110kV变电站二次系统设计论文答辩.ppt

110kv变电站二次系统设计——毕业论文答辩指导教师：魏新职称：工程师.学生姓名：顾迎豪学号：1202120113专业：电气工程及其自动化.院（系）：机电工程学院.答辩日期：2016年6月3日.设计过程1原始参数2互感器的配置3继电保护配置及整定4短路电流的计算5总结1原始参数介绍主变压器参数：SSZ9-31500/110(110kv级三相三绕组自冷式变压器)额定电压、短路阻抗、接线方式。各侧出线参数：线型、功率、功率因数、线长供电方式等。系统示意图如图所示：2互感器的配置电流互感器的选择：额定输出容量的选择；准确度等级的选择；出于经济上的考虑，在设计时，推荐采用10P型准确等级为0.5级的电流互感器铁芯。接线方式10kv侧选用两相三角形接法，35kv侧选用两相星型接法，110kv侧选用三相星型接法。互感器等级统一选用灵敏度0.5级10P20，3继电保护变压器保护：过负荷保护、瓦斯保护、复合电压启动过电流保护、零序电流保护、纵联差动保护。母线保护线路保护线路的相间距离保护、三段式电流保护。自动重合闸3.1变压器保护3.1.1纵联差动保护用于主变保护，反映变压器绕组和套管、引出线上的相间短路，同时也是变压器绕组匝间短路的监测，还能反应出变压器绕组中性点直接接地、引出线的单相接地短路。计算二次额定电流，确定保护的基本侧（10kV侧）：名称各侧数值额定电压（kV）1153710.5额定电流（A）31.5×1033×115=158.13.15×1033×37=491.531.5×1033×10.5=1732.1电流互感器接线方式YYD电流互感器计算变比158.1/5491.5/53×1732.15选用电流互感器变比200/5500/530005二次额定电流（A）158.1/40=3.95491.5/100=4.9153000/6000=5纵联差动保护的整定：按变压器外部三相短路时不平衡电流的最大电流来整定Idz=KkKfzq∙Ktxfwc+∆U∆fzaId.max3Kk取1.3=994（A）按躲开变压器的励磁涌流整定Idz=Kk∙Ie.B（Kk取1.5）=2598.15（A）按躲开互感器二次回路断线时的变压器最大电流整定Ldz=Kk∙Ith.max（Kk取1.3）=2251.7（A）差动保护的灵敏度校验：基本侧差动保护动作电流值:Idz,j,jb=kjx∙Idzn3=3×2598.1530005=7.5AIdz,mi𝑛是保护动作的最小值；Klm=KconIk.minIdz,mi𝑛∙𝑛𝐿.𝑗𝑏=3×9.66×1007.5×30005=3.722(符合要求)所以系统10kv侧的整定电流为7.5A动作时限为0秒。3.1.2瓦斯保护瓦斯保护的原理图，如下图所示：瓦斯保护的整定：轻瓦斯整定范围：250-300cm3一般整定在250cm3。重瓦斯按油速整定，整定范围:0.6-1.5m/s，一般整定在1m/s。3.1.3复合电压启动过电流保护安装在110kV高压侧的过电流保护主要由电流继电器、低电压继电器、抚恤电压继电器组成。保护的动作时限：第一时限使中压侧断路器跳开，0.5s时限切除；第二段时限使变压器三侧的断路器跳开，1s时限切除。110kV侧动作电流值：Iop=krelkreIN.st=1.150.85×315003×11=214（A）正常运行方式下电流应该小于线路末端的最大电流变比1.3，所以需要进行灵敏度校验Ksen=32Id.min(3)IOP=32×1.33×1000213=5.41.3（灵敏度符合要求）3.1.4过负荷保护为保护变压器差动保护范围外的相间短路而加设变压器的过流保护；可靠系数为1.05，返回系数为0.85，过负荷保护装设在110kV侧按照躲开变压器额定电流来整定：Idz=KkKh∙IN=1.050.85×31.5×1033×115=195.35A保护的动作时限为1s，比变压器的复合电压保护时间大0.5s。3.2母线保护本次设计的110kV变电站中，110kV母线均采用单母线接线，对于单母线的保护，这里采用母线完全电流差动保护。躲过外部故障时的最大不平衡电流时，其动作电流计算如下：110kV母线：Iop.K≥KrelIdsp.max=10.92（A）35kV母线：Iop.K≥KrelIdsp.max=5.343（A）10kV母线：Iop.K≥KrelIdsp.max=0.808（A）躲过电流互感器二次回路单相接地短路时流过差动继电器的最大电流，其动作电流计算方法及计算过程如下：110kV母线：Iop.K≥KrelI1.maxnTA=1.3×350/40=11.38（A）35kV母线：Iop.K≥KrelI1.maxnTA=1.3×490/100=6.37（A）10kV母线：Iop.K≥KrelI1.maxnTA=1.3×550/600=1.19（A）由计算可知灵敏度系数都大于2，所以整定值符合要求。