第一篇：35kv變電站設計任務書
35KV變電站設計
成人高等教育畢業設計
題目：35kV箱式變電站設計 摘要
在我國目前箱式變電站使用的廣泛、各行各業都在使用，箱式變電站又稱戶外成套變 電站，
即將高壓受電、 變壓器降壓、
低壓配電等功能有機地組合在一起， 安裝在一個防潮、
防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化， 全封閉運行，特別適用于負荷集中的經濟開發區、工廠、礦山、住 宅
小區等城市 公用設
施，用戶可根
據不同的使用條件、負荷等級選 擇箱式變 電站。
關鍵詞：
箱式變電站;一次系統，二次系統、設計、選型。
目錄
Ⅱ
第一章
引言
第二章
箱式變電站的類型、結構與技術特點 2.1 箱式變電站的類型
2 2.3 箱式變電站的箱體要求
3 第三章 35kV 箱式變電站的總體結構設計
·
4 3.1 箱式變電站對主接線的基本要求
· ·
4 3.2 主接線的選擇
4 3.3 高壓接線方式
5 3.4 箱式變電站箱體的確定
·
5 3.5 變壓器的散熱處理
5 3.6 箱式變電站總體布置
·
5 第四章 35KV 箱式變電站一次系統設計與設備選型
· ·
6 4.1 一次系統設計 6 4.2 箱式變電站設備選型應注意的方面
· · ·
6 4.3 設備選型的基本原理
6 4.4 高壓一次設備的選型
·
7 4.5 低壓一次設備選型 7 4.6 高壓熔斷器的選擇
7 4.7 開關柜的選型
7 第五章 35kV 箱式變電站二次系統設計
·
8 5.1 二次系統的定義及分類
·
8 5.2 電氣測量儀表及測量回路
· · ·
8 5.3 二次系統設計
·
8 5.4 斷路器控制與信號回路
9 5.5 控制回路設計
·
10 結論 ·
11 參考文獻
·
結
論
第一章
引
言
隨著我國經濟的發展、工業經濟集中開發區、工廠、礦山機電的發展，要求高壓 直接進入負荷中心， 形成高壓受電 --- 變壓器降壓 --- 低壓配電的供電格局， 所以供配
電要向節地、節電、緊湊型、小型化的方向發展，箱式變電站 ( 簡稱箱變 ) 正是具有這
些特點的最佳產品，因而在礦山電網中得到廣泛應用。
箱式變電站外殼采用鋼板或者合金板， 配有雙層頂蓋， 隔熱性好。 外殼及骨架全 部經過防腐處理，
具有長期戶外使有的條件。
外形及色彩可與環境相互協調一致。 安
裝方便。 箱變高壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護。 發生一相熔斷器熔斷時， 用熔
斷器的撞針使負荷開關三相同時分閘， 避免缺相運行。
低壓側采用負荷開關加限流熔
斷器保護，自動空氣開關欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發生。
第二章
箱式變電站的類型、結構與技術特點
2.1 箱式變電站的類型
箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。 美式預裝式變電站在我國叫做 “預裝式變電站”或“美式箱變”
，它將變壓器器身、高壓負荷開關、熔斷器及高低 連線置于一個共同的封閉油箱內， 構成一體式布置。
用變壓器油作為帶電部分相間及
對地的絕緣介質。同時，安裝有齊全的運行檢視儀器儀表，如壓力計，壓力釋放閥， 油位計，油溫表等。歐式預裝式變電站以前在我國習慣稱為“組合式變電站” ，它是
將高壓開關設備、
配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個不同的隔室內， 通過電纜或
母線來實現電氣連接。
2.2 箱式變電站的技術特點
箱式變電站的高壓室一般是由高壓負荷開關、高壓熔斷器和避雷器等組成的， 可以進行停送電操作并且有過負荷和短路保護。 低壓室由低壓空氣開關、 電流互感器、 電流表、
電壓表等組成的。
箱式變中的電器設備元件， 均選用定型產品， 元器件的技
術性能均滿足相應的標準要求。 各電器元件之間采用了機械聯鎖， 各電器元件都安裝
結
論
在有足夠強度和剛度的結構上， 以便于導線的連接。 操作采用電動方式， 不需另配電 源，由 TV 引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測、顯示、計量的功能，并能實現 相應的保護功能，
還設有專用的接地導件， 并有明顯的接地標志。 此外為適應戶外工 作環境，
箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結構， 內裝有隔熱材料， 箱體底部和各室
之間都有冷卻進出風口，
采用自然風冷和自動控制的強迫風冷等多種形式， 以保證電
氣設備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動物進入等措施。目前，國內生產的箱 式變的電壓等級：高壓側為 3 ～ 35kV 、低壓側為 0.4 ～ 10kV 。
箱式變電站有如下特點：
(1) 技術先進安全可靠
箱體部分采用目前國內領先技術及工藝， 外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板， 框架采用標
準集裝箱材料及制作工藝， 有良好的防腐性能，
箱體內安裝空調及除濕裝置， 設備運
行不受自然氣候環境及外界污染影響，
可保證在-40℃～+40℃的惡劣環境下正常運 行。
箱體內一次設備采用單元真空開關柜、 干式變壓器、 干式互感器、 真空斷路器 ( 彈
簧操作機構 ) 等技術領先設備，產品無裸露帶電部分，為全絕緣結構，完全能達到零 觸電事故，
全站可實現無油化運行， 安全性高，
二次采用微機綜合自動化系統， 可實
現無人值守。
(2) 工廠預制化
設計時，只要設計人員根據變電站的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設備 的設計，
就可以選擇由廠家提供的箱變規格和型號， 所有設備在工廠一次安裝、 調試
合格，真正實現變電所建設工廠化，縮短了設計制造周期;現場安裝僅需箱體定位、 箱體間電纜聯絡、 出線電纜連接、 保護定值校驗、
傳動試驗及其它需調試的工作， 整
個變電站從安裝到投運大約只需 5 ～ 8 天的時間，大大縮短了建設工期。 。
( 3) 組合方式靈活
箱式變電站由于結構比較緊湊， 每個箱體均構成一個獨立系統， 這就使得組合方 式靈活多變。
(4) 占地面積小。
(5) 投資省、見效快
箱式變電站較同規模綜自變電站減少投資 40 %～ 50 %。
2.3 箱式變電站的箱體要求
第二篇：110kV35kV10kV變電站接入系統設計
發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
目錄
摘要 .................................................. 2 一主變壓器的選擇 ......................................... 2 1.1、主變壓器的選擇 ................................... 2 1.2 主變壓器容量的選擇 ................................ 2
2、變電所主變壓器的容量和臺數的確定 ................... 2 二主接線選擇 ............................................. 3 1.1、主接線選擇要求 ................................... 3 1.
2、對變電所電氣主接線的具體要求 ..................... 4 1.3、根據給定的各電壓等級選擇電壓主接線 ............... 5 1.4母線型號的選擇。 .................................. 6 1.5母線截面的選擇 .................................... 6 三.電氣主接線圖(110kV/35kV/10kV) ....................... 8 四.總結 .................................................. 9 參考文獻 ................................................ 10
1 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
摘要
電隨著電力行業的不斷發展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電穩定性、可靠性和持續性，然而電網的穩定性、可靠性和持續性往往取決于變電所的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經濟合理、擴建方便能是由一次能源經加工轉化成的能源，與其他形式能源相比，它就具有遠距離輸送、方便轉換與控制、損耗小、效率高、無氣體和噪聲污染。而發電廠是將一次能源轉化成電能而被利用。按一次能源的不同，可將發電廠分為火力發電、水力發電、核能發電、以及風力發電、等太能發電廠。這些電能通過變電站進行變電，降電能輸送到負荷區。
一 主變壓器的選擇
1.1、主變壓器的選擇
概述：在合理選擇變壓器時，首先應選擇低損耗，低噪音的S9,S10,S11系列的變壓器，不能選用高能耗的電力變壓器。應選是變壓器的繞組耦合方式、相數、冷卻方式，繞組數，繞組導線材質及調壓方式。
在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設備之一，其擔負著變換網絡電壓，進行電力傳輸的重要任務。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的經濟容量，提高網絡的經濟運行素質將具有明顯的經濟意義。 1.2 主變壓器容量的選擇
變電站主變壓器容量一般按建站后5-10年的規劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷Smax的50%-70%(35-110kV變電站為60%)，或全部重要負荷(當Ⅰ、Ⅱ類負荷超過上述比例時)選擇。 即 ?n?1?SN??0.6?0.7?Smax
式中 n—變壓器主變臺數
2、變電所主變壓器的容量和臺數的確定
1. 主變壓器容量的確定
2 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
1.1主變器容量一般按變電所建成5-10年的規劃負荷選擇，并適當考慮到遠期。10-20年的負荷發展
1.2根據變電所所帶負荷的性質，和電網結構，來確定主變壓器的容量。 1.3同等電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網出發，推行系列化，標準化。
2. 主變壓器臺數的確定
2.1對大城市郊區的一次變電所在中低壓側，構成環網的情況下，變電所應裝設2臺主變壓器為宜。
2.2對地區性孤立的一次性變電所，或大型工業專用變電所，在設計時應考慮，裝設3臺主變壓器的可能性。
2.3對于規劃只裝設2臺主變壓器的變電所，其變壓器基礎，應按大于變壓器容量的1-2級設計，以便負荷發展時，更換變壓器的容量。單臺容量設計應按單臺額定容量的70%—85%計算。
二 主接線選擇
1.1、主接線選擇要求：
1.可靠性: 所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件(包括一次和二次設備)在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設計，不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標志如下：
(1)斷路器檢修時是否影響供電;
(2)設備、線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電;
(3)有沒有使發電廠或變電所全部停止工作的可能性等。 (4)大機組、超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。 2..靈活性: 主接線的靈活性有以下幾方面的要求：
