110千伏变电站设计（I）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 摘 要 变电站在电力系统中的地位十分重要，随着我国电力事业的发展，变电站的二次部分由传统的二次设备包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置发展为能实现对全站的主设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及调度通信的综合性的自动化二次系统，同时变电站的数字化和综合自动化不仅为实现变电站无人值班和配电网实现综合自动化奠定了基础，而且也为供电部门提供更加安全、经济可靠和高质量的电能创造了条件。 本设计主要是对 110电站一次部分进行相应的继电保护设计和二次回路初步设计 。结合所学各科知识和根据参考标准完成设计。本设计主要包括以下内容：第一章，绪论；第二章， 110电站电气一次部分的基本情况；第三章，变电站主变压器的保护方案设计；第四章，变电站母线的保护方案设计；第五章，变电站输电线路的保护方案设计；第六章，断路器和隔离开关控制回路的设计；第七章，互感器的配置和接线设计；第八章，变电站信号回路和其他二次部分的初步设计；第九章，微机保护的整定计算。 关键词： 二次系统，微机保护， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of in is as of by of of to a to is to a 10 kV to , , 110 kV of is a , , , , , , of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 摘要 . I . 绪论 . 1 1. 1 课题的目的意义 . 1 1. 2 国内外研究综述 . 1 1. 3 课题设计主要内容 . 2 2 电气一次部分基本情况 . 3 2. 1 毕业设计原始资料 . 3 2. 1. 1 建设性质及规模 . 3 2. 1. 2 电力系统接线简图 . 3 2. 1. 3 负荷资料 . 4 2. 1. 4 所址概况 . 5 2. 2 电气一次部分计算数据 . 5 2. 2. 1 变电站的主接线形式 . 5 2. 2. 2 变电站的各侧负荷情况 . 5 2. 2. 3 变电站的主变压器 . 5 2. 2. 4 变电站的短 路计算数据 . 5 2. 2. 5 变电站的主要配电装置 . 6 3 变电站主变压器的保护方案设计 . 7 3. 1 概述 . 7 3. 2 主变压器保护的配置原则 . 8 3. 3 主变压器保护的配置方案 . 9 3. 3. 1 主变压器保护配置方案 . 9 3. 3. 2 主变压器保护配置情况 . 10 3. 3. 3 A 变压器成套保护装置介绍 . 11 3. 3. 4 压器非电量保护装置介绍 . 12 3. 4 主变压器保护原理 . 13 3. 4. 1 变压器差动保护 . 13 3. 4. 2 变压器非电量保护 . 14 3. 4. 3 变压器后备保护 . 14 3. 5 主变压器保护工作原理 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3. 5. 1 比率差动保护 . 15 3. 5. 2 非电量保护 . 16 3. 5. 3 复合电压闭锁过流 . 16 3. 5. 4 过负荷保护 . 17 3. 6 主变压器保护整定 . 17 4 变电站母线的保护方案设计 . 18 4. 1 概述 . 18 4. 2 母线保护的配 置方案 . 19 4. 2. 1 母线保护的配置原则 . 19 4. 2. 2 母线保护配置方案 . 19 4. 2. 3 微机母 线保护装置介绍 . 20 4. 3 母线保护工作原理 . 20 4. 3. 1 母线差动保护 . 20 4. 3. 2 断路器失灵保护 . 22 4. 4 母线保护的整定 . 24 5 变电站输电线路的保护方案设计 . 25 5. 1 概述 . 25 5. 2 变电站线路保护的配置原则 . 25 5. 2. 1 对 3 63性点非直接接地电力网中线路的保护 . 25 5. 2. 2 对 110性点直接接地电力网中线路的保护 . 26 5. 3 变电站线路保护的配置方案 . 26 5. 3. 1 线路保护的配置 . 26 5. 3. 2 线路保护配置方案 . 27 5. 3. 3 压输电线路成套保护装置介绍 . 27 5. 3. 4 线保护测控装置介绍 . 28 5. 4 线路保护的整定 . 29 6 断路器和隔离开关控制回路设计 . 30 6. 1 概述 . 30 6. 1. 1 断路器控制原则 . 30 6. 1. 2 隔离开关控制原则 . 30 6. 2 控制回路设计 . 31 6. 2. 1 控制装置的配置 . 31 6. 2. 2 智能控制柜典型配置方案 . 31 6. 2. 3 变电站配置方案介绍 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6. 2. 4 能测控装置介绍 . 37 6. 3 控制回路工作原理 . 38 6. 3. 1 操作控制逻辑 . 38 6. 3. 2 跳合闸回路完好性监视 . 41 6. 3. 3 能测控装置插件说明 . 43 6. 3. 