10kv供电系统继电保护本科毕业论文可编辑.docx

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10kv供电系统继电保护本科毕业论文可编辑

10kv供电系统继电保护本科毕业论文

毕业设计（论文）

题目:

10kv供电装置监控电气系统设计

英文题目:

Thedesignof10KVpowersupplydevicemonitoring

摘要

供电系统分为五个环节,发电、变电、输电、配电和用电。

每个环节都是环环相扣,时时平衡,缺一不可,又几乎同时完成,电力系统中任何一处发生事故,都有可能对电力系统产生重大影响。

为了解决供电系统能否安全、稳定、可靠地运行,有必要对供电监控系统进行研究。

本文主要设备WGJS-800工厂供电教学设备模拟10kv供电系统和35kv供电系统,通过WXH-820微机线路保护测控装置、WBT-821微机备自投装置、WDH-823微机电动机保护测控装置对该模拟供电系统进行监控保护进行研究、实验得出供电监控系统主要措施、方法。

最后通过对该设备的相关资料说明对该设备系统电气原理图进行了相应补充说明,更便于后学者能够快速的了解、掌握供电监控系统原理。

关键字:

WGJS-800;供电监控系统;线路保护;备自投;电动机保护

ABSTRACT

ThePowersupplysystemcanbedivideintofiveparts,includegenerateelectricity、powertransformation、transmitelectricity、powerdistributionandelectro-。

Alllinkedwithoneanother、keepbalancealltimes、indispensable,Powersystemfaultoccurredinanyoneplace,mayimpactonpowersystem.Inordertosolvetheproblemofsecurity、steady、dependable.It'snecessarytostudypowermonitoringsystem.ThisarticlemainequipmentWGJS-800FactorypowersupplyteachingequipmentanalogConsumers10kvpowersupplydeviceandconsumers35kvpowersupplydevice.ThroughWXH-822Computerlineprotectiondevice、Wbt-821sparepowerautomaticswitching、WDH-823Motorprotectingresearchtotheanalogpowersupplysystem,candrawsomemethodandconclusionabouttthePowermonitoringsystem.Atlastthroughsomematerialofthisequipmentmaketheschematicdiagrammoreperfect,Convenientthelatertolearnitmorequickly

Keywords:

WGJS-800,powermonitoringsystem;,Lineprotection,Lineprotection,motorprotect

摘要I

关键字:

WGJS-800;供电监控系统;线路保护;备自投;电动机保护I

ABSTRACTII

1.绪论1

1.110kv工厂供电监控系统的简介1

1.210kv工厂供电监控系统的现状和发展2

1.3研究的目的和意义2

1.3.1目的2

1.3.2基本条件2

1.3.3前期工作2

1.3.4课题内容概要和关键问题2

1.3.5意义3

1.4可行性分析3

1.4.1技术可行性3

1.4.2管理可行性3

2.10KV供电监控系统研究的技术支持4

2.1WGJS-800工厂供电教学设备概述4

2.1.1wxh-820微机线路保护4

2.1.2wbt820微机备自投装置8

2.1.3wdh-820微机电动机保护测控装置12

2.2autocad电气设计功能16

3.WGJS-800工厂供电监控系统保护类型18

3.1微机线路保护18

3.1.1过流加速保护18

3.1.2过负荷保护20

3.1.3零序电流保护22

3.2微机备自投保护23

3.2.1分段自投23

3.2.2电流加速保护28

3.3电动机保护29

3.3.1两段式定流限时保护29

3.3.2过热保护30

3.3.3两段式负序电流保护32

3.3.4差动速断保护32

4.10kv供电装置监控系统基本原理35

4.1.WGJS-800供电装置监控系统概念35

4.2WGJS-800供电装置监控系统特点35

4.3WGJS-800供电监控控制的基本方式35

4.3.1WGJS-800供电监控系统的基本原理35

4.3.2WGJS-800供电监控系统分类36

5.WGJS-800远程控制功能36

5.1cbz-8000介绍36

5.1.1cbz-8000概述36

5.1.2cbz-8000功能37

5.2WGJS-800实现的监控功能37

5.2.1WGJS-800在cbz8000中的结构图及功能37

a:

主题网络结构图37

b:

设备原理正视图39

5.2.2遥控实例分析39

6.在autocad软件中绘制电气原理图及相关标准41

6.1wgjs-800主要元件构成41

6.2电气图配线大体标准41

6.3WGJS-800的各种电气图（见附件）41

总结42

致谢43

参考文献44

1.绪论

1.110kv工厂供电监控系统的简介

工厂供电监控系统即电网的监控,采集电网中发电厂、变电站、输电线路的运行数据,如开关状态,电压,电流,有功、无功功率、电度量、频率、功率因数等信息,变换后送至控制中心,接收控制中心的指令分合开关或调节开关的分接头位置。

