新版继电保护专业课程设计.doc

《电力系统继电保护》课程设计

题目 110/35/10kV区域性降压变电所继电保护保护设计

专 业 ：电气工程及其自动化（电力）
班 级 ：电力063
学 号 ：
姓 名 ：贺荣平

西安理工大学水利水电学院
01月13日
目录
摘要 4
绪论 5
第一章 设计内容和规定 7
1.1 原始资料 7
1.2 原始资料分析 8
1.3 保护方案初步拟定 8
第二章 电气主接线设计 11
2.1 电气主接线设计规定 11
2.2 主接线选取原则 11
2.3 电气主接线形式拟定 13
第三章 主变压器选取 20
3.1 主变压器容量选取 20
3.2 绕组数和绕组连接方式选取 21
3.3 主变调压方式 21
3.4 变压器冷却方式选取 22
第四章 参数设定及阻抗归算 23
4.1 参数设定 23
4.2 短路电流计算（归算在110KV侧） 25
4.3 阻抗及短路电流计算成果 26
第五章 继电保护配备 27
5.1 继电保护基本知识 27
5.2 变压器保护配备 29
5.3 变压器后备保护 32
5.4 变压器保护配备整定 34
第六章 母线保护 44
6.1 简介 44
6.2 母线保护方式 44
6.3 双母线同步运营时母线保护 45
第七章 线路保护配备简介 47
7.1 距离保护 47
7.2 零序电流保护 49
结束语 51
参照文献 52
附录 53
摘要
本次设计重要内容是在一次设计基本上对110kV电力系统继电保护配备，并根据继电保护配备原理，对所选取保护进行整定和敏捷性校验，拟定方案中保护。
核心词：短路电流，整定计算，敏捷度，继电保护，动作电流，主接线图
绪论
电力工业是国民经济一项基本工业和国民经济发展先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源工业，它为国民经济其她各部门迅速、稳定发展提供足够动力，其发展水平是反映国家经济发展水平重要标志。
由于电能在工业及国民经济重要性，电能输送和分派是电能应用于这些领域不可缺少构成某些。因此输送和分派电能是十分重要一环。变电站使电厂或上级电站通过调节后电能书送给下级负荷，是电能输送核心某些。其功能运营状况、容量大小直接影响下级负荷供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。也许导致停电等事故，给生产生活带来很大不利。因而，变电站在整个电力系统中对于保护供电可靠性、敏捷性等指标十分重要。
变电站是联系发电厂和顾客中间环节，起着变换和分派电能作用。这就规定变电所一次某些经济合理，二次某些安全可靠，只有这样变电所才干正常运营工作，为国民经济服务。
变电站是汇集电源、升降电压和分派电力场合，是联系发电厂和顾客中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站普通是发电厂升压站某些，紧靠发电厂。将压变电站普通远离发电厂而接近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它普通有高压配电室、变压器室、低压配电室等构成。
变电站内高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是依照下级负荷地短路、最大负荷等状况来整定配备，因而，在发生类似故障是可依照详细状况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，当前跳闸保护整定期间已经很短，在故障解除后，系统内自动重叠闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利。这样不但保护了各负荷设备安全利于延长是使用寿命，减少设备投资，并且提高了供电可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效。工业产品效率提高也就意味着产品成本减少，市场竞争力增大，进而可以使公司效益提高，为国民经济发展做出更大贡献。生活用电等领域供电可靠性，可以提高人民生活质量，改进生活条件等。可见，变电站设计是工业效率提高及国民经济发展必然条件。
由于本地区经济发展需要电力供不应求状况下，为了适应本地区经济发展要在本地区建设110kV变电站。
当前，随着大电网系统建设，输电电压级别越来越高，这一方面使减少损耗需要，另一方面也是工业生产等负荷发展需要。国内当前广泛采用输电级别有110KV、220KV级别别，尚有500KV级输电线路也在迅速发展，因此110KV级变电站在电力系统中应用也十分广泛。并且随着电力系统中所用电气元件产品诸如断路器、继电器、隔离开关等性能指标提高，变电站功能也会越来越完善，可靠性也会得到很大提高。

