110kv變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文答辯

1、鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,110kv變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)——畢業(yè)論文答辯 指導(dǎo)教師： 魏新 職稱(chēng)： 工程師 .學(xué)生姓名： 顧迎豪 學(xué)號(hào)：1202120113 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 . 院（系）： 機(jī)電工程學(xué)院 . 答辯日期： 2016年6月3日 .,設(shè)計(jì)過(guò)程,1 原始參數(shù)2 互感器的

2、配置3 繼電保護(hù)配置及整定4 短路電流的計(jì)算5 總結(jié),1 原始參數(shù)介紹,主變壓器參數(shù)：SSZ9-31500/110(110kv級(jí)三相三繞組自冷式變壓器)額定電壓、短路阻抗、接線方式。各側(cè)出線參數(shù)：線型、功率、功率因數(shù)、線長(zhǎng)供電方式等。系統(tǒng)示意圖如圖所示：,2 互感器的配置,電流互感器的選擇：額定輸出容量的選擇；準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇；出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)，推薦采用10P型準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)的電流互感器鐵芯。接線方式

3、10kv側(cè)選用兩相三角形接法，35kv側(cè)選用兩相星型接法，110kv側(cè)選用三相星型接法?；ジ衅鞯燃?jí)統(tǒng)一選用靈敏度0.5級(jí)10P20，,3 繼電保護(hù),變壓器保護(hù)： 過(guò)負(fù)荷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)、零序電流 保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。母線保護(hù)線路保護(hù) 線路的相間距離保護(hù)、三段式電流保護(hù)。自動(dòng)重合閘,3.1變壓器保護(hù),3.1.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 用于主變保護(hù)，反映變壓器繞組和套管、引出線上的相間短路

4、，同時(shí)也是變壓器繞組匝間短路的監(jiān)測(cè)，還能反應(yīng)出變壓器繞組中性點(diǎn)直接接地、引出線的單相接地短路。,計(jì)算二次額定電流，確定保護(hù)的基本側(cè)（10kV側(cè) ）：,縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定： 按變壓器外部三相短路時(shí)不平衡電流的最大電流來(lái)整定 I dz = K k K fzq ? K tx f wc + ? U ? f za I d.max 3 K k 取1.3 =994（A）

5、 按躲開(kāi)變壓器的勵(lì)磁涌流整定 I dz = K k ? I e.B （ K k 取1.5） =2598.15（A） 按躲開(kāi)互感器二次回路斷線時(shí)的變壓器最大電流整定 L dz = K k ? I th.max

6、 （ K k 取1.3） =2251.7（A）,差動(dòng)保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)： 基本側(cè)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流值: I dz,j,jb = k jx ? I dz n 3 = 3 ×2598.15 3000 5 =7.5 A I dz,mi𝑛 是保護(hù)動(dòng)作的最小值； K lm = K con I k .min

7、 I dz,mi𝑛 ? 𝑛 𝐿.𝑗𝑏 = 3 ×9.66×100 7.5× 3000 5 =3.72>2 (符合要求) 所以系統(tǒng)10kv側(cè)的整定電流為7.5A 動(dòng)作時(shí)限為0秒。,3.1.2瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)的原理圖，如下圖所示：瓦斯保護(hù)的整定：輕瓦斯整定范圍：250-3

8、00 cm 3 一般整定在250 cm 3 。重瓦斯按油速整定，整定范圍:0.6-1.5m/s，一般整定在1m/s。,3.1.3復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 安裝在110kV高壓側(cè)的過(guò)電流保護(hù)主要由電流繼電器、低電壓繼電器、撫恤電壓繼電器組成。 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限：第一時(shí)限使中壓側(cè)斷路器跳開(kāi)，0.5s時(shí)限切除；第二段時(shí)限使變壓器三側(cè)的斷路器跳開(kāi)，1s時(shí)限切除。 110kV側(cè)動(dòng)作電流值： I op = k rel

9、 k re I N.st = 1.15 0.85 × 31500 3 ×11 =214（A） 正常運(yùn)行方式下電流應(yīng)該小于線路末端的最大電流變比1.3，所以需要進(jìn)行靈敏度校驗(yàn) K sen = 3 2 I d.min (3) I OP = 3 2 ×1.33×1000 213 =5.4>1.3（靈敏度符合要求）,3.1.4過(guò)負(fù)荷保護(hù)

10、為保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍外的相間短路而加設(shè)變壓器的過(guò)流保護(hù)；可靠系數(shù)為1.05，返回系數(shù)為0.85，過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在110kV側(cè) 按照躲開(kāi)變壓器額定電流來(lái)整定： I dz = K k K h ? I N = 1.05 0.85 × 31.5× 10 3 3 ×115 =195.35 A 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為1s，比變壓器的復(fù)合電壓保護(hù)時(shí)間大0.5s。,3.2 母線保護(hù),本次設(shè)計(jì)的11

