变电所控制回路设计

课程设计报告书

所属课程名称供变电技术

题目牵引变电所供变控制回路设计

分院

专业班级

学号

学生姓名

指导教师

2011 年月日

课程设计任务书

专业班级姓名

一、课程设计题目牵引变电所供变控制回路设计

二、课程设计工作：自年月日起至年月日止。

三、课程设计的内容要求：

1.各种保护电路的设计，

2.计量控制等二次回路设计

3.实现各种控制回路，跳闸，重合等各种功能。

4.撰写课程设计报告，并答辩。

学生签名：

2011年月日

课程设计评阅意见

评阅人职称

2011年月日

目录

第1章课程设计内容及要求 (5)

第2章课程设计目的 (6)

第3章程序实现思路 (7)

第4章程序清单 (8)

1. 变电站的负荷计算 (8)

2.短路电流计算 (10)

3.主变压器台数和容量的选择 (13)

4.主接线方案的确定 (15)

5.二次回路方案的确定 (18)

第5章课程设计心得 (33)

第6章参考文献 (34)

第1章课程设计内容及要求

设计内容及要求：

1.牵引变电所供变控制回路设计：

2.各种保护电路的设计

3.计量控制等二次回路设计

4.实现各种控制回路，跳闸，重合等各种功能。

5.按照要求，通过各种互感器来实现各种保护电路的设计

6.完成各种逻辑关系。

第2章课程设计目的

在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计书注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性，同时注重介绍和反映现代供配电技术的新技术。电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。

变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 ～10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控制。对于控制对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多

第3章程序实现思路

1.在保证可靠性的前提下，合理和设置网络和功能终端。采用分布式分层结构，不须人工干预的尽量下放，有合理的冗余但尽量避免硬件不必要的重复。

2.采用开放式系统，保证可用性（Interoperability）和可扩充性（Expandability）。要求不同制造厂生产的设备能通过网络互连和互操作，同时还要求以后扩建时，现有系统的硬件和软件能较方便的与新增设备实现互操作。

第4章

程序清单

1. 变电站的负荷计算

1.1 负荷计算

各组负荷的计算：

1.有功功率 P=KX ⨯ΣPei

2.无功功 Q=P ⨯tg Ф

3.视在功率 S=22Q P +

式中：ΣPei ：每组设备容量之和，单位为KW ；KX ：需用系数；Cos Ф:功率因数。

总负荷的计算：

1.有功功率 P Σ=K 1⨯ΣP

2.无功功率 Q Σ= K 1⨯ΣQ

3.视在功率 S Σ=

∑∑+2

2

Q

P

4.自然功率因数： Cos Ф1= P Σ/S Σ 式中：K1组间同时系数，取为0.85～0.9。

电力系统中的无功功率就是要使系统中无功电源所发出的无功功率与

系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡;按系统供电负荷的功率因数达到0.95考虑无功功率平衡。 变电站所供负荷的总数：P 总=38800KW 变电站所供一类负荷总数：P 总1=8600KW 变电站所供二类负荷总数：P 总2=30200KW

一类负荷占总负荷的百分比：δ= P 总1/ P 总=8600／38800×100%=22.16%

二类负荷占总负荷的百分比：δ= P 总2 /P 总=30200／38800×100%=77.84%

1.2.无功补偿的目的

无功补偿的目的是系统功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失，这一些原因是电力系统基本的常识，在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9（本次设计要求功率因为为0.95以上），因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容器补偿无功。

1.3无功补偿的计算

1.计算考虑主变损耗后的自然因数Cos Ф1：

P 1=P Σ+ΔP b Q 1=Q Σ+ΔQ b

Cos Ф1= P 1 /2

121O P +

2.取定补偿以后的功率因数： Cos Ф2为0.95：

3.计算补偿电容器的容量：

Q c =K 1P Σ⨯(tg Ф1+ tg Ф2)

式中：K 1=0.8～0.9

4.计算补偿电容器的个数： N c =Q c / q c 式中：q c 单个电容器的容量，单位kavr 。

按照3的整数倍取定补偿器的个数N c s ，然后计算出实际的补偿容量：Q c s = N c s * q c

5.计算补偿以后实际的功率因数，补偿后实际的功率因数大于0.9为合理

Cos Ф2= P Σ /22

)(C x x Q Q P ++ 10KV ： COS φ1≥0.9

∴选COS φ1=0.9来考虑：