最新110KV变电所电气二次汇总.docx

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最新110KV变电所电气二次汇总

110KV变电所电气二次

第一章概述

第一节110KV变电所电气二次设备概述

变电所二次部分是电力系统安全运行不可缺少的一个重要组成部分，它的主要作用是预防事故或缩小事故范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。

它包括电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、中间继电器、时间继电器和信号继电器等。

为使继电保护装置（特别是动作于跳闸的保护装置）能更好地完成它在电力系统中所担负的任务，应满足以下四个基本要求：

1）选择性：

当系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电范围。

2）速动性：

保护装置应能尽快地切除短路故障。

3）灵敏性：

在事先规定的保护范围内故障时，不论短路点的位置、短路的类型及系统运行方式如何，要求保护装置都能灵敏反应。

4）可靠性：

在保护装置的保护范围内发生属于它动作的故障时，应可靠动作，即不应拒动；而发生不属于它应动作的情况时，则应可靠不动，即不应误动。

第二节110KV变电所电气二次回路及其接线

一、电气工程图（二次部分）示例

电气工程图按功能可分为：

1）概略图；2）电路图；3）功能图；4）接线图；5）布置图等几个大类。

1．概略图

概略图表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件中各项目之间的主要关系和连接的相对简单的简图，通常用单线表示法。

如图1-1所示。

2．电路图

电路图表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件等实际电路的简图，采用按功能排列的图形符号来表示各元件和连接关系，以表示功能而不需考虑项目的实体尺寸、形状或位置。

图1-2所示为用分开表示法表示的电路图

图１－2　电路图示例

3．功能图

用理论的或理想的电路而不涉及实现方法来详细表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件等功能的简图。

图1-3所示为某三相一次重合闸逻辑框图。

4．接线图

接线图是表示或列出一个装置或设备的连接关系的简图有：

1）单元接线图、2）互连接线图、3）端子接线图。

图1-4为时间继电器和保护出口继电器的单元接线图示例。

图1-5为端子接线图示例。

端子排是实现屏内设备与屏外设备相连

的接线端子。

端子排应位于屏的左右侧。

屏体内设备与屏外设备及屏顶小母线连接时，以及同一屏内不同安装单位的设备互相连接时，需经过端子排连接，同一屏内同一安装单位的设备互相连接时，不需经过端子排。

正电源应以端子排引接，负电源应在屏内设备间形成环路，环的两端应接至端子排。

端子排的上、下两端应装终端端子，且在每一安装单位端子排的最后留2—5个端子作为备用。

接线端子的一侧一般只接一根导线，最多不超过两根。

5．布置图

屏面布置图是经简化或补充以给出某种特定目的所需信息的装配简图。

决定屏上各个设备的排列位置及相互间距离尺寸的图纸，要求按照一定的比例尺绘制。

屏面布置应满足下列一些要求：

①凡需以常监视的6仪表和继电器，不要布置太高；②操作元件，如控制开关、调节手轮、按钮等的高度要适中，使得操作调节方便。

它们之间应留有一定的距离，操作时不致影响相邻的设备；③对于检查和试验较多的设备，应位于屏的中部，而且同一类型的设备应布置在一起，这样检查和试验都比较方便。

此外，应力求布置紧凑和美观。

屏面布置图包括：

（1）控制屏屏面布置图

（2）继电器屏屏面布置图。

（图为110KV线路保护的控制屏和继电器屏屏面布置图）

图１－6　屏面布置图示例

二、二次回路

凡监视、控制、测量以及起保护作用的设备，如测量表计、继电保护、控制和信号装置等，皆属于二次设备。

在电力系统中，为了达到安全、经济地运行，二次设备是不可缺少的部分。

二次回路是由二次设备组成的回路。

它包括交流电压回路、交流电流回路、断路器控制和信号回路、继电保护回路以及自动装置回路等。

二次接线图是用二次设备特定的图形符号和文字符号，表示二次设备互相连接的电气接线图。

这类图在实际工作中常见。

下面以110KV变电所为例来说明二次接线图和二次回路。

（一）电压电流回路

电压电流回路是由电流互感器、电压互感器、仪表和继电器的线圈构成。

110kV主变压器的电流、电压回路图如图1-7所示。

图1-7主变压器电流、电压回路图示例

（三）信号回路

信号回路可分为：

（1）事故信号。

事故信号是当断路器事故跳闸后，起动蜂鸣器发出音响。

如断路吕发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，同时，断路器的位置指示灯发出闪光。

（2）预告信号。

预告信号是在电气设备发生不正常情况下一面发出铃响。

例如，发电机过负荷、变夺器过负荷，电压回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响（铃响），此外，标有故障内容的光字牌也变亮。

