110kv變電所電氣二次部分初步設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，能實現對電源系統的遙測、遙控、遙信及遙調功能；對每一個蓄電池進行自動管理和保護。該系統通過RS232或RS485接口接入計算機監控系統。 直流負荷統計表序號負荷名稱容量kW負荷系數計算容kW計算電流（A）事故放電時間及電流（A）初期 持續 末期1經常負荷4142事故照明2129993DL跳閘204DL合閘1335合計3 控制、信號系統接收集控站計算機系統遙控、遙調命令實施控制操作。接收并實施集控站系統對時命令。接收并實施集控站系統復歸保護動作當地信號命令。向集控站、調度主站傳送信息包括：A、常規電氣量、非電量(包括模擬量、開關量、電度量)。B、微機保護動用及警告信息。C、事件順序記錄信息。D、保護裝置工作狀態信息。具體如下：（1）110kV線路遙控：①110kV線路斷路器分、合、隔離開關的分合；②保護信號復歸；③操作箱信號復歸。遙測：110kV線路電流、。遙信：①110kV線路斷路器位置信號SOE；②隔離開關位置信號SOE，接地刀閘的位置信號SOE；③110kV線路保護動作和重合閘動作信號SOE；④控制回路斷線等狀態SOE；⑤SF6氣壓報警。（2）110kV母聯遙控：110kV母聯斷路器分、合、隔離開關的分合；遙測：三相電流；110kVⅠ、Ⅱ段母線電壓、3；遙信：①110kV母聯斷路器位置信號SOE；②隔離開關及接地刀閘的位置信號SOE；③PT回路故障SOE；④110kV母線保護動作SOE；⑤母聯各類故障信號SOE；⑥SF6氣壓報警[22]。（3）主變遙控：①主變兩側開關的分、合；②主變中性點接地刀閘分、合；③有載調壓開關的升降、急停；④保護信號復歸，操作箱信號復歸；⑤主變有載調壓自動方式的投入、退出。遙測：①主變、、COSφ：②主變低壓側、 ；③主變油溫。遙信：①主變兩側開關位置信號SOE；②隔離開關接地刀閘位置信號、中性點接地閘位置信號SOE；③主變抽頭位置信號；④主變調壓裝置運行狀態信號SOE；⑤主保護動作信號SOE，后備保護動作信號SOE；⑥非電量保護動作信號SOE。（4）10kV線路遙控：①線路斷路器的分、合；②保護信號復歸；遙測：10kV線路電流；遙信：①10kV線路斷路器位置信號SOE；②手動運行、試驗狀態信號SOE；③保護動作信號SOE；④報警信號SOE。7 繼電保護設計 概述 電力系統繼電保護的設計與配置是否合理直接影響到電力系統的安全運行，如果設計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設備安全事故。因此，合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統的安全運行具有非常重要的意義[21]。 選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。同滿足四個基本要求有困難時，可根據電力系統的具體情況，在不影響系統安全運行的前提下，可以降低某一些要求。選擇保護方式時，應力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統的要求。只有簡單的保護裝置不能達到目的時，才考慮采用較復雜的保護裝置。 設計各種電氣設備的保護時，應綜合考慮： （1）電力設備和電力系統的結構特點和運行特性； （2）故障出現的機率及可能造成的后果； （3）力系統近期的發展情況； （4）經濟上的合理性。 繼電保護整定原則 基本任務 繼電保護整定計算的基本任務，就是要對各種繼電保護給出整定值；各種繼電保護適應電力系統運行變化的能力都是有限的，因而，繼電保護方案也不是一成不變的。隨著電力系統運行情況的變化（包括建設發展和運行方式變化），當超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分繼電保護重新進行整定，以滿足新的運行需要[22]。必須注意，任何一種保護裝置的性能都是有限的，即任何一種保護裝置對電力系統的適應能力都是有限的。當電力系統的要求超出該種保護裝置所能承擔的最大變化限度時，該保護裝置便不能完成保護任務。