论文:10KV变电站的继电保护设计


    
    科毕业设计(文)



    某10KV变电继电保护设计




    学院名称
    信息工程学院
    专业名称
    电气工程动化
    学生姓名

    学号

    指导教师



    二〇XX年X月

    某10KV变电继电保护设计
    摘:10KV变电10KV配电电压降380V终端变电企业工厂等户直接供电设计针10KV变电继电保护做设计继电保护系统变电安全运行稳定供电缺部分次系统监控测量保护继电保护系统种电量非电量继电保护仪器相互配合成通提供原始设计资料进行详细整定计算确定保护方式类型继电保护仪器整定值选择合适继电器变电障状态继电保护系统快速选择性切障元件发出障信号达保护仪器确保电力系统稳定性目设计中绘制详细保护接线原理图系统展开图
    关键词: 继电保护 整定计算 设备选型 图纸绘制















    The Relay Protection Design of 10KV Substation
    Abstract:10 kv substation is a distribution voltage form 10kv to 380 v terminal substation mainly for enterprises and factories and other user power supply directly This design is mainly for the 10 kv substation relay protection design reliable relay protection system is an integral part of the substation safe operation and stable power supply mainly used in a system of monitoring measurement and protection By all sorts of power relay protection system and nonelectricity protection equipment to cooperate with each other Through the provision of original design data of the detailed way of setting calculation to determine the protection type and relay protection setting value of instruments and select the ppropriate relay can make the substation fault in the state of relay protection system is reliable fast and selective removal of fault component or a fault signals so as to protect equipment and ensure the stability of power system And draw the design details of the protection wiring principle diagram and system expansion plan

    Key words protective relaying setting calculation equipment selection rendering drawings










    目 录
    第1章 绪 1
    11 设计概述 1
    12 选题意义目 2
    13 国外研究现状生产需求状况 2
    第2章 继电保护设计思路意义 4
    21 继电保护基原理 4
    22 继电保护装置基求 5
    23 继电保护装置常器件介绍 5
    第3章 10KV变电次系统分析短路电流计算 7
    31 10KV变电次系统构成特点 7
    32 10KV变电继电保护方式保护类型 8
    321 电源进线应配置继电保护 8
    322 电力变压器应配置继电保护 8
    323 变电母线联络装置应配置继电保护 8
    33 10KV变电短路电流计算 9
    331 10KV变电短路计算概念意义 9
    332 10KV变电标幺值法短路电流计算 9
    第4章 10KV变电进出线继电保护设计 13
    41 带时限电流保护设计 13
    42 速断保护设计 14
    43 欠电压保护设计 16
    44 电流测量电机储回路设计 17
    45 防跳闸合闸信号事分闸信号设计 18
    第5章 10KV变电变压器继电保护设计 19
    51 S9_63010变压器基参数介绍 19
    52 变压器障类型正常工作状态 19
    53 S9_63010变压器继电保护配置 20
    531 带时限电流保护 20
    532 变压器电流速断保护 23
    533 低压侧单相接保护 24
    534 变压器低压侧零序电流保护 25
    535 负荷保护 26
    536 瓦斯保护 27
    54 电机储操作机构 29
    55 断路器合闸分闸信号 29
    56 变压器障事分闸信号 30
    57 事信号回路光子牌显示 30
    第6章 10KV变电母线联络断路器继电保护设计 31
    61 测量回路设计 31
    62 电流掉闸回路 31
    63 电流速断保护设计 32
    第7章 10KV变电信号系统设计 34
    71 中央信号回路类型设计求 34
    72 中央事信号回路 34
    721 中央事信号回路构成 34
    722 ZC23型击继电器构成中央事信号回路 34
    73 中央预告信号回路 36
    731 中央预告信号回路构成 36
    732 BC4Y型击继电器构成中央预告信号回路 36
    第8章 10KV变电二次回路操作电源 38
    81 操作电源基求 38
    82 操作电源选取 38
    结 40
    致谢 41
    参考文献 42
    附录1 某10KV变电进线继电保护原理图 44
    附录2 某10KV变电变压器继电保护原理图 45
    附录3 某10KV变电联络断路器继电保护原理图 46
    附录4 某10KV变电预报障信号回路原理图 47



