器进行接地线路定位。KV线路开关选用三相一次重合闸。KV电容器保护并联电容器组一般考虑下列故障及异常运行方式配置保护装置。电容器组与断路器之间连线短路故障:装设带时限过电流保护动作于跳闸其动作电流根据额定电流整定应带S以上时限以躲过涌流。电容器只允许在Ue下运行当系统引起母线稳态电压升高为保护电容器组不致损坏应装设母线过电压保护带时限动作于发信号。电容器为储能元件当电源发生自动重合成功使失压母线带电而电容器组端子残压未放电至Ue时使电容器组可能承受高于Ue而使电容器组损坏故装设失压保护带延时动作于跳闸。电容器组多台电容器故障可能使继续运行的电容器过载或过电压。本所电容器组为单星形接线采用零序电压保护接于PT开口三角其电压互感器兼作放电线圈保护带延时动作于跳闸。综上所述保护装置选型为a)主变为PSTb)备自投为PSPc)KV和KV线路为PSLd)电容器为PSCe)电压并列为YXQP沧州职业技术学院毕业设计第章防雷规划及过电压保护变电所电气设备在运行中可能受到超过正常工作值的电压的侵袭对设备的绝缘造成危害。变电所可能遇到的过电压主要有:)大气过电压即由雷击引起的过电压。其中包括直击雷、感应雷和线路落雷后雷电波侵入变电所等三种内部过电压包括工频电压升高、谐振和操作过电压等三类。)对于本设计变电所而言由于KV电压等级还不算太高所以按照电压倍数叠加造成的操作过电压危害不是很大过电压保护着重从大气过电压方面进行设计和配置保护设施。直击雷保护本变电所采用装设避雷针及避雷带进行直击雷保护。避雷针主要对室外配电装置及构支架进行保护避雷带主要对建筑物进行保护。、避雷针的设置及保护范围验算:图避雷保护范围示意图如上图所示本所避雷针设置在进线构架顶端(O点)只用一根。本所室外配沧州职业技术学院毕业设计电装置最高点为进线构架顶端(A点)高度米。次高点为主变构架顶端(B点)高度米再次高点为主变局部(C点)高度米。设避雷针高度为米安装在构架顶端则总高为米按照上述保护物高度验算保护范围:因被保护物高度而避雷针高度为h,mh,mxh,hx故在米平面避雷针的保护半径R为:R,(h,h)p,(,),mx米平面避雷针的保护半径R为:R,(h,h)p,(,),mx米平面避雷针的保护半径R为:R,(h,h)p,(,),mx图中A点距避雷针的距离为()=米在米平面保护范围内,mB点距避雷针的距离为在米平面保护范围内C点距避雷,m针的距离为在米平面保护范围内。KV进线零档线用引至进线构架的架空地线做直击雷保护。因KV设备绝缘等级较高故将避雷针直接接装与构架上节约了投资和占地。但在此处的地下必须埋设辅助集中接地装置。本设计中避雷针接地点与主变压器接地点的距离超过了米有效地保证了变压器不受反击。本所建筑物的防雷采用金属避雷带在建筑物屋顶敷设每隔米设专门的引下线接地。感应雷保护感应雷过电压是由于雷电先导通道中的静电场变化或雷电流引起回路磁场的变化产生的多作用于分布广、距离长的输电线路上。本变电所不用设专门的保护针对其他类型过电压的措施也回对感应雷过电压起到一定的作用。沧州职业技术学院毕业设计变电所的侵入波保护变电所对侵入波的防护主要通过装设氧化锌避雷器和进线保护段来实现。KV以下电压的配电装置电气设备绝缘与避雷器通过幅值为KA的雷电流下的残压进行配合。)KV进线及装置部分:KV线路全线均架设避雷线保护角α:冲击接地电阻RchΩ。KV配电装置的进线端装设氧化锌避雷器一组。其主要技术参数应满足以下要求:灭弧电压不小于避雷器上可能出现的允许最大工频电压:这样避雷器在冲击放电之后能够迅速熄灭工频续流。U,,CU,,KVmhdMAX避雷器的残压应尽量小因为当避雷器与被保护设备(例如变压器)离开一段距离时变压器上承受的电压较避雷器上的电压(残压)大:lU,U,mCv式中UC为避雷器残压α、l、v分别为侵入波陡度距离波速。避雷器的残压一般与设备多次截波耐压值相比较。KV变压器的多次截波耐压值约为KV当前常用的氧化锌避雷器的残压值一般为KV左右保护较为可靠。综上KV设置一组避雷器型号为YW。由于变电所规模较小KV避雷器距主变压器最远距离米。按照全线有避雷线线路入波参考计算陡度相应查得避雷器与被保护变压器最大电气距离为米。可知本变电所两路进线端各设置一组避雷器已经足够。)KV出线及装置部分:本变电所KV出线均由电缆引出至架空线路终端塔每路电缆长度均超过米。故应在电缆两端装设避雷器。如下图所示:母线接BLBL地器图线路避雷示意图沧州职业技术学院毕业设计避雷器BL安装于进线终端塔上当有来波时先行动作来波分流至电缆外皮限制了侵入变电所的来波陡度及幅值。因KV采用单芯电缆故其一侧外皮直接接地另一侧外皮经接地器接地这是为了防止在电缆外皮中产生环流。KV线路如无全线避雷线则应在变电所出口~公里架设避雷线作为进线段保护。保护角α:接地电阻RchΩ。KV母线每段设一组避雷器作为系统设备过电压的主保护。型号为HYWZ复合绝缘外套电站型残压KV。、KV部分:KV系统的防雷措施与KV系统大体相同出线电缆两侧装设避雷器母线设避雷器。