4 线保护测控装置插件说明 . 49 7 互感器的配置和接线设计 . 50 7. 1 概述 . 50 7. 2 互感器的配置 . 51 7. 2. 1 互感器的选择 . 51 7. 2. 2 列电子式互感器工程实例 . 52 7. 2. 3 列合并单元介绍 . 53 7. 3 互感器配置方案 . 55 7. 3. 1 电子式互感器与合并单元配置形式 . 55 7. 3. 2 110 感器合并单元的配置 . 55 7. 3. 3 350开关柜内互感器合并单元的配置 . 56 8 变电站信号回路和其他二次部分初步设计 . 58 8. 1 概述 . 58 8. 2 变电站信号回路设计 . 58 8. 2. 1 数字化变电站介绍 . 59 8. 2. 2 准介绍 . 59 8. 2. 3 绍 . 59 8. 2. 4 变电站 网 . 59 8. 2. 5 网方案 . 60 8. 3 其他二次部分的初步设计 . 64 8. 3. 1 直流系统设计 . 64 8. 3. 3 变电站组屏方案设计 . 66 9 微机保护的整定计算 . 67 9. 1 变压器的保护计算 . 67 9. 1. 1 相关计算 . 67 9. 1. 2 差动保护的整定计算 . 68 9. 1. 3 差动速断保护整定计算 . 69 9. 1. 4 复合电压闭锁方向过流整定计算 . 70 9. 1. 5 过流保护整定计算 . 72 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9. 1. 6 过负荷保护整定计算 . 73 9. 2 母线的保护计算 . 73 9. 2. 1 110线差动保护的整定计算 . 73 9. 3. 2 35线差动保护的整定 . 74 9. 3. 3 10线保护的整定 . 74 9. 3 线路的保护计算 . 74 9. 3. 1 35线保护整定计算 . 74 9. 3. 2 10线保护整定计算 . 75 结论 . 77 致谢 . 78 参考文献 . 79 附录 . 80 附录 A 110电站微机保护配置图 . 80 附录 B 110电站 络结构图 . 80 附录 C 110电站 1#主变压器保护配置图 . 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 1. 1 课题的目的意义 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。随着变电站综合自动化和数字化的不断发展与进步，变电站综合自动化取代或更新传统的变电所二次系统 ，数字化实现智能一次二次设备的结合。继而实现无人值守变电站已成为电力系统新的发展方向和趋势 1。针对 110电站的一次部分进行相应的微机保护设计和二次回路初步设计。主要完成主变压器的微机型保护设计及整定计算，微机型母线保护的配置与整定计算，和相应的电压互感器、电流互感器的配置及接线，断路器、隔离开关的控制及操作回路设计，信号回路和辅助设备的设计。 通过毕业设计培养综合运用所学各科知识，独立分析和解决实际供电工程问题的能力、查询资料的能力。熟悉相关规程和规范，树立工程的观点。为今后从事电气方面的工作打下 良好基础。 1. 2 国内外研究综述 微机保护在 我国 已得到广泛运用 。在变压器保护方面 系统中配置主要是二次谐波原理、间断角原理差动保护 2。 现在 基于波形对称原理的最新型微机型变压器保护装置 已经推出 ，如四方公司的 列、南瑞公司的 列及列、清华紫光的 列、南自厂的 列等。 母线保护方面，微机型母线保护现在主要向着集中式布置和分散式布置两个方向发展 2。目前研制成功并投入运行的微机型母线保护装置国内产品主要有：许继 微机保护装 置，国电南自 微机母线保护装置，深圳南瑞 微机母线保护装置，南瑞继保 微机母线保护装置等；国外产品有：国外西门子（ 司研制的 分布式微机母线北京和断路器失灵保护，通用（ 气公司的 微机母线差动保护， 司 分布式微机母线和断路器失灵保护等。 线路保护方面，电力系统线路主要配置全线速动的纵联距离保护或光纤差动保护 4。在我国目前研制 成功并投入运行的微机型母线保护装置产品主要有许继买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 列型微机线路保护装置，北京四方公司的 列线路保护装置，国电南自 90 系列数字式线路保护测控装置，深圳南瑞 列超高压线路成套保护装置，南京南瑞继保 以微机保护为基础上，变电站综合自动化系统在我国应用范围已经相当广阔，其国内主要的公司和产品已有：北京四方公司的 000 系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的 算机监控 系统，南京南瑞继保电气有限公司的 列综合自动化系统，上海惠安 000 变电站自动化监控系统，国电南自 000 系列综合自动化系统，许昌继电器自动化公司的 列综合自动化系统等。 近年来非常规互感器、 准、网络通信技术和智能断路器技术的新技术的发展对变电站综合自动化系统的应用有巨大的突破。这些新技术在常规变电站系统应用技术上突破了“瓶颈”，引领未来变电站综合自动化系统的发展趋势，变电站综合自动化系统所涉及的监控、远动、继电保护、自动安 全装置设备的可靠性、实时性、经济性将得以迅速提高 1。 1. 3 课题设计主要内容 对 110电站一次部分进行相应的继电保护设计和二次回路初步设计。