【正文】 37 短路點計算 41 60KV 側(cè)最小運行方式下的短路電流 45 8 整定計算部分 47 整定計算 47 變壓器的整定計算原則及其整定計算 47 變壓器瓦斯保護整定 47 變壓器差動保護整定 47 復合電壓起動的過電流整定計算 51 零序電流保護 51 過負荷保護的整定計算 52 變壓器油溫監(jiān)測 52 結(jié) 論 53 致 謝 54 220KV 北關一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設計 5 參 考 文 獻 55 附 錄 56 沈陽工程學院畢業(yè)設計 6 引 言 本設計書是根據(jù) 2020 年畢業(yè)生畢業(yè)設計任務書的要求所編寫的，是為了讓畢業(yè)生適應電力系統(tǒng)的發(fā)展需要，使畢業(yè)生能更深刻、 實際的接觸電力系統(tǒng)的個中相關知識。 繼電保護是電力系統(tǒng)中最不可缺少的，電力系統(tǒng)在運行中不可避免的會出現(xiàn)各種故障或不正常運行狀態(tài)，這些故障或不正常運行狀態(tài)若不及時正確處理，都可能引發(fā)一系列的事故，造成電能質(zhì)量降低到不能允許的程度，造成人身傷亡及電氣設備損壞等，后果之嚴重是不可預示的，所以必須裝設繼電保護裝置，盡量防止故障的發(fā)生。 在設計前期，我對繼電保護的作用及意義進行了較全面的分析，并在開 題中進行了詳盡的說明。此次設計中，我嚴格遵守設計規(guī)定，認定對待本次設計，最終完成了設計任務。 220KV 北關一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設計 7 第一篇 說明書 1 變電所主變壓器的選擇 主變選擇的一般原則 為保證供電的可靠性，變電所一般應裝設兩臺主變，但一般不超主變。對大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應安裝 2～ 4臺主變。通常一次變電所采用 75%，二次變電所采用 60%。當裝設一組單相變壓時，應考率裝設備用相，當主變超過一組，且各組容量滿足全所負荷的 75%時，可不裝設 備用相。對新建的變電所，從網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的觀點考慮，應注意選用有載調(diào)壓變壓器。 （ 3）與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負荷較大或與高中壓間潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需作經(jīng)濟比較。 （ 2）主變?nèi)萘康拇_定應根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃進行。 對于兩臺主變的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定： Me PS ? （ ） 總安裝容量為： ? ? MM PPeS ???? （ ） 這樣，當一臺變壓器停運，考慮變壓器的過負荷能力為 40%，則可保證 98%的負荷供電。 2 %kV 低 壓： UN2=46kV 額定容量： S=50000kVA 阻抗電壓： Uk%=12 空載損耗： P0=61kW 空載電流： I0%= 負載損耗： Pk=401kW 連接組標號： YN,d11 本次設計的 220kV降壓變電所采用 2 臺主變并列運行的方式。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求等密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬訂都有較大的影響。 電氣主接線 的設計原則 設計變電所電氣主接線時，所遵循的總原則：①符合設計任務書的要求；②符合 有關的方針、政策和技術規(guī)范、規(guī)程； ③ 結(jié)合具體工程特點，設計出經(jīng)濟合理的主接線。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。應根 據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡情況和潮流分布，來確定主接線的形式以及連接電源數(shù)和出線回數(shù)。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。研究主接線可靠性應注意的問題如下： （ 1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。如：對于一個小型的終端變電所的主接線一般不要求過高的可靠性，而對于一個大型超高壓變電所，由于它在電力系統(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)運行受到擾動，甚至失去穩(wěn)定，造成巨大損失，因此其電氣主接線應采用供電可靠性高的接線方式?，F(xiàn)代化的變電所都接入電力系統(tǒng)運行。 （ 3）變電所的運行方式及負荷性質(zhì)。而負荷的性質(zhì)按其重要意義又分為 Ⅰ 類、 Ⅱ 類、 Ⅲ 類之分。 （ 4）設備的可靠程度直接影響著主接線的可靠性。因此，主接線設計必須同時考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。相反，不必要的接線設備，使接線復雜、運行不便，將會導致主接線可靠性降低。此外，主接線可靠性還與運行管理水平和運行值班人員的素質(zhì)有密切的關系。不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設備檢修及故障時，也能適應調(diào)度的要求，并能靈活、簡 便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。對靈活性的要求如下： （ 1）調(diào)度時，可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 （ 3）擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線。 經(jīng)濟性 在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。