D廠降壓變電站二次設(shè)計(jì)

1、南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）密級：昌號就NANCHANGUNIVERSITYGONGQINGCOLLEGE學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）THESISOFBACHELOR(20122016年)中文題目：B廠降壓變電站電氣二次初步設(shè)計(jì)ElectricalSecondprimarydesignofB英文題目：，factory學(xué)院：南昌大學(xué)共青學(xué)院系別：工程技術(shù)系專業(yè)班級：2012級電氣工程及其自動化（1）班學(xué)生姓名：閔樓樓學(xué)號:8110212022指導(dǎo)教師：范莉六年五月學(xué)士學(xué)位原創(chuàng)性說明南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)上學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文B廠降壓變電站電氣二次初步設(shè)

2、計(jì)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名：日期：摘要南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要當(dāng)前，我國正處于經(jīng)濟(jì)社會的轉(zhuǎn)型期，工業(yè)的發(fā)展對電力的需求量非常大，同時(shí)也對電力供應(yīng)提出了新的要求，要求電力系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定地電能。設(shè)計(jì)變電所的設(shè)計(jì)需要查閱相關(guān)的規(guī)范，合理的進(jìn)行布局，力求使變電所的構(gòu)造達(dá)到經(jīng)濟(jì)、方便的目的。考慮本廠的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采取繼電保護(hù)以確保變壓器安全。通過合理的構(gòu)思與

3、嚴(yán)密設(shè)計(jì)，達(dá)到設(shè)計(jì)出一個(gè)合格的變電所的最終目的。關(guān)鍵字：變電站繼電保護(hù)Abstract南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractAtpresent,ourcountryisinthetransitionperiodofsocialandeconomic,industrialdevelopment,demandforelectricityisverylargeandonthepowersupplyproposednewrequirements,requirementsofpowersystemtoprovideamorestableelectricalenergy.Designthedes

4、ignneedstoconsulttherelevantspecifications,reasonablelayout,andstrivetomakethestructuretoachieveeconomic,convenient.Consideringtheactualsituationofthefactory,thedesignoftherelayprotectiontoensurethesafetyofthetransformer.Throughreasonabledesignideasandtight,todesignaqualifiedsubstation'sultimate

5、goal.Keywords:substationrelayprotectionII目錄南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要I.AbstractII第1章緒論1.1.1 研究背景1.1.2 研究意義1.1.3 供用電協(xié)議1.第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的型號選型32.1 計(jì)算公式3.2.2 各車間的計(jì)算負(fù)荷32.3 主變壓器型號和各車間變壓器型號臺數(shù)的選擇7第3章電氣主接線方案設(shè)計(jì)83.1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求83.2 主接線方案8.3.3 方案的比較與確定1.0第4章短路計(jì)算114.1 計(jì)算短路電流的目的114.2 短路電流的計(jì)算過程114.2.1 根據(jù)系統(tǒng)連接圖畫出等阻抗圖114.2.2 等值

6、電路中各元件電抗的計(jì)算、短路電流的計(jì)算11第5章繼電保護(hù)配置及選型1.45.1 變壓器的保護(hù)配置及選型1.45.1.1 縱聯(lián)差動保護(hù)1.45.1.2 瓦斯保護(hù)155.1.3 復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)165.1.4 過負(fù)荷保護(hù)175.1.5 過勵(lì)磁保護(hù)1.85.2 對主變壓器保護(hù)進(jìn)行配置并整定18第6章斷路器控制回路圖1.96.1 斷路器的工作原理19目錄南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6.2斷路器控制回路圖1.9第7章中央信號系統(tǒng)圖2.1總結(jié)23參考文獻(xiàn)24致謝25第1章緒論南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第1章緒論1.1 研究背景由于目前電網(wǎng)對長距離輸電、高壓和智能化方向發(fā)展，為了對電網(wǎng)安全、

7、經(jīng)濟(jì)性和可靠性的要求不斷進(jìn)步。人們用來需求越來越高，變電站的建設(shè)變得越來越重要。國內(nèi)很多知名電站，如南瑞電網(wǎng)，國家電網(wǎng)等一些電站加大力度建設(shè)變壓電站之類的變電站建設(shè)。國外對變電站的建設(shè)要求也十分高，把用電安全可靠放在首要位置。在B廠降壓變電站二次系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)中，除了考慮安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等因素外，還必須考慮到其他影響注意事項(xiàng)，保證B廠降壓變電站二次系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，合理優(yōu)化和改造，必須采取綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、測量和保護(hù)，以完成變電站電氣設(shè)備的正常運(yùn)行、二次保護(hù)等方面的操作和管理，加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 研究意義隨著什么生活水平日益提高，人們的用電需求越來越大，