第一章 设计内容和规定
1.1 原始资料
为满足乡镇符合日益增长需要，提高对顾客供电可靠性和电能质量，依照系统发展规划，拟建设一座110/35/10KV区域性降压变电所，设计原始资料规定如下：
一、 电压级别：110/35/10KV
二、 设计容量：拟设计安装两台主变压器。
三、 进出线及负荷状况：
1、110KV侧，110KV侧进出线4回，其中两回为电源进线，每回最大负荷50MVA，功率因数为0.85，一回停运后，另一回最大可输送100MVA负荷；另二回为出线，本期拟建设一回，留一会作为备用出线间隔，出线正常时每回最大功率为35MVA，最小为25MVA，功率因数为0.85，最大负荷运用小时数为4200h。
2、35KV侧出线4回，每回最大负荷12MVA，无电源进线，负荷功率因数为0.80，最大负荷运用小时数为4000h，一类负荷占最大负荷20%，二类负荷占20%，别的为三类负荷。
3、10KV侧出线共计14回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回最大负荷1.6MVA，负荷功率因数为0.80，最大负荷运用小时数为5000h以上，一、二类负荷占总最大负荷50%。
4、系统阻抗归算到110KV侧标幺值（不涉及本站主变）：X1*=0.0495，X0*=0.0458。
四、环境条件：
本地最高气温40摄氏度，最低气温-25摄氏度，最热月份平均温度23.3摄氏度，变电所所处海拔高度700m。污秽限度中档。
五、 设计任务
1、 电气主接线设计
2、 短路电流计算
3、 继电保护配备及整定
1.2 原始资料分析
本次设计变电所通过110kv、35KV 及10kv 电压向地方负荷供电。本所有三个电压级别，110kv、35kv、10kv。110kv侧通过两回进线两回出线，将来拟增一回线；35kv 侧共有4回线，最大综合负荷为12MVA，最大负荷运用小时数为4000h，一类负荷占最大负荷20%，二类负荷占20%，别的为三类负荷；10KV侧出线共计14回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回最大负荷1.6MVA，负荷功率因数为0.80，最大负荷运用小时数为5000h以上，一、二类负荷占总最大负荷50%。
在对原始资料分析基本上，结合对电气主接线可靠性、灵活性、及经济性等基本规定，综合考虑在满足技术、经济政策前提下，力求使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理主接线方案。
供电可靠性是变电所首要问题，主接线设计，一方面应保证变电所能满足负荷需要，同步要保证供电可靠性。变电所主接线可靠性拟从如下几种方面考虑：
1、断路器检修时，不影响持续供电；
2、线路、断路器或母线故障及在母线检修时，导致馈线停运回数多少和停电时间长短，能否满足重要I、II类负荷对供电规定；
3、变电所有无全所停电也许性；
主接线还应具备足够灵活性，能适应各种运营方式变化，且在检修、事故等特殊状态下操作以便，高度灵活，检修安全，扩建发展以便。
     主接线可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术规定前提下，尽量投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运营）为最小。
1.3 保护方案初步拟定
本次课程设计重要内容是对110kV电力系统继电保护配备。可以根据继电保护配备原理，依照经验习惯，先选取两套初始保护方案，通过论证比较后承认其中一套方案，再对这套方案中保护进行拟定性整定计算和敏捷性校验，看看它们与否能满足规定，如果能满足便可以采用，如果不能满足则需要重新选取，重新整定和校验。
拟定两个初始方案如下：
方案1：
保护对象
主保护
后备保护
变压器
BCH—2型差动保护、
瓦斯保护
复合电压启动过电流保护

