zj某 - 35kV - 变电站 - 继电保护 - 设计 - - -中北大学(1)

中北大学信息商务学院课程设计说明书

1 绪论

1.1 变电站继电保护的发展

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

继电保护发展现状，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。 1.2 继电保护装置的基本要求

继电保护及自动装置属于二次部分，它对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。

对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。 1.3 继电保护整定

继电保护整定的基本任务就是要对各种继电保护给出整定值，而对电力系统中的全部继电保护来说，则需要编出一个整定方案。整定方案通常可按电力系统的电压等级或者设备来编制，并且还可按继电保护的功能划分小方案分别进行。例如：35kV变电站继电保护可分为：相间短路的电压、电流保护，单相接地零序电流保护，短线路纵联差动保护。

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2 设计概述

2.1 设计规模

本设计为35kV降压变电所。主变容量为6300kVA，电压等级为35/10kV。 2.2 设计原始资料

1) 35kV供电系统图,如图2.1所示。

2) 系统参数：电源I短路容量：SIDmax=150MVA；电源Ⅱ短路容量：SⅡDmax=220MVA；供电线路：L1=15km，L2=11km，线路阻抗：XL=0.4Ω/km。

图2.1 35kV系统原理接线图

3) 变电站10kV侧母线负荷情况

表2.1 10kV母线侧负荷情况

负 荷 名 称 织布厂 胶木厂 印染厂 配电所 炼铁厂

最大负1200 1100 1400 1500 1600 功 率导 线 线路电抗 标幺值 0.345 0.345 0.345 0.345 0.345 荷（kW） 因 数 型 号 0.85 LGJ-35 0.85 LGJ-35 0.85 LGJ-35 0.85 LGJ-35 0.85 LGJ-35 回路数 1 1 1 1 1 供 电 线路长度方 式 （km） 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 8 7 13 10 11 第 2 页 共 21 页

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1) B1、B2主变容量、型号为6300kVA之SF1-6300/35型双卷变压器，Y-Δ/11之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中Uk %=7.5。

2) 运行方式：以SI、SⅡ 全投入运行，线路L1～L4全投。DL1合闸运行为最大运行方式；以SⅡ停运，线路L3,L4停运，DL1断开运行为最小运行方式。

3) 已知变电所10kV出线保护最长动作时间为1.5s。

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3 主接线方案的选择与负荷计算

3.1 接线方案选择

对于电源进线电压为35kV及以上的变电站，通常是经变电站总降压变电所降为10kV的高压配电电压，然后经下一级变电所，降为一般低压设备所需的电压。

总降压变电所主接线图表示变电站接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。

主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。

3.1.1 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图

单母分段接线：即用分段断路器或分段隔离开关将母线分成若干段。

这种主接线图兼有内外桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所

分段的单母线与不分段的相比较，提高了接线的可靠性和灵活性。两母线可分裂运行（分段断路器断开）也可并列运行（分段断路器接通）；重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电；任一母线或母线隔离开关检修，只停运该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。

适用范围 ：

①6～10kV配电装置，出线回路数为6回及以上时； ②35～63kV配电装置，出线回路为4～8回时； ③110-220kV配电装置，出线回路为3～4回时。 多数情形中，分段数和电源数相同。

本次设计的35kV变电站出线回路侧为4～8回，而且多为一、二级负荷，是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短，主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二次侧单母线分段的总降压变电所主接线（即全桥式接线）。

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3.1.2 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图

这种主接线，其一次侧的高压断路器跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。 3.2 35kV变电所主接线简图

综上所述：本次设计采用一、二次侧均为单母分段总降压变电所这种接线

图3.1 35kV变电所主接线图

4 短路电流计算

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