毕业设计10KV变电站继电保护设计

毕业设计10KV变电站继电保护设计10KV变电站继电保护设计毕业设计论文简介：10KV变电站继电保护设计摘要：本设计主要为某10KV变电站继电保护设计，其中包括变电所供配电原始数据以及资料、短路计算、变电站设备选择与校验、变压器保护、线路保护本设计根据《电力系统设计技术规程》结合实际来对变压器及主接线进行选择，主接线采用高压侧均为单母线分段的接线方式。根据设计中提供的原始数据毕业设计10KV变电站继电保护设计本文内容：10KV变电站继电保护设计摘要：本设计主要为某10KV变电站继电保护设计，其中包括变电所供配电原始数据以及资料、短路计算、变电站设备选择与校验、变压器保护、线路保护本设计根据《电力系统设计技术规程》结合实际来对变压器及主接线进行选择，主接线采用高压侧均为单母线分段的接线方式。根据设计中提供的原始数据，进行短路电流计算，确定母线和每一条馈出线路上的短路电流，并进行动稳定和热稳定的校验。并进行动稳定和热稳定的校验，以选择合适的电缆和电气设备，保证母线和用电设备的安全、可靠地运行。其中变电所的系统图、平面布置图照明图、二次接线图的绘制以及各个相关的计算，继电保护是重点。各个图充分展示了各个部分的设计构想。关键词：变电所；变压器；短路电流；继电保护Abstract：Thisdesignmconstructiondrawingthedesign,suppliesthepowerdistributionincludingthetransformersubstationthedesign,thetransformerchoice,theequipmentchoice,theverification,thetransformersubstationilluminationdesignandtheweakelectricitydesignandsoon.Thisdesignaccordingto“ElectricalpowersystemDesignTechnologyRegulations“tounifyactualcomescarriesonthechoicetothetransformerandthehostwiring,themainwiringusesthehigh-tensionsideforthesinglegeneratrixpartitionwiringway.Accordingtodesignstheprimarydatawhichprovides,carriesontheshort-circuitcurrentcomputation,onthedefinitegeneratrixandeachlineshort-circuitcurrent,advancestogetherthemotiontobestableandtheheat-stableverification.Advancestogetherthemotiontobestableandtheheat-stableverification,choosestheappropriateelectriccableandtheelectricalequipment,guaranteedthegeneratrixandthecurrentcollectorsecurity,reliablymoves.Transformersubstationdiagram,thefloor-planilluminationchart,twowiringdiagramsplanaswellaseachrelatedcomputation,Electricityprotectionarekey.Eachcharthasfullydemonstratedeachpartofdesignconception.KeyWords：Transformersubstation，Transformer，Short-circuitprotection，Electricityprotection目录绪论1第一章原始资料以及原始数据21.1工厂供电协议21.2地理位置及气象资料2第二章短路电流的计算32.1计算电路32.2短路计算基准值32.3短路电路中个元件的电抗标幺值32.4k-1点（10.5kV侧）的相关计算42.5k-2点（0.4kV侧）的相关计算4第三章变电所设备的选择校验63.110kV侧一次设备的选择校验63.2380V侧一次设备校验103.3高低压母线的选择15第四章变压所进出线与邻近单位联络线的选择164.110kV高压进线和引入电缆的选择164.2380低压出线的选择164.3作为备用电源的高压联络线的选择校验21第五章变压器的整定与保护245.1变电所二次回路方案245.2主变压器的保护265.3作为备用电源的高压联络线的继电保护装置305.4变电所低压侧的保护31第六章电力线路的保护336.1对继电保护装置的基本要求336.2过电流保护336.3单相接地保护34结论36参考文献37绪论众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本或投资总额中所占的比重中多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。本设计主要为某10KV变电站继电保护设计进行电气施工图的设计，其中包括变电所供配电的设计、变压器的选择、设备选择、校验、变电所照明设计及弱电设计等，使我们通过毕业设计能够熟练地运用国家在电气领域颁布的规范标准以及有关的建筑电气图集进行变电所电气设计、施工，进一步巩固所学的知识，增强我们的规范意识。本课题涉及的内容：工厂供配电、电力系统的继电保护、工厂电气设备、电力电子和CAD绘图等方面的知识。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。