变电所整定继电保护设计专业方案.doc
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1、1 引言本设计依据所给基础资料,作出了该区地面35kV变电所初步设计。本设计以实际负荷为依据,以变电所最好运行为基础,根据相关要求和规范,完成了满足该区供电要求35kV变电所初步设计。 设计中先对负荷进行了统计和计算,选出了所需主变型号,然后依据负荷性质及对供电可靠性要求确定主接线设计,考虑到短路对系统严重影响,设计中进行了短路计算。设计中还对关键高压电器设备进行了选择和计算,如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。另外还进行了防雷保护设计和计算,提升了整个变电所安全性。1.1 变电站站址选择标准变电所设计应依据工程 年发展计划进行,做到远、近期结合,以近期为主,正确处理近期建设和远期发
2、展关系,合适考虑扩建可能;变电所设计,必需从全局出发,统筹兼顾,根据负荷性质、用电容量、工程特点和地域供电条件,结合国情合理地确定设计方案;变电所设计,必需坚持节省用地标准。变电所应建在靠近负荷中心位置,这么能够节省线材,降低电能损耗,提升电压质量,这是供配电系统设计一条关键标准。变电所总平面部署应紧凑合理,依据 变电站设计规范第 条,变电站站址选择,依据下列要求综合考虑确定: (1)靠近负荷中心。 (2)节省用地,不占或少占耕地及经济效益高土地。 (3)和乡或工矿企业计划相协调,便于架空线和电缆线路引入和引出。 交通运输方便。 (4)含有适应地形,地貌,地址条件。2电气主接线设计及变压器选择
3、分析任务书给定原始资料,依据变电所在电力系统中地位和建设规模,考虑变电所运行可靠性、灵活性、经济性,全方面论证,确定主接线最好方案。 2.1 原始资料分析 1.C1 系统: X1= 0.05/0.1; X2=X1 ; X1 以100MVA,37KV为基准标幺值,分子为最大方法,分母为最小方法阻抗标幺值。2.C2系统: X1= 0.06/0.12; X2=X1 ; X1 以100MVA,37KV为基准标幺值,分子为最大方法,分母为最小方法阻抗标幺值。3.A 站:有两台双卷变压器 容量为231.5MVA 3542.5%/11kv ;Uk%=8% 4.35KV线路X1=0.4/km ;10KV电缆线
4、路R=0.45/km ,X=0.08/km5.XL-1 最大负荷15MVA ;XL-2最大负荷10MVA;XL-3最大负荷8MVA ; XL-4最大负荷10MVA ;XL-5最大负荷10MVA ;XL-6最大负荷15MVA 。其中一类负荷45%;二类负荷25%;三类负荷30%。 XL-1和XL-6为双回线。注:图中35kV和10kV母线断路器是闭合。能够判定本站为关键变电站,在进行设计时,应该侧重于供电可靠性和灵活性。 2.2电气主接线方案运行方法:以C1、C2全投入运行,线路全投。DL1合闸运行为最大运行方法;以C2停运,右边线路停运,DL1断开运行为最小运行方法。已知变电所10KV出线保护
5、最长动作时间为1.5s。 电力系统在运行中,可能发生多种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险故障是发生多种型式短路,发生短路后经过故障点很大短路电流,可能会造成故障元件损坏,寿命缩短,电力系统中部分地域电压大大降低,破坏用户工作稳定性严重时可能造成整个系统瓦解。继电保护装置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一个自动装置,它能够自动快速有选择性将故障元件从电力系统中切除,能够反应电器元件不正常运行状态,并依据运行维护条件而动作于发出信号减负荷或跳闸。所以变电所继电保护和自动化装置计划意义十分重大。 3 短路电流计算3.1 系统等效电路图 C1 C
