kv配電工程二次系統(tǒng)

1、SJ005-1畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目：常州某冶金廠110KV配電工程二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)增長(zhǎng)，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，而企業(yè)變電所作為單位能否正常工作的重要保障，為滿(mǎn)足用電需要，企業(yè)變電所的設(shè)計(jì)必須超前發(fā)展。對(duì)于大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，35kV已經(jīng)滿(mǎn)足不了企業(yè)用電要求，110kV變電所的設(shè)計(jì)越來(lái)越受企業(yè)關(guān)注。二次系統(tǒng)的主要功能是對(duì)變電所每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)以及控制保護(hù)等，所以一個(gè)合理的設(shè)計(jì)是變電站二次系統(tǒng)和整個(gè)供電系統(tǒng)安全有效運(yùn)行的主要保險(xiǎn)。本文以常州某冶金廠配電工程二次系統(tǒng)為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)對(duì)二次系統(tǒng)中保護(hù)配置、測(cè)量回路、控制回路、信號(hào)回路等進(jìn)行分析研究，選擇主要二次設(shè)備，并開(kāi)展各部

2、分的設(shè)計(jì)。結(jié)合企業(yè)實(shí)際用電情況設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)變電所的保護(hù)以及監(jiān)測(cè)、控制。本文對(duì)二次系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)展開(kāi)詳細(xì)論述，提出完整的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行總結(jié)。關(guān)鍵詞：二次系統(tǒng)；繼電保護(hù)；二次回路AbstractWith the continuous growth of the national economy level, the enterprise competition is fierce day by day and enterprise substation as a unit can be an important guarantee for the normal work, in order to

3、 meet the needs of the electricity, the electric design enterprise must advance the development of. For large enterprises, 35kV has failed to meet the requirements of the enterprise, the design of 110kV substation is more and more concerned by the enterprise. The main function of the secondary syste

4、m is the timely monitoring and control protection of substation each link, so a reasonable design is secondary system of substation and the power supply system for safe and effective operation of the main insurance.The Changzhou a metallurgy factory Distribution Engineering secondary system as the d

5、esign object, through analysis and research of the secondary system in protection configuration, measuring circuit, control circuit, signal circuit, the main secondary equipment selection and carry out various parts of the design. According to the actual situation of power supply, the protection and

6、 monitoring and control of substation are achieved.In this paper, the quadratic system parts design is discussed in detail, put forward a complete design and summarized.Key word: Secondary system; Relay protection; Secondary loop.目錄摘要ABSTRACT第1章 緒論.11.1 課題設(shè)計(jì)的來(lái)源與現(xiàn)狀.11.2 課題設(shè)計(jì)的背景與意義.11.3 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求.114

7、工程概況.2 1.4.1工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量.2 1.4.2工廠自然條件.31.5 本章小結(jié).3第2章 主接線(xiàn)方案與短路電流計(jì)算.42.1 主接線(xiàn)方案.42.2 短路電流計(jì)算.62.3 本章小結(jié).12第3章 保護(hù)配置方案設(shè)計(jì).133.1 電力線(xiàn)路的繼電保護(hù).13 3.1.1 電力線(xiàn)路的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置.13 3.1.2 線(xiàn)路保護(hù)整定計(jì)算.133.2 電力變壓器的繼電保護(hù).15 3.2.1 電力變壓器的保護(hù)配置.15 3.2.2 變壓器保護(hù)整定計(jì)算.163.3 本章小結(jié).20第4章 測(cè)量回路設(shè)計(jì).214.1 電測(cè)量?jī)x表的配置.214.2 電流互感器的選擇.234.3 電壓互感器

8、的選擇.244.4 絕緣監(jiān)視回路.244.5 本章小結(jié).25第5章 控制回路設(shè)計(jì).265.1 斷路器控制回路設(shè)計(jì).265.2 進(jìn)線(xiàn)控制回路設(shè)計(jì).265.3 本章小結(jié).27第6章 信號(hào)回路設(shè)計(jì).286.1 中央事故信號(hào)回路設(shè)計(jì).286.2 中央預(yù)告信號(hào)回路設(shè)計(jì).286.3 進(jìn)線(xiàn)信號(hào)回路設(shè)計(jì).296.4 主變信號(hào)回路設(shè)計(jì).296.5 本章小結(jié).30總結(jié).31致謝.32參考文獻(xiàn).33附錄.34第1章 緒論1.1課題設(shè)計(jì)的來(lái)源與現(xiàn)狀在工業(yè)日益發(fā)達(dá)的今天，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)增長(zhǎng)，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越更加激烈，對(duì)于供電系統(tǒng)的要求逐漸提高。供配電系統(tǒng)是解決建筑物所需要電能供求和運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)，是電力系統(tǒng)的重要組成成分。為了