3 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
(1)調度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調配電源和負荷;能夠滿足系統在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求。
(2)檢修安全?？煞奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電器保護設備，進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。
(3)擴建方便。隨著電力事業的發展，往往需要對已經投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數均有擴建的可能。所以，在設計主接線時，應留有余地，應能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最小。
3.經濟性: 可靠性和靈活性是主接線設計中在技術方面的要求，它與經濟性之間往往發生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術要求前提下，做到經濟合理。
(1)投資省。主接線應簡單清晰，以節約斷路器、隔離開關等一次設備投資;要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節約二次設備和電纜投資;要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設備;在終端或分支變電站中，應推廣采用直降式(110/6～10kV)變電站和以質量可靠的簡易電器代替高壓側斷路器。
(2)年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數以及避免兩次變壓而增加電能損失。
(3)占地面積小。電氣主接線設計要為配電裝置的布置創造條件，以便節約用地和節省架構、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應采用三相變壓器。
(4)在可能的情況下，應采取一次設計，分期投資、投產，盡快發揮經濟效益。
1.2、對變電所電氣主接線的具體要求：
1按變電所在電力系統的地位和作用選擇。 2.考慮變電所近期和遠期的發展規劃。 3.按負荷性質和大小選擇。
4.按變電所主變壓器臺數和容量選擇。
5.當變電所中出現三級電壓且低壓側負荷超過變壓器額定容量15%時，通常采用三繞組變壓器。
4 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
6.電力系統中無功功率需要分層次分地區進行平衡，變電所中常需裝設無功補償裝置。
7.當母線電壓變化比較大而且不能用增加無功補償容量來調整電壓時，為了保證電壓質量，則采用有載調壓變壓器。
8.如果不受運輸條件的限制，變壓器采用三相式，否則選用單相變壓器。 9.各級電壓的規劃短路電流不能超過所采用斷路器的額定開斷容量。 10.各級電壓的架空線包括同一級電壓的架空出線應盡量避免交叉。
1.3、根據給定的各電壓等級選擇電壓主接線
a：110kv側：
110kv側出線最終4回，本期2回。
所以根據出線回數電壓等級初步可以選擇雙母不分段接線和雙母帶旁路母接線。
1.雙母不分段接線：
優點：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個線路具有相當高的靈活性，當雙母線的兩組母線同時工作時，通過母聯斷路器并聯運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當母聯斷路器斷開后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行。
缺點：當母線故障或檢修時，將隔離開關運行倒閘操作，容易發生誤操作。 2.雙母線帶旁路接線：
優點：最大優化是提供了供電可靠性，當出線斷路器需要停電檢修時，可將專用旁路斷路器投運，從而將檢修斷路器出線有旁路代替供電。 兩組接線相比較：2方案更加可靠，所以選方案雙母線帶旁路接線。
b：35kv側
35kv最終6回
所以根據電壓等級及出線回數，初步確定，雙母線不分段接線和單母線分段帶旁路母線接線。 1. 雙母線接線
優點：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個線路具有相當高的靈活性，當雙母線的兩組母線同時工作時，通過母聯斷路器并聯運
5 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當母聯斷路器斷開后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行。
缺點：當母線故障或檢修時，將隔離開關運行倒閘操作，容易發生誤操作 2.單母線分段帶旁母：
優點：供電可靠性高，運行靈活，但是主要用于出線回路數不多。但負荷叫重要的中小型發電廠及35—110kv的變電所
所以兩個比較所以兩個比較，雙母線接線更加適用，所以選擇雙母線接線。 C:10.kv側： 10kv最終8回
1.單母線不分段線路：
優點：簡單清晰、設備少、投資少;
運行操作方便，有利于擴建。 2. 單母線分段線路：
優點：可提高供電的可靠性和靈活性;
對重要用戶，可采取用雙回路供電，即從不同段上分別引出饋電線，有兩個電源供電，以保證供電可靠性。
任一段母線或母線隔離開關進行檢修減少停電范圍。 缺點：增加了開關設備的投資和占地面積; 某段母線或母線隔離開關檢修時，有停電問題;
任一出線斷路器檢修時，該回路必須停電。 所以選擇單母線不分段。
1.4母線型號的選擇。
矩形鋁母線：220kv以下的配電裝置中，35kv及以下的配電裝置一般都是選用矩形的鋁母線，鋁母線的允許載流量較銅母線小，但價格便宜，安裝，檢修簡單，連接方便，因此在35kv及以下的配電裝置中，首先應選用矩形鋁母線。
1.5母線截面的選擇
1. 一般要求
6 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
裸導體應根據集體情況，按下列技術調節分別進行選擇和校驗
1. 工作電流 2. 經濟電流密度 3. 電暈
4. 動穩定或機械強度 5. 熱穩定
裸導體尚應按下列使用環境條件校驗： 1. 環境溫度 2. 日照 3. 風速 4. 海拔高度
2 按回路持續工作電流選擇
IXU?Ig
Ig—導體回路持續工作電流，單位為A。
IXU— 相應于導體在某一運行溫度、環境條件及安裝方式下長期允許的載流量單位A。
7 溫度25oC、導體表面涂漆、無日照、海拔高度1000m及以下條件。 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
三.電氣主接線圖(110kV/35kV/10kV)
6回出線
35kV
10kv 110kV 2出線
廠用電1線
廠用電2線
2回出線
10kV
110kV
35kV 廠用電線
廠用電線路
8 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
四.總結
課程設計已結束，通過對110kV/35kV/10.5kV/變電站接入系統設計，對發電廠電氣部分的課程有了更深的了解、掌握，初步學會了用所學的知識解決一些問題，初步學會了把理論轉化為實踐。在此設計中需要畫電氣主接線圖，電氣主接線圖大家深知是技術人員進行故障分析所需要的藍圖。變電所作為電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用，對其進行設計勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當地的供電要求，還能有效地減少投資和資源浪費。
9 發電廠電氣部分課程設計 [鍵入文字] 110kV/35kV/10kV變電站接入系統設計
參考文獻
[1]熊信銀. 發電廠電氣部分. 北京: 中國電力出版社，2009. [2] 馬永翔. 發電廠電氣部分. 北京: 北京電力出版社，2014. [3] 朱一綸. 電力系統分析. 北京: 機械工業出版社，2012. [4] 劉寶貴. 發電廠電氣部分. 北京: 中國電力出版社，200.8
10
第三篇：35KV變電站繼電保護設計(精)
前言 (1 1 緒論: (1 1.1 繼電保護的概述 (1 1.1.1 繼電保護的任務 (2 1.1.2 繼電保護裝置具備的基本性能 (2 1.1.3 繼電保護基本原理和保護裝置的組成 (2 1.1.4 繼電保護的發展 (3 2 變電所繼電保護和自動裝置規劃 (4 2.1 系統分析及繼電保護要求 (4 2.2 本系統故障分析 (4 2.3 10KV線路繼電保護裝置 (4 2.4 主變壓器繼電保護裝置設置 (4 2.5 變電所的自動裝置 (5 2.6 本設計繼電保護裝置原理概述 (5 2.6.1 10KV線路電流速斷保護 (5 2.6.2 10KV線路過電流保護 (6 2.6.3 平行雙回線路橫聯方向差動保護 (6 2.6.4 變壓器瓦斯保護 (6 2.6.5 變壓器縱聯差動保護 (6
3 短路電流計算 (7 3.1 系統等效電路圖 (8 3.2 基準參數選定 (8 3.3 阻抗計算(均為標幺值 (8 3.4 短路電流計算 (8 4 主變繼電保護整定計算及繼電器選擇 (10 4.1 瓦斯保護 (10 4.2 差動保護 (11 4.2.1 計算Ie及電流互感器變比 (11 4.2.2 確定基本側動作電流 (12 4.2.3 確定基本側差動線圈的匝數和繼電器的動作電流 (13 4.2.4 確定非基本側平衡線圈和工作線圈的匝數 (14 4.2.5 計算由于整定匝數與計算匝數不等而產生的相對誤差 f (14 m 4.2.6 初步確定短路線圈的抽頭 (14 4.2.7 保護裝置靈敏度校驗 (14 4.3 過電流保護 (14 4.4 過負荷保護 (15
4.5 冷卻風扇自起動 (15 5 課程設計總結 (16 參考文獻 (17 前言
對于一個大電網,故障發生的幾率和故障帶來的擾動是相當大的,如果沒有切除故障的保護裝置,電網是不允許運行的,這就是繼電保護在實際應用中的重要程度,正確安裝保護裝置的必要性是顯而易見的,但在系統復雜的內部連接和與電廠的關系致使很難檢查正確與否,因此有必要采取檢驗手段,保護是分區域布置的,這樣整個電力系統都的到了保護,而不存在保護死區,當故障發生時,保護應有選擇的動作,跳開距離故障點最近開關。
電力系統運行要求安全可靠。但是,電力系統的組成元件數量多,結構各異,運行情況復雜,覆蓋的地域遼闊。因此,受自然條件,設備及人為因素的影響(如雷擊,倒塌,內部過電壓或者運行人員誤操作等,電力系統會發生各種故障和不正常運行狀態。最常見,危害最大的故障是各種形式的短路
電力生產發、送、變、用的同時性,決定了它的一個過程重要性,電力系統要通過設計,組織,以使電力能夠可靠,經濟的送到用戶,對供電系統最大的威脅就是短路故障,它給系統帶來了巨大的破壞作用,因此我們必須采取措施來防范它繼電保護裝置的基本任務是:自動,迅速,有選擇性將系統中的切除,使故障元件損壞程度盡量可能降低,并保證該系統相符故障部分迅速恢復正常運行。反映電器元件的不正常運行狀態,并根據運行維護的具體條件和設備的承受能力,發出信號,減負荷或者延時跳閘
本次課程設計主要是對繼電保護的短路電流的計算,是以《電力系統繼電保護》為基礎的一門綜合課程設計。
1 緒論: 1.1 繼電保護的概述
研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況,以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件(發電機、變壓器、輸電線路等,使之免遭損害,所以稱繼電保護。
1.1.1 繼電保護的任務
