kV變電站電氣主接線及主變保護畢業(yè)設計

1、；.廣西電力職技術學院電力工程系畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱 35KV變電站電氣主接線 及主變保護 專 業(yè) 供用電技術 班 級 電力1107班 學 號 2021107 姓 名 指導教師（簽名） 年 月 日教研室主任（簽名） 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）的有關說明1. 畢業(yè)設計（論文）的性質(zhì)和目的畢業(yè)設計（論文）是高等職業(yè)學校培養(yǎng)工科應用型學生的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是在學生學完全部課程，并完成必要的課程設計和實習、實訓的基礎上進行的，與其他教學環(huán)節(jié)彼此配合，是前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和提高，其內(nèi)容應符合專業(yè)培養(yǎng)目標與規(guī)格要求。畢業(yè)設計（論文）環(huán)節(jié)，除可以培養(yǎng)和鍛煉學生綜合應用所學的專業(yè)

2、理論和技能、獨立工作的能力和創(chuàng)造能力外，還能培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德、意志品質(zhì)、心理承受能力和團結協(xié)作精神等，使他們畢業(yè)后能盡快地適應工作崗位。2畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容2.1 題目： 35 kV變電站電氣主接線及主變保護。2.2圖紙（兩張）： 2.2.1 用CAD繪制一張完整的35kV降壓變電站的電氣主接線圖，用A3紙打印出圖。電氣主接線圖中至少應包括主變、母線、電壓互感器、電流互感器、斷路器、隔離開關、接地刀閘、避雷器、熔斷器、刀熔開關以及電容補償裝置等設備，各設備還必須有標注的型號或參數(shù)。2.2.2 用CAD繪制一張完整的主變繼電保護展開圖，用A3紙打印出圖。2.3 正文部分包括：2.3.1

3、按照上述所列電氣設備的順序，依次說明它們的作用、結構、型號或參數(shù)的含義、基本工作原理及設備的特性。2.3.2 說明電氣主接線的運行方式及其特點2.2.3依次說明主變的各種保護的配置，以及它們各自的動作過程。3. 畢業(yè)設計（論文）的注意事項3.1 畢業(yè)設計（論文）要求獨立完成，正文內(nèi)容和繪圖樣式，若有30%以上部分與他人的雷同，或者出現(xiàn)復制粘貼痕跡者，均判為不及格；3.2 畢業(yè)設計（論文）加裝封面（封面顏色按1107、1108、1109、1118班 順序，依次為淺黃、淺綠、淺紅、淺灰色）后，把所有內(nèi)容用A4紙打?。p面打?。?，按次序裝訂成冊，截止時間（暫定）是2013年7月9日。隨即按照各班指導

4、老師的安排，于7月10、11和12日帶上論文參加畢業(yè)答辯。3.3 除了“成績評定”及“教師簽名”部分由教師填寫以外，其余空白處均有學生完成。3.4 題目為宋體二號字；正文為宋體四號字，單倍行距。廣西電力職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）姓名學號2021107專業(yè)供用電技術年級大二指導教師吳畏畢業(yè)設計（論文）正文35kV變電站電氣主接線及主變保護 變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。 變電站起變換電壓作用的設備是變壓器，除此之外，變電站的設備還有開閉電路的開關設備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置

5、和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設備。 變電站的主要設備和連接方式，按其功能不同而有差異。 電氣主接線是把變電站、斷路器等按預期生產(chǎn)流程連成的電路。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了變電站電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設計的首要部分。它表明了變壓器，線路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務。1、電氣設備的作用、結構、型號或參數(shù)的含義以及基本工作原理。1.1主變作用：交換交流電壓、交換交流電流和