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等5个环节组成,在电力系统中个个系统都是紧密联系在一起的,由于其使用范围广、运行环境极为复杂,以及各种人为因素的存在,供电系统中时有故障发生,其中任何一个环节发生故障,都可能造成重大的影响[1]。

供电系统能否安全、稳定、可靠的运行,关键在于对供电系统的监控和保护。

10KV供电系统是电力系统的一部分。

它能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到企业用电的畅通,而且涉及到电力系统能否正常的运行。

因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。

由于10KV系统中包含着一次系统和二次系统。

又由于一次系统比较简单、更为直观,在考虑和设置上较为容易;而二次系统相对较为复杂,并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。

所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护,由继电器来组成的一套专门的自动装置。

为了确保10KV供电系统的正常运行,必须正确的设置继电保护装置。

对供电系统的保护当中,最常用的器件继电器,继电器是一种在起输入量（电量或者非电量）达到规定值时,其电气输出电路被接通或分断的自动电器,可分为控制继电器和保护继电器两大类。

在供电监控系统中当然应该是用保护继电器,保护继电器又可分为测量继电器和有或无继电器两大类。

继电器的这些功能为供电监控提供了很好的帮助。

譬如本文中主要设备WGJS-800中继电器多达50个之多,为该设备的模拟故障和恢复提供了基础。

对保护装置的要求,一般应该符合选择性、速动性、可靠性、灵敏度四个方面,选择性即能够选择离故障点较近的地点切除故障、速动即能够快速的响应,以免故障加大、可靠即能够该动作时动作,不该时候不动作、灵敏度即对较为轻微的故障也能迅速反映。

1.210kv工厂供电监控系统的现状和发展

目前,一般企业高压供电系统中均为10KV系统。

除早期建设的10KV系统中,较多采用的是直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外,近些年来飞速建设的电网上一般均采用了环网或手车式高压开关柜,继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。

很多重要企业为双路10KV电源、高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入。

在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些急待解决的问题。

供电监控系统经历了1901年发明电磁型机电型保护,1960晶体管型保护,1970集成电路保护,1972年微机电路保护。

我国工厂供电系统中目前仍然采用机电型继电保护为主,晶体管保护和机电型继电保护相比,具有动作速度快、灵敏度高、功率消耗低、体积小、重量轻、调试简单等优点,缺点是抗干扰性能不好、元件容易损坏。

相信随着电子技术的进一步发展和晶体管继电保护技术的不断完善,晶体管继电保护必将在工厂供电系统中逐步的得到推广与广泛的应用,继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

1.3研究的目的和意义

1.3.1目的

能够理解掌握供10kv电监控系统原理;掌握电气图绘制技巧;熟悉供电行业各方面标准;了解国内外10kv供电监控系统发展现状、以及10kv供电监控系统发展方向。

1.3.2基本条件

掌握cad基本操作,熟悉工厂供电基本原理,以及相应的术语。

1.3.3前期工作

搜集供电知识,继电保护,CAD制图相关资料,大体了解WGJS-800元器件组成,大概工作原理,基本的操作。

解读毕业设计题目要求。

1.3.4课题内容概要和关键问题

1.内容概要:

10kv供电监控的意义;10kv供电监控基本原理;对10kv供电监控模拟装置WGJS-800研究;以及对WGJS-800的性能分析。

2.关键问题:

对供电监控模拟装置WGJS-800进行实验研究,通过实验了解供电系统中常见的继电保护,分析其实际运用中需要主要的问题,以及需要个改进的地方。

1.3.5意义

对WGJS-800模拟10kv供电监控进行相应实验后能够清楚掌握现实工厂中的供电监控方案,对以后实际工作中有很大的帮助

1.4可行性分析

可行性分析（FeasibilityAnalysis）也称为可行性研究,是在系统调查的基础上,针对新系统的开发是否具备必要性和可能性,对新系统的开发从技术、经济、社会的方面进行分析和研究。

可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。

该设计的可行性分析包括以下几个方面的内容。

1.4.1技术可行性

本设计中主要设备WGJS-800供电教学实验装置中,能够模拟多种故障,比如:

线路保护中的三段式电压方向保护实验、过流加速保护实验、过负荷保护实验;备自投系统微机保护中的分段自投实验、三段式复压闭锁电流保护实验、电流加速保护、零序电流保护等;电动机微机保护试验中的电动机启动试验、两段式定时限电流保护、差动速断保护、反时限电流保护等。

