變電所控制回路設(shè)計

1、存檔資料成績:課程設(shè)計報告書所屬課程名稱供變電技術(shù)題目牽引變電所供變控制回路設(shè)計分院專業(yè)班級學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2011年月日課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)班級姓名一、課程設(shè)計題目牽引變電所供變控制回路設(shè)計二、課程設(shè)計工作：自年月日起至_年_月一日止三、課程設(shè)計的內(nèi)容要求：1 .各種保護電路的設(shè)計，2 .計量控制等二次回路設(shè)計3 .實現(xiàn)各種控制回路，跳閘，重合等各種功能。4 .撰寫課程設(shè)計報告，弁答辯。學(xué)生簽名：2011年月日廳P項目等級優(yōu)秀良好中等及格不及格1課程設(shè)計態(tài)度評價2出勤情況評價3任務(wù)難度評價4工作量飽滿評價5任務(wù)難度評價6設(shè)計中創(chuàng)新性評價7論文書寫規(guī)范化評價8綜合應(yīng)用能力評價綜合評定等級課程

2、設(shè)計評閱意見評閱人職稱2011年月日第1章課程設(shè)計內(nèi)容及要求5第2章課程設(shè)計目的6第3章程序?qū)崿F(xiàn)思路7第4章程序清單81 .變電站的負(fù)荷計算82 .短路電流計算103 .主變壓器臺數(shù)和容量的選擇134 .主接線方案的確定155 .二次回路方案的確定18第5章課程設(shè)計心得33第6章參考文獻(xiàn)34第1章課程設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容及要求:1.牽引變電所供變控制回路設(shè)計：2,各種保護電路的設(shè)計3 .計量控制等二次回路設(shè)計4 .實現(xiàn)各種控制回路，跳閘，重合等各種功能。5 .按照要求，通過各種互感器來實現(xiàn)各種保護電路的設(shè)計6 .完成各種邏輯關(guān)系。第2章課程設(shè)計目的在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來越廣

3、泛，生產(chǎn)、科學(xué)、研究、日常生活都對電能的供應(yīng)提出更高的要求，因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計書注重理論聯(lián)系實際，理論知識力求全面、深入淺出和通俗易懂，實踐技能注重實用性，可操作性和有針對性，同時注重介紹和反映現(xiàn)代供配電技術(shù)的新技術(shù)。電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全，在變電所中還需進行電壓調(diào)整、潮流（電力系統(tǒng)中各節(jié)點和支路中的電壓、電流和功率的流向及分布）控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護。按用途可分為電力變電所和牽引變電所（電氣鐵路和電車用）。電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。這些變電所按電壓等級可分為中壓變電所（6

4、0千伏及以下）、高壓變電所（110220千伏）、超高壓變電所（330765千伏）和特高壓變電所（1000千伏及以上）。按其在電力系統(tǒng)中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運行質(zhì)量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓

5、器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入510年的預(yù)期負(fù)荷選擇。止匕外，對變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護分系統(tǒng)保護（包括輸電線路和母線保護）和元件保護（包括變壓器、電抗器及無功補償裝置保護）兩類。變電所的控制方式一般分為直接控制和選控兩大類。前者指一對一的按紐控制。對于控制對較多的變電所，如采用直接控制方式，則控制盤數(shù)量太多，控制監(jiān)視面太大，不能滿足運行要求，此時需采用選控方式。選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面較

6、小等優(yōu)點；缺點是直觀性較差，中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多第3章程序?qū)崿F(xiàn)思路1 .在保證可靠性的前提下，合理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和功能終端。采用分布式分層結(jié)構(gòu)，不須人工干預(yù)的盡量下放，有合理的冗余但盡量避免硬件不必要的重復(fù)。2 .采用開放式系統(tǒng)，保證可用性(Interoperability)和可擴充性(Expandability)o要求不同制造廠生產(chǎn)的設(shè)備能通過網(wǎng)絡(luò)互連和互操作，同時還要求以后擴建時，現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件和軟件能較方便的與新增設(shè)備實現(xiàn)互操作。第4章程序清單1 .變電站的負(fù)荷計算1.1 負(fù)荷計算各組負(fù)荷的計算:1 .有功功率P=KX2Pei2 .無功功Q=Ptg3 .視在功率S='P2Q2式中：2Pei