6、交換阻抗。 結構：線圈、鐵芯、主變油箱、變壓器油、調(diào)壓裝置、瓦斯繼電器、油枕及油位計、壓力釋放器、測溫裝置、冷卻系統(tǒng)、潛油泵等組成。型號：35kV主變的型號SZ9315035含義：S:三相； Z:有載調(diào)壓； 9：性能為9； 3150：容量為3150kVA 35：原邊額定電壓35kV?；竟ぷ髟恚鹤儔浩鞲鶕?jù)電磁感應原理制成的。一般有初級和次級兩個互相獨立繞組，這兩個繞組公用一個鐵芯，變壓器初級繞組接通交流電源，在繞組內(nèi)流過交變電流產(chǎn)生磁勢，于是閉合鐵芯中就有交變磁通。初、次級繞組就能感應出相同頻率的交流電。1.2母線作用：匯集分配和傳送電能。結構：母線按其結構分為硬母線、軟母線、封閉母線三大類

7、。 （1）硬母線:按幾何形狀分為矩形母線、槽形母線和管形母線；按材質(zhì)分為銅母線、鋁母線、鋼母線。 （2）軟母線：分為鋁絞線、銅紋線和鋼芯鋁線。 （3）封閉母線:將母線用非金屬材料制成的外殼保護起來的一種母線結構。型號：10kV(低壓側)母線LMY-60*6： L:鋁； M:母線； Y:硬； 60*6：母線的寬*厚（mm）。基本工作原理：以母線上接入兩條線路為例，當其正常羽協(xié)或者母線外部短路時流入母線與母線的電流，它們的大小相等、相位相差180º。當母線上發(fā)生短路時，短路電流均流向母線短路點，如果提供短路電流電源的電動勢同相位，而且兩支路的短路阻抗角相同時，兩個電流就同相位，其相角差為

8、0º。因此，可由比相元件來判斷母線上是否發(fā)生故障。這種母線保護只反映電流間的相位，因此具有較高的靈敏度。設備特性（1）可擴展性。（2）安全性。（3）線路優(yōu)化。1.3電壓互感器作用：把高電壓按比例關系變換成100V或者更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。將高電壓與電氣工作人員隔離。結構：它的結構和變壓器很相似，也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組裝在或繞在鐵芯上。兩繞組之間遺跡染整與鐵芯之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵芯之間都有電氣間隔。型號：35kV(高壓側)電壓互感器JDJ-35的含義：J：電壓互感器； D：單相； J：油浸式； 35：電壓

9、等級（kV）。JDJ-10的含義：J：電壓互感器； D：單相； J：油浸式； 10：電壓等級（kV）?；竟ぷ髟恚核脑砼c變壓器基本相同，基本結構也是鐵芯和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身阻抗很小，一旦發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免絕緣損壞時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設備事故，電壓互感器在運行時二次側不準短路。1.4電流互感器作用：電流交換和電氣隔離?？梢园褦?shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途，結構：由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、以及

10、構架、殼體、接線端子構成。型號：35kV（高壓側）電流互感器LCW1-35的含義：L：電流互感器； C：瓷箱式絕緣； W ：戶外； 1：設計序號； 35；電壓等級（kV）。10kV（低壓側）電流互感器LDJ2-10的含義：L：電流互感器； D:單匝； J:加強型； 2：設計序號； 10：電壓等級（kV）。基本工作原理：電流互感器工作原理與變壓器基本相同，電流互感器的工作原理相當于二次側短路的變壓器，用來變流，在二次側接入電流表測量（可串聯(lián)多個電流表）。電流互感器一次繞組的匝數(shù)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流（I1）通過一次繞組時，產(chǎn)生按比例減小的二次電流（I2）,二次然歐洲匝數(shù)較多，與

11、儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路。電流互感器的二次側不能開路。1.5斷路器作用：（1）斷路器又叫空氣開關，具有短路保護、過載保護功能。（2）斷路器的作用：當電路發(fā)生故障或者異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安裝了斷路器，那么斷路器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。（3）保護作用：當電力系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時，它和保護裝置、自動裝置相配合，將該故障部分從系統(tǒng)中迅速切除，減少停電范圍，防止事故擴大，保護系統(tǒng)中的各類電器設備

