变压器继电保护设计方案.docx

1、变压器继电保护设计方案变压器继电保护设计方案1.总降压变电站主结线的确定1.1主结线定义总降压变电站的电气主结线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线 及电缆等电气设备，按一定顺序连接组成的电路。1.2主结线基本要求对电气主结线的基本要求是：1根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性。2电气主结线应具有一定的运用灵活性。3结线简单，运行方便。4在保证安全可靠供电的基础上，力求投资少，年运行费用低。1.3主结线方案确定根据系统电源情况，供电电压有两个方案121 O方案1：工作电源与备用电源均用35KV电压，在这个方案中，工厂总降压 变电站采用内桥式接线。方案2：工作电源采用35KV电压，工厂总降

2、压变电站选用一台主变压器，构成线路变压器单元结线，备用电源采用10KV电压。1.4主结线特点为了保证一级负荷的正常供电，决定总降压变电站采用单母线分段主结线方式。 该主结线的主要特点如下：1.总降压变电站设一台5000kV A、35/10 kV的降压变压器，变压器与35kV架空 线路结成线路一变压器组单元结线。在变压器高压侧安装少油式断路器，以便于 变电站的控制、运行和维修。2.总降压变电站的10kV侧采用单母线分段接线，用10kV少油式断路器将母线分 成两段。3.主变压器低压侧用少油式断路器接到10kV母线的一个分段上；10 kV的备用线 路也经少油式断路器接到10kV母线的另一分段上。4.

3、各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电的可靠性。5.根据规定，备用电源只有在主电源停止运行及主变压器故障或检修时才能投入。因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而 10KV母线的分段断路器在正常时是闭合的。6在10kV母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置 （APD）,当工作电源因故障而断开时，备用电源会立即投入。当主电源发生故障时，变电站的操作电源来自备用电源断路器前的所用电变压为了选择高压电气设备，整定继电保护，需要计算总降压变电站的35KV侧、 10KV侧母线以及厂区高压配电线路末端（即车间变电站高压侧）的短路电流，但因工 厂厂区不大，总降压变电站到总降压最远车间的

4、距离不过数百米，因此10KV母线与 10KV线路末端处的短路电流差别极小，故只计算主变压器高、低电压侧母线两点短 路电流。短路电流按正常运行方式计算，计算电路如图 3所示。根据计算电路作出的计算短路电流的等值电路如图 4所示。图4基本等值电路 2.1求各元件电抗，用标幺值计算设基准容量Sd =1000MVA基准电压 Udi=37KV Un二 10.5KV系统电抗X汽已知地区变电站110KV母线的短路容量:Sk=1918MVAS标幺值二实际值/基准值：X二H二s时Sk又因为X, 丄*，箒Xx竺二怛=0.52S k Sk 1918地区变电站三绕组变压器的高压一中压绕组之间的电抗标幺值: %U I-

5、H| S d10.51000XI-H =3.3100S NT10031.535KV供电线路的电抗标幺值：d1000X*1 Xo L 40.3595 21.3Ud .37LGJ-35型钢芯铝绞线几何距离1时的电抗为0.359/Km囚总降压变电站的主变压器电抗标幺值:v = u k% Sd 7 1000 二 |4100 Snt 100 52.2K1 点三相短路电流计算：系统最大运行方式，等值电路如图5o图5系统最大运行方式的等值电路短路回路阻抗：X 3 3X *klmax = X*t-t +X*1 二 0.52+1.3=3.472 2按无限大系统计算，计算K1点三相短路电流标幺值为：g = I*p

6、 二水 *（3）= 1一 = =0.29X *klmax 3 .47 可求的基准电流：-Sd 1000Id. 3U d. = 3 37 =16 KA从而求的K1点三相短路电流的有名值：KA际屮XI 75.6 X 0.29=4.5冲击电流为：ishki =2.551=2.55 X4.5 = 11.48 KAK1点短路容量为：二 二 1000 二288.18 MVA系统最小运行方式等值电路图6图6系统最小运行方式等值电路短路回路总阻抗：X*kmin =0.52+3.3+1.3=5.12 三相短路电流标幺值：bu = =0.1955.12其他计算结果见表2。表2K1点三相短路电流计算结果项目k（3）

7、IishS k（3）计算公式! （3）Idl I k1Ik（3） I 2.551 SdXki系统最大运行方式4.54.511.48288.18系统最小运行方式3.053.057.78195.312.3K2点三相短路电流计算(1)系统最大运行方式下短路回路总阻抗：AX*k2max X*b 叮(1 口)二 + +X*1 + X*T =0.52+3.3/2+1.3+14=17.74(2)系统最小运行方式下短路回路总阻：X仙 m =0.52+3.3+1.3+14 二 19.12基准电流：5 Sd 1000 KA：3Ud2 一$3 *10.5 一5K2点三相短路电流计算结果见下表3o表3 K2 点三相短