7、:每組設(shè)備容量之和，單位為KW；KX：需用系數(shù)；Cos:功率因數(shù)。總負(fù)荷的計算:1 .有功功率2 .無功功率3 .視在功率4 .自然功率因數(shù):P2=K1PPQ2=K1QQS2=.P2Q2Cos1=P2/S2式中：K1組間同時系數(shù)，取為0.850.9。電力系統(tǒng)中的無功功率就是要使系統(tǒng)中無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗相平衡；按系統(tǒng)供電負(fù)荷的功率因數(shù)達(dá)到0.95考慮無功功率平衡。變電站所供負(fù)荷的總數(shù)：P總=38800KW變電站所供一類負(fù)荷總數(shù)：P總1=8600KW變電站所供二類負(fù)荷總數(shù)：P總2=30200KW一類負(fù)荷占總負(fù)荷的百分比：6=P總1/P總=8600/38800

8、X100%=22.16%二類負(fù)荷占總負(fù)荷的百分比：6=P總2/P總=30200/38800X100%=77.84%1.2 .無功補償?shù)哪康臒o功補償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)基本的常識，在這里不多作特別的說明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9（本次設(shè)計要求功率因為為0.95以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)電容器補償無功。1.3 無功補償?shù)挠嬎? .計算考慮主變損耗后的自然因數(shù)Cosi:P1=Pe+APbQ1=Qs+AQbCos1=P1/.n2O122 .取定補償以后的

9、功率因數(shù)：Cos2為0.95:3 .計算補償電容器的容量：Qc=kPe（tg1+tg2）式中：Ki=0.80.94 .計算補償電容器的個數(shù)：Nc=Qc/qc式中：qc單個電容器的容量，單位kavr。按照3的整數(shù)倍取定補償器的個數(shù)Ncs,然后計算出實際的補償容量：Qcs=Ncs*qc5 .計算補償以后實際的功率因數(shù)，補償后實際的功率因數(shù)大于0.9為合理Cos2=Pw/px2（QxQC）210KV:COS（|）1>0.9選COS（|）1=0.9來考慮:P=38800KWS=38800+0.90=43111KVA;Q=43111xtang=20822Kvar110KV:COS（|）2>0

10、.85選COS小2=0.85來考慮；P=38800KW;S=38800+0.85=45647KVA;Q=45647Xtang=28301Kvar表3負(fù)荷計算結(jié)果表電壓等級肩功功率（KW）無功功率（KW）視在功率（KVA）10KV388002082243111110KV388002830145647主接線采用兩臺高壓并聯(lián)補償電容器，每臺主變安裝一臺電容器組的額定容量：4800kvar,單Y接線2.短路電流計算選擇計算短路點在下圖中，d1,d2,d3分別為選中的三個短路點2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖Xsd310KV3、計算:已知：(1)系統(tǒng)電壓等級為110KV、35KV、10KV,基準(zhǔn)容量Sj=100MVA,

11、系統(tǒng)110KV母線系統(tǒng)短路容量為3000MVA,110KV側(cè)為雙回LGJ-300/35KM架空線供電。(2)視系統(tǒng)為無限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即I"=I,S"=S00(3)主變?yōu)镾FSL1-63000型變壓器，基準(zhǔn)容量Sj=100MVA基準(zhǔn)電壓Uj=1.05Ue=115(KV)基準(zhǔn)電流Ij=Sj/后Uj=100/(115x43)=0.502(KA)基準(zhǔn)電抗Xj=Uj/J3"Ij=Uj2/Sj=1152/100=132(Q) 對側(cè)110kv母線短路容量Skt的標(biāo)幺值為Skt*=Skt/Sb=3000/100=30 對側(cè)110kv母線短路電流標(biāo)幺值Ikt*

12、=Skt*=30 對側(cè)110kv系統(tǒng)短路阻抗標(biāo)幺值xs*=1/Ikt*=1/30=0.0333查電力工程電氣設(shè)計手冊第189頁對于LGJ-300線路X=0.382Q/KM.Xs*=0.0333+(0.382乂35)/132/2=0.084d1,d2,d3點的等值電抗值計算公式：X1=1/2XU(1-2)%+U(1-3)%-U(2-3)%X2=1/2XU(1-2)%+U(2-3)%-U(1-3)%X3=1/2XU(1-3)%+U(2-3)%+U(1-2)%其中：U(1-2)%變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓U(1-3)%變壓器高壓與低壓繞組間短路電壓U(2-3)%變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓由變