对保护进行灵敏度校验，其值≥2。Ksen=Ik.minIop.k×nTA110kV母线：Ksen=Ik.minIop.k×nTA=22.65×100011.38×40=49.76235kV母线：Ksen=Ik.minIop.k×nTA=4.34×3×10006.37×100=5.9210kV母线：Ksen=Ik.minIop.k×nTA=9.66×32×10001.19×600=11.72由计算可知灵敏度系数都大于2，所以整定值符合要求3.3线路保护线路保护的整定计算：110kv侧距离Ⅰ段ZOP1I≤krel∙ZL（本段krel取0.85）代入数据可得各出线的最大动作阻抗（Ω）距离Ⅱ段ZOP1II=krel∙ZL（本段krel取1.3）L-1L-2L-3L-426.2631.51227.62522.1L-1L-2L-3L-417.1720.60418.06314.45距离Ⅲ段Zop1III=ZL.minKrelKreKzqZL.min=0.9Ee3IL.max（Krel=1.3Kre=1.2Kzq=2）式中的Ee为额定线电压，IL.max为线路的最大负荷电流。整定阻抗值（Ω）L-1L-2L-3L-463.1752.3457.2565.43灵敏度校验Ksen=ZOP1IIZIL-1Ksen=63.1720.2=3.131.5L-2Ksen=52.3424.24=2.161.5L-3Ksen=57.2521.25=2.691.5L-4Ksen=65.4317=3.851.5由以上计算可知整定结果符合要求10kv侧线路保护：Ⅲ段式电流保护（整定及校验同35kv侧）35kV线路距离保护的整定三段式距离保护；（整定及校验同110kv侧）三段式电流保护：Ⅰ段电流保护IopI=krelId.max（krel=1.2）Id.max是线路在最大运行方式下的三相短路电流值灵敏度校验：假设线路30%处发生d(2)短路故障进行校验：Id.min(2)=321Xd2+30%xLSB3UB=121Xd2+30%xLSBUB线编号L-1L-2L-3L-4L-5L-6电流值3.2882.7964.264.9323.6793.288线编号L-1L-2L-3L-4L-5L-6电流值4.454.055.115.484.734.45Ⅱ段电流保护IopII=Id.min(2)ksen（本段ksen=1.3）Ⅲ段电流保护IopⅢ=Ijh.max(2)krelkzqkre（krel=1.2,kre=0.85,kzq=2）灵敏度校验ksen=Ik.min(2)Iop1.3~1.5L-1L-2L-3L-4L-5L-61.41.241.711.891.531.4L-1L-2L-3L-4L-5L-60.760.821.380.930.931.30L-1L-2L-3L-4L-5L-62.41.961.612.642.411.414短路电流计算母线主变标幺值参数计算（SB=100MVA,UB=UAV,SN=31.5MVA）XT1=0.34XT2=−0.008XT3=0.21三相对称短路电流的计算SB=100MVAUd1=115kVUd2=37kVUd3=10.5kVd1（kA）d2（kA）d3（kA）最大运行方式26.158.2518.69最小运行方式26.154.349.66不对称短路电流的计算计算采用对称分量法系统电源的容量以近似按无限大系统即是：Id(2)=3/2Id(3)最大运行方式下：Id1(2)=3/2Id1(3)=22.65（kA）最小运行方式下：Id1(2)=3/2Id1(3)=22.65（kA）线路短路电流计算变电站各侧线路的阻抗参数LGJ-300型线路x0=0.404(Ω)/kmLGJ-120型线路x0=0.435(Ω)/kmLGJ-150型线路x0=0.425(Ω)/km实际计算阻抗有名值为：x=x0∗l(Ω)计算阻抗值和标幺值最后进行各侧出线的短路电流最大运行方式、最小运行方式110kv侧D1，d2、d3短路35kv侧d3短路总结本次设计主要利用电力系统分析知识求分析各种短路情况，求出短路电流。利用继电保护知识和供配电知识进行的保护整定和灵敏度校验，论证和选择了一套初始保护，涉及到变压器和线路的各种保护，整个过程很费周折，多谢专业老师的授业解和指导老师的悉心指导。