220kV变电站电气二次部分初步设计1

毕业设计(论文)课题名称LWB220kV变电站电气二次部分初步设计学生姓名付晓雷学号0941201010系、年级专业电气工程系、09级电气工程及其自动化指导教师何建政职称高级工程师2013年5月17日I内容提要变电站二次部分设计是变电站设计中不可缺少的环节，变电站的二次部分包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置，为能实现对全站的主设备、输、配电线路的自动监视、测量、控制和微机保护以及调度通信的综合性的自动化二次系统。合理的方案设计和整定计算对保证变电站安全、稳定、可靠的运行起着非常重要的作用。本设计主要介绍了LWB地区的某220kV变电站电气二次部分的初步设计。首先结合原始资料，根据主接线形式完成短路计算，然后结合已经获得的资料完成主变继电保护的配置、整定计算和设备选型，主变各侧断路器控制和信号回路设计，主变220kV侧隔离开关电动操作机构设计，变电站公共部分设计及其通讯部分的概述，同时完成绘制各个部分设计图纸。关键词：短路计算；继电保护；整定计算；二次系统；断路器控制IISummarySubstationsecondarypartdesignisindispensableinthedesignofsubstation,substationofthesecondpartincludesmeasuringinstrument,signalsystem,relayprotectionandautomaticdeviceandremotedevice,inordertorealizethetotalstation'smainequipment,transport,distributioncircuitofautomaticmonitoring,measurement,controlandmicrocomputerprotectionandschedulingcommunicationcomprehensiveautomationofquadraticsystem.Reasonabledesignandsettingcalculationtoensuresubstationsafe,reliable,andstableoperationplaysaveryimportantrole.ThisdesignmainlyintroducestheLWBregionofa220kVsubstationelectricalsecondarypartofthepreliminarydesign.Combiningwiththerawdatafirst,accordingtothemainwiringshortcircuitcalculationformiscomplete,andcombiningwiththedataofhavebeencompletedmaintransformerrelayprotectionconfigurationandsettingcalculationandequipmentselection,themainvariableineachsideofthecircuitbreakercontrolsignalandcircuitdesign,maintransformerof220kVsideelectricisolationswitchoperatingmechanismdesign,substationoverviewofpublicpartsdesignandcommunication,andcompletedrawingpartsdesigndrawings.Keywords:shortcircuitcalculation;Relayprotection;Settingcalculation;Secondarysystem;Thecircuitbreakercontrol.目录内容提要………………………………………………………………………ⅠSummary………………………………………………………………………Ⅱ第一部分设计说明书1概述…………………………………………………………………………11.1原始资料分析……………………………………………………………11.2运行方式的确定………………………………………………………32短路电流计算……………………………………………………………52.1概述………………………………………………………………………52.2短路计算的目的………………………………………………………52.3短路计算条件………………………………………………………52.4短路点的确定………………………………………………………62.5计算方法及结果………………………………………………………63互感器的配置与选型………………………………………………………83.1电流互感器的配置………………………………………………………83.2电压互感器的配置………………………………………………………83.3电流互感器的选型………………………………………………………83.4电压互感器的选型………………………………………………………94电力变压器的保护配置与整定……………………………………………114.1电力变压器保护配置概述………………………………………………114.2三绕组变压器保护配置的基本要求……………………………………..114.3变压器保护方式的确定………………………………………………124.4变压器保护装置选型………………………………………………185主变各侧断路器控制和信号回路设计……………………………………205.1变电站断路器控制方式………………………………………………205.2几种LW2型断路器操作开关的接点形式………………………………225.3断路器控制回路的要求………………………………………………235.4断路器控制回路方案比较………………………………………………235.5断路器