13、壓器參數(shù)表得知，繞組間短路電壓值分別為：U(1-2)%=17.5%U(1-3)%=10.5%U(2-3)%=6.5%主變額定容量Sn=63MVA所以X1=1/2X(17.5+10.5-6.5)=10.75X2=1/2X(17.5+6.5-10.5)=6.75X3=1/2X(10.5+6.5-17.5)=-0.25標(biāo)么值:xi*=xi/100X(Sj/Sn)=10.75/100X(100/63)=0.17X2*=X2/100X(Sj/Sn)=6.75/100X(100/63)=0.11X3*=X3/100X(Sj/Sn)=-0.25/100X(100/63)=-0.004已知110KV系統(tǒng)折算到

14、110KV母線上的等值電抗Xs*=0.084當(dāng)d1點短路時Id*1=1/Xs*=1/0.084=11.905Ij=Sj/l3Uj=100/(3X115)=0.502(KA)Id仁Id*1xIj=11.905X0.502=5.976(KA)I"d1=kIch=1.8X2XId=1.8x42X5.976=15.239(KA)S-=爐jXL產(chǎn)3X115X5.976=1190.3(MVA)其中Id:短路電流周期分量有效值短路容Id：起始次暫態(tài)電流屋：t=8時穩(wěn)態(tài)電流S"3.主變壓器臺數(shù)和容量的選擇3.1 變壓器的選擇原則為了保證每年電容按10%的增長，并在10年內(nèi)能滿足要求，并按下

15、例方案進行綜合考慮：1 .明備用方式，即2臺主變壓器的容量都滿足（2-1）式的要求，任何情況下都只有1臺運行，兩臺主變壓器互相備用。2 .暗備用方式，即2臺主變壓器的容量之和滿足（2-1）式的要求。正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一臺運行，因此，每臺變壓器的容量應(yīng)滿足安全用電的要求，即保證I、R類負(fù)荷的供電，一般要求能滿足全部負(fù)荷的70%-80%。3 .在設(shè)計中，初期主變壓器可采用明備用方式，隨著負(fù)荷的增加和發(fā)展，后期可采用暗備用方式。3.2 變壓器臺數(shù)的選擇1 .對于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以兩臺主變壓器為宜。2 .對于孤立的一次變電站或大型工業(yè)專業(yè)用

16、變電站，在設(shè)計時要考慮設(shè)三臺主變壓器的可能性。3 .對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級設(shè)計，以便符合發(fā)展時更換變壓器的容量。3.3 變壓器容量的選擇按照上述原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近的國家的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。變壓器容量系列有兩種，一種是按R8容量系列，它是按R8=8/T0=1.33的倍數(shù)增加的，如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、320KVA、420KVA等；另一種是國際通用的R10容量系列，它是按R10=*i08=1.26的倍數(shù)增加的。如容量有100KVA、125KVA、160VA、200KVA、250KVA、315KVA等。

17、我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094電力變壓器確定采用R10容量系歹綜合上述各種因數(shù)，確定該站主壓器采用2臺50000MVA的變壓器。當(dāng)前我國電力系統(tǒng)基本都是三相制接線，尤其我省電力系統(tǒng)還沒有單相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運行，并能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。所以該站選擇三相供電。結(jié)合該地區(qū)的實際情況，故采用雙卷變壓器，電壓等級為110KV與10KV。因為該地區(qū)110KV電壓不是很穩(wěn)定，為了保證10KV供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量，本站采用有載調(diào)壓方式，這樣才能達(dá)到隨時調(diào)整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110KV側(cè)中性點經(jīng)隔離開關(guān)接地，同時裝設(shè)避雷器保護。綜合上述幾種情況，結(jié)合廠家的一些產(chǎn)品情況，故本站

18、的主變壓器選用的型號：SZ10-50000/110O變電站全部負(fù)荷Ss=45647KVA變壓器的初選容量S=80%S=0.80X45647=36517KVA選兩臺50000KVA的變壓器。主變壓器：2X50000KVA三相雙卷自冷型油浸變壓器。電壓等級：110KV/10KV出線：110KV2回，10KV12回。無功補償容量：4x4800Kvar表4主變壓器的選擇額定容量電壓組合及分接范圍聯(lián)接組空載損耗KW損耗KW空載電流%阻抗電壓%KVA高壓KV中壓KV低壓KV50000110士8X1.25%38.5±5%10.5YN,d1171.22501.3144.主接線方案的確定4.1 主接線

19、的基本要求1安全性高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；低壓斷路器（自動開關(guān)）的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須設(shè)低壓刀開關(guān)；裝設(shè)高壓熔斷器一負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝隔離開關(guān)。2可靠性斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部大部分二級負(fù)荷的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠的特殊要求；采用綜合自動化，