9、滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)用電的需求，企業(yè)的變電所必須要超前發(fā)展，所以尤其需要做好變電所的設(shè)計(jì)規(guī)劃，加強(qiáng)優(yōu)化與升級(jí)。當(dāng)前企業(yè)事業(yè)的變電所以35kV為主，但對(duì)一些大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，35kV變電所的供電能力已經(jīng)達(dá)不到企業(yè)的用電要求，因此，如何設(shè)計(jì)110kV變電所以確保大型企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)引起越來(lái)越多的人的關(guān)注。本次課題為某冶金廠110kV配電工程二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際，為了跟上企業(yè)的建設(shè)發(fā)展步伐，提出改造企業(yè)發(fā)電所，保證企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的用電的可靠性，并提高企業(yè)的用電效率。二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與一次系統(tǒng)密切相關(guān)，二次系統(tǒng)是變電所測(cè)量、控制、監(jiān)視的關(guān)鍵，二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性關(guān)系到變電所能否安全穩(wěn)定運(yùn)作，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行

10、保駕護(hù)航。1.2課題設(shè)計(jì)的背景與意義二次設(shè)備需要一次設(shè)備通過(guò)電壓互感器和電流互感器連接獲得電能，并且按照一定的規(guī)則連接起來(lái)以達(dá)到某種功能要求的電氣回路稱(chēng)為二次回路。二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括對(duì)變電站設(shè)備的控制、操作、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、測(cè)量和信號(hào)電路和操作電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)最近國(guó)內(nèi)外經(jīng)常出現(xiàn)的變電所問(wèn)題很容易發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這些系統(tǒng)問(wèn)題的根本矛頭往往出現(xiàn)在二次回路系統(tǒng)中，可能是二次回路在設(shè)計(jì)時(shí)已存在瑕疵，也可能是系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，二次閉合電路卻不能將其立刻切除造成的。很明顯,一個(gè)正確的、有效的變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)時(shí)無(wú)刻都在影響著電能供給。1.3課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求本次設(shè)計(jì)以常州某冶金廠為對(duì)象開(kāi)展二次設(shè)

11、計(jì)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)完整的、系統(tǒng)的、可投入建設(shè)的變電所設(shè)計(jì)方案。要求結(jié)合企業(yè)用電情況，分析工程特點(diǎn)，運(yùn)用節(jié)能型設(shè)計(jì)理念開(kāi)展設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步對(duì)企業(yè)變電所提出的更高要求，并繪制相關(guān)的電氣圖紙。主要內(nèi)容有：（1）保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)需要完成整個(gè)變電所的保護(hù)配置，包括線(xiàn)路和變電器等重要電氣設(shè)備；（2）測(cè)量回路設(shè)計(jì)需要完成各類(lèi)測(cè)量和計(jì)量?jī)x表及互感器的選擇；（3）控制回路設(shè)計(jì)需要完成斷路器控制回路及進(jìn)線(xiàn)控制回路的方案設(shè)計(jì)；（4）信號(hào)回路設(shè)計(jì)需要完成中央事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)回路設(shè)、進(jìn)線(xiàn)信號(hào)回路設(shè)、主變信號(hào)回路等方案設(shè)計(jì)。1.4工程概況1.4.1工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量表1-1 各車(chē)間與車(chē)間變

12、電所的負(fù)荷計(jì)算表車(chē)間（用電負(fù)荷）名稱(chēng)額定容量/KVA需要系數(shù)K d備用12#線(xiàn)2000水站5000.60.8倉(cāng)庫(kù)6000.61鑄鐵中頻爐15000.70.8鑄鐵工頻爐25000.80.35鑄鐵中頻爐15000.70.8鑄鐵木模10000.30.6鑄鐵熱加工12#15000.350.6鑄鐵冷加工12000.250.5熱處理工頻10000.50.7熱處理雙頻25000.50.7熱處理新車(chē)間12#15000.50.7熱處理整淬20000.80.85熱處理老車(chē)間20000.50.7鑄鋼中頻爐15000.70.8鑄鋼動(dòng)力變12000.90.87鑄鋼電弧爐30000.90.87備用34#2000冷加工34

13、#線(xiàn)20000.250.5冷加工2#線(xiàn)45000.250.5冷加工1#線(xiàn)35000.250.5備用電源總柜5000表1-2 電力系統(tǒng)110kV短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式100kV母線(xiàn)短路容量（MVA）備注系統(tǒng)最大運(yùn)行方式300電力系統(tǒng)可視為無(wú)限大容量系統(tǒng)最小運(yùn)行方式2001.4.2工廠自然條件年最高氣溫38，年平均氣溫23，年最低氣溫-1，年最熱月平均最高氣溫33，年最熱月平均氣溫31，年最熱月地下0.8米處平均氣溫25，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，覆冰厚度達(dá)到3mm，年雷暴天數(shù)20天。工廠所在地平均海拔300米，底層大多是粘沙土，地下水位2米，土壤電阻率為。1.5本章小結(jié)本課題是以常州某冶金廠為供配電對(duì)

