220千伏某变电所共用部分二次接线说明书毕业设计论文.docx

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220千伏某变电所共用部分二次接线说明书毕业设计论文

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第一章毕业设计的内容、目的

1．1220千伏达里变电所资料概述

1．1．1系统概况

220千伏达里变电所本期装设一台120兆伏安变压器，出一回220千伏线路，220千伏侧采用线路变压器组接线，主变高压侧本期装设断路器一台。

35千伏本期形成单母线接线方式。

35千伏本期出线4回。

1．1．235千伏部分

（1）35千伏线路需配置微机距离保护，包括三段式相间距离、四段式过流保护，三相一次重合闸，跳合闸操作回路及交流电压切换回路。

（2）35千伏所用变配置一套二段式过流保护、重、轻瓦斯保护及跳合闸操作回路。

（3）35千伏电容器配置微机型电容器保护一套。

（4）35千伏所用变保护装置及35千伏电容器保护装置组在一面屏中。

（5）35千伏母线配置一套母差保护。

以上保护均采用数字式保护。

1．1．3变电所的控制、信号、测量及二次部分

（1）由于变电所实现综合自动化，所以取消控制屏，断路器及隔离开关的控制由监控系统完成，并在各断路器的保护屏上装设跳、合闸开关（或按钮），以满足断路器简单操作的需要。

（2）变电所的所有断路器位置、隔离开关位置、保护动作信号等均可进行遥信。

另外，在各设备的保护屏上还可装设反映断路器运行状态的指示信号灯。

（3）变电所取消了常规的测量表计，所有回路的测量均采用遥测方式进行测量。

（4）变电所本期装设电度表屏一面。

（5）本次设计保护屏及监控屏的布置考虑在主控楼内集中布置。

1．2施工图设计依据及设计范围

1．2．1设计依据

本工程继电保护及二次接线部分施工图设计是在初步设计及初步设计审查意见的基础上进行的。

1．2．2设计范围

本工程继电保护及二次接线部分施工图设计范围为：

主变压器以及35千伏线路、电抗器、所用变的控制、保护、计量、信号回路及户外配电装置二次回路设计；220千伏故障录波器及35千伏母线保护的设计；全所公用及直流系统的设计。

1．2．3图纸部分的说明

（1）公用部分

①电压互感器：

本工程电压互感器有两组二次绕组，一个绕组用于电度表，第二个绕组供保护和监控系统，保护电压、监控电压和电度表电压在保护屏内自动进行切换，分别采用电压切换继电器的不同接点引出。

②电度表：

本期工程装设一面电度表屏，屏上装设12块电度表。

由于本变电所为无人值班的综合自动化变电所，取消了常规控制屏。

为了在特殊情况下能够进行断路器的应急操作，因此在保护屏上装设了显示断路器运行状态的红、绿灯和用于应急操作的控制开关。

保护动作信息采用硬接点及串口通信方式送到监控系统，操作箱的信号和断路器、隔离开关位置均采用空接点以遥信方式送到监控系统。

（2）35千伏部分

①本期35千伏出线均配置WXH-816型微机保护装置，此保护包括三段式距离及过流保护，三相一次重合闸，双回线相继速动功能及断路器的跳合闸操作回路，三号风场线与四号风场#1线保护装置组一面屏，五号风场线与四号风场#2线保护装置组一面屏。