    第1章 绪
    11 设计概述
    变电次设备运行程中外力绝缘老化电压误操作设计制造缺陷等原会发生短路断线等障常见时危险障发生种类型短路发生短路时发生果
    1 流短路点短路电流燃起电弧障元件毁坏
    2 短路电流流非障元件产生量热元件损坏缩短寿命
    3 电力系统中部分区电压降低量户遭损失设备坏
    4 破坏电力系统中发电厂间列运行稳定性引起系统震荡甚系统崩溃
    变电障短路障包括三相短路两相短路单相接短路两相接短路类型短路发生概率通实际记录数知单相接短路发生概率约9123类型短路短路电流样般额定电流倍十倍
    着动化技术发展障迅速恢复变电正常运行快消运行中异常情况防止面积停电保证户连续供电继电保护作显尤重继电保护指继电保护技术种继电保护装置组成继电保护系统包括继电保护设计原理配置整定调试等技术包括互感器获取电压电流信息障状态保护装置作跳闸信号整套设备继电保护基务
    1 快速动选择障元件障部分系统中分离出保护障设备遭受更破坏保证正常工作部分正常工作
    2 电气设备正常工作状态时根维护具体条件发出障信号直接跳闸种保护间相互配合保证障损失化求迅速动作根危害程度进行定延时处理免短暂击波造成继电器误动作
    针10KV变电继电保护设计该继电保护系统分部分处理:
    1 变电10KV进线继电保护设计
    2 变电降压变压器继电保护设计
    3 变电母线断路器继电保护设计
    12 选题意义目
    10KV变电直接面户终端变电实际应中广泛继电保护系统作变电重组成部分作次次系统继电保护系统设计量周全整定准确样保证变电正常供电设备安全
    作电气专业学毕业生电力系统继电保护学期间必修门功课专业象征性课程毕业时候选做继电保护设计毕业课题重意义仅学中专业知识作次完整梳理巩固书知识迫查阅相关资料进步解继电保护10KV变电继电保护设计综合课题走出学校工作前接触真正工程设计锻炼提高
    13 国外研究现状生产需求状况
    继电保护技术着电力系统发展发展电力系统运行程中避免会发生种障短路常见障发生短路障时短路电流会增避免电气设备损坏早采熔断器串接电路中短路发生时短路电流熔断熔断器断开保护设备种方式简单量采现代社会电力系统日趋复杂化种简单设备已满足求出现现继电器保护装置迅速运保护技术中时材料制造等关技术发展继电保护装置结构制造工艺着巨提高历机电式保护装置静态继电保护装置数字式继电保护装置等三阶段发展
    目前国型变电然机电式保护装置抗干扰性价格较实惠种保护装置体积动作速度够触点容易发生粘连磨损严重承担超高压容量电力系统需慢慢取代
    目前着计算机技术数字技术飞速发展继电保护系统趋数字化种继电保护装置称数字式继电保护种保护实现种硬件电路实现原理保护功保护设备简单化更易操作性高济时数字式继电保护具强记忆储存运算力实现原理复杂保护通程序障进行分析记录处理工作性高目前世界研究方
    10KV终端变压器工厂企业民配电变压器运中广泛具研究价值10KV变电继电保护设计着简单实济方发展目前国类低压变电采原电流继电器电压继电器等作设备进行保护装置配备目前济性角度考虑数字式保护装置初期投入较技术够成熟继电器保护装置研究价值
















    第2章 继电保护设计思路意义
    21 继电保护基原理
    变电运行程中许会出现障正常运行状态会系统正常工作遭破坏造成户供电质量降者设备损坏应采取种措施消减少事发生性外旦障出现必须迅速准确切障元件障线路完成种功电力系统保护装置电力系统继电保护装置
    般情况变电发生障时总会伴中物理量改变例发生短路障时会电流增电压降低线路始端测量阻抗减电压电流间相位角变化等情况利参量变化构成原理继电保护系统电流保护欠电压保护阻抗保护等等利流某元件电流方分辨保护区障保护区外障(差动保护)判定正障反障(方电流保护)利称障时出现负序零序分量作判构成种继电保护
    反应电气量变化保护装置外反应非电量保护例瓦斯保护反应电动机绕组温度升高构成负荷保护继电保护装置继电器定方式连接组合实现种保护原理原理图21示
    测量较元件
    逻辑判断元件
    执行输出元件

    跳闸信号

    相应输入值


    图21 继电保护装置组成方框图
    图21继电保护系统分测量部分逻辑部分执行部分中测量部分测量保护象输入关电气量通常种互感器完成工作数值定整定值进行较根较结果出非等01等性质组逻辑信号判断保护否应该启动逻辑部分根测量部分输出量性质输出逻辑状态出现序者组合保护装置定逻辑关系工作然确定否应该断路器跳闸发出信号关命令传执行部分继电保护中常逻辑回路非延时启动延时返回记忆等回路执行部分根逻辑部分送出信号完成保护务装置障时动作跳闸异常运行时发出信号
    22 继电保护装置基求
    变压器电气元件间通常断路器互相连接台断路器装相应继电保护装置断路器发出跳闸脉动作跳闸继电保护装置电气元件线路作保护象切障范围断路器间部分
    继电保护基求选择性速动性灵敏性性求间相辅相成相互制约根具体情况加协调处理
    1.选择性:作跳闸保护装置选择性指保护装置动作时仅障元件电力系统中切停电范围量缩保证供电系统中障部分然继续安全运行
    2.速动性:快速切障提高供电系统稳定性减少户低电压情况工作时间减轻障元件损坏程度缩障影响范围提高动重合闸装置备电源动投入装置动作成功率等障发生时应量保证继电保护装置迅速动作切障
    3.灵敏性:保护装置灵敏度指保护装置保护区发生障异常运行状态时反应力满足灵敏性求继电保护装置应该规定保护区发生短路障时位置形式系统运行方样灵敏反应
    4.性:保护装置性指指定保护区发生障时拒绝动作正常运行保护区外发生障时误动作性保护装置身质量维护水表现继电保护装置根求
    23 继电保护装置常器件介绍
    继电保护装置继电器通种方式组合成常继电器包括种
    1 电流继电器
    电流继电器电流保护测量器件反应电流变化简单继电器典型代表10KV变电中通常选择DL10GL10系列电流继电器般量继电器保护线路中电流超整定值时衔铁磁化产生电磁力矩弹簧反作力时衔铁吸引常开触点闭合继电器动作原理保护电路中电流减继电器部回路中产生力矩弹簧作力时衔铁释放常开触点开继电器返回返回电流动作电流称继电器灵敏系数
    2 电压继电器
    欠电压继电器触点常闭触点系统正常运行时触点开出现障时母线电压降定程度时候继电器触点闭合保护装置动作电压称动作电压障清保护线路电压升定值时继电器触点开保护返回时电压称返回电压
    3 中间继电器
    中间继电器作继电保护装置中增加触点数容量触点常开常闭触点
    4 时间继电器
    时间继电器功电流继电器电压继电器动作信号时加定延时保证动作选择性信号级传递求:延时动作瞬时返回
    5 信号继电器
    信号继电器做继电保护障信号指示接通灯报警设备动作触点保持动返回需值班员手动复





