110KV电网分析及继电保护设计毕业设计
- 格式:doc
- 大小:1.20 MB
- 文档页数:50
110KV电网继电保护设计继电保护是电网运行中至关重要的一环,其作用是在发生故障时迅速切除故障部分,保护电网的安全运行。
110KV电网作为中高压电网的重要组成部分,其继电保护设计至关重要。
本文将深入研究110KV电网继电保护设计,探讨其原理、技术要点以及优化方案。
一、110KV电网继电保护原理110KV电网继电保护的原理是基于故障发生时的各种异常信号进行判断,并通过控制装置实现切除故障部分。
在设计中,需要考虑到各种可能发生的故障类型和异常信号,并制定相应的逻辑关系和动作规则。
1.1 故障类型110KV电网可能发生的故障类型包括短路、接地故障、过载等。
短路是指两个或多个相之间或相与地之间出现低阻值连接;接地故障是指线路或设备与地之间出现低阻值连接;过载则是指线路或设备承受超过额定负荷而导致运行异常。
1.2 异常信号在故障发生时,电网中会出现各种异常信号,如电流异常、电压异常、频率异常等。
这些异常信号是继电保护的重要依据,通过对这些信号的监测和分析,可以判断出故障的类型和位置,并采取相应的保护动作。
二、110KV电网继电保护技术要点110KV电网作为中高压电网的重要组成部分,其继电保护设计的合理性和准确性对于保障电力系统的安全稳定运行具有举足轻重的作用。
在110KV电网继电保护设计中,有以下几个关键的技术要点需要特别关注:2.1精确测量精确测量是继电保护设计的基础,也是关键的一环。
在故障发生时,通过精确测量电流、电压、频率等各种参数,可以准确判断故障类型和位置,从而为故障切除和系统保护提供依据。
为了实现精确测量,需要在继电保护设计中选用高精度、高可靠性的测量仪表,并通过定期校准和检修等手段确保其测量准确性。
2.2快速动作110KV电网继电保护的另一个重要特点是快速动作。
在发生故障时,快速切除故障部分是防止事态扩大和降低对整个系统影响的关键。
因此,在继电保护设计中,应充分考虑动作速度,采用快速响应的控制装置和保护装置,确保故障切除的及时性和准确性。
本科毕业设计说明书110KV变压器继电保护系统设计110KV TRANSFORMER PROTECTION SYSTEM DESIGN学院(部):电气与信息工程学院110KV变压器继电保护系统设计摘要本设计首先对电力工业发展、电力系统的概念和变电站的设计等做了一个初步的概括。
然后进行变电站的负荷计算和无功补偿计算等等。
再利用结果对主变压器台数和容量进行选择和主结线方案的确定。
其中对主接线的选择做了较为详细的说明。
选择过电流保护,对电网进行短路电流计算,包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算,整定电流保护的整定值。
在过电流保护不满足的情况下,相间故障选择距离保护,接地故障选择零序电流保护,同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。
其中电器设备的选择主要包括:断路器、隔离开关、PT、CT、支柱绝缘子、套管、母线导体、避雷器、电抗器、高压熔断器等。
关键词:变电站,继电保护,短路计算,设备选型110KV TRANSFORMER PROTECTION SYSTEM DESIGNABSTRACTThe design is first on the development of the power industry, power system substation design concepts and made a preliminary summary. Then substation load calculation and reactive power compensation calculations and so on. And then use the results to the number of units on the main transformer and capacity to select and determine the main wiring scheme. One of the main terminal of choice to do a more detailed explanation.Select overcurrent protection, short-circuit current calculation on the grid, including the moderate current positive, negative and zero sequence current short circuit calculation, setting current protection setting value. Over-current protection is not satisfied in the case, phase fault distance protection options, select the zero sequence ground fault current protection, while the distance protection for zero sequence current protection setting calculation. The selection of electrical equipment which include: circuit breakers, disconnectors, PT, CT, insulators, bushings, bus conductors, surge arresters, reactors, high voltage fuses, etc.KEYWARDS:substation, relay protection, short circuit calculations, equipment selection目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.1供电技术的发展概况 (1)1.2变电站技术的发展 (1)1.3 110kV变电站发展现状 (2)1.4变电站设计的基本要求 (3)2电气主接线的设计 (4)2.1主接线概述 (4)2.2 主接线设计原则 (4)2.3 主接线选择 (5)3 主变压器的选择 (6)3.1 主变压器的选择原则 (6)3.1.1 主变压器台数的选择 (6)3.1.2 主变压器容量的选择 (6)3.1.3 主变压器型式的选择 (7)3.1.4 绕组数量和连接形式的选择 (7)3.2 主变压器选择结果 (8)4 所用电设计 (9)4.1 所用变选择 (9)4.2 110KV变电站主接线图 (10)5 110KV变电站电气部分短路计算 (11)5.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算 (11)5.2 10KV侧短路计算 (11)5.3 110KV侧短路计算 (13)6导体和电气设备的选择 (14)6.1 电气设备选择的基本条件 (14)6.1.1 电气设备选择的一般原则 (14)6.1.2 电气设备选择的技术条件 (14)6.1.3 工作条件 (14)6.1.4 短路稳定条件 (14)6.1.5 绝缘水平 (15)6.1.6 环境条件 (15)6.2 高压隔离开关与断路器的选择与校验 (16)6.2.1 隔离开关的用途 (16)6.2.2 对隔离开关的基本要求 (16)6.2.3 隔离开关的类型 (17)6.2.4 高压断路器的用途和类型 (17)6.2.5 对高压断路器的基本要求 (17)6.2.6参数选择 (18)6.2.7 隔离开关与断路器的选择 (18)6.3 互感器的选择与校验 (19)6.3.1 电流互感器的选择 (19)6.3.2 电压互感器的选择 (1)6.4 高压熔断器和避雷器的选择与校验 (2)6.5 母线与电缆线截面的选择与校验 (4)6.5.1 110kV侧进线的选择 (4)6.5.2 110kV母线的选择 (5)6.5.3 10kV母线的选择 (5)6.5.4 10kV电缆出线的选择 (5)6.6 绝缘子和穿墙套管的选择及校验 (6)6.6.1 支柱绝缘子的选择与校验 (6)6.6.2 穿墙套管的选择与校验 (7)7继电保护的配置 (8)7.1 继电保护装置基本原理 (8)7.2 出线保护的配置 (9)7.2.1 110kV侧出线的保护配置 (9)7.2.2 35kV侧出线的保护配置 (12)7.2.3 10kV侧出线的保护配置 (14)7.3变压器的保护配置 (16)7.3.1 变压器配置 (16)7.3.2 保护配置的整定 (17)7.4 母线的保护配置 (24)参考文献 (26)致谢 (27)1绪论1.1供电技术的发展概况电是能量的一种表现形式,电力已成为工农业生产不可缺少的动力,并广泛应用于一切生产部门和日常生活中。