8、城市農(nóng)村的建設(shè)越來越多，各種用電需求量讓發(fā)電站供不應(yīng)求。因此國家加大力度，投進(jìn)大量的人力物力資源進(jìn)入變電站的建設(shè)。任務(wù)變得越來越重，為了使人們工廠及城市鄉(xiāng)村的用電充足，變電站的建設(shè)已加緊腳步。我廠降壓變電站的二次設(shè)計(jì)也在逐步進(jìn)展，希望為人民帶來跟好的用電量及用電環(huán)境，為城市鄉(xiāng)村的建設(shè)投資一份力量。滿足用電需求量。1.3 供用電協(xié)議(1)工作電源從電力系統(tǒng)的某220/35kV變電站以35kV雙回路架空線引入工廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源。系統(tǒng)變電站距工廠東側(cè)8kmo(2)電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如附表2所示，其供電系統(tǒng)圖，如附圖1所示(3)供電部門對工廠提出的技術(shù)要求：在工廠35kV

9、電源側(cè)進(jìn)行電能測量；工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。(4)本廠10kV出線電流后備保護(hù)時(shí)間整定為1.5s。表1:工廠各車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量負(fù)荷序號車間名稱設(shè)備容量（kW）tcos中車間變電所代號1鑄造車間20000.40.651#2鑄鐵車間10000.40.72#砂庫1100.70.6小計(jì)（K=0.9）3獅焊車間12000.30.453#NO.1水泵房280.750.8小計(jì)（Kz=0.9）4空壓站3900.850.754#機(jī)修車間1500.250.65鍛造車間2200.30.55木型車間1860.350.6制材間200.280.6綜合樓200.91小計(jì)（Kz=0.9）5鍋爐房3

10、000.750.85#NO.2水泵房280.750.8倉庫（1,2）880.30.65污水提升站140.650.8小計(jì)（Kw=0.9）南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒論表2:電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式200MVA系統(tǒng)最小運(yùn)行方式175MVA圖1:供電系統(tǒng)圖南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的選型第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的型號選型2.1 計(jì)算公式有功計(jì)算：P32.1)KdPe無功計(jì)算：Q32.2)P30tan；視在計(jì)算:計(jì)算電流:S30=30-=P230Q230cos:_S3030一3Un(2.(3)(2.(4)2.2 各車間的計(jì)算負(fù)荷1

11、號車間：Kd=0.4cos甲=0.65tan邛=1.17Pe=2000KW有功計(jì)算：P30=KdPe=0.4X2000=800KW無功計(jì)算：Q30=P30tan邛=800父1.17=936Kvar視在計(jì)算：S30=一=1230.77KVAcos=-30=0.650.65S30Qc=P30(tan«)-tan(中')=595.20Kvar補(bǔ)償Qc取值：630Kvar補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：S30(2)=，-FQ0=1231.3KVcos中=、30=0.65S30(2)補(bǔ)償后的變壓器容量：S30=C'P*+(Q30Qc)2=856.23KVA(4)變壓器的功率損耗：

12、=Pt：0.01S30=8.57KWQt：0.0500=42.83Kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P0(1)=P.0Pt=808.57KW(Q30=(Q30Qc)qQt=348.83KvarS30(1)二一/域,Q30(1)=880.6KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：coW滿是嚶/=0.92>0.9S30(1)2號車間：鑄鐵車間：Kd=0.4coscP=0.7tan=1.02Fe=1000KW有功計(jì)算：%.1=(2=400KW無功計(jì)算：Q30.1=B0.1tan中=408Kvar視在計(jì)算：S30.1=571.43KVAtan9=1.33砂庫：Kd=0.7cos5=0.6Pe=110KW有功計(jì)算：P30

13、.2=KdPe=77KW無功計(jì)算：Q30.2=P30.2tan邛=102.41Kvar視在計(jì)算：S30.2=128.33KVA參數(shù)系數(shù)：K;p=0.9Kvqu0.9'P30.i=鳥0.1P30.2=477KW'Q30.i=Q30.1Q30.2=510.41KvarP30=K%p、Pqn.=0.9477-429.3KW30P30.iQ30=Kgq£Q30.i=0.9M510.41=459.37Kvar南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的選型S30=P230Q230=628.74KVAcos:=0.68S30QC=p30(tan(中)-tan(5

14、9;)=276.48Kvar補(bǔ)償Qc取值：315Kvar補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：S30(2)r*Q3。=628.74KVAcos中(2=P30=0.68$30(2)補(bǔ)償后的變壓器容量：$30(2)=P30-7Q30二Qc)2=452.93KVA變壓器的功率損耗：PT：0.01S30(2)=4.53KW.：Qt：0.05S30(2)=22.65Kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P,0(i)=P.0.Pt=433.83KW，Q30(i)-(Q30-Qc),-Qt=167.021KvarS30(1)=P2(1)Q32(1)=464.87KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：阮柳是胞吟/=0.93>0.9&am

15、p;0(1)3號車間：怫焊車間：Kd=0.3cos(P=0.45tan(P=1.98P5=1200KW有功計(jì)算：Ro=(尾=360KW無功計(jì)算：Q30.1=B0.1tan中=712.8Kvar視在計(jì)算：00.1=798.55KVANO.1水泵房：Kd=0.75coscP=0.8tan5=0.75R=28KW有功計(jì)算：P30.1=KdR=21KW無功計(jì)算：Q30.1=P30tan中=15.75Kvar視在計(jì)算：00.1=26.25KVA參數(shù)系數(shù):K%P=0.9Kxq=0.9'P30.i=P30.1-P30.2=381KW'、Q30.i=Q30.1Q30.2=728.55KvarP

