220KV变电站电气二次部分设计.doc

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xxxx学院本科毕业设计（论文） 摘要

摘要

变电站保护配置方案设计和整定计算是变电站继电保护工作的重要内容，合理的方案设计和整定计算对保证变电站，乃至整个电力系统的安全稳定运行具有非常重要的作用。

本论文根据220kV变电所一次侧的配置要求，进行变电站设备保护方案设计和整定计算工作。

根据变电站的工程实际，对变电站主要设备（设备），包括变压器、母线等的保护特点和要求进行了分析，结合所采用的许继设备保护的功能特点，提出了一套完整的设备保护设计方案。

论文阐述了保护方案的设计原则和保护功能配置情况。

设备保护的整定计算与所采用的保护原理密切相关，论文针对所选用保护装置的构成特点，对其保护原理和整定方法进行了研究分析，以充分发挥保护装置的总体性能。

论文介绍了设备保护的基本原理，并对其整定计算方法进行了论述。

根据所提出的变电站设备保护的设计方案以及保护整定计算的基本原则和方法，论文阐述了整定计算的基本过程和主要结果，完成了变电站设备保护的整定计算，并经校验合格。

论文的最后对本课题的研究工作与研究成果进行了总结。

关键词：

变电站，保护设计，保护整定计算，变压器保护，母线保护

I

xxxx学院本科毕业设计（论文） ABSTRACT

ABSTRACT

Researchofconfigurationdesignandsettingcalculationforsubstationelementprotectionisaveryimportantpartofsubstationrelayprotection.Areasonableconfigurationdesignandsettingcalculationplaysaveryimportantroleinasubstationandeventhewholepowersystem.Elementprotectioninvolvingmanydevice-levelsettingvalues,whichisdifferentfromlineprotection.Andthesettingvaluesisdirectlyrelatedtotheprotectionprinciplesandtechnologies.Thepaperstartsconfigurationdesignandsettingcalculationforsubstationelementprotectionbasesontheapplicationrequirementofasubstation.

Atfirst,thepaperbeginswithaoverviewandaanalysisontheresearchandpresentsituationanddevelopmentofthesubstationelementprotection,onthisbasis,thepaperstartaresearchontheprotectionofsubstationelement,includingtransformerandbus-barandsoon.Andthenproposedacompleteconfigurationdesignofelementprotectioncombinedwiththecharacteristicsoftheforeigngeneralelementprotection.Andthepaperalsodescribesthedesignprincipleoftheprotectionschemeandtheconfigurationsituationoftheprotectionfunctions.

Basedonthedesignschemeandbasicprincipleandmethodofprotectionsettingcalculationofthesubstationelementprotection,thepaperdiscussesthebasicprocessandtheprimaryresultsofthesettingcalculation,andthencompletesthesettingcalculationoftheforeignsubstation.Nowthesettingshavebeenusedinthesubstationandhaveobtainedagoodresult.Thelastpartofthepapermakesasummarytotheresearchworkandachievementoftheproject.

Keywords：

ElementProtection,ProtectionDesign,ProtectionSettingCalculation,TransformerProtection,Bus-barProtection