②35千伏所用变配置一套WCB-82型微机二段式过流保护，重、轻瓦斯保护及断路器的跳合闸操作回路。

③35千伏电抗器配置一套WKB-821型微机保护装置。

④35千伏所用变保护装置与35千伏电抗器保护装置组在一面屏中。

⑤35千伏母线配置一套PRC15F型母线保护，经与厂家联系，此保护完全满足达里变电所的现场运行要求。

1．3毕业设计的意义

综上所述本次设计的内容是220千伏达里变电所公用部分二次接线设计，主要的研究对象就是变电所综合自动化和电压互感器等。

本次课题的意义是通过配置电压互感器及电压切换装置与变电所综合自动化的研究，让我能充分的掌握变电所的总体设计情况，能够使我们的基础知识得以巩固和加深。

本次设计培养了我们进行独立分析问题、解决问题的

能力和初步进行科学研究的能力以及创新意识、创新能力和获取新知识能力的训练。

通过对文献的查找获得阅读文献、调查研究、社会实践、科学实验、工程训练以及使用工具书和写作方面的综合素质。

最主要的是通过对各种电气设备的研究能够使我们的就业以后的能力得到相当大的提高，对我的意义十分重大。

第二章电压互感器及电压切换装置

2．1电压互感器

2．1．1电压互感器的主要作用

变电所公用部分二次接线的主要研究对象就是电压互感器，它是电力系统中供测量和保护用的重要设备，它有如下重要作用：

（1）将系统高电压转变为标准的低电压（100v）,为仪表、保护提供必要的电压。

（2）与测量仪表相配合，测量线路的相电压与线电压；与继电保护装置相配合，对系统及设备进行过电压、单相接地保护。

（3）隔离一次设备与二次设备，保护人身和设备的安全。

正因为电压互感器有这么重要的作用，为其加装相应的保护装置（高压熔断器）显得尤为必要。

高压熔断器即经济又能满足一定的可靠性，它的结构简单，易于维护检修，在35kv及以下系统中应用广泛。

2．1．2电压互感器的技术要求

（1）电压互感器与额定电压相关的绝缘水平、局放水平、绝缘介质电气性能等技术要求和电流互感器类同，不再赘述。

（2）电压互感器的准确度等级也按保护用电压互感器和测量（或计量用电压互感器分等。

测量用电压互感器分为、和级，常用的是和级，保护用电压互感器准确级分为和级。

（3）电容式电压互感器除对电容分压器的电磁谐振性能和瞬变响应性能有特殊要求外，其余和电磁式电压互感器技术要求相同。

（4）电压互感器在运行中要严防二次侧短路，电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常运行时负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流，当二次侧短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，会将电压互感器烧坏。

2．2电压切换装置

2．2．1电压切换装置简述

（1）电压互感器二次电压的切换有两种情况：

①双母线二次电压的切换；

②互为备用的电压互感器二次电压的切换。

（2）对于双母线系统上所连接的电气元件，在两组母线分开运行时（例如母线联络断路器断开），为了保证其一次系统和二次系统在电压上保持对应，以免发生保护或自动装置

误动、拒动，要求保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一起进行切换。

用隔离开关两个辅助触点并联后去启动电压切换中间继电器，利用其触点实现电压回路的自动切换。

（3）现今变电所综合自动化已经普及，电压切换装置也要相适应变电自动化的特点，以自动切换方式为主。

在设计自动电压切换回路时，应有效地防止在切换过程中对一次侧停电的电压互感器进行反充电。

电压互感器的二次反充电，可能会造成严重的人身和设备事故。

为此，切换回路应采用先断开后接通的接线。

在断开电压回路的同时，有关保护的正电源也应同时断开。

电压回路切换采用自动方式可以减轻运行人员的操作工作量，也不容易发生误切换和忘记切换的事故。

但隔离开关的辅助触点，因运行环境差，可靠性不高，经常出现故障，影响了切换回路的可靠性。

为了提高自动切换的可靠性，应选用质量好的隔离开关辅助触点，并加强经常性的维护。

2．2．2XK-8710电压切换装置

本次设计的电压切换装置采用型号为XK-8710，此装置可以完全配合变电所自动化的操作，操作非常方便，下面就这种装置的特点和功用来做分析。

（1）XK-8710电压自动切换装置的特点

XK-8710电压自动切换装置作为变电站综合自动化的一个子系统，主要实现两组母线TV自动切换、远方切换功能。

装置的特点如下：

①装置以高性能的新型数字信号处理器（DSP）为核心，处理速度快、运算能力强。

②独特的抗干扰设计和先进的表面贴安装工艺使系统具有很高的可靠性；硬件二级看门狗保证系统在异常时能及时复位；具有多重写闭锁功能的EEPROM保存系数和配置，确保参数不被误写。