这些实验都能很好的模拟工厂供电中的常见故障,因此能通过这些实验,对工厂供电监控进行实践性的了解和掌握。

1.4.2管理可行性

只要熟悉供电监控系统相关知识;熟悉基本的供电术语。

经过一定的学习,就能够对WGJS-800进行实验,通过实验能够对相关故障进行分析验证。

2.10KV供电监控系统研究的技术支持

2.1WGJS-800工厂供电教学设备概述

该设备主要由三大部分组成

2.1.1wxh-820微机线路保护

Ⅰ装置简介

WXH-820系列微机线路保护测控装置实现中低压线路的保护和测控功能,主要用于66kV及以下各级电压等级的线路及馈出线。

功能配置:

请参看下表

功能配置

功能名称WXH-821WXH-822

保护功能二段过流保护√

三段经电压闭锁的方向过流保护√

零序过流保护/网络小电流接地选线√√

三相一次重合闸√√

过负荷保护√√

低频减载保护√√

TV断线告警√√

控制回路异常告警√√

测控功能8路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信√√

正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分合√√

P、Q、IA、IC、Uab、Ubc、Uca、f等模拟量的遥测√√

开关事故分合次数统计及事件SOE等√√

故障录波√√

4路脉冲输入√√

Ⅱ主要特点

A加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计,特别适应于恶劣环境,可分散安装于开关柜上运行。

B集成电路全部采用工业品或军品,使得装置有很高的稳定性和可靠性。

C采用32位DSP作为保护CPU,配置大容量的RAM和FlashMemory;数据运算、逻辑处理和信息存储能力强,可靠性高,运行速度快。

D采用16位A/D作为数据采集,数据采集每周24点,保护测量精度高。

E采用图形液晶,全中文显示菜单式人机交互;可实时显示各种运行状态及数据,信息详细直观,操作、调试方便。

可独立整定8套保护定值,定值区切换安全方便。

F大容量的信息记录:

可保存不少于100个最近发生的历史报告,可带动作参数,掉电保持,便于事故分析。

G采用DL/T667-1999规约,设有RS-485通信接口;组网经济、方便,可直接与微机监控或保护管理机联网通讯。

Ⅲ技术指标

1.额定数据

额定直流电压:

220V或110V订货注明

额定交流数据:

相电压100/V

零序电压100V

交流电流5A或1A订货注明

零序电流1A

额定频率50Hz

热稳定性:

交流电压回路:

长期运行1.2Un

交流电流回路:

长期运行2In

1s40In

零序电流回路:

长期运行1A

1s40A

2.装置功耗

交流电压回路:

每相不大于1VA;

交流电流回路:

In5A时每相不大于1VA;In1A时每相不大于0.5VA;

零序电流回路:

不大于0.5VA;

保护电源回路:

正常工作时,不大于12W;保护动作时,不大于15W。

3.环境条件

环境温度:

工作:

-25℃~+55℃。

储存:

-25℃~+70℃,相对湿度不大于80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。

相对湿度:

最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面不凝露。

最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过50%。

大气压力:

80kPa~110kPa（相对海拔高度2km以下）。

4.抗干扰性能

脉冲群干扰:

能承受GB/T14598.13-1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV）脉冲群干扰试验。

快速瞬变干扰:

能承受GB/T14598.10-1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。

辐射电磁场干扰:

能承受GB/T14598.9-1995第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。

静电放电:

能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。

5.绝缘性能

绝缘电阻:

各带电的导电电路分别对地即外壳或外露的非带电金属零件之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。

介质强度:

装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V有效值的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象;其余各带电的导电电路分别对地即外壳或外露的非带电金属零件之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受50Hz、2kV有效值的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象。

冲击电压:

装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地,能承受1kV峰值的标准雷电波冲击检验;其各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5kV峰值的标准雷电波冲击检验。

6.机械性能

振动响应:

装置能承受GB/T11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。

冲击响应:

装置能承受GB/T14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。

振动耐久:

装置能承受GB/T11287-2000中4.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。

冲击耐久:

装置能承受GB/T14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。

碰撞:

装置能承受GB/T14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。

7.保护定值整定范围及误差

定值整定范围

交流电压:

2V~100V;

交流电流:

0.1In~20In;

零序电流:

0.02A~12A。

频率:

45HZ~49.5HZ;

延时:

0s~100s;

定值误差

电流:

±2.5%。

电压:

±2.5%。

零序电流:

0.02A~0.4A（含0.4A）范围内不超过±0.01In,0.4A~12A范围内不超过±2.5%。

延时误差:

0~2s含2s范围内不超过40ms,2s~100s范围内不超过整定值的±2%。

8.测量精度

各模拟量的测量误差不超过额定值的±0.2%;

功率测量误差不超过额定值的±0.5%;

开关量输入电压（220V）,分辨率不大于2ms;

脉冲量输入电压24V,脉冲宽度不小于10ms。

2.1.2wbt820微机备自投装置

Ⅰ装置简介

WBT-820系列微机备自投装置采用先进的可视化逻辑配置PLC方法,在PC机上进行可视化的逻辑组态,通过调用功能元件库中对应的功能元件,实现各种运行方式（环境）所要求的备用电源自投逻辑;其功能元件库中的各种元件均经过反复测试,安全可靠。

WBT-821装置配置了四种分段开关备自投方式及备投后（主变）过负荷功能,并设有分段开关的保护功能包括三段复压闭锁电流保护、一段零序电流保护、电流加速、零序加速（加速段同时作为充电保护）等;设有TV断线检测、位置检测、功率测量、脉冲测量等自检与测控功能;适用于110kV及以下电压等级的分段保护、测控及备自投。

WBT-822装置硬件设有8个TV和6个TA,通过逻辑配置实现四种方式的进线自投功能和两种方式的分段（桥）开关自投功能;适用于220kV及以下电压等级的两条进线带双母或单母带分段运行方式的备用电源自投。

功能配置请参看下表

功能配置

功能名称WBT-821WBT-822

保护功能进线互投√

分段自投√√

三段式复压闭锁电流保护√

自产零序电流保护√

电流加速保护后加速,可用作母充保护√

零序加速保护后加速,可用作母充保护√

两级过负荷联切√√

TV断线告警√√

位置异常告警√√

分段操作回路√

控制回路异常告警√

弹簧未储能告警√

压力异常告警√

测控功能遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信√√

断路器遥控分合√

IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、P、Q、f遥测√

事件SOE等√√

故障录波√√

4路脉冲输入√

Ⅱ主要特点

a加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计,特别适应于恶劣环境,可分散安装于开关柜上运行。

b集成电路全部采用工业品或军品,使得装置有很高的稳定性和可靠性。

c采用32位DSP作为保护CPU,配置大容量的RAM和FlashMemory;数据运算、逻辑处理和信息存储能力强,可靠性高,运行速度快。

d采用16位A/D作为数据采集,数据采集每周24点,保护测量精度高。

e采用图形液晶,全中文显示菜单式人机交互;可实时显示各种运行状态及数据,信息详细直观,操作、调试方便。

f可独立整定8套保护定值,定值区切换安全方便。

g大容量的信息记录:

可保存不小于100个最近发生的历史报告,可带动作参数,掉电保持,便于事故分析。

h通信规约采用IEC-60870-5-103规约或MODBUS规约可选,设有双RS-485通信接口;组网经济、方便,可直接与微机监控或保护管理机联网通讯。

i具有录波功能,装置记录保护跳闸前4周波,跳闸后6周波（每周波24点）的采样数据,保护跳闸后上送变电站自动化主站,也可以通过故障分析软件进行故障分析。

j保护出口方式可以按照保护配置,出口设置方便灵活。

Ⅲ技术指标

1.额定数据

额定直流电压:

220V或110V或AC220V订货注明AC220V用于交流操作回路

额定交流数据:

交流电压100/V,100V

交流电流5A或1A订货注明

额定频率50Hz

2.装置功耗

a.交流电压回路:

每相不大于1VA;

b.交流电流回路:

In5A时每相不大于1VA;In1A时每相不大于0.5VA;

c.保护电源回路:

正常工作时,不大于12W;保护动作时,不大于15W。

3.环境条件

环境温度:

工作:

-25℃~+55℃。

储存:

-25℃~+70℃,相对湿度不大于80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。

相对湿度:

最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面不凝露。

最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过50%。

大气压力:

80kPa~110kPa（相对海拔高度2km以下）。

4.抗干扰性能

脉冲群干扰试验:

能承受GB/T14598.13-1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV）脉冲群干扰试验。

快速瞬变干扰试验:

能承受GB/T14598.10-1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。

辐射电磁场干扰试验:

能承受GB/T14598.9-1995第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。

静电放电试验:

能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。

电磁发射试验:

能承受GB/T14598.16-2002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。

工频磁场抗扰度试验:

能承受GB/T17626.8-1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。

脉冲磁场抗扰度试验:

能承受GB/T17626.9-1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。

阻尼振荡磁场抗扰度试验:

能承受GB