摘要本设计是针对“ZYA市新建110KV变电站”一次设计的要求,对电力系统及变电所的具体情况进行了分析与说明,对主变压器和主接线进行了设计与选择,并进行了短路电流的计算,根据所求的结果和已知的数据确定了母线、母线引下线、断路器、隔离开关、绝缘子、避雷器等必需的电气设备,且对变电所进行了防雷设计。
根据变电所给定的负荷,我们不难对主变进行选择,并用一级和二级负荷对其容量的选择进行校验,根据远景与近景负荷的比较确定一期工程主变的台数.电气主接线的设计是变电站电气设计的主体,在设计中应以任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为保证供电可靠、调度灵准绳,结合工程实际情况在活、满足各项技术要求的前提下兼顾运行、维护方便,尽可能的节省投资。
导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一,电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不一样,具体选择的方法也不完全相同,但对它们都有一致的要求,电气设备要能可靠的工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器、保护和测量电器,母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置.以本设计来看110KV宜采用室外形式,35KV和10KV宜采用室内形式。
为了预防和限制雷电的危害性,变电站中还应采用防雷措施和防雷保护装置.关键词:断路器隔离开关配电装置避雷器AbstractThis design aims at the request which "WH the city newly built 110KV transformer substation” time designs, has carried on the analysis and the explanation to the electrical power system and the transformer substation special details, has carried on the design and the choice to the main transformer and the host wiring,and has carried on the short-circuit current computation,according to result and known data determination generator, generator download,circuit breaker,isolator, insulator, and so on which asks essential electrical equipment,also has carried on the anti-radar design to the transformer substation。
第3节110KV线路保护的保护配置我国110KV的电力网,都是直接接地的系统。
所谓直接接地系统,是指在该电网中任一点的综合零序阻抗小于或者等于同一点综合正序阻抗的三倍。
在直接接地网中,当发生接地故障时,会产生很大的接地故障电流,因此,需要配置作用于跳闸的、切除相间短路故障和接地故障的继电保护装置。
线路继电保护的配置原则,在原水利部颁发的《继电保护和安全自动装置技术规程SD6—83》中已有明确规定。
以下就各类保护装置的特点分别予以论述。
1、光纤保护光纤作为继电保护的通道介质,具有不怕超高温与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗底等优点。
而电流差动保护原理简单,不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行、单侧电源运行方式的影响,差动保护本身具有选相能力,保护动作速动快,最适合作为主保护。
近年来,光纤技术、DSP技术、通信技术、继电保护技术的迅速发展为光纤电流差动保护的应用提供了机遇。
1 光纤保护的基本方式及其特点光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛的使用,对已投入运行的光纤保护,按原理划分,主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。
1.1光纤电流差动保光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的,基本保护原理也是基于基本电流定律,它能够理想地使保护实现单元化,原理简单,不受运行方式变化的影响,而且由于两侧的保护装置没有电联系,提高了运行的可靠性。
目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用,其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点,是其他保护形式所无法比拟的。
光纤电流差动保护在继承了电流差动保护优点的同时,以其可靠稳定的光纤传输通道,保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。
时间同步和误码校验问题,是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。
在复用通道的光纤保护上,保护与复用装置时间同步的问题,对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用,因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式,以保证时钟的同步;由于目前光纤均采用64Kbit/s数字通道,电流差动保护通道中既要传送电流的幅值,又要传送时间同步信号,通道资源紧张,要求数据的误码校验位不能过长,这样就影响了误码校验的精度。
引言《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。
在完成了理论的学习的基础上,为了进一步加深对理论知识的理解,本专业特安排了本次课程设计。
电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。
而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能,电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户,再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。
在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。
电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。
本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。
其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。
通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识,能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。
1 运行方式的选择1.1 运行方式的选择原则1.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则(1)一个发电厂有两台机组时,一般应考虑全停方式,一台检修,另一台故障;当有三台以上机组时,则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。
对水电厂,还应根据水库运行方式选择。
