【正文】 .................................... 29 概述 ................................................................................................................................ 29 變電站綜合自動(dòng)化 ........................................................................................................ 29 系統(tǒng)的繼電保護(hù)配置 .................................................................................................... 30 變壓器保護(hù) .................................................................................................................... 31 變壓器保護(hù)概述 ................................................ 31 變壓器差動(dòng)保護(hù) ................................................ 31 變壓器的非電量保護(hù) ............................................ 32 變壓器的后備保護(hù) .............................................. 32 變壓器的微機(jī)保護(hù) .............................................. 33 線路保護(hù) ........................................................................................................................ 34 三段式電流保護(hù) ................................................ 34 單相接地保護(hù) .................................................. 35 線路的微機(jī)保護(hù) ................................................ 35 電容器組保護(hù) ................................................................................................................ 35 電容器組的常見故障與保護(hù)配置 .................................. 36 電容器組的微機(jī)保護(hù) ............................................ 36 個(gè)人總結(jié) ................................................... 37 致謝 ....................................................... 38 附錄 ....................................................... 40 V 1 第 1章 緒論 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工、農(nóng)、商業(yè)以及居民生活等各領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源的需求越來越大。變電站的 設(shè)計(jì)質(zhì)量，直接關(guān)系到電力 系統(tǒng) 的安全、穩(wěn)定、靈活 、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及是否能夠滿足企業(yè)負(fù)荷對電能可靠性、質(zhì)量等許多需求。 作為 電力系統(tǒng)的重要組成部分 ，變電站具有變換電壓、接受分配電能、匯集電流、控制潮流方向以及調(diào) 整電壓的作用。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 合理的變電所不但能滿足用戶的供電需求，還能有效減少成本和資源浪費(fèi)，因此對變電所的設(shè)計(jì)非常必要。 本課題主要進(jìn)行的是企業(yè)內(nèi) 35kV/6kV 的變電站設(shè)計(jì)。該變電所通過南京市某變電站 35kV 雙回路進(jìn)線，通過將要設(shè)計(jì)的變電所變換電壓為 6kV，滿足該企業(yè)的供電要求。其具體設(shè)計(jì)范圍主要有：變電站圍墻范圍內(nèi)的 35kV 及 6kV 配電裝置，主變壓器， 6kV電容器，自補(bǔ)裝置，站用交直流電系統(tǒng)，控制保護(hù)，防雷接地等一、二次部分。 首先由給定的原始負(fù)荷資料計(jì)算負(fù)荷， 并選擇變壓器的型號(hào)和負(fù)荷側(cè)無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備以及容量。通過分析比較選擇變電所的主接線方式。