11、0kV變電站中，110kV母線均采用單母線接線，對(duì)于單母線的保護(hù)，這里采用母線完全電流差動(dòng)保護(hù)。躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流時(shí)，其動(dòng)作電流計(jì)算如下：110kV母線： I op.K ≥ K rel I dsp.max =10.92（A）35kV母線： I op.K ≥ K rel I dsp.max =5.343（A）10kV母線： I op.K ≥ K rel I dsp.max =0.808（A）,躲過(guò)電流互感器

12、二次回路單相接地短路時(shí)流過(guò)差動(dòng)繼電器的最大電流，其動(dòng)作電流計(jì)算方法及計(jì)算過(guò)程如下：110kV母線： I op.K ≥ K rel I 1.max n TA =1.3×350/40=11.38（A） 35kV母線： I op.K ≥ K rel I 1.max n TA =1.3×490/100=6.37（A）10kV母線： I op.K ≥ K rel I 1.max n TA

13、=1.3×550/600=1.19（A）,由計(jì)算可知靈敏度系數(shù)都大于2，所以整定值符合要求。對(duì)保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，其值≥2。 K sen = I k.min I op.k × n TA 110kV母線： K sen = I k.min I op.k × n TA = 22.65×1000 11.38×40 =49.76>235

14、kV母線： K sen = I k.min I op.k × n TA = 4.34× 3 ×1000 6.37×100 =5.9>210kV母線： K sen = I k.min I op.k × n TA = 9.66× 3 2 ×1000 1.19×600 =11.7>2由計(jì)算可知靈敏度系數(shù)都大于2，所以

15、整定值符合要求,3.3 線路保護(hù),線路保護(hù)的整定計(jì)算：110kv側(cè) 距離Ⅰ段 Z OP1 I ≤ k rel ? Z L （本段 k rel 取0.85） 代入數(shù)據(jù)可得各出線的最大動(dòng)作阻抗（Ω） 距離Ⅱ段 Z OP1 II = k rel ? Z L （

16、本段 k rel 取1.3）,距離Ⅲ段 Z op1 III = Z L.min K rel K re K zq Z L.min = 0.9 E e 3 I L.max （ K rel =1.3 K re =1.2 K zq =2 ）式中的 E e 為額定線電壓， I L.max 為線路的最大負(fù)荷電流。整定阻抗值（Ω）,靈敏度校驗(yàn) K sen = Z OP

17、1 II Z I L-1 K sen = 63.17 20.2 =3.13>1.5L-2 K sen = 52.34 24.24 =2.16>1.5L-3 K sen = 57.25 21.25 =2.69>1.5L-4 K sen = 65.43 17 =3.85>1.5由以上計(jì)算可知整定結(jié)果符合要求10kv側(cè)線路保護(hù)：Ⅲ段式電流保護(hù)（整定及校驗(yàn)同35kv側(cè)）,35k

18、V線路距離保護(hù)的整定三段式距離保護(hù)；（整定及校驗(yàn)同110kv側(cè)）三段式電流保護(hù)：Ⅰ段電流保護(hù) I op I = k rel I d.max （ k rel =1.2） I d.max 是線路在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流值 靈敏度校驗(yàn)：假設(shè)線路30%處發(fā)生 d (2) 短路故障進(jìn)行校驗(yàn)： I d.min (2) = 3 2 1 X d2 +30%

19、x L S B 3 U B = 1 2 1 X d2 +30% x L S B U B,Ⅱ段電流保護(hù) I op II = I d.min (2) k sen （本段 k sen =1.3）Ⅲ段電流保護(hù) I op Ⅲ = I jh.max (2) k rel k zq k re

20、 （ k rel =1.2 , k re =0.85 , k zq =2）靈敏度校驗(yàn) k sen = I k.min (2) I op >1.3~1.5,4 短路電流計(jì)算,母線主變標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算（ S B =100MVA, U B = U AV , S N =31.5MVA） X T1 =0.34 X T2 =?0.008 X T3 =0.21,三相對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算 S B =1

21、00MVA U d1 =115kV U d2 =37kV U d3 =10.5kV,不對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算計(jì)算采用對(duì)稱(chēng)分量法系統(tǒng)電源的容量以近似按無(wú)限大系統(tǒng)即是： I d (2) = 3 /2 I d (3) 最大運(yùn)行方式下： I d1 (2) = 3 /2 I d1 (3) =22.65（kA）最小運(yùn)行方式下： I d1 (2) = 3 /2 I d1 (3) =22.65（kA）,線路短路電流

22、計(jì)算變電站各側(cè)線路的阻抗參數(shù)LGJ-300型線路 x 0 =0.404(Ω)/kmLGJ-120型線路 x 0 =0.435(Ω)/km LGJ-150型線路 x 0 =0.425(Ω)/km實(shí)際計(jì)算阻抗有名值為：x= x 0 ?l(Ω) 計(jì)算阻抗值和標(biāo)幺值最后進(jìn)行各側(cè)出線的短路電流最大運(yùn)行方式、最小運(yùn)行方式110kv側(cè) D1，d2、d3 短路35kv側(cè)d3短路,總結(jié),本次設(shè)計(jì)主要利用電力系統(tǒng)分析知識(shí)求分析各