某35kV变电所的继电保护毕业设计

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第2章 本设计继电保护分析

2.1 继电保护概述

2.1.1 继电保护装置的定义

根据张保会、尹硕根主编《电力系统继电保护》，一般将电能通过的设备成为电力系统的一次设备，如发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、补偿电容器、电动机以及其他用电设备等。对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为二次设备。继电保护装置就是能反映电力系统当中电气设备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的一种自动装置。 2.1.2 继电保护装置原理

电力系统运行时存在正常、不正常工作和故障三种运行状态，要完成电力系统继电保护的基本任务，首先必须“区分”电力系统的这三种运行状态，并且要“甄别”出发生故障和出现异常的元件。而要进行“区分和甄别”，必须寻找电力元件再者三种运行状态下的可测量（继电保护主要测电气量）的“差异”，提取和利用这些可测参量的“差异”，实现对正常、不正常工作和故障元件的快速“区分”。依据可测量电气量的不同差异，可以构成不同原理的继电保护。目前已经发现不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。

继电保护装置原理如下图 输入信号 测量比较元件 逻辑比较元件 执行输出元件 输出信号 整定值 图2-1 继电保护装置原理图

(1) 测量比较元件

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测量比较元件用于测量通过被保护电力元件的物理参量，并与其给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。根据需要继电保护装置往往有一个或多个测量比较元件。常用的测量比较元件有：被测电气量超过给定值动作的过量继电器，如过电流继电器、过电压继电器、高周波继电器等；被测电气量低于给定值动作的欠继电器，如低压继电器、阻抗继电器、低周波继电器等；被测电压、电流之间相位角满足一定值而动作的功率方向继电器等。

(2) 逻辑判断元件

逻辑判断单元根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。

(3) 执行输出元件

执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息，发出警报或不动作。 2.1.3 继电保护的任务

继电保护的基本任务是

(1) 自动迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；

(2) 反映设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 2.1.4 继电保护装置的基本要求

继电保护装置必须具备以下5项基本性能 (1) 可靠性

可靠性包括安全性和信赖性。所谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不发生拒绝动作。

(2) 选择性

保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地保证

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系统中无故障部分仍能继续安全运行。

(3) 速动性

能尽可能快地切除故障，以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性

(4) 灵敏性

对于其保护范围发生故障或不正常运行状态的反应能力。GB 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中，对各类保护的灵敏系数都做了具体的规定，一般要求灵敏系数在1.2~2之间。

选择继电保护方案时，除设置需满足以上4项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。

2.2 设计原始资料

本次毕业设计的主要内容是对35kV变电站的继电保护设计，主要对其主变压器、出线线路进行继电保护设计，并进行整定校验，画出各保护的配置原理图。系统电源为35KV，变电站采用两台变压器，降压后输出6路10KV对数个工厂供电。 2.2.1 变电站电气接线图

此次设计35KV变电站继电保护的电器主接线图，如图2-2所示

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35

10KM

35

13KM

A变电站

10K 3KM

2KM

1.5KM

1KM

2KM

10K 3KM

图2-2 主接线接线图

2.2.2 相关设计基础数据

两台主变压器容量为2×31.5MVA，型号均为SL7-3150/35，YD11。其中一类负荷45%；二类负荷25%；三类负荷30%。 如下表2-1至2-3为短路电流表，表2-4为10KV出线线路电流互感器变比。

表2-1 最大运行方式下三相短路电流 35KV侧（KA） (3) Ik1.max?3.3510KV侧(KA) (3) Ik2.max?3.95

表2-2 最小运行方式三相短路电流 35KV侧（KA） (3)Ik1.min?3.14 10KV侧(KA) (3)Ik2.min?3.83

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