當繼電保護的配置和選型均難以滿足電力系統的特殊需要時，必須考慮暫時改變電力系統的需要或采取某些臨時措施加以解決。繼電保護整定計算即有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統的結構和運行問題。因此，整定計算要綜合、辯證、統一的運用。整定計算的具體任務有以下幾點： （1）繪制電力系統接線圖； （2）繪制電力系統阻抗圖； （3）電力系統各點短路計算結果列表； （4）編寫整定方案報告書，著重說明整定原則問題、整定結果評價、存在的問題及采取的對策等。 整定計算的步驟 （1）按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數的計算條件[22]； （2）進行短路故障計算，記錄結果； （3）按同一功能的保護進行整定計算，選取整定值并做出定值圖； （4）對整定結果分析比較，以選出最佳方案。 對繼電保護裝置的基本要求 電力系統發生故障時，保護裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設備切除，以保證非故障設備繼續運行。因此，對作用于斷路器跳閘的繼電保護裝置必須滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性四項基本要求[23]。 （1）可靠性：可靠性是指被保護設備區內發生故障時，保護裝置能可靠動作；系統正常運行或在區外故障時，保護應不動作，即保護裝置應既不拒動也不誤動。 （2）選擇性： 選擇性是指電力系統發生故障時，僅由故障的保護裝置將故障設備切除。當故障設備的保護或斷路器拒動時，則由相鄰的設備保護裝置切除故障，盡量縮小停電范圍。 （3）靈敏性： 靈敏性是指保護裝置對其保護區內故障的反應能力。保護裝置的靈敏性一般用靈敏系數或保護范圍來衡量。故障參數的最大、最小值應根據常見的最不利運行方式、短路類型和短路點來計算。 （4）速動性： 速動性是指保護裝置應快速切除故障。在設計保護時，主保護的動作時間一般必須經過系統穩定計算來確定，有時也可以由電力系統有關部門提供。 變壓器的保護設計 變壓器保護配置為了防止變壓器發生各類故障和不正常運行造成的不應有的損失，以及保證電力系統安全連續運行，根據有關技術規程的規定，大中型變壓器組的變壓器應針對下述故障和不正常運行狀態的設置相應的保護[24]。對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置[25]：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路； （2）繞組的匝間短路； （3）外部相間短路引起的過電流； （4）中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓； （5）過負荷； （6）油面降低； （7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統故障。對變壓器的故障問題所作出的相應繼電保護措施[26]：（1）防止變壓器繞組和引出線相間短路，直接接地系統側繞組和引出線單相接地短路以及繞組匝間短路的（縱聯）差動保護；（2）防止變壓器其油箱內部各種短路或斷線故障以及油面降低的瓦斯保護；（3）防止直接接地系統中變壓器外部接地短路并作為瓦斯保護和差動保護后備的零序電流保護、零序電壓保護以及變壓器接地中性點有放電間隙的零序電流保護；（4）防止變壓器過勵磁保護；（5）防止變壓器外部相同短路作為瓦斯保護和差動保護后備的過電流保護或阻抗保護；（6）防止變壓器對稱過負荷的過負荷保護；（7）反映變壓器溫度及油箱內壓力升高和冷卻系統故障的相應保護。 縱聯差動保護整定采用BCH2型縱聯差動保護裝置進行整定[27]。（1）確定基本側，在變壓器的各側中，二次額定電流最大的一側稱為基本側。各側二次電流的計算方法如下：按額定電壓及變壓器的最大容量計算各側一次額定電流按和算出個側電流互感器的二次額定電流；按下式計算各側電流互感器的二次額定電流 （） 式中是電流互感器的接線系數，星型接線時，三角形接線時，； （2）確定裝置的動作電流，裝置的動作電流按下面三個條件，選其中最大者為基本側動作電流躲開變壓器的勵磁涌流： （）為變壓器其基本側的額定電流躲開電流互感器的二次回路斷線時變壓器的最大負荷 （）式中:變壓器基本側的最大負荷電流，當它無法確定是，可以用變壓器的額定電流。