③大屏幕汉字液晶显示和薄膜键盘人机界面使调试更加方便。

面板上具有运行、告警等指示灯。

④实时32点交流采样，软件自动补偿，无可调元件。

⑤遥测功能：

可测取两组母线TV电压。

⑥遥信功能：

装置的数字信号及断路器、隔离刀闸等位置信号上传至变电站层。

⑦母线TV断线、绝缘监察、过压告警、低压告警、失压告警检测功能。

⑧TV自动切换功能、TV遥控切换功能。

⑨用现场总线技术与综合自动化系统通讯，执行下行命令，上传测量数据。

（2）XK-8710电压自动切换装置的结构

本装置采用插件式结构，外壳封闭；机箱采用嵌入式安装方式，箱后接线。

外形尺寸：

宽×高×深=150X230X208

（3）安装开孔尺寸如图3.1所示：

（a）（b）（c）（d）

图3.1安装开孔尺寸

（4）装置面板布置图如下图

所示：

128×64位图形液晶显示器LC

D，用于显示操作菜单、各种运行资

料、参数及状态；

六个LED工作状态指示灯；

九个操作按键；

远方就地开关用于装置远方和

就地操作的切换。

图3.2装置面板布置图

（5）装置简介

1）装置命名规则（图3．3）

图3.3

2）装置的硬件简介

本装置包括2个功能插件，即CPU插件和出口插件;另外在前面板上还有一块用于人机对话的MMI板。

①CPU插件

CPU插件采用嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简洁高效的数据采集和处理系统，独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；

硬件具有两级看门狗保证系统在异常时能及时复位；

完善的软硬件自检还能使系统在运行时保证各种参数完好无损；用具有多重写闭锁功能的串行E2PROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改而且能够掉电保持；

模数转换用于将二次交流信号隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到AD，原理图如下：

所选用的隔离变压器精度高、隔离效果好、具有很高的抗扰度。

开关量输入（包括断路器工作状态、断路器压力信号、事故总信号等）输出。

CPU通过RS232口与液晶MMI板通讯，并通过CAN通讯与上位管理机交换资料。

CPU插件构成整个装置功能的核心。

②出口插件

该插件接收CPU下发的控制命令并完成操作机构的跳闸、合闸操作及防跳跃功能；采集并上发开关的合位跳位信号；装置故障时该插件还可发故障信号并闭锁跳合闸操作。

该插件独立的继电器出口，可定义成出口结点或信号。

③人机对话板（MMI板）

人机对话板为用户提供良好的人机对话窗口，具有薄膜键盘和大屏幕汉字液晶显示，与CPU板以串口通讯的方式相连。

通过该窗口用户可以监测测量资料、开入量状态、及装置故障状态，可以调整开入量的去抖时间、修改电压电流的变比、设置装置的通讯地址、做遥控的传动实验、整定保护的定值和系统的时间等功能。

3）装置的监控功能

①遥测功能：

装置取自TV的电压Ua1、Ub1、Uc1、3U01（本侧）；Ua2、Ub2、Uc2、3U02。

每周

波采样32点，运用付氏算法计算各电压有效值，并将这些数据通过CAN总线送XK-NET通讯管理单元，遥测全数据包括15项内容：

Ua1、Ub1、Uc1、3U01、Ua2、Ub2、Uc2、3U02、Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、Uca2、F。

调度端的计算方法如式（3.1）：

（3．1）

式中X——为全数据中发送的电压二进制值；

Un——为电压额定值。

②遥信采集

装置有16个开关量输入

表3.1开关量输入

位

定义

位

定义

YX1

远方就地

YX9

遥信输入（B18）

YX2

电压自动切换允许（B11）

YX10

备用

YX3

隔离开关1合位（B12）

YX11

220V备用开入（C10）

YX4

隔离开关2分位（B13）

YX12

220V备用开入（C11）

YX5

分段开关合位（B14）

YX13

220V备用开入（C12）

YX6

遥信输入（B15）

YX14

220V备用开入（C13）

YX7

遥信输入（B16）

YX15

合位（内部产生）

YX8

遥信输入（B17）

YX16

跳位（内部产生）

每个YX在配置中的遥信极性控制字中有相应的位标定其极性（位序号与YX序号相应），若某个YX的极性为“1”，当相应的外部接点打开时，YX值为”0“；接点闭合时，YX值为“1”。

（极性为“0”时相反）

遥信公共端为+24V。

每一个开关量输入在硬件上都有RC滤波外，在软件上还有软件去抖处理。

每一个开关量输入在界面配置中都有一个与之对应的遥信去抖延时。

程序每2毫秒扫描一次，任何同以前扫描状态不同的输入都带有时间标记，并作为一个可能的变位储存起来。

同时根据设定的遥信延时起动时间计时器，当设定时间到，对该输入量再次扫描，如果它保持不变，则认为是有效变位并将该点状态连同时标一起存入状态缓冲区，硬件滤波和软件去抖的并用保证了遥信采集的准确性，使装置不会误发信号。

