农村变电站继电保护课程设计
引言 (3)
第一章原始资料及其分析 (4)
第二章负荷分析计算 (6)
第三章主变压器选择......... .. (7)
第四章主变压器保护整定 (9)
课程设计心得 (12)
参考文献 (13)
附：电力系统示意图和继电保护接线图（CAD图）
引言
电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一，它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性，以及电能质量起着决定性的作用，同时大容量电力变压器的造价也十分昂贵。由于绝缘的老化或风雪雷电，以及设备的缺陷、设计安装和运行维护不当等原因，因此对电力变压器可能发生的各种故障和不正常的运行状态进行分析是十分重要的。
电力变压器的保护装置大约有瓦斯保护、纵差保护、电力变压器的温度保护、相间短路的后备保护等等。
在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压绕组对地绝缘破坏引起的单相接地。变压器油箱内发生的任何一个故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们就要从油箱里流向油枕的上部，当故障严重时，油会迅速膨胀并有大量的气体产生，此时，回游强烈的油流和气体冲向油枕的上部。利用油箱内部的故障时的这一特点，可以构成反映气体变化的保护装置，称之为瓦斯保护.瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器轻瓦斯动作于发出信号。
纵差保护或电流速断保护用于反映电力变压器绕组、套管及引出线发生的故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器相间短路的后备保护。相间短路的后备保护用于反映外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器。
当变压器的冷却系统发生故障或发生外部短路和过负荷时，变压器的油温将生高。变压器的油温越高，油的劣化速度越快，使用年限少。当油温达115～150℃时劣化更明显，以致不能使用。油温越高将促使变压器绕组绝缘加速老化影香其寿命。
电力变压器相间短路的后备保护可根据变压器容量的大小和保护装置对灵敏度的要求，采用过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护等方式。对于单侧电源的变压器保护装置安装在变压器电源侧，即作为变压器本身故障的后备保护，又反映变压器外部短路引起的过电流。
熟练的掌握这些继电保护装置及保护装置的整定计算是十分重要的。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术就是继电保护技术。这样就可能保证电力系统的正常运行。
第一章原始资料分析
待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。
一．电压等级
变电站的电压等级分别为110kV,35kV,10kV。
110kV ： 2回
35kV ： 5回（其中一回备用）
10kV ： 12回（其中四回备用）
二．变电站位置示意图：
图1 变电站位置示意图
三．待建变电站负荷数据
表1 待建成变电站各电压等级负荷数据
电压等级用电单位
最大
负荷(MW)
用电
类别
回
路数
供电
方式
距离
(km)
35kV
铝厂15 1 1 架空39 钢铁厂10 1，2 1 架空25 A变电站15 3 1 架空35 B变电站20 3 1 架空40 备用 1
10kV 无线电厂0.56 3 1 电缆 4 仪表厂0.5 3 1 电缆 5
待建变电站
A
B
C
（1）35kV ,10kV负荷功率因数均取cos∅1=0.85
（2）负荷同时率：35kV kt=0.9
10kV kt=0.85
（3）年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年
（4）网损率为 A%=8%
（5）站用负荷为50kW cos∅2=0.87
（6）35kV侧预计新增远期负荷20MV 10kV侧预计新增远期符合6MV 四．原始资料分析
由原始资料知要设计的变电站有110KV、35KV、10KV三个电压等级，由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。
第二章负荷分析计算
一．负荷分析的目的
负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无
误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。
如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪
费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重
大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，
更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和
导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不
能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无
误，我们的变电站设计才有成功的希望。
二．负荷计算
10KV侧：近期负荷 P1=0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW 新增远期负荷P2=6MW
总负荷P3=11.29MW
有功功率P10KV=11.29∗0.85
1−8%
=10.431MW
视在功率S1=P10KV
COS∅1
=
10.431
0.85
=12.272MVA
电流I10=1
10∗√3
=0.709KA 35KV侧：近期负荷P4=15+10+15+20=60MW 新增远期负荷P5=20MW
总负荷P6=80MW
有功功率P35KV=80∗0.9
1−8%
=78.261MW
视在功率S2=P35KV
COS∅1
=
78.261
0.85
=92.072MVA
电流I35=2
35∗√3
=1.519KA
待建变电站站用容量S3=0.05
0.87
=0.057MVA
待建变电站供电总容量SΣ=S1+S2+S3=12.272+92.072+0.057=104.401MVA