自动跳、合闸的信号回路……………………………………285.6主变各侧断路器控制和信号回路设计……………………………316主变220kV侧隔离开关电动操作设计………………………………326.1隔离开关控制方式和回路构成原则…………………………………326.2主变220kV侧隔离开关电动操作设计…………………………………327公共部分设计……………………………………………………………347.1直流系统设计……………………………………………………………347.2不间断电源系统（UPS）……………………………………………347.3全站时间同步系统………………………………………………………357.4二次设备的接地…………………………………………………………368变电站通讯部分概述……………………………………………………378.1站内通信的分类…………………………………………………………378.2站内通信组织设施和要求………………………………………………37第二部分设计计算书9短路电流计算………………………………………………………………399.1等值电路的制定…………………………………………………………399.2对称短路电流计算………………………………………………………409.3不对称短路电流计算……………………………………………………4610主变压器继电保护整定计算……………………………………………5310.1瓦斯保护的整定………………………………………………………5310.2电流速断保护的整定………………………………………………5310.3纵联差动保护的整定………………………………………………5310.4变压器后备保护的整定………………………………………………5510.5变压器方向性零序电流保护的整定…………………………………5610.6中性点直接接地电网的零序电流保护整定…………………………5610.7变压器过负荷保护的整定……………………………………………57总结……………………………………………………………………58参考文献………………………………………………………………………59致谢……………………………………………………………………………60附图一主变保护配置图附图二主变保护交流电流电压回路图附图三主变保护直流回路图附图四主变220kV侧断路器控制与信号回路图（一）附图五主变220kV侧断路器控制与信号回路图（二）附图六主变110kV侧断路器控制与信号回路图附图七主变10kV侧断路器控制与信号回路图附图八RCS978E接点联系图（一）附图九RCS978E接点联系图（二）附图十变压器保护柜端子排图（一）附图十一变压器保护柜端子排图（二）邵阳学院毕业设计（论文）11概述1.1原始资料(1)建所目的LWB地区新建孟寨变电站，主要供电孟寨县并为柳林、石佛、徐庄4县水电外送提供接入点，提高了电源外送和用户供电的可靠性，加强地区220kV电网，为地区中间变电站。(2)拟建变电所概况孟寨220kV变电站接入系统方案：即大桥线单回剖进孟寨变，孟寨~融城改为新建220kV线路，导线型号改为LGJ-2×300，新建孟寨~滨河~华西220kV线路，如图1.1所示：图1.1新建孟寨变方案图孟寨220kV变电站为220/110/10kV三级电压，由220kV和110kV两级电压接入系统。主变容量本期2×180MVA，终期2×180MVA。220kV远景出线为6回，本期3回（即至滨河2回，融城1回）。电气主接线采用双母线接线。110kV终期出线6回，本期出线8回，用双母线接线。110kV断路器选用瓷柱式SF6气体绝缘单断口断路器，期额定电流为2000A,开断电流为31.5kA,3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。邵阳学院毕业设计（论文）210kV本期出线10回，终期出线12回。无功补偿容量为12×7.2Mvar并联电容器和1×10Mvar并联电抗器，采用单母线分段接线。10kV经过限流电抗器后的开断电流要求大于20.46kA，断路器选用VS1-10型真空断路器。进线额定电流为4000A，出线额定电流为1250A，进线断路器开断电流为40kA，出线断路器开断电流为31.5kA。系统接线如图1.2所示：图1.2系统接线简图(3)变压器参数选用三相自然油循环风冷三线圈有载调压变压器，两台主变压器均采用中性点直接接地的形式，220、110kV中性点采用隔离开关接地的方式，10kV为三角形接线，为不接地系统。型号：SFSZ9-180000/220接线组别：YN,yn0,d11电压比及抽头：230±8×1.25%/121/11kV容量比：180/180/90阻抗电压参考值：(%)21KU=12～14(%)32KU=7～9(%)31KU=22～24220kV中性点绝缘等级：110kV110kV中性点绝缘等级：60kV(4)短路电流计算参数全省220kV及以上网络参与计算。短路水平年按远景水平年考虑。短路阻抗不含变电站本身阻抗。邵阳学院毕业设计（论文）3短路阻抗为标幺值，其基准值为：MVASB100，avVVB。（4）大方式系统短路阻抗正序网络如图1.3所示，零序网络如图1.4所示：图1.3系统正序网络图图1.4系统零序网络图(5)变电站本期出线潮流估计如下表1.1所示：表1.1系统出线情况电压等级间隔方向线型长度（km）输送潮流(MW)220kV孟寨-滨河LGJ-2×30050-395~+100孟寨-滨河LGJ-40050-234~+100孟寨-融城LGJ-40017-234~+234110kV孟寨-昊元LGJ-1853.3-40~+70孟寨-大冶LGJ-1857-40~+70孟寨-宣化LGJ-18541-40~+70孟寨-颍阳LGJ-24013-50~+80孟寨-宝丰LGJ-24027.5-50~+80孟寨-宝丰LGJ-24027.5-50~+801.2运行方式的确定电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满