躲開變壓器外部短路時的最大不平衡電流：本次為雙繞組變壓器： （）：非周期分量引起的誤差，取為1；：電流互感器的同型系數，；：電流互感器容許最大相對誤差，；：變壓器分接頭位置的改變范圍，最大為15%。（3）校驗靈敏度，靈敏度校驗應按內部短路時的最小短路電流進行。 （）式中：變壓器內部故障時，歸算至基本側最小短路電流。 變壓器差動保護配置選型根據差動保護計算結果，本次變壓器差動保護裝置選用南瑞繼電保護公司的LFP900系列。LFP900系列。該系列主變壓器差動保護包括LFP971和LFP9722個子系列，每個子系列又分A、B、C三種型號。其中，A型為二次諧波制動原理；B型為間斷角閉鎖原理；C型為偶次諧波判別原理。LFP971A（B、C）具有2個差動分支，LFP972A（B、C）具有3個差動分支。變壓器主保護選用LFP972子系列。 輸電線路保護設計 輸電線路保護配置 （1）三段式電流保護線路的保護通常是三段式電流保護。第Ⅰ段為無時限電流速斷保護或無時限電流閉鎖電壓速斷保護；第Ⅱ段為帶時限電流速斷保護或帶時限電流閉鎖電壓速斷保護；第Ⅲ段為過電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護。根據被保護線路在電網中的地位，在能滿足選擇性、靈敏性和速動性的前提下，也可裝設 Ⅰ、Ⅱ段，Ⅱ、Ⅲ 段或只裝設第Ⅲ段保護。（2）三段式零序電流保護中性點直接接地的電網（又稱大接地系統）中發生短路時，將出現很大的零序電流，而在正常運行情況下他們是不存在的。因此，此次利用零序電流保護來構成接地短路的保護。（3）距離保護距離保護是反應故障點至安裝地點之間的距離（或阻抗），并根據距離的遠近而確定動作時間的。距離保護作為主保護或后備保護，也分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距離保護。距離保護的第Ⅰ段時瞬時動作的，只能保護線路全場的80%~90%，距離Ⅱ段保護整定時間不超出下一條線路距離Ⅰ段保護范圍通常是帶上高出一個來實現，以保證選擇性。距離Ⅲ段整定原則是其啟動阻抗要按照躲開正常運行時的最小負荷阻抗來選擇，動作實現按階梯原則進行計算。（4）高頻閉鎖距離保護為了在保護范圍內故障時加速保護的動作，可以在距離保護上加設高頻部分，以構成高頻閉鎖距離保護。高頻閉鎖距離保護對本線路內部故障應全線速動，對外部故障則按距離保護相互配合的原則動作。當輸電線路內部故障時，它能瞬時地從被保護線路兩端切除故障；當輸電線路外部故障時，其距離保護Ⅲ段任然能起后備保護的作用。（5）自動重合閘自動重合閘的采用是系統安全經濟運行的客觀要求。架空線路絕大部分的故障都時瞬時的，主要是雷電等引起的閃絡。永久故障一般不到10%，因此，采用自動重合閘，不僅能提高供電的安全性，減少停電損失，自動恢復整個系統的正常運行狀態，而且對高壓網絡還提高了其暫態穩定水平，增大送電容量。除此之外，如果系統中一組元件因故障斷開而引起其他相關電力設備過負荷，則可以在過負荷的允許時間內，使系統自動恢復原來的狀態，既避免了設備過負荷，又按事先預定控制條件與動作程序自動恢復正常運行。本設計采用三相自動重合閘，三相自動重合閘的配置原則：①單側電源線路：其電源側采用一般的三相重合閘，如由幾段串聯線路構成的電力網，為了補救電流速斷等瞬動保護的無選擇性動作。三相重合閘采用帶前加速或順序重合閘方式，此時斷開的線路自電源側順序重合，但對供電給重要負荷的單回線路，為了提高供電可靠性，有條件也可以采用綜合重合閘。②雙側電源線路：兩端均有電源的線路采用自動重合閘時，應保護在線路兩側短路器均已跳閘，故障點電弧熄滅和絕緣強度已恢復的條件下進行，同時，應考慮斷路器在進行重合閘時線路兩側電源是否同步以及是否允許非同步合閘。因此雙側電源線路的重合閘可歸納為一類是檢查同步重合閘（如一側檢查線路無電壓，另一側檢查同步及檢查平行線鄰線有電流重合閘等）及不檢查同步的同合閘（如非同步重合閘、快速重合閘、解列重合閘及自同