某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计(8)

xxx本科生毕业设计 8变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定

Iop?KrelKwIL?maxKreKi （8-2）

式中，IL?max为变压器的最大负荷电流，可取为（1.5~3）I1NT，I1NT为变压器一次额定电流；Krel为保护装置的可靠系数，对于定时限，可取1.2，反时限可取1.3；Kw为保护装置的结线系数，对相电流结线取1，对相电流差结线取3；Kre为电流继电器的返回系数，一般取0.8；Ki为电流互感器的变流比。

必须注意的是，对感应式继电器，Iop应整定为整数，且在10A以内。 过电流保护动作时间的整定计算公式

t1?t2??t （8-3）

式中，t1为在变压器低压母线发生三相短路时高压侧继电保护的动作时间；t2为变压器低压侧保护装置在低压母线发生三相短路时的最长的一个动作时间；?t为前后两级保护装置的时间差，对于定时限过电流保护，可取0.5s，对于反时限过电流保护可取0.7s。

过电流保护灵敏系数的校验公式为公式8-1，校验时需满足Sp?1.5，如果是作为后被保护，则满足Sp?1.2即可。

8.5.3变压器电流速断保护的整定计算

电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算公式

Iqb?KrelKwIk?max （8-4） KiKT式中，Ik?max为变压器低压母线三相短路电流周期分量有效值；Krel为可靠系数，对DL型继电器取1.2~1.3，对GL型继电器取1.4~1.5；KT为变压器的电压比。其余符号同式8-2.

电流速断保护灵敏系数校验公式

Sp?Ik?min?2 （8-5） Iqb?1式中，Ik?min为在电力系统最小运行方式下的变压器高压侧的亮相短路电流；Iqp?1为速断电流折算到一次电路（变压器高压侧）的值。

如果Sp?2有困难时，则可取Sp?1.5。

8.5.4变电所的保护装置

（1）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。

（2）装设定时限过电流保护。采用DL电磁式电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。

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1）过电流保护动作时间的整定。根据式8-2计算，其中

IL?max?2I1NT?2?5000KVA/(3?35KV)?165A，Krel?1.2，Kw?1，Kre?0.8，

Ki?100/5?20，因此其动作电流为：

1.2?1Iop??165A?12.375A，由于必须在10A以内。所以取10A。

0.8?202）过电流保护动作时间的整定：

动作时间与10kV母线保护相配合，10kV馈线的保护动作时间为0.5s，母线保护动作时间为1s，则变电所的过电流保护的动作时间为

t1?t2??t?1s?0.5s?1.5s?1.3s

所以变电所的动作时间整定为1.3s。

3）过电流保护灵敏系数的校验：根据公式8-1可计算，其中，

(2)Ik?min?IkKA/(35KV/10.5)?0.77KA，?2/KT?0.866?2.91Iop?1?IopKi/Kw?10A?20/1?200A，因此保护灵敏系数为：

Sp?770A/200A?3.85?1.5，因此满足灵敏系数的要求。

（3）装设电流速断保护。利用DL电磁式电流继电器的速断装置。

Krel?1.4，Kw?1，1）速断电流的整定：根据式8-4计算，其中Ik?max?2.91KA，

Ki?100/5?20，KT?35/10.5?3.33，因此速断电流为：

1.4?1Ipb??2910A?61.17A

20?3.33速断电流倍数整定为：

Kpb?Ipb/Iop?61.17/10?6.117

2）电流速断保护灵敏系数的校验：根据式8-5计算，其中

(2)Ik?min?Ik?2/KT?0.866?3.18KA?2.75KA，

Ipb?1?IpbKi/Kw?61.17?20/1?1223.4A,

因此，电流速断保护灵敏系数为：

Sp?2750/1223.4?2.25，该值大于2，因此满足要求。

8.6电力线路的继电保护

8.6.1概述

按GB 50062—1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对3~66KV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。