16、30=KgP£P30.i=342.9KWQ30=KSqZQ30=655.70KvarS30=JP230Q230-739.94KVAcos：=P30=0.46S30QC=P30(tan(中)-tan(9，)=509.62Kvar補(bǔ)償Qc取值：630Kvar補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：S30(2)=v*Q30=739.94KVAcos(2)=P30=0.46S30(2)補(bǔ)償后的變壓器容量：S30(2)P30(Q30-Qc)2=343.86KVA變壓器的功率損耗：Pt：0.01S30=3.44KWQt。.。取解)=17.19Kvar-、一一一二'._高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：巳0(1)=

17、H0Pt=346.34KW'Q30=(00-Qc)Qt=42.89KvarS30C1)=%(1)Q30(1)=348.99KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：cos=P30'=0.99S30(1)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的選型4號車間：空壓站：Kd=0.85costP=0.75tan5=0.88R=390KW有功計(jì)算：P30.1=KdPe=331.5KW無功計(jì)算：Q30.1=P30.1tancP=291.72Kvar視在計(jì)算：S30.1=441.58KVA機(jī)修車間：Kd=0.25cos：=0.65tan：=1.17Pe=150KW有功計(jì)算：20.2=KdR=3

18、7.5KW無功計(jì)算：Q30.2=B0.2tan中=43.85Kvar視在計(jì)算：S30.2=57.70KVA鍛造車間：Kd=0.3cos=0.55tan=1.52Pe=220KW有功計(jì)算：區(qū).3=KdPe=66KW無功計(jì)算：Q30.3=B0.3tan中=100.32Kvar視在計(jì)算：00.3=120.08KVA木型車間：Kd=0.35cosq：=0.6tan*；：.33R=186KW有功計(jì)算：P30.4=KdR=65.1KW無功計(jì)算：Q30.4=P30.4tan。=86.58Kvar視在計(jì)算：00.4=65.52KVA制材間：Kd=0.3cos=0.6tan：=1.33R=20KW有功計(jì)算：P3

19、0.5=KdPe=5.6KW無功計(jì)算：Q30.5=P30.5tan中=7.45Kvar視在計(jì)算：00.5=9.32KVA綜合樓：Kd=0.9cos：=1tan:=0Pe=20KW有功計(jì)算：P3o.6=KdPe=18KW無功計(jì)算：Q30.6=P30.6tan中=0Kvar視在計(jì)算：S30.6=18KVA參數(shù)系數(shù)：K=p=0.9K:q=0.9=P30.1-P30.2P30.3-P30.4-P30.5P30.6=523.7KW%Q30.i=Q3oiQ30.2Q30.3Q30.4Q30.5Q30.6=529.95KvarP30=KgP£P30.i=471.33KWQ30=Kgq£Q

20、s。=476.95KvarS30=P230Q230=670.55KVAcos=P30=0.703,S30Qc=P30（tan（中）tan（中）=276.1Kvar補(bǔ)償Qc取值：315Kvar補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：S30=、閭F=670.55KVAcos中（2）=X=0.7S30（2）補(bǔ)償后的變壓器容量：S30=.P30?Q30二Qc）2=498.42KVA（V變壓器的功率損耗：Pt：0.01S302）=4.98KWQt：0.05S30（2）=24.92Kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：鳥0（1）=P.0Pt=476.36KW南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的選型'

21、Q30(1)=(Qo-Qc)：Qt=186.87KvarS30(1)=,或1)Q30(i)=511.71KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：cos所以椒黑求=0.93>0.9S30(1)5號車間：鍋爐房：Kd=0.75cos=0.8tanB=0.75R=300KW有功計(jì)算：P30.1=KdPe=225KW無功計(jì)算：Q30.1=F30.1tan中=168.75Kvar視在計(jì)算：S30.1=281.25KVANO.2水泵房：Kd=0.75coscP=0.8tan5=0.75Pe=28KW有功計(jì)算：P30.2=KdPe=21KW無功計(jì)算：Q30.2=P30.2tan中=15.75Kvar視在計(jì)算：S302

22、=26.25KVA.幺倉庫(1,2):Kd=0.3cosq：、=0.65tanP=1.17Pe=88KW有功計(jì)算：P30.3=(巳=26.4KW無功計(jì)算：Q30.3=P30.3tan中=30.89Kvar視在計(jì)算：S30.3=40.63KVA污水提升站：Kd=0.65cos：=0.8tan：=0.75Pe=14KW有功計(jì)算：P30.4=KdPe=9.1KW無功計(jì)算：Q30.4=P30.4tan中=6.825Kvar視在計(jì)算：00.4=11.38KVA參數(shù)系數(shù)：KxP=0.9Kxq=0.9'、鳥0.i=鳥0.1P30.2P30.3鳥0.4=281.5KW二Q30.i=Q30.1.Q30.

