1、 長沙理工大學 繼電保護課程設計課題：110KV終端變電所二次部分設計（6）院系：_城南學院電氣系0805班成員： 戴向志 200882250512 劉鳴春 200882250510 黃旭明 200882250531陳 愷 200882250521梁 沖 200882250506指導老師：_楊 蘭_時間： _ 目錄第一章 課程設計任務書一 繼電保護課程設計的目的和要求二 設計內容三 電氣一次部分設計的基本情況四 設計成果五 參考資料六 一次接線示意圖第二章 變壓器保護的配置、出口方案一、變壓器的故障類型與特征二、變壓器保護配置的基本原則三、關于三繞組變壓器后備保護配置四 2#變壓器保護的配置五

2、 2#變壓器保護的出口方案第三章 2#變壓器后備保護的整定計算一 保護整定計算第四章 10kV側遙控、遙信、遙測測量點選擇表一 10kv遙控量測點選擇二 10kv遙信量測點選擇三 10kv遙測量測點選擇第五章 10kv母線電壓互感器原理接線圖第六章 10kv母線電壓互感器柜安裝接線圖第七章 設計總結一 心得體會第八章 參考文獻附錄： 附圖一：10kv母線電壓互感器原理接線圖 附圖二：10kv母線電壓互感器柜安裝接線圖長 沙 理 工 大 學 教研室主任 院 長 課程設計（論文）指導書 批準日期 課程： 電力系統繼電保護 指導教師 楊 蘭 一、 課程設計（論文）課題 110KV終端變電所二次部分設

3、計（6）二、 課題適用對象（層次） 電力本科 三、 課程設計（論文）的內容及要求：一） 繼電保護課程設計的目的和要求繼電保護課程設計是學生學完繼電保護基本原理的理論課程后的一個重要的綜合性教學環節，是學生全面運用所學基礎理論、專業知識和基本技能，對實際問題進行設計的綜合性訓練。通過課程設計，可以培養學生運用知識解決實際問題的能力，增加工程觀念，以便更好的適應工作的需要。通過課程設計應達到下列要求1、 熟悉有關技術規程；2、 鞏固并充實所學基本理論和專業知識，做到能夠靈活應用，解決實際問題。3、 初步掌握電氣工程專業（二次部分）工程設計的流程和方法，獨立完成設計任務，并能通過答辯。4、 端正態度

4、，樹立嚴肅認真、實事求是和刻苦鉆研的工作作風。二） 設計內容1、2#主變壓器保護的配置，出口方案；2、2#主變壓器后備保護的整定計算；3、10KV側遙控、遙信、遙測測量點選擇表；4、10KV母線電壓互感器原理接線圖5、10KV母線電壓互感器柜安裝接線圖。 三） 電氣一次部分設計的基本情況工程規模：該變電所為110/38.5/10.5KV三級電壓，所內裝設31.5MVA及40MVA主變各一臺，2回110KV架空進線，4回35KV出線及8回10KV出線。變電所配有10KV無功補償裝置。10KV線路供電給車間變電所分列運行的兩段母線之一，事故情況下供電給變電所的兩段母線總負荷。設各條10KV和35K

5、V線路的供電負荷類似。主接線考慮110KV側采用內橋接線方式，35KV單母分段帶旁母，10KV單母分段。 所用電配置：一臺由10KV母線接出，另一臺由35KV外來所用電取得。防雷與接地：110KV進線侵入雷電波的保護是在架空線首端裝一組避雷器，并配合進線上的相應保護。主變中性點裝設一組避雷器及設間隙保護。35KV和10KV母線分別裝設避雷器作為出線侵入的雷電波保護。直擊雷由避雷針保護。主要參數： 1、 系統參數：Xs.min=0.0581, Xs.max=0.0832 (SB=100MVA,UB=UAV=110kv為基準)2、110KV進線：LGJ-150型，線路長度為一條60km，一條50k