當電力系統發生故障或異常工況時,在可能實現的最短時間和最小區域內,自動將故障設備從系統中切除,或發出信號由值班人員消除異常工況根源,以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。
1.1.2 繼電保護裝置具備的基本性能
繼電保護裝置必須具備以下5項基本性能:①安全性。在不該動作時,不發生誤動作。②可靠性。在該動作時,不發生拒動作。③快速性。能以最短時限將故障或異常消除。④選擇性。在可能的最小區間切除故障,保證最大限度地向無故障部分繼續供電。
⑤靈敏性。反映故障的能力,通常以靈敏系數表示。選擇繼電保護方案時,除設置需滿足以上5 項基本性能外,還應注意其經濟性。即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費,還必須考慮因裝置不完善而發生拒動或誤動對國民經濟和社會生活造成的損失。
1.1.3 繼電保護基本原理和保護裝置的組成
繼電保護裝置要求能反應電氣設備的故障和不正常工作狀態并自動迅速地,有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統中切除,保證無故障設備繼續正常運行,將事故限制在最小范圍,提高系統運行的可*性,最大限度地保證向用戶安全連接供電。
繼電保護裝置的作用是起到反事故的自動裝置的作用,必須正確地區分“正常”與“不正常”運行狀態、被保護元件的“外部故障”與“內部故障”,以實現繼電保護的功能。因此,通過檢測各種狀態下被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據反映的物理量的不同,保護裝置可以構成下述各種原理的保護:
(1反映電氣量的保護
電力系統發生故障時,通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比值(阻抗和它們之間的相位角改變等現象。因此,在被保護元件的一端裝沒的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發生故障時這些基本參數與正常運行時的差別.就可以構成各種不同原理的繼電保護裝置。
例如: 反映電流增大構成過電流保護; 反映電壓降低(或升高構成低電壓(或過電壓保護; 反映電流與電壓間的相位角變化構成方向保護; 反映電壓與電流的比值的變化構成距離保護。
除此以外.還可根據在被保護元件內部和外部短路時,被保護元件兩端電流相位或功率方向的差別,分別構成差動保護、高頻保護等。
同理,由于序分量保護靈敏度高,也得到廣泛應用。
新出現的反映故障分量、突變量以及自適應原理的保護也在應用中。 (2反映非電氣量的保護
如反應溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構成電力變壓器的瓦斯保護、溫度保護等。
繼電保護相當于一種在線的開環的自動控制裝置,根據控制過程信號性質的不同,可以分模擬型(它又分為機電型和靜態型和數字型兩大類。對于常規的模擬繼電保護裝置,一般包括測量部分、邏輯部分和執行部分。測量部分從被保護對象輸入有關信號,再與給定的整定值比較,以判斷是否發生故障或不正常運行狀態;邏輯部分依據測量部分輸出量的性質、出現的順序或其組合,進行邏輯判斷,以確定保護是否應該動作;執行部分依據前面環節判斷得出的結果子以執行:跳閘或發信號。
1.1.4 繼電保護的發展
隨著電力系統容量日益增大,范圍越來越廣,僅設置系統各元件的繼電保護裝置,遠不能防止發生全電力系統長期大面積停電的嚴重事故。為此必須從電力系統全局出發,研究故障元件被相應繼電保護裝置的動作切除后,系統將呈現何種工況,系統失去穩定時將出現何種特征,如何盡快恢復其正常運行等。系統保護的任務就是當大電力系統正常運行被破壞時,盡可能將其影響范圍限制到最小,負荷停電時間減到最短。此外,機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產,特別是大機組和大電力系統的相互影響和協調正成為電能安全生產的重大課題。因此,系統的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮機、爐等設備的承變能力,機、爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統安全經濟運行的實際需要。為了巨型發電機組的安全,不僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障預測技術。
2 變電所繼電保護和自動裝置規劃 2.1 系統分析及繼電保護要求: 本設計35/10KV系統為雙電源35KV單母線分段接線,10KV側單母線分段接線,所接負荷多為化工型,屬一二類負荷居多。
為保證安全供電和電能質量,繼電保護應滿足四項基本要求,即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。
2.2 本系統故障分析: 本設計中的電力系統具有非直接接地的架空線路及中性點不接地的電力變壓器等主要設備。就線路來講,其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。
電力變壓器的故障,分為外部故障和內部故障兩類。
變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障,它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。
變壓器的內部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。
變壓器的不正常運行過負荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及不允許的油面下降。
2.3 10KV線路繼電保護裝置: 根據線路的故障類型,按不同的出線回路數,設置相應的繼電保護裝置如下: 1.單回出線保護:適用于織布廠和膠木廠出線。采用兩段式電流保護,即電流速斷保護和過電流保護。其中電流速斷保護為主保護,不帶時限,0S跳閘。
2.雙回路出線保護:適用于印染廠、配電所和煉鐵廠出線。采用平行雙回線路橫聯方向差動保護加電流保護。其中橫聯方向差動保護為主保護。電流保護作為橫聯方向差動保護的后備保護。
2.4 主變壓器繼電保護裝置設置: 變壓器為變電所的核心設備,根據其故障和不正常運行的情況,從反應各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統的安全性出發,設置相應的主保護、異常運行保護和必要的輔助保護如下: 1. 主保護:瓦斯保護(以防御變壓器內部故障和油面降低 、縱聯差動保護(以防 御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路 。
2. 后備保護:過電流保護(以反應變壓器外部相間故障 、過負荷保護(反應由于 過負荷而引起的過電流 。
3. 異常運行保護和必要的輔助保護:溫度保護(以檢測變壓器的油溫,防止變壓器 油劣化加速和冷卻風機自啟動(用變壓器一相電流的 70%來啟動冷卻風機,防止變壓 器油溫過高 。
2.5 變電所的自動裝置 :
針對架空線路的故障多系雷擊、鳥害、樹枝或其它飛行物等引起的瞬時性短路,其 特點是當線路斷路器跳閘而電壓消失后,隨著電弧的熄滅,短路即自行消除。若運行人 員試行強送,隨可以恢復供電,但速度較慢,用戶的大多設備(電動機已停運,這樣 就干擾破壞了設備的正常工作,因此本設計在 10KV 各出線上設置三相自動重合閘裝置 (CHZ ,即當線路斷路器因事故跳閘后,立即使線路斷路器自動再次重合閘,以減少因 線路瞬時性短路故障停電所造成的損失。
針對變電所負荷性質,縮短備用電源的切換時間,提高供電的不間斷性,保證人身 設備的安全等,本設計在 35KV 母聯斷路器(DL 1及 10KV 母聯斷路器(DL 8處裝設備 用電源自動投入裝置(BZT 。
頻率是電能質量的基本指標之一 , 正常情況下 , 系統的頻率應保持在 50Hz , 運行頻率 和它的額定值見允許差值限制在 0.5Hz 內, 頻率降低會導致用電企業的機械生長率下降, 產品質量降低, 更為嚴重的是給電力系統工作帶來危害, 而有功功率的缺額會導致頻率 的降低,因此,為保證系統頻率恒定和重要用戶的生產穩定,本設計 10KV 出線設置自 動頻率減負荷裝置(ZPJH ,按用戶負荷的重要性順序切除。
2.6 本設計繼電保護裝置原理概述: 2.6.1 10KV 線路電流速斷保護: 根據短路時通過保護裝置的電流來選擇動作電流的, 以動作電流的大小來控制保護 裝置的保護范圍; 有無時限電流速斷和延時電流速斷, 采用二相二電流繼電器的不完全 星形接線方式,本設計選用無時限電流速斷保護。
2.6.2 10KV 線路過電流保護 : 利用短路時的電流比正常運行時大的特征來鑒別線路發生了短路故障, 其動作的選 擇性由過電流保護裝置的動作具有適當的延時來保證, 有定時限過電流保護和反時限過 電流保護; 本設計與電流速斷保護裝置共用兩組電流互感器, 采用二相二繼電器的不完 全星形接線方式,選用定時限過電流保護,作為電流速斷保護的后備保
護,來切除電流 速斷保護范圍以外的故障,其保護范圍為本線路全部和下段線路的一部分。
2.6.3 平行雙回線路橫聯方向差動保護: 通過比較兩線路的電流相位和數值相同與否鑒別發生的故障 ; 由電流起動元件、功 率方向元件和出口執行元件組成, 電流起動元件用以判斷線路是否發生故障, 功率方向 元件用以判斷哪回線路發生故障, 雙回線路運行時能保證有選擇的動作。 該保護動作時 間 0S , 由于橫聯保護在相繼動作區內短路時, 切除故障的時間將延長一倍, 故加裝一套 三段式電流保護,作為后備保護。
2.6.4 變壓器瓦斯保護: 利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內部故障; 當變壓器內 部發生故障時, 電弧使油及絕緣物分解產生氣體。 故障輕微時, 油箱內氣體緩慢的產生, 氣體上升聚集在繼電器里, 使油面下降, 繼電器動作, 接點閉合, 這時讓其作用于信號, 稱為輕瓦斯保護;故障嚴重時,油箱內產生大量的氣體,在該氣體作用下形成強烈的油 流, 沖擊繼電器, 使繼電器動作, 接點閉合, 這時作用于跳閘并發信, 稱為重瓦斯保護。 2.6.5 變壓器縱聯差動保護: 按照循環電流的原理構成。 在變壓器兩側都裝設電流互感器, 其二次繞組按環流原 則串聯, 差動繼電器并接在回路壁中, 在正常運行和外部短路時, 二次電流在臂中環流, 使差動保護在正常運行和外部短路時不動作, 由電流互感器流入繼電器的電流應大小相 等,相位相反,使得流過繼電器的電流為零;在變壓器內部發生相間短路時,從電流互 感器流入繼電器的電流大小不等,相位相同,使繼電器內有電流流過。但實際上由于變 壓器的勵磁涌流、 接線方式及電流互感器誤差等因素的影響, 繼電器中存在不平衡電流, 變壓器差動保護需解決這些問題,方法有: 靠整定值躲過不平衡電流 采用比例制動差動保護。
采用二次諧波制動。 采用間歇角原理。 采用速飽和變流器。
本設計采用較經濟的 BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器, 以提高保護裝置的勵磁 涌流的能力。
3 短路電流計算: 在發電廠和變電所電氣設計中, 短路電流計算是其中的一個重要環節。 其計算的目 的的主要有以下幾個方面: 1 在選擇電氣主接線時, 為了比較各種接線方案, 或確定某一接線是否需要采用限 制短路電流的措施,均需進行必要的短路電流計算。
2 在選擇電氣設備時, 為了保證設備在正常運行和故障狀況下都能安全、 可靠的工 作。同時又力求節約資金,這就需要按短路情況進行全面校驗。
3 在設計屋外高壓配電裝置時,需按短路條件校驗軟導線相間和相對地安全距離。
4 在選擇繼電保護方式和進行整定計算,需以各種短路時的短路電流為依據。 5 接地裝置的設計,也需用短路電流。
短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備, 以及進行繼電保護裝置的整 定計算。