（3）位置信号。

包括断路器位置信号和隔离开关位置信号；而后者则用一种专门的位置指示器来表示其位置状况。

（4）其他信号。

如指挥信号、联系信号和全厂信号等。

（四）继电保护及自动装置回路

继电保护及自动装置回路图主要表示继电保护及自动装置的原理及接线。

第二章110KV变电所主变压器保护

第一节保护配置

一、电力变压器保护配置原则（《继电保护和自动装置技术规程》[中华人民共和国行业标准DL400—91]）

（一）变压器的故障及不正常工作状态

变压器电力变压器是电力系统的重要设备，为保证变压器安全可靠地运行，就必须视其容量的大小及电压的高低，设置相应的继电保护装置。

一般要针对电力变压器的下列故障及不正常运行方式，装设相应的继电保护装置：

（1）绕组的相间短路和中性点直接接地侧的单相短路；

（2）绕组的匝间短路；

（3）外部相间短路引起的过电流；

（4）中性点直接接地电网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；

（5）过负荷；

（6）过励磁；

（7）油面下降；

（8）变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。

（二）主保护配置

1．0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护；当壳内故障产生轻微瓦斯式油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。

带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。

2．对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应按下列规定，装设相的保护作为主保护。

保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。

3．对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器。

10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。

4．纵联差动保护应符合下列要求：

a、应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。

b、应在变压器过励磁时不误动。

c、差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。

如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。

但在某些情况下，例如60KV或110KV电压等级的终端变电所和分支变电所，以及具有旁路母线的电气主接线，在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护亦可以利用变压器套管内的电流互感器，而对引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。

（三）后备保护

对由外部相间短路引起的变压器过电流，应按下列规定，装设相应的保护作为后备保护，保护动作后，应带限动作于跳闸

1．过电流保护宜用于降压变压器，保护的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。

2．外部相间短路保护应装于变压器下列各侧，各项保护的接线，宜考虑能反应电流互感器与断路器之间的故障。

3．三绕组变压器，应装于主电源侧，根据主接线情况，保护可带一段或两段时限，较短的时限用于缩小故障影响范围；较长的时限用于断开变压器各侧断路器。

二、三绕组变压器保护具体配置

本次设计是对容量为31.5MVA、中性点不接地的三绕组主变进行保护配置、整定计算和二次回路图的部分绘制。

根据以上技术规程为本次设计的变压器配置以下的保护：

一．主变保护配置及作用

1．瓦斯保护：

反应变压器油箱内故障及油面降低。

作为变压器的主保护。

当发生轻微故障时，油面下降，轻瓦斯动作于信号；当发生严重故障时，产生大量气体，重瓦斯动作于跳闸，跳开主变各侧断路器。

对带负荷调压的变压器的调压装置，设有载瓦斯，同理，轻瓦斯动作于发讯，重瓦斯动作于跳闸。

2．差动保护：

作为变压器的主保护反应变压器绕组和引出线的相间故障。

动作于跳开变压器各侧断路器。

3．复压闭锁过流保护，反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、差动保护的后备。

动作于跳闸。

4．过负荷保护，反应高压侧过负荷情况，动作于发讯。

5．主变间隙零序电流及零序电压保护，作为中性点不接地运行的分级绝缘变压器的接地故障保护。

二、主要保护功能

本所主变装有CST-231A变压器保护，CSR22A变压器非电量保护。

本所主变有下列保护：

1主变差动保护（比率差动保护及差动速断保护）

2主变瓦斯保护（本体、有载调压开关）

3间隙零序过流保护和零序过电压保护

4零序电压闭锁零序过电流保护。

5复合电压闭锁过流保护（二段）

6过负荷保护。

7温度高报警。

第二节保护整定

一、主变压器参数

E

0.0581

110KV

0.011+j0.02446（线路LGJ-150/7.873KM）

110KV

0.00988+j0.32153#1#20.01156+j0.319840.005770-j0.0174335KV

0.007785-j0.00873

0.00681+j0.201290.00907+j0.39524

10KV

主变参数如下

1#主变：

型号SFSZ8-31500/110

接线Yn/Yn0/△-11

档位110±4×2.5%/38.5±2×2.5%/10.5

短路电压（%）高-中10.47高-低18中-低6.33

短路损耗（KW）高-中169.7高-低181中-低136.4

空载电流（%）0.46

空载损耗（KW）40.6

2#主变：

型号SFSZ10-40000/110

接线Yn/Yn0/△-11

档位110±

8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5

短路电压（%）高-中11.79高-低21.3中-低7.08

短路损耗（KW）高-中74.31高-低74.79中-低68.30

空载电流（%）0.11

空载损耗（KW）26.71

1．110kV母线故障：

Uj=115kVSj=100MVAIj=Sj/（√3×Uj）=100/（√3×115）=0.502KA

大方式下：

Id=502/（j0.0581+0.011+j0.02446）=502/0.08329=6027A

小方式下：

按两相故障计算Id

（2）=0.866×6027=5219.5A

2．35kV母线故障：

因为110kV主变不考虑长期并列运行，所以按分列计算

Ij=Sj/（√3×Uj）=100/（√3×37）=1.56KA

1#主变：

∑X=j0.0581+0.011+j0.02446+0.00988+j0.32153+0.00577-j0.01743

=0.02665+j0.38666=0.3876

大方式：

Id=1560/0.3876=4025A

小方式：

Id

（2）=0.866×4025=3485.7A

2#主变：

∑X=j0.0581+0.011+j0.02446+0.01156+j0.31984+0.007785-j0.00873

=0.030345+j0.39367=0.39484

.大方式：

Id=1560/0.39484=3951A

小方式：

Id

（2）=0.866×3951=3421.5