变电站电气主接线和中央音响信号装置设计毕业设计.doc

1、 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 机械与电气工程 系（院） 电气工程及 其 自动化 专业 题 目 变电站电气主接线和中央音响信号装置设计 学 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 胡 慧 清 完 成 日 期 2015 年 月 日 广阳变电 站电 气主接线和中央音响信号装置设计 Design of Guangyang substation main electrical wiring and the acoustic signal device 页 数 ： 页 表 格 ： 个 插 图 ： 幅 南昌工程学院本科毕业设计 I 摘 要 本次设计为 110/10kV 广阳 变电站电气主接线的

2、 初步设计 ，并绘制电气主接线图。该变电站设有 两台 主变压 器，站内主接线分为 110kV、 10kV 两个 个电压等级。 110KV 电压等级采用 双母线接 线， 10KV 电压等级采用单母线分段接线。 根据 中央信号系统 的基本知识以及常规中央音响信号系统的工作原理及典型接线分析和带自动重合闸装置的断路器控制回路。论文主要内容如下 : 变电所 中央信号是为了方便运行人员及时发现与分析故障，迅速消除和处理事故，统一调度和协调生产。在 变电所 中除了依靠测量仪表来监视设备运行情况外，还必须借助灯光和音响信号装置来反映设备正常和非正常的运行状况，可以更直观、更醒目、更能引起人们的注意，同时由于

3、各种信号 代表不同的提示信息，为运行人员提供了设备异常或事故的对象和性质，帮助运行人员做出正确的判断。 介绍了中央信号各回路的分类以及对各回路的基本要求；并且详细介绍了事故信号和预告信号装置的功能。 事故信号和预告信号作为中央信号中的重中之重，在设计中主要选用了性能比较稳定的 ZC-23 型的冲击继电器，并对各回路的工作原理及作用进行了详细的介绍。其中还对预告信号的瞬时预告信号和延时预告信号两部分分别作了介绍。 对自动重合闸装置的要求进行了分析， 其中主要对带三相一次自动重合闸的断路器控制回路进行了详细分析。 关键 字 ：继电保护 中央信号 事故信号 预告信号 南昌工程学院 本科 毕业设计 I

4、I Abstract The substation central signal is for the sake of convenience circulate personnel in time detection and analysis break down, quick cancellation and processing trouble, unify to adjust a degree to harmoniously adjust produce.In the substation in addition to depend on diagraph appearance to

5、surveillance equipments circulate circumstance, return have to ask for help of light and stereo set signal equip to reflection the equipments be normal and not normal of circulate condition, can keep a view more, more refreshing, more ability cause people of attention, in the meantime because of var

6、ious signal representative dissimilarity of hint information. The thesis main contents is as follows: Introduction central each back track of signal of classification and to each back track of basic request;And detailed introduction The function settle a dispute past signal and prior announcement si

7、gnal equip. Trouble signal and prior announcement signal are in the central signal of heavy medium of heavy, in the design main chose to use Function more stability of the pound at of type ZC-23 is after the electric appliances, and to the work of each back track principle and function carry on deta

8、iled of introduction.Return among them to prior announcement signal of moment prior announcement signal with postpone prior announcement signal two part made introduction respectively. To auto heavy match Zha to equip of request carried on analysis, among them main to take three mutually an auto hea

9、vy matched the chopper of Zha control back track to carry on detailed analysis. Key words: Ralay protection, Central signal, Trouble signal, Prior announcement signal 南昌工程学院本科毕业设计 III 目 录 摘要 .II ABSTRACT . II 第一章 变电站电气主接线设计 . 1 1.1 主接线的设计原则 . 1 1.1.1 主接线的设计原则 . 1 1.2 主接线的设计 . 1 1.2.1 设计步骤 . 2 第二章 主变

10、压器的选择 . 5 2.1 主变压器台数的选择 . 5 2.2 主变压器型式的选择 . 5 2.2.1 相数的确定 . 5 2.2.2 绕组数的确定 . 5 2.2.3 绕组连接方式的确定 . 5 2.2.4 结构型式的选择 . 5 2.2.5 调压方式的确定 . 6 2.3 主变压器容量的选择 . 6 2.4 主变压器型号的选择 . 6 2.5 10KV 线路负荷计算 . 6 2.6 站用变压器的选择 . 7 2.6.1 站用变压器的选择的基本原则 . 7 2.6.2 站用变压器型号的选择 . 7 第三章 短路电流计算 . 9 3.1 短路计算的目的、规定与步骤 . 9 3.1.1 短路电流

11、计算的目的 . 9 3.1.2 短路计算的一般规定 . 9 3.1.3 计算步骤 . 9 南昌工程学院 本科 毕业设计 IV 3.2 变压器的参数计算及短路点的确定 . 10 3.2.1 变压器参数的计算 . 10 3.2.2 短路点的确定 . 10 3.3 各短路点的短路计算 . 11 3.3.1 短路点 d-1 的短路计算 (110kV 母线 ) . 11 第四章 电气设备选择与校验 . 14 4.1 电气设备选择的一般规定 . 14 4.1.1 一般原则 . 14 4.1.2 有关的几项规定 . 14 4.2 高压电气设备选择 . 14 4.2.1 断路器的选择与校验 . 14 4.2.

