20kV变电所设计

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TAIYUAN INSTITUTE OF TECHNOLGY

成人高等教育毕业设计（论文）

题目：20kV变电所设计说明书

二次部分设备的保护设计

教学点：院直属

年级专业： 2012级电气工程及自动化

层次：本科

学号： 12420201009

姓名：

指导教师：

2014年11月 16 日

本次毕业设计的题目是《20kV变电所设计》（二次部分）。根据设计的要求，在设计的过程中，用到了变电所设计的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养。设计可分为几部分：原始资料的分析、负荷计算、无功补偿、短路电流计算、一次设备选择以及继电保护的配置、整定及校验的确定。

关键词：短路计算、一次设备、继电保护、自动装置

引言 (1)

（一）本课题的目的及研究意义 (1)

1、本课题的目的 (1)

2、本课题的研究意义 (1)

（二）本课题的研究范围及技术要求 (1)

（三）设计资料 (2)

1、电源 (2)

2、负荷资料 (2)

3、设计内容 (2)

（一）负荷计算 (3)

1、负荷分析 (3)

2、负荷计算的方法 (3)

（二）无功补偿 (5)

1、供配电系统的无功功率和功率因数 (5)

2、无功补偿方法及计算 (5)

（三）主变压器的选择 (7)

（四）电气主接线设计 (8)

1、电气主接线概述 (8)

2、主接线方案设计 (9)

3、主接线方式的选择 (9)

（五）短路电流计算 (10)

二、一次电气设备的选择 (15)

（一）电气设备选择的一般原则 (15)

1、电气设备选择的一般原则 (15)

2、电气设备选择的技术条件 (15)

3、常用电气设备的选择及校验项目 (15)

（二）断路器的选择 (16)

（三）10kV侧母线的选择 (17)

（四）互感器的选择 (17)

1、电流互感器选择的原则 (17)

2、电压互感器选择的原则 (18)

（五）所用变的选择 (19)

（六）熔断器的选择 (19)

1.20kV侧 (19)

2.10kV侧 (20)

（七）出线设备选择 (20)

1、电流互感器 (20)

2、断路器 (21)

三、二次设备选择及整定 (22)

（一）继电保护概述 (22)

（二）变电站综合自动化系统综述 (23)

（三）主变压器的继电保护 (24)

1、变压器常见的故障类型与保护配置 (24)

2、CSR-03F变压器纵联差动保护装置 (25)

3、CSR-03H变压器后备保护测控装置 (29)

4、保护原理 (29)

1）I段复压闭锁过流保护（带方向闭锁） (29)

5、装置保护整定方法 (30)

6、后备保护启动时各断路器动作情况 (30)

（四）线路的继电保护 (32)

（五）断路器控制回路 (34)

（六）自动重合闸装置 (36)

1、自动重合闸及其作用 (36)

2、自动重合闸的基本要求 (36)

3、自动重合闸装置 (37)

（七）备用电源自动投入装置 (37)

1、备用电源自动投入概述 (37)

2、保护原理 (38)

四、操作电源 (41)

（一）操作电源概述 (41)

1、操作电源基本概念及要求 (41)

2、操作系统交流部分 (41)

3、操作系统直流部分 (41)

4、操作系统监控部分 (42)

参考文献 (43)

致谢 (44)

引言

（一）本课题的目的及研究意义

1、本课题的目的

20kV变电站二次部分设备的保护设计，对一次电气部分具有监察、测量、控制、保护、调节等功能，达到安全、稳定、灵活和经济运行的目的，提供有效的操控方案，运用各方面知识的综合来解决实际问题，掌握实际工程设计的基本技能，检测自己工作成果。

2、本课题的研究意义

目前10kV配电网的局限性越来越突出，20kV可以很大程度的缓解供电局限性问题。20kV配电网的改造使供电的成本，损耗等有了大大的改善，使电网发展更加可靠。

变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电站的一次部分、二次部分经济合理，并且安全可靠。变电站综合自动化建立在微机技术和数字通信技术基础之上,是变电站自动化发展的趋势，其中继电保护是变电站综合自动化系统的重要组成部分。微机保护由于其功能先进、可靠性高、整定方便、智能性强，且正在向着智能化、多元化、网络化方向发展，能够及时对变电站出现的故障采取有效的处理方式，已在电力系统中得到广泛应用，同时也在传统变电站的改造中发挥积极作用，促进了电网的技术改造和安全运行。

（二）本课题的研究范围及技术要求

根据一次部分主变压器的选择和电气主接线的设计，计算短路电流，并选择主变压器、所用变、母线电缆、断路器、电流互感器、电压互感器、熔断器、补偿电容器等设备。二次部分主要是变压器的主、后备保护设备选择及整定校验，母线的三段保护，自动重合闸装置，备自投及直流操作电源装置的选择。

微机继电保护系统还有断路器控制回路设计，自动重合闸回路以及备用电源自动投入回路设计。同时完成一次部分的主接线图和平面布置图，二次部分的保护配置图、断路器控制回路图、备自投保护配置图及交直流系统图。通过各种保