本设计主要完成以下几部分： 1) 主变压器的保护方案设计及整定计算。 2) 母线保护的配置与整定计算。 3) 断路器、隔离开关的控制及操作回路设计。 4) 电压互感器、电流互感器的配置与接线设计。 5) 信号回路设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 电气一次部分基本情况 2. 1 毕业设计原始资料 2. 1. 1 建设性质及规模 本变电站位于 边缘，除以 10压供给市区工业与生活用电之外，并以 35压向郊区工矿企业及农业供电。为新建变电站。 电站电压等级为 110/35/10路出线回数： 110期 2 回，远期 2 回； 35 近期 4 回，远期 2 回； 10 近期 9 回，远期 2 回； 近期最大负荷 远期最大负荷 2. 1. 2 电力系统接线简图 2 5 0 M V AX s 1 = 0 . 81 1 0 k 0 0 M V AX s 2 = 0 . 6甲 变Y C H 市 变图 统接线简图 附注： 图中，系 统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式； 最小运行方式下： 70050系统可保证本所 110线电压波动在正负 5%以内。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2. 1. 3 负荷资料 表 荷资料 电压 等级 负荷 名称 最大负荷 越功率 荷组成 （ %） 功 率 因 数 h) 线 长 注 近 期 远 景 近期 远 景 一 级 二 级 三 级 110 系一线 15 20 12 市甲线 15 20 25 备用一 10 备用二 10 35 矿 1 40% 30% 20 煤矿 2 40% 30% 20 甲乡镇 20% 30% 10 乙乡镇 20% 30% 20 备用一 15 备用二 12 10 肥厂 1 40% 20% 500 2 化肥厂 2 40% 20% 500 2 开关厂 20% 30% 000 3 电线电缆厂 1 20% 30% 500 2 电线电缆厂 2 20% 30% 500 2 玻璃厂 30% 30% 000 2 机械厂 30% 30% 000 食品厂 30% 30% 500 市区 20% 40% 000 备用一 备用二 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2. 1. 4 所址概况 电站位于 边缘，毗邻公路，交通便利，周围是工业企业。通过 110市系一线、市 甲线向其供电，其位于负荷中心；其南侧 10荷较集中，供电用户为电线电缆厂一、电线电缆厂二、化肥厂一、化肥厂二、开关厂和玻璃厂，北侧供电用户为市区、食品厂、机械厂；同时通过 35路向甲乡镇、乙乡镇、煤矿一、煤矿二供电。 2. 2 电气一次部分计算数据 2. 2. 1 变电站的主接线形式 110电站的电气主接线： 110、 35、 10均为单母分段接线，主接线图见附录 A 110电站微机保护配置图中主接线部分。 2. 2. 2 变电站的各侧负荷情况 表 电站各侧负荷表（ 远景） 变电站各侧 出线回数 出线最大负荷 压器最大负荷 流 A 110 4 27 1 20 105 35 6 73 1 67 10 11 299 1 195 2. 2. 3 变电站的主变压器 变电站变压器选用 2 台 列变压器，两天互为备用运行方式。 表 压器参数 变压器型号 联结组 标号 额定电压（ 阻抗电压（ %） 损耗（ 高中 高低 中低 空载 负载 10 压 110 8 中压 2 低压 1 7. 2. 4 变电站的短路计算数据 系统取基准容量 00准电压： 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 变压器各侧额定数据见表 示。 表 压器各侧额定数据 变压器各侧 额定电压 定一次电流 A 额定二 次电流 A 高压侧 110 131 压侧 35 压侧 10 电站系统最大运行方式和最小运行方式下，短路计算数据。见表 示。 表 电站系统最大运行方式三相短路计算数据 短路 短路点 短路平均 基准电流 短路电流周期分量 短路电流冲 短路全电流最 类型 位置 电压 (起始有效值 (击值 (大有效值 (三相 短路 110115 1 5线 37 1 0线 电站系统最小运行方式三相短路计算数据 短路 短路点 短路平均 基准电流 短路电流周期分量 短路电流冲 短路全电流最 类型 位置 电压 (起始有效值 (击 (大有效值 (三相 短路 110115 1 5线 37 1 0线 电站系统最大、最小运行方式两相短路计算数据 两相短路电流 10 35 10 最小运行方式 大运行方式 . 2. 5 变电站的主要配电装置 变电站主要配电装置如下表。 表 要配电装置 电压等级 配置形式 装置型号 110 屋内 压气体绝缘金属封闭开关设备 (35 屋内 )型金属铠装封闭式 户内 开关柜 10 屋内 铠装移开式户内交流金属封闭开关设备 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 变电站主变压器的保护方案设计 3. 1 概述 在电力系统中电力变压器是十分重要和必不可少的设备。它的故障将会给系统的正常供电和安全运行带来严重的后果，同时大容量的电力变压器也是十