    第3章 10KV变电次系统分析短路电流计算
    31 10KV变电次系统构成特点
    变电次系统指次设备诸变压器母线断路器电力电容器(补偿器)输电线路等设备连接起线路次系统中电气设备高电压状态工作保证设备正常运行身安全必须次系统设计二次系统次系统进行保护监控设计二次系统设备稳定运行关重必须次系统进行仔细分析准确判断图31示
    QS
    F
    QF
    TA
    QS
    QS
    FU
    TV
    QS
    QS
    FU
    TV
    QS
    TA
    QF
    QS
    QS
    QF
    QS
    TA
    Yo
    Yo
    进线
    变压器
    联络



    测量
    电压互感器

    图31 10KV变电次系统图
    需说明图31次系统部分全图图称部分起构成作电路备电路电源通联络线两边连起电路正常运行时候进线处1QF接通线路供电联络处3QF处断开状态线路处正常工作状态电路线路系统出现障时候种继电保护1QF跳闸设备正常工作断开1QF时接通3QF路电源供电电力系统安全稳定运行关重进行相应继电保护
    图中采单母线分段式接线段正常工作段作备线路电源两段时出障性样程度提高供电性稳定性进线处采母线隔离开关断路器保证进线端稳定防止电流电压波动引起电气设备正常工作必须里断路器进行二次保护接线中接AC两相电流互感器保护时候采两相两继电器星型接线方式外保护中做欠电压保护变压器端母线隔离开关断路器接变压器高压端采三相电流互感器接线变压器保护中首选三相三继电器接线方式母线联络处起备电源备电路电路障时投入工作切换作采两相电流互感器设计保护时选择两相两继电器接线
    32 10KV变电继电保护方式保护类型
    321 电源进线应配置继电保护
    通10KV变电次系统分析该变电两组进线中必须设定保护方式:
    1.带时限电流保护采两相两继电器星型接线作信号断路器跳闸
    2.速断保护采两相两继电器星型接线作信号断路器跳闸
    3.欠电压保护电压互感器引出线作信号断路器跳闸
    322 电力变压器应配置继电保护
    10KV电力变压器查阅相关变压器参数结合实际情况应设保护配置:
    1.装变压器高压侧定时限电流保护采三相三继电器星型接线作信号断路器跳闸时兼做低压侧单相接保护
    2.电流速断保护采三相三继电器星型接线装变压器高压侧作信号断路器跳闸
    3.零序电流保护零序电流保护作接短路备保护
    4.装高压侧负荷保护负荷保护般三相称采单相继电器接线作信号
    5.瓦斯保护装变压器轻瓦斯作信号重瓦斯作信号断路器跳闸
    323 变电母线联络装置应配置继电保护
    母线联络装置两组线路电源重切换设备保护时应考虑两组线路特点现出配置:
    1.电流保护采两相两继电器接线作信号断路器跳闸
    2.速断保护采两相两继电器接线作信号断路器跳闸
    33 10KV变电短路电流计算
    331 10KV变电短路电流计算概念意义
    通常情况三相交流运行电力系统中包括种短路障:三相短路两相短路单相接短路般说三相短路电流值达额定电压倍短路时产生电动力高温度损坏电气设备短路时电压降低严重影响系统正常运行短路程中短路电流波动情况取决电力系统电源容量短路点离电源距离
    短路电流计算容应该包括短路电流值校验电气设备热稳定动稳定分断力整定继电保护装置时应该求出短路电流值校验继电保护设备灵敏度
    332 10KV变电标幺值法短路电流计算
    标幺值种相单位制法值该设备实际值选定基准值值采标幺值法进行短路计算时通常需首先选定基准容量基准电压设计基准容量选择应基准电流基准电抗式推导
    (31)
    (32)
    1 三相短路电流计算
    设计计算电路图32示

