35Kv变电站二次电气部分设计.docx
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1、摘要变电站二次部分设计是变电站设计中必不行少的环节,变电站的二次部分包括测量仪表、信号系统、继电爱护、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、限制和微机爱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平安、稳定、牢靠的运行起若特别重要的作用。本设计是依据平煤八矿35kv变电站改造工程的技术要求,结合其一次部分设计的实际状况,设计出的套符合要求的爱护配置方案。设计的主要内容是对35kv变电所次部分进行相应的维电爱护设计和二次回路初步设计。其中主要包括:主变压器的爱护方案设计及整定计算:母线爱护的配置与整定计算:断路器、隔离开关的限制
2、及操作回路设计;互感器的配置与接线设计;信号回路设计等。依据变电站一次部分设计的特点和要求,对其变压器、母线等一次设备的选型和接线方式进行分析,最终采纳南瑞维保公司生产的爱护设备,如变压器的爱护配置选用的型号为RCS-9679变乐器爱护装置,该爱护装置集变乐器主爱护、后备爱护、非电气量爱护为体的综合自动化爱护装置,且完全满意35kv电压等级的变电站设计的须要。关能词:变电站,微机爱护,整定计算,二次系统AbstractThetwopartofthedesignofsubstationsubstationdesignistheessentia1.1.inkinsubstation.twopart
3、isinc1.udedfor11wasuringinstrument,signa1.system,re1.aypre1.ection,automaticdeviceforte1.econtro1.devicedeve1.opmenttoachievethestation,smainequipmentandtransmission,distribution1.ineautomaticn)nitoring,measurement,automaticcontro1.andmicrocomputerprotectionandschedu1.ingcommunicationofintegratedaut
4、omationsystemfortwotimes.Reasonab1.edesignandsettingca1.cu1.ationoftransformersubstationtoensuresafe,stab1.e,re1.iab1.eoperationp1.aysaveryimportantro1.e.Thisdesignaccording1.othecoa1.mineeight35kVsubstationprojectIechnica1.requirements,combinedwiththeactua1.situationofapartdesign,designasetofcomp1.
5、iancewiththerequirementsoftheprotectionconfigurationscheme.Designofthemaine1.ementsofthc35kVsubstationisapartofthecorrespondingdesignofre1.ayprotectionandtwo1.oopPrCIiminarydesign.Whichmain1.yinc1.ude:maintransformerprotectionschemeandse1.1.ingca1.cu1.ation;busprotectionconfigurationandsettingca1.cu
6、1.ationofcircuitbreaker,iso1.atingswitch:thecontro1.andoperationofcircuitdesign;IranSfOnnerconfigurationandwiringdesign;signa1.circuitdesign.Onthebasisofasubstationpartofthedesignrequirementsandthecharacteristicsofthetransformer,bus.etc.oncethese1.ectionofequipmentandwiringmodeana1.ysis,eventua1.1.y
7、adoptingNARI-RE1.AYSisthep111.uctionoftheprotectiveequipment.SuchasthetransR)r11wrprotectionconfigurationse1.ectionofmode1.sfortheRCS-9679protectiondeviceoftransformer,theprotectivedevicesettransformermainprotection,back-upprotection,none1.ectricityprotectionasoneoftheintegratedautomaticpre1.ectiond
