小型水电站电气设计.doc

毕业设计
Graduation practice achievement

设计项目名称 小型水电站电气设计

目录
设计计算书

第一章 电气一次部分设计
1、电气主接线方案比较……………………………………………………………1
2、主变压器容量选择………………………………………………………………3
3、电气一次短路电流计算…………………………………………………………4
4、高压电气设备的选择和校验…………………………………………………13

第二章 厂用电系统设计
1、厂用变压器选择………………………………………………………………29
2、厂用主要电气设备选择………………………………………………………29

第三章 继电保护设计
1、继电保护方案…………………………………………………………………32
2、电气二次短路电流计算………………………………………………………33
3、继电保护整定计算……………………………………………………………37

第一章 电气一次部分设计

1、电气主接线方案比较
方案一：3台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段；
设置一台变压器，其容量为12000KVA；

方案二：1、2号发电机采用单母线接线；3号发电机-变压器单元接线；
设置了2台变压器，其容量分别为8000KVA、4000KVA;
35KV线路采用单母线接线不分段。

电气主接线方案比较：
（1）供电可靠性
方案一供电可靠性较差；
方案二供电可靠性较好。
（2）运行上的安全和灵活性
方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差；
方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合，使供电可靠性大大提高，提高了运行的灵活性。
（3）接线简单、维护和检修方便
很显然方案一最简单、维护和检修方便。
（4）经济方面的比较
方案一最经济。

各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：

方案
一
二
断路器
（台数）
6．3KV
4
3
37KV
1
3
隔离开关
（台数）
6．3KV
15
12
37KV
3
6
主变台数
1
2
供电可靠性
差
较好
供电灵活性
一般
较好
母线条数
1
2
接线特点
简单
较简单
实现自动化
不易
较易
投资比较
不大
较大
运行维修
不方便
较方便

综合比较：选方案二最合适。
经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案，接线见“电气主接线图”。

2、 变压器容量及型号的确定：
1、==
经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下：
型号
额定容量（KVA）
额定电压（KV）
阻抗电压（%）
连接组
高压
低压
SF7-8000/35
8000
35
6.3
7.5
YN,d11
2、
经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下：

型号
额定容量（KVA）
额定电压（KV）
阻抗电压（%）
连接组
高压
低压
SL7-4000/35
4000
35
6.3
7
YN,d11

3、电气一次短路电流计算
3.1短路电流计算条件
为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。
（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后5～10年）：其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。（如切换厂用变压器时的并列）。
（2）短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，即应按最严重的情况验算。
（3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。

3.2短路电流计算书
短路点的选择：
因本设计电压等级不多，接线简单，一个单母线接线，一个发电机-变压器组单元接线，两条母线：6.3KV和35KV，故在6.3KV母线、3号发电机出口处及35KV母线各选取一点作为短路计算点，分别为k1、k2、k3。

发电机，变压器及系统的主要参数如下：
1、发电机参数：33200KW，cos=0.8，=0.2，额定电压6.3kV
2、变压器参数：2台， 1T: 8000KVA,
2T: , 4000KVA
3、系统参数：一回35kV出线经过20km，从芒东变电站接入系统。

选取基准值:

发电机G:
变压器T1:=
变压器T2: =
线 路：

3.2.1当k1点发生三相短路时：

a、 t=2s，

b、 t=4s，

③ 作用下，＜3.45
所以，为有限大容量系统。
a、 t=0s，

b、t=2s，

c、t=4s，

3.2.2当k2点发生三相短路时：

网络简化图如下：

① 单独作用下，
稳态短路电流:
冲击短路电流:
② 作用下，＜3.45
所以，为有限大容量系统。
a、 t=0s，

b、 t=2s，

c、 t=4s，

③ 作用下，＜3.45
所以，为有限大容量系统。
a、 t=0s，

b、t=2s，

c、t=4s，

3.2.3当k3点发生三相短路时：
网络简化图如下：

① 单独作用下，
稳态短路电流:
冲击短路电流:
② 作用下，＜3.45
所以，为有限大容量系统。
a、 t=0s，

b、 t=2s，

c、 t=4s，

③ 作用下，＜3.45
所以，为有限大容量系统。
d、 t=0s，

b、t=2s，

c、t=4s，

3.2.4短路电流计算成果表

短路点
数据

K1

5.73
5.73
5.73
14.61

4.05
2.477
2.37
10.88

0.526
0.641
0.663
1.413
合计
10.306
8.848
8.763
26.903
K2

3.48
3.48
3.48
8.874

0.619
0.684
0.684
1.619

2.026
1.238
1.185
5.3
合计
6.125
5.402
5.349
15.793
K3

2.69
2.69
2.69
6.8595

0.507
0.383
0.381
1.36

0.258
0.193
0.192
0.693
合计
3.455
3.266
3.263
8.9125

4、 高压电气设备的选择和校验
4.1高压电气设备选择的一般条件：
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件，
① 按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等进行选择；
A 额定电压和最高工作电压：
高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压。一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1~1.15UN，而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过1.1UNs因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即
UN ≥
B额定电流
电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Ig.max，即
IN ≥。
② 按短路条件包括动稳定、热稳定进行校验。

4.2 、发电机回路电气设备的选择
⑴ 选择计算的条件：
① 短路点的选择：以k1点三相短路电流计算结果为依据，短路电流为系统和发电机G3提供的短路电流合计值。
② 短路计算时间：，取4s；
③ 最大持续工作电流：
④ 短路电流热效应：
⑤ 对照电气主接线图，查手册，选择KYN800-10型高压开关柜。
⑵ 断路器的选择
根据和，以及安装于KYN800-10型高压开关柜的情况，初选ZN28-10/630型真空断路器，其主要技术参数如下：

额定电压
额定电流
额定短路开断电流
额定短路关合电流（峰值）
4s热稳定电流
10KV
630A
20KA
50KA
20KA
① 按额定短路开断电流选择
＜
② 按额定短路关合电流选择
＜
③ 按热稳定校验
＜
④ 按动稳定校验
＜
故ZN28-10/630型真空断路器符合条件。
⑶ 电流互感器的选择
根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压及安装于KYN800-10型高压开关柜等条件，查手册电流互感器可选用LZZBJ9-10,400/5,0.5/5P10这一型号。可供给测量和差动保护装置用；
③ 热稳定校验
＜
④ 动稳定校验
＜112.5KA

4.3 、发电机回路电力电缆的选择
⑴ 选型：根据敷设环境和工作电压，选用铝芯交联聚乙烯钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
⑵ 电缆芯截面选择
按经济电流密度选择：
，取300。
⑶ 校验电缆的经济截面
查手册得-3300电缆额定环境中的允许载流量,
综合修正系数,
则实际载流量,大于发电机回路最大工作电流384.9A，满足发热要求。
⑷ 电缆的热稳定校验
＞，满足发热条件

4.4 、发电机电压互感器回路设备选择
⑴ 熔断器的选择
选用RN2-10,6KV 0.5A型熔断器，查资料知＞,满足短路保护作用要求。
⑵ 电压互感器的选择
根据电压互感器的用途，装置于KYN800-10型高压开关柜及工作电压等条件，查手册，选用JDZX9-6,单相三绕组电压互感器三台，连接成接线，可满足测量、保护和绝缘监察的需要。

4.5 发电机-变压器组回路设备的选择
⑴ 选择计算条件：
② 短路点的选择：以k2点三相短路电流计算结果为依据，短路电流为系统和发电机提供的。
③ 短路计算时间：，取4s；
④ 最大工作电流：
⑤ 短路电流热效应：

⑵ 隔离开关的选择
根据和，初选GN19-10/630型隔离开关，其主要技术参数如下：
额定电压
（KV）
最高工作电压
(KV)
额定电流
(A)
极限通过电流峰值
(KA)
4s热稳定电流
（短时）(KA)
10
12
630
50
20
⑤ 热稳定校验
＜
⑥ 动稳定校验
＜
⑶电流互感器的选择
根据电流互感器的用途，持续工作电流、工作电压及安装于户内等条件，查手册可选用LZZBJ9-10,400/5A，0.5/5P10这一型号，可供给测量和差动保护装置用。
 按热稳定校验
Q=69.18KAS＜It=45×1=2025 KAS
‚ 按动稳定校验
i=10.493KA＜112.5KA
⑷电压互感器回路设备的选择
 熔断器
选用RN2-10,6KV，0.5A型的熔断器，查手册知
I=85KA＞I＂=6.125-2.026=4.099KA
‚ 电压互感器的选择
根据电压互感器的用途、装置于KYN8000-10型高压开关柜及工作电压等条件,查资料，可选用JDZX9-6, /KV单相绕组电压互感器三台，连接成Y/ Y/接线，可满足测量、保护和绝缘监察的需要。