因?yàn)檫M(jìn)線為雙回路電源進(jìn)線，并且原始資料中的負(fù)荷均為二、三級(jí)負(fù)荷，所以我選擇了線路變壓器組的主接線方式。這樣可以大大降低投資成本，同時(shí)可以通過繼電保護(hù)裝置等來彌補(bǔ)該接線方式供電可靠性上的不足。然后確定短路電流計(jì)算點(diǎn)來計(jì)算短路電流，通過系統(tǒng)的額定電流、額定電壓和短路電流來選擇并校驗(yàn)一次回路中的主要電氣設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器，電流互感器，電壓互感器等，并考慮變電所的防雷保護(hù)和接地保護(hù)。之后設(shè)計(jì)二次部分的繼電保護(hù)裝置與控 制回路。 通過本次企業(yè)變電站的設(shè)計(jì)，可以鞏固所學(xué)知識(shí)并和實(shí)際情況相結(jié)合，對變電站中一、二次部分的設(shè)計(jì)過程進(jìn)一步熟悉其設(shè)計(jì)步驟和方法，基本掌握負(fù)荷計(jì)算，無功補(bǔ)償，短路電流計(jì)算，一次電氣設(shè)備的選擇，二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，防雷與接地等步驟，提高自己運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問題的能力。 由于時(shí)間倉促和自身知識(shí)的局限，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有紕漏和錯(cuò)誤之處，希望各位老師予以批評(píng)。2 第 2 章 原始資料分析 原始資料 本次課題設(shè)計(jì)電源由某市 2 回 35V 線路供南京某企業(yè) 35 kV 變電站用電，形成雙回路同時(shí)供電方式，滿足該企業(yè)供電可靠性的 要求。 35 kV 線路電纜 2 部分，其中分別架空線路長 2 公里，電纜長 公里 ,系統(tǒng)短路容量為 =620MVA， =430MVA。 本次課題設(shè)計(jì)主要范圍包括：變電站圍墻范圍內(nèi)的 35kV 及 6kV 配電裝置，主變壓器， 6kV 電容器，自補(bǔ)裝置，站用交直流電系統(tǒng)，控制保護(hù)，防雷接地等一、二次部分。其中負(fù)荷資料附表 21 如下： 表 序號(hào) 工 程 項(xiàng) 目 計(jì)算負(fù)荷 /kW 功率因素 1 負(fù)荷 1 800 2 負(fù)荷 2 800 3 負(fù)荷 3 800 4 負(fù)荷 4 800 5 負(fù)荷 5 800 6 負(fù)荷 6 800 7 負(fù)荷 7（電動(dòng)機(jī)） 500 8 負(fù)荷 8（電動(dòng)機(jī)） 500 9 負(fù)荷 9（電動(dòng)機(jī)） 500 10 負(fù)荷 10（電動(dòng)機(jī)） 500 11 負(fù)荷 11（電動(dòng)機(jī)） 500 12 負(fù)荷 12 600 13 負(fù)荷 13 600 14 負(fù)荷 14 600 15 負(fù)荷 15 600 16 負(fù)荷 16 600 原始資料分析 根據(jù)資料，所設(shè)計(jì)變電站地理位于南京，臨近負(fù)荷中心，供 電于生產(chǎn)負(fù)荷。該新建變電站有 35kV 及 6kV 兩個(gè)電壓等級(jí)， 35kV 有兩回進(jìn)線線路， 6kV 有 16 回出線線路，根據(jù)資料可知該變電站為中型變電站。 區(qū)域地理?xiàng)l件與所址選擇 該變電站位于南京，地勢平坦，交通便利，空氣污染中等，地區(qū)平均海拔 22 米，最高氣溫 41℃，最低氣溫 8℃，年平均氣溫 ℃，月平均最高氣溫 ℃，土壤溫度3 25℃。區(qū)域降水集中、梅雨顯著，年平均降水量 mm，主要的氣象災(zāi)害有暴雨、臺(tái)風(fēng)、雷電、洪澇、寒潮、雪災(zāi)、高溫、大霧、連陰雨等，所以在變電所設(shè)備選擇以及選址，土建等 各方面都要考慮這些自然因素，例如變電站選址不宜太低以避免洪澇、強(qiáng)降雨的危害；以年平均最高、最低氣溫、風(fēng)速雷暴等自然條件，作為設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)。 設(shè)計(jì)過程分析 根據(jù)原始資料中的負(fù)荷概況，合理進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算和預(yù)測，并選擇補(bǔ)償設(shè)備補(bǔ)償負(fù)荷無功容量以提高功率自然因數(shù)。然后對一次部分 選擇本變電所 的主變壓器，設(shè)計(jì)電氣主接線方案并進(jìn)行綜合比較，選出最佳方案。之后確定短路電流點(diǎn)，進(jìn)行短路計(jì)算，對所需電氣設(shè)備進(jìn)行選型。其中需要注意所選設(shè)備的成本、經(jīng)濟(jì)壽命、磨損等。其次需要注意的是主接線的可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性。 對 電氣二次部分設(shè)計(jì)并且規(guī)劃電氣設(shè)備二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；選擇主要的繼電保護(hù)裝置和必要的自動(dòng)裝置。然后進(jìn)行防雷保護(hù)設(shè)計(jì)和接地保護(hù)設(shè)計(jì)。 最后做出主接線圖，平面布置圖等以作具體說明。 