12、不受損壞，保證系統(tǒng)無故障部分安全運行。（4）用于控制回路：斷路器可以正常情況下接通和斷開高壓電路中的空載及負荷電流。在系統(tǒng)發(fā)生故障時能與保護裝置和自動裝置相配合，迅速切斷故障電流，防止事故擴大，從而保證系統(tǒng)安全運行。結構：主要結構大體分為導電部分，滅弧部分，絕緣部分，操作機構部分。型號:35kV(高壓側)斷路器LN8-40.5的含義：LN：高壓戶內(nèi)SF6斷路器； 8：設計序號； 40.5：最高工作電壓（kV）。10kV(低壓側)斷路器ZN2812的含義：ZN:戶內(nèi)真空斷路器； 28：設計序號； 12：最高工作電壓（kV）?；竟ぷ髟恚簲嗦菲饕话阌捎|頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構、脫摳器、外殼等構

13、成。工作中，使用斷路器的三副主觸頭串聯(lián)在被控制的三相主回路中，按下接通按鈕時，處于狀態(tài)。歪理是鎖扣反作用彈簧的反力，將固定鎖扣上面的動觸頭與靜觸頭閉合，并由鎖扣鎖住搭鉤使動靜觸頭保持閉合，開光處于接通狀態(tài)。當短路時，大電流（一般10至12倍）產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構動作，通過杠桿推動搭鉤與鎖扣脫開，在反作用的推動下，（電流越大，動作時間越短），動、靜觸頭分開，從而切斷電路，使用電設備不致因過載而燒毀。1.6隔離開關作用：（1）用于隔離電源，將高壓檢修設備與帶電設備斷開，使其間有一明顯可看見的斷開點。（2）隔離開關與斷路器配合，按系統(tǒng)運行方式的需要進行倒閘操作，以改變系統(tǒng)運行接

14、線方式。（3）以接通或斷開小電流電路。結構：隔離開關主要有導電部分、絕緣部分、傳動部分和底座部分組成。型號:35kV(高壓側)隔離開關GW4-35G：GW高壓戶外隔離開關; 4：設計序號; 35：電壓等級（kV）； G：改進型。10kV(低壓側)隔離開關GN5-10的含義：GN：低壓戶內(nèi)隔離開關； 5：設計序號； 10：電壓等級（kV）.基本工作原理：隔離開關，就是由一組靜觸頭與一組動觸頭組成的開關，沒有滅弧能力，一般用于將電力回路與電源隔開。對于低壓隔離開關，一般采用手動操作系統(tǒng)。而高壓隔離開關一般采用電動操作系統(tǒng)。隔離開關的操作機構通過連接管隔離開關的主動級的絕緣支柱旋轉90 º

15、，底座內(nèi)的連桿帶帶另一側絕緣支柱按相反方向旋轉，實現(xiàn)分、合閘動作，主動級通過極間聯(lián)動管、帶動兩個動極轉動，從而保持三相同步動作。機構中的輔助開關與機構主輸出相連，在分合閘位置事發(fā)出相應的分合信號。1.7接地刀閘作用:接地刀閘其實就是電路接地部分的機械式開關。它能在一定時間內(nèi)承載非正常條件下的電流，但要求它承載正常電路條件下的電流。按照“安規(guī)”的規(guī)定，電氣設備檢修時，必須進行接地，一般情況是掛“接地線”。有些地方接地線不方便，有些地方經(jīng)常接地線也不方便，且掛接的地線無法和電氣設備進行連鎖，常會誤操作，出現(xiàn)“帶地線送電”的惡性事故，于是就將臨時掛接的地線改為固定安裝的接地刀閘，一般有機械閉鎖功能，

16、或和隔離開關“連動”。結構:接地刀閘靜觸頭固定在隔離開關的導電管上，懂觸頭安裝在底座上的接地閘刀鋼管的端部。型號:35kV(高壓側)接地刀閘JN22-35/40.5的含義：JN：高壓戶內(nèi)接地刀閘； 22：設計序號； 35：額定電壓； 40.5:短時耐受電流10kV(低壓側)接地刀閘JN15-12/31.5的含義：JN：高壓戶內(nèi)接地刀閘； 15：設計序號； 12：額定電壓； 31.5：短時耐受電流。 基本工作原理:開關柜停電后必須退到檢修位置，接地刀閘將三相出線短路后接地，起到檢修安全保護的作用。接地刀閘一般在投入運行（送電）前拉開，在停運（檢修）時投入。1.8避雷器作用:避雷器通常與被保護設備

