【正文】 ............................................ .36 結(jié)束語(yǔ) 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 A 7 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 電氣主接線的概述 電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電 能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線或電氣主系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)主接線的選擇及比較、負(fù)荷計(jì)算和主變壓器的選擇及短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗(yàn)、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了 220kV 變電站所需 的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護(hù)方案。 關(guān)鍵詞： 繼電保護(hù)裝置，微機(jī)型，二次回路，互感器 3 Abstract Along with the rapid economic development, China power grid continues to expand the scale of 220 kV substation rising number of, and bee the domestic power security of security, stability of the important part of transport. In order to ensure secure and stable operation of the grid, need to promote production information automation and management modernization, in 220 kV substation construction and operation management of substation integrated automation degree of demand increased, in this type of microputer relay protection device plays an important role and significance, the microputer relay protection device can type in substation failures to adopt effective treatment. Transformer substation of relay protection and the second circuit design is an important part of the substation design. The graduation design according to the original data and a part to provide the data and power supply system diagram 110 kV substations is a part for the corresponding relay protection design and the secondary circuit preliminary design. Content mainly includes the main transformer protection scheme design and setting calculation, the bus protection configuration and setting calculation, circuit breakers, isolating switch control and its operating circuit design, voltage transformer, current transformer configuration and wiring design, signal circuit design. Key words: relay protection device, the microputer type, the secondary circuit, transformer 4 1 引言 電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國(guó)計(jì)民生。為了保證電網(wǎng) 安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要以信息化推 動(dòng)生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化， 在 220kV 變電站的建設(shè)和運(yùn)行管理中，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化程度的要求增加，在此微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有重要的作用和意義，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)對(duì)變電站出現(xiàn)的故障采取有效的處理方式。 變電站的繼電保護(hù)和二次回路設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)的重要組成部分。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識(shí)，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，體驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的水平和能力，培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力的目的。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重 要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對(duì)變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。如果變壓器容量選得 過(guò)大、臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過(guò)小，將可能“封鎖 ” 發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者會(huì)滿(mǎn)足不了變電站負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的，因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電設(shè)備的投資。 主變壓器容量的選擇 (1)主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 (3)同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的 級(jí)別不宜太多。同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。否則，不能并列運(yùn)行。 (4)調(diào)壓方式 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過(guò)主變的分接開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。 通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓。 10 4 電氣部分短路計(jì)算 短路故障的危害 供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過(guò)正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來(lái)以下嚴(yán)重后果： (1)短路電流的熱效應(yīng) 巨大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過(guò)熱而損壞。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)短路器的遮斷能力等。 (2)短路時(shí)間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需 要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。電路元件電氣參數(shù)的計(jì)算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法。在電壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。取110BS MW?，各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。 做出等值電路圖： （ 1） 當(dāng)（ f1）點(diǎn)（ 220kV 母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算 If(f1)EX 圖 41 （ f1）點(diǎn)短路等值電路圖 1 f EI X? ? ? 143 3 230BavSI kAU? ? ? ? ??? 2 14 imi KI kA? ? ? ? I kA? (2)當(dāng) (f2)點(diǎn)（ 110kV母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算 13 (f2)EXXXXXXXT21T22T11T12TE 圖 42（ f2）點(diǎn)短路等值電路圖 1 2 11 12 T T TX X X X???? ? ? ? ? 12// T TX?? 1 ??? ? ? 1 EI X 3 115BavSI kAU? ? ? ? ??? I kA? ?? ? ? . 17shI kA (3)當(dāng)（ f3）點(diǎn)（ 110kV）母線短路時(shí)的計(jì)算 14 EXXXXXXXT21T23T11T13TE(f3) 圖 43 （ f3）點(diǎn)短路等值電路圖 1 2 11 13 T T TX X X X???? ? ? ? ? 12// TX?? 1 ??? ? ? 1 EI X 37 3 37BSI kA? ? ? ? ??? I kA? ?? ? ? 3shI I kA? ?? ? ? 表 短路電流表 計(jì)算參數(shù) 短路點(diǎn) 短路電流有名值 kA 短路電流有效值 kA 沖擊電流 kA 220kV 14 110kV 17 15 5 互感器的選擇 電流互感器的選擇 電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉(zhuǎn)換為 1A或 5A的小電流以滿(mǎn)足繼電保護(hù)﹑自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。 lomII? 4)準(zhǔn)確等級(jí) 先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類(lèi)型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來(lái)選擇。 es shii? 外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式： sh LFia?? alF— 允許作用在電流互感器端部的最大機(jī)械力，由制造廠提供， N； L— 電流互感器出線端部至最近一個(gè)母線支持絕緣子之間的跨離， m； 16 a— 相間距離， m； — 系數(shù)，表示電流互 感器瓷套端部?jī)H承受相鄰絕緣子跨距上短路電動(dòng)力的一半。 7）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器的熱穩(wěn)定性一般用熱穩(wěn)定倍數(shù)tsK表示，一般是 1s 時(shí)間內(nèi)的熱穩(wěn)定電流tsI與其額定電流2NI之比值。 綜上所述，所選220(4300/5)LCW??滿(mǎn)足要求。 110kV 母聯(lián) CT 的選擇。在并聯(lián)電容器裝置中，電壓互感器除作測(cè)量外，還作為放電元件。 2）額定電壓和電流的選擇 1一次額定電壓1N NsUU? 2二次額定電壓：按下表進(jìn)行選擇 表 二次額定電壓 繞組 二次繞組 二次輔助繞組 高壓側(cè)接入方式 接于線電壓上 接于相電壓上 用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中心 用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地 二次額定電壓 100 100/ 3 100 100/ 3 3準(zhǔn)確級(jí) 20 規(guī)程規(guī)定，用于變壓器，所用饋線，出線等回路中的電度表，供所有計(jì)算電費(fèi)的電度表，其準(zhǔn)確等級(jí)要求為 ，供運(yùn)行監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，期準(zhǔn)確等級(jí)要求一般為 1級(jí)，在電壓二次回路上，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計(jì)時(shí)，應(yīng)按要求等級(jí)高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確等級(jí)。 額定變比：220 110kV母線設(shè)備電壓互感器的選擇 型式：采用電容式式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。 選定 PT型號(hào)： JDJJ— 35 額定變比為：35 21 6 線路保護(hù) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，員常見(jiàn)同時(shí)也是員危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的短路。 （ 4）破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使 整個(gè)系統(tǒng)瓦解。 所謂繼電保護(hù)裝置，就是指能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障 d6 不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。 電路系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)以及必要的輔助保護(hù)。 近后備指當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)作時(shí)，由本設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備，當(dāng)斷路器拒動(dòng)作時(shí)由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 ，保護(hù)裝置容許帶有一定的時(shí)限切除故障。以利于運(yùn)行人員分析和統(tǒng)計(jì)保護(hù)的動(dòng)作情況。 下，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)； 對(duì)反應(yīng)電氣量上升的保護(hù)裝置： 保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)算值短路故障參數(shù)的最小計(jì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性靈敏系數(shù) ? 對(duì)反應(yīng)電氣量下降的保護(hù)裝置： 算值短路故障參數(shù)的最大計(jì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)靈敏系數(shù) ? 各種保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足電力系統(tǒng)《繼電保護(hù)和安