③遥控

装置有6组开出量接点，对于远方下发的遥控选择命令，装置在判定与本装置地址相同且报文CRC校验正确后，记忆选择的点号并将该报文返校上位机；对于远方下发的遥控执行命令，装置在判定与本装置地址相同且报文CRC校验正确后，进一步对点号进行审查，只有当点号与记忆的遥控选择点号一致且未出界，装置才发命令驱动相应的出口继电器。

第三章图纸分析

二次接线分析有以下图纸：

（1）继电保护及自动装置配置图

（2）220千伏电压互感器接线图

（3）公用屏原理接线图

（4）公用屏端子排接线图

（1）

（5）公用屏端子排接线图

（2）

3．1继电保护及自动装置配置图

本接线为单母接线，高压侧采用星形（220kv），低压侧采用角形（66kv），出线端采用4回出线，分别送往三号、四号、五号风场，其中四号风场有两条回线，同时有一回出线连接电抗器。

母线保护采用微机WCB-821保护，测量互感器，备用互感器和短路器六个。

所用变保护采用母线电抗器限制短路电流每回出线均设置计量测量用互感器和线路微机保护WXH-816互感器。

220kv母线接电压互感器，所用电压互感器是将电力系统的一次电压按一定的变比变换成二次较小电压,供给测量表和继电器，同时还可以使二次设备与依次高压隔离，保证人身和设备的安全。

3．2220千伏电压互感器接线图

图一：

电压互感器端子箱外部接线图

220千伏母线通过隔离开关经165电缆线至TV端子箱。

220千伏母线通过隔离开关经164电缆线至TV端子箱。

220千伏母线通过隔离开关再与另一个隔离开关相连至接地。

220千伏母线通过隔离开关再与另一个隔离开关相连，经166电缆线至TV端子箱。

220千伏母线通过隔离开关经变压器B相至接地。

图二：

电压互感器公用屏接线图

小母线1SaYM经a603回路与空气开关I-3ZK相连，再经a601回路与电压互感器Yhb＇相连，再与电压互感器Yhc＇相连，经L602回路通过隔离开关再经L720回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经a603回路与空气开关I-3ZK相连，再经a601回路与电压互感器Yha＇相连，经LN600回路连接至公用屏接地端。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yha1相连，经A601J回路通过空气开关1ZK再经A602J回路与隔离开关相连，经A720J回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yhb1相连，经B601J回路通过空气开关1ZK再经B602J回路与隔离开关相连，经B720J回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yhc1相连，经C601J回路通过空气开关1ZK再经C602J回路与隔离开关相连，经C720J回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路和N600J回路连接至公用屏接地端。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yha2相连，经A601回路通过空气开关2ZK再经A602回路与隔离开关相连，经A720回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yhb2

相连，经B601回路通过空气开关2ZK再经B602回路与隔离开关相连，经B720回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路与电压互感器Yhc2相连，经C601回路通过空气开关2ZK再经C602回路与隔离开关相连，经C720回路连接至公用屏。

小母线1SaYM经807回路与空气开关I-3ZK相连，再经801回路和N600回路连接至公用屏接地端。

图三：

电压互感器1D端子箱

由1D1端子经YHa1A601J回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D2端子经YHb1B601J回路连接162电缆线至B相电压互感器。

由1D3端子经YHc1C601J回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D4端子经YHa2A601回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D5端子经YHb2B601回路连接162电缆线至B相电压互感器。

由1D6端子经YHc2C601回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D7端子经YHa1回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D8端子经YHc1回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D9端子经YHa2回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D10端子经YHc2回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D12端子经YHa回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D14端子经YHa＇回路连接161电缆线至A相电压互感器。

由1D15端子经YHb回路连接162电缆线至B相电压互感器。

由1D16端子经YHb＇回路连接162电缆线至B相电压互感器。

由1D17端子经YHc回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D19端子经YHc＇回路连接163电缆线至C相电压互感器。