    图32 短路电流计算电路图
    1) 基准值选定
    图32知变电高压侧电压等级10KV低压侧电压等级038KV标幺值法基准值:高压侧低压侧


    2) 计算电路中元件电抗标幺值
    a 电力系统电抗标幺值计算
    已知系统方式


    b 架空线路电抗标幺值计算
    查相关手册已知架空线路长

    c 电力变压器电抗标幺值计算
    查手册s963010

    两台型号变压器该电路短路等效电路图33示

    图33 短路等效电路图
    3) 短路点K1计算
    ① 运行方式计算
    a 总电抗标幺值

    b 三相短路电流周期分量效值

    c 三相短路电流



    d 三相短路容量

    ② 运行方式计算
    a 总电抗标幺值

    b 三相短路电流周期分量效值

    c 三相短路电流



    d 三相短路容量

    4) 短路点K2点计算
    ① 运行方式计算
    a 总电抗标幺值

    b 三相短路电流周期分量效值

    c 三相短路电流



    d 三相短路容量

    ② 运行方式计算
    a 总电抗标幺值

    b 三相短路电流周期分量效值

    c 三相短路电流



    d 三相短路容量

    2 两相短路电流计算
    系统容量限时发生两相短路短路电流式求
    (33)
    式中短路点线电压
    限容量系统中两相短路电流三相短路电流关系
    (34)
    限容量系统中计算出该短路点三相短路电流两相短路电流
    3 单相短路电流计算
    工程设计中常利式计算单相短路电流
    (35)
    式中电源相电压单相短路回路阻抗查相关手册式计算
    (36)
    式中分变压器单相等效电阻电抗分相线N线PE线短路回路电阻电抗相关手册查相关手册查设计变压器单相短路电流



    第4章 10KV变电进出线继电保护设计
    41 带时限电流保护设计
    1.带时限电流保护原理
    带时限电流保护运中作保护级保护拒动远备保护时作线路保护拒动时备保护里采定时限电流保护种保护整定动作时间固定般情况电流保护保护线路全长作邻保护备保护图41(a)示电流互感器分接保护线AC两相正常工作时断路器QF闭合系统中短路导致短路电流增时流入电流继电器电流增继电器启动时间继电器KT延时信号传送信号继电器线圈接通脱扣线圈断路器跳闸时信号继电器发出障信号

    (a)

    (b)
    图41 (a)带时限电流保护接线原理图 (b) 带时限电流保护展开图
    2.带时限电流保护整定计算
    1)动作电流整定计算
    (41)
    式中 —系数取12(DL)13(GL)
    —返回系数取085
    —负荷电流
    —接线系数取1
    —电流互感器变(3005)

    2)动作时间整定计算
    般相邻保护动作时间阶梯时间里相邻速断保护时限电流保护作备保护动作时间1s
    3)灵敏度校验
    保护灵敏度校验
    (42)
    式中 运行方式线路末端两相短路稳态电流
    电流保护作备保护时灵敏度12满足求
    满足求
    选择GL115型电流继电器满足求
    42 速断保护设计
    1.电流速断保护原理
    作进线保护保护求速断保护迅速切障需注意里采瞬时速断保护合适母线短路馈线出口短路短路电流样根法区分母线障馈线短路进线采定时限速断电流保护图42时限电流速断保护原理图图中知道前面方没时间继电器时现瞬时动作

    (a)

    (b)
    图42 (a ) 电流速断保护原理图 (b) 电流速断保护展开图
    2.电流速断保护整定计算
    1)动作电流整定
    (43)
    式中 —运行方式线路末端三相短路超瞬态电流
    —系数取12(DL)15(GL)

    2)灵敏度校验
    方式运行线路始端两相短路电流校验
    (44)
    式中 运行方式线路始端两相短路电流
    满足灵敏度求装设带时限速断保护实现相邻元件末端短路时三相短路整定整定电流
    (45)
    式中 运行方式相邻元件末端三相短路稳态电流
    取57A
    灵敏度校验:
    满足求
    动作时间整定05s设计原理图图41示
    里选择DL31100型电流继电器整定倍数8倍
    43 欠电压保护设计
    1.欠电压保护基原理
    工厂运行程中发生短路障等原线路电压会短时间出现幅度降低甚消失现象会线路电气设备带损伤例:电动机疲倒堵转产生短路电流烧坏电动机
    线路中电压降低定程度时会引起电动机疲倒时电压称界电压线路电压降低界电压时保护电器启动欠电压保护务防止设备载烧毁路电压低界电压保护电器动作称失压保护务防止电动机起动设计中采欠电压保护装出线保护原理图43示

    图43 欠电压保护原理图
    2.欠电压保护整定计算
    欠电压保护整定电压
    (46)
    式中 正常工作时低工作电压般取额定电压90
    系数取11
    低电压继电器返回系数取125

    动作时间整定05s
    选择JVR380型电压继电器
    44 电流测量电机储回路设计
    1.电流测量回路设计
    前面章节中次系统分析知进线端采两相电流互感器接线分接保护线段AC两相选择两电流表分接AC相测量电流值图44示

    图44 电流测量回路
    2.电机储回路设计
    断路器需跳闸实现保护功时电机储设备提供跳闸量正常工作情况储电路储存足够量障状况跳闸准备量设计电路图45示

    图45 电流测量回路
    45 防跳闸合闸信号事分闸信号设计
    变电正常正常状态便值班员观察会设置直观信号表示变电前工作状态直观信号信号继电器发出灯光报警信息图4647示

