变电所主接线及线路电流保护设计.doc

南京XXXX大学电气工程课程设计报告第27组姓名：Xxx学 号：200xxxx0941学 院:自动控制学院专 业:电气工程及其自动化指导教师： xxx 2009 年 12 月 23 日一、分析原始资料为满足某地区发展和人民生活电力的需要，经系统规划设计论证，新建一所220kv变电1.1 建设规模1.1.1 本所安装2台120MVA主变压器1.1.2 电压等级220/110/10KV1.1.3 各电压侧出线回路数：220kv侧4回，110kv侧8回，10kv侧16回。1.2各侧负载情况110kv侧有2回路线供电给远方大型冶炼厂，其容量为60MVA；其他作为各地区变电所进线，其最小负荷与最大负荷之比为0.65。10kv总负荷为50MVA，一，二类负荷用户占70%：最大一回出线负荷为5MVA,最小负荷与最大负荷纸币为0.65。1.3系统阻抗220kv近似为无线大功率电源系统，以100MVA为基准容量，规算至本所220kv母线阻抗为0.021，；110kv侧电源容量为800MVA,以100MVA为基准容量，规算至本所110kv母线阻抗为0.12。1.4变电所外接线路采用三段式电流保护，相关参数如下： 1.4.1线路AB,BC的最大负荷电流分别为230A,150A;负荷自启动系数Kst=1.5;1.4.2各变电所出线上后备保护的动作时间如图所示；后备保护的t=0.5s;1.4.3线路的电抗为0.4欧姆/千米二、 设计说明书1.1 对待设计变电所在电力系统中的地位、作用及电力用户的分析待建变电所包括两个主变压器和若干个辅助变压器，主变压器供电电压为220KV。高压母线为220kV，有6回出线；中压侧母线为110KV，有8回出线，其中2回出线供给远方大型冶炼厂用电（容量为60MVA），其余作为地区变电所的进线；低压母线10kV，有12回出线，总负荷为50MVA，一二类负荷用户占70%。1.2 主变压器的选择根据变电所的具体情况和可靠性的要求，变电所选用两台同样型号的三绕组变压器，根据给定的容量和变压器的电压等级选用主变压器型号SFS7-120000/220 。1.3 主接线的确定 1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。 2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。 3）各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。 4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。 5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。1.4电气设备的选择根据电气设备选择的一般原则，按正常运行情况选择设备，按短路情况进行校验，同时兼顾今后的发展，运用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。 各种设备选择的结果见表。型号额定容量（KVA）额定电压（KV）连接组别损耗（KW）空载电流（%）阻抗电压（%）总质量（t）高压中压低压短路空载高低高中中低SFS7-120000/22012000022012111Yd114801380.8231381751.5 所用电的接线方式与所用变的选择（1）所用电的引接。为了保证所用电供电的可靠性，220KV采用双母线加旁路接线方式；110KV侧一类用户采用双母线加旁路接线，其余用户接线采用单母线旁路分段接线；10KV侧一二类用户采用双母线加旁路接线，其余采用单母线分段接线。所用变压器采用断路器和隔离开关与母线相连。（2）辅助变压器的选择，可通过对变电所用电负荷的大小以及负荷的需求系数，求得最大需求容量来选取容量。1.6互感器的选择互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器，互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100，100/）和小电流（5，1A），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。互感器包括电流互感器和电压互感器两大类。互感器电流互感器电压互感器特点一次绕组串在电路中，且匝数少，电流互感器在近于短路状态下运行容量小 ，近似于一台小容量变压器，电压互感器在近于空载状态下运行隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电站中常用的开关电器。它需与断路器配套使用，但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关与断路器相比，项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。16.1电流互感器的选择电流互感器的作用是将一次回路中的大电流转换为1A或5A的小电流以满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。准确级一次电流为额定电流的百分数（%）误差限值二次负荷变化范围电流误差（%）相角差（%）1.01020100-12010.750.5604530（0.25到1）sN2cos=0.8（滞后）1.6.2 电压互感器的选择 电压互感器是把一次回路高电压呀转换为100V的电压,以满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。在并联电容器装置中，电压互感器除作测量外，还作为放电元件。准确级误差限值一次电压变化范围二次绕组负荷变化范围电压误差（%）相角差（%）11.040（0.85到1.15）UN1（0.25到1）sN2cos=0.8（滞后）1）种类和型式选择应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的种类和型式。2）额定电压和电流的选择，3）准确级规程规定，用于变压器，所用馈线，出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为0.5级，供运行监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，期准确等级要求一般为1级，在电压二次回路上，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确等级。1.7 互感器的配置按照监视、测量、继电保护和自动装置的要求，配置互感器。（1）电压互感器的配置。电压互感器的配置应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）电流互感器的配置。所有断路器的回路均装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置要求。电流互感器一般按三相配置。1.8短路电流水平根据线路、变压器的等值阻抗，计算出系统的短路电流，若条件充分的话，则计算出系统最大运行方式下的短路电流，为母线系统的设计和电气设备的选择做好准备。若短路电流过大，就要考虑采取限流措施。对于继电保护的灵敏度校验，需要系统最小运行方式下的短路电流，此两点在此设计书中不做计算。其结果见第二部分的短路电流计算。1.8 继电保护配置（1）变电所的外接线路采用三段式电流保护。电流速断保护和限时电流速断保护相配合，保护该线路的全长，同时限时电流速断可以作为下一级变压器的近后备保护，保护变压器一部分。而定时保护又作为相邻线路的远后备。（2）主变的保护。由于所选用的变压器容量较大，所以变压器采用三相三继式电流保护。1.9 防雷规划本工程采用110KV、10KV、220KV配电装置上设避雷器。为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。采用避雷器来防止雷电侵入波对电气设备绝缘造成危害。220、110kV侧的避雷器选择FZ-220、FZ-110，10kV侧的避雷器选择FZ-10，其额定电压和灭弧电压均能满足要求，而金属氧化锌避雷器比普通阀型避雷器具有无续流、通流容量大和结构简单等优点，但考虑到成本问题，而且普通阀型避雷器能满足要求，所以选择FZ-220、FZ-110和FZ-10。三、计算参数1.变压器参数计算型号额定容量（KVA）额定电压（KV）连接组别损耗（KW）空载电流（%）阻抗电压（%）总质量（t）高压中压低压短路空载高低高中中低SFS7-120000/22012000022012111Yd114801380.8