110kv配电工程二次系统.docx
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1、SJ005-1毕 业 设 计 说 明 书题目:常州某冶金厂110KV配电工程二次系统设计 摘要随着国民经济水平持续增长,企业竞争日渐激烈,而企业变电所作为单位能否正常工作的重要保障,为满足用电需要,企业变电所的设计必须超前发展。对于大型企业来说,35kV已经满足不了企业用电要求,110kV变电所的设计越来越受企业关注。二次系统的主要功能是对变电所每个环节进行及时监测以及控制保护等,所以一个合理的设计是变电站二次系统和整个供电系统安全有效运行的主要保险。本文以常州某冶金厂配电工程二次系统为设计对象,通过对二次系统中保护配置、测量回路、控制回路、信号回路等进行分析研究,选择主要二次设备,并开展各部
2、分的设计。结合企业实际用电情况设计,达到对变电所的保护以及监测、控制。本文对二次系统各部分设计展开详细论述,提出完整的设计方案,并进行总结。关键词:二次系统;继电保护;二次回路AbstractWith the continuous growth of the national economy level, the enterprise competition is fierce day by day and enterprise substation as a unit can be an important guarantee for the normal work, in order to
3、 meet the needs of the electricity, the electric design enterprise must advance the development of. For large enterprises, 35kV has failed to meet the requirements of the enterprise, the design of 110kV substation is more and more concerned by the enterprise. The main function of the secondary syste
4、m is the timely monitoring and control protection of substation each link, so a reasonable design is secondary system of substation and the power supply system for safe and effective operation of the main insurance.The Changzhou a metallurgy factory Distribution Engineering secondary system as the d
5、esign object, through analysis and research of the secondary system in protection configuration, measuring circuit, control circuit, signal circuit, the main secondary equipment selection and carry out various parts of the design. According to the actual situation of power supply, the protection and
6、 monitoring and control of substation are achieved.In this paper, the quadratic system parts design is discussed in detail, put forward a complete design and summarized.Key word: Secondary system; Relay protection; Secondary loop.目录摘要ABSTRACT第1章 绪论.11.1 课题设计的来源与现状.11.2 课题设计的背景与意义.11.3 课题设计的内容与要求.114
7、工程概况.2 1.4.1工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量.2 1.4.2工厂自然条件.31.5 本章小结.3第2章 主接线方案与短路电流计算.42.1 主接线方案.42.2 短路电流计算.62.3 本章小结.12第3章 保护配置方案设计.133.1 电力线路的继电保护.13 3.1.1 电力线路的常见故障和保护配置.13 3.1.2 线路保护整定计算.133.2 电力变压器的继电保护.15 3.2.1 电力变压器的保护配置.15 3.2.2 变压器保护整定计算.163.3 本章小结.20第4章 测量回路设计.214.1 电测量仪表的配置.214.2 电流互感器的选择.234.3 电压互感器
8、的选择.244.4 绝缘监视回路.244.5 本章小结.25第5章 控制回路设计.265.1 断路器控制回路设计.265.2 进线控制回路设计.265.3 本章小结.27第6章 信号回路设计.286.1 中央事故信号回路设计.286.2 中央预告信号回路设计.286.3 进线信号回路设计.296.4 主变信号回路设计.296.5 本章小结.30总结.31致谢.32参考文献.33附录.34第1章 绪论1.1课题设计的来源与现状在工业日益发达的今天,国民经济水平持续增长,企业竞争越更加激烈,对于供电系统的要求逐渐提高。供配电系统是解决建筑物所需要电能供求和运输的系统,是电力系统的重要组成成分。为了
9、满足企业对用电的需求,企业的变电所必须要超前发展,所以尤其需要做好变电所的设计规划,加强优化与升级。当前企业事业的变电所以35kV为主,但对一些大型企业来说,35kV变电所的供电能力已经达不到企业的用电要求,因此,如何设计110kV变电所以确保大型企业的正常运转引起越来越多的人的关注。本次课题为某冶金厂110kV配电工程二次系统设计,是结合社会生产实际,为了跟上企业的建设发展步伐,提出改造企业发电所,保证企业发展过程中的用电的可靠性,并提高企业的用电效率。二次系统的设计与一次系统密切相关,二次系统是变电所测量、控制、监视的关键,二次系统的设计合理性关系到变电所能否安全稳定运作,为电力系统的运行