17、并聯(lián)。避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設備。避雷器就是在線路或設備上人為地制造絕緣薄弱點即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或設備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，在過電壓下間隙被擊穿接地，放電降壓起到保護線路或設備絕緣的作用。避雷器既可用來防護大氣過電壓，也可用來防護操作過電壓。結構:避雷器主要由主體元件，絕緣底座，接線蓋板和均壓環(huán)（220KV以上等級具有）等組成。型號:35kV(高壓側)避雷器YH5WZ1-51/134含義：Y:氧化鋅避雷器； H：復合絕緣； 5：避雷器的標稱放電電流（kA）；W：無間隙； Z：電站型； 1：通用型號； 51：額定電壓（kV）； 13

18、4：標稱放電電流下的殘壓（kV）。10kV(低壓側)避雷器：YH5WR1-17/45的含義：Y:氧化鋅避雷器； H：復合絕緣； 5：避雷器的標稱放電電流（kA）；W：無間隙 R：電容型； 1：通用型號； 17：額定電壓(kV); 45:標稱放電電流下的殘壓（kV）。YH5WS1-17/50的含義:Y:氧化鋅避雷器； H：復合絕緣； 5：避雷器的標稱放電電流（kA）；W：無間隙 S：配電型； 1：通用型號； 17：額定電壓(kV); 50：標稱放電電流下的殘壓。工作原理:當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護時，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過導體安全引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在

19、被保護設備的沖擊水平以下，使電氣設備受到保護。1.9熔斷器作用：是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后，以其自身的熱量使熔體融化，從而是電路斷開的原理制成的一種電路保護器。熔斷器其實就是一種短路保護器，廣泛應用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進行短路保護或過載保護。使用時，熔體串接于被保護的電路中，當電路發(fā)生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而斷開電路，起到保護作用。結構:熔斷器的結構主要由熔體和安裝熔體的絕緣管（絕緣座）組成。型號:35kV(高壓側)熔斷器RW5-35/100的含義：RW:戶外高壓熔斷器； 5：設計序號； 35：電壓等級（kV） 100:額定電流(A)。10KV(低壓側)熔斷器RW3-10/100

20、的含義：RW:戶外低壓熔斷器； 3設計序號； 10電壓等級（kV）； 100:額定電流（A）?；竟ぷ髟?通電時因電流轉換的熱量會使熔體的溫度上升，在負載正常工作的電流或允許的過載電流時，電流所產(chǎn)生的熱量和通過熔體，殼體對周圍環(huán)境所輻射散發(fā)的熱量能逐步達到平衡；如果散熱速度跟不上發(fā)熱速度時，這些熱量就會在熔體上逐步積蓄，使熔體溫度上升，一旦溫度達到和超過熔體的熔點時就會使它液化或汽化，從而斷開電流，對電路和人身起到安全保護的作用。1.10刀熔開關作用：刀熔開關是一種低壓開關與熔斷器組合成的熔斷式刀開關。刀熔開關具有刀開關和熔斷器的雙重功能。在配電系統(tǒng)中作為短路保護和電纜、導線的過載保護。在正

21、常情況下，可不頻繁地手動接通和分斷正常電流與過載電流，在短路情況下，由熔體來切斷電流。結構：刀熔開關常由絕緣底板、動觸刀、靜觸座、滅弧裝置和操作機構組成。型號：10kV(低壓側)刀熔開關HR3-600:HR熔斷式刀開關 3：設計序號 600：額定電流 。 基本工作原理：刀熔開關操作方便，并簡化了供電線路，在供配電線路上的應用很廣泛，刀熔開關可以切斷故障電流，但不能切斷正常的電流，所以一般應在無正常工作電流情況下進行操作。由于裝有中性接線柱，鐵殼開關也可作為一般照明等回路的控制開關之用。高短路電流的配電回路作為電源隔離開關、負荷開關和應急開關供電路通斷及保護之用。1.11電容器作用：電容器應用于