(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器,一般应考虑其中容量最大的一台停用。
1.1.2 变压器中性点接地选择原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器,中性点均要接地。
(2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器,其中性点必须接地。
(3)T接于线路上的变压器,以不接地运行为宜。
(4)为防止操作过电压,在操作时应临时将变压器中性点接地,操作完毕后再断开,这种情况不按接地运行考虑。
110kv高压输电线路的继电保护设计前言随着电力系统迅速发展,我们不断对它提出新的要求,电力系统对继电保护的要求也不断提高。
继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量,当突变量到达一定值时,起动逻辑控制环节,发出相应的跳闸脉冲或信号。
对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性,速动性,灵敏性,可靠性。
这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计,要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。
特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。
重点进行了电路的化简,短路电流的求法,继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。
目录第1章绪论 (11)1.1 设计基础条件 (11)1.2 设计内容 (11)1.3 设计要求 (22)第2章短路电流计算 (33)2.1 短路电流计算原则 (33)2.2 电力网络元件参数计算 (33)2.3 最大运行方式 (33)2.4 最小运行方式 (44)第3章110kv高压输电线路继电保护整定计算 (66)3.1 三段式方向性电流保护整定计算 (66)3.11 QF6的三段式电流保护整定计算 (77)3.12 QF4的三段式电流保护整定计算 (77)3.13 QF2的三段式电流保护整定计算 (88)3.2 三段式距离保护正定计算 (99)3.21 QF6的距离保护 (99)3.22 QF4的距离保护 (99)3.23 QF2的距离保护 (1010)3.3 线路差动保护 (1010)3.31 A’C段线路差动保护 (1010)3.32 BC段线路纵差保护 (1111)3.33 AB段线路纵差保护 (1111)第4章自动重合闸装置 (1111)第5章电力系统各元件继电保护装置的选择 (1212)5.1 保护配置 (1313)5.2 各插件原理说明 (1313)5.3 主要技术指标 (1313)收获和体会 (1414)参考文献 (1515)附录1616第1章绪论1.1 设计基础条件单侧电源环形网络如图1.1所示,已知:(1)网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护,所有变压器均采用纵联差动保护作为主保护,变压器均为Y,d11接线;(2)发电厂的最大发电容量为3×50MW,最小发电容量为2×50MW;(3)网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行;(4)允许的最大故障切除时间为0.85s;(5)线路AB、BC、AD、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140A,负荷自起动系数5.1ssK;(6)各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示,△t=0.5s;(7)线路正序电抗每公里均为0.4Ω;图1.1 单侧电源环形网络图1.2设计内容(1)短路电流计算1)确定电力系统最大运行方式和最小运行方式,计算最大短路电流值和最小短路电流值。
110kv变电所毕业设计论文简介我国大部分农村电网薄弱,变电所数量少,供电半径长,线路损耗大,致使线路末端用户电压过低,影响人民正常的生活和生产,为了达到迅速改变我国农村电网目前的状况,满足人民生活用电兼顾工农业发展,本变电所属于中小型变电所,进线端电压为110kV变电所。
本次设计的变电所位于城市的工业区附近。
其变电所电气一次部分主要采用110kV进线两回,10kV出线五回,35kV出线四回。
由于此变电所所在位置交通便利,且为330kV以下,所以应选用三相变压器。
本次设计最重要的任务是一次系统中的接线形式、变压器、母线和电器设备的选择;变压器出线的继电保护等主要内容。
设计以电力供应和传输安全、可靠、灵活、经济为原则。
其中主变压器容量的选择是根据所带负荷多少,并考虑到10年规划和线损,采用两台变压器SFSL1-25000/110。
二次侧则采用目前较为先进的微机型继电保护技术,PCS2630变电所自动化系统选用为本次设计的继电保护装置[20]。
关键字: 电气一次部分;电气二次部分;电气设备;微机型继电保护关键字:电力系统目录前言第一章电气主接线选择第二章变压器的选择第三章短路电流计算第四章电气设备选择第五章所用电的选择第六章防雷规划第七章直流系统第八章继电保护配置第九章电缆基础设施第十章工程投资估算第十一章参考文献第十二章英文资料翻译附图1:电气主接线图附图2:继电保护配置图前言首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。
从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计。
110kV变电站继电保护及自动化系统设计一、引言110kV变电站是电力系统中重要的接线点,它起着能量传递、故障隔离、继电保护和自动化控制等作用。
继电保护及自动化系统是110kV变电站重要的组成部分,其设计对于保障电网的安全稳定运行至关重要。
本文将围绕110kV变电站继电保护及自动化系统设计展开详细的阐述。
二、继电保护系统设计1.继电保护系统概述继电保护系统是变电站系统的重要组成部分,其作用是在电网发生故障时,快速准确地隔离故障,保护设备和线路的安全运行。
110kV变电站的继电保护系统应包括主保护和备用保护,在设计之初需要结合电网的特点和负载情况,合理选择保护装置、传感器和连接方式,确保继电保护系统的可靠性和稳定性。
2.继电保护装置的选择在110kV变电站继电保护系统设计中,需要选择合适的继电保护装置,常见的有电流互感器、电压互感器和继电保护设备。
电流互感器用于测量电流、检测过流和短路故障,电压互感器用于测量电压、检测过压和欠压故障,而继电保护设备则根据测量的电流和电压信号进行逻辑判断,实现对电网的保护功能。
3.继电保护方案设计110kV变电站继电保护系统设计中,继电保护系统与其他系统之间需要进行合理的联锁设计,以确保在电网发生故障时能够实现快速、准确的隔离和保护。
联锁设计应考虑继电保护系统与自动化控制系统、电气设备和保护装置之间的逻辑关系,根据需要设置相应的联锁信号和动作条件,确保整个变电站系统能够协调运行。
110kV变电站继电保护系统在设计完成后,需要进行仿真分析,验证其在各种故障情况下的保护动作情况和保护范围。
通过仿真分析可以发现设计中存在的问题和不足,及时对继电保护系统进行调整和改进,确保其在实际运行中能够可靠地发挥作用。
三、自动化系统设计110kV变电站的自动化系统包括远动控制、监控、数据采集和故障诊断等功能,其目的是实现对电网设备和线路的远程监控和控制,提高运行效率和安全性。
在自动化系统设计中需要考虑设备的可靠性、通信网络的稳定性和数据的实时性,确保自动化系统能够满足变电站的实际需求。