6、2 1 2 3 4 0.292 0.38 DL1 d15 6 0.254 0.254 DL6 d2 XL=3.628 D3图3.1 系统等效电路图 (各阻抗计算见3.2)3.2 阻抗计算(均为标幺值)基准参数选定:SB=100MVA,UB=Uav即:35kV侧UB=37KV,10kV侧UB=10.5KV。C1 系统: X1= 0.05/0.1; X2=X1 ; X1 以100MVA,37KV为基准标幺值,分子为最大方法,分母为最小方法阻抗标幺值。C2系统: X1= 0.06/0.12; X2=X1 ; X1 以100MVA,37KV为基准标幺值,分子为最大方法,分母为最小方法阻抗标幺值。 线路
7、:已知35KV线路X1=0.4/km L1:X3 =l1 X1SB/UB2=0.410100/372=0.292 L2:X4=l2 X1SB/UB2=0.413100/372=0.38变压器:B1,B2:X5=X6=(Uk%/100)SB/S=0.08100/31.5=0.2543.3 短路电流计算 3.3.1最大运行方法系统化简图3.2(a)所表示。 X7=X1+X3 =0.05+0.292=0.342 X8=X1+X4=0.1+0.38=0.48X9=X7X80.199X10=X9+X50.199+0.254=0.453据此,系统化简图3.2(b)所表示故知35KV母线上短路电流:Id1m
8、ax=IB1/X9=1.56/0.199=7.839(KA)10KV母线上短路电流:Id2max=IB2/X10=5.5/0.453=12.141(KA)折算到35KV侧:Id21max=IB1/X10=1.56/0.453=3.444(KA)对于d3点以XL-6计算 Id3max=5.5/(0.453+1.224)=3.28(KA) 图3.2 系统简化图3.3.2最小运行方法下系统化简图3.3所表示。因C1停运,所以仅考虑C2单独运行结果X11=X8+X5=0.51+0.254=0.764所以35KV母线上短路电流:Id1min=IB1/X8=1.56/0.51=3.059(kA) 所以10
9、KV母线上短路电流:Id2min=IB2/X11=5.5/0.764=7.2(kA)折算到35KV侧: Id2lmin = IB1/X11=1.56/0.764=2.042(kA) 对于d3以XL6进行计算Id3min=5.5/ (0.764+1.224)=2.767(kA)折算到35KV侧:Id3lmin = 1.56/(0.764+1.224)=0.785(kA)图3.2 系统简化4 主变继电保护整定计算及继电器选择4.1 瓦斯保护 轻瓦斯保护动作值按气体容积为250300cm2整定,本设计采取280 cm2。重瓦斯保护动作值按导油管油流速度为0.61.5 cm2整定本,本设计采取0.9
10、cm2。瓦斯继电器选择FJ3-80型。4.2纵联差动保护选择BCH-2型差动继电器。表4.1 Ie及电流互感器变比名 称各侧数据Y(35KV)(10KV)额定电流I1e=S/ U1e=519.6AI2E=S/ U2e=1732A变压器接线方法YCT接线方法YCT计算变比I1e/25=900/5I2e/25=1732/5实选CT变比nl1000/25/25实际额定电流I1e/n1=22.5AI2e/n1=21.65A不平衡电流Ibp22.5-21.65=0.85A确定基础侧基础侧非基础侧4.2.1 确定基础侧动作电流1) 躲过外部故障时最大不平衡电流 Idz1KKIbp (1)利用实用计算式:
11、Idz1=KK(KfzqKtxfi+U+fza)Id2lmax式中:KK可靠系数,采取1.3; Kfzq非同期分量引发误差,采取1; Ktx 同型系数,CT型号相同且处于同一情况时取0.5,型号不一样时取1,本设计取1。 U变压器调压时所产生相对误差,采取调压百分数二分之一,本设计取0.05。fza继电器整定匝书数和计算匝数不等而产生相对误差,暂无法求出,先采取中间值0.05。代入数据得 Idz1=1.3(110.1+0.05+0.05) 3.444=895.4(A)2) 躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时励磁涌流 Idz1= KK Ie (2)式中:KK可靠系数,采取1.3; Ie变压
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