6、m。3、35KV線路長度按25KM考慮。4、10KV線路長度按15KM考慮。5、主變銘牌參數：1#主變：型號 SFSZ8-31500/110接線 YN/YN/-11 擋位 110±4×2.5%/38.5±2×2.5%/10.5 短路電壓（%） 高-中10.47 高-低18 中-低6.33 短路損耗（Kw）高-中169.7 高-低181 中-低136.4 空載電流（%） 0.46 空載損耗(Kw） 40.62#主變：型號 SFSZ10-40000/110接線 YN/YN/-11 擋位 110±8×1.25%/38.5±2

7、15;2.5%/10.5 短路電壓（%） 高-中11.79 高-低21.30 中-低7.08 短路損耗（Kw）高-中74.31 高-低74.79 中-低68.30 空載電流（%） 0.11 空載損耗(Kw） 26.71四） 設計成果設計說明書（包括保護配置說明,整定計算和校驗過程及結果）短路電流計算結果設計圖紙五） 參考資料1、電力系統繼電保護原理 天津大學 賀家李編2、中小型變電所實用設計手冊 丁毓山 雷振山編 中國水利水電出版社3、35110KV無人值班變電所典型方案施工圖集（江蘇省電力設計院 編）中國電力出版社4、國家電網公司輸變電工程典型設計 110KV變電站分冊 （2005年版） 劉

8、振亞編 中國電力出版社5、電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算（崔家佩，孟慶炎 編）2M10KV10KV1M110KV終端變電站一次接線圖110KV進線1#1主變壓器#2主變壓器110KV進線2內橋分段線路146KMDD750KVA10/0.4300KW800KVA10/0.4240KW線路688KM線路58KM2M35KV35KV1M分段20KM線路215KM線路318KM線路116KM線路47.5MVA10.5%8KM6KV7.5MVA10.5%6KV6KM8MVA10.5%8MVA10.5% 第二章 變壓器保護的配置、出口方案一、變壓器的故障類型與特征 變壓器的內部故障可分為油箱內故障

9、和油箱外故障兩類，油箱內故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路，以及鐵芯燒毀等。變壓器油箱內的故障十分危險，由于油箱內充滿了變壓器油，故障后強大的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產生大量的可燃性瓦斯氣體，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常的運行狀態主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負荷超過其額定容量引起的過負荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過勵磁等。二、變壓器保護配置的基本原則 1、瓦斯保護: 800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護

10、用來反應變壓器油箱內部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側斷路器，輕瓦斯保護動作于發出信號。2、縱差保護或電流速斷保護: 6300KVA及以上并列運行的變壓器，10000KVA及以上單獨運行的變壓器，發電廠廠用或工業企業中自用6300KVA及以上重要的變壓器，應裝設縱差保護。其他電力變壓器，應裝設電流速斷保護，其過電流保護的動作時限應大于。對于2000KVA以上的變壓器，當電流速斷保護靈敏度不能滿足要求時，也應裝設縱差保護?？v差保護用于反應電力變壓器繞組、套管及引出線發生的短路故障，其保護動作于跳開變壓器各電源側斷路器并發相應信號。3、相間短路的后備保護:相間短路的后

11、備保護用于反應外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護和縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，其動作時限按電流保護的階梯形原則來整定，延時動作于跳開變壓器各電源側斷路器，并發相應信號。 一般采用過流保護、復合電壓起動過電流保護或負序電流單相低電壓保護等。4、接地短路的零序保護: 對于中性點直接接地系統中的變壓器，應裝設零序保護，零序保護用于反應變壓器高壓側（或中壓側），以及外部元件的接地短路。 5、過負荷保護: 對于400KVA以上的變壓器，當數臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應裝設過負荷保護。過負荷保護通常只裝在一相，其動作時限較長，延時動作于發信號。6、其他保護:

12、高壓側電壓為500KV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流升高，應裝設變壓器過勵磁保護。 對變壓器溫度和油箱內壓力升高，以及冷卻系統故障，按變壓器現行標準要求，應裝設相應的保護裝置。三、關于三繞組變壓器后備保護配置 1、對于三繞組變壓器的后備保護，當變壓器油箱內部故障時，應斷開各側斷路器，當油箱外部故障時，只應斷開近故障點側的變壓器斷路器，使變壓器的其余兩側繼續運行。 2、對于單側電源的三繞組變壓器，應設置兩套后備保護，分別裝于電源側和負荷側。保護帶兩級時限，以較小的時限跳開變壓器斷路器QF3，以較大的時限斷開變壓器各側斷路器。 3、對于多側電源的三繞組變壓器，應在三側都