110kV电网继电保护整定计算与仿真研究毕业设计目录第一章绪论1第二章全网保护配置与线路保护整定原则32.1 配置原则32.1.1 发-变组保护配置原则32.1.2 变压器保护配置原则42.1.3 线路保护配置原则52.2 配置方案62.3 线路保护配置方案6第三章短路计算83.1 参数计算83.1.1 基准值93.1.2 各条线路电抗标幺值:93.1.3 发电机的G电抗标幺值:93.1.4 变压器T的电抗标幺值:93.1.5 系统S的参数103.2 运行方式分析113.2.1 变压器中性点接地方式选择原则113.2.2 最大最小方式123.3 短路计算123.3.1 最大运行方式123.3.2 最小运行方式14第四章线路保护整定计算174.1 相间短路保护整定174.1.1 A侧的保护(BH1)的整定174.1.2 B侧的保护(BH4)整定184.2 接地短路保护整定计算214.2.1 整定原则214.2.2零序I、Ⅱ、Ⅲ整定计算22第五章距离保护仿真构建265.1 一次系统模型265.1.1 电源模型265.1.2 线路模型275.1.3 断路器模型275.1.4 故障模型275.2 二次系统模型275.2.1 信号处理模块:285.2.2 保护动作模块285.3相间短路故障仿真295.3.1区故障295.3.2区外故障325.4接地故障仿真335.4.1区故障335.4.2区外故障35 第六章完毕语37参考文献38附录1.计算书39第一章绪论在我国,地区级电网主要是指35~110kV电网,它具有电压等级低,接入的电厂容量较小,输电距离短等特点。
110kV电网在各地区的普与度越来越高,在电网中承当了很大一部分的电力传输。
110kV电网的形成和不断拓展的过程,表达了电网结构不断与电力负荷增长、城市规划以与供电可靠性相适应的过程。
在电网的运行过程中,故障是不可避免的,为了电网能够在出现故障时,也能与时排除并安全稳定的继续运行,继电保护装置是不可缺少的。
“发电厂及电力系统”专业大学毕业设计任务书设计题目:区域电力网及降压变电所设计毕业设计任务书一、区域电网的设计内容1、根据负荷资料,待设计变电所的地理位置。
据已有电厂的供电情况。
作出功率平衡。
2、通过技术经济综合比较,确定电网供电电压、电网接线方式及导线截面。
3、进行电网功率分布及电压计算,评定调压要求,选定调压方案。
4、评定电网接线方案。
二、在区域电网设计的基础上,设计110 kV;kV A降压变电所的电气部分。
具体要求如下:1、对B 变电所在系统中的地位作用及所供用户的分析。
2、选择变电所主变压器的台数、容量、型式。
3、分析确定高低压主接线方式及配电装置型式。
4、分析确定所用电接线方式。
5、进行继电保护及互感器的配置。
6、进行选择设备所必须的短路电流计算。
7、选择变电所高低压侧回路的断路器、隔离开关。
8、选择10kV 硬母线。
9、进行防雷及保护接地的规划。
三、设计文件及图纸要求:1、设计说明书一份;2、计算书;3、图纸(2号)。
(1)区域电网接线图;(2)变电所一次接线图;原 始 资 料一、区域电网设计的有关原始资料1、发电厂、变电所及新选定变电所地理位置(见附图一):D 图;2、原有发电厂、变电所主接线图及设备规范(见附图二);3、新变电所有关资料; 变电所 编 号 最大负荷 MW 功率因数 COSφ 二次侧 电压kV 调 压 要 求 负荷曲线 性 质重要负荷 % A 20 0.92 10 顺 A 60 B 23 0.9 10 逆 B 51 C 27 0.9 10 逆 B 60 D 200.9210常A704、典型日负荷曲线典型日负荷曲线(A )% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24典型日负荷曲线(B )5、其他说明:(1)功率初步平衡 厂用电率7%,线损率6%; (2)各回路最大负荷同时系数取1.0;(3)本电力网多余功率送回系统。
【关键字】毕业设计110kV变电站电气一次部分初步设计毕业设计内容提要根据设计任务书的要求本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计并绘制电气主接线图及其他图纸该变电站设有两台主变压器站内主接线分为110kV35kV和10kV三个电压等级各个电压等级分别采用单母线分段接线单母线分段带旁母线和单母线分段接线本次设计中进行了电气主接线的设计电路电流计算主要电气设备选择及效验包括断路器隔离开关电流互感器母线等各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置本设计以《电力工程专业毕业设计指南》《电力工程电气设备手册》《高电压技术》《电气简图用图形符号GBT》《电力工程设计手册》《城乡电网建设改造设备使用手册》等规范规程为依据设计的内容符合国家有关经济技术政策所选设备全部为国家推荐的新型产品技术先进运行可靠经济合理目录前言4第一部分110kV变电站电气一次部分设计说明书4原始资料4电气主接线设计6主接线的设计原则和要求6主接线的设计步聚8本变电站电气接线设计9第3章变压器选择12第31节主变压器选择12第32节站用变压器选择13第4章短路电流计算14第41节短路电流计算的目的14第42节短路电流计算的一般规定14第43节短路电流计算的步聚15第44节短路电流计算结果15第5章高压电器设备选择16第51节电器选择的一般条件16第52节高压断路器的选择18第53节隔离开关的选择19第54节电流互感器的选择20第55节电压互感器的选择21第56节高压熔断器的选择21第6章配电装置设计21第二部分110kV变电站电气一次部分设计计算书22第1章负荷计算22第11节主变压器负荷计算22第12节站用变压器负荷计算24第2章短路电流计算25第21节三相短路电流计算25第22节站用变压器高压侧短路电流计算31第3章线路及变压器最大长期工作电流计算31第31节线路最大长期工作电流计算31第32节主变进线最大长期工作电流计算32第4章电气设备选择及效验32第41节高压断路器选择及效验33第42节隔离开关选择及效验33第43节电流互感器选择及效验34第44节电压互感器选择及效验36第45节熔断器选择及效验36第46节母线选择及效验37总结38参考文献40前言变电站是电力系统的重要组成部分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直接影响整个电力系统的安全与经济运行电气主接线是变电站设计的首要任务也是构成电力系统的重要环节电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择配电装置的布置继电保护和自动装置的确定是变电站电气部分投资大小的决定性因素本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计分为设计说明书设计计算书设计图纸等三部分所设计的内容力求概念清楚层次分明本文是在老师们治学严谨知识广博善于捕捉新事物新的研究方向在毕业设计期间老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助在此我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢本文从主接线短路电流计算主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述并绘制了电气主接线图由于本人水平有限错误和不妥之处在所难免敬请各位老师批评指正第一部分110kV变电站电气一次部分设计说明书第1章原始资料11地区电网的特点综合小水电 S∑ 24MVA L1 20KM 35KV 双回路送入变电所丰水期满发电枯水期只发三分之一容量近区用电及站用电占发电容量的 10 最大运行方式时的综合电抗折算至 SJ 100MVA 时 XJ 3 本市火电厂发电机两台 Pe 5MWcosФ 08 Xd〃 018 经一台双绕组变压器 SLKVA 63KV35KV Ud 8 L2 5KM用架空线输入变电所其厂用电占 5 近区用电占 15省电网由西南方向经 110KV L3 65KM 的输电线路与变电所相连对本市的发供电起综合平衡作用12 建站规模4 变电所最大负荷利用小时数 T 6000h 同时率取 095 10KV 用户负荷资料如下表所示序号用户名称最大负荷负荷性质功率因数 1 市城区8MW Ⅰ095 2 化肥厂2MW Ⅲ090 3 工业区35MW Ⅱ090 4 农机厂15MW Ⅲ085 5 开发区4MW Ⅱ085 变电所建成后第五年总负荷增加到 306MW 建成后第十年总负荷增加到 493MW6 变电所自用负荷以 2 台 100KVA 考虑变电站类型110kV变电工程主变台数2电压等级110kV35kV10kV出线回数及传输容量13 环境条件气象及地质条件设计变电所地处半丘陵区无污染影响年最高温度 40 度最热月平均温度 34 度年最低温度 40 度最热地下 08M 处土壤平均温度 304 度海拔高度为 50M14 电器主接线图建议110kV双母线分4段35kV双母线带旁10kV单母线分段带旁路接线并考虑设置融冰措施15 