母线
电流相位比较式
母线差动保护

输电线路
距离Ⅰ、Ⅲ保护
零序电流Ⅰ、Ⅲ保护

方案2：
保护对象
主保护
后备保护
变压器
电流速断保护、
瓦斯保护
复合电压启动过电流保护、零序电流保护
母线
电流相位比较式母线差动保护

输电线路
距离Ⅰ、Ⅲ保护
零序电流Ⅰ、Ⅲ保护

对于变压器而言，它主保护可以采用最常用纵联差动保护和瓦斯保护，用两者结合来做到优势互补。由于变压器差动保护普通采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护保护范畴为三组电流互感器所限定区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。考虑到与发电机保护配合，因此咱们用纵联差动保护作为变压器主保护，不考虑用电流速断保护。瓦斯保护重要用来保护变压器内部故障，它由于一方面简朴，敏捷，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才干做到优势互补，效果更佳。后备保护一方面可以采用复合低电压启动过电流保护，这重要是考虑到低电压启动过电流保护中低电压继电器敏捷系数不够高。由于发电机-变压器组中发电机才用了定子绕组接地保护，因此，变压器不采用零序电流保护。110kV侧母线接线可以采用完全电流差动保护，简朴，可靠也经济。对于110kV侧输电线路，可以直接考虑用距离保护，由于在电压级别高复杂网络中，电流保护很难满足选取性，敏捷性以及迅速切除故障规定，因而这个距离保护也选取得合理，同步由于它电压级别较高，咱们还应当考虑给它一种接地故障保护，先选取零序电流保护，由于当中性点直接接地电网(又称大接地电流系统)中发生短路时,将浮现很大零序电流,而在正常运营状况下它们是不存在。因而,运用零序电流来构成接地短路保护,就有明显长处。
综上所述，方案1比较合理，方案1保护作为设计初始保护，在后续章节对这些保护进行整定与校验，与否符合设计规定。