20、優(yōu)化變電所設(shè)計：國內(nèi)變電所自動化發(fā)展進程分為三個階段。第一階段由集中配屏以裝置為核心的方式，向分散下放到開關(guān)柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展；第二階段由單一功能、相互獨立向多功能、一體化過渡；第三階段由傳統(tǒng)的一次、二次設(shè)備相對分立向相互融合方式發(fā)展。變電所綜合自動化就是在第二階段。3靈活性變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線；兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行；當(dāng)只一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并列運行；帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開關(guān)；主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應(yīng)。4經(jīng)

21、濟性主接線方案應(yīng)力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器少，而且應(yīng)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品；由于工廠變配電所一般都選用安全可靠且經(jīng)濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供電可靠性要求較高時，才采用手車式或抽屜式；中小型工廠變電所一般才用高壓少油斷路器，在需頻繁操作的場合，則應(yīng)采用真空斷路器或SF6斷路器。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操作機構(gòu)，但這只適用于三相短路電流不超過6KA(10KV的Sk3<100MVA)的電路中。如短路電流較大或有遠(yuǎn)控、自控要求時，則應(yīng)采用電磁操作機構(gòu)或彈簧操作機構(gòu)；工廠的電

22、源進線上應(yīng)裝設(shè)專用的計量柜，其互感器只供計費的電度表用，應(yīng)考慮無功功率的人工補償，使最大負(fù)荷時功率因素達(dá)到規(guī)定的要求；優(yōu)化接線及布置，減少變電所占地面積總之，變電所通過合理的接線、設(shè)備無油化、布置的緊湊以及綜合自動化技術(shù)，并將通信設(shè)施并入主控室，簡化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運行，避免不必要的定期檢修，達(dá)到降低投資的目的。4.2 主接線的方案與分析1單母線1.優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置；2.缺點：不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障檢修，均需要使整個配電裝置停電，單母

23、線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。3.適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：6-110KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過6回；3563KV配電裝置的回線數(shù)不超過3回；110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。2單母線分段接線1 .優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路自動將故障段切斷，保障正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2 .缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；當(dāng)

24、出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均等擴建。3 .適用范圍：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6及以上時；3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時；110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為34回時。4.3電氣主接線的確定單母線分段是借助于3DL,進行分段，當(dāng)母線故障時，經(jīng)倒閘操作可切除故障段，保證其它段繼續(xù)運行，當(dāng)母線檢修可分段進行，這能始終保證一臺主變的供電，當(dāng)進線電源一回發(fā)生故障，通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電，單母線分段的結(jié)線可以作分段運行，也可做并列運行，采用分段運行時，各段相當(dāng)于單母線運行狀態(tài)，各段母線所帶的主變壓器是分列進行，互不影響任一母線故障或檢修時，僅

25、停止該段母線所帶變壓器的供電，兩段母線同時故障的機率很小，可以不予考慮，采用并列運行時，電源檢修無需母線停電，只需斷開電源的斷路器1DL1,(2DL1)及其隔離開關(guān)就能保證兩臺主變壓器的供電，對本站110KV兩回供電(小于4回路)較為適合。該設(shè)計的電氣主接線：110KV采用線路變壓器組接線，進線側(cè)設(shè)斷路器；10KV接線為單母線分段接線，#1主變10KV側(cè)單臂進10KV母線，各帶10KV出線12回，無功補償電容器組2組；#2主變10KV雙臂各進一段10KV母線，每段母線各帶10KV出線6回，無功補償電容器1組。在110KV兩條進線的A相上各裝設(shè)一臺電容式電壓互感器供二次閉鎖采壓用。主變壓器110

26、KV側(cè)中性點采用避雷器保護，并可經(jīng)隔離開關(guān)接地。表5主要電氣設(shè)備表廳P設(shè)備名稱型號和規(guī)格1110KV斷路器SF6-110W3150A40KV2隔離升關(guān)GW4-110IID(W)125031.5A(4S)3主變中性點隔離開關(guān)GW13-63D(W)/630A4110KV線路避雷器Y10W1-108/281(W)5主變中性點避雷器HY1.5W-72/186610KV母線橋避雷器HY5WZ-17/45710KV電容器SF6充氣集合式BAMHL11/V3-1600-1WX38接地變壓器DKSC-1000/10.5-100/0.4910KV開關(guān)柜XGN2-12Z(Q)系列，其中斷路器配置為：進線斷路器ZN