8、evice,andfu1.1.ymeetthe35kVvo1.tagetransformersubstationdesignneeds.Keywords:SubstaiiotbMicrocomputer.Settingca1.cu1.ationSecondarySystem书目1绪论O1.1 概述O1.2 国内外探讨现状和发展O1.3 本设计课题的主要内容I2变压器微机爱护设计22.1 变电站一次部分设计基本参数22.1.1 变电站的主接线形式22.1.2 变电站的主变压器22.1.3 变电站的短路计鸵数据22.1.4 变电站的主要配电装置32.2变压涔故障类型及相应爱护32.3主变压器爱护配
9、置方案与选型42.3.1变压器爱护配置方案42.3.2主变压涔爱护配置选型42.4 变压器主爱护51 .4.1基本配置及规格52 .4.2变压器差动爱护53 .4.3装置动作原理说明64 .4.4爱护总体流程82.5 后备爱护配置方案设计92.6 6非电气室爱护配置方案设计92.7 变压器比率制动差动受护的整定计算93母线微机爱护设计133.1 母线爱护配置原则与规范133.2 母线爱护配置方案设计与选型133.3 母线爱护配置及爱护原理133. 3.I母线差动爱护154. 3.2断路器失灵爱护153.4IOkV母线比率差动爱护的整定计算164断路器、隔离开关的限制及操作回路设计185. 1断
10、路器、隔离开关的配置原则与规范184.1.1断路器限制回路设计原则184.1.2隔离开关限制回路设计原则184.2限制及操作回路设计194.2.1智能操作箱选型194.2.2PCS-222。智能操作箱功能配置194.2.3各插件简要说明204.2.4指示灯说明255互感器的接线设计265.1 常规互感落与电子式互感器比较265.2 互感器的选型275.2.1互感器的选择275.2.2PCS-220系列合并单元介绍285.3互感器配置方案296信号回路和微机爱护组屏方案设计306.1变电站信号回路设计306.1.1IEC61850介绍306.1.2GOoSE介绍316.1.3变电站GOoSE组网
11、316.2变电站组网方案326.2.1变压器爱护组网方案326.2.2母线爱护组网方案33结论35参考文献36致谢38附录39附图AReS-9679变压器爱护装置逻辑框图39附图B35kv变电站微机爱护配置图391.1 概述变电站是电力系统组成的个重要环节,它是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和安排电能的作用。变电站能否平安运行关系到电力系统的稳定和平安。因此对变电站进行监控和爱护具有特别重要的意义。变压器是变电站重要的电气设备,由于变压器本身结构困难、造价昂货,一旦因故障而遭到损坏,其检修难度大,检修时间长,将造成巨大的经济损失.近年来,施若电力系统规模的扩大,电压等缎的上升,大容显变压
12、器应用日趋增多,对变压器爱护有更高的要求。母线的平安牢靠运行也会影响变电站的正常运转。当母线上发生故障时,假如不能快速切除故障,将会破坏变电站的稳定运行,严峻时将造成电力系统的全大事故。因此,在善要的35kV及其以上的发电厂或变电所的外线上,都须要装设专用的母线爱护装置.爱护的合理配置以及整定计算是变电站继电爱护设计的个重要环节,爱护的合理设计与选型是保证电网平安稳定运行的基础,而爱护定值的正确与推翻定着爱护装置能否有效发挥作用。无论爱护装置采纳的原理多么先进,算法多么精确,硬件设计多么严密牢靠;,假如给定的整定值是错误的,则爱护装置就不行能正常工作,所以正确的继电爱护整定值是继电爱护装置有效
13、发挥作用的一个班要条件,因此驾取相关受护原理和正确的整定计尊是确定合理的爱护配置方案设计的必要条件.1.2 国内外探讨现状和发展在变压器爱护的配置上,国内外采纳的是基石微机成套的综合自动扮装置对变压器进行过电流爱护、电流速断爱护、纵联差动爱护、单相接地爱护和过负荷爱护。例如,许继、南瑞继保、北京四方等公司生产的相关产品。支持变电站须要的爱护、测量、监视、限制功能。在35千伏电压等级的变电所应用广泛。母线爱护配置方面,微机型母线爱护现在主要向着集中式布置和分散式布置两个方向发展。目前研制胜利并投入运行的微机型母线爱护装置国内产品主要有:许继4IZ-800型微机爱护装置.国电谢自WMZY1.A、W
14、HZ-4IB型微机母线爱护装理,深圳南JBP-2ABP-2B型微机母线爱护装置,南瑞继保RCS-915型微机母纹受护装置等:国外产品有:国外西门子(Siemens)公司研制的SIPROTEC7SS60型集中式微机母线爱护和7SS52型分布式微机母线北京和断路器失灵爱护,通用(GE)电气公司的B30和B90型微机母线差动爱护,ABB公司REB500型分布式微机理线和断路器失灵受护等.变电站综合自动化系统在我国应用范围已经相当广泛,其国内主要的公司和产品已有:北京四方公司的CSC2000系列综合自动化系统,南京南瑞集团公司的BS.J-220计算机监控系统,南京南瑞维保电气有限公司的RCS9000系
15、列综合自幼化系统,上海患安变电站自动化监控系统,国电南自PS6000系列综合自动化系统,许昌继电器自动化公司的CBZ-8000系列综合自动化系统等。近年来特别规互感器、【EC61850标准、网络通信技术和智能断路器技术的发展对变电站综合自动化系统的应用有巨大的突破.这些新技术在常规变电站系统应用技术上突破了“瓶颈”,引领将来变电站综合自动化系统的发展趋势,变电站综合自动化系统所涉及的监控、远动、维电爱护、自动平安装置设备的牢靠性、实时性、经济性将得以快速提高。1.3 本设计课题的主要内容本设计是对35kv变电所一次部分进行相应的继电爱护设计和二次回路初步设计,其主要包括:主变压耦爱护方案设计及