短路阻抗系统作无穷大电源考虑X1∑=005X0∑=004X1∑min=01X0∑min=005火电厂的装机容量为37500kwXd=0125最大运行方式下该火电厂3台机组全部投入并满发最小运行方式下该火电厂只投入2台机组水电厂的装机容量为35000kwXd=027最大运行方式下该水电厂3台机组全部投入并满发最小运行方式下该水电厂只投入1台机组第2章电气主接线设计第21节主接线的设计原则和要求电力系统是由发电厂变电站线路和用户组成变电站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为满足生产需要变电站中安装有各种电气设备并b主接线代表了变电站电气部分主体结构是电力系统接线的主要组成部分是变电站电气设计的首要部分它表明了变压器线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式从而完成变电输配电的任务它的设计直接关系着全所电气设备的选择配电装置的布置继电保护和自动装置的确定关系着电力系统的安全稳定灵活和经济运行由于电能生产的特点是发电变电输电和用电是在同一时刻完成的所以主接线设计的好坏也影响到工农业生产和人民生活因此主接线的设计是一个综合性的问题必须在满足国家有关技术经济政策的前提下正确处理好各方面的关系全面分析有关因素力争使其技术先进经济合理安全可靠电气主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据以国家经济建设的方针政策技术规定标准为准绳结合工程实际情况在保证供电可靠调度灵活满足各项技术要求的前提下兼顾运行维护方便尽可能地节省投资就近取材力争设备元件和设计的先进性与可靠性坚持可靠先进适用美观的原则接线方式对于变电站的电气接线当能满足运行要求时其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线如线路-变压器组或桥形接线等若能满足继电保护要求时也可采用线路分支接线在110kV~220kV配电装置中当出线为2回时一般采用桥形接线当出线不超过4回时一般采用分段单母线接线在枢纽变电站中当110kV~220kV出线在4回及以上时一般采用双母线接线在大容量变电站中为了限制6~10kV出线上的短路电流一般可采用下列措施变压器分列运行在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器采用低压侧为分裂绕组的变压器出线上装设电抗器主变压器选择主变压器台数为保证供电可靠性变电站一般装设两台主变压器当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时可装设一台对于大型枢纽变电站根据工程具体情况当技术经济比较合理时可装设两台以上主变压器主变压器容量主变压器容量根据5~10年的发展规划进行选择并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力对装设两台变压器的变电站每台变压器额定容量一般按下式选择Sn=06 PMPM为变电站最大负荷这样当一台变压器停用时可保证对60%负荷的供电考虑变压器的事故过负荷能力40%则可保证对84%负荷的供电由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷因此采用Sn=06 PM对变电站保证重要负荷来说多数是可行的对于一二级负荷比重大的变电站应能在一台停用时仍能保证对一二级负荷的供电主变压器的型式一般情况下采用三相式变压器具有三种电压的变电站如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时由于中性点具有不同的接地形式应采用普通的三绕组变压器当主网电压为220kV及以上中压为110kV及以上时多采用自耦变压器以得到较大的经济效益断路器的设置根据电气接线方式每回线路均应设有相应数量的断路器用以完成切合电路任务为正确选择接线和设备必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡当缺乏足够的资料时可采用下列数据最小负荷为最大负荷的60~70%如主要是农业负荷时则宜取20~30%负荷同时率取085~09当回路在三回一下时且其中有特大负荷时可取095~1功率因数一般取08线损平均取5%设计主接线的基本要求在设计电气主接线时应使其满足供电可靠运行灵活和经济等项基本要求可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求电气主接线也必须满足这个要求在研究主接线时应全面地看待以下几个问题可靠性的客观衡量标准是运行实践估价一个主接线的可靠性时应充分考虑长期积累的运行经验我国现行设计技术规程中的各项规定就是对运行实践经验的总结设计时应予遵循主接线的可靠性是由其各组成元件包括一次设备和二次设备的可靠性的综合因此主接线设计要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响可靠性并不是绝对的同样的主接线对某所是可靠的而对另一些所可能还不够可靠因此评价可靠性时不能脱离变电站在系统中的地位和作用通常定性分析和衡量主接线可靠性时均从以下几方面考虑断路器检修时能否不影响供电线路断路器或母线故障时以及母线检修时停运出线回路数的多少和停电时间的长短以及能否保证对重要用户的供电变电站全部停运的可能性灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面调度灵活操作简便应能灵活的投入或切除某些变压器或线路调配电源和负荷能满足系统在事故检修及特殊运行方式下的调度要求检修安全应能方便的停运断路器母线及其继电保护设备进行安全检修而不影响电力的正常运行及对用户的供电扩建方便应能容易的从初期过渡到最终接线使在扩建过渡时在不影响连续供电或停电时间最短的情况下投入新装变压器或线路而不互相干扰且一次和二次设备等所需的改造最少经济性在满足技术要求的前提下做到经济合理投资省主接线应简单清晰以节约断路器隔离开关等一次设备投资要使控制保护方式不过于复杂以利于运行并节约二次设备和电缆投资要适当限制短路电流以选择价格合理的电器设备在终端或分支变电站中应推广采用直降式1106~10kV变压器以质量可靠的简易电器代替高压断路器占地面积小电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件以便节约用地和节省构架导线绝缘子及安装费用在运输条件许可的地方都应采用三相变压器电能损耗少在变电站中正常运行时电能损耗主要来自变压器应经济合理的选择主变压器的型式容量和台数尽量避免两次变压而增加电能损耗第22节主接线的设计步聚电气主接线图的具体设计步聚如下分析原始资料本工程情况变电站类型设计规划容量近期远景主变台数及容量等电力系统情况电力系统近期及远景发展规划5~10变电站在电力系统中的位置和作用本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等负荷情况负荷的性质及其地理位置输电电压等级出线回路及输送容量等环境条件当地的气温湿度覆水污秽风向水文地质海拔高度等因素对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性必须对各主要电器的性能制造能力和供货情况价格等资料汇集并分析比较保证设计的先进性经济性和可行性拟定主接线方案根据设计任务书的要求在原始资料分析的基础上可拟定出若干个主接线方案因为对出线回路数电压等级变压器台数容量以及母线结构等考虑不同会出现多种接线方案应依据对主接线的基本要求结合最新技术确定最优的技术合理经济可行的主接线方案短路电流计算对拟定的主接线为了选择合理的电器需进行短路电流计算主要电器选择包括高压断路器隔离开关母线等电器的选择绘制电气主接线图将最终确定的主接线按工程要求绘画工程图第23节本变电站电气主接线设计110kV电压侧接线《35~110kV变电所设计规范》规定35kV~110kV线路为两回以下时宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线超过两回时宜采用扩大桥形单母线或分段单母线的接线35~63kV线路为8回及以上时亦可采用双母线接线110kV线路为6回及其以上时宜采用双母线接线在采用单母线分段单母线或双母线的35~110kV主接线中当不允许停电检修断路器时可设置旁路设施本变电站110kV线路有6回可选择用双母线或单母线分段接线两种方案如图21所示方案一供电可靠运行方式灵活倒闸操作复杂容易误操作占地大设备多投资大图21方案二简单清晰操作方便不易误操作设备少投资小占地面积小但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差本变电站为地区性变电站电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要加上小火电基本不需要外系统支援电源主要集中在35KV侧110KV侧是为提高经济效益及系统稳定性采用方案二能够满足本变电站110KV侧对供电可靠性的要求故选用投资小节省占地面积的方案二35kV电压侧接线本变电站35kV线路有8回可选择双母线或单母线分段带旁路母线接线两种方案根据本地区电网特点本变电站电源主要集中在35kV侧不允许停电检修断路器需设置旁路设施如图22所示图22方案一供电可靠调度灵活但是倒闸操作复杂容易误操作占地面积大设备多配电装置复杂投资大方案二简单清晰操作方便不易误操作设备少投资小占地面积小旁路断路器可以代替出线断路器进行不停电检修出线断路器保证重要回路特别是电源回路不停电方案二具有良好的经济性供电可靠性也能满足要求故35kV 