23、2.Q30.3.Q30.4=222.21KvarP30=Kg；P30.i=253.35KWQ30=Kgq£Q30.i=199.99KvarS30=Jp230Q230=322.77KVA皿=0.79S30QC=P30(tanT)tan(中')=92.06Kvar補(bǔ)償QC取值：120Kvar補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：S30=v'P0+Q30=322.77KVAcos%)=、30=0.79S30(2)補(bǔ)償后的變壓器容量：S30(2)=炯。+(Q30Qc)2=265.68KVA(4)變壓器的功率損耗：Pt:0.01S30(2)=2.66KW9?。?.0取。(2)=13.2

24、8Kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P30-P30PT-256.01KWQ30(i)=(Q30-Qc)Qt=93.27KvarJS30(i)P2,Q32(1)=272.47KVA南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章負(fù)荷計(jì)算和變壓器的選型補(bǔ)償后的功率因數(shù):=0.94>0.92.3主變壓器型號和各車間變壓器型號臺數(shù)的選擇主降壓變電器：S9-2500/35變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高壓側(cè):35kv低壓側(cè)：10kv空載損耗：3850W負(fù)載損耗：22600W空載電流（）:1阻抗電壓（）:6.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Yyn111號車間變壓器的型號：S9-1000/10變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高壓側(cè)：1

25、0kv低壓側(cè)：0.4kv空載損耗：1700W負(fù)載損耗：9200W空載電流（）:1.7阻抗電壓（%）:5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Dyn112號車間變壓器的型號：S9-500/10變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高壓側(cè)：10kv低壓側(cè)：0.4kv空載損耗：1030W負(fù)載損耗：4950W空載電流（）：3阻抗電壓（%）:4聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Dyn113號車間變壓器的型號：S9-400/10變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高壓側(cè)：10kv低壓側(cè)：0.4kv空載損耗：870W負(fù)載損耗：4200W空載電流（）：3阻抗電壓（%）:4聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Dyn114號車間變壓器的型號：S9-630/10變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高

26、壓側(cè)：10kv低壓側(cè)：0.4kv空載損耗：1300W負(fù)載損耗：5800W空載電流（）：3阻抗電壓（%）:5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Dyn115號車間變壓器的型號：S9-315/10變壓器臺數(shù)：1臺額定電壓（kV）高壓側(cè)：10kv低壓側(cè)：0.4kv空載損耗：720W負(fù)載損耗：3450W空載電流（）：3阻抗電壓（%）:4聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Dyn11第3章電氣主接線方案設(shè)計(jì)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章電氣主接線方案設(shè)計(jì)電氣接線是變電站和輸電線路如何連接電力系統(tǒng)的主要手段，從而完成輸電和配電工作。電力系統(tǒng)一定要用到主接電線。主線路上要達(dá)到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)。變電裝置的選擇、配電裝置的安裝、繼電保護(hù)

27、和控制措施等都會對變電站產(chǎn)生影響。電氣主接線方式要按照變電站在電力系統(tǒng)中的環(huán)境、線路和設(shè)備的負(fù)載的情況，并要達(dá)到運(yùn)行安全，經(jīng)濟(jì)，可靠等要求。3.1主接線設(shè)計(jì)的基本要求（1）可靠性所謂可靠性指的是主線要安全正常運(yùn)行，用戶供電持續(xù)。主連接的可靠性評估的符號是：1）可影響斷路器的檢修電源；2）所有電力中斷的可能性。（2）靈活性主接線的靈活性有以下要求：1）調(diào)度要求。能夠輸入、刪除變壓器、線路、配電的功率和負(fù)荷；在運(yùn)行中遇到系統(tǒng)的事故，在運(yùn)行模式下操作和特殊操作的調(diào)度要求。2）維修要求。該斷路器、母線和繼電保護(hù)裝置可以方便、安全地運(yùn)行，用戶的電源不受影響。3）擴(kuò)大要求。這樣在擴(kuò)展，無論時(shí)間和2倍的數(shù)量

28、，設(shè)備的數(shù)量，以減少。（3）經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是節(jié)約用量，減少占地面積。3.2 主接線方案根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，主接線方案初步給出以下兩種:第一方案：高壓側(cè)內(nèi)橋接線主接線，如圖3.1所示。第二方案：高壓側(cè)單母線分段主接線，如圖3.2所示。35KV進(jìn)線I球口口踐圖3.1高壓側(cè)采取內(nèi)橋接線，低壓側(cè)采取單母線分段的主接線35KV進(jìn)線第3章電氣主接線方案設(shè)計(jì)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3.2高壓側(cè)采取單母線分段，低壓側(cè)采取單母線分段的主接線第3章電氣主接線方案設(shè)計(jì)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.3 方案的比較與確定以下特點(diǎn)：變壓器的第一個(gè)方案具有負(fù)載切換方便；線路輸入和拆卸更方便。當(dāng)變壓器

29、出現(xiàn)問題時(shí)，斷路器與變壓器會斷開，便干擾時(shí)間無缺陷線操作。因?yàn)樽儔浩魅毕葺^低，通常不開關(guān)。內(nèi)橋連接不容易，以節(jié)省面積增加到線或出口回路在一個(gè)側(cè)面。二次方案的以下特點(diǎn)：變壓器的開關(guān)線路和容易增加的方便的數(shù)量；在一個(gè)方面，相對橋面積；設(shè)備；成本高。從經(jīng)濟(jì)的角度看，兩者選擇是相同的，所以只有相對全面的成本。二次方案比第一個(gè)方案的大面積和設(shè)備，是不是經(jīng)濟(jì)。從運(yùn)行方式的靈活性的變化，二次方案是更方便比第一種方法來切換變壓器。通過上述分析和比較知，第一個(gè)方案是面積、投資少，可靠性高。二次程序以改變操作方式為主要優(yōu)勢的靈活性。所以第一個(gè)方案作為變電站的主接線方案。10第4章短路計(jì)算南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(

