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1、)11东氯碱工程继电保护初步设计专业：电气工程及其自动化学号：201010316135学生：陈建指导教师：李红连摘要:本次的课程设计是针对电力系统继电保护工程的设计,包含对变电站的电气主接线图、短路电流的计算与输电线路与主变压器的继电保护设计。根据设计任务书的要求，本次设计为IIOkV变电站继电保护部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为IlOkV、35kV与IOkV三个电压等级。各个电压等级分别使用单母线分段接线、单母线分段接线与单母线分段接线。关键词：变电站；变压器；继电保护目录摘要关键词目录I1绪论O1.1 继电保护设计的背景与意义O1.2 国
2、内外继电保护的进展形势O1.3 设计内容的概述11.4 设计的目的12变电站的主接线设计22.1主接线的设计原则与要求22.1.1电气主接线的设计原则32.1.2设计主接线的基本要求32.2主接线的设计步骤52.3电气主接线设计分析62.3.1IlOkV侧主接线比较与确定62.3.235kv侧主接线比较与确定92.3.3IOkv侧主接线比较与确定123主变压器的选择153.1 压器选择的条件163.2 变压器连接方案的设计164短路电流计算184.1 短路电流的目的184.2 短路电流计算点的选择184.3 三相对称短路电流的计算194.3.1Kl点三相对称短路电流的计算194.3.2K2点三
3、相对称短路电流的计算204.3.3K3点三相对称短路电流的计算224.4简单不对称短路计算234.4.1单相接地短路234.4.2两相短路电流计算274.4.3两相接地短路电流计算285输电线路的继电保护315.1继电保护的概念介绍315.1.1继电保护的基本任务315.1.2继电保护的基本要求315.1.3继电保护的设计原则325.2输电线路保护要紧形式335.3输电线路的距离保护345.3.1距离保护的概念345.3.2距离保护的整定计算方法356主变压器继电保护设计396.1 电力变压器的故障类型及保护措施396.1.1 电力变压器故障及不正常运行状态396.1.2 电力变压器继电保护的
4、配置396.2电力变压器的故隙406.3主变压器继电保护装置416.3.1主保护416.3.2后备保护416. 3.3特殊运行保护与必要的辅助保护416.4三段式距离保护整定计算41总结44致谢45参考文献461绪论1.1 继电保护设计的背景与意义电力系统继电保护的进展经历了机电型、整流型、晶体管型与集成电路型几个阶段后，现在进展到了微机保护阶段。微机继电保护的进展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包含微型机）为基础而构成的继电保护。它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚与美国。电力系统继电保护的进展经历了机电型、整流型、晶体管型与集成电路型几个阶段后，现在进展到了微机保护阶段。
5、电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的构成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各类故障与不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各类型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层操纵方式实施的安全监控系统，它能对包含正常运行在内的各类运行状态实施操纵。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。1.2 国内外继电保护的进展形势电力系统对微机保护的要求随着计算机硬件的进展也在相对的提高，、目前国内的电力系统绝大部分是交流电力。其要紧特点是投资低、技术要
6、求相对较低,变压后即可接入负荷。国内目前已经研制出远距离超高压直流输电系统，直流电力系统要紧的特点是线路损耗小，特别适合于远距离输送电。但其投资成本大，设备中多加了整流、逆变的环节。交流电力系统的局限要紧就是远距离输送电的时候线路损耗很大，压降也大，经济性相对变差。二次回路保护是弱电，但要懂一定的电气（强电）知识，由于它是操纵强电的。微机操纵它中单片机知识有用，且要求很高，要学高性能的（32位）单片机或者DSP技术，由于电网要求操纵反应快、信号的傅立叶分析、局域网通信本等，因此用到的微处理器知识也是较深的。但单片机操纵只是继电保护的一部分，继电保护是包含电气等方面的电力工业作为我国最重要的能源
7、工业，一直处于优先进展。为了达到保护、测量与的操纵需要，室外变电站的所有设备，随着我国社会、经济的快速进展与全国联网战略实施，它的进展战略体得到一个新的高度，以确认电力系统的安全、稳固运行与国民经济的长期、快速、稳步增长。1.3 设计内容的概述1 .负荷情况35KV出线10条（4个车间，每个车间2条），每条负荷8MVA,长度3KM。2 .电源情况IlOKV电压等级电源进线2条，离中心变电站35KM,最大短路容量800MV,最小短路短路容量650MVo1.4设计的目的本次论文设计的要紧目的要紧有下列两个方面：一方面是自我检测，检测自己对大学四年所学专业知识的应用情况,努力做到学有所用，理论与实践
8、相结合;另一方面是能力培养，培养自己在工程设计方面的理论分析能力与计算能力，同时提升自己使用AutoCAD画图与使用word编辑论文的能力。2变电站的主接线设计变电站是电力系统的一个重要构成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。HOKV变电站属于高压网络，电气主接线是发电厂变电所的要紧环节，电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。2.1 主接线的设计原则与要求变电站主接线的选择是根据变电站系统中的
9、地位与作用、地理位置、电压等级、变压器台数及容量与进出线等各类条件综合优化决定的。城市电网的安全可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地紧张，因此城网变电站接线除了满足安全可靠性外，还务必尽量简单化。因此变电站设计应该满足一下基本要求：1、运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备与线路故障检修时，停电数目的多少与停电时间的长短，与能否保证对重要用户的供电。2、具有一定的灵活性主接线正常运行时能够根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各类事故或者设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，同时再检修在检修时能够保证检修人员的安全。3、操作应尽可能简单、方便