第二章 电气主接线设计
2.1 电气主接线设计规定
变电所主接线设计是电力系统总体设计构成部份。变电所主接线形式应依照变电所在电力系统中地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件拟定，并且应满足运营可靠、简朴灵活、操作以便和节约投资等规定。主接线设计基本规定为：
(1)供电可靠性。主接线设计一方面应满足这一规定；当系统发生故障时，规定停电范畴小，恢复供电快。
(2)适应性和灵活性。能适应一定期期内没有预测到负荷水平变化；变化运营方式时操作以便，便于变电所扩建。
(3)经济性。在保证供电可靠、满足电能质量前提下，要尽量节约建设投资和运营费用，减少用地面积。
(4)简化主接线。配网自动化、变电所无人化是当代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实行，创造更为有利条件。
(5)设计原则化。同类型变电所采用相似主接线形式，可使主接线规范化、原则化，有助于系统运营和设备检修。
参照《35～110KV变电所设计规范》第3.2.1条：
变电所主接线应依照变电所所在电网中地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件拟定，并应满足供电可靠、运营灵活、操作检修以便、节约投资和便于扩建等规定。
2.2 主接线选取原则
电气主接线是指发电厂或变电站中一次设备按照设计规定连接起来表达生产、汇集和分派电能电路,也称为主电路.主接线形式于电力系统原始资料,发电厂,变电站自身运营可靠性,灵活性和经济性规定等密切有关,并且对电气设备选取,配电装置布置,继电保护和控制方式拟定均有较大影响。
电气主接线是由高压电器通过主接线，按其功能规定构成接受和分派电能电路，构成为传播强电流、高电压网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电所电气某些主体构造，是电力系统重要构成某些。它直接影响运营可靠性、
灵活性并对电器选取、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式拟定均有决定性关系。因而，主接线对的、合理设计，必要综合解决各方面因素，通过技术、经济论证比较后方可拟定。
对电气主接线基本规定，概括地说应涉及可靠性、灵活性和经济性三个方面。
安全可靠是电力生产首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本规定。停电不但使发电厂导致损失，并且对国民经济各部门带来损失将更加严重，往往比少发电能价值大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、都市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以预计。因而，主接线接线形式必要保证供电可靠。因事故被迫中断供电机会越少，影响范畴越小，停电时间越短，主接线可靠限度就越高。
电气主接线应能适应各种运营状态，并能灵活地进行运营方式转换。不但正常运营时能安全可靠地供电，并且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度规定，并能灵活、简便、迅速地转换运营方式，使停电时间最短，影响范畴最小。因而，电气主接线必要满足调度灵活、操作以便基本规定，既能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故、检修及特殊运营方式下调度规定，不致过多地影响对顾客供电和破坏系统稳定运营，即具备灵活性。
在设计主接线时，重要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量设备和现化自动装置，从而导致投资费用增长。因而，主接线设计应在满足可靠性和灵活性前提下做到经济合理。普通应当从如下几方面考虑：
（1）投资省
主接线应简朴清晰，以节约开关电器数量，减少投资；要恰当采用限制短路电流办法，以便选用价廉电器或轻型电器；二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于和节约二次设备及电缆投资。
（2）占地面积少
主接线设计要为配电布置创造节约土地条件，尽量使占地面积减少。同步应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在也许和容许条件下，应采用一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。
（3）电能损耗少
在发电厂或变电所中，正常运营时，电能损耗重要来自变压器，应经济合理地选取变压器型式、容量、和台数，尽量避免两次变压而增长电能损耗。
2.3 电气主接线形式拟定
当前变电所惯用主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分咱们在比较各种电气主接线优劣时，重要考虑其安全可靠性、灵活性、经济性三个方面。一方面，在比较主接线可靠性时候，应从如下几种方面考虑：①断路器检修时，能否不影响供电；②线路、断路器或母线故障时以及母线或隔离开关检修时，停运出线回路数多少和停电时间长短，以及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类顾客供电；③变电站所有停电也许性；④大型机组突然停电时，对电力系统稳定性影响与后果因素。另一方面，电气主接线应当可以适应各种运营状态，并且可以灵活地进行运营方式切换。不但正常时能安全可靠供电，并且在电力系统故障或电气设备检修时，也可以适应调度规定，并能灵活、简便、迅速地切换运营方式，使停电时间最短，影响范畴为最小。再次，在设计变电站电气主接线时，电气主接线优劣往往发生在可靠性与经济性之间，欲使电气主接线可靠、灵活，必然要选用高质量电气设备和当代化自动化装置，从而导致投资增长。因而，电气主接线在满足可靠性与灵活性前提下做到经济合理就可以了。
参照《35～110KV变电所设计规范》
第3.2.3条：35～110KV线路为两回及如下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形单母线或单母分段接线形式，35～63KV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线，110KV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。
第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线35～110KV主接线中，当不容许停电检修断路器时，可以设立旁路设施。
当有旁路母线时，一方面宜采用分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器接线，当110KV线路为6回及以上，35～63KV线路为8回及以上时，可装设专用
旁路断路器，主变压器35～110KV回路中断路器，有条件时，亦可接入旁路母线，采用断路器主接线不适当设旁路设施。
第3.2.5条：当变电站装有两台主变时，6～10KV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时亦可采用双母线。当不容许停电检修断路器时，可设立旁路设施。
综合以上规程规定，结合本变电站实际状况，110KV侧有4回出线（近期2回，远景发展2回），35KV侧有4回出线，10KV侧有11回出线（近期9回，远景发展2回）。故可对各电压级别侧主接线设计方案作如下解决：
2.3.1 110kv侧
110kv侧是本站进线段，它对本站可靠性有很大影响。下面拟定两种接线方案。

图2-1
单母分段合用范畴：
(1)6～10kv配电装置出线回路数为6回及以上时。
(2)35～66kv配电装置出线回路数为6～8回时。
(3)110kv～220kV配电装置出线回路数为3～4回时。
双母接线合用范畴：
当母线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后规定迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不容许影响对顾客供电、系统运营调度对接线灵活性有一定规定期采用，各级电压采用品体条件如下：
(1)6～10kv配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。
(2)35～66kV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接电源较多、负荷较大时。
(3)110～220kv配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110kv～220kv配电装置，在系统中后重要地位，出线回路数为4回及以上时。
表2-1 单母分段与双母接线比较
方案
项目
方案I 单母分段
方案II 双母接线
可靠性

