邵阳学院毕业设计(论文)
第一部分 设计说明
1 概述 1.1工程概况
220kV系统由水电站W1，W2和两个等值的220kV系统S1、S2通过六条220kV
线路构成一个整体。整个系统最大开机容量为1509.29MVA，此时W1、W2水电厂所有机组、变压器均投入，S1、S2两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位1007.77MVA,此时W1厂停2×30MVA机组，W2厂停77.5MVA机组一台，S1系统发电容量为300MVA，S2系统发电容量为240MVA。220kV系统负荷潮流分布图如图1.1所示。
图1.1
220kV系统负荷潮流分布图
表1.1 发电机参数
发电机参数如表1.1所示,变压器参数如表1.2所示。
总容量（MVA） 最大 295.29 310 476 428 最小 235.29 232.5 300 240
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电源 W1厂 W2厂 S1系统 S2系统 每台机额定功率（MVA） 235.29 2×30 4×77.5 额定电压（kV） 15 11 13.8 115 115 额定功率因数cosφ 0.85 0.83 0.84 正序电抗 0.35 0.25 0.3 0.5 0.5 邵阳学院毕业设计(论文)
表1.2 变压器参数
变电站 A变 B变－1 B变－2 C变 D变 E变 变压器容量（MVA） 20 240 60 3×120 4×90 2×120 变比 220/35 220/15 220/11 220/115/35 220/11 220/115/35 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ 10.5 12 12 17 12 17 Ⅰ－Ⅲ 10.5 10.5 Ⅱ－Ⅲ 6 6 对水电厂X2=1.45X1，对于等值系统X2=1.22X1
输电线路参数X1=X2=0.41欧/公里，X0=3X1，φL=80。 所有电流互感器的变比为600/5，电压互感器的变比为220000/100。 取基准功率60MVA，基准电压220kV。
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1.3 设计任务
由于时间问题，这次设计我选择D变电站作为具体的设计对象，通过对整个系统的参数计算和短路计算，对D变电站发电机、主变及线路的保护方式进行配置，保护设备进行选型，同时对各类保护进行整定计算。
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2 系统最大最小运行方式的选择和确定
电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时，往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。
最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。
最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度[7]。
根据原始资料可知S1、S2系统的最大、最小运行方式具体情况如表2.1所示:
表2.1 系统最大、最小运行方式
运行方式 最大运行方式
系统情况
S1、S2等值系统按最大容量发电，
系统内所有机组及变压器均投入运行。
最小运行方式
W1厂停2?30MVA机组，W2厂停77.5MVA机组一台， S1系统发电容量为300MVA，S2系统发电容量为240MVA。
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3 变压器中性点接地的数目和位置 3.1 变压器中性点接地的目的
对于110kV及以上电网，电力网一般都采用中性点直接接地的的运行方式。因为这种接线方式过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，在高压及特高压电网中，经济效益显著。
对中性点直接接地系统中的电力变压器，一般应装设零序电流(接地)保护，作为变压器主保护的后备保护和相邻元件短路的后备保护。
变压器中性点接地主要是防止电力系统中的过电压损坏变压器绕组绝缘[6]。
3.2 变压器中性点接地点的数目和位置的选择依据 (1) 凡是自耦变压器，中性点须要直接接地或者经小电阻接地。
(2) 凡中、低压有电源的升压站和降压站变电所至少有一台变压器直接接地。 (3) 终端变电所的变压器中性点一般不接地。
(4) 变压器中性点接地点的数目应使电网的短路点的综合零序电抗与综合正序
电抗之比X0/X1小于3，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压; X0/X1还要大于1～1.5，使单相短路电流不超过三相短路电流。
(5) 所有普通变压器的中性点都应该经隔离开关接地，以便运行调度灵活。当变
压器中性点可能断开运行时，若变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。
(6) 选择中性点接地点应保证任何故障形式都不会使得电网解列成为中性点不
接地系统。双母线接线配两台及以上主变时，可考虑两台变压器的中性点接地。
(7) 主变压器的6～63kV侧采用不接地或者经消弧线圈接地方式[6]。 3.3 变压器中性点接地运行的选择
根据上述原则系统中各变电站的变压器接地的情况如表3.1所示：
表3.1 各变电站的变压器接地情况
变电站 变压器数量（台） 220kV高压侧中性点接地的变
压器数量（台）
0
1
2
2
1
A 1
B 2
C 3
D 4
E 2
4
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4 正、负、零序网络的制定
在应用对称分量法分析计算不对称的故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此。应根据电力系统的接线图、中性点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示[7]。
4.1系统各元件参数的计算
根据设计资料，计算系统各元件的参数标幺值时，取基准功率Sb=60MVA,基准电压Ub=220kV,则基准电流Ib=Sb2Sb=806.673Ub=0.157kA,基准电抗Xb=Ub（对水电厂X2=1.45X1，对等值系统X2=1.22X1）系统各元件参数的结果如表4.1所示（详细的计算过程见计算说明书）
表4.1 各元件的参数表
S1系统（max） S1系统（min）
S2系统（max） S2系统（min） W1厂#1发电机 W1厂#2、#3发电机 W2厂四台发电机
A变电站变压器 B变电站#1变压器 B变电站#2变压器 C变电站三台变压器 D变电站四台变压器 E变电站两台变压器
线路AB 线路BC(230kM)
X(1)
0.1 0.063 0.125 0.07 0.089 2×0.5 4×0.365 0.315 0.03 0.12 3×0.054 4×0.08 2×0.054 0.03 0.117
X(2)
0.122 0.077 0.153 0.085 0.129 2×0.725 4×0.529 0.315 0.03 0.12 3×0.031 4×0.08 2×0.031 0.03 0.117
X(0)
0.315 0.03 0.12 0.5 4×0.08 0.5 0.092 0.351
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