10、主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或者造成不必要的停电。4、经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资与年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5、应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速进展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，要紧决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。2.1.1 电气主接线的设计原则电
11、气主接线的基本原则是以设计任务书为根据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、保护方便，尽可能地节约投资，就近取材，力争设备元件与设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。1 .接线方式：关于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能使用断路器较少或者不用断路器的接线，如线路一变压器组或者桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可使用线路分支接线。在IlOkV22OkV配电装置中，当出线2回时，通常使用桥形接线；当出线不超过4回时，通常使用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当
12、IlO220kV出线在4回及以上时，通常使用双母接线。2 .在大容量变电站中，为了限制6IOkV出线上的短路电流，通常可使用下列措施：（1）变压器分列运行；（2）在变压器回路中装置分裂电抗器或者电抗器；（3）使用低压侧为分裂绕组的变压器。（4）出线上装设电抗器。2.1.2 设计主接线的基本要求在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活与经济等项基本要求。1 .可靠性供电可靠是电力生产与分配的首要要求，电气主接线也务必满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待下列几个问题：（1）可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积存的运行经验。我国现行设计技术规程中的
13、各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应予遵循。（2）主接线的可靠性，是由其各构成元件（包含一次设备与二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备与二次设备的故障率及其对供电的影响。（3）可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电站在系统中的地位与作用。通常定性分析与衡量主接线可靠性时，均从下列几方面考虑：（1）断路器检修时，能否不影响供电。（2）线路、断路器或者母线故障时，与母线检修时，停运出线回路数的多少与停电时间的长短，与能否保证对重要用户的供电。（3）变电站全部停运的可能性。2 .灵活性主接线的灵活
14、性要求有下列几方面。（1）调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或者切除）某些变压器或者线路，调配电源与负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。（2）检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或者停电时间最短的情况下，投入新装变压器或者线路而不互相干扰，旦一次与二次设备等所需的改造最少。3 .经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理。（1）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资;要使操纵、保护方式只是于复杂，以利
15、于运行并节约二次设备与电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电气设备；在终端或者分支变电站中，应推广使用直降式（110/6IOkV）变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。（2）占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置制造条件，以便节约用地与节约构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应使用三相变压器。（3）电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗要紧来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量与台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。2 .2主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下3 .分析原始资料（1）本工程情况变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。（2）电力系统情况电力系统近期及远景进展规划（5-10年），变电站在电力系统中的位置与作用，本期工程与远景与电力系统连接方式与各级电压中性点接地方式等。（3）负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。（4）环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择与配电装置的实施均有影响。（5）设备