用断路器把母线分段后,对重要顾客可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠。
供电可靠，通过两组母线隔离开关倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属一条回路和与此隔离开关相连该组母线，其他回路均可通过此外一组母线继续运营。
灵活性
当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要顾客停电。
调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分派到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运营方式调度和潮流变化需要。
综合本站实际状况，110kv级是本站进线侧，并且不需要经常倒线操作，它对本站供电可靠性至关重要。因而选取方案Ⅰ，即单母分段接线。
2.3.2 35kv侧
35kv 侧共有4回线，最大综合负荷为12MVA，最大负荷运用小时数为4000h，一类负荷占最大负荷20%，二类负荷占20%，别的为三类负荷。这里、级所占比重不是很高。对35kv侧主接线设计了两种方案：
表2-2 单母分段与单母接线比较
方案
项目
方案I 单母分段
方案II 单母接线
可
靠
性
用断路器把母线分段后,对重要顾客可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠。
灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必要断开它所连接
电源，与之相连所有电力装置在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必要停止该回路供电。
灵
活
性
当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要顾客停电。

图2-2
单母线接线合用范畴：
普通合用于一台主变压器如下三种状况：
(1)6～10kv配电装置出线回路数不超过5回。
(2)35～66kv配电装置出线回路数不超过3回。
(3)110kv～220kv配电装置出线回路数不超过2回。
依照本站实际状况，在35KV负荷中一、二类负荷比较小。但是，发生断电时，会导致生产机械寿命缩短产品质量下降和一定经济损失.因而要尽量保证其供电可靠性。因而选取方案Ⅰ，即单母分段接线。
2.3.3 10kv侧
对10kv侧主接线拟定了两种方案：

图2-3
单母线分段接线优缺陷：
长处：①用断路器把母线分段后，对重要顾客可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；②当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。
缺陷：①当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线问路都要在检修期间内停电；②当出线为双回路时，常使架空线路浮现交叉跨越；②扩建时密向两个方向均衡扩建。
双母线接线伏缺陷：
长处：
（1）供电可靠。通过两组母线隔离开关倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属一条回路和与此隔离开关相连该组母线，其他回路均可通过此外一组母线继续运营，但其操作环节必要对的。例如：欲检修工作母线，可把所有电源和线路倒换到备用母线上。其环节是：先合上母联断路器两例隔离开关，再合母联断路器QF，向备用母线充电，这时，两组母线等电位，为保证不中断供电，按“先通后断”原则进行操作，即先接通备用母线上隔离开关，再断开工作母线上隔离开关。完毕转换后，再断开母联QF及其两侧隔离开关，即可使原工作母线退出运营进行检修。
（2）调度灵活。各个电源和各个回路负荷可以任意分派到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运营方式调度和潮流变化需要。通过倒闸操作可以构成各种运营方式。例如：当母联断路器闭合，进出线分别接在两组母线上，即相称于单母线分段运营；当母联断路器断开，一组母线运营，另一组母线备用．所有进出线均接在运营母线上，即相称于单母线运营，两组母线同步工作，并且通过母联断路器并联运营，电源与负荷平均分派在两组母线上，即称之为固定连接方式运营。这也是当前生产中最惯用运营方式，它母线继电保护相对比较简朴。
依照系统调度需要，双母线还可以完毕某些特殊功能。例如：用母联与系统进行同期或解列操作；当个别回路需要单独进行实验时(如线路检修后需要实验)，可将该回路单独接到备用母线上运营；当线路运用短路方式熔冰时，亦可用一组备用母线作为熔冰母线，不致影响其他回路工作。
（3）扩建以便。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线电源和负荷自由组合分派，在施工中也不会导致原有回路停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。
（4）便于实验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开。
缺陷：
（1）增长了电气设备投资。
（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器需在隔离开关和断路器之间装设闭锁装置。
（3）当馈出线断路器或线路侧隔离开关故障时停止对顾客供电。
依照本站实际状况，10KV侧出线共计14回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回最大负荷1.6MVA，负荷功率因数为0.80，最大负荷运用小时数为5000h以上，一、二类负荷占总最大负荷50%。因而一、二类负荷比较大。若发生停电会导致不良社会影响，严重时导致重大经济损失和人员伤亡，必要保证其供电可靠性。且此电压级别出线回数多，需经常倒换。因而选取方案Ⅱ双母接线。
表2—3 主接线方案表
110kv
35kv
10kv
单母分段接线
单母分段
双母接线
第三章 主变压器选取
在发电厂和变电站中，用来向电力系统或顾客输送功率变压器，称为主变压器；用于两种电压级别之间互换功率变压器，称为联系变压器；只供本所（厂）用变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器选取。
3.1 主变压器容量选取
3.1.1 主变压器选取原则
1）主变压器容量普通按变电所建成后5～规划负荷选取，恰当考虑到远期10～负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与都市规划相结合。
2）依照变电所所带负荷性质和电网构造来拟定主变压器容量。对于有重要负荷变电所，应考虑当一台主变压器停运时，别的变压器容量在计其过负荷能力后容许时间内，应保证顾客一级和二级负荷；对普通性变电所，当一台变压器停运时，别的变压器容量应能保证所有负荷70%～80%。
3）同级电压单台降压变压器容量级别不适当太多。应从全网出发，履行系列化、原则化。
3.1.2 主变压器容量拟定

