110kV变电所继电保护设计及分析最详细

1、完成商业计划主题：导师：名称：类别：日期：摘要作为中国最重要的能源产业，中国的电力产业一直处于优先地位，电力企业的发展也是引人注目的。电力系统的快速发展对继电保护提出了新的要求，这也使得继电保护发展迅速。本次毕业设计以110千伏变电站的变压器、输电线路和电气接线方式为主要原始数据。本次设计主要针对110KV变电站的继电保护设计。根据原始数据提供的变电站一次系统图，重点介绍了变压器差动保护、气体保护以及线路速断保护和过流保护。通过计算比较，确定了变电站电气设备保护和自动装置的初步设计方案和配置选择，确定了保护计算的运行方式。关键词：线路继电保护，变压器继电保护内容第一章引言.4第二章主要电气线路

2、.6第三章电气设备介绍.13第四章继电保护基础知识.15第五章主变压器的继电保护.19第六章110千伏线路继电保护.23第七章结束语.25第8章参考文献.26第一章是关于情绪第一节电力生产的重要特征电力生产过程不同于其他工业生产过程的一个重要特征是，它的生产、输送、改造、分配和消耗等几个环节是同时同步和瞬时完成的。电力生产过程需要严格的供需动态平衡。一旦失去平衡，生产过程将被破坏，甚至系统将崩溃，正常生产将无法维持。随着经济的快速发展，负荷大幅增加，使得电网规模不断扩大。高压、大机组、远距离输电和电网互联的趋势使得电网结构越来越复杂。加强电力资源的优化配置，最大限度地满足电力需求，保证电网的安

3、全稳定，已经成为人们讨论的问题之一。虽然系统中所有可能被短路电流损坏的一次设备都已经过短路动态和热稳定性的验证，但这只能保证它们能够在短时间内承受短路电流的损坏。随着时间的推移，它将毫无例外地被摧毁。在供电系统中，不可能完全消除电路事故。继电保护是电力系统的一种反事故自动装置，当系统发生故障或运行异常时，能快速准确地切断故障元件或发出信号及时处理。由此可见，继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，在保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障和事故扩大方面发挥着极其重要的作用。因此，绝对有必要设置一定数量的保护装置，以便在短路事故后一次设备被破坏前的几秒钟内切断短路电流并断开故障点与电源的连接，

4、从而保护短路中的一次设备，并快速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继电保护技术的进一步优化，整个电网运行的安全性和稳定性大大提高，运行维护人员的劳动强度大大降低。继电保护技术将引起电力行业相关部门的重视，成为变电站设计的核心技术第二季度系统数据1.研究背景随着我国国民经济的持续发展，电网装机容量迅速增加，电力供应紧张状况得到暂时缓解。然而，由于我国配电网薄弱，仍难以满足用户对供电质量的要求。变电站是电力系统的重要组成部分，是电网中线路的连接点。它的功能是转换电压，收集和分配电能。变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，因此合理设计变电站非常重要。二。系统数据110千伏降压变电站是某一

5、区域的主要电源，负责该区域各种负荷的供电任务。该站通过两条110千伏输电线路与150公里外容量为1600毫安的系统相连，系统在最大运行方式下的电抗为0.2(以系统容量为基准)；最小运行模式下的电抗为0.3第二章电气主接线电气主接线是变电站电气设计的重要组成部分，也是电力系统的重要组成部分。电气主接线与整个电力系统和变电站本身的可靠性、灵活性和经济性密切相关，对电气设备的选择、配电设备的布置、继电保护和控制方式有很大影响。变电站的主接线是根据变电站在电力系统中的地位、负载的性质、引出电路的数量等条件和具体条件来确定的。通常，变电站主接线的高压侧应尽可能少接短路装置，以节省投资，变电站低压侧应接单