侧接线采用方案二综上所述本变电站主接线如图24所示图 24第3章变压器选择第31节主变压器选择在变电站中用来向电力系统或用户输送功率的变压器称为主变压器《35~110kV变电所设计规范》规定主变压器的台数和容量应根据地区供电条件负荷性质用电容量和运行方式等条件综合考虑确定在有一二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器当技术经济比较合理时可装设两台以上主变压器装有两台以上主变压器的变电所当断开一台时其余主变器的容量不应小于60%的全部负荷并应保证用户的一二级负荷具有三种电压的变电所如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上主变压器宜采用三线圈变压器主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构由负荷计算设计计算书第1章可知本变电站远景负荷为PM=3015 MVA 装设两台主变压器每台变压器额定容量按下式选择SN=06PM=1809 MVA故可选择两台型号为SFSZ7-的变压器表 31 主变压器技术参数型号额定容量kVA额定电压 kV空载电流空载损耗kW负载损耗 kW 阻抗电压连接组标号高压中压低压高-中高-低中-低高 -中高 -低中-低-2000011038510515358131712599710517565YNyn0d11第 32 节站用变压器选择《35~110kV 变电所设计规范》规定在有两台及以上主变压器的变电站中宜装设两台容量相同可互为备用的站用变压器分别接到母线的不同分段上变电站的站用负荷一般都比较小其可靠性要求也不如发电厂那样高变电站的主要负荷是变压器冷却装置直流系统中的充电装置和硅整流设备油处理设备检修工具以及采暖通风照明供水等这些负荷容量都不太大因此变电站的站用电压只需 04kV 一级采用动力与照明混合供电方式380V 站用电母线可采用低压断路器即自动空气开关或闸刀进行分段并以低压成套配电装置供电本变电站计算站用容量为 100kVA设计计算书第 1 章选用两台型号为 S的变压器互为暗备用10kV 级 S9 系列三相油浸自冷式铜线变压器是全国统一设计的新产品是我国国内技术经济指标比较先进的铜线系列配电变压器站用变压器参数如表 32 所示表 32 站用变压器技术参数型号额定容量 kVA额定电压 kV空载电流损耗 W阻抗电压连接组标号高压低压空载短路S9-1001010010041629015004Yyn0 图 41 计算电路图及其等值网络图 42 变压器低压侧分列运行计算电路图及其等值网络表 41 短路电流计算结果按正常工作条件进行选择并按短路状态来校验热稳定和动稳定额定电压和最高工作电压在选择电器时一般可按照电器的额定电压 U N 不低于装置地点电网额定电压tk=tprtab而 tab=tinta式中 tab 断路器全开断时间t pr 后备保护动作时间tin 断路器固有分闸时间ta 断路器开断时电弧持续时间开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流故电器的开断计算时间 tbr 应为主保护时间 tpr1和断路器固有分闸时间之和即Tbr=tpr1tin第52节高压断路器的选择高压断路器的主要功能是正常运行时用它来倒换运行方式把设备或线路接入电路或退出运行起着控制作用当设备或线路发生故障时能快速切除故障回路保证无故障部分正常运行能起保护作用高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流本变电站高压断路器选择如下选择和校验计算见计算书第 4 章1 110kV 线路侧及变压器侧选择 LW11-110 型 SF6 户外断路器2 35kV 线路侧及变压器侧选择 ZW7-405 型真空户外断路器计算数据ZW7-405UNs35 kVUN405 kVI34642 AIN1600 AI"563 kAINbr315 kAish1436 kAiNcl80 kAQk22117 kA ·s2I t·t3969 kA2·sish1436 kAies80 kA计算数据KYN28A-12 Z 1250-315 UNs 10 kV UN 12 kV I 1894 A IN 1250 A I" 120 kA INbr 315 kAish 2496 kA iNcl 80 kA Qk 211186 kA ·s 2I t·t3969 kA2·s ish 2496 kA ies 80 kA3 10kV 线路侧选择 KYN28A-12 Z 1250-315 型高压开关柜计算数据ZW7-405UNs35 kVUN405 kVI34642 AIN1600 AI"563 kAINbr315 kAish1436 kAiNcl80 kAQk22117 kA ·s2I t·t3969 kA2·sish1436 kAies80 kA计算数据KYN28A-12 Z 1250-315 UNs 10 kV UN 12 kV I 1894 A IN 1250 A I" 120 kA INbr 315 kAish 2496 kA iNcl 80 kA Qk 211186 kA ·s 2I t·t3969 kA2·s ish 2496 kA ies 80 kA4 10kV 变压器侧选择 KYN28A-12 Z 2000-315 型高压开关柜计算数据KYN28A-12 Z 2000-315 UNs 10 kV UN 12 kV I A IN 2000 A I" 120 kA INbr 315 kA ish 2496 kA iNcl 80 kA Qk 211186 kA ·s 2I t·t3969 kA2·s ish 2496 kA ies 80 kA计算数据GW5--80 UNs 110 kV UN 110 kV I 2067 A IN 1000 A Qk 2653 kA ·s 2I t·t 2311 kA2·s ish 693 kA ies 80 kA 2 35kV选择GW4-35D1000-83计算数据GW4-35D1000-83 UNs 35 kV UN 12 kV I 34642 A IN 1000 A Qk 22117 kA ·s 2I t·t2500 kA2·s ish 1436 kA ies 83 kA第55节电压互感器的选择110kV出线选用TYD110 3型成套电容式电压互感器校验合格110kV母线选用JDCF-110型单相瓷绝缘电压互感器校验合格35kV母线选用JDZXW-35型单相环氧浇注绝缘电压互感器校验合格10kV母线选用JSZX1-10F型三相环氧浇注绝缘电压互感器校验合格第 56 节高压熔断器的选择熔断器是最简单的保护电器它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害35kV母线电压互感器选用RXW-3505型户外跌落式高压熔断器保护校验合格10kV母线电压互感器选用RN2-1005型户内限流式高压熔断器保护校验合格第6章配电装置设计配电装置是变电站的重要组成部分它是根据主接线的连接方式由开关设备保护和测量电路母线和必要的辅助设备组建而成用来接受和分配电能的装置配电装置应满足以下基本要求1 配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策2 保证运行可靠按照系统和自然条件合理选用设备在布置上力求整齐清晰保证具有足够的安全距离3 便于检修巡视和操作4 在保证安全的前提下布置紧凑力求节约材料和降低造价5 安装和扩建方便配电装置设计的基本步骤1 