大理学院毕业设计（论文）10KV配电系统继电保护配置与二次设计10 kv power distribution system configuration and relayprotection setting calculation[摘要]：在10KV继电保护系统中，变压器是电力系统中较为重要的一种供电设备，对电力系统的可靠性和稳定性都有着重要的影响。
对变压器的二次接线保护尤为重要，二次系统包括了大量的继电保护装置，自动装置和二次回路。
所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。
为确保10kv供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。
[关键词]：继电保护；变压器；二次接线；自动装置；继电器；[Abstract]：In the 10 kv relay protection system,transformer is an important power supply equipment in the power system, reliability and stability of power system has importantin infuence. Secondary connection of transformer protection is particularly important, Secondary system consists of a large number of relay protection device, automatic device and secondary loop. So-called relay protection device is used in power supply system of a system for moni-toring, measurement, control and protection, By the relay to form a set of specialized automatic equipment.In order to ensure the normal operation of 10 kv power supply system, must be set correctly relay protection device.[Keywords]：Relay Protection, Transformer, Secondary Wiring, Automatic Device,Relay.目录第一章绪论 (1)1.1 电力系统继电保护二次保护的前景与展望 (1)1.2设计内容 (1)1.3二次回路分类 (1)1.3.1二次回路保护设备 (2)第二章电力变压器 (2)2.1变压器的原理 (2)2.2电力变压器及其分类 (4)2.3电力变压器的联结组别 (4)2.4 变压器的选择 (4)2.5 10kv变压器的保护 (5)2.5.1定时限过电流保护 (5)2.5.2电流速断保护 (6)2.5.3瓦斯保护 (6)2.6变压器的防雷措施 (7)第三章变压器二次接线 (7)3.1电流互感器及其二次电流回路 (7)3.1.1电流互感器的作用、特点以及意义 (7)3.1.2电流互感器的基本参数 (8)3.1.3电流互感器二次回路的接线 (9)3.1.4电压互感器 (10)3.2附件设备及设备接线 (12)3.2.1直流系统接线 (12)3.2.2 直流系统绝缘监察与电压监察装置 (13)3.2.3断路器的控制和信号回路 (14)3.2.4中央信号装置 (16)3.2.5闪光装置 (18)3.3二次回路的保护及控制、信号回路的设备选择 (18)3.3.1熔断器、自动开关的选择 (18)3.3.2控制、信号回路的设备选择 (20)3.3.3灯光监视中的信号灯及附加电阻的选择 (20)3.3.4中间继电器的选择 (20)3.3.5串接信号继电器及附加电阻的选择 (20)3.3.6控制电缆的选择 (21)3.3.7小母线 (23)3.4变压器的冷却方式及二次接线 (24)3.5 10kv变压器的无载调压 (25)3.5 10kv 配电变压器二次接线的数字化保护 (25)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第一章绪论1.1 电力系统继电保护二次保护的前景与展望工厂供电系统或变配电所的二次回路（即二次回路，secondary circuit）,是指用来控制、指示、监测、和保护一次回路（即主回路，primary circuit）运行的回路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。
[1]电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。
变电所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。
其中变压器是普遍使用的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定的运行。
特别是大容量变压器，一旦因故障而损坏造成的损失就更大。
因此必须针对变压器的故障和异常工作情况，装设动作可靠、性能良好的继电保护装置，因此对电力变压器保护配置的实时性提出了更高的要求。
而我就是针对变电所继电保护的配置加以设计的。
随着电力技术的发展，特别是自动化技术的发展，变电所二次部分的设计越来越“自动化”了，传统的手动控制正逐渐在被自动控制所替代，大量的保护装置采用微机型装置，传统的声光信号也逐渐被数字信号所取代，控制屏、信号屏的数量也越来越少了，这样也对二次回路的设计提出了更高的要求。