10、保驾护航。1.2课题设计的背景与意义二次设备需要一次设备通过电压互感器和电流互感器连接获得电能,并且按照一定的规则连接起来以达到某种功能要求的电气回路称为二次回路。二次系统设计的主要内容包括对变电站设备的控制、操作、继电保护和自动装置、测量和信号电路和操作电源系统设计。总结最近国内外经常出现的变电所问题很容易发现,导致这些系统问题的根本矛头往往出现在二次回路系统中,可能是二次回路在设计时已存在瑕疵,也可能是系统出现问题时,二次闭合电路却不能将其立刻切除造成的。很明显,一个正确的、有效的变电站二次系统设计无时无刻都在影响着电能供给。1.3课题设计的内容与要求本次设计以常州某冶金厂为对象开展二次设
11、计,要求设计一个完整的、系统的、可投入建设的变电所设计方案。要求结合企业用电情况,分析工程特点,运用节能型设计理念开展设计,以满足社会发展、科技进步对企业变电所提出的更高要求,并绘制相关的电气图纸。主要内容有:(1)保护配置方案设计需要完成整个变电所的保护配置,包括线路和变电器等重要电气设备;(2)测量回路设计需要完成各类测量和计量仪表及互感器的选择;(3)控制回路设计需要完成断路器控制回路及进线控制回路的方案设计;(4)信号回路设计需要完成中央事故信号和预告信号回路设、进线信号回路设、主变信号回路等方案设计。1.4工程概况1.4.1工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量表1-1 各车间与车间变
12、电所的负荷计算表车间(用电负荷)名称额定容量/KVA需要系数K d备用12#线2000水站5000.60.8仓库6000.61铸铁中频炉15000.70.8铸铁工频炉25000.80.35铸铁中频炉15000.70.8铸铁木模10000.30.6铸铁热加工12#15000.350.6铸铁冷加工12000.250.5热处理工频10000.50.7热处理双频25000.50.7热处理新车间12#15000.50.7热处理整淬20000.80.85热处理老车间20000.50.7铸钢中频炉15000.70.8铸钢动力变12000.90.87铸钢电弧炉30000.90.87备用34#2000冷加工34
13、#线20000.250.5冷加工2#线45000.250.5冷加工1#线35000.250.5备用电源总柜5000表1-2 电力系统110kV短路数据系统运行方式100kV母线短路容量(MVA)备注系统最大运行方式300电力系统可视为无限大容量系统最小运行方式2001.4.2工厂自然条件年最高气温38,年平均气温23,年最低气温-1,年最热月平均最高气温33,年最热月平均气温31,年最热月地下0.8米处平均气温25,常年主导风向为东北风,覆冰厚度达到3mm,年雷暴天数20天。工厂所在地平均海拔300米,底层大多是粘沙土,地下水位2米,土壤电阻率为。1.5本章小结本课题是以常州某冶金厂为供配电对
14、象进行的配电工程的二次系统设计,设计的主要内容有保护配置设计、测量回路设计、控制回路设计、信号回路设计等,完成一个完整、系统的设计方案。第2章 主接线方案与短路电流计算2.1主接线方案1变压器的选择选择主变压器时应考虑下列原则:(1)应满足用电负荷对供电可靠性要求。当变电所存在三级负荷且用电量容量较小时,或者变电所只存有小量二级负荷且低压侧装有备用电源时,可采用一台变压器;(2)应满足供电可靠性上的负荷要求,在有大量一级或二级负荷的变电所,一年四季的负荷或白天晚上的负荷会有不同,而且有波动,或者有较大的三级负荷时,可以选择两台或者以上变压器;(3)选择主变压器的台数时,充分考虑到以后的发展或者
15、负荷的扩建;综上根据工程概况可知,该变电所为110KV大型变电所,选用屋内式,设有2台的变压器,变压器的主要参数如下:表2-1变压器参数变压器型号额定容量(kVA)额定电压(kV)高压低压SZ11-20000/1102000011010.5联结组标号损耗(kW)空载电流(%)短路阻抗(%)空载负载YNd1118.088.40.4210.52主接线的选择供配电系统的主接线是输送和分配电能的电路图,是通过发电厂或变电站中的一次设备按照规则要求连接起来的。它体现出了变压器,线路和断路器等电气设备的数量,并且指出连接变压器、线路以及与电力系统相连接的方式,及完成变电和输配电的工作的过程。主接线是供电系
16、统接线的主要组成。可见正确地设计主接线对变电所选择电气设备,安排配电装置,进行保护和设计控制方式等均有不可分割的联系。本设计的工厂中有一条110kV进线,且有两台变压器工作,即两条出线,所以高压侧选择单母线不分段接线。这种接线方式接线简洁明了,使用设备较少,经济性比较好,由于接线简单,操作人员发生错误的可能性就比较小。低压侧有两条电源进线,22条出线,连接着大量用电设备,所以低压侧选择单母线分段接线。这种高可靠性的接线方式,操作更灵活,当母线发生故障或进行检修时,可以让一部分重要设备不受影响。主接线图如图2-1。图2-1主接线方案图2.2短路电流计算本设计采用型号为LJ-70,线路长5km的单
17、回路高压架空线作为电源进线来供电,线间几何均距为1.25m,其电抗值为。其中变压器1T中的参数为20000kVA,阻抗电压。1、单台变压器运行时,等效电路图如图2-2所示: 图2-2短路计算等效电路图(1)最大运行方式时:确定基准容量,基准电压,两个电压等级的基准电压分别为, ,相应的基准电流为Id1,Id2,各元件的电抗标幺值如下:系统S: 线路1WL: 变压器1T: K1点的三相短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值: K1点所在电压等级的基准电流: K1点短路电流的各量: K2点的三相短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值: K2点所在电压等级的基准电流:K2点短路电流的各量
18、:(2)最小运行方式时: 确定基准容量,基准电压,两个电压等级的基准电压分别为, ,相应的基准电流为Id1,Id2,则各元件的电抗标幺值如下:系统S: 线路1WL: 变压器1T: K1点的三相短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值: K1点所在电压等级的基准电流: K1点短路电流的各量: K2点的三相短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值:K2点所在电压等级的基准电流:K2点短路电流的各量:2、两台变压器并联运行时,等效电路图如图2-3所示:图2-3 短路计算等效电路图(1)最大运行方式时: 确定基准容量,基准电压,两个电压等级的基准电压分别为, ,相应的基准电流为Id1,Id2,
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