根据配电装置的电压等级电器的型式出线多少和方式有无电抗器地形环境条件等因素选择配电装置的型式2 拟定配电装置的配置图3 按照所选设备的外形尺寸运输方法检修及巡视的安全和方便等要求遵照《配电装置设计技术规程》的有关规定并参考各种配电装置的典型设计和手册设计绘制配电装置的平断面图普通中型配电装置我国有丰富的经验施工检修和运行都比较方便抗震能力好造价比较低缺点是占地面积较大半高型配电装置占地面积为普通中型的47而总投资为普通中型的982同时该型布置在运行检修方面除设备上方有带电母线外其余布置情形与中型布置相似能适应运行检修人员的习惯与需要高型一般适用于220kV及以上电压等级本变电站有三个电压等级110kV 主接线不带旁路母线配电装置采用屋外中型单列布置35kV 主接线带旁路母线配电装置采用屋外半高型布置10kV 配电装置采用屋内成套高压开关柜布置第二部分110kV变电站电气一次部分设计计算书第 1 章负荷计算第 11 节主变压器负荷计算电力系统负荷的确定对于选择变电站主变压器容量电源布点以及电力网的接线方案设计等都是非常重要的电力负荷应在调查和计算的基础上进行对于近期负荷应力求准确具体切实可行对于远景负荷应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上进行负荷预测负荷发展的水平往往需要多次测算认真分析影响负荷发展水平的各种因素反复测算与综合平衡力求切合实际本变电站负荷分析计算如下线损平均取 5功率因数取 08负荷同时率取09 线损5 功率因数08负荷同时率0910KV侧。
毕业设计课题:导师:姓名:班级:日期:摘要中国的电力工业作为国家最重要的能源工业,一直处于优先发展的地位,电力企业的发展也是令人瞩目的。
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,也使得继电保护得以飞速的发展。
本次毕业设计以110KV变电所的变压器、输电线路和电气接线方式作为主要原始数据,本设计围绕110KV变电所的继电保护设计,根据原始资料提供的变电站一次系统图,重点介绍变压器的差动保护和瓦斯保护,及线路的速断保护和过流保护。
通过计算和比较确定了变电站中电气设备的保护和自动装置的初步设计方案和配置选型,确定了保护计算的运行方式。
关键词:线路继电保护,变压器的继电保护目录第一章绪论 (4)第二章电气主接线 (6)第三章电气设备简介 (13)第四章继电保护基本知识 (15)第五章主变压器继电保护 (19)第六章110kV线路继电保护保护 (23)第七章结束语 (25)第八章参考文献 (26)第一章绪论第一节电力生产重要特点电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点,就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。
电力生产过程要求供需严格动态平衡,一旦失去平衡生产过程就要受到破坏,甚至造成系统瓦解,无法维持正常生产。
随着经济的快速发展,负荷大幅度增加,使得电网规模不断扩大,高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势,使电网结构越来越复杂,加强电力资源的优化配置,最大限度满足电力需求,保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。
虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验,但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。
时间一长,就会无一例外地遭受破坏。
而在供电系统中,要想完全杜绝电路事故是不可能的。
继电保护是一种电力系统的反事故自动装置,它能在系统发生故障或不正常运行时,迅速,准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。
可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。
110KV电网继电保护设计前言电力系统是国民经济发展的基础设施之一,在能源结构中起着重要的作用。
随着电力行业的快速发展和电力工程技术的提升,电力系统的规模不断扩大,各种新技术和新设备的不断引进,电力系统的安全运行和可靠性变得越来越重要。
本文将着重介绍110KV电网继电保护设计的相关内容。
一、继电保护的分类继电保护是电力系统重要的保护措施之一,其作用是在电力系统发生故障时,对系统中被保护设备进行及时准确的保护,以达到保护电力设备的目的。
继电保护的分类根据保护对象可以分为发电机继电保护、变电站继电保护、输电线路继电保护等。
根据保护方式可以分为电流保护、电压保护、漏电保护等。
二、110KV电网继电保护方案110KV电网是电力系统中的一种高压电网,其覆盖着广阔的电力输送范围,因此需要进行继电保护。
110KV电网继电保护方案应当包括以下几个方面:1. 识别和保护故障点110KV电力系统的故障种类较多,主要有短路、过流、过载等。
继电保护在保护电力设备时,要快速准确的识别故障点,并进行相应的保护动作。
2. 故障传递范围评估在电力系统中,故障的传递范围是非常广泛的,因此需要对故障传递范围进行评估,以避免故障扩散,造成更加严重的后果。
3. 继电保护方案选择为了避免发生电力设备损坏的情况,需要选择合适的继电保护方案,以保证电力设备的长期运行。
4. 实时监测和控制系统针对110KV电网的复杂性和大规模性,需要通过实时监测和控制系统,以控制整个电力系统的运行状态,并做出相应的调度。
三、影响110KV电网继电保护性能的因素110KV电网的继电保护方案不仅需要考虑到各个方面的细节,更需要考虑到影响110KV电网继电保护性能的因素,主要包括以下几个方面:1. 环境因素环境因素是影响110KV电网继电保护性能的重要因素,环境因素包括温度、湿度、湍流、雷击等因素。
2. 地形因素地形因素是影响110KV电网继电保护性能的重要因素之一,地形因素包括山区、平原、海滨等因素,也包括电力系统本身的地形因素。
毕业设计(论文)题目 110KV电网分析及继电保护设计学生姓名学号专业电力系统继电保护及其自动化目录10KV电网分析及继电保护设计任务书 (5)第一章电力系统元件参数计算 (9)1.1线路参数 (9)1.2变压器参数计算: (11)1.3发电机参数: (17)1.4负荷参数: (17)1.5外部系统参数 (19)1.6电网建模 (20)第2章电力系统潮流分析 (20)2.1潮流分析: (21)第3章静态分析 (26)第4章短路电流计算 (27)4.1 最大运行方式110KV线路短路分析 (29)4.2最小运行方式110KV线路短路分析 (33)4.3电气设备的选择、 (33)第5章电力网继电保护方式选择与整定计算 (37)5.1 35KV线路保护整定 (39)5.2 变压器继电保护的整定 (41)第六章配电装置图的绘制 (44)6.1互感器的配置: (44)6.2 35KV及以下中性点非直接接地电网中线路保护配置 (45)6.3发电机保护配置 (45)6.4 变压器保护配置 (45)参考文献 (47)摘要电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。
但是,电力系统的组成元件数量多,结构各异,运行情况复杂,覆盖地域辽阔。
受自然条件、使用设备及人为因素等的影响,可能出现各种故障和不正常运行状态。
故障中最常见,危害最大的是各种型式的短路。
为此,设置以各级计算机为中心,用分层控制方式实施的安全监控系统,它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控,能更进一步地确保电力系统的安全运行。
本次毕业设计是以110KV电力网分析、设计为例,根据任务书中地理主接线图、线路、变压器和发电机等基本内容,计算出各个元件的有名值参数,再将有关数据转换为标幺值并构建一个电力系统运行模型。
然后对如何分析电网运行方式、电网调压措施、电力系统潮流和电力系统静态安全,计算短路电流,选择互感器、断路器、隔离开关、避雷器等设备,整定变压器纵联差动保护、线路距离保护及三段式电流保护等进行详细论述,通过计算论证整个电力网,设计出了更具合理性和经济性的电力网运行系统。
在分析、计算和论证的过程中,结合继电保护和安全自动装置技术规程、新编电气工程手册规范等,并采用CAD软件绘制了大量电气图,等进一步完善了设计。
