毕业设计论文变电所馈线保护电路设计

变电所馈线保护电路设计英文翻译Transformer substation feeds the going beyond a line microcomputer monitoring design学院（部）： 电气与信息工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化05-1班学生姓名： 指导教师： 郑秀兰老师 2009 年 6 月 12 日变电所馈线保护电路设计摘要本次毕业设计是有关变电所变配电设计和变电所监控系统微机保护系统方面的内容。其中，变配电设计部分以淮南潘北矿为对象进行了配电选型计算和相关继电保护的计算。对主要设备如主变压器，架空线路，母线和开关柜进行了选型计算及校验，微机保护部分的设计选用单片机系统（87C552）进行硬件系统配置和软件的设计。本文以第六章作为设计的重点，重点对NSP788（V3.0）馈线保护及测控装置进行了研究和分析，装置具有保护及自动控制功能：如三段相过电流保护，加速段保护，充电保护，两段零序电流保护等。NSP7 系列装置的保护功能采用分块设置、显示的方式。关键字：继电保护，单片机（87C552），硬件系统，NSP788（V3.0）Transformer substation feeds the going beyond a line microcomputer monitoring designABSTRACTThe graduation project is about changing power distribution substation transformer substation monitoring system design and microprocessor-based protection systems content. Among them, the part of distribution design change to the North Huai-nan PAN mine the distribution for the selection of subjects related to computing and the calculation of relay protection. Of major equipment such as main transformers, overhead lines, bus and switchgear for the selection of calculation and check, part of the design of microprocessor-based protection system, selected single-chip (87C552) hardware system configuration and software design. Chapter VI of this paper is designed to focus on, with a focus on NSP788 (V3.0) feeder protection and monitoring devices for research and analysis, protective devices and automatic control functions: such as three-phase overcurrent protection, the protection of accelerating charge protection, two zero-sequence current protection. NSP7 series protection device settings using blocks to show the way.Keywords: Relay， SCM（87C552）， Hardware system，NSP788（V3.0）目录摘要(中文)I摘要(外文)II1绪论11.1 概述11.2 110KV变电所微机监控系统要求21.2.1 正常情况下的运行监视21.2.2 经键盘实现对变电站内所有控制点的操作21.2.3 事故处理及分析要求21.2.4 通讯与其它智能设备网络通讯，并能对其进行管理31.2.5 系统的自维护32 负荷计算42.1 电力系统负荷42.2 负荷计算内容和方法42.3 负荷计算的意义52.3.1 负荷计算53电气主接线的设计83.1 电气主接线的设计原则93.1.1 电气主接线的设计步骤93.2 电气主接线的基本要求93.2.1 可靠性要求93.2.2 灵活性要求103.2.3 经济性要求103.3 电气主接线的选择104.