考虑同步系数时容量：(同步率取0.85)
S=70.4
考虑到2%负荷增长率时容量：

最后单台主变压器容量：

因此应选容量为50MVA主变压器。因而每台容量为50MVA，两变压器同步运营。电压级别：110kV/35kV/10kV，各侧容量比为：50：50：50。
3.2 绕组数和绕组连接方式选取
参照《电力工程电气设计手册》和相应规程中指出：在具备三种电压变电所中，如果通过主变各绕组功率达到该变压器容量15％以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所实际状况，由主变容量选取某些计算数据，明显满足上述状况。故此变电所主变选取三绕组变压器。
参照《电力工程电气设计手册》和相应规程指出：变压器绕组连接方式必要和系统电压一致，否则不能并列运营。电力系统中变压器绕组采用连接方式有Y和△型两种，并且为保证消除三次谐波影响，必要有一种绕组是△型，国内110KV及以上电压级别均为大电流接地系统，为获得中型点，因此都需要选取连接方式。对于110KV变电所35KV侧也采用连接方式，而6-10KV侧采用△型连接方式。
故此变电所主变应采用绕组连接方式为：YN，yn0,d11接线。
3.3 主变调压方式
普通型变压器调压范畴小，仅为±5%，并且当调压规定变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调节普通变压器分接头办法就无法满足规定。此外，普通变压器调节很不以便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它调压范畴较大，普通在15%以上，并且要向系统传播功率，又也许从系统反送功率，规定母线电压恒定，保证供电质量状况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而规定变压器可以副边电压保持一定范畴时，有载调压可解决。
由以上知，此变电所主变压器采用有载调压方式。
3.4 变压器冷却方式选取
依照主变压器型号有：自然风冷式、逼迫油循环风冷式、逼迫油循环水冷式、逼迫导向油循环式等。然而自然风冷却合用于7.5MVA如下小容量变压器。容量不不大于10MVA变压器采用人工风冷。从经济上考虑，结合本站选用50MVA变压器，应选用逼迫空气冷却。
综上所述，故选取主变型号SFSZ7-50000/110型三相三绕组有载调压变压器，其参数如下表：
表3—1 变压器技术数据
型 号
电压组合及分接范畴
阻抗电压
空载电流
连接组
高压
中压
低压
高-中
高-低
中-低