关键词:短路电流、运行方式、调压、潮流、静态安全绪论电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成的将其他形式的能源转换为电能源的一个统一系统。
电能是现代社会中最重要、也最为方便的能源。
而发电厂是把其他形式的能量转换为电能,电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户,再通过各种用电设备转换为适合用户需要的其他形式的能量。
在输送电能的过程中,电力系统希望线路要有比较好的可靠性。
因此必须分析电力系统正常运行和电力系统受到外界干扰时运行的各种状态,根据运行状态分析的结果,对主变、线路等保护选用选择性高的、速动性快的、灵敏性高的、可靠性高的继电保护设备,从而切断故障点,极大限度的降低了对电力系统供电范围的影响。
电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的,其最终目的就是保证整个电力网络安全运行。
10KV电网分析及继电保护设计任务书一.任务简介本设计以某地区的实际电网作为研究的案例,在其基础上可开展电力系统建模、潮流计算、运行方式报告撰写、故障分析和保护设计等任务。
该电网涵盖35kV和110kV两个电压等级,并通过一个110kV变电站的110kV 母线与外电网连接。
该电网的电网地理接线图如下图所示。
电网中包含了火电发电机、水电发电机、线路、三绕组变压器、两绕组变压器、负荷等典型的电网设备或组成部分,具体的设备参数如下所述。
1.电网地理接线图2.系统各元件主要参数(2)35kV变电站两绕组变压器参数(3)110kV变电站三绕组变压器参数(6)外网短路阻抗三.设计内容l. 原始资料分析、电力系统建模。
2. 电网运行方式分析。
3. 电网的电压调整策略4. 对某条线路进行保护的整定计算及继电保护选型。
四.设计成品1.设计说明书及计算书(包括电网建模、短路电流计算及整定计算);2.电网运行方式分析说明;3.电网电压调整策略说明;4.短路电流计算结果及主要设备选择结果;5.某出线保护整定结果;6.保护二次展开图;第一章电力系统元件参数计算1.1线路参数计算公式:SB=100MV A UB=UA V一般R.X.B分别为线路的正序参数,在计算时电导常忽略不计,1.2变压器参数计算:1.双绕组变压器计算参数变压器计算公式:SB=100MV A UB=UA V:双绕组变压器的等值电路如下图所示。
由上面变压器计算公式和等值电路图得出变压器的参数如下:三绕组变压器:三绕组变压器计算公式:变压器计算公式:SB=100MV A UB=UA V:三绕组变压器的等值电路习惯上用1.2.3绕组分别表示高.中.低压测绕组。
三绕组变压器的参数计算公式与双绕组变压器相同,可以套用。
由于三绕组变压器的短路试验是两两绕组短接第三绕组开路的方式下进行,所以要根据两两绕组的短路试验数据,先求出各个绕组的短路损耗,短路电压的数据,见下表:三绕组变压器等值电路:三绕组变压器励磁导纳的求取与双绕组变压器完全相同。
三绕组变压器计算参数:发电机的参数水力发电机丰大出力70%,枯大出力20%。
火力发电机丰大出力80%,枯大出力80%。
额定功率因素均取0.9,XD%均取10.5.1.3发电机参数:负荷参数要求:华银铝变电站的负荷按变电容量的80%算;其余35KV变电站丰大负荷按该站变电容量的1.4负荷参数:功率因数取0.9251.5外部系统参数:6)外网短路阻抗三.设计内容l. 原始资料分析、电力系统建模。
2. 电网运行方式分析。
3. 电网的电压调整策略4. 对某条线路进行保护的整定计算及继电保护选型。
四.设计成品1.设计说明书及计算书(包括电网建模、短路电流计算及整定计算);2.电网运行方式分析说明;3.电网电压调整策略说明;4.短路电流计算结果及主要设备选择结果;5.某出线保护整定结果;6.保护二次展开图;1.6电网建模由原始数据,把原始的地理图转换成等值电路图。
我们就可以算出以上线路,发电机,变压器,负荷的参数,把原始的地理图转换成接线图。
110KV电压等级的变压器折算到10.5KV 侧。
35KV电压等级变压器折算到10.5KV侧。
利用powerworld软件绘制出以下电网图。
第2章电力系统潮流分析电力系统潮流分析是指电力系统在某一稳态的正常运行方式下,电力网络各节点的电压和功率的分布的计算。
电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。
它主要有一下目的:(1)检车电力系统各元件是否过负荷。
(2)检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求。
(3)根据对各种运行法式的潮流分布计算,可以帮助我们正确地选择系统的结线方式,合理调整负荷,以保证电力系统安全、可靠地运行,向用户供给高质量的电能。
(4)根据功率分布,可以选择电力系统的电气设备和导线截面积,可以为电力系统继电保护整定计算提供必要的数据等。
(5)为电力系统的规划和扩建提供依据。
(6)为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算提供必要的数据。
2.1潮流分析:2.1.1电力系统中性点的运行方式电力系统的中性点是指:三相电力系统中星形连接的变压器或发电机中性点。
目前我国的电力系统采用中性点运行方式主要有三种,中性点不接地,经过消弧线圈和直接接地,前两种称不接地电流系统;后一种又称为大接地电流系统。
如何选择发电机或变压器中性点的运行方式,是一种比较复杂的综合性的技术经济问题,不论采用哪一种运行方式,都涉及到供电可靠性,过电压绝缘配合,继电保护和自动装置的正确动作,系统的布置,电讯及无线电干扰,接地故障时对生命的危险以及系统稳定等一系列问题。
在我国,一般情况下110KV及以上的电压等级电网采用中性点直接接地运行方式,66KV及以下的电压等级电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式。
2.1.2变压器中性点接地方式的考虑大电流接地电网中,中性点接地变压器的数目及分布,决定了零序网络结构,影响着零序电压和零序电流的大小和分布。
为了保持零序网络的稳定,利于继电保护的整定,且接地保护有较稳定的保护区和灵敏性,希望中性点接地变压器的数目及分布基本保持不变;为防止由于失去中性点后发生接地故障时引起的过电压,应尽可能地使各个变电所的变压器保持有一台中性点接地;同时为降低零序电流,应减少中性点接地变压器的数目。
综合上述要求,变压器中性点接地方式的选择原则如下:①中间变电所母线有穿越电流或是变压器低压侧有电源,因此至少要有一台变压器中性点接地,以防止由于接地短路引起的过电压。
②电厂并列运行的变压器,应将部分变压器的中性点接地。
这样,当一台中性点接地的变压器由于检修或其他原因切除时,将另一台变压器中性点接地,以保持系统零序电流的大小和分布不变。
③终端变电所变压器低压侧无电源,为提高零序保护的灵敏性,变压器应不接地运行。
④对于双母线按固定连接方式的变电所,每组母线上至少应有一台变压器中性点直接接地。
这样,当母联开关断开后,每组母线上仍然保留一台中性点直接接地的变压器⑤变压器中性点绝缘水平较低时,中性点必须接地。
综合上述变压器中性点接地方式的选择原则要求,在本次所设计网络有110KV和35KV两个电压等级中。
我们选择:110KV变电所要是有两台变压器并列运行的,其中一台采用中性点直接接地,另一台不接地,其余变电所只有一台变压器的均采用中性点直接接地方式运行。
35KV变电所要是有两台变压器并列运行的,其中一台采用中性点直接接地,另一台不接系统在正常运行情况下,不能用环网,采用开环运行方式。
避免电网形成环网,可断开都马线,汉了线,华银铝双回线路。
在丰大运行方式下,设置电网的电压上下限,如下:在基本运行方式下,系统在丰大运行潮流分析,加入电压上下限系统运行是产生的现象,如下:重载变压器负荷:系统出现重载现象,建议①:负荷不能在增加②:可以增加一台变压器③:可以给变压器扩容在丰大运行方式下,并没有出现过负荷支路,出现线路轻再如下:系统运行出现线路轻载,建议:可以转移负荷2.1.3调压措施一般调压措施有①改变发电机端电压调压。
在小型电力系统中,发电机就可保持较高或较低的端电压,满足负荷点的电压质量要求;在大型电力系统中,发电机调压一般只作为一种辅助调压的措施。
②改变变压器的变比调压。
是通过改变变压器的分接头来实现。
实际是改变用户处的电压,从本质上看,这种调压措施并不增加系统的无功功率容量,只是改变无功功率的分布。
因此,系统无功功率不足时,不能单靠这种措施来提高整个系统的电压水平。
③补偿无功功率调压。