進行短路電流計算,首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上,將短路計算所考慮 的各元件的額定參數都表示出來,并將各元件依次編號,然后確定短路計算點。短路計 算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。
接著,按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖,并計算電路中各主要元件的阻抗。 在等效電路圖上, 只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來, 并標明其 序號和阻抗值,然后將等效電路化簡。一般只需采用阻抗串、并聯的方法即可將電路化 簡,求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。
短路電流計算的方法,常用的有歐姆法(有稱有名單位制法和標幺制法(又稱 相對單位制法
本設計采用標幺制法進行短路計算 3.1 系統等效電路圖: S Ⅱ S Ⅰ
圖 3.1.1 系統等效電路圖 3.2 基準參數選定: SB =100MVA, U B =Uav即:35kV 側 U B =37KV, 10kV 側 U B =10.5KV。
3.3 阻抗計算(均為標幺值 : 系統:X 1=100/200=0.5 X2=100/220=0.456 線路:L1, L2:X 3=X4=L1X l S B /VB 2=0.4×11×100/372=0.321 L3, L4: X5=X 6=L 3 Xl S B /VB 2=0.4×10×100/372=0.292 變壓器:B1, B2:X 7=X8=(U k %/100 S B /S=0.075×100/6.3=1.19 3.4 短路電流計算: 1最大運行方式:系統化簡如圖 3.4.1所示。
其中: X9=X2+X3∥ X4=0.661 X10= X1+X5∥ X6=0.602 X11=X10∥ X9=0.32 X12=X11+X7=1.51 據此,系統化簡如圖 3.4.2所示。
故知 35KV 母線上短路電流:1max 111/1.56/0.324.875( d B I I X KA === 10KV 母線上短路電流 : 2max 212/5.5/1.513.642( d B I I X K A === 折算到 35KV 側 : 21max 112/X 1.56/1.511.03( d B I I KA === 對于 d3點以煉鐵廠計算 : 3max 5.5/(1.512 1.567( d I K A =+=
圖 3.4.1 圖 3.4.2 2 最小運行方式下 :系統化簡如圖 3.4.3所示。 因 S Ⅱ 停運 , 所以僅考慮 S Ⅰ 單獨運行的結果; 13970.6611.191.851X X X =+=+= 所以 35KV 母線上短路電流: I1min 19/1.56/0.6612.36( d b I X K A === 所以 10KV 母線上短路電流: 2min 213/5.5/1.8512.97( B B I I X KA === 折算到 35KV 側 : 21min 113/1.56/1.8510.843( d B I I X KA === 對于 d3以煉鐵廠進行計算 : 3min 5.5/(1.8512 1.428( d I KA =+= 折算到 35KV 側:31min 1.56/(1.8512 0.405( d I K A =+=
圖3.4.3 4 主變繼電保護整定計算及繼電器選擇 4.1 瓦斯保護
作用:用來反映變壓器內部故障和油面降低,它反應于油箱內部故障所產生的氣體或油箱漏油而動作,其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側斷路器,輕瓦斯保護動作于信號。
輕瓦斯保護的動作于信號的輕瓦斯部分,通常按產生氣體的容積整定:對于容量為10MVA以上的變壓器,整定容積為250~300cm2。
瓦斯保護動作于跳閘的重瓦斯部分,通常按氣體繼電器的油流速度整定。(油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關。
輕瓦斯保護的動作值按氣體容積為250~300cm2整定,本設計采用280 cm2。 重瓦斯保護的動作值按導油管的油流速度為0.6~1.5cm2整定,本設計采用0.9 cm2。
瓦斯繼電器選用FJ3-80型。 瓦斯保護的接線原理圖如下:
圖4.1.1瓦斯保護的接線原理圖 4.2 差動保護:
作用:用來反映變壓器繞組和引出線上的相間短路、中性點直接接地系統中系統側繞組和引出線的單相接地短路以及繞組匝間短路、容量在10000kVA及以上的變壓器應裝設縱差動保護。
變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件
1應躲過變壓器差動保護區外出現的最大短路不平衡電流 2應躲過變壓器的勵磁涌流
3在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大負荷時,差動保護不應動作 結合設計要求和實際條件只對其做縱差動保護的整定,所選繼電器型號為BCH—2型差動繼電器。
計算變壓器各側的一次及二次電流值(在額定容量下并選擇電流互感器的變比,可按下表計算。
由于35 kV側二次電流大,因此以35kV側為基本側。 4.2.1 計算Ie及電流互感器變比: 列表如下: S =6300kVA U1e = 35kV U2e=10 kV 名 稱 各側數據 Y (35KV Δ(10KV 額定電流 9.1033/ 11==e e U S I A U S I e e 4.3463/22== 變壓器接線方式 Y Δ CT(電流互感器接線方式 Δ Y
CT 計算變比 5/1805/31=e I =36 5/4.3465/2=e I =69.3 實選CT 變比n l 40 80 實際額定電流 A I e 50.45/31= 33.45/2=e I 不平衡電流Ibp 4.50-4.33=0.17A 確定基本側 基本側(二次電流大 非基本側
4.2.2 確定基本側動作電流: 1躲過外部故障時的最大不平衡電流 1dz K bp I K I ≥…………………(1 利用實用計算式:121m ax (dz K fzq tx i za I K K K f U f Id =+?+? 式中:K K —可靠系數,采用1.3; fzq K —非同期分量引起的誤差,采用1; tx K — 同型系數,CT 型號相同且處于同一情況時取0.5,型號不同時取1,本設計 取1。
ΔU —變壓器調壓時所產生的相對誤差,采用調壓百分數的一半,本設計取0.05。 Δza f —繼電器整定匝書數與計算匝數不等而產生的相對誤差,暫無法求出,先采用中間值0.05。
代入數據得 1 1.3(110.10.050.05 1.03267.8(dz I A =???++?= 2躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復時的勵磁涌流
e K dz I K I =1 (2 式中:K K —可靠系數,采用1.3; e I —變壓器額定電流: 代入數據得 (1.1359.1033.11A I dz =?= 3躲過電流互改器二次回路短線時的最大負荷電流
max 1h K dz Tf K I = (3 式中: K K —可靠系數,采用1.3; 1dz I —正常運行時變壓器的最大負荷電流;采用變壓器的額定電流。 代入數據得
(1.1359.1033.11A I dz =?= 比較上述(1,(2,(3式的動作電流,取最大值為計算值, 即: 1267.8(dz I A = 4.2.3 確定基本側差動線圈的匝數和繼電器的動作電流
將兩側電流互感器分別接于繼電器的兩組平衡線圈,再接入差動線圈,使繼電器的實用匝數和動作電流更接近于計算值;以二次回路額定電流最大側作為基本側,基本側的繼電器動作電流及線圈匝數計算如下: 基本側(35KV 繼電器動作值 111/n I K I dz JX dzis = 代入數據得
13267.8/4011.6(dzis I A =?= 基本側繼電器差動線圈匝數 11/cdjs w o dzis W A I = 式中:w o A 為繼電器動作安匝,應采用實際值,本設計中采用額定值,取得60安匝。
代入數據得 160/11.6 5.17 cdjs W ==(匝 選用差動線圈與一組平衡線圈匝數之和較1cdjs W 小而相近的數值,作為差動線圈整定匝數cdzo W 。
即:實際整定匝數匝(5W =cdz 繼電器的實際動作電流 1I /60/512(dzi w o cdz A W A === 保護裝置的實際動作電流 A K N I I jx dzi dz 1.2773/4012/111=?== 4.2.4 確定非基本側平衡線圈和工作線圈的匝數
平衡線圈計算匝數2W W /W 5(4.5/4.3310.2(phis cdz e cdz I =-=?-= 匝 故,取平衡線圈實際匝數W 0phz = 工作線圈計算匝數W W 5(gz phz cdz W =+= 匝
4.2.5 計算由于整定匝數與計算匝數不等而產生的相對誤差m f ? 04 .0519.0/(019.0(W W /(W W (f =+-=+-=?cdz phis phz
phis m 此值小于原定值0.05,取法合適,不需重新計算。 4.2.6 初步確定短路線圈的抽頭 根據前面對BCH-2差動繼電器的分析,考慮到本系統主變壓器容量較小,勵磁涌流較大,故選用較大匝數的“C-C ”抽頭,實際應用中,還應考慮繼電器所接的電流互感器的型號、性能等,抽頭是否合適,應經過變壓器空載投入試驗最后確定。 4.2.7 保護裝置靈敏度校驗
差動保護靈敏度要求值21≥m K
本系統在最小運行方式下,10KV 側出口發生兩相短路時,保護裝置的靈敏度最低。 本裝置靈敏度 1m 1m in 10.866K I /I 0.86610.843/0.2771 2.72jx d dz K ==??=> 滿足要求。
4.3 過電流保護: 保護動作電流按躲過變壓器額定電流來整定 h K dz K /I K I e1= 式中:K K —可靠系數,采用1.2; h K —返回系數,采用0.85; 代入數據得 (7.14685.0/9.1032.1I A dz =?= 中北大學課程設計說明書 繼電器的動作電流 Idzj = I dz / n1 = 146.7 /(40 / 3 = 6.35( A 電流繼電器的選擇：DL-21C/10 靈敏度按保護范圍末端短路進行校驗，靈敏系數不小于 1.2。 靈敏系數： K1m = 0.866K jx Id31min / I dz = 0.866 × 1× 0.405 / 0.1467 = 2.29 > 1.2 滿足要求。 4.4 過負荷保護： 過負荷保護： 其動作電流按躲過變壓器額定電流來整定。動作帶延時作用于信號。 I dz = K K I e1 / K f = 1.05 ×
103.9 / 0.85 = 128.4( A I dzJ = I dz / n1 = 128.4 × 3 / 40 = 5.56( A 延時時限取 10s，以躲過電動機的自起動。 當過負荷保護起動后，在達到時限后仍未返回，則動作 ZDJH 裝置。 4.5 冷卻風扇自起動： 冷卻風扇自起動： I dz = 0.7 I e1 = 0.7 × 103.9 = 72.74( A I dz1 = I dz / n1 = 72.74 /(40 / 3 = 3.15( A 即，當繼電器電流達到 3.15A 時，冷卻風扇自起動。 第 15 頁 共 17 頁
