区域电网变电所110kV线路保护二次设计与整定开题报告

1. 研究目的与意义

目前区域电网已经广泛采用微机型继电保护装置，并与测控装置、电网监控线系统有机结合，形成大二次系统，完成线路的控制、保护、测量、计算功能。本课题针对指定区域电网，针对相应电路进行继电保护配置、装置选型。根据产品资料，继电保护运行规程进行定值单整定。依据二次图纸及二次施工相关设计规范、规程、工程图纸进行主要部分二次系统施工。二次系统设计考虑控制、保护、测量、计算功能的实现，涉及继电保护装置、测控装置、计量设备、断路器、隔离刀闸等一次，二次设备之间的联系。本课题综合机电保护、微机保护、变电站综合自动化、二次回路等相关专业课知识，加强二次部分工作工程应用能力。通过剖析实际的工程图纸，以及配套的刀闸、机电保护柜、测控柜图纸和完整的现场二次施工图，尝试进行区域电网线路保护的整定计算以及二次回路施工图设计，具有实际工程应用的意义。

2. 课题关键问题和重难点

本课题的关键问题是对于区域变电所110KV线路保护类型的选择以及断路器与变压器保护的选择和其保护的相关计算。在选择保护类型时，要尽量地满足继电保护的四大要求：可靠性、灵敏性、快速性、选择性。其中最主要是要满足可靠性。所以在进行110KV线路整定时，要根据实际情况，选择适当的主保护和后备保护，将机电保护与微机保护专业知识运用到保护中，在设计保护二次图时，要有熟练地掌握二次回路与识读实际的工程图纸的能力。

难点在于我们在校学习的电气图识图可能与工程实际的电气图有所区别，同时根据实际选择变电站的地理位置以及经常会发生的故障类型来选择重合闸的次数及重合闸方式的选定。完成二次施工图纸CAD制图（二次回路部分）以及毕设所要求原器件的实际线路连接方式。

3. 国内外研究现状（文献综述）

目前新建变电所基本采用综合自动化方案。综合自动化控制是一种以计算机为核心构成的集散控制系统，将变电站的测量、控制、保护、信号和自动调节集中在计算机内进行。计算机除了具有逻辑分析能力外，还具有数值运算和数据储存能力。因此，综合自动化控制方式除了具备常规控制方式的功能外，还能进行优化计算，实现最经济运行。整个保护、控制系统由微机保护、测控单元、现场总线、通信管理设备、后台监控程序、服务器等构成。由微机保护完成各项保护功能，包括故障情况下的跳闸与自动重合闸；由监控系统及测控单元实现断路器、隔离刀闸、接地刀闸的控制与防误操作闭锁，取消了传统的控制屏；现场运行相关信息如电流、电压、断路器位置、刀闸位置等由测控单元收集经由网络上传，取消了原有的中央信号屏，同时信息上传至网络层后可以方便地共享，将以往的中央信号与远动信号合并，减少了二次电缆数量同时也为全站防误操作闭锁提供了有利条件。

采用了综合自动化方案，断路器、刀闸分合操作既可以在场地手动操作，也可以在变电所监控后台或上级集控中心、调度中心由监控软件实现操作，实现无人值守。

本次设计按照综合自动化方案配置设备，设计范围主要为保护柜、测控柜等二次设备与断路器、隔离刀闸、接地刀闸之间的二次电缆联系。保护柜选用四方GXH163A；测控柜选用中德6MD632。隔离刀闸采用CD101电动机构，接地刀闸采用CM102手动机构。刀闸防误采用电气硬接点闭锁与监控系统软件闭锁相结合的方式。

目前有条件的110KV及以下的线路尽量解环运行，变电所低压分段母线正常运行时打开分段开关，桥式接线正常运行时打开桥开关等运行方式均简化了继电保护整定计算工作、降低了对继电保护的要求，从而提高了保护性能。对于110KV的线路保护一般配置距离保护作为反映相间故障的保护，配置零序电流方向保护或接地距离保护作为接地故障保护，采用远后备保护方式。

当距离保护，零序方向保护的灵敏度不能满足要求或者110KV线路涉及系统稳定运行问题或对发电厂、重要负荷影响较大时，应装设全线路快速动作的纵联保护作为主保护，距离保护与零序方向保护作为后备保护。

保护柜

该课题采用四方GXH163A线路保护柜其主要作用如下：

线路保护装置主要用于各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。可以和其它保护、自动化设备一起，通过通信接口组成自动化系统。全部装置均可组屏集中安装，也可就地安装于高低压开关柜。

测控柜

中德6MD632测控柜主要功能：二次系统与三次系统的交换界面，其作用可简单的分为遥测、遥信、遥控。遥测量为交流量（线路电流、切换后母线电压）采集；遥信量为开关量，包括刀闸位置、断路器位置、断路器信息（如弹簧储能、SF6泄漏、失压等）、刀闸、断路器控制方式（就地/远方）、保护信息（分、合闸出口、保护动作、保护告警、TV断线等）。测控单元将采集的信息转为数字信号由网络上传至监控后台机；而后台遥控分、合断路器命令由网络送入测控单元，转为触点形式后送入操作箱CZX-12R执行。遥控命令可在变电所监控后台机上操作发出，也可由上级调度自动化系统经网络发出。后台遥控分、合使用电动机构的隔离刀闸命令由网络送至测控单元，经防误闭锁逻辑以触点形式送出，经断路器端子箱送入刀闸机构执行。

[6]四方GXH163A线路保护柜说明书

[7}CD101说明书

[8]CM101说明书

[9]中德6MD632测控柜说明书

[10]芮新花，赵玉斐，智能变电站二次系统.北京：中国水利水电出版社，2016

[11]李斌，赖勇，杨红静，电力系统继电保护及自动装置，北京：中国水利水电出版社，2015

4. 研究方案

1.对于区域电网变电所110kv的线路保护的主保护选择的是零序电流方向保护与距离保护分别作为相间主保护与接地主保护。相邻元器件的保护作为后备保护，采用远后备保护方式以提高可靠性。距离保护的阻抗继电器采用方向性阻抗继电器。

2.根据现场的110kv线路保护二次图纸，绘制出110kv线路保护的二次回路图，有关交流电压电流的接线图，保护回路图，信号回路图。选择相配套的断路器，测控装置，刀闸。

3.完成线路二次设计说明书，二次接线原理图（cad），毕业设计封面、封底、中文摘要、英文摘要、目录、设计任务书、设计说明书、参考文献索引、中英文翻译等均需打印成文稿，成品装订成册。

5. 工作计划

第1周 学习二次设计规程，完成线路保护配置第2周 消化保护说明书，完成保护资料翻译第3周 二次系统学习；设备配置；编写开题报告第4周 根据保护说明书，确定整定定值单，进行整定计算,并及时填写入报告中，且仔细校验，检查几次。第5周 完成整定，学习工程图纸，了解保护柜的组屏,能够做到准确识图。第6周 刀闸操作、防误原理学习，掌握防误方式，消除毕设中可能出现的误跳情况。第7周 测控柜学习，了解四遥功能的实现，并能准确掌握。第8周 完成交流电流、电压回路二次接线图设计，并绘制好CAD图纸。第9周 完成控制回路二次接线图设计，并绘制好图纸。第10周 完成刀闸闭锁回路二次接线图设计，完善二次设计图纸第11周 编写设计说明书第12周 准备答辩、毕业答辩