27、28-12(Q),3150A,40KA分段斷路器ZN28-12(Q),3150A,40KA其他ZN28-12(Q),1250A,31.5KA5.二次回路方案的確定5.1 二次回路的定義和分類二次設(shè)備是指測量表計、控制及信號設(shè)備、繼電保護裝置、自動裝置和運動裝置等。根據(jù)測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設(shè)備互相連接關(guān)系的電路，稱為二次接線或二次回路。按二次接線的性質(zhì)來分，有交流回路和直流回路，按二次接線的用途來分，有操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。5.2 二次回路的操作電源操作電源：操作電源主要指供指示信號、繼電保護和自動裝置工作

28、以及斷路器跳合閘的操作電源。繼電保護裝置的操作電源要求非常的可靠，以期在故障情況下，裝置能可靠的動作。工廠供電系統(tǒng)中所采用的操作電源有三種：由蓄電池供電的直流電源，整流電源和交流電源。交流電源可以從所用變壓器或儀用互感器取得：(1)由所得變壓器取得(2)用儀用互感器作交流操作電源直流系統(tǒng)：全站設(shè)一套直流系統(tǒng)，用于站內(nèi)一、二次設(shè)備、通信及自動化系統(tǒng)的供電直流系統(tǒng)電壓為110V,容量為200Ah(兩臺主變)，全所事故停電按2小時考慮。直流系統(tǒng)采用單母線分段接線，設(shè)分段開關(guān)，每段母線各帶一套充電裝置和一組蓄電池組，充電裝置采用高頻開關(guān)電源，蓄電池采用閥控式密封鉛酸電池，放置方式采用蓄電池屏。每套系統(tǒng)

29、設(shè)一套微機型絕緣監(jiān)控裝置和蓄電池容量檢測儀，直流系統(tǒng)應(yīng)具有智能化功能并能與站內(nèi)自動化系統(tǒng)通信。直流系統(tǒng)采用混合式供電方式。110KV部分采用放射型供電。10KV母線則按分段情況設(shè)置。5.3 二次回路的接線要求繼電保護裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連結(jié)與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報警信號，以達(dá)到對系統(tǒng)進行保護的目的。繼電保護應(yīng)滿足以下的要求：1 .選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求只離故障點最近的保護裝置動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其它部分仍然正常運行。滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，靠近故障點的保護裝置不動作（拒動

30、作），而離故障點遠(yuǎn)的前一級保護裝置動作（越級動作），這就叫“失去選擇性”。2 .速動性：為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)盡快動作，切除故障。3 .可靠性：保護裝置在應(yīng)該動作時，就應(yīng)該可靠動作，不應(yīng)拒動作，而在不應(yīng)該動作時就不應(yīng)該誤動作。保護裝置的可靠程度，與保護裝置的元件質(zhì)量、結(jié)線方案以及安裝、整定和運行維護等多種因素有關(guān)。4 .靈敏性：表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個參數(shù)，如果保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障輕微的故障能力都能及時地反應(yīng)動作，就說明保護裝置的靈敏度高。靈敏度用保護裝置的保護區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)最小運行方

31、式時的最小短路電流與保護裝置一次動作電流的比值來表示，這一比值就稱為保護裝置的靈敏系數(shù)或靈敏度。5.4電氣測量儀表及測量回路(1)電氣測量的任務(wù)與要求為了監(jiān)視供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟合理地運行，在變配電裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電氣測量儀表。對電氣測量儀表，要保證其測量范圍和準(zhǔn)確度滿足變配電設(shè)備運行監(jiān)視和計量的要求，并力求外形美觀，便于觀測，經(jīng)濟耐用等。具體要求可參照GBJ63-90電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范。為了安全和標(biāo)準(zhǔn)化小型化，電氣測量儀表一般通過電流互感器和電壓互感器接入一次系統(tǒng)中，因此，其測量范圍和準(zhǔn)確度還需和互感器相配套?；?/p>

32、感器的準(zhǔn)確度等級應(yīng)比測量儀表高一級，如1.0級的測量儀表應(yīng)配置不低于0.5級的互感器，0.5級的專用計量電能表應(yīng)配置不低于0.2級的互感器。電流互感器變比的選擇，宜滿足裝置回路最大負(fù)荷運行時，儀表的指示在滿量程的的70%100%處。(2)電氣測量儀表的配置供電系統(tǒng)變配電裝置中各部分儀表的配置要求如下：1) 35110/10.5kV電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各1只，裝在變壓器哪一側(cè)視具體情況而定。2) 10kV進線，應(yīng)裝設(shè)1只電流表。由樹干式線路供電的或由公用電網(wǎng)供電的變電所，還應(yīng)再裝設(shè)有功電能表和無功電能表各一只。供電部門計費用的電能表裝設(shè)在專用的