    图46 合闸防跳闸回路

    图47 事分闸信号回路



    第5章 10KV变电变压器继电保护设计
    51 S9_63010变压器基参数介绍
    S9_63010变压器三相油浸式变压器参数:
    安装位置:户外 正常安装
    相数频数:三相 50HZ
    中性点方式:接
    电压变:6±2×25%/04KV
    阻抗电压:45%
    额定容量:630KVA
    联结组号:Dyn11
    分接范围:高压侧±2×25%
    分接方式:励磁调压
    绝缘方式:变压器油
    绝缘等级:F
    现场工频耐压雷电击耐压:2565KV
    结构形式:密闭 油浸
    绕组:铜
    冷方式:然 液冷
    低压侧出线形式:绝缘母线
    温度显示控制装置:
    52 变压器障类型正常工作状态
    10KV变电中变压器作降低电压必备电气设备障会供电系统安全性带巨威胁时变压器身十分贵重实际运中根实际情况变压器进行继电保护装置配置保证变压器够正常工作
    变压器障分部障外部障部障指油箱障包括绕组相间短路接短路匝间短路铁芯电流烧坏时产生电弧会损坏绕组间绝缘烧坏铁芯绝缘材料变压器油分解产生量气体时会引起变压器油箱爆炸油箱外障指套引出线发生相间短路接短路等障
    变压器正常工作状态:变压器外部短路通长期实践知变压器发生单相接短路概率约占总障83次两相接短路约8引起短路电流负荷长时间超额定值引起负荷种原引起冷力降等问题正常运行状态会绕组铁芯产生量热外中性点接运行星型接线变压器中外部发生接短路时造成变压器中性点电压威胁绝缘容量较变压器电压低频率等异常情况运行会变压器励磁引起铁芯金属构件热变压器正常工作状态时继电保护应视严重程度发出障信号跳闸确保变压器受毁灭性伤害变压器障时变压器侧电压电流会较正常时变化部冷油气温度等非电气量会正常时根物理量改变确定变压器继电保护方式类型
    53 S9_63010变压器继电保护配置
    GB50062—1992规定:电力变压器列障异常运行方式应装设相应保护装置:1绕组引出线相间短路中性点直接接侧单相接短路2绕组匝间短路3外部短路引起电流4中性点直接接系统中外部接短路引起电流中性点电压5负荷6油面降低7变压器温度升高油箱压力升高冷系统障根S9_63010变压器种参数查阅相关资料现出继电保护配置
    531 带时限电流保护
    带时限电流保护保护线路电流接入电流继电器线路发生短路时线路中电流剧增线路中电流增整定值时电流继电器动作时间继电器保证动作选择性动作时间特性区分定时限电流保护反时限电流保护两种变压器高压侧装设断路器选择定时限电流保护时考虑低压侧单相接短路保护里采三相三继电器接线方式兼做低压侧单相短路保护适合型配电接线简便济适
    1.定时限电流保护基原理
    定时限电流保护装置动作时间整定动作时间固定变障电流关定时限电流保护装置电磁式系列继电器组成组成原理电路图51示

    (a)

    (b)
    图 51 (a) 定时限电流保护原理图 (b) 定时限电流保护展开图
    变压器高压侧发生相间短路单相短路时较障电流电流继电器KA1KA2KA3瞬时动作触点闭合接通时间继电器KT线圈回路触点定时间延时闭合接通信号继电器KS中间继电器KM线圈回路KS动作指示牌掉时接通信号回路发出灯光信号者音响信号KM动作接通断路器QF跳闸线圈YR回路断路器QF跳闸切障部分
    变压器低压侧发生单相接短路时工作原理
    QF跳闸辅助触点QF 1—2切断跳闸回路减轻KM触点工作短路障切继电保护装置KS外继电器动返回起始状态KS手动复位
    2.定时限电流保护整定计算
    1) 动作电流整定保证保护元件通负荷电流时电流保护误动作外部障切返回动作电流
    (51)
    式中 —系数取12(DL)13(GL)
    —返回系数取085
    —变压器次侧额定电流
    —综合负荷启动系数取153
    —电流互感器变(2005)

    2) 动作时间整定阶梯原整定高相邻定时限电流保护时间阶

    式中(定时限般05s反时限07 s)相邻定时限电流保护整定时间般取作0507s里取05s
    3) 灵敏度校验躲运行方式低压侧两相短路时流高压侧短路电流校验
    (52)
    式中 运行方式变压器低压侧两相短路时流高压侧稳态电流

    满足求里选择GL115型继电器
    532 变压器电流速断保护
    电流保护动作时限05s时需装设电流速断保护变压器电流速断保护防止保护范围发生金属性单相相短路时产生电流长时间击引起事扩波障线路设备般作断路器跳闸
    1 电流速断保护工作原理
    带时限电流保护中越电源电流保护动作时间越长缺点短路电流电源值越危害更加严重GB50062—1992中规定果电流保护动作时限超0507秒应该装设瞬时动作电流速断保护
    电流速断保护种瞬时动作电流保护DL型继电器言电流速断保护相定时限电流保护中时间继电器电流继电器启动直接启动信号继电器中间继电器中间继电器接通跳闸回路达保护目图52示中KA1KA2KA3电流继电器电流超整定值时电流继电器动作接通信号继电器发出障信号接通中间继电器接通跳闸回路

    (a)

    (b)
    图52 (a) 电流速断保护原理图 (b) 电流速断保护展开图
    2 电流速断保护整定计算
    1) 动作电流整定
    保证前两级瞬动电流速断保护选择性电流速断保护整定电流应该躲二次侧母线三相短路电流整定整定公式
    (53)
    式中 —系数取15(GL)
    —保护装置接线系数两相两继电器接线时取1
    —运行方式变压器低压侧三相短路时流高压侧(保护安装处)超瞬态电流
    —保护装置连接电流互感器变取40
    :取86A
    瞬动电流倍数取8倍
    2) 灵敏度校验
    灵敏度校验运行方式保护装置安装处两相短路电流校验
    (54)
    式中 运行方式保护安装处两相短路超瞬态电流