4.6 6.3KV母线电压互感器回路设备选择
①电压互感器的选择
根据母线电压互感器的用途，装置KYN8000-10型高压开关柜及工作电压等条件,查资料，可选用JDZX9-6, /KV单相绕组电压互感器三台，连接成Y/ Y/△接线，可满足测量、保护和绝缘监察的需要。
② 高压熔断器的选择
选用专用的RN2-10，6KV的熔断器，查资料知I=85KA＞I＂=10.306KA，可满足短路保护作用要求。
③ 避雷器的选择
a 选型：根据工作条件选择电站用复合外套无间隙氧化锌避雷器HY5WZ系列。
b 最大持续工作线电压U=6.3×1.05=6.615KV
选择避雷器的持续工作电压，U≥1.1 U=6.615×1.1=7.28KV
选择避雷器的持续额定电压，U≥1.38 U=6.615×1.38=9.13 KV
所以,选择HY5WZ2-10/27型氧化锌避雷器，其技术参数为U=8KV，U=10KV，雷电冲击下电流5KA，残压24KV（峰值）。

4.7 6.3KV汇流母线及支持绝缘子的选择
①选择计算条件
a) 短路点确定为K点，短路电流值为K点短路点合计值;
b) I=1.05×=769.8A
c) t= t+0.2=3+0.2=3.2S,取4S，
d) Q= KAS
②主母线的选择
a) 按经济电流密度选择截面
S=，取100×10mm
b) 按热稳定校验
取工作温度为40，
=188.36 mm＜100×10mm
c) 按动稳定校验
铝材允许应力为70MPa，已知硬母线支持绝缘子间距L=1m，相间距离a=20cm=0.2m
所以,
=1.73×10
37.56 MPa＜70MPa , 满足动稳定要求
∴选用LMY-100×10矩形铝截面母线
③ 支持绝缘子选择
a） 按额定电压和型式选择
U
并根据安装于户内的特点，初选ZL-10/400型支持绝缘子
b） 按动稳定校验F
=
=256.37＜0.6

4.8 变压器1T低压侧（6.3KV）设备选择
⑴选择条件
短路点选择：以K点三相短路电流计算结果为据，短路电流由系统和G提供
‚短路计算时间：t= t+0.2=3+0.2=3.2S,取4S
⑵断路器的选择
根据和I=769.8A，以及安装于KYN800-10型高压开关柜情况，初选ZN28-10/1000型真空断路器，其主要参数如下：
额定电压
额定电流
额定开断电流
额定短路关合电流(峰值)
热稳电流
10KV
1000A
20KA
50KA
20KA
① 按额定开断电流校验
I〃=10306-4.05=6.256KA＜I=20KA
② 按额定短路关合电流选择
i=26.903-10.88=16.023KA＜I=50KA
③ 按动稳定校验
i=16.023KA＜50KA
④ 按热稳定校验
Q= KAS
＜It=1600 KAS
⑶ 电流互感器选择
根据 电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压及装置于KYN800-10型高压开关柜等条件，查手册, 电流互感器可选用LZZBJ9-10,800/5,0.5/5P10这一型号。
 按热稳定校验
Q=161.12 KAS ＜It=6400 KAS
‚ 按动稳定校验
i=16.023KA＜I=160KA

4.9 变压器1T高压侧(35KV侧)回路设备选择
⑴ 选择条件
 短路点选择:以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和G3提供;
‚ 短路计算时间:开关电器选择短路计算时间;
t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间.
ƒ 最大持续工作电流:
④ 短路电流热效应:

⑵ 断路器的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选SW3-35/600型少油断路器,其主要技术参数如下:
额定电压
额定电流
额定开断电流
极限通过电流及
关合电流峰值
4s热稳定电流
35KV
600A
6.6KA
17KA
6.6KA

‚ 按额定关合电流选择

ƒ 按额定开断电流校验

④ 按动稳定校验

⑤ 按热稳定校验

⑶ 隔离开关的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/600型隔离开关,其主要技术参数如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最高工作电压
额定电流
15.8KA
50KA
35KV
40.5KV
600A

‚ 按动稳定校验

ƒ 按热稳定校验

经检验,选用的设备合格.
⑷ 载流导体选择
屋外载流导体选用软导线,规格与线路导线截面相同。
⑸ 电流互感器的选择
根据用途，计量和测量用选LR-35-200六只，额定电流变比150/5A，准确度级次0.5级；保护用选LRB-35-200六只，额定电力变比150/5A，准确度级次10P级。
LR系列电流互感器不需要进行动、热稳定校验。

4.10 变压器2T高压侧(35KV侧)回路设备选择
⑴ 选择条件
 短路点选择:以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和G12提供;
‚ 短路计算时间:开关电器选择短路计算时间;
t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间.
ƒ 最大持续工作电流:

④ 短路电流热效应:

⑵ 断路器的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选SW3-35/1000型少油断路器,其主要技术参数如下:
额定电压
额定电流
额定开断电流
极限通过电流及
关合电流峰值
4s热稳定电流
35KV
1000A
16.5KA
42KA
16.5KA

‚ 按额定关合电流选择

ƒ 按额定开断电流校验

④ 按动稳定校验

⑤ 按热稳定校验

⑶ 隔离开关的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/630型隔离开关,其主要技术参数如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最高工作电压
额定电流
20KA
50KA
35KV
40.5KV
630A

‚ 按动稳定校验

ƒ 按热稳定校验

经检验,选用的设备合格.

⑷ 电流互感器的选择
根据用途，计量和测量用选LRG-35六只，额定电流变比100/5A，准确度级次0.5/0.5；保护用选LRGB-35六只，额定电力变比100/5A，准确度级次10P15/10P15。
LR系列电流互感器不需要进行动、热稳定校验。

4.11 35KV母线及支持绝缘子的选择
⑴ 选择计算条件
 35KV母线上通过的最大持续工作电流为2台变压器最大持续工作电流之和,即

‚ 短路计算点确定为k3点。
⑵ 35KV母线的选择
 选型：根据35KV母线在整个电气主接线图的位置及作用，确定选用钢筋铝绞线；
‚ 按经济电流密度选择导线截面

故选择LGJ-240型号的钢筋铝绞线作为35KV母线。
⑶ 支持绝缘子的选择
 按额定电压和型式选择

并根据安装于屋外的特点，初选ZS-35/400型支持绝缘子。
‚ 按动稳定校验
=105.33kg
故，所以选用的ZS-35/400型支持绝缘子合格。

4.12 35KV母线上电压互感器回路设备选择
⑴ 选择条件
 短路点选择:以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和3台发电机提供的短路电流合计值;
‚ 短路计算时间:开关电器选择短路计算时间;
t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间.
ƒ 最大持续工作电流:

④ 短路电流热效应:

⑵ 隔离开关的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW-35/630型隔离开关,其主要技术参数如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最高工作电压
额定电流
20KA
50KA
35KV
40.5KV
630A

‚ 按动稳定校验

ƒ 按热稳定校验

经检验,选用的设备合格.
⑶ 避雷器的选择
 选型：根据工作条件选择电站用复合外套无间隙氧化锌避雷器HY5WZ系列。
‚ 最大持续工作线电压U=35×1.15=40.25KV
选择避雷器的持续工作电压，U≥U=40.25KV
选择避雷器的持续额定电压，U≥1.25U=1.25×40.25=50.3KV
所以,选择HY5WZ2-51/134型氧化锌避雷器。
⑷ 电压互感器的选择