30、論文)第4章短路計(jì)算4.1 計(jì)算短路電流的目的短路電流計(jì)算主要是處理以下幾個(gè)方面的問題：(1)為防止大范圍的事故傷害，熱效應(yīng)和短路電流盡量不要破壞電器設(shè)備。為了這個(gè)目的，必須檢查所選電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和電氣穩(wěn)定性，以便計(jì)算電氣裝置的短路電流。(2)繼電保護(hù)及設(shè)計(jì)的設(shè)置。在短路電流短路電流計(jì)算中短路電流的值，即最大瞬時(shí)值。在短路電流計(jì)算中，為了能在快速、方便地計(jì)算出短路電流的精度要求范圍內(nèi)，作出以下假設(shè)：(1)發(fā)電機(jī)速度和電位相；(2)變壓器的勵(lì)磁電流可因磁飽和忽略不計(jì)；(3)不論電阻和電容，電阻和電容，電阻只包括在超高壓長距離傳輸線的電容器中。4.2 短路電流的計(jì)算過程4.2.1 根據(jù)系統(tǒng)連接

31、圖畫出等阻抗圖圖4.1系統(tǒng)等值阻抗圖4.2.2 等值電路中各元件電抗的計(jì)算、短路電流的計(jì)算常用的歸算公式如下：變壓器：（4.1）XT=Uk%3100SN式中Sd-基準(zhǔn)容量取100MVASn-額定容量(MVA;Ud%-短路電壓百分?jǐn)?shù)(%11線路:*Xl=X0LSdU2v第4章短路計(jì)算南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）式中Sd-基準(zhǔn)容量取100MVAXo-線路電抗（Q）（注：線路單位電抗取0.4Q/km）;最后將電流標(biāo)么值公式：j=匕,s：(4.3)所以計(jì)算得出：電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值其中S0c=1000MVAX1=Sd=100MVA=01一Soc-1000MVA一.雙回路架空線路：.26X2-X3-X

32、0L-S=0.4'j/KM8KM100MV-，=0Uav(35kv)UK%Sd6.5M100MVAcc二=2.6100Sn1002500KVA其中Uav=35KVo總降壓變壓器的電抗標(biāo)幺值：X4其中Sn=2500KVAUk%取6.51號車間變壓器的電抗標(biāo)幺值：其中Sn=1000KVAUk%取52號車間變壓器的電抗標(biāo)幺值：其中Sn=500KVAUk%取43號車間變壓器的電抗標(biāo)幺值：其中Sn=400KVAUk%取44號車間變壓器的電抗標(biāo)幺值：其中Sn=630KVAUk%取55號車間變壓器的電抗標(biāo)幺值：其中Sn=315KVAUk%取4再根據(jù)X/k）=X：+X2+ik3）*3）=儼UK%Sd.

33、x55100Sn、，*Uk%&_qX58100Snx5-UK%Sd=10100SNX5二UK%Sd一100SN=7.94X5=Uk%&100SN=12.7得出如下表4.112第4章短路計(jì)算南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表4.1三相短路電流和容量短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短容量Sk(3)/MV*AIk/kAI(3)/kAIoo(3)/kAish(3)/kAIsh(3)/kAk-17.177.177.1718.2910.83434.78k-22.042.042.045.203.0835.34k-318.4318.4318.4347.0127.8412.77k-313.331

34、3.3313.3333.9920.129.23k-311.2511.2511.2528.6916.997.79k-313.4013.4013.4034.1820.249.29k-39.299.299.2923.7014.036.4413第5章繼電保護(hù)配置及選型南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第5章繼電保護(hù)配置及選型繼電保護(hù)裝置的基本原理：對于我們所知道的短路故障，在電力系統(tǒng)中，很多參數(shù)比正常時(shí)的變化，當(dāng)然，一些變化可能會顯著，有些是不明顯的，變化明顯的參數(shù)是適合作為保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成保護(hù)。如根據(jù)短路電流的特點(diǎn)，較正常，可形成過電流保護(hù)；利用短路母線電壓降阻特性可以在低壓保護(hù)的形式；利用短路啟動端阻抗

35、測量可減小距離保護(hù)；基于相位差變化的電壓和電流可以形成保護(hù)方向。止匕外，根據(jù)線路的短路，電流相位差的兩側(cè)可以形成差動保護(hù)原理。當(dāng)然，也可以在與非電量的變化，以形成保護(hù)，如變壓器油中的氣體分解的缺點(diǎn)，并形成天然氣保護(hù)等。5.1 變壓器的保護(hù)配置及選型為了避免系統(tǒng)的弱點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不正常，等一系列問題和變壓器燒毀，所以變壓器通常按裝繼電保護(hù)裝置，對不同電壓等級變電站的保護(hù)裝置也相應(yīng)不同，設(shè)計(jì)應(yīng)按照變壓器的電壓等級、尺寸等因素進(jìn)行安裝，高可靠性的保護(hù)裝置。對2.5MV-A主變壓器容量的設(shè)計(jì)，運(yùn)用縱聯(lián)差動維護(hù)、瓦斯維護(hù)作為變壓器的主維護(hù)，電流維護(hù)，零序電壓，變壓器后備維護(hù)電流維護(hù)，還需要配置變壓器過