    满足求里选择DL31100型继电器满足求
    533 低压侧单相短路保护
    变压器低压侧单相接保护原理定时限电流保护线路保护类似设计时高压侧电流保护采三相三继电器接线方式兼做低压侧单相短路保护图51示种接线方式优点实现相间短路保护实现低压侧单相短路保护通实践知Dyn11配电变压器保护灵敏度完全满足求样设计济适配电首选方案
    534 变压器低压侧零序电流保护
    变压器保护通常采差动保护瓦斯保护保护外变压器应装单相接保护备保护备保护作防止外部障引起变压器绕组电流作相邻元件(母线线路)保护备条件作变压器部障时保护备变压器单相接保护备保护通常采低压侧装设三相均带电流脱扣器低压断路器保护低压侧三相均装设熔断器保护零序保护等采阻抗保护作备保护时候
    1 零序保护原理
    接障电力系统运行中常见障形式中性点直接接系统变压器般变压器装设接保护做变压器保护相邻元件接保护备保护变压器发生接障时中性点出现零序电流母线出现零序电压变压器接备保护反应电气量构成
    次设计中采变压器零序电流保护作接短路时备保护装变压器低压侧图53示保护电流互感器接变压器中性线

    图53 中性点直接接变压器零序电流保护原理图
    2 零序电流保护整定计算
    1) 动作电流整定
    保护动作电流应躲正常运行时变压器中性线流衡电流值GB 109415电力变压器规定超额定电流35计算公式:
    (55)
    式中 系数取12
    变压器低压侧额定电流9094A
    取10A
    2) 保护灵敏度校验
    运行方式低压侧母线母干线单相接稳态短路电流校验
    (56)
    式中 运行方式变压器低压侧母线母干线末端单相接稳态短路电流

    满足求选择GL1210型继电器
    3) 保护动作时限整定
    动作时限应该引出线零序电流备段动作时限阶梯时限里取1s
    535 负荷保护
    1 负荷保护工作原理
    数情况变压器负荷三相称型变电中节约成选择电流继电器单相继电器接线方式值班变电变压器负荷保护般延时作信号降压变压器装设变压器高压侧原理图54

    (a)

    (b)
    图54 (a)负荷保护原理图 (b) 负荷保护展开图
    2 负荷保护整定计算
    负荷保护动作电流躲变压器额定电流整定公式
    (57)
    式中 变压器高压侧额定电流电流互感器变(取2005)
    取3A
    保护动作时限应该考虑备保护长动作时间般取作1015s
    里选择GL115型继电器
    536 瓦斯保护
    1 瓦斯保护原理优点
    油浸式变压器油箱发生障时障点局部高温变压器油温升高油气体排形成气泡障点电弧产生变压器油绝缘材料分解出量气体气体会油箱升油枕部障越严重产生气体越气体流速越快利种气体实现保护原理称瓦斯保护气体保护
    气体保护具灵敏度高动作迅速简单济优点变压器严重漏油匝间短路时保护反应气体保护工作瓦斯保护反应油箱部障反应油箱外套断路器引线短路障单独作变压器保护必须保护配合
    2 瓦斯保护继电器工作原理
    图55示气体继电器安装变压器油箱油枕间连接道气体够利进入气体继电器油枕变压器顶盖水面间夹角应15坡度连接道应2坡度

    图 55 气体继电器安装示意图
    3 瓦斯保护接线
    图56示气体保护接线图气体继电器KG轻瓦斯触点(触点)闭合通信号继电器KS1延时发出预告信号重瓦斯触点(触点)闭合信号继电器KS2连接片XB接通中间继电器KM作断路器跳闸切变压器

    (a)

    (b)
    图 56 (a) 瓦斯保护原理接线图 (b) 瓦斯保护展开图
    避免继电器KG触点受油击出现跳动现象造成保护失效KM具保持功利第三触点进行锁保证断路器跳闸跳闸利解钮SB解锁利QF1辅助触点解锁防止气体保护变压器漏油KG实验时误动作出口回路连接片XBKG触点切换信号灯重瓦斯保护退出工作
    54 电机储操作机构
    变压器断路器电机储操作机构断路器样需正常工作状态储障情况跳闸提供量设计电机储电路实现功设计电路57示

    图57 电机储操作机构
    55 断路器合闸分闸信号
    断路器合闸分闸信号反应变电系统工作状态系统出现障时会伴着断路器动作提醒值班员时排障保证限度减户停电状态时间需障时发出障信号电路图58示

    图58 断路器合闸分闸信号
    56 变压器障事分闸信号
    变压器发生障时需发出信号提醒值班员时维修信号电路图59示

    图59 变压器障事分闸信号
    57 事信号回路光字牌显示
    变压器光字牌显示直接信号表现方式供值班员直观准确解设备运行状态设计图510示

    图510 事回路光字牌显示
    第6章 10KV变电母线联络断路器继电保护设计
    61 测量回路设计
    测量回路线路运行程中缺部分直观显示出前系统运行状态便值班员准确进行判断障时快速准确找出障点进行维修缩短电力户停电检修状态时间测量回路着重意义10KV变电中母线联络柜关系备线路前运行线路切换科学测量回路设计重图61示