14、象進(jìn)行的配電工程的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有保護(hù)配置設(shè)計(jì)、測(cè)量回路設(shè)計(jì)、控制回路設(shè)計(jì)、信號(hào)回路設(shè)計(jì)等，完成一個(gè)完整、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。第2章 主接線(xiàn)方案與短路電流計(jì)算2.1主接線(xiàn)方案1變壓器的選擇選擇主變壓器時(shí)應(yīng)考慮下列原則：（1）應(yīng)滿(mǎn)足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求。當(dāng)變電所存在三級(jí)負(fù)荷且用電量容量較小時(shí)，或者變電所只存有小量二級(jí)負(fù)荷且低壓側(cè)裝有備用電源時(shí)，可采用一臺(tái)變壓器；（2）應(yīng)滿(mǎn)足供電可靠性上的負(fù)荷要求，在有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷的變電所，一年四季的負(fù)荷或白天晚上的負(fù)荷會(huì)有不同，而且有波動(dòng)，或者有較大的三級(jí)負(fù)荷時(shí)，可以選擇兩臺(tái)或者以上變壓器；（3）選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)時(shí)，充分考慮到以后的發(fā)展或者

15、負(fù)荷的擴(kuò)建；綜上根據(jù)工程概況可知，該變電所為110KV大型變電所，選用屋內(nèi)式，設(shè)有2臺(tái)的變壓器，變壓器的主要參數(shù)如下：表2-1變壓器參數(shù)變壓器型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）高壓低壓SZ11-20000/1102000011010.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)損耗（kW）空載電流（%）短路阻抗（%）空載負(fù)載YNd1118.088.40.4210.52主接線(xiàn)的選擇供配電系統(tǒng)的主接線(xiàn)是輸送和分配電能的電路圖，是通過(guò)發(fā)電廠或變電站中的一次設(shè)備按照規(guī)則要求連接起來(lái)的。它體現(xiàn)出了變壓器，線(xiàn)路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量，并且指出連接變壓器、線(xiàn)路以及與電力系統(tǒng)相連接的方式，及完成變電和輸配電的工作的過(guò)程。主接線(xiàn)是供電系

16、統(tǒng)接線(xiàn)的主要組成。可見(jiàn)正確地設(shè)計(jì)主接線(xiàn)對(duì)變電所選擇電氣設(shè)備，安排配電裝置，進(jìn)行保護(hù)和設(shè)計(jì)控制方式等均有不可分割的聯(lián)系。本設(shè)計(jì)的工廠中有一條110kV進(jìn)線(xiàn)，且有兩臺(tái)變壓器工作，即兩條出線(xiàn)，所以高壓側(cè)選擇單母線(xiàn)不分段接線(xiàn)。這種接線(xiàn)方式接線(xiàn)簡(jiǎn)潔明了，使用設(shè)備較少，經(jīng)濟(jì)性比較好，由于接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作人員發(fā)生錯(cuò)誤的可能性就比較小。低壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線(xiàn)，22條出線(xiàn)，連接著大量用電設(shè)備，所以低壓側(cè)選擇單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。這種高可靠性的接線(xiàn)方式，操作更靈活，當(dāng)母線(xiàn)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，可以讓一部分重要設(shè)備不受影響。主接線(xiàn)圖如圖2-1。圖2-1主接線(xiàn)方案圖2.2短路電流計(jì)算本設(shè)計(jì)采用型號(hào)為L(zhǎng)J-70，線(xiàn)路長(zhǎng)5km的單

17、回路高壓架空線(xiàn)作為電源進(jìn)線(xiàn)來(lái)供電，線(xiàn)間幾何均距為1.25m，其電抗值為。其中變壓器1T中的參數(shù)為20000kVA，阻抗電壓。1、單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，等效電路圖如圖2-2所示： 圖2-2短路計(jì)算等效電路圖（1）最大運(yùn)行方式時(shí)：確定基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為, ,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,各元件的電抗標(biāo)幺值如下：系統(tǒng)S： 線(xiàn)路1WL： 變壓器1T： K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K1點(diǎn)短路電流的各量：K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K2點(diǎn)短路電流的各量：（2）