如何用全新的设计理念，新型的设计标准是我们未来研究的方向。
二次回路本身具有设备种类多、原理复杂、涉及面广等特点，是发电厂和变电站安全、优质、经济、环保运行的前提保障。
1.2设计内容电力变压器（power transformer,文字符号为T或TM），是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用[1]。
它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响，同时大容量的电力变压器也是十分重要的设备。
因此，本次设计主要是针对变压器的二次接线的设计，以确保变压器的正常工作。
1.3二次回路分类二次回路按其电源性质分，有直流回路和交流回路。
交流回路又分交流电流回流和交流电压回路。
交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路有电压互感器供电。
[1]二次回路按其用途分，油断路器控制回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。
1.3.1二次回路保护设备二次回路的保护设备用以切除二次回路短路的短路故障，并作为回路检修和调试时断开交、直流电源之用。
保护设备包括监测仪表、控制与信号器具、继电保护及自动装置、直流电源安装等。
第二章 电力变压器2.1变压器的原理在电力系统中，变压器是一种静止的电气设备。
它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能。
图2-1是单相变压器的原理图。
图中在闭合的铁芯上，有两个相互绝缘的绕组。
其中，左侧绕组接入电源端是一次侧绕组，右侧绕组接入输出端是二次侧绕组。
当交流电压U •1 加到一次侧后，一次侧绕组中就有交流电流I •1通过，因此可以在铁芯中产生交变的磁通Φ • 。
交变磁通Φ • 同时穿过一次侧绕组和二次侧绕组，使得两个绕组分别产生相应的感应电势E •1 和E •2 。
此时当二次侧绕组与负荷相连接时，便有电流I •2流入负荷，也就是说在二次侧绕组上有电能输出。
图2-1 单相变压器原理图根据电磁感应定律可以得出：一次侧（电源侧）绕组的感应电势为：一次电源二次电源m fN E φ1144.4= （2-1）二次侧（负荷侧）绕组的感应电势为：m fN E φ2244.4= （2-2）公式（2-1）、（2-2）中：f 是电源频率；N1 是一次侧绕组的匝数；N2 是二次侧绕组的匝数；Φm 是铁芯中交流磁通的大小。
由（2-1）、（2-2）式可以得出： 2121N N E E = (2-3) 由（2-3）式可以知道，变压器一、二次侧绕组的感应电动势之比等于一、二次侧绕组的匝数之比。
由于变压器一、二次侧的电阻及漏电抗比较小，一般可以忽略不计，因此可以认为：一次侧电压的有效值：U1 = E1，二次侧电压的有效值：U2 = E2 。
于是可以得出：K N N E E U U ===212121 (2-4) 公式（2-4）中：K 称为变压器的变比。
因为变压器一、二次侧绕组的匝数不相同，所以变压器一、二次侧绕组的电压也不相等，匝数比较多的一侧电压就较高，匝数比较少的一侧电压就较低。
忽略变压器产生的内部损耗，一般可以认为变压器的输出功率等于变压器的输入功率，即：2211I U I U = （2-5）公式（2-5）中I1 、I2 分别为变压器一次侧、二次侧的有效电流。
由此就可以得出：KI N N I I ==2121 (2-6)根据公式（2-6）可以知道，变压器一、二次侧电流的大小之比与变压器一、二次侧绕组的匝数之比成反比。
也就是说变压器匝数比较多的一侧电流较小，匝数比较少的一侧电流较大。
2.2电力变压器及其分类电力变压器（power transformer,文字符号为T或TM），是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。
电力变压器按变压功能分，有升压变压器和降压变压器。
工厂变电所都采用降压变压器。
终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。
电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。
按相数分，有单相和三相两大类。
工厂变电所通常都采用三相变压器。
电力变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两大类。
工厂变电所大多采用无载调压变压器，按绕组型式分，有双绕组变压器，三绕组变压器和自耦变压器。
工厂变电所一般采用双绕组变压器。
按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式等变压器。
工厂变电所大多采用油浸自冷式变压器。
2.3电力变压器的联结组别电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次（或一、二、三次）绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压不同的相位关系。
-12）和Dyn11 10kv配电变压器（二次侧电压为220V/380V）有Yyn0（即Y/Y-11）两种常见的联结组。
我国过去的配电电压器差不多采用Yyn0联（即Δ/Y结，近20年来 Dyn11联结的配电变压器开始得到了推广应用。
[1]2.4 变压器的选择为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。
本次论文选择型号为S9-1600/10的变压器，其高压侧为10kv，低压侧为0.4kv，空载损耗2.40kw，负载损耗14.50kw，空载电流0.6%，阻抗电压为4.5%，联结组采用Yyn0。