33、計量柜中。3) 10kV母線(每段母線)上，必須裝設(shè)1只電壓表測量線電壓。在中性點非有效接地的系統(tǒng)中，10kV配電所的每段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，并裝設(shè)3只電壓表測量相對地電壓以判斷哪一相發(fā)生接地。4) 10kV母線聯(lián)絡(luò)柜上，應(yīng)裝設(shè)1只電流表。5) 10/0.4kV配電變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功電能表各1只，如為單獨經(jīng)濟核算單位的變壓器，還應(yīng)再裝設(shè)1只無功電能表。6) 10kV出線，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功電能表各1只，如為單獨經(jīng)濟核算單位的線路，還應(yīng)再裝設(shè)1只無功電能表。（3）電氣原理圖可參考附錄表三5.5 斷路器的控制和信號回路高壓斷路器的控制回路是指用控制開關(guān)或遙控命令操作斷路器跳、合閘的

34、回路，它主要取決于斷路器操動機構(gòu)的型式和操作電源的類別。電磁操動機構(gòu)和新近采用的永磁操動機構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧操動機構(gòu)可交直流兩用。斷路器的控制方式有開關(guān)柜就地控制和在控制室遠(yuǎn)方控制兩種方式。信號回路是用來指示一次系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)的二次回路。信號按用途分，有位置信號、事故信號和預(yù)告信號等。斷路器位置信號用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)，一般紅燈亮，表示斷路器處于合閘位置；綠燈亮，表示斷路器處于跳閘位置。事故信號用來顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)。一般紅燈閃光，表示斷路器自動合閘；綠燈閃光，表示斷路器自動跳閘。此外，還有事故音響信號和光字牌等。預(yù)告信號是在系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時或在故障初

35、期發(fā)出的報警信號。例如，變壓器超溫或系統(tǒng)接地時，就發(fā)出預(yù)告音響信號，同時光字牌亮，指示故障的性質(zhì)和地點，運行人員可根據(jù)預(yù)告信號及時處理。對斷路器的控制和信號回路主要有下列基本要求：1）應(yīng)能監(jiān)視控制回路保護裝置及其跳、合閘回路的完好性。通常小型變配電所采用燈光監(jiān)視方案，中大型變配電所采用音響監(jiān)視方案或微機遠(yuǎn)方監(jiān)視。2）合閘或跳閘動作完成后，應(yīng)能使命令脈沖解除，即能切斷合閘或跳閘回路。斷路器操動機構(gòu)中的維持機構(gòu)（即機械鎖扣）能使斷路器保持在合閘或跳閘狀態(tài)，因此，跳、合閘線圈是按短時工作設(shè)計的，長時間通電會燒毀。3）應(yīng)能指示斷路器正常合閘和跳閘的位置信號以及斷路器自動合閘和跳閘的指示信號。如前所述，

36、可分別用紅、綠燈的平光以及閃光來表示。一般在小型變配電所和采用微機遠(yuǎn)方控制的變配電所，閃光信號也可以取消，而通過其它信號如音響信號來指示。4）應(yīng)有防止斷路器連續(xù)多次跳、合閘的防跳回路。各種型號的操動機構(gòu)本身不具備機械防跳性能，應(yīng)加裝電氣防跳回路。當(dāng)采用整體結(jié)構(gòu)的真空斷路器時，若其機構(gòu)內(nèi)配有防跳繼電器，在保護動作跳閘的同時可切斷合閘回路，實現(xiàn)電氣防跳，則不加裝電氣防跳回路。5.6 自動裝置變配電所中，一般由兩路電源進線，故障大多數(shù)能自行消失，設(shè)置自動投入裝置和自動重合閘裝置是很有必要的，用以提高供電可靠性，保證重要負(fù)荷的供電持續(xù)性。備用電源自動投入裝置（APD）:在具有兩個獨立電源供電的變（配）

37、電所中裝上備用自動投入裝置后，若其中一個正在工作的電源不論何種原因失去電壓時，備用電源自投裝置能將失去電壓的電源切斷，隨即將另一備用自動投入以恢復(fù)供電，因而能保證一類負(fù)荷或重要的二類負(fù)荷不間斷供電，提高供電的可靠性。安裝方式，明備用：APD裝在備用進線的QF上。暗備用：APD裝在母線的分?jǐn)鄶嗦菲魃希≦FB）。自動重合閘裝置ARD:ARD也是一種反事故裝置。它主要裝設(shè)在有架空線路出線的斷路器上。自動重合閘分一次重合、二次重合和三次重合，據(jù)統(tǒng)計：一次重合的成功率達(dá)80%左右，二次、三次重合成功率很小，故大多數(shù)工廠采用一次重合。5.7 絕緣監(jiān)視裝置這種裝置利用接地后出現(xiàn)的零序電壓給出信號。在變壓器電