18、最小運(yùn)行方式時(shí)： 確定基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為, ,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,則各元件的電抗標(biāo)幺值如下：系統(tǒng)S： 線(xiàn)路1WL： 變壓器1T： K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K1點(diǎn)短路電流的各量：K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K2點(diǎn)短路電流的各量：2、兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，等效電路圖如圖2-3所示：圖2-3 短路計(jì)算等效電路圖（1）最大運(yùn)行方式時(shí)： 確定基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為, ,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,則各元件的電抗

19、標(biāo)幺值如下：系統(tǒng)S： 線(xiàn)路1WL： 變壓器1T，2T： ；K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K1點(diǎn)短路電流的各量：K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K2點(diǎn)短路電流的各量：（2）最小運(yùn)行方式時(shí)：確定基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為, ,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,則各元件的電抗標(biāo)幺值如下：系統(tǒng)S： 線(xiàn)路1WL： 變壓器1T，2T： ；K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K1點(diǎn)短路電流的各量：K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的

20、計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電流：K2點(diǎn)短路電流的各量：表2-2短路電流計(jì)算匯總運(yùn)行方式短路電流計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVA最大運(yùn)行方式K1單獨(dú)運(yùn)行2.881.443.67288.18并聯(lián)運(yùn)行2.881.443.67288.18K2單獨(dú)運(yùn)行1.5510.5319.38114.68并聯(lián)運(yùn)行1.647.5113.82163.93續(xù)表運(yùn)行方式短路電流計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVA最大運(yùn)行方式K1單獨(dú)運(yùn)行1.950.982.50194.55并聯(lián)運(yùn)行1.950.982.50194.55K2單獨(dú)運(yùn)行0.978.8916.3697.18并聯(lián)運(yùn)行1.29

21、5.9110.87128.702.3本章小結(jié)本章介紹了一次部分的主接線(xiàn)方案，變壓器的選型，并計(jì)算了短路電流的各量，為下面保護(hù)配置方案的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)。第3章 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)3.1電力線(xiàn)路的繼電保護(hù)3.1.1電力線(xiàn)路常見(jiàn)故障和保護(hù)配置隨著企業(yè)對(duì)電力需求的擴(kuò)大，應(yīng)該時(shí)刻注意電力線(xiàn)路的安全。本次設(shè)計(jì)的高壓側(cè)電力線(xiàn)路的電壓等級(jí)為110kV，線(xiàn)路中常見(jiàn)的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)主要有有相間短路、單相接地和過(guò)負(fù)荷。根據(jù)GB50062-2008電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定應(yīng)采用電流保護(hù)，裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。310kV中性點(diǎn)非有效接地單側(cè)電源線(xiàn)路的相間短路保護(hù)裝置應(yīng)裝設(shè)二段電流保

22、護(hù)，第一段為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，第二段為過(guò)電流保護(hù)，后備保護(hù)應(yīng)采用遠(yuǎn)后備方式。35kV中性點(diǎn)非有效接地單側(cè)電源線(xiàn)路的相間短路保護(hù)裝置可采用一段或者兩段電流速斷或電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)做主保護(hù)，后備保護(hù)采用過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的時(shí)間小于0.50.7s且發(fā)生線(xiàn)路的相間短路時(shí)，可配備帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。對(duì)10KV中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中的單相接地短路，應(yīng)裝置單相接地保護(hù)。對(duì)于線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷，應(yīng)配置帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)危機(jī)設(shè)備安全時(shí)，可動(dòng)作于跳閘。本設(shè)計(jì)線(xiàn)路保護(hù)配置采用三段式電流保護(hù)，即定時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)、帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘，作為相間保護(hù)。接線(xiàn)圖如圖3

23、-1。圖3-1三段式電流保護(hù)接線(xiàn)圖3.1.2線(xiàn)路保護(hù)整定計(jì)算1過(guò)電流保護(hù)電流互感器單相接地接線(xiàn)系數(shù)，微機(jī)保護(hù)表查得可靠系數(shù)，繼電器的返回系數(shù)。本變電站的最大總負(fù)荷為20000kVA，所以最大負(fù)荷電流為所以選擇電流互感器變比。整定動(dòng)作電流整定動(dòng)作電流為5A。過(guò)電流保護(hù)一次測(cè)動(dòng)作電流為整定動(dòng)作時(shí)限靈敏度校驗(yàn)保護(hù)線(xiàn)路1WL的靈敏度，按線(xiàn)路1WL末端最小兩相短路電流檢驗(yàn)線(xiàn)路2WL的后備保護(hù)靈敏度，按線(xiàn)路2WL末端最小兩相短路電流檢驗(yàn)保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。2瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定整定動(dòng)作電流為29A。瞬時(shí)速斷電流保護(hù)一次測(cè)動(dòng)作電流為靈敏度校驗(yàn)保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。3時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定