由于工厂的高压电力线路一般不是很长，容量也不是很大，因此继电保护装置通常都比较简单。

作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护动作时间不大于0.5~0.7s时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，以使断路器跳闸，切除短路故障部分。

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作为线路的单相接地保护，有两种方式：1.绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。2.有选择性的单相接地保护，同样动作于信号，但是当单相接地故障危及人身和设备安全时，则动作于跳闸。

电力线路的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连接方式，主要有两相两继电器式和两相一继电器式。两相两继电器式这种接线，如果一次电路发生三相短路或两相短路时，都至少有一个继电器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。当发生任意相间短路时，接线系数

(3)KW?IKA?1 I2IKA为继电器中的电流，I2为电流互感器中的二次电流。两相一继电器式这种接线方式又称两相电流差接线，正常工作时，流入继电器的电流为两相电流互

(3)感器二次电流之差，当一次电路发生三相短路时，KW?3。两相一继电器式

能反应各种相间短路故障，但不同保护的了灵敏度不同，但是对于两相两继电器式而言，它少用一个继电器，较为经济简单，主要用于电动机的保护[2]。

在本次设计中，采用两相两继电器式的接线方式，操作方式选择为“去分流闸”的操作方式。

8.6.2电力线路的保护

(1)过电流保护

1）过电流保护动作电流的整定

整定计算公式与式8-2相同，只是其中的IL?max为线路上的最大负荷电流，可取为(1.5~3)I30,I30为线路计算电流。

10kV侧的动作电流整定为：

Iop?KrelKw1.3?1IL?max??2?367.84A?3.98A KreKi0.8?300取4A。

35kV侧动作电流整定为：

Iop?KrelKw1.3?1IL?max??2?108.14A?8.8A KreKi0.8?40取9A。

1号车间变电所馈线的动作电流整定为

Iop?KrelKw1.3?1IL?max??2?44.3A?3.6A KreKi0.8?40 33

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取4A。

2）过电流保护灵敏度的校验

)KWIk(?2minSp??1.5 （8-6）

KiIop10kV侧的灵敏度为

(2)IKKA?2.52KA ?min?0.866?2.91)KWIk(?2min1?2.52KA Sp???2.1?1.5，满足要求。

KiIop300?4A35KV侧的灵敏度为

(2) IK?min?0.866?3.18KA?2.75KA)KWIk(?2min1?2.75KA Sp???7.6?1.5，满足要求。

KiIop40?9A1号车间变电所馈线的灵敏度为

)KWIk(?2min1?2.52KASp???15.75?1.5，满足要求。

KiIop40?4A3）动作时间的整定

10kV侧动作时间的整定：10kV侧作为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间可以整定为0.5s。

35kV侧动作时间的整定：t1?t2?0.5s?1.3s?0.5s?1.8s

1号车间变电所与10kV侧一样，位于电力系统终端，因此也整定为0.5s。 其余车间的过电流保护同1号车间变电所的整定方法相同。 （2）电流速断保护

在上述的过电流保护中，有一个明显的缺点，就是越靠近电源线路的过电流保护，其动作时间越长，而短路电流则是越靠近电源越大，其危害也更加严重，因此还应装设瞬动的电流速断保护装置。

电流速断保护的动作电流的整定计算公式为

Iqb?KrelKwIk?max （8-7） KiKT式中，Krel为可靠系数，对于DL型继电器取1.2~1.3，Ik?max为三相短路电流，由于k-1和k-2点的距离很短，因此三相短路电流相差不大，则只需要计算k-1的动作电流，计算为

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Iqb?KrelKw1.2?1Ik?max??3.18KA?54.5A

35KiKT20?10电流速断保护灵敏度的校验，公式为

KwIk(2)Sp??1.5~2 （8-8）

KiIqbKwIk(2)1?0.866?3.18KA??2.52?2，因此满足要求。 该灵敏度为：Sp?KiIqb20?54.5A35

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