由1D19端子经YHc＇回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D20端子经GA602J回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D21端子经GB602J回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D22端子经GC602J回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D23端子经GA602回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D24端子经GB602回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D25端子经GC602回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D26端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D28端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D30端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D32端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D34端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D36端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D38端子经G回路连接164电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D41端子连接165电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D42端子连接166电缆线至TV刀闸接地刀闸。

由1D44端子连接165电缆线至TV刀闸辅助接点。

由1D46端子连接166电缆线至TV刀闸接地刀闸。

由1D8端子经N600J回路连接101电缆线至公用柜。

由1D10端子经N600回路连接102电缆线至公用柜。

由1D12端子经LN600回路连接103电缆线至公用柜。

由1D26端子经A720J回路连接101电缆线至公用柜。

由1D28端子经B720J回路连接101电缆线至公用柜。

由1D30端子经C720J回路连接101电缆线至公用柜。

由1D31端子连接101电缆线至公用柜。

由1D32端子经A720回路连接102电缆线至公用柜。

由1D34端子经B720回路连接102电缆线至公用柜。

由1D35端子连接102电缆线至公用柜。

由1D36端子经C720回路连接102电缆线至公用柜。

由1D39端子经a603回路连接102电缆线至公用柜。

图四：

电压互感器2D端子箱

由2D1端子经G～A回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D2端子经～A1回路连接169电缆线至母线接地器。

由2D4端子经G～B回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D7端子经G～C回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D10端子经～N回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D13端子经～Y回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D14端子经YH回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D15端子经YT回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D19端子连接169电缆线至母线接地器。

由2D22端子经N3回路连接167电缆线至TV刀闸辅助接点。

由2D24端子经N1回路连接169电缆线至母线接地器。

由2D26端子经～IN回路连接169电缆线至母线接地器。

由2D28端子连接170电缆线至母线接地器。

由2D30端子连接170电缆线至母线接地器。

由2D1端子经～A回路连接168电缆线至动力箱。

由2D4端子经～B回路连接168电缆线至动力箱。

由2D7端子经～C回路连接168电缆线至动力箱。

由2D10端子经～N*回路连接168电缆线至动力箱。

由2D13端子经～A回路连接105电缆线至监控柜。

由2D14端子经YH回路连接105电缆线至监控柜。

由2D15端子经YT回路连接105电缆线至监控柜。

由2D19端子经II-890回路连接171电缆线至#1主变端子箱。

由2D20端子经II-894回路连接171电缆线至#1主变端子箱。

由2D24端子经N1*回路连接168电缆线至动力箱。

由2D26端子连接171电缆线至#1主变端子箱。

3．3公用屏原理接线图

图一：

公用柜示意图

本公用柜由柜体（2260X800X600）、铭牌面板、厂标铭牌、接地标志（JG）、接地铜排（JJG-17）、标签框面板、面板、右挡板、左挡板、标签框、空面板（4U）、小电流接地选线装置（HYX800SG，DC220V）、消谐装置（HYR-1，DC220V）、自动空气开关（5SX5，

203-7，3A）、熔断器（JH14-2.5RD2）、通用螺口灯座（250V，4A）、行程开关（LX19K）

和磨砂灯（40W，220V）等组成。

图二：

零序电流、电压接线图

由外部端子1D1连接在三号风场线内部端子1n102上。

由外部端子1D2连接在三号风场线内部端子1n101上。

由外部端子1D3连接在四号风场1线内部端子1n104上。

由外部端子1D4连接在四号风场1线内部端子1n103上。

由外部端子1D5连接在四号风场2线内部端子1n106上。

由外部端子1D6连接在四号风场2线内部端子1n105上。

由外部端子1D7连接在五号风场内部端子1n108上。

由外部端子1D8连接在五号风场内部端子1n107上。

由外部端子1D51连接在零压1内部端子1n125上。

由外部端子1D52连接在零压1内部端子1n126上。

图三：

交流电源接线图

由外部端子GD11经熔断器连接至外部端子GD17，再连接保护装置XK的常闭内部端子2，经过内部端子3连接在保护装置A’的内部端子1，最后连接在屏内照明回路A上。

由外部端子GD15经保护装置A’的内部端子2连接至屏内照明回路A上。

图四：

直流电源回路接线图

由外部端子GD1连接在刀闸开关