38、源母線上裝接一個三相五芯式電壓互感器，其二次側(cè)的星形接法繞阻接有三個電壓表，以測量相對地電壓；另一個二次繞組接成開口三角形，接入電壓繼電器，用來反應(yīng)線路單相接地時出現(xiàn)的零序電壓。正常運行時，三相電壓對稱，故不出現(xiàn)零序電壓，電壓繼電器不動作。當(dāng)任何一會線路發(fā)生單相接地故障時，故障相對的地電壓為零，其它兩相對地電壓升高到V3倍，同時出現(xiàn)零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出接地故障信號這種保護簡單，但給出信號沒有選擇性，值班人員想判別出故障發(fā)生在哪一條線路上，就要依次斷開各條線路來尋找。若斷開某線路時接地信號能消失，該線路便是發(fā)生接地故障的線路。這種監(jiān)視裝置可用于出線不太多、負(fù)荷電流允許短時間內(nèi)切斷的供

39、電網(wǎng)中。在電網(wǎng)正常運行時，由于電流互感器本身有誤差以及高次諧波電壓的存在，開口三角形繞組有不平衡電壓輸出。因此，繼電器的動作電壓要躲過這一不平衡電壓，一般整定為15V。當(dāng)任一回線路發(fā)生單相接地故障時，開口三角形處將出現(xiàn)近100V的零序電壓，KV動作發(fā)出預(yù)告信號。運行人員可通過觀察相對地電壓表，便可知道是哪一相發(fā)生接地，但不能判斷是哪一回線路故障。若要自動判別哪回線路發(fā)生接地故障，則需裝設(shè)單相接地保護或微機小電流接地選線裝置。圖3絕緣監(jiān)視裝置電路圖5.8 繼電保護的選擇與整定表11繼電保護裝置選擇的一般要求序號一次系統(tǒng)情況繼電保護裝置選擇要求16-10KV高壓線路高壓斷路器采用手動或彈簧操作機構(gòu)

40、相間短路保護采用去分流跳閘的反時限過電流保護，兩相兩繼電器式接地，繼電器本身兼具有電流速斷保護2高壓斷路器采用電磁操動機構(gòu)或彈簧操作機構(gòu)采用定時限或反時限過電流保護，兩相兩繼電器式接地，當(dāng)動作時限大于0.5-0.7S時，加電流速斷保護3在電纜線路較多時單相接地保護46-10/0.4KV電力變壓器高壓斷路器采用手動或彈簧操動機構(gòu)相間短路保護同序號15高壓斷路器采用電磁操動機構(gòu)或彈簧操動機構(gòu)同序號26低壓側(cè)為含中性線的三相系統(tǒng)高壓側(cè)開關(guān)為斷路器低壓側(cè)單相短路保護變壓器低壓側(cè)中性線上裝零序電流保護7高壓側(cè)過電流保護改用兩相三繼電器式接線8高壓側(cè)開關(guān)不限低壓側(cè)裝三相帶過電流脫扣器的低壓斷路器9低壓側(cè)三

41、相裝熔斷器保護10高壓側(cè)開關(guān)為斷路器過負(fù)荷保護11高壓側(cè)開關(guān)為斷路器氣體繼電器保護（瓦斯保護）繼電保護的選擇要求繼電保護的裝置選擇與整定繼電保護的種類很多，但是就一般情況來說，它是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成的，其原理圖如下:輸入信號測量部分輸出信號邏輯部分»執(zhí)行部分圖4繼電保護裝置的原理框圖測量部分從被保護對象輸入有關(guān)信號，再與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定保護應(yīng)有的動作行為。由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出報警信號或跳閘信號。主變壓器設(shè)置以下保護(1)電流速斷保護;(2)氣體保

42、護；(3)溫度監(jiān)視；(4)縱聯(lián)差動保護;10KV線路設(shè)置過電流保護裝置。1、電力變壓器的零序電流保護：變壓器低壓側(cè)若采用“變壓器一一干線式”供電時，其二次側(cè)出線至低壓切斷電器的距離較長，發(fā)生單相接地短路的可能性較大一些。如果高壓側(cè)裝設(shè)的過電流保護裝置對低壓側(cè)單相短路保護的靈敏度不能達(dá)到所規(guī)定要求時，可考慮在低壓側(cè)中性線上裝設(shè)零序電流保護裝置來組哦單相接地保護，其整定值應(yīng)躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這個不平衡電流不超過低壓側(cè)額定線電流的25%,于是OP?Kkk?0.25lNT?2kTA50000KVAINT?2,3110KV262A由于零序電流互感器的變比為15