22、電源電路，實現(xiàn)補償、旁路、耦合、濾波和儲能的作用。（1）補償：用在補償電路中的電容器稱為補償電容，在卡座的低音補償電路中，使用這種低頻補償電容電路，以提升放音信號中的低頻信號，此外，還有高頻補償電容電路。（2）旁路：用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容，電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號，可以使用旁路電容電路，根據(jù)所去掉信號頻率不同，有全頻域（所有交流信號）旁路電容電路和高頻旁路電容電路。（3）耦合：用在耦合電路中的電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用。（4）濾波;用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容，在電源濾波和各種濾波器電路中使用

23、這種電容電路，濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號從總信號中去除。（5）：儲能電能，用于必須的時候釋放。結構電容器就是有兩個互相絕緣的板組成，中間多數(shù)用一種薄膜隔著，電解電容兩級間是電解液。型號:TBB10-3000的含義：T成套裝置 BB：并聯(lián)電容補償 10：額定電壓（kV） 3000：裝置額定容量。工作原理:電容補償就是無功補償或者功率因素補償。電力系統(tǒng)的用電設備在使用時會產(chǎn)生無功功率，而且通常是電感性的，它會使電源的容量使用效率降低，而通過在系統(tǒng)中的適當?shù)卦黾与娙莸姆绞骄偷靡愿纳啤ｋ娙菅a償時電容和負載是并聯(lián)連接的，電容就和電庫一樣，當負載增大時，由于電源存在內(nèi)阻，電源輸出電壓就會就會下降，由于電容

24、兩端要維持原來的電壓，也就是電容內(nèi)的電量要流出一部分延緩電壓的下降趨勢。2 說明電氣主接線各部分的運行方式及其特點1.適用于裝有兩臺及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所。2.供電可靠性較高。3.任一主變壓器檢修或發(fā)生故障。通過切換操作，可很快恢復整個供電所供電，但在高母線或電源進線檢修或發(fā)生故障時，整個變電所都要停電。4.無聯(lián)絡時，可供二、三級負荷，有聯(lián)絡時，可供一、二級負荷。3 依次說明主變的各種保護的配置，以及他們的各自動作過程。3.1瓦斯保護瓦斯保護分為輕瓦斯和重瓦斯保護，瓦斯保護用來反映變壓器油箱內(nèi)部故障，當變壓器油箱發(fā)生故障，油分解產(chǎn)生氣體或當變壓器油面降低時瓦斯保護應動作。瓦斯

25、保護是反映變壓器內(nèi)部故障最有效、最靈敏的保護裝置。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器（瓦斯繼電器）。3.1.1瓦斯保護的配置：由氣體繼電器KG、信號繼電器3KS、XB、R2等組成。3.1.2瓦斯保護的動作過程：輕瓦斯觸點KG1僅作用于信號；重瓦斯觸點KG2則瞬時作用與切斷變壓器個側斷路器，信號繼電器3KS線圈得電，3KS開閉合作用于信號，KCO電壓線圈得電，KCO1、KCO2閉合，KCO電流線圈得電，4XB和5XB導通，1QF、2QF跳閘，此時XB投至號接點，R2得電，重瓦斯動作。3.2縱聯(lián)差動保護縱聯(lián)差動保護是用來反應變壓器內(nèi)部繞組、引出線及套管處的相間短路故障的一種保護。縱聯(lián)差動保護采用環(huán)流法接線，能正確區(qū)分被保護元件的保護區(qū)內(nèi)、外故障，并能瞬時切除保護區(qū)內(nèi)的短路故障。3.2.1縱聯(lián)差動保護配置：由BCH-2型差動繼電器1K3KD和信號繼電器2KS等組成，其保護范圍在電流互感器1TA、6TA之間區(qū)域。3.2.2縱聯(lián)差動保護動作過程：1TA三相或6TA三相中任一相發(fā)生短路故障或相間短路故障時，相應支路上的1K