第一章原始资料以及原始数据1.1工厂供电协议设计10KV变电站，该变电站由距离工厂大约3公里的上一级区域变电站，为进线一路电源作为正常工作电源，电压等级10.0/0.4KV。全厂功率因数，COSφ≥0.9，该厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电站侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费，每月基本电费按动力电费为0.9元/Kw.h,照明电费为0.55元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因素不得低于0.9。1.2地理位置及气象资料某变电站地处嘉陵江中游的丝绸之都、中国历史文化名城——四川省南充市，距市政府1500m，距区政府1000m，环境优美。占地1500亩，当地年最高气温：40℃，最高月平均气温：32℃，年最低气温：-3℃，地震烈度：6.5度以上，海拔133M,地下水位12M，主要以沙土为主，年平均雷电日：40天。第二章短路电流的计算2.1计算电路500MVAK-1K-2LGJ-150,3km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)～∞系统图2-1短路计算电路2.2短路计算基准值设基准容量=100MVA，基准电压==1.05，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则（2-1）（2-2）2.3短路电路中个元件的电抗标幺值（1）电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2（2-3）（2）架空线路查表得LGJ-150的线路电抗，而线路长8km，故（2-4）（3）电力变压器查表得变压器的短路电压百分值=4.5，故=4.5（2-5）式中，为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。k-1k-2图2-2短路计算等效电路2.4k-1点（10.5kV侧）的相关计算（1）总电抗标幺值=0.2+1.0=1.2（2-6）（2）三相短路电流周期分量有效值（2-7）（3）其他短路电流（2-8）（2-9）（2-10）（4）三相短路容量（2-11）2.5k-2点（0.4kV侧）的相关计算（1）总电抗标幺值=0.2+1.0+4.5=5.7（2-12）（2）三相短路电流周期分量有效值（2-13）（3）其他短路电流（2-14）（2-15）（2-16）（4）三相短路容量（2-17）以上短路计算结果如下表所示短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-14.584.584.5811.676.9188.3k-225.325.325.346.527.617.5第三章变电所设备的选择校验3.110kV侧一次设备的选择校验（1）按工作电压选则设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV，=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。（2）按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即（3）按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。（4）隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a)动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件本设计中，选择的是一号主接线方案，故将选择的高压开关柜按进线顺序编号。开关柜编号开关柜接线编号NO.101GG-1A(J)-03NO.102GG-1A(F)-54NO.103GG-1A(F)-07NO.104GG-1A(F)-07(备用电源)根据我国目前广泛使用的10KV高压户内真空断路器型式，选用VS1-12型。此设计中，根据进线的计算电流为52A，，配电所母线的三相短路电流周期分量有效值，继电保护的动作时间为1.9S。动稳定度为=11.57KA。可初步选择VS1-12/630-16型号进行校验，校验可见下表。序号安装地点的电气条件VS1-12/630-16型断路器项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QF12KV合格2IC52AIN.QF630A合格3（断流能力）4.58KAIOC16KA合格4（动稳定度）2.554.58=11.57KAimax40KA合格5i.t（热稳定度）(4.58KA)2(1.9+0.1)s=41KA2.sIt16KA24s=1024KA2.s合格因此，选择VS1-12/630-16型真空断路器作为高压隔离开关。高压隔离开关的选择，按照国家相关标准，高压隔离开关不需要进行断流能力校验。对于户外的高压隔离开关，选择GW4型号，初步选择GW4-12/400，其相关数据查《工厂供电设计指导》表5-19。序号安装地点的电气条件GW4-12/400型隔离开关项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QS12KV合格2IC52AIN.QS400A合格3（动稳度）2.554.58=11.67KAimax25KA合格4i.t（热稳定度）(4.58KA)2(1.9+0.1)s=41KA2.sIt10KA25s=500KA2.s合格对开关柜柜内隔离开关的选择校验：校验数据与户外隔离开关的校验数据一致，在开关柜中NO.101，NO.103和NO.104中，选择GN型隔离开关，初步选择GN-10./200型号。序号安装地点的电气条件GN-10./200型号隔离开关项目数据项目数据结论1UN1