避雷器型号HYWZ残压KV。、主变保护的其他问题:主变压器是本变电所最重要的设备对变压器的防雷保护有几个具体问题补充叙述如下:()中、低压出口的保护:冲击电压在绕组间会发生传递其电磁分量一般不会形成危害其静电分量在各侧绕组均运行时也不会形成危害。但对于本所采用的三绕组变压器可能出现高、中压运行而低压侧开路或者高、低压运行中压侧开路的情况。以第一种情况为例:当高、中压有雷电波作用时开路的低压绕组对地电容很小其静电感应电压将会很高。因此必须在变压器的中、低压出口装设避雷器。()中性点的保护:本变电所采用的变压器为中性点分级绝缘(KV中性点)并且一般不接地运行。且当单线带单变运行时当变压器三相进波时中性点过电压可达进端电线压倍应装设避雷器且其冲击放电电压应低于中性点冲击绝缘水平其灭弧电压应大于单相接地引起的中性点电位升高。KV中性点经绝缘较弱的消弧线圈接地因本所有单线运行可能其中性点加装避雷器保护且此避雷器在非雷雨季节不得退出运行防止空载变压器过电压的危害。中性点避雷器的型号为:KV:YIWKV:HYWZ沧州职业技术学院毕业设计谐振过电压的保护在本变电所中出现可能性较大的内过电压就是电磁式电压互感器因谐振引起的过电压。这种过电压影响因素很多电压偏离额定值、系统扰动铁心特性配合不当、运行方式的变化都可能导致谐振本设计在KV、KV的电压互感器一次中性点均装设LXQ型消谐器来吸收过电压能量起到保护设备的作用。沧州职业技术学院毕业设计总结变压器是电力系统中重要的设备更是变电站最主要的设备根据继电保护与安全自动装置的运行条例分析了变压器保护的配置。气体保护是作为变压器本体内部匝间短路、相间短路以及油面降低的保护是变压器的内部短路故障的主保护变压器差动保护是用来反映变压器绕组、引出线及套管上的各种相间短路也是变压器的主保护是按循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器其二次侧按循环电流法接线即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧则将同级性端子相连并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差也就是说差动继电器是接在差动回路的。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合所以在区内故障时可以瞬时动作。分析了由BCH构成的变压器差动保护整定计算。需要注意的是变压器差动保护采用不同继电器或不同的方式实现其整定计算方法是不相同的。在进行相对误差校验时相对误差应采用绝对值。相对误差不满足要求时动作电流也并不是要重新确定当动作电流上一由不平衡电流条件确定的那么就要重新确定反之要进行具体分析。反映故障分量的比率差动保护经过度电阻短路时对差动保护的灵敏度没有影响同时能保证变压器发生轻微故障的灵敏度。相间短路后备保护应根据变压器容量及重要程度确定采用的保护方案。同时必须考虑保护的接线方式、安装地点问题。反映变压器接地短路保护主要是利用零序分量这一特点来实现同时与变压器接地方式有关。沧州职业技术学院毕业设计参考文献王荣藩主编《工厂供电设计与实验》天津:天津大学出版社刘介才《工厂供电简明设计手册》北京:机械工业出版社苏文成《工厂供电》陕西机械工业出版社别朝江《配电系统可靠性评估》中国电力出版社,李华主《配电系统的防雷设计》电力系统通信出版社,沈根才《中国电力百科全书》中国电力出版社,常美生《高电压技术》北京:中国电力出版社孙成普《变电所及电力网设计与应用》北京:中国电力出版社陈光会,王敏《电力系统基础》北京:中国水利水电出版社陈利《发电厂及变电所二次回路》北京:中国电力出版社沈诗佳《电力系统继电保护及二次回路》北京:中国电力出版社李金英《继电保护》北京:中国电力出版社沧州职业技术学院毕业设计致谢毕业设计是大学生必须进行的课题是对我们大学所学知识的检验也是对我们大学生涯的一个总结更是我们步入社会前的一个经验的积累。在毕业设计的过程中向老师学习接触到了许多生产当中的实际问题同时翻阅了大量的专业资料不仅丰富了我的知识还锻炼了我的自学能力使我获益匪浅。在结业设计划完成之际谨对指导老师刘磊和曾经给予我们帮助的同学表示最诚挚的谢意~正是由于他们对我的关心使我顺利的完成了毕业设计同时老师渊博的知识孜孜不倦的求学精神和严谨的治学态度对我以后的学习和工作给予了良好的启迪在此对刘老师表示由衷的感谢和深深的敬意。再次感谢沧州职业技术学院领导们的关心和大力支持。沧州职业技术学院毕业设计附录线路电流速断保护实验接线图沧州职业技术学院毕业设计附录线路的定时限过电流保护沧州职业技术学院毕业设计附录供电线路的低电压启动过电流保护沧州职业技术学院毕业设计附录变压器综合保护实验接线图沧州职业技术学院毕业设计沧州职业技术学院毕业设计附录变压器瓦斯保护

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