6、母线段进行扩容。结合电气主接线的可靠性、灵活性和经济性的基本要求，对该变电站进行了分析和综合考虑。在满足技术和经济政策的前提下，力求主接线方案技术先进、供电可靠、经济合理。主接线还应具有足够的灵活性，以适应各种运行方式的变化，并在维护和事故等特殊情况下便于操作、灵活调度、安全维护和方便扩展开发。第一节变压器的选择变压器作为电力系统中电能传输的重要环节，其功能主要是实现升压或降压，以利于电能的合理传输、分配和使用。它对变电站主接线的形式、可靠性和经济性有重要影响。因此，正确合理地选择变压器的类型、数量和容量是主接线设计中的一个主要问题。一、变压器的选型变压器类型选择包括确定相数、电压调节模式、绕

7、组模式、绝缘和冷却模式、连接组等。优先考虑技术先进、高效、节能、免维护的新产品。目前，在国内外电网中，330千伏以下电力系统的主变压器一般为三相变压器。相对而言，单相变压器组投资大、占地大、运行损耗大，配电设备结构复杂也增加了维护工作量。本设计为一座110千伏三电平区域降压变电站，故考虑三绕组变压器。二、变压器的数量和容量选择(1)确定主变压器的数量。由于变电站采用单侧供电，有一、二类重要负荷，难以满足单变压器供电的可靠性要求。因此，在充分考虑供电可靠性的前提下，该110千伏降压变电站拟安装两台并联运行的主变压器。(2)所选变容变电站有35kV和10kV电压等级用户，35kV和10kV的最大负

8、荷为S35=36MVA分别；S10=10MVA系数K1=0.85考虑负载时；线损为5%，即K2=1.05；当功率因数为0.8cosj=时，35kV和10kV的综合最大负荷为S35max=32.13(MVA)S10 max=11.156(MVA)。一般来说，电网变电站中约有25%的非重要负载，当变压器停止运行时，这些负载可以为60%的负载供电。此外，为了电气主接线是发电厂和变电站电气设计的主要部分，也是电力系统的重要组成部分。它的决定对电力系统有很大的影响。它可以说是电力系统的重要组成部分。因此，有必要通过多方面的比较来确定合理的主接线方式。一、主接线设计的设计依据(1)变电站在电力系统中的地位

9、和作用电力系统中有三种类型的变电站：系统枢纽变电站、区域重要变电站和综合变电站。根据待建变电站的重要性，确定各方面的主接线方式。(2)变电站的分期和最终规模建设变电站是根据5 10年的电力系统发展规划设计的。(三)负荷的大小和重要性1.对于一次负载，必须有两个独立的电源，当任何一个电源丢失时，可以保证所有一次负载的不间断供电。2.对于二次负载，一般有两个独立的电源，当任何一个电源丢失时，可以保证全部或大部分二次负载的供电。3.通常，三级负载只需要一个电源。二、主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三个基本要求(1)可靠性供电可靠性是电力生产负荷分配的首要要求，主接线应首先满足这

10、一要求。主接线的可靠性如下：1 .断路器检修时，系统电源不应受到影响；2.当断路器或母线不能修复一次母线时，尽量减少停机回路的数量和停机时间，并保证一次负荷和全部或大部分二次负荷的供电；3.尽量避免变电站完全停电的可能性。(2)灵活性主接线应满足再调度、维护和扩展的灵活性。1、调度时，应能灵活投入和拆除变压器和线路，分配功率和负荷，满足系统在事故运行模式、检修运行模式和特殊运行模式下的系统调度要求。2.在维护期间，断路器、母线和继电保护设备可以方便地关闭，以便安全维护，而不影响电网的运行和对用户的供电。3.在扩展过程中，很容易从初始连接过渡到最终连接(3)经济性是指在满足可靠性和灵活性要求的前