12、2 隔离开关的选择及校验 . 18 4.2.3 电流互感器的选择及校验 . 18 4.2.4 电压互感器的选择及校验 . 19 4.3 母线及电缆的选择及校验 . 20 4.3.1 材料的选择 . 20 4.3.2 母线截面积的选择 . 20 第五章 无功补偿设计 . 22 5.1 无功补偿的原则与基本要求 . 22 5.1.1 无功补偿的原则 . 22 5.1.2 无功补偿的基本要求 . 22 5.2 补偿装置选择及容量确定 . 22 5.2.1 补偿装置的确定 . 22 5.2.2 补偿装置容量的选择 . 23 第六章 中央音响信号系统控制 . 25 6.1 断路器的控制信号回路设计原则

13、. 25 6.2 灯光音响监视断 路器控制回路和信号系统 . 26 6.3 中央信号回路 . 28 6.3.1 信号回路的类型 . 28 广阳变电站电气主接线和中央音响信号装置设计 V 6.3.2 信号回路的基本要求 . 29 6.3.3 事故信号和预告信号装置的功能 . 29 6.4 中央事故信号系统 . 30 6.4.1 ZC-23型冲击继电器 . 31 6.4.2 事故音响信号回路 . 32 6.5 带自动重合闸装置的断路器控制回路 . 错误 !未定义书签。 6.5.1 对自动重合闸装置的基本要求 . 错误 !未定义书签。 6.5.2 带三相一次自动重合闸的断路器控制回路 . 错误 !未

14、定义书签。 6.6 延时预告信号 . 35 6.7 光字牌的检查 . 35 论文小结 . 37 参考文献 . 39 致 谢 . 40 广阳变电站电气主接线和中央音响信号装置设计 1 第一章 变电站电气主接线设计 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。 1.1 主接线的设计原则 1.1.1 主接线的设计原则 (1)考虑变电站在电力系统的地位和作用 变电站在 电力系

15、统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。 (2)考虑近期和远期的发展规模 变电站主接线设计应根据 510 年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。 (3)考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 对一、二级负荷，必须有两个独立电源 供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。

16、 (4) 考虑主变台数对主接线的影响 变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。 (5)考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备 用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。 1.2 主接线的设计 广阳

17、变电站电气主接线和中央音响信号装置设计 2 1.2.1 设计步骤 电气主接线的设计，将分以下几步： (1)拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式和各类设备的选择等，并依据对主接线的要求，从技术和经济上论证各方案的优、缺点，保留 2 到 3 个技术上相当的较好方案。 (2)对 较优方案进行经济计算。 (3)对较优全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。 (4)绘制最优方案电气主接线图，提供包括包括线路的原件的保护方式的选择和整定计算。 1.2.2 初步方案设计 根据原始资料，此变

18、电站有两个个电压等级： 110/10kV ，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站出线回路数是 110kV 为本期两回、远期四回， 10kV 的出线输出回路是本期 12回、远期 36 回， 10kV 开关布置室为 24 回， 为保证供电可靠性， 可装设两台三相三绕组主变压器，可 见此变电站还应该具备扩建方便的特性。为保证设计出最 优的接线方案，初步设计以下几种接线方案供最优方案的选择。 方案一： 110kV 侧采用双母线接线， 10kV 侧采用单母分段接线， 10kV 侧开关布置室采用单母线分段接线。 方案二： 110kV 侧采用单母分段接线， 10kV 侧采用单母分段接线， 10kV 侧开关

19、布置室采用单母线分段接线。 方案三： 110kV 侧采用双母线分段接线， 10kV 侧采用双母线接线， 10kV 侧开光布置室采用单母线分段接线。 方案四： 110kV 侧采用双母线分段带旁母接线， 10kV 侧采用双母线接线， 10kV 侧开关布置室采用双母线接线。 分析可知：从可靠性上， 该变电站将为附近的高校进行供电，属于三级负荷，只需要单电源供电，可靠性要求可适当降低， 减少投资，因此方案一和方案二为较优方案。 两种方案接线形式如下： 图 1-1 主接线方案一 广阳变电站电气主接线和中央音响信号装置设计 3 图 1-2 主接线方案二 1.2.3 最优方案确定 (1)技术比较 在初步设计

20、的两种方案中，方案一： 110kV 侧采用双母线接线；方案二： 110kV 侧采用单母分段接线。采用双母线接线的优点： 系统运行、供电可靠； 系统调度灵活； 系统扩建方便等。采用单母分段接线的优点： 接线简单； 操作方便、设备少等；缺点： 可靠性差； 系统稳定性差。所以， 110kV 侧采用双母线接线。 在初步设计的两种方案中，方案一： 10kV 侧采用单母分段接线；方案二： 10kV 侧采用双母线接线。由原材料可知，此为三级负荷，所以， 10kV 侧采用单母分段接线。 (2)经济比较 对整个方案的分析可知，在配电装置的综合投资，包括控制设备，电缆，母线及土建费用上，在运行灵活性上 110kV 侧远期增设两回线路、 10kV 侧远期增设 24 回线，由