无人值班变电站的初步设计电气工程及自动化毕业设计论文(编辑修改稿)

无人值班变电站的初步设计电气工程及自动化毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

（ 10kv） 避雷器： 选择： “国产避雷器电器绝缘完全可以配合，不必校验。 ” 变压器低压侧开关、 l0kv 母联开关柜选择 断路器： 选用 LN21 一 10/20xx25 型 校验： Ug（ l0kv） =Un（ l0kv） In（ 200KA）＞ Ig（ 1909KA） i ch（ 51 .556KA）＜ imax（ 59KA） Ikd（ 25KA） If（ 20． 22KA） 电流互感器的选择： 选用 LZZB1210 型 20xx/5A D 级热稳定倍数 50,动稳定倍数 90 校验： Ug（ 10kv） =Un（ 10kv） In（ 20xxA）＞ Ig（ 190． 90A） ich（ 51 .556KA）＜ imax（ 180KA） Ir（ 100KA）＞ If（ 20． 22KA） 电压互 感器、避雷器与馈线开关柜所选型号一致。 无人值班变电站初步设计 19 第六章．继电保护 第一节 继电保护的作用和原理 继电保护的作用 继电保护装置是一种能反应电力系统电气设备发生故障或不正常工作状态而作用于开关跳闸或发出信号的自动装置。 为了保证对用电单位的连续供电，故障切除以后，应尽快的使电气设备再次投入运行或其他电源和设备代替工作。 因此，电力系统中除了安装继电保护装置以外，还需装设各种装置，如自动重合闸，备用电源自动投入装置以及自动低周减载装置等。 继电保护的原理 继电保护原理结构由三大部分组成，分别是：测量 部分，用来测量被保护设备的有关信号（电流，电压等），并和以给定的整定值进行比较判断是否应该启动；逻辑部分，根据测量部分各输出量的大小或性质及其组合或输出顺序，是保护按照一定的逻辑顺序工作，并将信号传输给执行部分；执行部分，根据逻辑部分传输的信号，最后去完成保护装置所负担的任务，给出跳闸或信号脉冲。 第二节 继电保护的设计原则 继电保护和安全自动装置的设计应能满足电网结构和厂站主接线的要求，适应电网和厂站运行灵活性的需要。 在主设备的保护设计中，应要求保护在配置，原理接线和设备选型等方面，根据主设备的运行工 况及结构特点，达到可靠、灵敏、快速且有选择性的要求。 第三节 主变压器保护 变压器保护的配置原则： 反映变压器又像内部故障和油面降低的瓦斯保护 容量为 800KVA 以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当产生大量的瓦斯气体时，瓦斯保护应动作，断开变压器各电源侧断路器。 相间短路保护 反映变压器绕组和引线的相间短路的纵联差动保护或电流速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护。 后备保护 对于由外部相间短路引起的变压器过电流，可采用下列保护作为后备保护。 过电流保护宜用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。 复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护、宜用于无人值班变电站初步设计 20 升压变压器和系统联络变压器及过流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。 中性点零序过电流保护 110kV 以上中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，作为变压器保护的后备保护，并作为相邻元 件的后备保护。 过负荷保护应接于一相电源上，带时限动作于信号，无人值班变电所必要时过负荷保护动作于跳闸或断开部分负荷。 本次变电站设计是无人值班变电站，因而保护应与自动化设备一并考虑。 第四节 110KV 线路保护 本次设计采用三段式电流保护，所谓三段式电流保护，就是将无时限电流速断保护，限时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成一套完整的三段式电流保护。 无时限电流速断保护作为第Ⅰ段保护，它只能保护线路的一部分。 限时电流速断保护作为第Ⅱ段保护，它虽然能 保护线路的全长，但不能作为下一段线路的后备保护。 因此，采用定时限过电流保护作为本线路和下一段线路的后备保护，成为第Ⅲ段保护。 三段式电流保护的优点： 在电力网所有各段上的短路都能较快的切除，接线简单可靠。 三段式电流保护的缺点： 在许多情况下，第Ⅰ段和第Ⅱ段保护的灵敏度不够，保护范围的大小与系统运行方式和短路类型有关，而且只有用于单电源辐射形电力网中才能保证动作的选择性。 第五节 防雷保护 变电所的雷害来自两方面：一是雷直击变电所；二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所入侵。 直击雷保 护 对直击雷的保护，一般采用避雷线和避雷针。 本设计用避雷针。 避雷针的配置： 避雷针的装设可分为独立针和架构针两种。 据规定，在 110kV 架构上装设两支架构针； 10kV 装设一支架构针。 这样就足以将变电所全部设备都处于避雷针的保护范围之内。 双支等高避雷针联合的保护范围比两针各自的范围大。 入侵波防雷保护 入侵波防雷保护的主要措施： 在变电所内装设氧化锌避雷器，以限制入侵雷电波的幅值。 同时在变电所无人值班变电站初步设计 21 的进线上设置进线保护段以限制流经氧化锌避雷器的雷电流和降低入侵雷电波的陡度。 避雷器的配置： 变电所内必须装设氧化锌避雷器，以限制雷电波入侵时的过电压。 在110 KV 靠近变电所 1— 2KM 的线上架设避雷线以保护大多数雷电波只在此线段外出现。 即设置进线段保护，对于双绕组变压器，应在低压侧任一相绕组对地加装一个避雷器。 