根据安装地点和使用条件，可选择JDZX9-35，型单相绕组电压互感器三台，准确级组合0.5/6P，连接成接线，可满足测量、保护、同期和绝缘监察的需要。
⑸ 熔断器的选择
选用RN5-35/200的熔断器，查资料知I=8KA＞I＂=3.455KA，可满足短路保护作用要求。

4.13 出线回路设备的选择
⑴ 选择条件
 短路点选择:以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统提供;
‚ 短路计算时间:
ƒ 最大持续工作电流:

④ 短路电流热效应:

⑵ 断路器的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选SW3-35/600型少油断路器,其主要技术参数如下:
额定电压
额定电流
额定开断电流
极限通过电流及
关合电流峰值
4s热稳定电流
35KV
600A
6.6KA
17KA
6.6KA

‚ 按额定关合电流选择

ƒ 按额定开断电流校验

④ 按动稳定校验

⑤ 按热稳定校验

⑶ 隔离开关的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/630型隔离开关,其主要技术参数如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最高工作电压
额定电流
20KA
50KA
35KV
40.5KV
630A

‚ 按动稳定校验

ƒ 按热稳定校验

经检验,选用的设备合格.

⑷ 电流互感器的选择
根据用途，计量和测量用选LRG-35六只，额定电流变比200/5A，准确度级次0.5/0.5；保护用选LRGB-35六只，额定电力变比200/5A，准确度级次10P15/10P15。
LR系列电流互感器不需要进行动、热稳定校验。

4.14出线电压互感器回路设备的选择
⑴ 选择条件
 短路点选择:以k3点三相短路计算结果为依据,短路电流由系统和3台发电机提供的短路电流合计值;
‚ 短路计算时间:；
ƒ 最大持续工作电流:

④ 短路电流热效应:

⑵ 隔离开关的选择
 按工作电压和工作电流选择

根据电网电压以及安装于屋外的特点,初选GW4-35D/630型隔离开关,其主要技术参数如下:
4s热稳定电流
极限通过电流峰值
额定电压
最高工作电压
额定电流
20KA
50KA
35KV
40.5KV
630A

‚ 按动稳定校验

ƒ 按热稳定校验

经检验,选用的设备合格.
⑶ 避雷器的选择
 选型：根据工作条件选择电站用复合外套无间隙氧化锌避雷器HY5WZ系列。
‚ 最大持续工作线电压U=35×1.15=40.25KV
选择避雷器的持续工作电压，U≥U=40.25KV
选择避雷器的持续额定电压，U≥1.25U=1.25×40.25=50.3KV
所以,选择HY5WZ2-51/134型氧化锌避雷器。
⑷ 电压互感器的选择

根据安装地点和使用条件，可选择JDZW-35，型单相绕组电压互感器三台，连接成接线，可满足测量、保护、同期和绝缘监察的需要。
⑸ 熔断器的选择
根据电网电压和安装于户外的特点，初步选用RN5-35/200的熔断器，查资料知熔断器开断电流I=8KA＞I＂=3.455KA，可满足短路保护作用要求。

第二章 厂用电系统设计
1、厂用变压器的选择
 厂用变压器容量的确定

‚ 厂用变压器型式的选择
根据该变压器的用途,选用SCB10系列环氧树脂浇注干式电力变压器.
所以,选用SCB10-100/6.3型变压器,其主要技术参数如下表:

型号
额定容量
(KVA)
额定电压(KV)
阻抗电压
(%)
连接组标号
高压
低压
SCB10-100/6.3
100KVA
6.3
0.4
4
D,yn11

2、 厂用主要电气设备的选择
⑴ 厂用变压器高压侧断路器的选型
根据和,以及安装于KYN800-10型高压开关柜的情况,初选ZN28-10/630型断路器,其主要技术参数如下表:

额定电压
额定电流
额定短时开断电流
额定短路关合电流(峰值)
4s热稳定电流
10KV
630A
20KA
50KA
20KA

 按额定短路开断电流校验
<
‚ 按额定短路关合电流选择

ƒ 按动稳定校验

④ 按热稳定校验

<=
⑵ 电流互感器的选择
根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压及装置于KYN800-10型开关柜等条件，查手册，电流互感器可选用LZZBJ12-10A,20/5A,0.5/5P这一型号。
 按热稳定校验

