某110kV变电站二次部分设计.

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计(论文)专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目某110kV变电站二次部分设计学生姓名王婷班级网络11春学号11814110008指导教师刘晓刚完成日期2013年01月12日摘要本设计为某110kV变电站二次部分设计，设计的内容主要包括：短路电流的计算、互感器的选择、主变继电保护的配置及整定、控制系统的设计和中央信号系统的设计。首先根据任务书所给的一次系统图，分析所有可能的短路故障点，然后对各短路点分别进行对称短路电流计算和非对称短路电流计算；在对互感器进行选择时，主要是选择电流互感器和电压互感器，并对其进行热稳定、动稳定校验；主变的保护是本次设计的重点，主要包括瓦斯保护、纵差动保护、过电流保护、后备保护等，并对各种保护进行整定计算和校验；本设计第五、六章主要设计控制系统和中央信号系统，通过断路器的控制实现变电站的自动化操作，并对各种可能出现的故障或不正常运行状态，通过信号显示，以便及时进行调整。本设计旨在对变电站二次部分进行设计，实现对电气一次设备进行保护和控制，从而实现变电站的优化运行。关键词：变电站二次部分短路电流继电保护目录摘要....................................................................ⅡABSTRACT.................................................................Ⅲ第一章绪论..............................................................11.1二次系统的基本概念...................................................11.2二次系统设计的作用和地位.............................................1第二章短路电流的计算..................................................32.1短路的概念及短路电流的种类...........................................32.1.1短路的概念.......................................................32.1.2短路的种类.......................................................32.1.3短路的原因.......................................................32.2短路电流的计算方法...................................................32.3本设计短路电流的计算.................................................6第三章互感器的选择...................................................193.1互感器的概念........................................................193.2电流互感器的选择....................................................193.3电压互感器的选择....................................................22第四章主变继电保护的配置及整定计算.................................244.1变压器继电保护的配置................................................244.1.1变压器的瓦斯保护................................................244.1.2变压器的纵差动保护和电流速断保护................................244.1.3变压器相间短路的后备保护和过负荷保护............................244.1.4中性点直接接地电网的零序后备保护................................264.2变压器保护的整定计算................................................264.2.1差动保护的整定计算..............................................264.2.2变压器瓦斯保护的整定............................................304.2.4过流保护的整定..................................................314.2.5零序过电流保护的整定............................................32第五章控制系统设计...................................................345.1断路器的控制、信号回路设计原则......................................345.2断路器的控制方式和基本要求..........................................345.3断路器控制的基本原理................................................35第六章中央信号系统设计...............................................376.1信号系统............................................................376.2事故信号系统........................................................386.3预告信号系统........................................................39结语.....................................................................42参考文献..............................................................43致谢.....................................................................44附图一主变继电保护接线图附图二断路器的控制回路和信号回路展开图附图三中央事故音响信号电路图附图四中央预告信号电路图第一章绪论1.1二次系统的基本概念变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备（也称主设备）是构成电力系统的主体，它是直接生产、输送、分配电能的电气设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是对一次设备进行测量、监测、控制、调节和保护的电气设备，包括测量仪表、控制及信号器具、继电保护和自动装置等，并通过电压互感器和电流互感器与一次设备取得电的联系。一次设备及其相互连接的回路称为一次回路（又称主回路或主系统或主电路），二次设备及其相互连接的回路称为二次回路（又称二次系统）。二次系统的功能主要有：测量、监视、控制、调节、保护等。测量功能包括显示、打印、记录电压、电流、功率及电度等运行量。监视功能指的是通过文字、声音和灯光等信号显示接线及设备的状态：正常、异常（无需立即停运）或事故（需要立即停运）。控制功能指的是对断路器实施跳闸（切除）或合闸（投入）操作，可以由运行人员手动，也可以自动。自动重合闸、备用电源自动投入、发电机自动同期并列装置属于自动合闸的控制装置。调节功能主要包括发电机组的有功——频率调节、无功——电压调节、有载调压变压器分接头的自动调节以及无功补偿等补偿设备的自动调节。保护功能之通过检查一次接线是否发生事故，当其发生事故时自动实施切除事故相关部分从而保护电气设备不受破坏，这类控制系统称为继电保护系统。1.2二次系统设计的作用和地位电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分，所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节第一章绪论发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障时可根据具体情况由系统自动做出判断进行跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速合闸恢复供电。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。本设计主要是针对变电站一次系统接线进行二次部分设计，实现变电站安全可靠地正常运行，为各类生产、生活稳定地供电。二次系统是电力系统安全生产、经济运行、可靠供电的重要保障，它是变电站中不可缺少的重要组成部分，它是实现人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行。因此，对变电站进行二次部分设计，实现变电站安全可靠运行显得非常必要。第二章短路电流的计算2.1短路的概念及短路电流的种类2.1.1短路的概念所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。电力系统不可避免会发生短路事故，短路事故威胁着电网的正常运行，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠运行。2.1.2短路的种类供电系统中短路的类型与其电源的中性点是否接地有关，短路的基本类型有以下几种：（1）三相短路；（2）两相短路；（3）两相接地短路；（4）单相接地短路；三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大，三相电压降低而已。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同。2.1.3短路的原因产生短路的原因可分为两大类：一是内因，二是外因。所谓内因，指电力系统中各元件本身的绝缘水平低，在电网中出现过电压或雷击时，绝缘遭到破坏而形成的短路。所谓外因，即不是电力系统中元件本身的原因，如外力破坏、自然灾害、运行人员误操作、动物跨接载流部分等。2.2短路电流的计算方法1、为了简化短路电流的计算方法，在保证计算精度的情况下，忽略次要因素的影响，做出以下规定：（1）认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流的变