无人值班变电站初步设计 22 第七章．自动装置 备用电源自动投入装置的作用 在工矿企业供电系统中，为了提高供电的可靠性，对于具有一类负荷或二类负荷的变电所（或用电设备），通常采用备用电源自动投入装置。 在具有两个独立电源的变 电所或电气设备上， 当 工作电源不论任何原因失电而断开时， 能自动将备用电源自动投入装置或备用设备投入工作，使用户不致停电的一种自动装置，简称为 BZT 装置。 在实际应用中， BZT 装置形式多样，但根据备用方式（即备用电源或备用设备的存在方式）划分，可分为明备用和暗备用两种。 明备用的 BZT 装置，在正常工作情况下，供电母线由工作变压器或工作线路供电，备用变压器或线路处于明显的备用状态。 只有在工作电源发生故障，使供电母线失去电源之后，备用变压器或线路才投入工作。 明备用电源通常只有一个，而且，一个明备用电源可以同时 作为二段工作母线或几段工作母线的备用。 暗备用指正常情况下没有断开的备用电源或备用设备，而是分段母线间利用分段断路器取得相互备用，正常运行时分断路器 QF3 处断开状态，工作母线Ⅰ 、 Ⅱ 段分别通过各自的供电设备或线路供电，当任一母线由于供电设备或线路故障停电时， QF3 自动合闸，从而实现供电设备和线路的互为备用。 BZT 装置用在不同场合，其接线可能有所不同，但均应满足对 BZT 装置的基本要求。 应当指出， BZT 装置动作使断路器合闸，投入备用电源或备用设备，该断路器上应装设相应的继电保护装置，以保证安全运行。 对 BZT 装置的基本要求归纳如下： 应保证在工作电源或工作设备断开后， BZT 装置才能动作 只有当 QF2 断开后， BZT 装置才能动作，使 QF3 合闸。 这一要求的目的是防止将备用电源或备用设备投入到故障元件上，造成 BZT 装置动作失败，甚至扩大事故，加重设备损坏程度。 满足这一要求的主要措施是： BZT 装置的合闸部分应由供电元件受电侧断路器（图中的 QF2）的辅助动断触点起动。 工作母线电压无论任何原因消失， BZT 装置均应动作。 工作母线 Ⅰ （或 Ⅱ ）段失压的原因有：工作变压器 T1（ 或 T2）故障；母线 Ⅰ （或 Ⅱ ）段故障；母线 Ⅰ （或 Ⅱ ）段出线故障没被该出线断路器断开；断路器 QF QF2 误跳闸；电力系统内部故障，使工作电源失压等。 所有这些情况， BZT 装置都应动作。 但是若电力系统内部故障，使工作电源和备用电源同时消失时， BZT 装置不动作，以免系统故障消失恢复供电时，所有工作母线段上的负荷均由备用电源或设备供电，引起备用电源或设备过负荷，降低工作可靠性。 无人值班变电站初步设计 23 满足这一要求的措施是： BZT 装置应设置独立的低电压起动部分，并设有备用电源电压监视继电器。 BZT 装置只能动作一次。 当工 作母线或出线上发生未被出线断路器断开的永久性故障时， BZT 装置动作一次，断开工作电源（或设备）投入备用电源（或设备），因为故障仍然存在，备用电源（或设备）上的继电保护动作、断开备用电源（或设备）后，就不允许 AAT 装置再次动作，以免备用电源多次投入元件上，对系统造成再次冲击而扩大事故。 满足这一要求的措施是：控制 BZT 装置发出合闸脉冲的时间，以保证备用电源断路器只能合闸一次。 BZT 装置的动作时间应使负荷停电时间尽可能短。 从工作母线失去电压到备用电源投入为止，中间工作母线上的用户有一段停 电时间，无疑停电时间短，有利用户电动机的自起动，但停电时间太短，电动机残压可能较高，备用电源投入时将产生冲击电流造成电动机的损坏。 运行经验表明， AAT 装置的动作时间以 1～ 为宜，低压场合可减小到。 一个备用电源同时作为几个工作电源的备用。 备用电源应能在其已代替某工作电源后，其他工作电源又被断开，必要时备用电装置仍应能动作而自动投入。 无人值班变电站初步设计 24 第八章 保护及自动装置设备的选型 在这里我选用了在 西安电网中成功使用了二十多套的四方公司 CSC20xx 型自动化系统。 在内桥接线方式时，两条进线开关不配置线路保护，只配置备用电源自投装置。 二次设备配置方案如下： 110KV 母联保护柜一面，柜内包括： 微机母联充电保护 CSL206B 型 1 台 母联开关操作箱 SCX11J 型 1 台 测控单元 CSI200E 110KV I、 II 段 YH 并列装置： YQX12B 型 1 台 110KV 线路备自投： CSB21A 型 1 台 110KV 主变保护柜二面，柜内包括： 主变差动 保护 CST31A 型 1 台 主变后备保护 CST220A 型 1 台 主变非电量保护 CSR22A 型 1 台 断控单元 CSI301A 型 1 台 综合测量装置 CSD21A 型 1 台 高压侧开关操作箱 SCX11J 型 1 台 低压侧开关操作箱 SCX11J 型 1 台 10KV 线路保护 CSL216E 型（配置于 10KV 开关柜内） 8 台 10KV 站用变保护 CST302A 型（配置于 10KV 开 关柜内） 2 台 10KV 电容器保护 CSP215A 型（配置于 10KV 开关柜内） 2 台 10KV 备自投 CSB21A 型（配置于 l OKV 开关柜内） 1 台 10KVYH 并列装置 YQX12B 型（配置于 10KV 开关柜内） 1 台 10KV 母联保护 CSL216B 型（配置于 10KV 开关柜内） 1 台 公用柜一面 远动柜一面，柜内包括： 远动主站 CSM300C 型 1 台，逆变电源 1 台 无人值班变电站初步设计 25 第九章 变电站综合自动化系统 引言 近年来，随着电 网运行水平的提高，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制，操作，反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。 另一方面，当代计算机技术，通讯技术等先进技术手段的应用，已改变了传统二次设备的模式，为。