九、变电所二次回路设计及继电保护的整定

1、二次回路方案选择 1）二次回路电源选择

二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。 考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。这里采用交流操作电源。

2）高压断路器的控制和信号回路

高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。

3）电测量仪表与绝缘监视装置

这里根据GBJ63-1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。

（1）10kV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。

（2）变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。 （3）电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。 （4）380V的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。 （5）低压动力线路：装设电流表一只。

4）电测量仪表与绝缘监视装置

在二次回路中安装自动重合闸装置（ARD）（机械一次重合式）、备用电源自动投入装置（APD）。

2、继电保护的整定

继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。由于本厂的高压线路不

很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对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；对线路的单相接地保护采用绝缘监

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视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。

继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用GL-25/10 。其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。

此次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实现三段保护。

1)变压器低压侧继电保护

变电所内装有两台10/0.4kV－5000kV?A的变压器。低压母线侧三相短路电流为

3)低压侧继电保护用电流互感器的变比为600/5A，继电器采用GL-25/10I((k?2)?53.25kA，

型，接成两相两继电器方式。下面整定该继电器的动作电流，动作时限和速断电流倍数。

a)过电流保护动作电流的整定：

Krel?1.3,Kre?0.8,Kw?1，Ki?600/5?120

LL?max?2?2I1NT?4?5000kVA/(3?10kV)?1154.73A 故其动作电流：Iop?1.3?1?1154.73A?15.64A

0.8?120动作电流整定为15A。 b)过电流保护动作时限的整定

由于此变电所为终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定为0.5s。

c)电流速断保护速断电流倍数整定

取Krel?1.5，Lk?max?53.25kA?0.4kV/10kV?2130A，故其速断电流为：

Iqb?1.5?126.32?2130A?26.63A，因此速断电流倍数整定为：nqb??3。 1209

2）10KV侧继电保护

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在此选用GL-25/10型继电器。由以上条件得计算数据：变压器一次侧过电流保护的10倍动作时限整定为0.5s；过电流保护采用两相两继电器式接线；高压侧线路首端的三相短路电流为2.614kA；变比为200/5A保护用电流互感器动作电流为9A。下面对高压母线处的过电流保护装置KA1进行整定。（高压母线处继电保护用电流互感器变比为200/5A）

（1）整定KA1的动作电流：

'取IL?max?2.5I30(1)Krel?1.3,Kre?0.8,Kw?1，Ki?200/5?40，?2.5?67.50A?168.75A，

故Iop(1)?KrelKw1.3?1IL?max??168.75A?6.9A， 根据GL-25/10型继电器的规格，动KreKi0.8?40作电流整定为7A 。

（2）整定KA1的动作时限：

母线三相短路电流Ik反映到KA2中的电流：Ik'(2)?Ik'(2)Iop(2)Kw(2)Ki(2)Ik?1?2.614kA?65.35A 40I'k(2)对KA2的动作电流Iop(2)的倍数，即：n2??65.35A?7.3，由《反时限过电流9A'保护的动作时限的整定曲线》确定KA2的实际动作时间：t2=0.6s。KA1的实际动作时间：

't1'?t2?0.7s?0.6s?0.7s?1.3s，母线三相短路电流Ik反映到KA1中的电流：

I'k(1)?Kw(1)Ki(1)?Ik?1?2.614kA?65.35A，Ik'(1)对KA1的动作电流Iop(1)的倍数，即：40n1?Ik'(1)Iop(1)65.35A?9.3，所以，由10倍动作电流的动作时限曲线查得KA1的动作时7限：t1?1.1s。

（3）0.38KV侧低压断路器保护

(a)瞬时过流脱扣器动作电流整定：满足Iop(0)?KrelIpk，对万能断路器取1.35；Krel：对塑壳断路器取2～2.5。

(b)短延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定：满足: Iop(s)?KrelIpk Krel取1.2。

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另外还应满足前后保护装置的选择性要求，前一级保护动作时间比后一级至少长一个时间级差0.2s(0.4s,0.6s)。

(c)长延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定：满足：Iop(l)?KrelI30 Kre取1.1。 l(d)过流脱扣器与被保护线路配合要求：满足：Iop(l)?KolIal Kol：绝缘导线和电缆允许短时过负荷倍数(对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取4.5；对长延时过流脱扣器，取1.1～1.2)。

(e)热脱扣器动作电流整定：满足：IopTR?KrelI30 Kre取1.1，一般应通过实际运l行进行检验。

可根据以上整定要求，参考相关产品资料对低压侧的NA1和TMS30系列低压断路器进行整定，在此不详述。

十、防雷和接地装置的确定 1、防雷装置确定

雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重

的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行选择。

2、直击雷的防治

根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1km长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。所选用的避雷器：接闪器采用直径10mm的圆钢；引下线采用直径6mm的圆钢；接地体采用三根2.5m长的50mm?50mm?5mm的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。

3、雷电侵入波保护

由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。

4、接地装置确定

接地装置为接地线和接地体的组合，结合本厂实际条件选择接地装置：交流电器设备可采用自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。

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