中北大學課程設計說明書 5 課程設計總結 在課程設計兩個星期的時間里，我不僅將學習的專業知識溫習了一遍，而且還深入 的學習了很多新的繼電保護知識，做出了一些相應的成果，并在這過程中我學到了很有 有效的學習方法和思考方法?？梢哉f，收獲還是挺大的。 在設計開始，我們首先要將以前學過的專業知識系統的復習一遍，尤其是涉及到一 些沒有學過的繼電保護知識，做了許多相關的例題后,才發現由于繼電保護自身所具有 的特點，使得它比較容易入門，而且各種例題也使我增強了做好的信心。 通過本次課程設計對繼電保護和電力系統自動化的課程設計有了進一步的了解和 掌握， 通過對課本和參考書籍的翻閱， 進一步提高了利用手頭資料親自完成設計的能力， 學會了分析原理接線圖和展開圖的分析，也學會了畫電氣工程圖，對繼電保護有了更深 層次的理解和掌握。 在設計中必須做到明確設計目的和題目要求;細心，做到嚴謹、精確,反復修改,精 益求精;使所學的理論知識更加透徹，從而加深對其的理解;在設計中緊扣繼電保護的 四要求：速動性、靈敏性、可靠性、安全性。 通過課程設計，本次課程設計以學生親自動手設計為主，通過積極查閱相關資料， 科學的分析問題。 因此培養了學習積極性、 獨立分析問題、 發現問題和解決問題的能力、 合作溝通的能力，也增強了老師、同學的交流溝通。 這次課程設計不僅是我們的理論知識得到了加強和鞏固，同時，也提高了我的綜合 思維能力，使我明白了學以致用的重要性。 第 16 頁 共 17 頁
中北大學課程設計說明書 參考文獻 [1] 賀家李 宋從矩.電力系統繼電保護原理.第三版.北京：中國電力出版社， 1981:23-98 [2] [3] [4] [5] 劉介才.工廠供電設計指導.北京：機械工業出版社.2000:78-152 孫力華.電力工程基礎.北京：機械工業出版社.1988:45-65 陳 珩.電力系統穩態分析.北京：中國電力出版
社.1995:68-69 李光琦.電力系統暫態分析.北京：中國電力出版社.2003:105-125 第 17 頁 共 17 頁
第四篇：35kV變電站的設計與研究
隨著我國經濟建設的高速發展，現代電網結構日趨復雜，電網容量不斷擴大，電網實時信息傳送量成倍增多，對電網運行的可靠性要求也越來越高。35kV變電站現在雖然在用電量大的城市和經濟發達的城市，但由于它具有投資少、見效快、建設周期短、安裝、運行、維護、檢修技術較容易解決等特點，在廣大的農村地區這種供電方式仍將長期存在。
一、35kV變電站的設計原則：
1、 變電站設計必須認真執行國家的技術經濟政策。并做到，保障人身安全、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經濟合理。
2、 變電站設計，應根據工程特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設和遠期發展的關系，做到近、遠期結合，以近期為主，適當考慮擴建的可能。
3、 變電站設計，在執行本標準的同時原則上尚應符合現行的國家規范、規程和標準規定。
二、35kV變電站的站址選擇
1、 站址應盡量靠近已有公路，并充分利用水文地質條件較好的荒地、坡地、劣地，不占或少占農田。
2、 站址應接近負荷距中心，并便于各級電壓線路的引入引出，架空線路走廊應與站址同時確定。
3、 站址應盡量避開空氣污穢地區，否則應采取有效的防污措施。
4、 站址選擇應考慮對鄰近設施的影響。
5、 站內地面應有適當的坡度，以利排水。
6、 變電站占地面積不超過1000平方米。
三、常見的常規35kV變電站設計
我們日常生活中常見的35kV 變電站設計一般采用的都是戶外裝置，設計安裝有D W 12-35 戶外型多油斷路器，至于10kV 高壓配電裝置則以戶內裝置為主，設計過程中主要采用GG-1A (F) 高壓開關柜，選用的是 SN 10-10 型少油斷路器設備，也有設計過程中選用ZN -10 型戶內高壓真空斷路器，而實際設計過程中以前者較為常見。至于35kV 變電站的繼電保護屏或是控制屏基本采用的都是PK 型，以電磁式繼電器來實現對繼電設備的維護。這一設計過程從整體運行來看是較為安全可靠的，無論是設備安裝還是維修保護都相對簡單，這一常規35kV 變電站設計如今仍在鄉鎮或是山區得以沿用。然而，這套設備的問題就在于設備的整體性能較為落后，從占地面積、造價投資、結構能耗等方面來看都表現出極大的不合理性，整體設計方案與實際的電能消耗存在著較大差距，不利于電力系統的節能與環保。
四、主接線和主設備選擇
1 、主接線選擇
對于經濟基礎較弱工業性用電比例較小且農業負荷比例較大的用電地區，用電最大負荷處在第三季度或者冬季，
二、三季度在圩區防汛抗旱期間負荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準的負荷平臺。設計時主接線一般分兩期實施，終期按兩臺主變考慮。首期工程電氣主接線：35 kV 變電站首期工程一般采用一條 35 kV 進線和一臺主變，因此首期工程電氣主接線宜采用線路――變壓器單元接線。在布置上應對二期工程位置作預留，首期不上的斷路器、隔離開關等利用瓷柱過渡跳線;根據計量管理和電網位置情況決定是否上 35 kV 電壓母線變壓器;35 kV 站變可接在35 kV 進線側，若是10 kV 站變，也可接在10 kV 母線上;10 kV 側電氣主接線采用單母線接線。二期工程電氣主接線：二期工程安裝兩回進線，兩臺主變壓器的主接線。35 kV 側可采用橋形接線。對主變壓器運行方式相對比較穩定，操作較少的35 kV 變電站，宜采用內橋接線;對主變壓器操作較多的 35 kV變電站，宜采用外橋接線。橋形接線和單母線接線相比較可節省一臺斷路器，但操作復雜。
2、主設備選擇
主變壓器的選擇，主變壓器的臺數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有
一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的
一、二級負荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。若運輸條件允許，優先選用全密封變壓器。高壓斷路器應選擇 35kV 等級優先的SF6國產斷路器，10kV等級戶外布置的斷路器優先采用柱上真空斷路器，10kVSF6斷路器在解決壓力指示表、密度繼電器等易引起漏氣的問題后也可選用，高壓隔離開關應選擇35kV高壓隔離開關，優先選用防污型、材質好、耐腐蝕的產品;無人值守變電站優先選用GW4 型帶電動機構的隔離開關?；ジ衅骱捅芾灼鳎簽榉乐硅F磁出現諧振，優先選擇干式電壓互感器，過勵磁時呈容性。若選擇電容器式電壓互感器，可省去高壓側熔斷器。選擇帶0.2級副線圈專用電流互感器。保護用電流互感器選擇獨立式的，但斷路器附帶的套管式電流互感器也可在電氣伏安特性滿足二次要求的情況下采用。直流電源：優先選擇帶微機檢測和遠傳接口的高頻開關電源的成套直流電源裝置，采用5～10A2塊模塊。蓄電池可選閥控全密封鉛酸蓄電池，容量40～80Ah。二次設備：優先選用具有與變電站綜合自動化或RTU靈活接口的微機型繼電保護設備，分散布置10kV保護;35kV保護備用電源發揮聯絡線功能時需配備線路保護，集中組屏布置饋線保護;根據實際情況考慮配置主變縱差動保護。變電站自動化系統：設備選型要求滿足無人值守需要。綜合自動化系統應具備微機“五防”閉鎖及接入火警信號等功能。通信采用數字式載波通信，條件允許可選擴頻、光纖等方式。
五、突出35kV 變電站的綜合性與自動化處理。
35kV 變電站設計中的綜合性主要體現在其系統類別的集中式和分布式方面，無論是其中的管理層還是間隔層都需要通過獨立的操作系統來對系統單元裝置進行系統規劃，以體現必要的工程建設標準。運行人員在對變電站基本數據進行整理與分析時能夠通過簡單的畫面打印實現對控制系統的電能計算，進而更好地促進變電站現場的總線控制與測量結構規劃。
六、結語
35kV電壓登記在我國電力網中是一個重要的電壓等級，35kV變電站在我國縣級電力網中將長期使用。隨著產品不斷更新，相應的新型設備層出不窮，設計方案應力求結線簡單、清晰、操作方便，提高可靠性，限制工程造價，節約土地，減少生產和生活辦公設施建筑物的土建面積。發展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發展。在實際設計工作中，必須按照負荷的性質、用電容量、環境條件、工程特點和地區供電條件及用戶的經濟承受能力，安裝、運行、維護、檢修的技術力量，備品備件購置是否方便，搶修、操作、交通是否便利，將來是否升壓擴建，與調度自動化配合等方面的因素。因此，我們應致力于去優化改善35kV變電站的設計，使之更好的為我們所用。
參考文獻：
【1】 章盛 李江，幾種35kV變電站設計方案的討論，新疆電力，2005(4);
【2】 河北省電力局，農村35kV小型化變電站議計標準，農村電氣化，1994(11);
【3】 李玉平，對35 kV 變電站設計的建議，電網建設，2006(8)
第五篇：35kV電壓等級的變電站規劃設計
四川大學網絡教育學院
本科生(業余)畢業論文(設計)
題 目 35kV電壓等級的變電站規劃設計
辦學學院 四川大學網絡教育學院 校外學習中心
專 業 專升本
年 級 2014春
指導教師 李老師
學生姓名 周偉
學 號 DH1141ZA024
2016年 1 月 17日
本科畢業設計(論文)
摘 要：本次畢業設計的題目是《35kV電壓等級的變電站規劃設計》。根據設計的要求，在設計的過程中，用到了35kV降壓變電站的絕大多數的基礎理論和設計方案，因此在設計過程中側重了知識系統化能力的培養。設計可分為幾部分：原始資料的分析、設計方案的確定、短路電流的相關計算、繼電保護的配置、整定及校驗的確定。 通過本次設計，學習了設計的基本方法，鞏固四年以來學過的知識，培養獨立分析問題的能力，而且加深對變電站的全面了解。
目 錄
第1章 緒論
1.1 國內外現狀
1.2 本設計的意義
1.3 本設計主要工作
第2章 本設計繼電保護分析
2.1 繼電保護概述
2.1.1 繼電保護裝置的定義
2.1.2 繼電保護裝置原
2.1.3 繼電保護的任務
2.1.4 繼電保護裝置的基本要求 2.2 設計原始資料
2.2.1 變電站電氣接線圖
2.2.2 相關設計基礎數據
2.3 本系統工作狀態分析
2.3.1 電力變壓器的故障狀態分析
2.3.2 變壓器的不正常工作狀態分析
2.3.3 線路故障狀態分析
2.4 本設計繼電保護設置
2.4.1 變壓器繼電保護裝設置
2.4.2 線路繼電保護設置
2.5 本設計主要繼電保護原理概述
第3章 短路計算
3.1 短路計算的概念及其意義. 3.1.1 短路電流的危害
3.1.2 短路計算的目的
3.1.3 短路計算的計算步驟
3.2 電力系統的最大和最小運行方式定義 3.3 短路計算部分
3.3.1 系統等效電路簡圖
3.3.2 基準參數的選定
3.3.3 最大運行方式下相關計算
3.3.4 最小運行方式下相關計算
3.3.5 三相短路計算結果表
第4章 變壓器繼電保護的整定計算
4.1 變壓器瓦斯保護
4.2 變壓器差動保護
4.2.1 確定基本側
4.2.2 計算差動保護一次側的電流
4.2.3 差動繼電器基本側動作電流
4.2.4 確定差動繼電器個繞組的匝數
4.2.5 確定非基本側平衡線圈匝數
4.2.6 初步確定短路線圈的抽頭
4.2.7 靈敏度校驗
4.3 變壓器過電流保護 4.3.1 啟動電流按躲過變壓器可能出現的最大負荷電流來整定
4.3.2 繼電器動作電流
4.3.3 靈敏度校驗
4.4 過負荷保護
4.4.1繼電器動作電流整定計算，按躲過變壓器額;
4.4.2動作時限的整定，按躲過允許的短時最大負;
4.5冷卻風扇自啟動
4.5.1整定計算
4.5.2繼電器動作電流
第5章線路保護整定計算
5.135kV線路三段式電流保護計算
5.1.1 4.4.1 繼電器動作電流整定計算，按躲過變壓器額定電流整定
4.4.2 動作時限的整定，按躲過允許的短時最大負荷時間整定
4.5 冷卻風扇自啟動
4.5.1 整定計算
4.5.2 繼電器動作電流 第5章 線路保護整定計算
5.1 35kV線路三段式電流保護計算
5.1.1 第一段無時限電流速斷保護
5.1.2 第二段帶時限電流速斷保護
5.1.3 第三段過電流保護
5.2 10kV線路保護整定計算
5.2.1 電流速斷保護整定
5.2.2 過電流保護整定計算
第6章 防雷與接地
6.1 變電所設備接地設計
6.2 防雷設計
6.2.1 防雷的基本概念
6.2.2 架空線的防雷的措施
6.2.3 變配電所的防雷措施
結論
56 致謝
第1章 緒論
1.1 國內外現狀