‚ 按动稳定校验
⑶ 厂用变压器侧电缆的选择
 按电网电压等级选择电缆额定电压

根据敷设环境和工作电压,选用YJLV铝芯交联聚乙烯钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
‚ 按持续工作电流选择截面
,选用YJLV-
在空气中单根敷设,,满足要求.
⑷ 厂用变压器低压侧电力电缆的选择
 按电压选择
厂用变压器低压侧线电压为0.4KV,选电压为1KV的VLV29型聚氯乙烯绝缘,聚氯乙烯护套内钢带铠装电力电缆.
‚ 按经济电流密度选择截面

初选VLV29-电力电缆.
⑸ 厂用变压器低压侧主要电气设备的选择
 断路器的选择
根据和,以及安装于GCS型低压开关柜的情况,初选AH-6B/630，其.
‚ 电流互感器的选择
根据电流互感器的用途、持续工作电压、工作电流以及安装于GCS型低压开关柜的情况，查手册，电流互感器可选用SDH-0.66-02,200/5A这一型号。
⑹ 厂用母线的选择
 按持续工作电流选择
按厂用变压器满负荷进行计算，

选LMY-40×4铝母线，其允许载流量
‚ 热稳定校验

故铝母线满足热稳定要求。
ƒ 动稳定校验

已知L=1m，a=0.2m，母线平放
则
<70MPa
故505铝母线满足动稳定要求。
第三章 继电保护设计
1、 继电保护方案
为了迅速地切除事故或防止故障范围的扩大，以确保电站的正常安全运行，对主要电气设备、线路装设了下列保护。

配备的保护
动作时限
保护动作后果
、
发电机保护
纵联差动保护
瞬时
断开发电机断路器及灭磁开关，并停机
复合电压过电流保护
带时限
断开发电机断路器及灭磁开关
过电压保护
带时限
断开发电机断路器及灭磁开关
过负荷保护
带时限
发信号
失磁保护
带时限
断开发电机断路器及灭磁开关
定子绕组单相接地保护
瞬时
发信号
转子一点接地保护
瞬时
发信号
变压器
1T保护

瓦斯保护
瞬时
断开各侧断路器；发信号
纵联差动保护
瞬时
断开各侧断路器
复合电压过电流保护
带时限
断开各侧断路器
过负荷保护
带时限
发信号
零序电压保护
带时限
发信号
温度保护
瞬时
发信号
发电机-变压器组保护
瓦斯保护
瞬时
断开高压侧断路器、灭磁；发信号
纵联差动保护
瞬时
断开高压侧断路器、停机、灭磁
复合电压过电流保护
带时限
断开高压侧断路器、灭磁
零序电压保护
带时限
发信号
对称过负荷保护
带时限
发信号
厂用变压器保护
电流速断保护
瞬时
跳开厂用变压器高压侧断路器
过电流保护
带时限
跳开厂用变压器高压侧断路器
35KV
线路
保护
电流电压联锁速断保护
带时限
跳开主变压器断路器
过电流保护
带时限
跳开主变压器高压侧断路器
2、电气二次短路电流计算
最小运行方式：电力系统按无穷大系统考虑；本电站开一机一变。
2.1 开3号发电机和2号变压器,负序网络图如下：

