【正文】 1 1 變電站電氣主接線及設(shè)備選型 變電站的電氣主接線是指由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，它代表了變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的 作用。setting。本次設(shè)計不對變電站的一、二次設(shè)備進行選擇。做好電網(wǎng)繼電保護定值的整定計算工作是保證電力系統(tǒng)安全運行的必要條件。因此加強繼電保護的設(shè)計和整定計算是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要工作。繼電保護包括安全自動裝置是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長時間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段。摘要 I 摘 要 電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和安全穩(wěn)定運行給國民經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來了巨大動力和效益。但是電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障如果不能及時有效控制就會失去穩(wěn)定運行使電網(wǎng)瓦解并造成大面積停電給社會帶來災(zāi)難性的后果。許多實例表明繼電保護裝置一旦不能正確動作就會擴大事故釀成嚴重后果。 為滿足電網(wǎng)對繼電保護提出的可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求 充分發(fā)揮繼電保護裝置的效能必須合理的選擇保護的定值以保持各保護之間的相互配合關(guān)系。 本文詳細地講述了如何分析選定 110kV 電網(wǎng)的繼電保護相間短路和接地短路保護和自動重合閘方式以及變壓器相間短路主保護和后備保護并通過整定計算和校驗分析是否滿足規(guī)程和規(guī)范的要求。 關(guān)鍵詞 :繼電保護、整定、校驗Abstract II Abstract The development of power system and the safe and stable operation of great power and benefits to the national economy and social development. But the power systems in case of natural or manmade fault if not timely and effective control will lose stability enable grid collapse and caused widespread power outages have disastrous consequences to the society. Relay protection including automatic safety device is to protect the power equipment safety and prevention and control of electric system long time blackout of the most basic, most important, the most effective technical means. Many examples show that the relay protection device once cannot correct action can expand the accident causing serious consequences. Therefore, to strengthen the design and calculation of relay protection is an important work to guarantee the safe and stable operation of power grid. In order to meet the selection of relay protection of power system protection and reliability, selectivity, sensitivity, speed requires the full play of relay protection device must be reasonable setting values in order to maintain the interaction relationship between the protection. Do the setting of relay protection setting calculation work is necessary to ensure the safe operation of the power system. This paper describes in detail how to analyze phase shortcircuit protection of selected 110kV grid and shortcircuit protection and automatic reclosing mode and transformer phasetophase short circuit of main protection and backup protection and by setting calculation and check whether meet the rules and specifications. Choose one or two times the design of substation equipment. Keywords: relay protection。calibration。 電氣主接線選擇 對電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足一下基本要求。 （ 2） 具有一定的靈活性 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改 變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的推出設(shè)備。 （ 3） 操作應(yīng)盡可能簡單、方便 主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或者不必要的停電。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 （ 5） 具有擴建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時還應(yīng)考慮到具有擴建的可能性。 變電站電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行和維護的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。他與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大影響。 在工程設(shè)計中，經(jīng)上級主管部門批準的設(shè)計任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟、留有擴建和發(fā)展的 余地。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。在大容量變電站中，為了限制 6— 10kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施： 1. 變壓器分列運行 2. 在變壓器回路中裝置分裂電抗器。 4. 出線上裝設(shè)電抗器。 為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 電氣主接線設(shè)計步 驟 分析原始資料 (1) 本工程情況 包括變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等 。 主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，他與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運行安全以及對通 信線路的干擾等。 (3) 負荷情況 包括負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。對電力負荷的預(yù)測不僅應(yīng)有短期負荷預(yù)測，還應(yīng)有中長期負荷預(yù)測，對電力負荷預(yù)測的準確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主 接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當前及較長遠時間（ 5— 10 年）的檢驗。 (5) 設(shè)備制造情況 這往往是設(shè)計能否成立的重要前提，為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2— 3 個技術(shù)上相當，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟山可行的最終方案。 圖 11 主接線簡圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 5 變壓器型號選擇 主變壓器臺數(shù)的選擇 在變電站設(shè)計過程中，一般需要裝設(shè)兩臺主變壓器，防止其中一臺出現(xiàn)故障或檢修時中斷對用戶的供電。因此，在本次設(shè)計中裝設(shè)兩臺主變壓器。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足 60%（ 220kV及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足 70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部 I 類負荷 ?S 和大部分 II 類負 荷 ?S (220kV 及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負荷 ?S 和 II 類負荷 ?S )，即 ?? ?????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)(1n m a x （ 41） 最大綜合計算負荷的計算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中， imaxP — 各出線的遠景最大負荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的自然功率因數(shù)； tK — 同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。在 330kv及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計中采用三相變壓器組。 變壓器容量的 15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無功補償設(shè)備 時，主變壓器宜選用三繞組變壓器。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點不直接接地系統(tǒng)時，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會對通信設(shè)備 產(chǎn)生干擾，并對繼電保護整定的準確性和靈敏度有影響。其計算的目的主要有以下幾方面： (1) 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 短路計算的一般規(guī)定 計算的基本情況 (1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。 (3) 短路發(fā)生在短路電流為 最大值時的瞬間。 (5) 應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。 接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)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），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 9 (2) 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。 ② 選取基準容量 Sb和基準電壓 Ub（一般取各級的平均電壓）。 ④ 繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 (4) 求計算電抗 Xjs。 ① 計算無限大容量（或 Xjs≥ 3）的電源供給的短路電流周期分量。 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 變壓器參數(shù)的計算 基準值的選?。?MVASb 100? ， bU 取各側(cè)平均額定電壓 (1) 主變壓器參數(shù)計算 由表 查明可知： U12%= U13%= U23%= U1%=(U12%+U13%U23%)=(+)= U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0 所以 U2%=0 U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= 電抗標幺值為： XTH=U1%/100*SB/SN=*100/=