1．3
YN，yn0,d11
SFSZ7-50000/110
110±8×1．25%
38．5±5%
10．5，
11
10.5
17.5
6.5

第四章 参数设定及阻抗归算
4.1 参数设定
取基准功率，变压器额定功率。
4.1.1 变压器阻抗计算
1）由变压器参数可知：
UK(1-2)%=10.5， UK(3-1)%=17.5， UK(2-3)%=6.5，
UK1 %= [UK(1-2)%+UK(3-1)%-UK(2-3)%]/2=10.75
UK2%=1/2[UK(1-2)%+ UK(2-3)%- UK(3-1)%]=-0.25
UK3%=1/2[UK(3-1)% +UK(2-3)%- UK(1-2)%]=6.75
2）各绕组电抗标么值为:
XT1*= (UK1%/100)×(SB/SN)= (10.75/100) ×(110/50)=0.215
XT2*= (UK2%/100)×(SB/SN)= (-0.25/100) ×(110/50)=0
XT3*= (UK3%/100)×(SB/SN)= (6.75/100)(110/50)=0.135
3）系统阻抗（由原始资料知）
归算到110kV侧标幺值：
X1*=0.0495
4）系统等值网络图如下图：

图4—1 系统等值网络图
4.1.2 系统及主变压器归算到110KV侧等值阻抗有名值
1）变压器：

2）系统：

4.2 短路电流计算（归算在110KV侧）
（1）两台并列运营最大三相短路电流
① 35KV侧：

② 10KV侧：

(2) 单台运营时最大三相短路电流
① 35KV侧：

② 10KV侧：

(3) 在10KV侧三相短路电流最小值
① 两台并列运营

② 单台运营

4.3 阻抗及短路电流计算成果
4.3.1 阻抗计算成果表（归算到110KV侧）
名 称
类 别
变压器阻抗
系统阻抗

标幺值
0.215
0
0.135
0.0495
有名值（）
28.43
0
16.53
6.54

4.3.2 短路电流计算成果（归算到110KV侧）
运营方式
短路点
最大短路电流（A）
最小短路电流（A）
两台并列运营
单台运营
两台并列运营
单台运营
35KV侧
1839
1899
1839
1899
10KV侧
1143
1289
1143
1289
第五章 继电保护配备
5.1 继电保护基本知识
5.1.1 基本概述
电能是一种特殊商品,为了远距离传送,需要提高电压,实行高压输电,为了分派和使用,需要减少电压,实行低压配电,供电和用电。发电----输电----配电----用电构成了一种有机系统。普通把由各种类型发电厂,输电设施以及用电设备构成电能生产与消费系统称为电力系统。电力系统在运营中,各种电气设备也许浮现故障和不正常运营状态。不正常运营状态是指电力系统中电气元件正常工作遭到破坏,但是没有发生故障运营状态,如:过负荷,过电压,频率减少,系统振荡等。故障重要涉及各种类型短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。其中最常用且最危险是各种类型短路,电力系统短路故障会产生如下后果:
(1)故障点电弧使故障设备损坏；
(2)比正常工作电流大许多短路电流产生热效应和电动力效应,使故障回路中设备遭到破坏；
(3)某些电力系统电压大幅度下降,使顾客正常工作遭到破坏,影响公司经济效益和人们正常生活；
(4)破坏电力系统运营稳定性,引起系统振荡,甚至使电力系统崩溃,导致大面积停电恶性循环；
故障或不正常运营状态若不及时对的解决,都也许引起事故。为了及时对的解决故障和不正常运营状态,避免事故发生,就产生了继电保护,它是一种重要反事故办法。继电保护涉及继电保护技术和继电保护装置,且继电保护装置是完毕继电保护功能核心,它是能反映电力系统中电气元件发生故障和不正常运营状态,并动作于断路器跳闸或发出信号一种自动装置。
继电保护任务是:
(1)当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动,迅速,有选取地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运营。
(2)当电力系统中某电气元件浮现不正常运营状态时,能及时反映并依照运营维护条件发出信号或跳闸。
5.1.2 继电保护装置基本原理
咱们懂得在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，固然有变化也许明显，有不够明显，而变化明显参量就适合用来作为保护判据，构成保护。例如：依照短路电流较正常电流升高特点，可构成过电流保护；运用短路时母线电压减少特点可构成低电压保护；运用短路时线路始端测量阻抗减少可构成距离保护；运用电压与电流之间相位差变化可构成方向保护。除此之外，依照线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理保护。固然还可以依照非电气量变化来构成某些保护，如反映变压器油在故障时分解产气愤体而构成气体保护。
原则上说：只要找出正常运营与故障时系统中电气量或非电气量变化特性（差别），即可形成某种判据，从而构成某种原理保护，且差别越明显，保护性能越好。
继电保护装置构成：