電力是當今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。變電所是電力系統在實際運用中的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。變電站是供電系統的樞紐，在生產和生活中占有特殊重要的地位。 電力系統的運行要求安全可靠、電能質量高、經濟性好，便于擴建。但是電力系統的組成元件數量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因素的影響，可能出現各種故障和不正常運行狀態。故障中最常見、危害最大的是各種形式的短路。為此，需要安裝各種形式的保護裝置，用分層控制方式實施安全監控系統，對包括正常運行在內的各種運行狀態實施監控，以確保電力系統安全正常且更好的運行。
數字化變電站技術是變電站自動化技術發展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統的各方面將產生深遠的影響。數字化變電站三個主要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網絡化，符合IEC61850標準”，即數字化變電站內的信息全部做到數字化，信息傳遞實現網絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能共享統一的信息平臺。這使得數字化變電站在系統可靠性、經濟性、維護簡便性方面均比常規變電站有大幅度提升。
展望繼電保護的未來發展 繼電保護技術發展趨勢向計算機化，網絡化，智能化，
保護、控制、測量和數據通信一體化發展。隨著計算機技術的飛速發展及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展，出現了一些引人注目的新趨勢。
1.2 本設計的意義
本次畢業設計內容為35KV變電站的繼電保護。本次設計的主要目的在于使學生整合大一至大四所學的知識，通過設計的手段從而達到檢測學習情況目的。學習的最終目的就是結合實際將經驗與創新應用于社會，為社會培養一個符合要求的高素質人才，體現了學校注重對學生理論加動手能力的培養、社會生產中對畢業生實際操作能力的必要要求。此次設計亦是對大學四年學習生涯的一個最終考察，對教學的一次驗收，通過設計，可拓展自動化專業的知識，掌握相關工程規范，培養學生分析與解決實際問題的能力。
本次設計以35KV降壓變電所為主要設計對象，在分析變電所主接線的構成和特點的基礎上，確定保護的方式和類型;進行主變壓器和10KV出線線路的繼電保護設計、整定計算等;進行控制、計量等相關設計;按規范要求繪制保護原理配置圖。
分析變電站的原始資料所給變電所的主接線，電壓器臺數、容量及型號，根據短路計算的結果，對變電所的一次設備進行選擇和校驗，同時完成出線電路的保護設計，最后進行有效的系統保護。 1.3 本設計主要工作
根據所給數據和系統圖，分析和確定變壓器以及出線的繼電保護，繪制相關保護的原理配置圖。進行相關的計算，包括一些阻抗計算、主變壓器繼電保護的配置以及線路繼電保護的計算與校驗的研究等。
第2章 本設計繼電保護分析
2.1 繼電保護概述
2.1.1 繼電保護裝置的定義
根據張保會、尹碩根主編《電力系統繼電保護》，一般將電能通過的設備成為電力系統的一次設備，如發電機、變壓器、斷路器、母線、輸電線路、補償電容器、電動機以及其他用電設備等。對一次設備的運行狀態進行監視、測量、控制和保護的設備，稱為二次設備。繼電保護裝置就是能反映電力系統當中電氣設備發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。
2.1.2 繼電保護裝置原理
電力系統運行時存在正常、不正常工作和故障三種運行狀態，要完成電力系統繼電保護的基本任務，首先必須“區分”電力系統的這三種運行狀態，并且要“甄別”出發生故障和出現異常的元件。而要進行“區分和甄別”，必須尋找電力元件再者三種運行狀態下的可測量(繼電保護主要測電氣量)的“差異”，提取和利用這些可測參量的“差異”，實現對正常、不正常工作和故障元件的快速“區分”。依據可測量電氣量的不同差異，可以構成不同原理的繼電保護。目前已經發現不同運行狀態下具有明顯差異的電氣量有：流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向;元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值;元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。 繼電保護裝置原理如下圖
圖2-1 繼電保護裝置原理圖
(1) 測量比較元件
測量比較元件用于測量通過被保護電力元件的物理參量，并與其給定的值進行比較，根據比較的結果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應該啟動。根據需要繼電保護裝置往往有一個或多個測量比較元件。常用的測量比較元件有：被測電氣量超過給定值動作的過量繼電器，如過電流繼電器、過電壓繼電器、高周波繼電器等;被測電氣量低于給定值動作的欠繼電器，如低壓繼電器、阻抗繼電器、低周波繼電器等;被測電壓、電流之間相位角滿足一定值而動作的功率方向繼電器等。
(2) 邏輯判斷元件
邏輯判斷單元根據測量比較元件輸出邏輯信號的性質、先后順序、持續時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘、發出信號或不動作，并將對應的指令傳給執行輸出部分。
(3) 執行輸出元件
執行輸出元件根據邏輯判斷部分傳來的指令，發出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應的動作信息，發出警報或不動作。
2.1.3 繼電保護的任務
繼電保護的基本任務是 (1) 自動迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行;
(2) 反映設備的不正常運行狀態，并根據運行維護條件，而動作于發出信號或跳閘。
2.1.4 繼電保護裝置的基本要求
繼電保護裝置必須具備以下5項基本性能
(1) 可靠性
可靠性包括安全性和信賴性。所謂安全性，是要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發生誤動作。所謂信賴性，是要求繼電保護在規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時可靠動作，即不發生拒絕動作。
(2) 選擇性
保護裝置動作時，在可能最小的區間內將故障從電力系統中斷開，最大限度地保證
系統中無故障部分仍能繼續安全運行;(3)速動性;能盡可能快地切除故障，以減少設備及用戶在大短路電;(4)靈敏性;對于其保護范圍發生故障或不正常運行狀態的反應能力;選擇繼電保護方案時，除設置需滿足以上4項基本性能;2.2設計原始資料;本次畢業設計的主要內容是對35kV變電站的繼電保;此次設計35KV變電站繼電保護的電器主接線圖，如;35;10KM;35;13K 系統中無故障部分仍能繼續安全運行。
(3) 速動性 能盡可能快地切除故障，以減少設備及用戶在大短路電流、低電壓下運行的時間，降低設備的損壞程度，提高電力系統并列運行的穩定性
(4) 靈敏性
對于其保護范圍發生故障或不正常運行狀態的反應能力。GB 14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術規程》中，對各類保護的靈敏系數都做了具體的規定，一般要求靈敏系數在1.2~2之間。
選擇繼電保護方案時，除設置需滿足以上4項基本性能外，還應注意其經濟性。即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費，還必須考慮因裝置不完善而發生拒動或誤動對國民經濟和社會生活造成的損失。
2.2 設計原始資料
本次畢業設計的主要內容是對35kV變電站的繼電保護設計，主要對其主變壓器、出線線路進行繼電保護設計，并進行整定校驗，畫出各保護的配置原理圖。系統電源為35KV，變電站采用兩臺變壓器，降壓后輸出6路10KV對數個工廠供電。 2.2.1 變電站電氣接線圖
2.2.2 相關設計基礎數據
兩臺主變壓器容量為2×31.5MVA，型號均為SL7-3150/35，YD11。其中一類負荷45%;二類負荷25%;三類負荷30%。 如下表2-1至2-3為短路電流表，表2-4為10KV出線線路電流互感器變比。
2.3 本系統工作狀態分析 本設計35/10kV系統為雙電源，35kV單母線分段接線，10kV側單母線分段接線，所接負荷屬一二類負荷居多。
2.3.1 電力變壓器的故障狀態分析
變壓器故障可以分為油箱外和油箱內兩種故障。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發生相間短路以及接地短路。油箱內部故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。油箱內故障時產生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱的爆炸。對于變壓器發生的各種故障，保護裝置應能盡快地將變壓器切除。實踐表明，變壓器套管和引出線的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式;而變壓器油箱發生相間短路的情況比較少。
2.3.2 變壓器的不正常工作狀態分析
變壓器外部引起的過電流、負荷長時間超長時間超過額定電流容量引起的過負荷，風扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。這些不正常運行狀態會造成繞組和鐵芯過熱。此外，對于中性點不接地運行的星星接線變壓器，外部接地短路時有可能造成中性點過電壓，威脅變壓器的絕緣;大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常運行等異常運行狀況下會使得變壓器過勵磁，引起鐵芯和其他金屬構件的過熱。變壓器處于不正常運行狀態時，繼電保護應根據其嚴重程度，發出告警信號，使運行人員及時發現并采取相應的措施，以確保變壓器的安全。 2.3.3 線路故障狀態分析
本設計中的電力系統具有非直接接地的架空線路及中性點不接地的電力變壓器等主要設備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。
2.4 本設計繼電保護設置 2.4.1 變壓器繼電保護裝設置
變壓器為變電所的核心設備，根據其故障和不正常運行的情況，從反應各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統的安全性出發，設置相應的主保護、異常運行保護和必要的輔助保護如下：
(1) 主保護：瓦斯保護(以防御變壓器內部故障和油面降低)、縱聯差動保護(以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路)。
(2) 后備保護：過電流保護(以反應變壓器外部相間故障)、過負荷保護(反應由于過負荷而引起的過電流)。
(3) 異常運行保護和必要的輔助保護：冷卻風機自啟動(用變壓器一相電流的70%來啟動冷卻風機，防止變壓器油溫過高)。 2.4.2 線路繼電保護設置
根據線路的故障類型，設置相應的繼電保護裝置如下：
(1) 10kV負荷側單回線出線保護，采用兩段式電流保護，即電流速斷保護和過電流保護。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0s跳閘。
(2) 35kV 線路的保護，采用三段式電流保護，即電流速斷保護、帶時限電流保護與
過電流保護。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0s跳閘。
2.5 本設計主要繼電保護原理概述
(1) 10kV線路電流速斷保護 根據短路時通過保護裝置的電流來選擇動作電流，以動作電流的大小來控制保護裝置的保護范圍;有無時限電流速斷和延時電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設計選用無時限電流速斷保護。
(2) 10kV線路過電流保護