8、路电流计算结果项目I K(3)1(3)ish(3)Sk( 3)计負於忒I /xd 2 K2I) I 2-55T /Sd X系统最大运行方 式3.23.28.1657.24系统最小运行方2.872.877.3152.303.电气设备的选择工厂总降压变电站的各种高压电气设备，主要指610千伏以上的断路器，隔 离开关，负荷开关，熔断器，互感器，电抗器，母线，电缆支持绝缘子及穿墙套管 等。这些电气各自的功能和特点不同，要求的运行条件和装设环境也各不同，但 也具有共同遵守的原则【3。电气设备要能可靠的工作，必须按正常条件进行选择, 并且按断路情况进行稳定检验。对于供电系统高压电气设备的选择，除了根据正常

9、运行条件下的额度电压、额度 电流等选择条件外，还应该按短路电流所产生的电动力效应及热效应进行校验。“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”，这是高压电气设备选择的一般原则。3.1在选择供电系统的高压电气设备时，应进行的选择及校验项目见表四 (1表四选择电气设备时应校验的项目校验项目设备名称电压/KV电流/A遮断容量/MVA短路电流校验动稳定热稳定断路器XXXXX负荷开关XXXXX隔离开关XXXX熔断器XXX电流互感器XXXX电压互感器X支柱绝缘子XX套管绝缘子XX母线XXX电缆XXX限流电抗器XXXX注：表屮“ X”表示选择及校验项目FiM 10由于跨距在两个以上，所以选择:MW3.2 35

10、KV侧设备，设备名称及型号见表5表5 35KV侧电气设备设备称计算数据 、高压断路器SW2-35/1000隔离开关GW2-35GD/6(0电压互）感器JDJJ-35电流互感器LCW-35避雷器FZ-35U = 35KV35KV35KV35KV35KV35KVI = 82.48A1000A600A150/5h(3 =4.5KVSk = 288.18MVA1500MVAi sh= 11.48KV63.4KA50KA21.2KA12 t i =4.5 2*0.34I(2*t = 24.8 2 *4142*4 M95.063.3 10KV 侧设备，设备名称及型号见表6isle表6 10KV 侧电气设备

11、（变压器低压侧及备用电源进线）、设备数据 、高压断路器隔离开关电流互感器隔离开关备注SN10-10/600GN8-10T/600LAF10-300/5GN6-10T/600采用GG-10高压 开关柜U= 10KV10KV10KV10KV10KVI=274.9A600A600A3 00/5 A600A1 sh=8.16KV52KA52KA57KA52KAI2ti=3.22*0.34It 2*t=20 2 *42 ”20 *5? ” Am(100.3) *12”20 *510KV侧设备，设备名称及型号见表7。表7 10KV馈电线路设备称及型号高压断路器隔离开关电流互感器计算数楮、SN8-10GN8

12、-10LDC-10/0.5-300/5U 10KV10KV10KV10KVI 46A600A400A300/5ish 8.15 KA33KA50KA135$ 0.3I2 ti 3.22 0.211.62 4142 5Sk 57.24MVA200MVA3.410KV母线选择1）变压器低压侧引出线选择主变压器低压侧引出线按经济电流密度选择 工作电流：5000I ca=I ca= =274.94 A3 * 10.5母线计算截面：S=冬=27494_=305 49 mm2Jec 0.9选用标准截面6 50 mm2的铝母线允许电流740A大于工作电流274.94A,满足要热稳定校验:S min I M

13、1 1.48 * 1000 *W).34 2二 C 二 87 二76.94v6*50 mm,满足要求动稳定校验母线采用平放装设：W=0.167bh2=0.167*0.6*5 2=2.5 cm 22f =167 m_二 l.f)7 * I I.4X 2 ?二9.28*10 亠 kg/cma 25母线最大允许跨度 已知：y =700 kg/cm 2434.25 cm进线的绝缘子间距离取2米即可。绝缘子采用ZNA-10MM破坏负荷375公斤，满足要求。2) 10KV母线选择按发热条件选用4 40 mn?铝母线允许电流395A大于计算电流。按上述计算的热稳定最小截面为 76.94 mm2小于4 40 mm2满足要求。动稳定校验母线平放：2W =0.167 bh =0.167 0.4 42=1.07 cm,根据前面计