13、裝設后備保護。 圖2.1 四 2#變壓器保護的配置1 變壓器瓦斯保護（輕瓦斯動作于發信號，重瓦斯動作于跳閘）；2 縱差保護:采用比例制動的差動保護，并配有差動速斷（用于防止內部短路Id很大時，TA飽和比例制動保護拒動）；3 復合電壓啟動的過電流保護和過電流保護（作為變壓器后備保護）；4 零序保護（反映單相接地短路）；5 過負荷保護；6 溫度保護；五 2#變壓器保護的出口方案1 2#變壓器主保護的出口方案 變壓器瓦斯保護：輕瓦斯保護動作后作用于信號，重瓦斯保護動作后直接使變壓器三側的斷路器跳閘。縱聯差動保護：保護動作后瞬時使變壓器三側的斷路器跳閘。2 2#變壓器后備保護的出口方案 假設線路是以1

14、.5秒跳開斷路器。10kV保護以1.8秒跳開10kV母線分段斷路器，故障仍存在則跳開10kV出線斷路器，再跳開35kV分段斷路器，再跳開35kV出線斷路器，故障仍存在則變壓器三側斷路器同時跳開。若電流仍然過大，過負荷元件發過負荷信號，必要時動作于自動減負荷或跳閘。表2.1 2#變壓器保護出口方案保護名稱動作時限出口方案縱聯差動保護0 s變壓器三側斷路器10kV復合過流1.8 s10 kV分段三相斷路器10kV復合過流2 s10 kV出線三相斷路器110kV復合過流2.3 s35 kV分段三相斷路器110kV復合過流2.5s35 kV出線三相斷路器110kV復合過流3s變壓器三側斷路器低壓側過負

15、荷3.5s發過負荷信號高壓側過負荷3.5s發過負荷信號第3章 2#變壓器后備保護的整定計算保護整定計算對于2#變壓器，應設置兩套后備保護，分別裝于電源側和負荷側。保護帶兩級時限，以較小的時限跳開變壓器斷路器QF3，以較大的時限斷開變壓器各側斷路器。 計算各側一次額定電流、TA變比、二次額定電流及TV的變比表3.1名稱各側數據Ue(KV)10（側）35（Y側）110（Y0側）Ie1(A)Se / (10)=2309.47Se / (35)=659.85Se / (110)=209.95TA接法YTA計算變比nL.jsIe1 / 5=461.89Ie1 / 5=228.57Ie1 / 5=72.7

16、3TA實際變比nL50024080Ie2(A)4.622.752.62TV計算變比10035011001 計算各元件電抗參數，去基準容量,基準電壓,基準電流為 電源系統基準電抗的標幺值 變壓器各側阻抗標幺值高壓側繞組短路電壓：中壓側繞組短路電壓：低壓側繞組短路電壓：變壓器高壓側電抗：變壓器中壓側電抗：變壓器低壓側電抗：線路的基準電抗標幺值：圖3.1短路電流計算：由主接線分析可知，變壓器的主保護為一臺變壓器單獨運行時，內橋斷路器斷開，分段斷路器斷開運行時保護的計算方式，保護時，變壓器后備保護作保護線路的遠后備時，要校驗d3,d4兩點的靈敏系數，因此，除了要計算d1,d2兩點最大，最小運行方式的短

17、路電流外，還要計算d3,d4兩點最小短路電流d1點的短路電流的計算：d2點的短路電流的計算:d3點的短路電流的計算:d4點的短路電流的計算:2 110kv側復合電壓啟動過電流保護整定計算：（1） 電流元件的動作電流 變壓器的額定電流 電壓元件：*低電壓元件：Udz.b =0.7Ue1 =0.7*110000=77000V Udz.j = Udz.b / nY =70V*負序電壓元件：躲過正常運行時的U經驗公式：Udz.b.2 =0.06Ue1 =0.06*110000=6600V Udz.j.2 = Udz.b.2 / nY =6V（2） 校驗靈敏系數：d1點兩相短路時的短路電流：d2點兩相短