11、提下，主接线经济合理。1.投资省(1)主接线应简单，以节省主要设备，如断路器、隔离开关、电流和电压变压器和避雷器；(2)继电保护和二次回路不应过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；(3)限制短路电流，以便选择便宜的电气设备或轻型电器。2.占地面积小的主接线设计应为配电设备布局创造条件，并使占地面积尽可能小。3.功耗更低。经济合理地选择主变压器的类型、容量和数量，避免因两台变压器更换而增加功率损耗。此外，在系统规划中，要避免建立复杂的运营枢纽。为了简化主接线，变电站接入系统的电压电平通常不超过两种类型第三节主接线方案的选择和比较参考电力工程电气设计手册-1 2P50，由于在之前的主变压器选择中选择

12、了两个主变压器，因此可以考虑桥式连接方法。桥接可分为内部桥接和外部桥接。35kV和10kV侧有单母线段和单母线段与旁路断路器的连接形式。为了保证所选择的主接线方式可靠、灵活、经济，下面比较上述接线方式的优缺点，从而最终确定主接线方式。一、110千伏侧母线接线形式(1)内部桥接1。优点：高压断路器数量少，四路只需要三个断路器。2.缺点：(1)变压器的拆除和投入复杂，需要操作两个断路器，影响一次线的临时停车；(2)检修连接桥的断路器时，需要断开两个回路并运行；(3)当出线断路器检修时，线路应在此期间关闭。内部桥接接线简单，使用设备少(与单母线分段接线相比，使用两个断路器较少)，成本低，具有一定的可

13、靠性和灵活性，易于开发。然而，它只适用于小容量的发电厂和变电站，变压器不频繁切换，或线路长，故障率高。(2)外部桥线1。优点：与内桥线2相同。缺点：(1)线路切割和投资复杂，需要操作两个断路器，并暂时关闭一个变压器；(2)当断路器桥接时，需要断开两条电路才能运行。(3)变压器侧断路器检修时，需要长时间关闭变压器。外桥适用于小容量、变压器频繁切换或线路短、故障率小的发电厂变电站。此外，当线路有交叉电源时，也应采用外部桥接方式。结合上述两种接线方式的优缺点，结合目前电网运行的经验，参照目前变电站常用的接线方式，决定对110千伏母线采用内桥接线方式(由于内桥和外桥接线所用设备数量相同，不需要进行经济

14、比较)。两条35kV、10kV侧母线接线形式(一)单母线分段接线1.优点：母线被断路器分段后，重要用户可以从不同的分段引出两路，两路电源供电；当一段母线发生故障时，分段断路器能自动切断故障，以保证母线正常段不间断供电，避免重要用户停电。2.缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的电路在检修期间将被切断；当出线为双环时，架空线经常交叉；扩张需要在两个方向上保持平衡。单母线分段接线还具有接线简单明了、投资经济、操作方便的优点；可靠性也有所提高。同时，它也适用于10kV配电6路出线，35kV配电4路出线的变电站。(2)单母线段和旁路断路器接线单母线段接线简单明了，操作方便。有了分段断路

15、器和旁路母线，当与其相连的任何电路的断路器检修时，电路都不会被切断，从而提高了供电的可靠性。这样，就没有必要增加特殊的旁路断路器，这样可以减少投资。基于以上两种接线方式的优缺点，结合当前电网运行经验，单母线分段运行方式在变电站35kV和10kV侧得到了广泛应用，其可靠性和灵活性得到了充分肯定。因此，35kV和10kV母线接线决定采用单母线分段接线方式(由于35kV和10kV出线数量一定，如果采用侧母线接线方式，投资肯定会增加。因此，就经济性而言，单个总线部分，第三章电气设备介绍I .主变压器主变压器参数：模型布线组额定电压容量抽头变换器型号XXZ9-4000/110Yn-yno-d11110/38.5/10.5千伏40MVAUCGKN380/300/CS二、高压断路器为高压断路器选择下表：电压等级110千伏35kV10kV断路器型号3AP1FGZN91-40.5VD4M1225-40额定电流4000A1600A2500A退出电流40kA25kA40kA三、变压器的选择1.电流互感器