电气系统一次设备选型124.1 电气设备选择的一般条件124.2 电气设备的选择134.3 补偿电容的选择144.4 主变压器的选择154.5 高压架空线的选择164.6 高压开关柜的选择165短路电流的计算185.1 110KV10KV等效电路185.2 短路电流计算185.2.1 短路电流基本量185.2.2 在最大运行方式下发生三相短路时：195.2.3 在最小运行方式下发生三相短路时：206馈线保护及测控装置216.1 概述216.2 技术参数226.2.1 额定参数226.2.2 主要技术性能236.3 保护原理及整定说明246.3.1三段定时限过流保护（可带方向和复合电压闭锁）256.3.2 三相二次重合闸(可选择检同期或检无压)276.3.4 充电保护316.3.5 两段零序电流保护336.3.6 过负荷保护336.3.7 低频减载346.3.8 TV 断线告警356.3.9 低压减载367 微机监控系统的硬件设计377.1 远端设备的功能要求377.2 端设备的硬件电路设计377.2.1 87C552 概要377.2.2 定时器T2介绍397.2.3 定时器T2控制寄存器TM2CON397.2.4 输入捕捉逻辑397.2.5 中断标志寄存器 TM2IR407.2.6 中断优先级寄存器IP1417.2.7 中断允许寄存器417.2.8 串行口的工作方式427.2.9 模拟输入电路427.2.10 A/D转换437.2.11 87C552中断系统447.3 对远端设备的硬件电路设计447.3.1系统组成447.3.2 系统硬件电路设计458软件流程508.1 件设计总体结构框图508.2 保护CPU软件设计508.2.1 件结构508.2.2 故障处理程序528.2.3 串口通信子程序528.3.1软件结构538.3.2液晶显示程序548.3.3键盘响应程序558.4 CAN总线通信程序设计569 设计线路图589.1 操作回路,信号回路589.2 储能回路599.3 NSP788测量回路59结论61参考文献62致谢641绪论1.1 概述变电所综合自动化是现代变电所的发展方向，采用的微机监控系统相比于传统继电器系统，具有功能多样性，监控实时性和准确性，保护多样性和快速准确性，另外，系统结构简单并可灵活扩展，具有很高的性能价格比。变电站是电力系统中不可缺少的一个重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。随着国民经济的高速发展，我国城乡地区的用电负荷密度大大增加，各地区110kV变电站日益增多，因此对于110kV变电站的设计要求也越来越高。目前国内微机保护的发展已经历了三个阶段：第一代至第三代微机保护的硬件设计重点是如何使总线系统更隐蔽，以提高抗干扰水平。第二代微机保护是多CPU结构，每块印刷电路板上以CPU为中心组成一个计算机系统，第三代保护的技术创新的关键这处是利用了一种特殊单片机，将总线系统与CPU一起封装在一个集成电路中，具有极强的抗扰能力。 本课题针对110KV变电所，对变电站中各种主要设备和二次保护进行研究和设计。涉及的主要包括：负荷计算、主变压器的选型、110kV架空线和母线的选型及校验、10kV母线的选型、短路电流的计算、并联电容器和高压开关柜的选择、继电保护的整定计算等，其中以变电所馈线的微机监控作为重点。在早期的变电所微机监控系中，设备最简单，只能完成一些简单的操作，例如：数据采集，报警等。但是，一旦出现系统故障，就不能进行工作。或一路出现故障造成大面积的断电事故，这是煤炭企业和其他企业所不能允许的，80年代以来由于微机急速的发展，特别是进入90年代以来的微机监控系统中，技术升级到了非常可观的地步,大提高了运行效率。供电系统的各种电气参数进入微机监控系统时，通常要先通过电量变送器把各种交流电气参数转变为统一的直流参数，再经过计算机的A/D后，把这些直流参数转换为二进制数便被计算机采集获得，在计算机内经软件便可得到各种实时的电气参数，用于显示，打印，存储及分析等使用。煤矿变电所电压等级少，接线比较简单，实现综合自动化就比较容易。目前110KV变电所向下述方向发展：变电所站内综合自动化监控系统，是将线路，电动机，电容器，等微机保护测控装置结合起来而组成的集保护，测控，通信与一体的新型变电站综合自动化系统。该系统分为三层：变电站层，通信层，间隔层。近几年来，变电站的各种微机监控装置得到了广泛应用。例如微机保护装置，微机多功能电能表，微机直流监控装置，微机单相接地选线接线装置，微机故障滤波装置。这些装置提供了大量的电网运行和控制信息。如何全面迅速的收集处理这些种类繁多，数量庞大，实时性和准确性要求高的信息并进行有效的管理和控制，真正达到无任何值班变电站的目的是自动化人员面临的现实问题。