利用短路時的電流比正常運行時大的特征來鑒別線路發生了短路故障，其動作的選擇性由過電流保護裝置的動作具有適當的延時來保證，有定時限過電流保護和反時限過電流保護;本設計與電流速斷保護裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時限過電流保護，作為電流速斷保護的后備保護，來切除電流速斷保護范圍以外的故障，其保護范圍為本線路全部和下段線路的一部分。
(3) 變壓器瓦斯保護
利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內部故障;當變壓器內部發生故障時，電弧使油及絕緣物分解產生氣體。故障輕微時，油箱內氣體緩慢的產生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點閉合，這時讓其作用于信號，稱為輕瓦斯保護;故障嚴重時，油箱內產生大量的氣體，在該氣體作用下形成強烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動作，接點閉合，這時作用于跳閘并發信，稱為重瓦斯保護。
(4) 變壓器縱聯差動保護
是按照循環電流的原理構成。在變壓器兩側都裝設電流互感器，其二次繞組按環流原則串聯，差動繼電器并接在回路壁中，在正常運行和外部短路時，二次電流在臂中環流，使差動保護在正常運行和外部短路時不動作，由電流互感器流入繼電器的電流應大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零;在變壓器內部發生相間短路時，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內有電流流過。但實際上由于變壓器的勵磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動保護需解決這些問題，方法有
1) 靠整定值躲過不平衡電流。
2) 采用比例制動差動保護。
3)采用二次諧波制動;4)采用間歇角原理;5)用速飽和變流器;本設計采用較經濟的BCH-2型帶有速飽和變流器的;第3章短路計算;3.1短路計算的概念及其意義;短路是指不同電位的導電部分之間的低阻性短接;造成短路的主要原因：電氣設備載流部分的絕緣損壞、;3.1.1短路電流的危害;(1)短路時要產生很大的電動力和很高的溫度，造成;(2)短路時短路電路中電壓要驟降
4) 采用二次諧波制動。
5) 采用間歇角原理。
6) 用速飽和變流器。
本設計采用較經濟的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護裝置的勵磁涌流的能力。
第3章 短路計算
3.1 短路計算的概念及其意義
短路是指不同電位的導電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大很多，有時可達十幾千安至幾十千安。 造成短路的主要原因：電氣設備載流部分的絕緣損壞、工作人員誤操作、動物或植物跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間。
3.1.1 短路電流的危害
(1) 短路時要產生很大的電動力和很高的溫度，造成元件和設備損壞。
(2) 短路時短路電路中電壓要驟降，嚴重影響其中電氣設備的正常運行。
(3) 短路會造成停電損失并影響電力系統運行的穩定性。
(4) 不對稱短路包括單相短路和兩相短路，其短路電流將產生較強的不平衡交變磁場，對附近的通信線路、電子設備等產生干擾。
由于短路的后果十分嚴重，因此必須設法消除可能引起短路的一切因素;同時需要進行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩定性和熱穩定性，以保證在發生可能有的最大短路電流時不致損壞。
在三相系統中，可能發生三相短路、兩相相間短路、兩相接地短路、單相接地短路。其中三相短路屬于對稱性短路。
若系統容量相對于輸配電系統系統中某一部分的容量大很多時，可以把該系統看做無限大容量電力系統當該部分發生負荷變動甚至短路時，系統饋電母線上的電壓能基本維持不變，或者系統電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5%-10%，或者系統容量大于該部分容量的50倍時，可將電力系統視為無限大容量電力系統。
將電力系統視為無限大容量的電源在計算系統發生三相短路的電流時更苛刻，所以通常的短路計算都是建立在將系統視為無限大容量電力系統的基礎上。
3.1.2 短路計算的目的 (1) 分析短路時的電壓、電流特征。
(2) 驗算導體和電器的動、熱穩定以及確定開關電器所需開斷的短路電流及相關參
數。
短路計算方法分為歐姆法和標幺制法。歐姆法又稱有名單位制法，各物理量均以實際值參與計算;標幺制法又稱相對單位制法，任一物理量的標幺值為該物理量的實際值與所選定的基準值的比值。
由于三相短路電流計算對設計選型及設備校驗具有重要意義，本設計將對其進行著重研究。
3.1.3 短路計算的計算步驟
(1) 取功率基準值SB，并取各級電壓基準值等于該級的平均額定電壓，即UB?Uav;
(2) 計算各元件的電抗標幺值。并繪制出等值電路;
(3) 網絡化簡，求出從電源至短路點之間的總電抗標幺值X?*;
(4) 計算出短路電流周期分量有效值(也就是穩態短路電流)，再還原成有名值;
(5) 計算出短路沖擊電流和最大短路電流有效值;
(6) 按要求計算出其他量。
3.2 電力系統的最大和最小運行方式定義
電力系統中，為使系統安全、經濟、合理運行，或者滿足檢修工作的要求，需要經常變更系統的運行方式，由此相應地引起了系統參數的變化。短路電流的大小與系統的運行方式有很大關系，在設計變、配電站選擇開關電器和確定繼電保護裝置整定值時，往往需要根據電力系統不同運行方式下的短路電流值來計算和校驗所選用電器的穩定度和繼電保護裝置的靈敏度。
最大運行方式，是系統在該方式下運行時，具有最小的短路阻抗值，發生短路后產生的短路電流最大的一種運行方式。一般根據系統最大運行方式的短路電流值來校驗所選用的開關電器的穩定性。
最小運行方式，是系統在該方式下運行時，具有最大的短路阻抗值，發生短路后產生的短路電流最小的一種運行方式。一般根據系統最小運行方式的短路電流值來校驗繼電保護裝置的靈敏度。
最大、最小運行方式用等值電抗表示時，分別對應于系統最小和最大電抗。系統最小和最大電抗是短路電流計算的重要參數。
3.3 短路計算
3.3.1 系統等效電路簡圖
圖3-1 變電站系統等效圖
3.3.2 基準參數的選定
本設計中選SB=100MVA，UB=Uav，
那么35kv側UB1=37kv，10kv側UB2=10.5kv。
IB1=SB=1.56kA UB1 本設計短路計算中均采用標幺值。 3.3.3 最大運行方式下相關計算 SB=5.5kA UB2 3.3.4最小運行方式下相關計算;根據系統最小和最大運行方式的定義，最小運行方式，;由于原始資料中未給出C1和C2的短路容量，所以X;最小運行方式下，系統等效圖如下;圖3-4最小運行方式等效圖;在本假設前提下，C2停運，所以僅考慮C1單獨運行;X2m*=X1*X?1.m*=X7*;(1)35kV母線上短路電流(k1點);k1點短路電流的周期分量，沖擊電流及短
3.3.4 最小運行方式下相關計算
根據系統最小和最大運行方式的定義，最小運行方式，是系統在該方式下運行時，具有最大的短路阻抗值，發生短路后產生的短路電流最小的一種運行方式。
由于原始資料中未給出C1和C2的短路容量，所以X1*、X2*未知，X7*、X8*也未知。但可以確定的是在最小運行方式下，其中C1或C2其中一個停運。我們不妨假設，則此時C2停運，根據此假設，可得最小運行下X7*>X8*(假設X8*>X7*也是一樣的)的系統圖。
最小運行方式下，
在本假設前提下，C2停運，所以僅考慮C1單獨運行的結果 設系統最小運行方式阻抗為X2m*，則X2m*= X1* X?1.m*=X7* 沖擊電流;(3)(3);1.74=4.437kAish3.6.m=2.5;最大短路電流有效值;(3)(3);1.74=2.63kAIsh3.6.m=1.51;短路容量;(3)(3);SASk3.6.m=I~3.6.m*×B=31.;3.3.5三相短路計算結果表;表3-1最大運行方式下三相短路電流計算結果;表3-2最小運行方式下三相短路短路電流計算 對于本次設計的變壓器有容量較小的特點，宜選用多匝數的C—C抽頭。但短路線圈匝數的選定還與電流互感器的型號有關，具體的匝數選定是否合適，要經過變壓器的空載試驗再確定。
4.2.7 靈敏度校驗
4.4過負荷保護;圖4-4變壓器過負荷保護原理圖;4.4.1繼電器動作電流整定計算，按躲過變壓器額;Iset?1.05?1817Krel=5.61A;選用DL-11/6型電流繼電器，其動作電流的整定;4.4.2動作時限的整定，按躲過允許的短時最大負;一般此時間取9~15s，本設計取10s;4.5冷卻風扇自啟動;4.5.1整定計算;
4.4 過負荷保護
4.4.1 繼電器動作電流整定計算，按躲過變壓器額定電流整定
選用DL-11/6型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為1.5～6A，故動作電流整定值為6。
4.4.2 動作時限的整定，按躲過允許的短時最大負荷時間整定
一般此時間取9~15s，本設計取10s。
4.5 冷卻風扇自啟動
4.5.1 整定計算
4.5.2 繼電器動作電流
即當繼電器電流達到3.18A時，冷卻風扇自啟動。 考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/6型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為1.5～6A，故動作電流整定值為4A。
第5章 線路保護整定計算
5.1 35kV線路三段式電流保護計算
5.1.1 第一段無時限電流速斷保護
(2) 繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/50型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為12.5～50A，故動作電流整定值為13A。
(3) 第一段的靈敏性通常用保護范圍的大小來衡量，根據本設計的數據，按線路首端(K1點)短路時的最小短路電流校驗靈敏系數。
滿足要求;5.1.2第二段帶時限電流速斷保護;
5.1.2 第二段帶時限電流速斷保護
圖5-3 35kV線路帶限時電流保護
(2) 計算10kV線路第二段一次側動作電流
(3) 在線路首端(d2點)短路
(4) 繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為7A。 (5) 保護的動作時限應t2與t1配合
選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.3 s。 5.1.3 第三段過電流保護
(1) 整定計算
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為7A。
(3) 過電流保護應分別按本線路末端(d2點)及下一線路末端(d3點)短路時的最小短路電流校驗靈敏系數。
(4) 保護的動作時限t3應與t2配合
選用DS-112型時間繼電器，其時間調整范圍為0.25～3.5s。
滿足要求。
5.2 10kV線路保護整定計算
5.2.1 電流速斷保護整定
(1) 基準參數選定
SB=100MVA，UB=Uav 則 10kV側
UB=10.5kV (2) 計算方法 按躲過配變低壓側母線最大三相短路電流，具體做法是選擇一個最大容量配變，如有多個最大容量配變則選擇距出線斷路器最近者。
各線路的整定計算如下 (1) 線路L1 1) 一次側動作電流整定計算
2) 繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為10A。
3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 滿足要求。
4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
(2) 線路L2 1) 一次側動作電流整定計算