1、系统参数计算
系统按无穷大考虑，取基准值，

① 35KV母线处发生短路时
a、 发电机单独作用下：

查水轮发电机的短路电流运算曲线，得

b、 系统供给的短路电流，因为是无限大容量系统，则

c、负序电压计算
系统参数计算：变压器、线路的负序电抗与正序电抗相等，则

发电机的负序电抗：
而
电抗应由标幺值化为有名值，得

2.2 开一号发电机与一号变压器，负序网络图如下：
1、系统参数计算
系统按无穷大考虑，取基准值，

① 35KV母线处发生短路时
a、发电机单独作用下：

查水轮发电机的短路电流运算曲线，得

a、 系统供给的短路电流，因为是无限大容量系统，则

c、负序电压计算
系统参数计算：变压器、线路的负序电抗与正序电抗相等，则

发电机的负序电抗：
而
电抗应由标幺值化为有名值，得

② 6.3KV母线处发生短路时
a、发电机单独作用下：

查水轮发电机的短路电流运算曲线，得

b、 系统供给的短路电流，因为是无限大容量系统，则

c、负序电压计算
系统参数计算：变压器、线路的负序电抗与正序电抗相等，则

发电机的负序电抗：
而
电抗应由标幺值化为有名值，得

=
=0.097

三相短路电流计算结果表
短路点
K1
K2
K3

最大
运行
方式
系统供
5730
3480
2690
供
4050
619
507
供
526
2026
258
合计
10306
6125
3455
最小
运行
方式
系统供
6050
2690
2690
发电机供
2030
259
290
合计
8080
2949
2980

3、继电保护整定计算
3.1 、发电机保护装置的整定计算及继电器选择
一、纵联差动保护
发电机的额定电流：
选定电流互感器变比：
所以，
1、动作电流计算值
① 躲过区外短路故障时的最大不平衡电流，即

=
=1.65A
② 躲过电流互感器二次回路断线时，流过差动保护的电流，即

取
2、差动继电器工作线圈匝数
匝
取匝，其中差动线圈匝，平衡线圈匝，
所以，匝
1、 差动继电器动作电流整定值

2、 纵联差动保护灵敏度校验

满足要求
二、复合电压启动的过电流保护
1、动作电流的整定值和灵敏度
① 电流继电器的动作电流

② 电流元件灵敏度校验
近后备：以发电机出口母线k1点短路为灵敏度校验点
~1.5
远后备：以变压器1T高压侧k3点短路为灵敏度校验点

2、低电压元件的整定值和灵敏度
① 低电压继电器的动作电压

② 低电压元件灵敏度校验
近后备保护的校验点为发电机出口母线，三相短路时残压为0，故不需要校验。
远后备保护的校验点为35KV母线，此时发电机出口处测得的最大残余电压为：
，满足要求
3、负序电压元件的整定值和灵敏度
① 负序电压继电器的动作电压

② 负序电压元件灵敏度校验
，满足要求
3、 动作时限：装置的时限应比主变压器的过电流保护时限大一个时限级差。
三、过电压保护
1、计算动作电压

2、动作时限
t=0.5s
四、过负荷保护
1、电流继电器的动作电流

2、动作时限：装置的时限应比主变压器的过电流保护时限大一个时限级差。
五、失磁保护
失磁保护的动作时限一般整定为0.5s，整定范围为1~10s。
六、定子绕组单相接地保护
将继电器的动作电压整定为15V。

3.2变压器1T保护装置的整定计算
一、 纵联差动保护
1、各侧参数计算
双绕组变压器两侧参数计算表
额定电压(KV)
6.3
38.5
额定电流(A)

电流互感器的接线方式
Y
d
电流互感器的计算变比

电流互感器的标准变比

电流互感器二次回路
额定电流

2、选定基本侧
以电流互感器二次回路额定电流较大的一侧6.3KV作为基本侧，计，电流互感器的接线方式为Y，接线系数。
3、继电器的动作电流计算
① 按躲过外部短路的最大不平衡电流条件整定
取在外部k1、k3点短路分别由系统提供的5730A和发电机提供的507A电流中的大者，即5730A。

=
=9.31A
② 躲过电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流

③ 躲过变压器的励磁涌流

取基本侧继电器动作电流的计算值为：
2、 差动继电器工作线圈匝数整定
① 基本侧工作线圈匝数
匝
选定匝，其中差动线圈匝，平衡线圈匝，
继电器实际动作电流（整定值）：

故不会出现无选择性动作。
② 非基本侧平衡线圈的计算匝数
匝
选定匝，即非基本侧工作线圈匝数。
匝
3、 相对误差计算
，
相对误差满足要求。
4、 短路线圈抽头选定
选用“D-D”抽头。
5、 灵敏度校验
以短路电流总值较小的k3点为校验点

=
=2.69＞2,满足要求

二、 复合电压启动的过电流保护
以下是装置装设在6.3KV侧的整定计算
1、动作电流的整定值和灵敏