24、整定動(dòng)作電流為3A。整定動(dòng)作時(shí)限t=0.5s。靈敏度校驗(yàn)保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。3.2電力變壓器的繼電保護(hù)3.2.1電力變壓器的保護(hù)配置電力變壓器是供電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)工作可靠性的必要準(zhǔn)則。變壓器容量的大小及電壓的高低都對(duì)供電系統(tǒng)有影響，根據(jù)容量及電壓大小來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的繼電保護(hù)。對(duì)于高壓側(cè)為35KV電壓等級(jí)及以上的工廠總降壓變電所主變來(lái)說(shuō)，應(yīng)配置過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；但是若單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量為10000KV·A及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量為6300KV·A及以上時(shí)，則要求配置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。變壓器的氣體繼電器保護(hù)

25、又稱(chēng)為瓦斯保護(hù)，裝設(shè)在變壓器油箱與油枕之間的連通管上，是保護(hù)變壓器內(nèi)部的裝置。氣體保護(hù)使用的是絕緣油和其他絕緣材料受熱分解產(chǎn)生氣體變化使繼電器動(dòng)作。所以本設(shè)計(jì)的主變保護(hù)需配置過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)及氣體保護(hù)，必要時(shí)要求裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。3.2.2變壓器保護(hù)整定計(jì)算1過(guò)電流保護(hù)圖3-2變壓器過(guò)電流保護(hù)接線(xiàn)圖動(dòng)作電流整定整定動(dòng)作電流為5A。過(guò)電流保護(hù)一次測(cè)動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)限整定靈敏度校驗(yàn)保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。2電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定整定動(dòng)作電流為20A。保護(hù)一次測(cè)動(dòng)作電流為靈敏度校驗(yàn)保護(hù)整定不滿(mǎn)足靈敏度要求，則采用差動(dòng)保護(hù)代替電流速斷保護(hù)。3差動(dòng)保護(hù)本次設(shè)計(jì)采用BCH-2型差動(dòng)繼

26、電器完成差動(dòng)保護(hù)，能夠有效消除電流不平衡引起的異常。繼電器中平衡線(xiàn)圈用于差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)電流互感器的二次電流所引起的不平衡電流；短路線(xiàn)圈用來(lái)消除勵(lì)磁線(xiàn)圈帶來(lái)的影響。保護(hù)接線(xiàn)采用三相三繼電器接線(xiàn)方式，接線(xiàn)圖如圖3-3所示。圖3-3變壓器差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)圖（1）電流平衡調(diào)整系數(shù)計(jì)算則高壓側(cè)電流互感器變比為200/5則低壓側(cè)電流互感器變比為1200/5高壓側(cè)二次回路額定電流為低壓側(cè)二次回路額定電流為（2）低壓側(cè)一次側(cè)動(dòng)作電流按躲過(guò)勵(lì)磁涌流按躲過(guò)最大不平衡電流按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線(xiàn)所以動(dòng)作電流為2130.9A。（3）確定線(xiàn)圈接法和匝數(shù)低壓側(cè)繼電器的動(dòng)作電流為差動(dòng)線(xiàn)圈計(jì)算匝數(shù)為所以選擇實(shí)際的匝數(shù)為6匝，其

27、中差動(dòng)線(xiàn)圈匝數(shù)Wd=4匝，平衡線(xiàn)圈匝數(shù)為2匝。（4）確定高壓側(cè)平衡線(xiàn)圈的匝數(shù)則選擇線(xiàn)圈匝數(shù)Wba2.op=2匝。（5）計(jì)算相對(duì)計(jì)算誤差無(wú)需重新計(jì)算動(dòng)作電流。（6）選用C1-C2抽頭。（7）靈敏度校驗(yàn)保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。3.3本章小結(jié)繼電保護(hù)是保護(hù)電力線(xiàn)路及變壓器的回路，是變電所二次設(shè)計(jì)必不可少的回路，本章介紹了線(xiàn)路及變壓器的保護(hù)進(jìn)行了分析，并根據(jù)不同條件進(jìn)行整定。第4章 測(cè)量回路設(shè)計(jì)4.1電測(cè)量?jī)x表的配置為了準(zhǔn)確計(jì)量用電量，以及監(jiān)測(cè)交直流系統(tǒng)安全狀況，需要在電力系統(tǒng)中裝設(shè)儀表進(jìn)行電測(cè)量。根據(jù)GB/T50063-2008電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，測(cè)量?jī)x表的配置需要能正確反應(yīng)