2) 繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/50型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為12.5～50A，故動作電流整定值為13A。
3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 滿足要求。 4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
(3) 線路L3 1)一次側動作電流整定計算
2) 繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/50型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為12.5～50A，故動作電流整定值為15A。
3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 滿足要求。
4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/50型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為12.5～50A，故動作電流整定值為19A。
3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/50型電流繼電器，其動作電流的整定范
圍為12.5～50A，故動作電流整定值為13A。 3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 4)由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為10A。
3) 保證系統最大運行方式下開關出口三相短路時靈敏度不小于1 4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，電流速斷保護的動作時間帶有0.06~0.08秒的延時。
5.2.2 過電流保護整定計算
過電流保護又稱為電流保護III段，其整定原則為躲過最大的負荷電流，本設計選
Ⅲ
取各線路的額定電流，其一次側動作電流為Iset 對各線路分別進行計算 (1) 線路L1 1) 整定計計算式
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范
圍為5～20A，故動作電流整定值為6A。
2) 保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。 (2) 線路L2 1) 整定計計算式
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為7A。
2) 保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。
(3) 線路L3 1) 整定計計算式
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型;2)保護的動作時限t2應與t1配合;t2?t1?△t?0.5s;考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5;(4)線路L4;1)整定計計算式;ⅢIset?KrelIL.max1.25?90?;式中Kre—l可靠系數，本設計取1.25;;
繼電器動作電流
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為7A。
2) 保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。
(4) 線路L4 1) 整定計計算式 考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為7A。
2)保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。
(5) 線路L5 1) 整定計計算式
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/10型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為2.5～10A，故動作電流整定值為5A。
2) 保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。
(6) 線路L6 1)整定計計算式
考慮到系統發展時仍能適應，選用DL-11/20型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為5～20A，故動作電流整定值為6A。
2) 保護的動作時限t2應與t1配合
考慮到變電所10kV出線保護最長動作時間為1.5s，故選用DS-111型時間繼電器，其時間調整范圍為0.1～1.5 s。 第6章 防雷與接地
6.1 變電所設備接地設計
電氣設備的某部分與大地之間作良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體。工作接地是指：為了保證人身安全，防止間接觸電而將設備的外露可導電部分接地，例如電源的中性點接地，防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能。例如防雷接地是為了對地泄放雷電壓，實現防雷保護的要求。
無論是工作接地還是保護接地，都是經過接地裝置與大地連接，接地裝置包括接地體和接地線兩部分。若待設計變電所為長方形，則接地網也可取為長方形，若取直徑為48mm，長為250cm的鋼管作接地體，埋深0.8m,接地體之間連接一般用鍍鋅扁鋼，應保證接地地電阻R≤4Ω。接地線是連接接地體和電氣設備接地部分的金屬部分的金屬導體，一般接地采用截面積不小于4mm×12mm的扁鋼，直徑不應小于6mm的圓鋼。
6.2 防雷設計
6.2.1 防雷的基本概念
在電氣線路或電氣設備上出線的超過正常工作電壓要求的電壓，稱為過電壓。它可分為內部過電壓和雷電過電壓。根據運行經驗表明：內部過電壓一般不會超過系統正常運行時相對地(即單相)額定電壓的3-4倍。因此對電力系統和電氣設備絕緣的威脅不是很大。而雷電過電壓又稱為大氣過電壓，也叫外部過電壓，它是由于電力系統中的設備，線路和建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應而引起的過電壓。雷電過電壓產生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達一億伏，其電流幅值可高達幾十萬安，因此對供電系統危害極大，必須加以防護。雷電過電壓有兩種基本形式：直擊雷和間接雷擊。還有一種就是沿著架空線路或金屬管道侵入變電所或其他建筑物。這種雷電過電壓稱為侵入波過電壓。 常用的防雷設備有
(1) 接閃器：是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃的金屬桿稱為避雷針。閃的金屬線稱為架空地線，接閃的金屬帶稱為避雷帶。
(2) 避雷針：它的功能實質上是引雷作用，所以避雷針的實質是引雷針，它把雷電流引入地下，從而保護了線路，設備和建筑物等。避雷針的保護范圍，以它能夠防護直接雷的空間來表示?，F行國家標準GB50057-1994《建筑物防雷設計規范》則規定采用
IEC推薦的“滾球法”來確定。
(3) 避雷線：它一般采用不小于35平方毫米的鍍鋅鋼絞線，架設在架空線路的上方，以保護架空線路或其他物體免遭受直接雷擊。由于避雷線既是架空又要接地，因此它又稱為架空地線。
6.2.2 架空線的防雷的措施
(1) 架設避雷線：這是防雷的有效措施，但是造價高，因此在66kV及以上的架空線路上才沿全線架設。35kV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而10kV及以下的架空線路上，一般不裝設避雷。
(2) 提高線路本身的絕緣水平，在架空線路上，可采用木橫擔，瓷橫擔或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10kV及以下架空線路防雷的基本措施之一。
(3) 利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線。由于3-10kV的線路是中性點不接地的系統，因此可在三角形排列的頂線絕緣子上裝設保護間隙。
(4)裝設自動重合閘裝置，線路上因雷擊放電造成線路電弧短路，會引起線路斷路器的跳閘，但斷路器跳閘后的電弧會自動熄滅。 6.2.3 變配電所的防雷措施
(1) 裝設避雷針：室外配電裝置應裝設避雷針來防護直擊雷。如果變配電所處在附近更高的建筑物上的防雷設施的保護范圍之內或變配電所本身為車間內型，則不再考慮直擊雷的防護。獨立的避雷針宜設獨立的接地裝置。在非高土壤地區，其工頻接地電阻Re≤10Ω。獨立的避雷針及其引下線與變配電所裝置在空氣中的水平間距不得小于5m。獨立避雷針的接地裝置與變配電所主接地電網分開時，則它們在地中的水平間距不得小于3m。這些規定都是為了防止雷電過電壓對變配電所裝置進行反擊閃絡。
(2) 裝設避雷線: 對于35kV及以上的變配電所架空線路上，架設1-2km的避雷線，以消除一段進線上的雷擊閃絡，避免其引起的雷電侵入波對變配所電氣裝置的危害。
(3)裝設避雷器：用來防止雷電侵入波對變配電所電氣裝置特別是對主變壓器的危害。高壓架空線的終端桿閥式或排氣式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線，則架空線路終端裝設的避雷器應與電纜頭處的金屬外皮相連并且一同埋地。每組高壓母線上均應裝設閥型避雷器。對于3-10kV配電變壓器低壓中性點不接地時，應在中性點裝設擊穿保險器。變壓器兩側的避雷器應與變壓器中性點及金屬外殼一同接地。
結論;畢業設計是對我大學四年學習成果的一次考核和總結，;這次設計涉及到很多知識，有些我學習過但遺忘了，有;在畢設過程中，同學們也給了我不少幫助，設計上遇到;在本次畢業設計中我主要進行了短路的一些相關計算、;時間一晃即過，大學四年的學習生涯即將畫上句號，在;致謝;我的畢業設計是在畢效輝老師的指導下完成的;衷心感謝評閱論文和參加答辯的各位專家，最后我要感;參考文
結 論
畢業設計是對我的一次考核和總結，在這歷時幾個月的畢業設計中我通過自己的學習和畢老師的細心指導，抱著虛心嚴謹的態度，終于將畢業設計順利完成。
這次設計涉及到很多知識，有些我學習過但遺忘了，有些我還沒有學習到，所以本次設計相當于我把關于繼電保護的知識再次系統自習了一遍，當然，這其中更少不了我的畢業設計指導老師畢老師的耐心指導，在接下來的設計工作中我才能有了明確的認識，把握了設計的基本方向。但畢竟我對繼電保護的認識還有很多欠缺，在計算、分析的過程中走了不少彎路，效率也降低了。比如在一些原理圖的制作上，因為不是很熟悉，所以頗費了一些功夫。
在畢設過程中，同學們也給了我不少幫助，設計上遇到的問題我們互相探討，俗話說三個臭皮匠頂個諸葛亮，同一個問題不同人有不同的解決方法，我們可以擇其優，這樣不僅都拓寬了思路和知識面，做起事來效率也高了很多。
在本次畢業設計中我主要進行了短路的一些相關計算、變電所線路以及變壓器繼電保護方案的選擇、繼電保護的整定計算及校驗等。由于本人知識面還不夠全面，加上時間倉促，設計中難免有錯誤和不足之處，還請大家批評指導。
時間一晃即過，大學四年的學習生涯即將畫上句號，在這大學最后一次設計中，我再次感謝給予我幫助的老師同學和朋友們。
致 謝
我的畢業設計是在李老師的指導下完成的。他不僅是我首先應該感謝的人，更是我應該敬重的一個好老師。在長達幾個月的畢業設計中，李老師帶病堅持為我們做畢業設計的指導，感動之余更多的是對李老師對工作認真、對學生負責態度的敬佩。同時也感謝在本次設計中為我提供幫助的同學們，有了你們的幫助我的畢業設計在能夠更加以順利完成。
衷心感謝評閱論文和參加答辯的各位專家，最后我要感謝對我培養。