35kV变电站继电保护设计(二)

图3.3最大运行方式图

图3.2 最大运行方式图

2) 最小运行方式下:系统化简如图3.4所示。

因C1停运,所以仅考虑C2单独运行的结果；X11=X8+X5=0.483

所以35kV母线上短路电流：Id1min=IB1/X8=1.56/0.48=3.25(kA)          所以10kV母线上短路电流：Id2min=IB2/X11=5.5/0.483=11.387(kA)

折算到35kV侧：  Id2lmin = IB1/X11=1.56/0.483=3.23(kA)

对于d3以XL6进行计算  Id3min=5.5/ (0.483+1.371)=2.967(kA)

折算到35kV侧：  Id3lmin = 1.56/(0.483+1.371)=0.841(kA)  

图3.4 最小运行图

                                      

第三章 主变继电保护整定计算及继电器选择

3.1 瓦斯保护：

   轻瓦斯保护的动作值按气体容积为250~300cm2整定，本设计采用280 cm2。重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为0.6~1.5 cm2整定本，本设计采用0.9 cm2。瓦斯继电器选用FJ3-80型 。

3.2  纵联差动保护：选用BCH-2型差动继电器。

3.2.1 计算Ie及电流互感器变比，列表如下数据表4.1所示：

表4.1 Ie及电流互感器变比

名        称 各侧数据

Y（35KV） Δ（10KV）

额定电流 I1e=S/ U1e=103.9A I2E=S/ U2e=363.7A

变压器接线方式 Y Δ

CT接线方式 Δ Y

CT计算变比 I1e/5=180/5=36 I2e/5=363.7/5=72.74

实选CT变比nl 200/5=40 400/5=80

实际额定电流 I1e/n1=4.50A I2e/n1=4.55A

不平衡电流Ibp 4.55-4.50=0.05A

确定基本侧 基本侧 非基本侧

3.2.2 确定基本侧动作电流：

躲过外部故障时的最大不平衡电流

                    Idz1≥KKIbp   (1)

利用实用计算式：  Idz1=KK（KfzqKtxfi+U+fza）Id2lmax

式中：KK—可靠系数，采用1.3；

     Kfzq—非同期分量引起的误差，采用1；

Ktx— 同型系数，CT型号相同且处于同一情况时取0.5，型号不同时取1，本设计取1。

     ΔU—变压器调压时所产生的相对误差，采用调压百分数的一半，本设计取0.05。

Δfza—继电器整定匝书数与计算匝数不等而产生的相对误差，暂无法求出，先采用中间值0.05。

代入数据得  Idz1=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05) ×8.39=218.1（A）

躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流

                    Idz1= KK Ie                 （2）

式中：KK—可靠系数，采用1.3；

       Ie—变压器额定电流：

代入数据得         Idz1= 1.3×103.9=135.1(A)

3) 躲过电流互改器二次回路短线时的最大负荷电流

  Idz1= KKTfhmax        （3）

式中： KK—可靠系数，采用1.3；

       Idz1—正常运行时变压器的最大负荷电流；采用变压器的额定电流。

   代入数据得 Idz1=1.3×103.9=135.1(A)

比较上述（1），（2），（3）式的动作电流，取最大值为计算值，

   即：           Idz1=218.1（A）

3.2.3确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流

将两侧电流互感器分别结于继电器的两组平衡线圈，再接入差动线圈，使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值；以二次回路额定电流最大侧作为基本侧，基本侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下：

基本侧（35KV）继电器动作值

             IdzjsI=KJXIdz1/nl

代入数据得    IdzjsI= ×218.1/40=9.44（A）

基本侧继电器差动线圈匝数  WcdjsI=Awo/ IdzjsI

式中：Awo为继电器动作安匝，应采用实际值，本设计中采用额定值，取得60安匝。

代入数据得     WcdjsI=60/9.44=6.35(匝)

选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较WcdjsI小而相近的数值，作为差动线圈整定匝数WcdZ。

即：实际整定匝数WcdZ=6（匝）

继电器的实际动作电流   IdzjI=Awo/ WcdZ=60/5=12（A）

保护装置的实际动作电流  IdzI= IdzjINl/Kjx=12×40/=277.1A

3.2.4确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数

故，取平衡线圈实际匝数WphzⅡ=0

工作线圈计算匝数WgzⅡ= WphzⅡ+Wcdz=5(匝)

3.2.5计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza

    Δfza= (WphjsⅡ- WphzⅡ)/( WphjsⅡ+ Wcdz)

=(0.06-0)/(0.06+5)=0.01

     此值小于原定值0.05，取法合适，不需重新计算。

3.2.6初步确定短路线圈的抽头

根据前面对BCH-2差动继电器的分析，考虑到本系统主变压器容量较小，励磁涌流较大，故选用较大匝数的“C-C”抽头，实际应用中，还应考虑继电器所接的电流互感器的型号、性能等，抽头是否合适，应经过变压器空载投入试验最后确定。

3.2.7保护装置灵敏度校验

差动保护灵敏度要求值Klm﹥2

本系统在最小运行方式下，10KV侧出口发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低。

本装置灵敏度    Klm=0.866KjxIdlmin/Idzl

 =0.866×1×0.817/0.2771=2.55>2 满足要求。

3.3过电流保护： 

3.3.1过电流继电器的整定及继电器选择：

保护动作电流按躲过变压器额定电流来整定

          Idz=KkIe1/Kh

    式中：Kk—可靠系数，采用1.2；

         Kh—返回系数，采用0.85；

   代入数据得        Idz=1.2×103.9/0.85=146.7(A)

   继电器的动作电流  Idzj=Idz/nl=146.7/(40/ )=6.35(A)

   电流继电器的选择：DL-21C/10

灵敏度按保护范围末端短路进行校验，灵敏系数不小于1.2。

灵敏系数：Klm=0.866KjxId3lmin/Idz

=0.866×1×0.841/0.1467=4.96>1.2

满足要求。

3.4 过负荷保护：

其动作电流按躲过变压器额定电流来整定。动作带延时作用于信号。

Idz=KkIe1/Kf=1.05×103.9/0.85=128.4(A)

IdzJ= Idz/nl=128.4×/40=5.56(A)

延时时限取10s，以躲过电动机的自起动。

当过负荷保护起动后，在达到时限后仍未返回，则动作ZDJH装置。

3.5冷却风扇自起动：

Idz=0.7Iel=0.7×103.9=72.74(A)

            IdzJ=Idz/nl=72.74/(40/ )=3.15(A)

即，当继电器电流达到3.15A时，冷却风扇自起动。

总结

在本次课程设计中，巩固和加深在《电力系统基础》和《电力系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，在这次课程设计中，发现有时对基础知识的认识不是很清楚，不能很快对这个课程设计的各种数据认识清楚。在电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果。学好继电保护知识，积极发挥我们在工作中的主动性，尽量避免各种故障。 

三、参考文献

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