28、電氣設(shè)備以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。線(xiàn)路及變壓器一次測(cè)和二次側(cè)都需要裝設(shè)交流電流表（PA），電壓表（PV），有功功率表（PW），無(wú)功功率表（PR），有功電能表（PJ）及無(wú)功電能表（PJR）來(lái)完成相應(yīng)的測(cè)量。測(cè)量?jī)x表的配置需要能正確反應(yīng)電氣設(shè)備以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。供電系統(tǒng)中一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和所消耗掉的電能必須要反映出來(lái)才能確保供電系統(tǒng)安全、牢靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，所以該課題需要配置電氣測(cè)量?jī)x表。電氣測(cè)量?jī)x表的功能是在工程中進(jìn)行測(cè)量、記錄運(yùn)行中的各種元件參數(shù)。配置了這些儀表，便可以對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確地監(jiān)測(cè)。變壓器有損耗經(jīng)?？梢栽斐烧`差，所以必須在電源進(jìn)線(xiàn)處（即10KV側(cè)）進(jìn)行計(jì)量。經(jīng)資料查

29、找，電工測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程明確規(guī)定了對(duì)常測(cè)儀表和電能計(jì)量表等的技術(shù)要求和配置方式。本工程在電源進(jìn)線(xiàn)上應(yīng)配置用于計(jì)費(fèi)的有功電度表和無(wú)功電度表，為了解負(fù)荷電流，進(jìn)線(xiàn)上還應(yīng)裝置電流表，經(jīng)初步計(jì)算量程應(yīng)選擇150A，精確度為0.2級(jí)的電流表，距離控制斷路器是重要的電氣設(shè)備,在幾十米到數(shù)百米后中央控制室,如發(fā)電機(jī)、變壓器、超過(guò)35千伏線(xiàn)路等控制。110kV電力線(xiàn)路需要裝設(shè)電流表（PA）、有功功率表（PW）、無(wú)功功率表（PR），母線(xiàn)上需裝設(shè)電壓表（PV），用于線(xiàn)路上的交流儀表的精確度應(yīng)不低于2.5級(jí)。線(xiàn)路電流表根據(jù)裝設(shè)的電流互感器采集電流信號(hào)，根據(jù)一定的縮小比例選取電流表量程；電壓表根據(jù)裝設(shè)的電壓互

30、感器采集電壓信號(hào)，根據(jù)一定的縮小比例選取電壓表量程。圖4-1交流采樣電流回路圖4-2線(xiàn)路計(jì)量回路圖4-3線(xiàn)路電流測(cè)量回路圖4-4線(xiàn)路電壓測(cè)量回路根據(jù)GB/T50063-2008電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，高壓側(cè)35kV及以上、低壓側(cè)1200V及以上的主變壓器，需測(cè)量交流電流、有功功率和無(wú)功功率。本設(shè)計(jì)采用的是三繞組變壓器，需要測(cè)量?jī)蓚?cè)。所以在變壓器一次側(cè)和二次側(cè)都應(yīng)裝設(shè)電流表、有功功率表和無(wú)功功率表。有功功率表應(yīng)采用1.0級(jí)，無(wú)功功率表采用2.0級(jí)。圖4-5變壓器計(jì)量回路4.2電流互感器的選擇針對(duì)不同的設(shè)備對(duì)保護(hù)、測(cè)量及控制的要求，配置的電流互感器也有所不同。變壓器的每個(gè)三相都

31、需要裝設(shè)電流互感器；110kV及以上的線(xiàn)路屬于大電流接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)需跳閘，也要配置電流互感器。本設(shè)計(jì)進(jìn)線(xiàn)選用三相式電流互感器，3個(gè)二次線(xiàn)圈分別用作交采、測(cè)量、保護(hù)，交采用精確度選用0.2級(jí)，測(cè)量用精確度選用0.5級(jí)，保護(hù)用精確度選用5P/2.0級(jí)。主變壓器也選用三相式電流互感器，變壓器一次測(cè)4個(gè)二次線(xiàn)圈分別用作差動(dòng)保護(hù)、高壓后備保護(hù)、測(cè)量和計(jì)量。差動(dòng)保護(hù)和高壓后備保護(hù)用精確度選用5P/2.0級(jí)，測(cè)量用精確度選用0.5級(jí)，計(jì)量用精確度選用0.2級(jí)。變壓器二次測(cè)4個(gè)二次線(xiàn)圈分別用作差動(dòng)保護(hù)、低壓后備保護(hù)、測(cè)量和計(jì)量。差動(dòng)保護(hù)和低壓后備保護(hù)用精確度選用5P/2.0級(jí)，測(cè)量用精確度選用0.5