    图61 母线联络处电流测量回路
    62 电流保护掉闸回路
    1 电流保护原理
    母线联络处电流保护原理前面进线处电流保护相赘诉

    图62 电流保护原理图
    2 整定计算
    1) 动作电流整定
    电流保护动作电流整定:应躲母线负荷电流整定公
    (61)
    式中 段母线负荷(包括电动机启动引起)电流
    系数取13(GL)
    取3005
    取3A
    2) 动作时限整定
    里做速断保护电流保护电流保护作速断保护备保护取时限05s
    3) 灵敏度校验
    电流保护灵敏度校验:运行方式流保护安装处短路电流校验校验公式
    (62)
    运行方式母线两相短路时流保护安装处稳态电流
    满足求选择GL125型继电器
    63 电流速断保护设计
    1 电流速断保护原理
    母线联络短路器速断保护进线处速断保护原理样图62示样采两相两继电器接线方式时母线联络处断路器电流速断保护仅分段断路器合闸瞬间投入合闸动解

    图63 电流速断保护原理图
    2 整定计算
    1) 动作电流整定躲系统运动方式母线两相短路时流保护安装时超瞬态电流
    (63)
    式中 负荷系数里取4电流互感器额定次电流

    瞬动电流倍数18536取4倍
    2)灵敏度校验
    躲运行方式保护处两相短路稳态电流整定
    (64)
    满足求
    选择DL3120型继电器



    第7章 10KV变电信号系统设计
    71 中央信号回路类型设计求
    变电信号系统途分事信号位置信号障信号指挥联络信号等中事信号断路器事跳闸继电保护动作启动蜂鸣器作音响信号时断路器位置指示灯发出灯光指示事范围性质引起值班员注意障信号设备正常运行时继电保护系统启动警铃作音响信号时光字牌点亮位置信号包括断路器隔离开关位置信号前者灯光表示闸刀位置者专门指示器表示位置状态里作10KV级配电般做指挥联络信号
    现代化供电技术般求信号回路满足求
    1.断路器事跳闸时蜂鸣器发出音响信号相应位置指示灯光闪光点亮掉牌未复光字牌
    2 发生障时发出区事音响音响信号点亮障性质光字牌
    3 显示信号应保证断路器位置指示正确
    4 音响信号应重复动作手动动复障性质显示灯然保留
    72 中央事信号回路
    721 中央事信号回路构成
    中央事信号中央信号组成两部分指已酿成事发出信号值班员维修员快限制事发展已发生事设备隔离保证正常运行设备受损害继续工作
    具中央复重复动作事信号电路元件击继电器接受种事脉转化音响信号击继电器信号相里选择ZC23型击继电器构成中央事信号回路
    722 利ZC23型击继电器构成中央事信号回路设计
    1 ZC23型击继电器工作原理部电路
    ZC23型击继电器部电路图71示

    图71 ZC23型击继电器部电路图
    图中U变流器KC中间继电器KRD干簧继电器V1V2二极C电容器ZC23型击继电器基原理:利串接直流信号回路微分变流器U回路中跃变持续矩形电流脉变成暂态尖峰电流脉启动干簧继电器KRD干簧继电器常开触点闭合启动出口中间继电器KC中二极V2作电容器C样起抗干扰作二次侧V1作滤掉次回路电流突然减产生反响电动势阻止流入没方性干簧继电器
    2 ZC23型击继电器构成事信号电路图工作原理
    利ZC23型击继电器构成中央事信号电路图图72示图中SB1实验钮SB3音响解钮K击继电器KC1KC2中间继电器KT1时间继电器KVS1熔断器监察继电器

    图72 ZC23型击继电器构成事信号电路
    断路器发生事跳闸时事单元控制开关断路器位置致信号母线+700M780出脉信号击继电器动作启动蜂鸣器发出音响信号发出音响信号时出口中间继电器KC触点启动时间继电器KT1触点延时闭合启动中间继电器KC1常闭触点断开音响失电外SB3实现手动复位KVS1熔断器监察继电器熔断接触良时线圈失电点亮相应光字牌启动预告回路
    73 中央预告信号回路
    731 中央预告信号回路构成
    中央预告信号系统中央事信号系统样击继电器构成原理稍事信号利应原理电源事音响母线接通预告信号利继电保护出口继电器触点K预告信号母线接通启动重复动作补详述
    732 BC4Y型击继电器构成中央预告信号电路
    BC4Y型击继电器构成中央预告信号回路电路图图73示图中SB3实验钮SB5音响解钮K3BC4Y型击继电器KC3KC4中间继电器KT2KT3时间继电器

    图73 BC4Y击继电器构成预告信号图
    图示设备发生正常运行时预告信号启动回路接通光字牌点亮时击继电器K3启动K3中出口继电器K常开触点闭合启动时间继电器KT2常开触点短暂延时闭合启动中间继电器KC3KC3第常开触点形成保持电路第二常开触点闭合启动警铃HAB发出音响信号第三常开触点闭合短接击继电器端子1116间电阻击继电器延时动复第四常开触点闭合启动时间继电器KT3常开触点延时启动中间继电器KC4KC4常开触点断开切断KC3保持回路解音响实现音响信号延时动复音响解钮SB5实现音响信号手动复