43、0/1,所以kTA150；kk?0.25lNT?2OP?KkTA=0.524Sv0.50.7S所以符合要求。式中kk=1.21.3稱可靠系數(shù)保護時限取0.50.7S。保護靈敏度按變壓器低壓側(cè)干線末端發(fā)生單相短路來校檢，規(guī)定ks>1.251.5。繼電器常用感應(yīng)式GL型系列。2、縱聯(lián)差動保護帶有階梯式時限的過電流，在靠近電源端發(fā)生故障后不能瞬時切斷，而電流速斷保護因有死區(qū)，它僅保證瞬時斷開被保護繞組的一部分。為了使作為重要設(shè)備的變壓器發(fā)生故障后能全部瞬時切斷，可采用縱聯(lián)差動保護裝置。ktxIkw?m差動保護是反映被保護元件兩側(cè)電流的差額而動作的保護裝置。差動保護范圍包括變壓器繞組、兩側(cè)套管和

44、引出線所能出現(xiàn)的各種短路故障。1dql?m110%4.955KA40010.14995A1.25A400Idql不平衡電流Ikw?m外界短路時的最大短路電流ktx同型系數(shù)，差動保護中采用兩種互感器，當(dāng)它們型號相同時,=0.5;當(dāng)它們型號不同時，取=1;fwe互感器的誤差，取最大值10%o為了防止誤動作，必須使差動保護的動作電流大于最大不平衡電流。為了提高差動保護的靈敏度，又必須設(shè)法減少不平衡電流。3、瓦斯保護瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。按GB50062-92規(guī)定,800kVA及以上的一般油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)

45、裝設(shè)瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之問的聯(lián)通管上，利用油浸式電力變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的氣體進行工作。它有兩個觸點：一個是“輕瓦斯觸點”，另一個是“重瓦斯觸點”。在變壓器正常運行時，氣體繼電器兩對觸點都是斷開的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，”輕瓦斯觸點”接通。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，“重瓦斯觸點”接通。如果變壓器油箱漏油，“輕瓦斯觸點”與“重瓦斯觸點”會先后接通。重瓦斯的動作值是按油流速度來整定的，對油浸自冷變壓器通常整定在0.6-1.0米/秒。對于強迫油循環(huán)的變壓器整定為1.1-1.2米/秒。瓦斯動作的主要優(yōu)點是動作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，能反

46、映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，可靠性比較高，安裝簡單，其缺點是不能反映油箱以外故障（如變壓器套管以及引出線上的故障），因此瓦斯保護不能取代變壓器的其他保護。規(guī)范還規(guī)定容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)溫度保護。通常采用一個溫度繼電器安裝在變壓器的油箱壁上來測量油箱溫度，當(dāng)油箱溫度超過允許值時，溫度繼電器的觸點接通，去觸發(fā)信號裝置發(fā)出預(yù)告信號。4、過電流保護當(dāng)流過被保護元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信號的裝置稱為過電流保護裝置，它有定時限和反時限兩種。反時限：接線簡單、經(jīng)濟，廣泛應(yīng)用于10KV以下的中小型工廠供電系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)電流速斷保護，動作時間較麻煩，

47、誤差較大。定時限：接線復(fù)雜，動彳時間簡單，應(yīng)用于35KV以上的供電系統(tǒng)。過電流保護裝置的整定計算：過電流保護裝置動作電流計算一般包括動作電流的計算，動作時限的整定和靈敏度的校檢。(1)過電流保護裝置動作電流計算過電流保護的最小起動電流必須按二個條件整定：一是必須躲過正常工作電流的最大負(fù)荷電流Imax,二是躲過外部故障切斷后各電動機的自起動電流。過電流保護裝置的一次側(cè)起動電流可按下式計算KLK|dzzqmaxKf式中Kk可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2;GL型繼電器取1.3;Kf返回系數(shù)，DL型取0.8,GL型取0.85;Kzq電動機自起動系數(shù)。由實驗或?qū)嶋H運行數(shù)據(jù)來確定，當(dāng)可查時，可考慮將IdzKzqlmax取34。Kf電流繼電器的動作電流為:KxdzjKiIdzKjxKkK1、zqmaxKiKf式中KjxJx接線系數(shù);Ki電流互感器。Idz1.20.85350000KVA.3116KV10541dzjIdzki出5.27200/1(2)過電流保護的靈