16、整定计算:母线爱护的配置与整定计算:断路器、隔高开关的限制及操作回路设计:互感器的配置与接线设计:信号回路设计等.2变压器微机爱护设计2.1 变电站一次部分设计基本参数2.1.1 变电站的主接线形式35kV变电站的电气主接线:35kV(W为全桥式接线,IOkV便为单母分段接线。2.1.2 变电站的主变压器变电站变压器选用2台S1.I系列变压器,两台互为备用运行方式.表2.1变压器参数变乐潺型号联结组标号额定电压(kV)阻抗电质()损耗(ki空我负我S1.1-25000/35YNd1.138.5+2X2.5%8.01693.52.1.3 变电站的短路计算数据系统取基准容量Sb=100MVA,基准
17、电压:UBH=37KV、Ib1.=10.5KV:变压器各侧额定数据见表2.2所示。表2.2变乐器各例额定数据变压器各恻额定电压kV额定一次电流kA额定二次电流k商压恻350.7142.5低一例102.58.75变电站系统最大运行方式和最小运行方式卜.,短路计鸵数据。见表2.3,表2.4,表2.5所示。表2.3变电站系统最大运行方式三相短路计算数据短路类型短路点位置短路平均电压(kV)基准电流(kA)短路电流周期重出起始有效位(kA)短路电流冲击值(kA)短路全电流最大有效值(kA)35kV母线37110.22615.504IOkV母线10.5117.5744.8126.71表2.4变电站系统最
18、小运行方式相短路计算数据短路类里短路点位置短路平均电压(kV)联准电流(kA)短路电流周期JR量起始有效值(kA)短路电流冲击(kA)短路全电流城人有效值(kA)35kV母规3717.57I9.31.11.51IOkV母战10.5110.1626.6615.90表2.5变电站系统呆大、最小运行方式两相短路计修数据两相短路电流k35kVMIOkV恻最大运行方式8.8322.77最小运行方式6.569.062.1.4 变电站的主要配电装置变电站主要配电装置如表2.6所示。表2.6主要配电装置电压等级配徨形式装置型号35KY侧屋内KYN61-40.5(三)型型铠装移开式户内沟通金M封闭开关柜IOKV
19、WJ屋内KYX28-12型铠装移开式户内沟通金属封闭JF关设备2.2 变压器故障类型及相应爱护变压器的故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类,油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路,以及铁芯烧毁等:油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路.变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路,接地短路引起的相间过电流和零序过电流,负荷超过其额定容量引起的过负荷,油箱漏油引起的油面降低以及过电压、过励磁等。依据电力装置的维电爱护和自动装置设计规范GB5006292对电力变压器常配置以下几种爱护:瓦斯爱护:爱护变压器内部短路和油面降低的故障.差动爱护、电流速断爱护:爱护变压器绕组或用
20、出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。过电流爱护:爱护外部相间短路,并作为瓦斯爱护和差动爱护(或电流速断爱护)的后备爱护。零序电流爱护:爱护大接地电流系统的外部单相接地短路。过负荷受护:爱护对称过负荷,仪作用丁信号过励磁爱护:爱护变压器的过励磁不超过允许的范围.2.3 主变压器爱护配置方案与选型电力变压器是变电站业要的电气设备,它若故障而不能刚好处理将对供电牢减性和系统的正常运行带来严修的影响,将导致供电范围大面积的停电,危及煤矿平安生产。为了保证变电站平安桎定运行,对主变乐器装班具有灵敏性强、牢狂性强和选择性好的微机爱护极为重要。2.3.1 变压器爱护配置方案变乐器配
21、置的爱护可以分为本体爱护和电气爱护两类:变乐罂的本体爱护也称为非电量爱护,主要包括气体维电潜动作、油位异样、油温异样等,这些现象可能是由变压器构造故障造成的,例如变压器漏油:也有可能是电气缘由造成但由非电气量反映的,例如匝间短路导致变压器油产生气体进而启动气体继电器。变压器的电气爱护依靠采集相关电流量、电压量完成。电气爱护主要包括差动爱护、电流速断速护、过负荷受护等。电气爱护反映变压器间隔的短路故蹿及接地故障以及变压器外部故障引起的变压器过电流等。依据D1.400916维电器爱护和平安起动装置技术规程的规定配置如下:主爱护差劲速断、比率差动爱护:爱护动作跳开主变压器各(W断路器。后备爱护D离、
22、低压侧配置匆合电压闭锁过流爱护,爱护动作延时跳开主变压器各侧断路器.2)配置零序电压爱护,爱护动作延时跳升主变压器各侧断路罂。3)各侧均配置过负荷发信、过我闭锁有我调压、过负荷启动风冷等爱护。非电量爱护按主变压器厂的要求,装设瓦斯爱护、压力科放、过温爱护等非电量爱护。跳闸型非电量瞬时或延时跳闸,信号型非电量瞬间发信号.2.3.2 主变压器爱护配置选型依据一次部分变压器的选型为S11-25000/35+22.5%10.5kv,二次部分主变压器爱护选型为南瑞继保RCS-9679变压器爱护装置,其中包括差动爱护、后符夏护、以及非电气量爱护,满意对主变压器爱护的要求.2.4 变压器主爱护2.4.1 基
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