4 第 3 章 負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償 負(fù)荷的定義與分級(jí) 負(fù)荷的定義 電力負(fù)荷指 電力系統(tǒng)中所有用電設(shè)備 消耗的 功率 ， 簡稱負(fù)荷 。在電力系統(tǒng)中，各類負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)和級(jí)別不同，對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求也不盡相同。 負(fù)荷的分級(jí) 國家 根據(jù)對供電可靠性的要求 和 供電 中斷 造成 的損害、 影響 對電力負(fù)荷進(jìn)行了分級(jí)： (1)符合下列情況之 一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷 : 成人身傷亡 時(shí) ； 、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí) ； 、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 (2)符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷 : 、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí) ； 。 (3)不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算 我國目前普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法 有需要系數(shù)法，二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。需要系數(shù)法相對比較簡便實(shí)際因此被廣泛采用，較適合用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷。所以本變電站設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷也主要采用了該方法。 在此方法中，有功計(jì)算負(fù)荷為 =* (31) 式中， —— 用電設(shè)備組的需要系數(shù)，詳見《供配電系統(tǒng)上冊一次部分》中附表 1； —— 用電設(shè)備的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。 無功計(jì)算負(fù)荷為 =* (32) 式中， —— 用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)角，值參見《供配電系統(tǒng)上冊一次部分》中附表 1。 視在計(jì)算負(fù)荷為 5 = (33) 或者 =/ (34) 式中，《供配電系統(tǒng)上冊一次部分》附表 1。 （ 1）負(fù)荷 1： =800kW, =, tan? =，因此 =tan? =800 =600()， = /=800/=1000(kV? A) （ 2）負(fù)荷 2： =800 kW, cos? =, tan? =，因此 =tan? =800 =600()， = / cos? =800/=1000(kV? A) （ 3）負(fù)荷 3： =800 kW, cos? =, tan? =，因此 = tan? =800 =600(),=/ cos? =800/=1000(kV? A) （ 4）負(fù)荷 4： =800 kW, =, tan? =， 因此 = tan? =800 =600(),= / cos? =800/=1000(kV? A) （ 5）負(fù)荷 5： =800 kW, =, tan? =，因此 = tan? =800 =600(),=/ cos? =800/=1000(kV? A) （ 6）負(fù)荷 6： =800 kW, =, tan? =，因此 =tan? =800 =600()， =/ cos? =800/=1000(kV? A) 根據(jù)原始資料分析，負(fù)荷 7， 8， 9， 10， 11 因?yàn)槭请妱?dòng)機(jī)負(fù)荷，其需要系數(shù) =~，這里取 =， 功率因數(shù)， （ 7）負(fù)荷 7(電動(dòng)機(jī) )： =*=*500=400 kW, =tan? =400 =() = / cos? =400/=500(kV? A) （ 8）負(fù)荷 8(電動(dòng)機(jī) )： =*=*500=400 kW, = tan? =400 =() = / =400/=500(kV? A) （ 9）負(fù)荷 9(電動(dòng)機(jī) )： =*=*500=400 kW, =tan? =400 =() = / cos? =400/=500(kV? A) 6 （ 10）負(fù)荷 10(電動(dòng)機(jī) )： =*=*500=400 kW, =tan? =400 =() = / cos? =400/=500(kV? A) （ 11）負(fù)荷 11(電動(dòng)機(jī) )： =*=*500=400 kW, = tan? =400 =() = / cos? =400/=500(kV? A) （ 12）負(fù)荷 12： =600 kW, =, tan? =，因此 = tan? =600 =450() = / cos? =600/=750(kV? A) （ 13）負(fù)荷 13： =600 kW, cos? =, tan? =，因此 = tan? =600 =450() = / cos? =600/=750(kV? A) （ 14）負(fù)荷 14： =600 kW, cos? =, tan? =，因此 =