36、勵(lì)磁保護(hù)，負(fù)電荷保護(hù)反映變壓器油溫度和油槽壓力和冷卻對應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)缺5.1.1 縱聯(lián)差動保護(hù)用于S9-2500/35變壓器模型的設(shè)計(jì)。在大型變壓器上，必須安裝單獨(dú)的變壓器差動保護(hù)，這是由于變壓器差動保護(hù)通常采取三側(cè)電流差動，其中電流互感在正常情況下:I1I1I102器高壓側(cè)電流，在低壓側(cè)分別適用于變壓器低壓側(cè)的電流互感器和電流互感器的差動保護(hù)區(qū)，這可以更好地反映該地區(qū)相短路，高壓側(cè)連接短路和變壓器繞組匝問短路故障。因此，變壓器的主維護(hù)為差動維護(hù)，和接線原理圖如圖5.1所示c,-.,，一、，-一、FT0102(雪壓描變比)1(5.1)于是IY=0,實(shí)際上，由于電流繼電器的接線方式，在變壓器變比

37、誤差導(dǎo)致的不平衡電流，勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，所以它不等于0,不平衡電流形成的不同采取相應(yīng)的方法來消除不平衡電流。保護(hù)整定的原則：14第5章繼電保護(hù)配置及選型南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(1)避越變壓器空載投入或內(nèi)部缺點(diǎn)切除后電壓還原時(shí)的勵(lì)磁電流：Idz>KkIo(5.2)式中Kk可靠系數(shù)，通常取1.3；Ie變壓器的額定電流。(2)最大不平衡電流：Idz至Kk%(5.3)式中Kk可靠系數(shù)，一般取1.3；Ibp一不平衡電流。(3)最大負(fù)荷電流：Idz=13fh.max(5.4)式中Ifh.max一正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流，在負(fù)荷電流不確定時(shí)，可以用變壓器的額定電流代替。圖5.1縱聯(lián)差動保

38、護(hù)原理示意圖5.1.2瓦斯保護(hù)雖然縱差保護(hù)雖然具有許多其它保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重漏電和匝數(shù)短路故障和繞組斷陷缺陷時(shí)，產(chǎn)生于大變壓器，縱差動保護(hù)不能動作，那么我們需要設(shè)計(jì)其他主保護(hù)氣體保護(hù)裝置的變壓器。(1)瓦斯保護(hù)原理：其原理如圖5.2所示。為了避免變壓器油箱內(nèi)部或破裂的缺點(diǎn)，減少油面。天然氣保護(hù)主要是用來保護(hù)變壓器內(nèi)部故障，它因?yàn)橐粋€(gè)簡單、靈敏、經(jīng)濟(jì)，而另一方面移動速度15第5章繼電保護(hù)配置及選型南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)慢，且能反映出變壓器內(nèi)部故障的油箱，所以用差動保護(hù)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)一種優(yōu)勢互補(bǔ)，效果更好。800KVA及以上的變壓器的容量，配備氣體保護(hù)。當(dāng)油艙內(nèi)的油氣或油面釋放問題時(shí)

39、，保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)對信號的影響；當(dāng)釋放大量氣體時(shí)，應(yīng)在斷開變壓器的電源側(cè)進(jìn)行保護(hù)。應(yīng)當(dāng)采用400KVA®浸式變壓器，也應(yīng)該保護(hù)氣體。(2)瓦斯保護(hù)的整定原則:氣體保護(hù)有一個(gè)沉重的氣體和輕氣體點(diǎn)，這是安裝在燃料箱和管道之間的連33接。根據(jù)整個(gè)氣體的體積，整定范圍為：250300cm、250cm0根據(jù)油氣流量調(diào)節(jié)，整定范圍：0.61.5m/s、設(shè)置為1m/sQF1YTYT至信號至信號QF1圖5.2瓦斯保護(hù)原理示意圖5.1.3復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)由于這種保護(hù)通?？蛇^電流保護(hù)靈敏度高，所以通常在實(shí)踐中往往是用于內(nèi)部分外部相間短路故障和低的變壓器后備保護(hù)，這種設(shè)計(jì)作為變壓器的后備保護(hù)，它是由過