32、級(jí)，計(jì)量用精確度選用0.2級(jí)。線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流為：所以線(xiàn)路上選擇電流互感器的變比為300/5。所以變壓器一次側(cè)選擇電流互感器變比為200/5。所以變壓器二次側(cè)選擇電流互感器變比為1200/5。4.3電壓互感器的選擇電壓互感器的工作原理是將需要測(cè)量的電路中并聯(lián)接入一次繞組，測(cè)量電路中的電壓又與一次繞組中的電壓有關(guān)。一般情況下，電壓互感器在正常運(yùn)行時(shí)，它的二次回路相當(dāng)是開(kāi)路。如果電壓互感器二次繞組在工作時(shí)，它的電壓基本都在額定電壓左右波動(dòng)，而二次回路中會(huì)存在短路現(xiàn)象，這樣一定會(huì)引起短路電流。本設(shè)計(jì)計(jì)量柜內(nèi)的電壓互感器采用V，V接法，用于計(jì)量和保護(hù)；互感器柜內(nèi)的電壓互感器采用Y0，Y0接法，用于測(cè)

33、量和交流采集。計(jì)量用精確度選用0.5級(jí)，測(cè)量用精確度選用1.0級(jí)，保護(hù)用精確度選用3級(jí)。4.4絕緣監(jiān)視回路直流系統(tǒng)中當(dāng)一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，必須盡早除去接地狀態(tài)，否則一旦兩點(diǎn)都接地時(shí)，就會(huì)引起二次回路的誤動(dòng)作。正常狀態(tài)下母線(xiàn)的兩極都不接地，當(dāng)正極或負(fù)極接地，其對(duì)地絕緣電阻減小，電橋就會(huì)失去平衡。當(dāng)下降到一定值的時(shí)候，繼電器就會(huì)動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合發(fā)出信號(hào)。圖5-1絕緣監(jiān)視裝置原理接線(xiàn)圖4.5本章小結(jié)測(cè)量回路是為了對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，需要裝設(shè)電測(cè)量?jī)x表，本章對(duì)測(cè)量回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了絕緣監(jiān)視回路。第5章 控制回路設(shè)計(jì)系統(tǒng)中操作斷路器要經(jīng)過(guò)電氣回路的控制來(lái)完成的，操作屏上安置了各種控制開(kāi)關(guān)以便完成跳閘

34、、合閘的命令，所以要通過(guò)控制電纜將控制開(kāi)關(guān)與操作機(jī)構(gòu)之間連接起來(lái)的實(shí)現(xiàn)。高壓斷路器控制回路主要由控制機(jī)構(gòu)、中間傳送機(jī)構(gòu)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。遠(yuǎn)程控制和就地控制是根據(jù)變電站對(duì)電氣設(shè)備的控制距離的不同分類(lèi)的。遠(yuǎn)程控制斷路器是重要的電氣設(shè)備，它可以控制發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路等,在經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程距離后在中央控制室里集中。5.1斷路器控制回路設(shè)計(jì)高壓斷路器控制回路主要指控制高壓斷路器的防跳、合分閘回路自保持、遙合遙跳以及手合手跳的回路。圖5-1 電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器控制WC-控制小母線(xiàn) WF-閃光信號(hào)小母線(xiàn) WO-合閘小母線(xiàn) WAS-事故音響小母線(xiàn)HG-綠色信號(hào)燈 HR-紅色信號(hào)燈 KTL-防跳繼電器 KS-信號(hào)繼電

35、器 KM-合閘接觸器YO-合閘線(xiàn)圈 YR跳閘線(xiàn)圈SA控制開(kāi)關(guān)防跳繼電器的裝設(shè)是為了防止斷路器出現(xiàn)的跳躍現(xiàn)象，防跳繼電器中包含電流啟動(dòng)線(xiàn)圈和電壓自保持線(xiàn)圈兩個(gè)線(xiàn)圈。5.2進(jìn)線(xiàn)控制回路對(duì)110kV進(jìn)線(xiàn)的控制就是對(duì)一次側(cè)斷路器進(jìn)行分、合閘控制。110kV線(xiàn)路在企業(yè)供配電系統(tǒng)中起著輸送分配電能的作用，一般采用遠(yuǎn)方控制。本設(shè)計(jì)采用遠(yuǎn)方控制。圖5-2進(jìn)線(xiàn)控制防跳回路圖5-3進(jìn)線(xiàn)控制遙合遙跳和手合手跳回路5.3本章小結(jié)本章對(duì)控制回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分為斷路器控制回路和進(jìn)線(xiàn)控制回路。第6章 信號(hào)回路設(shè)計(jì)變電所的進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)、變壓器以及母線(xiàn)的保護(hù)以及監(jiān)控裝置進(jìn)行動(dòng)作后，都需要通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)提示工作人員。信號(hào)回路