II

xxxx学院本科毕业设计（论文） 目录

目录

摘要 I

ABSTRACT II

1 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 变压器保护的研究现状和发展 1

1.3 母线保护的研究现状和发展 2

2 变压器微机保护设计 4

2.1 变电站一次部分设计基本数据 4

2.2 变压器故障类型及相应保护 6

2.3 主变压器保护配置方案与选型 7

2.3.1主变压器保护配置方案 7

2.3.2主变压器保护配置选型 8

2.4 主变压器主保护 9

2.4.1电流差动保护原理 9

2.4.2装置原理 10

2.4.3主变压器各主保护动作关系 16

2.4.4主变压器后备保护 16

2.4.5装置原理 16

2.5 主变压器非电气量保护 20

2.6 电气量保护装置硬件介绍及接线 21

2.6.1装置介绍 21

2.6.2装置背视示意图 22

2.6.3与综合自动化监控系统接口说明 23

2.7 非电气量保护装置硬件介绍及接线 25

2.7.1装置介绍 25

2.7.2装置背视示意图 26

2.7.3与综合自动化监控系统接口说明 26

2.8 变压器比率制动差动保护的整定计算 28

2.8.1变压器主保护整定计算 28

2.8.2变压器后备保护整定计算 30

3 母线微机保护设计 31

3.1 母线保护的配置原则与规范 31

3.2 母线保护配置方案设计与选型 31

3.3 母线微机保护 31

3.3.1保护配置 31

3.3.2母线保护原理 32

3.3.3母线运行方式识别 36

3.4 母线保护装置硬件介绍及接线 37

3.4.1装置介绍 37

3.4.2装置背视示意图 38

3.4.3与综合自动化监控系统接口说明 39

3.5 母线比率差动保护的整定计算 40

4 断路器、隔离开关的控制及操作回路设计 42

4.1 断路器、隔离开关的配置原则与规范 42

4.1.1断路器控制回路设计原则 42

4.1.2隔离开关控制回路设计原则 42

4.2 控制及操作回路设计 43

4.2.1智能操作箱选型 43

4.2.2装置工作原理 43

4.2.3智能操作箱各插件原理图 45

5 互感器的接线设计 49

5.1 互感器配置选型 49

5.2 互感器接线形式说明 49

5.3 各保护装置中互感器接线 50

6 信号回路的设计 52

6.1 概述 52

6.2 变电站信号回路设计 52

6.2.1IEC60870-5-103和104规约介绍 52

6.3 中央信号装置的选型 53

6.4 中央信号装置介绍 54

6.4.1CAKJ-XHB中央信号报警装置的功能 54

6.4.2CAKJ-XHB中央信号报警装置的报警方式 55

6.4.3装置电源的选用 55

6.5 与其他保护装置接线 55

结论 57

附录A 58

致谢 59

参考文献 60

xxxxx学院本科毕业设计（论文） 绪论

1绪论

1.1概述

变电站是电力系统组成的一个重要环节，是电力网中线路的重要连接部分，其作用是交换电压、汇集和分配电能。

变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全。

因此对变电站进行监控和保护具有十分重要的意义。

电力变压器是电力系统中极其重要的电气设备，它的安全运行与否，直接关系到电力系统能否连续安全、稳定地运行。

特别是由于变压器本身结构复杂、造价昂贵，一旦因故障而遭到损坏，其检修难度大，检修时间长，将造成巨大的经济损失。

近年来，随着电力系统规模的扩大，电压等级的升高，大容量变压器的应用日趋增多,对变压器保护提出了更高的要求。

母线的安全可靠运行则直接影响发电厂和变电所工作的可靠性。

当母线上发生短路时，如果故障不能迅速被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，严重时将造成电力系统的瓦解事故。

因此，在重要的220kV及其以上的发电厂或变电所的母线上，都需要装设专用的母线保护装置。

保护的合理配置以及保护定值的整定计算是电力系统继电保护工作的一个重要组成部分，保护的合理设计与选型是保证电网安全稳定运行的基础，而保护定值的正确与否决定着保护装置能否有效发挥作用，从而决定这被保护对象能否正常运行以及在发生故障时能否将各种故障从电网隔离，以避免事故的进一步扩大。

无论保护装置采用的原理多么先进，算法多么精确，硬件设计多么严密可靠，如果给定的整定值是错误的，则保护装置就不可能正常工作，所以正确的继电保护整定值是继电保护装置有效发挥作用的一个重要条件。

我必须对相关保护原理有十分深刻的理解，深入研究其保护配置方案并完成相关保护的整定计算。

必须深入研究和了解其保护特点，合理进行保护配置设计，正确确定保护定值。

1.2变压器保护的研究现状和发展

差动保护作为变压器主保护的主要形式，长期以来受到保护工作者的关注。

对其研究可追述到二三十年代。

1931年，R.E.Cordray提出比率差动的变压器保护，标志着差动保护作为变压器主保护时代的到来。

随着计算机的出现，继电保护的微机化成为又一关注的热点。

变压器保护新原理的研究主要集中在变压器主保护方面，成功的实现变压器主保护的关键在于准确区分内部故障和外部故障、内部故障和励磁涌流、内部故障和差动TA二次断线等运行情况。

现场长期的运行的统计资料表明差动保护是能够准确地区分区内和区外故障的，目前变压器主保护的研究重点在于如何提高保护的整体性能上，尤其是微机保护被大量使用后，如何充分利用微机的各种资源和特性来改善变压器保护的性能成为了研究领域的一个重要方向。

近年来，新器件、新技术的应用为变压器保护的研究与发展提供了一个广阔的天地。

数字信号处理器DSP的出现，不但可以提高微机保护数据采样与计算的速度和精度，甚至可能改变往常微机保护装置的设计思想，使得复杂的算法得以在保护装置中。

随着变压器主保护的研究不断取得进展，变压器后备保护的研究和应用也日益引起人们的重视。

对于变压器后备保护，由于其原理相对简单、成熟，因此在实现技术方面的研究更为引人关注。

变压器短路故障的后备保护主要包括相间短路、接地短路两个部分。

变压器后备保护在开发和应用中面临的突出问题是，后备保护的配置

与变压器的容量、电压等级、运行方式以及所接