被测物理量－－→测量－－→逻辑－－→执行－－→跳闸或信号
↑
整定值
（1）测量元件：其作用是测量从被保护对象输入关于物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定整定值进行比较，依照比较成果给出逻辑信号，从而判断保护与否该起动。
（2）逻辑元件：其作用是依照测量某些输出量大小，性质，输出逻辑状态，浮现顺序或它们组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后拟定与否应跳闸或发信号，并将关于命令传给执行元件。
（3）执行元件：其作用是依照逻辑元件传送信号，最后完毕保护装置所肩负任务。如：故障时跳闸，不正常运营时发信号，正常运营时不动作等。
5.1.3 对继电保护基本规定
（1）选取性：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营，以尽量减小停电范畴。
（2）速动性：是指保护迅速切除故障性能，故障切除时间涉及继电保护动作时间和断路器跳闸时间。
（3）敏捷性：是指在规定保护范畴内，保护对故障状况反映能力。满足敏捷性规定保护装置应在区内故障时，无论短路点位置与短路类如何，都能敏捷地对的地反映出来。
（4）可靠性：是指发生了属于它该动作故障，它能可靠动作，而在不该动作时，它能可靠不动。即不发生回绝动作也不发生错误动作。
5.2 变压器保护配备
5.2.1 变压器配备
（一）纵联差动保护
本次设计所采用变压器型号均分别为：SFSZ7-50000/110。对于这种大型变压器而言，它都必须装设单独变压器差动保护，这是由于变压器差动保护普通采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护保护范畴为三组电流互感器所限定区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。因此咱们用纵联差动保护作为两台变压器主保护，其接线原理图如图5--1所示。正常状况下,=即：

（变压器变比）
因此这时Ir=0，事实上，由于电流继电器接线方式，变压器励磁电流，变比误差等影响导致不平衡电流产生，故Ir不等于0 ，针对不平衡电流产生因素不同可以采用相应办法来减小。
尽管纵联差动保护有诸多其他保护不具备长处，但当大型变压器内部产生严重漏油或匝数很少匝间短路故障以及绕组断线故障时，纵联差动保护不能动作，这时咱们还需对变压器装设此外一种主保护——瓦斯保护。

图5--1 纵联差动保护原理示意图
（二）瓦斯保护
瓦斯保护重要用来保护变压器内部故障，它由于一方面简朴，敏捷，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才干做到优势互补，效果更佳。
(1)瓦斯保护工作原理：
当变压器内部发生轻微故障时，有轻瓦斯产生，瓦斯继电器KG上触点闭合，作用于预告信号；当发生严重故障时，重瓦斯冲出，瓦斯继电器下触点闭合，经中间继电器KC作用于信号继电器KS，发出警报信号，同步断路器跳闸。瓦斯继电器下触点闭合，也可运用切换片XB切换位置，只给出报警信号。
(2)瓦斯保护整定：
瓦斯保护有重瓦斯和轻瓦斯之