    第8章 10KV变电二次回路操作电源
    81 操作电源基求
    操作电源二次系统回路控制信号测量回路继电保护装置动装置短路器操作机构等提供工作电源变电中采直流操作电源
    变电操作电源应满足基求:首先二次回路操作电源应保证供电独立直流操作电源免交流系统障时影响操作电源正常供电次操作电源应具足够容量保证正常运行时操作电源母线电压波动范围额定值事时母线电压低90额定值失浮充电源负载直流电压低80额定值次操作电源电压波纹系数5操作电源寿命长维护工作量设备投资少布置面积应该合理实
    82 操作电源选取
    1.操作电源分类
    变电站二次系统操作电源性质分直流操作电源交流操作电源两类交流操作电源二次侧低压直接引二次系统操作电源直流操作电源分独立非独立操作两种电源独立操作电源分蓄电池电源变换式直流操作电源非独立操作电源分复式整流硅整流电容储操作直流电源实际应中交流操作电源接线方便简单济寄生性较强次系统发生障停电时二次系统失电源失保护力交流操作电源利障情况继电保护系统功直流电源造价较高占较需变电中设置专门电源室受线路影响甚没影响适合型发电厂变电站考虑继电保护系统稳定性设计选择非独立式直流操作电源种电源较独立直流操作电源济次系统障停电时电容器续电保证二次系统正常工作

    图81 硅整流电容储直流系统接线图
    2.操作电源选取
    图81硅整流电容储直流电源系统原理接线图图知该电源两组整流器U1U2两组储电容器C1C2绝缘监视装置闪光装置相应开关电阻二极熔断器等电气设备组成中硅整流器U1断路器合闸电源控制信号保护回路供电硅整流器U2容量较控制信号保护回路供电逆止元件VD1VD2功直流电源电压交流供电系统电压降低降低时储电容储量仅仅补偿身保护回路元件放电限制储电容断路器控制回路中信号灯重合闸继电器放电保证供继电保护跳闸线圈动作逆止元件VD3限流电阻R接两组直流母线间直流合闸母线控制母线WC供电防止断路器合闸时硅整流器U2合闸母线供电R限制控制回路短路时通VD3电流免VD3烧坏储电容器C1高压线路继电保护跳闸回路供电储电容器C2元件继电保护跳闸回路供电储电容器采容量电解电容器容量应保证继电保护结合跳闸回路动作

    10KV终端变电作直接户供电变电生产生活中扮演着非常重角色应范围广作电气动化毕业学生选择毕业题目意义重
    通次设计系统学继电保护常方法种保护间取舍配合
    设计总体说分两部分第部分继电保护基础知识介绍第二部分针10KV变电具体继电保护设计第二部分全文重点较篇幅书写中保护装置细分三部分设计电源进线配电变压器母线联络断路器保护设计根具体情况进行保护类型选取整定完成保护间相互配合达保护效果外运CAD仔细画出保护原理图展开图根整定计算元器件进行选取
    月努力某10KV变电继电保护篇文终完成 整设计程中出现难题老师学帮助利解决断学程中体会写文断学程指导老师帮助完成务
    总通毕业设计深刻体会做完整事情需系统思维方式方法解决问题耐心善运已资源充实时深刻认识新事物时定整体考虑完成步作步样更加效










    致谢
      毕业设计文导师XX教授亲切关怀悉心指导完成表示真挚感谢感谢辞辛劳指点迷津帮助开拓研究思路精心点拨严肃科学态度严谨治学精神精益求精工作作风深深感染激励着课题选择项目终完成毕教授始终予细心指导懈支持正帮助支持克服困难疑惑直文利完成
      




















    参考文献
    [1] 张保会尹项根电力系统继电保护[M]2版 北京:中国电力出版社2010
    [2] 温步瀛唐巍电力工程基础[M]北京:中国电力出版社2006
    [3] 刘学军工厂供电[M]北京:中国电力出版社2007
    [4] 刘介工厂供电设计指导[M]北京:机械工业出版社2009
    [5] 彦硕苑薇薇工业企业供电[M]北京:北京邮电学出版社2010
    [6] 刘介工厂供电[M]4版 北京:机械工业出版社2004
    [7] 李宏实继电保护[M]北京:机械工业出版社2002
    [8] 郑贵林王丽娟现代继电保护概[M]武汉:武汉学出版社2003
    [9] ATJohns SK Salman Digital Protection for Power System Peter Peregrinus LtdOn behalf of The Institute of Electrical Engineers 1995
    [10] 洪基电力系统继电保护原理[M]南京:东南学出版社2007
    [11] 陈田电力变压器保护[M]2版 北京:中国电力出版社1989
    [12] IEEE Tutorial Course (Cortse Coordinator MS Sachdev) Advancements in Microprocessor Based Protection and Communication The Institute of Electrical and Electronics EngineeringInc1997
    [13] 中国航空工业规划设计研究院工业民配电设计手册[M]北京:中国电力出版社2005
    [14] IEEE Tutorial Course (Course CoordinatorMSSachdev)Microprocessor Relays and Protection SysetemsThe Institute of Electrical Electronics EngineeringInc1987
    [15] 彭贵龙电力变压器继电保护[J]北京:科教创新20100303
    [16] 方千继电保护二次回路速查速算手册[M]北京:中国水利水电出版社2005
    文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传

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    文档贡献者

    z***u

    贡献于2018-12-27

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