40、電壓和過電流元件的負(fù)序、低電壓分量和時(shí)間元件構(gòu)成，過電壓和低電壓的負(fù)序分量構(gòu)造復(fù)合電壓起動元件、保護(hù)原理接線圖如圖5.3所示。復(fù)合電壓過流保護(hù)輸入電流高壓側(cè)電流，以保證選擇性和復(fù)合電壓啟動元件需要配置2臺，輸入電壓從站變壓器低壓側(cè)的2個(gè)支路電壓和保護(hù)采取兩期的時(shí)間延遲輸出。非對稱的一個(gè)分支作為一個(gè)例子：如果發(fā)生短路故障，“啟動，通常封閉觸點(diǎn)斷開”，“啟動子；如果三相短路”，“組件短期啟動”，“元素也開始在"成員返回，由于“元素返回電壓比較高，只要相問剩余電壓不高于返回電壓，”“元素仍然保持的行動，然后站變壓器高壓側(cè)電流元件”的缺點(diǎn)不能被淘汰，然后根據(jù)第二階段的時(shí)間延遲行動的解決方案柱

41、去激勵(lì)。16第5章繼電保護(hù)配置及選型南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖5.3復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)原理接線圖整定的原則：(1)過電流元件動作值按躲開站用變額定電流來整定：IdZ5.&KIeKf式中Kk可靠系數(shù)，這里取1.15;Kf一返回系數(shù)，這里取0.85。(2)負(fù)序電壓繼電器動作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流來整定：Udz.2=0.06Ue(5.6)式中Ue一額定相間電壓。電流元件靈敏度的校驗(yàn)：Ki5BYmn1dz式中Idmin后備保護(hù)范圍末端金屬性不對稱短路時(shí)，通過保護(hù)的最小一.次穩(wěn)態(tài)短路電流。5.1.4 過負(fù)荷保護(hù)為了防止變壓器的運(yùn)行在超過允許的負(fù)載能力，需要安裝過載保護(hù)裝置。

42、由于變壓器的負(fù)荷過大，一般都是三相對稱的，因此，過載保護(hù)只需要接入到一個(gè)電流過載保護(hù)的每一方都是在同一時(shí)間延遲繼電器信號。17第5章繼電保護(hù)配置及選型南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)安裝現(xiàn)場應(yīng)能夠保護(hù)變壓器繞組的過載響應(yīng)，三繞組變壓器為單側(cè)，當(dāng)三繞組相同容量時(shí)，過載保護(hù)只裝在電源端。當(dāng)相同容量的三繞組、繞組過載保護(hù)時(shí)，裝在電源端和容量較小的。過負(fù)荷保護(hù)的整定原理：IdZ珊KIeKf式中Kk可靠系數(shù)，這里取1.15；Kf一返回系數(shù)，這里取0.85；Ie變壓器的額定電流。K115Idz=Ie150=202.9(A)Kf0.855.1.5 過勵(lì)磁保護(hù)變壓器鐵心的工作磁密度與美國的直接成正比，過勵(lì)磁保

43、護(hù)是基于這一原理。該繼電器的工作原理是在母線電壓互感器的兩側(cè)接收了繼電器的電壓，并將電壓互感器的電壓和頻率加到電壓互感器的電壓和頻率上。當(dāng)變壓器過勵(lì)磁達(dá)到逆時(shí)問的起始值，反時(shí)限延時(shí)對主變壓器各側(cè)跳閘開關(guān)。5.2對主變壓器保護(hù)進(jìn)行配置并整定主變壓器S9-2500/3535/10KV聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Yyn1135KV低壓側(cè)過負(fù)荷保護(hù)：低壓電流IS=(1.051X2291)/0.93=2587A=0.86In,取IS=0.861n=2580A(設(shè)定范圍(0.11n2.4In)。檢驗(yàn)是否滿足：二次側(cè)最大穿越性短路電流時(shí)的動作時(shí)間，即I/IS=23330/2580=9.0,得K=1.238,t=kMTS10

44、=1.238父1.1=1.36$>1.20s最大可能的過負(fù)荷時(shí)I之1.0”(2291-0.8父459)+6.5父459=4907A即I/IS=4907/2580=1.9,得k=42,t=1.1父42=46.2s滿足啟動要求。18第6章斷路器控制回路圖南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第6章斷路器控制回路圖6.1 斷路器的工作原理合閘時(shí)，推上操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器QF已經(jīng)合閘。由于該回路有限流電阻R2,跳閘線圈YR雖有電流通過，但電流很小，不會動作。紅燈RD亮，還表明跳閘線圈YR回路及控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即紅燈

45、RD同時(shí)起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。分閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器分閘，這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開，切斷跳閘回路，同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器已經(jīng)分閘。綠燈GN亮，還表明控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈GN同時(shí)起著監(jiān)視控制回路完好性的作用。在短路器正常操作分、合閘時(shí)，由于操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)QM與斷路器輔助觸點(diǎn)QF5-6都是同時(shí)切換的，總是一開一合，所以事故信號回路總是不通的，不會錯(cuò)誤的發(fā)出事故信號。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動作，具出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的回路，使斷路器跳閘。隨后QF3-4斷開，使紅燈RD滅，并切斷YR