36、包括中央事故信號(hào)回路、預(yù)告信號(hào)回路、進(jìn)線(xiàn)信號(hào)回路、主變信號(hào)回路等。6.1中央事故信號(hào)回路設(shè)計(jì)中央事故信號(hào)指的是斷路器發(fā)生跳閘之后，裝置發(fā)出的音響信號(hào)的回路，采用蜂鳴器。方便提醒工作人員。本設(shè)計(jì)采用的中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)回路，接線(xiàn)圖如圖6-1所示。其中的信號(hào)裝置一次側(cè)與二極管2VD和電容C并聯(lián)，作為抗干擾用；二次側(cè)與二極管1VD并聯(lián)，起到單向旁路作用。當(dāng)TA的一次電流突然減小時(shí)，二次側(cè)感應(yīng)反向電流流經(jīng)1VD而旁路，不能流過(guò)干簧繼電器KR線(xiàn)圈。圖6-1中央事故信號(hào)回路6.2中央預(yù)告信號(hào)回路電力系統(tǒng)中發(fā)生異常工作時(shí)，使用電鈴發(fā)出音響信號(hào)提醒工作人員來(lái)檢查并排除故障。常采用電鈴以及燈光或光字牌顯

37、示。中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作的預(yù)告信號(hào)回路的電路結(jié)構(gòu)和事故信號(hào)回路的結(jié)構(gòu)基本相似。接線(xiàn)圖如圖6-2所示。圖6-2中央預(yù)告信號(hào)回路6.3進(jìn)線(xiàn)信號(hào)回路在變電站設(shè)計(jì)中，工作人員必須掌握整個(gè)系統(tǒng)的所有工作狀態(tài)，所以要配備一些信號(hào)裝置，這樣可以很容易判斷出斷路器是合閘位置還是分閘位置，隔離開(kāi)關(guān)在閉合位置還是在斷開(kāi)位置等。當(dāng)出現(xiàn)事故及不正常狀況時(shí)，燈光及告警信號(hào)可以幫助值班人員認(rèn)識(shí)迅速分析到事故原因，方便做出正確快速的處理。回路如圖6-3所示。圖6-3進(jìn)線(xiàn)信號(hào)回路6.4主變信號(hào)回路電力變壓器是供電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，工作人員必須實(shí)時(shí)掌握變壓器的工作狀態(tài)。一旦變壓器出現(xiàn)故障過(guò)著異常狀態(tài)的時(shí)候，才能作出正確快速的處

38、理。回路如圖6-4所示。圖6-4主變信號(hào)回路6.5本章小結(jié)本章對(duì)信號(hào)回路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，工作人員通過(guò)信號(hào)回路發(fā)出的信號(hào)來(lái)判斷線(xiàn)路即變壓器的工作狀態(tài)是否完好。總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，常州某冶金廠110kV配電工程二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)終于即將落下帷幕。這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，在老師和同學(xué)的教導(dǎo)和幫助下，許多問(wèn)題最終都解決了。從剛開(kāi)始對(duì)課題的懵懂到各項(xiàng)過(guò)程都比較精通有了質(zhì)的飛躍，從中受益匪淺。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括保護(hù)配置和二次回路的設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容有線(xiàn)路及變壓器的保護(hù)配置、測(cè)量回路、控制回路和信號(hào)回路的設(shè)計(jì)，并且完成圖紙的繪圖工作。總的來(lái)說(shuō)，在艱難的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)到了很多。首先就是讓我學(xué)會(huì)了怎么查找資

39、料。雖然有老師的指導(dǎo)，很多的內(nèi)容還得自己去摸索，去查資料。其次就是磨練人的耐心。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要耐住性子做下去，不能中途就放棄。這一路走來(lái)，老師都耐心地指導(dǎo)，細(xì)心地檢查，正是有了老師的幫助，我才能完整的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。致謝感謝在論文資料的收集、整理的這段日子里，學(xué)校的一些老師和同學(xué)提出的寶貴意見(jiàn)和建議。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師鄒一琴老師。對(duì)于這篇論文的完成，我的指導(dǎo)老師給予了十分多的幫助，特別是在供配電等方面有著豐厚的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。做設(shè)計(jì)的過(guò)程很艱辛，但是在老師的悉心幫助以及盡心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求下，我完成這次設(shè)計(jì)。每當(dāng)我遇到難題，我都會(huì)向老師尋求幫助，然后教導(dǎo)我。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及到了許多所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)課程，與此同時(shí)，我也通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到了許多課本上涉及不到的知識(shí)。在這幾個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我不斷地查閱相關(guān)的資料，理解相關(guān)的內(nèi)容，從而反饋到我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。這一次次的經(jīng)歷都是我今后學(xué)習(xí)乃至工作的財(cái)富。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鍛煉了自己的動(dòng)手能力，磨礪了自己的耐