18、路時的短路電流：d3點兩相短路時的短路電流：d4點兩相短路時的短路電流：d1點最小短路電流折到110KV基本側為：d2點最小短路電流折到110KV基本側為：作為本身近后備保護時靈敏系數：滿足要求滿足要求作10KV線路的遠后備時的靈敏系數：滿足要求作35KV線路的遠后備時的靈敏系數：滿足要求低電壓元件：（按最大運行方式下保護范圍末端三相短路時，保護安裝處的最大相間殘余電壓來校驗）Klm.d1 = Udz.b / ( Ucy.d1)=1.4 >1.3滿足要求Klm.d2 = Udz.b / ( Ucy.d2)=1.38 >1.3滿足要求Klm.d3 = Udz.b / ( Ucy.d3

19、)=1.29 >1.2滿足要求Klm.d4 = Udz.b / ( Ucy.d4)=1.34 >1.2滿足要求由于負序電壓的整定值很低，靈敏度很高，不需要對它校驗這正說明采用復合電壓啟動過電流保護可以提高保護的靈敏性3 10kV側的保護10kV側先按變壓器的一般過流保護整定，保護裝置的啟動電流按照躲開變壓器可能出現的最大負荷電流來整定。所以當應一次接線用于實際中時，按實際的最大負荷整定，對于降壓變壓器，應考慮低壓側負荷電動機自啟動時的最大電流。如果這樣整定出的靈敏度不夠，這時就用復合電壓起動過電流保護來整定10kV側，其整定方法與110kV相同。第4章 10kV側遙控、遙信、遙測測

20、量點選擇表一 10kv遙控量測點選擇表4.1 10kV遙控量測點選擇表序號開關量名稱1進線斷路器1QF合閘2進線斷路器1QF跳閘3進線斷路器2QF合閘4進線斷路器2QF跳閘5出線斷路器3QF合閘6出線斷路器3QF跳閘7出線斷路器4QF合閘8出線斷路器4QF跳閘9出線斷路器5QF合閘10出線斷路器5QF跳閘11出線斷路器6QF合閘12出線斷路器6QF跳閘13出線斷路器7QF合閘14出線斷路器7QF跳閘15出線斷路器8QF合閘16出線斷路器8QF跳閘17出線斷路器9QF合閘18出線斷路器9QF跳閘19出線斷路器10QF合閘20出線斷路器10QF跳閘21分段斷路器11QF合閘22分段斷路器11QF跳

21、閘 二 10kV遙信量測點選擇表4.2 10kV遙信量測點選擇表序號開關量名稱1進線斷路器1QF合閘位置信號2進線斷路器1QF跳閘位置信號3進線斷路器2QF合閘位置信號4進線斷路器2QF跳閘位置信號5出線斷路器3QF合閘位置信號6出線斷路器3QF跳閘位置信號7出線斷路器4QF合閘位置信號8出線斷路器4QF跳閘位置信號9出線斷路器5QF合閘位置信號10出線斷路器5QF跳閘位置信號11出線斷路器6QF合閘位置信號12出線斷路器6QF跳閘位置信號13出線斷路器7QF合閘位置信號14出線斷路器7QF跳閘位置信號15出線斷路器8QF合閘位置信號16出線斷路器8QF跳閘位置信號17出線斷路器9QF合閘位置

22、信號18出線斷路器9QF跳閘位置信號19出線斷路器10QF合閘位置信號20出線斷路器10QF跳閘位置信號21分段斷路器11QF合閘位置信號22分段斷路器11QF跳閘位置信號23隔離開關124QS位置信號24控制回路斷線25保護動作26事故信號27彈簧未儲能28保護裝置報警29重合閘動作（僅用于線路）三 10kV遙測量測點選擇表4.3 10kV遙測量測點選擇表序號模擬量名稱110kV進線 1 A、B、C相電流210kV進線2 A、B、C相電流310kV出線1 A、B、C相電流410kV出線2 A、B、C相電流510kV出線3 A、B、C相電流610kV出線4 A、B、C相電流710kV出線5 A、B、C相電流810kV出線6 A、B、C相電流910kV出線7 A、B、C相電流1010kV出線8 A、