46、的跳閘電源。與此同時(shí)，QF1-2閉合，使綠燈GN亮，這時(shí)操作機(jī)構(gòu)的操作手柄雖然仍在合閘位置，但其黃色指示牌掉落，表示斷路器自動跳閘，同時(shí)事故信號回路接通，發(fā)出音響和燈光信號，這事故信號回路是按“不對應(yīng)原理”接線的-由于操作手柄仍在合閘位置，其輔助觸點(diǎn)QM閉合，而斷路器已事故跳閘，其輔助觸點(diǎn)QF5-6也返回閉合，因此事故信號回路接通，當(dāng)值班員得知事故跳閘信號后，可將操作手柄扳下至分閘位置，這是黃色指示牌隨之返回，事故信號也隨之解除?？刂苹芈分蟹謩e與指示燈GN和RD串聯(lián)的電阻R1和R2,主要用來防止指示燈燈座短路是造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。6.2 斷路器控制回路圖19第6章斷路器控制回路圖南

47、昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）WC(A)圖6.1斷路器控制和信號回路圖20第7章中央信號系統(tǒng)圖南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第7章中央信號系統(tǒng)圖中央信號系統(tǒng)設(shè)置在主控制盤上，用以集中監(jiān)視變電所電氣設(shè)備故障和異常情況的音響與燈光信號裝置機(jī)系統(tǒng)。中央信號系統(tǒng)通常由事故信號裝置、預(yù)告信號裝置（總稱中央信號裝置），以及斷路器與電氣設(shè)備各自的監(jiān)視電路等部分組成。它的作用是便于值班人員和調(diào)度人員及時(shí)了解和處理電氣設(shè)備故障和異常狀態(tài)，保證變電所的正常運(yùn)行。常用中央信號裝置由電磁型繼電器或晶體管、集成邏輯電路組件構(gòu)成。按其音響信號動作和復(fù)歸方式的不同，區(qū)分為重復(fù)動作和不能重復(fù)動作、自動復(fù)歸和手動復(fù)歸等形式，

48、從而構(gòu)成不同功能的中央信號裝置電路。牽引變電所和鐵路變電所在一般情況下，因斷路器和快速開關(guān)數(shù)量不多，大都采用中央復(fù)歸、不重復(fù)動作的事故信號電路，而預(yù)告信號采用中央復(fù)歸、重復(fù)動作的電路。中央復(fù)歸、不重復(fù)動作的電磁型中央信號裝置由若干中間繼電器、閃光繼電器、音響器件（蜂鳴器和電鈴）、若干信號小母線和各種案件開關(guān)組成的電路來實(shí)現(xiàn)。其中事故信號裝置是由斷路器事故自動分閘時(shí)，因其控制開關(guān)位置和斷路器實(shí)際位置不對應(yīng)（稱為不對應(yīng)原則），導(dǎo)致事故信號小母線帶電而使事故信號繼電器起動，蜂鳴器回路被接通而發(fā)音響。在中央信號裝置盤按下接觸音響信號按鍵開關(guān)（或由中間繼電器觸點(diǎn)的作用自動完成），則音響信號繼電器電路被切

49、斷而解除音響（復(fù)歸）。這種事故信號電路，因在解除音響信號按鍵開關(guān)賄賂中申入解除音響繼電器的自保持觸點(diǎn)的閉鎖作用，同時(shí)刻如相繼有第二臺斷路器發(fā)生事故跳閘，蜂鳴器不發(fā)聲，因而是不重復(fù)動作的。但當(dāng)斷路器控制開關(guān)復(fù)位（與分閘位置對應(yīng)）后，事故信號小母線十點(diǎn)，仍可再次接受新的事故信息。中央復(fù)歸、不重復(fù)動作的電磁型中央預(yù)告信號裝置電路原理與上述事故信號裝置相類似，但預(yù)告信號繼電器的啟動是由設(shè)備處于異常狀態(tài)的各種監(jiān)視繼電器動作而實(shí)現(xiàn)的。21南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第7章中央信號系統(tǒng)圖Ft：7BJDZA審ZJ1LSXJ-2SXT-LT.T.1一LSVMtS3U十.Q-Jk2S3U-3SXJVIBU0C

50、TF甲同11£tlwDrfTT美本曲中底笳生手孫連：1為外圍設(shè)看2.鞭告電爆縫硬接點(diǎn)很臨SKZJ.2WJR>空事業(yè)格理1®頒懂若信號圖7.1中央信號系統(tǒng)圖22總結(jié)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總結(jié)變電站的設(shè)計(jì)主要是電氣部分的設(shè)計(jì)，主要包括短路電流計(jì)算、變壓器配置、整定計(jì)算、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、線路保護(hù)等。電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的重要能源部門，變電站的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中的一項(xiàng)重要課題。由于變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容，范圍廣，邏輯性強(qiáng)，電壓等級不同，不同類型，不同性質(zhì)的負(fù)荷對變電站設(shè)計(jì)也不一樣。在設(shè)計(jì)過程中，分析了變電站的規(guī)模和形式。變電所是電力系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)，電壓、接受和分配電能、控制功率流和調(diào)節(jié)電壓的電力設(shè)施，通過變壓器將其連接到電網(wǎng)。我國電力系統(tǒng)分為四大類：升壓變電站，變電站電網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國電力行業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，這對變電站設(shè)計(jì)提出了更高的要求，同時(shí)也要求我們提高認(rèn)識和應(yīng)用水平。從中國電力的發(fā)展趨勢，新的變電站應(yīng)充分體現(xiàn)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性