因此，主接線的設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。主接線應簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設備； ② 使繼電保護和二次回路不過于復雜，節(jié)省二次設備和控制電纜； ③ 限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器； ④ 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求， 110kv 及以下終端或分支變電 所可采用簡易電器。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。在變電所中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓器而增加電能損耗。 220KV 北關一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設計 11 電氣主接線的設計程序 電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段 。其具體設計步驟和內(nèi)容如下。主要包括：變電所類型；設計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。電力系統(tǒng)近期及遠期發(fā)展規(guī)劃（ 5～ 10 年）；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點地方式等。負荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。因為負荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。 4）環(huán)境條件。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應予以重視。 5）設備制造情況。 （ 2）擬定主接線方案。因為對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案（近期和遠期）。 （ 3）主接線經(jīng)濟比 較。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。 主接線的擬定方案及選擇 本變電所的電壓等級為 220kV/60kV， 220kV 側(cè)有進線 2回， 60kV 側(cè)有出線 12 回。 沈陽工程學院畢業(yè)設計 12 60kV 側(cè)主接線采用單母線分段帶旁路接線和雙母線帶旁路接線 2種接線方案 。 ②當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。 ②檢修任一母線的隔離開關時，只停該路。 靈活性 ①當出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 ①調(diào)度靈活。 ③便于試驗。 ① 增加了母線的長度、隔離開關的數(shù)量和配電裝置架構，占地面積增大，投資增多。 表 60kV側(cè)母線接線比較方式 方案 項目 雙母線帶旁路接線 單母線分段帶旁路接線 可靠性 電中斷。 ，能迅速恢復供電。 ，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電，帶 旁路保證供電可靠性。 。 ，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 經(jīng)濟性 。 220KV 北關一次降壓變電所繼電保護電氣部分初步設計 13 3 短路電流計算 產(chǎn)生短路的主要原因是 電氣設備載流部分的絕緣損壞。此外，如輸電線路斷線、線路桿塔也能造成短路事故。 短路電流計算的目的、規(guī)定和步驟 : 1). 電氣主接線的比較與選擇。 3). 為繼電保護的設計以及調(diào)試提供依據(jù)。 5). 分析計算送電線路對通訊設施的影響 1).接線方式 計算短路電流所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 3).一般按三相短路計算 4).短路計算點 在正常接線方式時，通過設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。即在一定的假設條件下計算出短路電流的各個分量。 2). 繪出等值網(wǎng)絡（次暫態(tài)網(wǎng)絡圖）。?X 。 5). 由運算曲線查出各電源提供給的短路電流周期分量的標幺值。 7). 計算短路電流周期分量有名值和短路容量。 9). 繪制短路電流計算結(jié)果表。 2).網(wǎng)絡參數(shù)的計算 短路電流的計算通常采用標幺值進行近似計算。 采用網(wǎng)絡簡化法將等值電路逐步化簡，求出各電源與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗。 進行網(wǎng)絡簡化時，求出各個等值電源與短路點之間的 轉(zhuǎn)移電抗 39。 jsiX =BNii SSX39。? （ ） 式中 NiS 第 i個等值電源的額定容量， MVA； i=1， 2， ? ， n 。39。39。這時工程上常采用運算曲線法來求得任意時刻短路電流的周期分量。 三相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個周期，當 f=50Hz 時，發(fā)生在短路后，此峰值被稱為沖擊電流 shi 。39。（發(fā)電機出口 ；其他地點 ） 本次設計所選的短路點取為變電所兩臺主變高壓側(cè)的 1d 點和低壓側(cè)并列運行時的2d 。也可采用接地距離保護 ,并輔以階段式或反時限零序電流保護 . (2) 反映相間短路的保護裝置 對于 220kV 線路 ,首先考慮是否裝設全線速動保護 .如裝設全線速動保護 .則除此 ,還要裝設相間短路后備保護 (如相間距離后備保護 )和輔助保護 (如電流速短保護 ). 對單側(cè)電源單回 220kV 線路 ,如不裝設全線速動保護 ,可裝設三相多段式電流電壓保護作為本線路的主保護及后備保護 ,如不能滿足靈敏性