但是原来常规的变电站自动化系统引起技术上的限制难以完成这一艰巨的任务，因此，变电所微机监控系统是今后一段相当长的时期的发展方向。1.2 110KV变电所微机监控系统要求微机监控系统的主要任务就是监视变电站运行生产过程，实现各类操作控制，完成变电站生产过程的监测与控制。所以该系统首先要能够实时采集全站生产过程中的各种实时信息，更新数据库，为监控系统提供真实可靠的运行。根据任务要求，有如下主要功能：1.2.1 正常情况下的运行监视1.要求能提供正常的运行显示，调用所有的数据，实现画图、制表，完成各种管理提示及统计报表、整点制表等工作。2.实现与总调对时通讯，完成总调远动功能。3.实时监视生产过程中的各类异常报警（如油泵打压、直流断线）等信号。电气量的5个限值报警，并做出相应的处理。1.2.2 经键盘实现对变电站内所有控制点的操作1. 对开关、刀闸的操作，要求有明显的提示信息，严格的操作格式及命令叫过程。2. 对主变压器冷却器的控制，要求能够根据主变油温、负载自动投切或定时轮换投切及手动投切冷却器运行。3. 自动控制变压器分接头。1.2.3 事故处理及分析要求该系统在电力系统发生事故时能够自动发出报警，并能完成以下工作:1. 能够自动推出事故单元画面，变位画面要闪烁，同时指出事件性质、异常参数值及有关事件的处理指导，能自动或召唤输出事件顺序记录。2. 能自动启动故障滤波，并能在后台机上进行各种数据量的分析。3. 可以与多种微机保护设备接口，收集保护动作信号。1.2.4 通讯与其它智能设备网络通讯，并能对其进行管理110KV变电所微机监控系统由远端设备（87C552单片机）和主战设备（PC机）两部分构成。远端设备安装在变电所内（每路一台），主战安装在控制中心或值班室，采用主从式485通信网络。远端设备完成对模拟量的采集和检测，将运行状态和数据发送给主战，并能接收发送的命令进行设置参数或控制，主战设备是一台装有监控软件的PC机，通过串口和远端设备相连。主战软件可以管理整个系统的所有远端设备，例如，当远端送来的被控对象出现异常信息时，主战会提示报警，并将数据存入数据库中，并能提供历史数据查询及数据曲线的绘制等。1.2.5 系统的自维护该系统的自维护功能包括：设备正常运行时，对其上下形参数的修改设置及各种功能软件的组态，完成系统在线运行的修改及调试工作；监控系统具有在线自诊断能力，可以诊断出通信通道、外设、I/O模件、电源等故障。最后，对信息的处理是如何将这些信息传递到总站管理中心，这就涉及到与总站通讯问题。本系统由于监控对象不多，但各分站与总站的通讯距离远，所以各分站87C552单片机与总站上位机之间采用RS485点对点通讯方式。分站下位机选用专用通讯接口，其通讯接口为RS232C口，要经过转换器转换为RS485。上位机选用一块四串口的多功能本文正是模拟矿上进行了变配电选型设计和采用单片机进行了微机保护系统的设计。本设计参考了大量的相关资料，变配电设计部分更是严格按照相关设计手册逐步进行。由于本人知识局限，难免有不足之处，恳请各位老师、专家提出宝贵意见，不吝赐教。谢谢!2 负荷计算2.1 电力系统负荷电力系统负荷是指电力系统在某一时刻各类用电设备消耗的功率达到总和。他们包括异步电动机、同步电动机、整流设备、电热设备和照明设备等。由于消耗功率有有功功率、无功功率、视在功率之分，因此电力系统负荷也包括有功负荷、无功负荷、视在负荷三种，其单位发别用KW、Kvar、KVA或MW、Mvar、MWA表示。为了叙述的方便，若非特殊说明，下述中的“负荷”泛指这三类负荷。2.2 负荷计算内容和方法负荷计算是供配电系统设计的基础，一般需要计算设备容量、有功功率、无功功率、视在功率等。目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法、利用系数法、“ABC”法等。需用系数法是在大量的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法山于简单易行，在人防工程设计中被普遍采用。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计算结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。二项式法是把计算负荷看作山两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一分量是数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法虽然也比较简单，但山于过分突出广大型设备对电气负荷的影响，使计算结果往往偏大，而且方法本身所推荐的公式和系数，仪限于机械加工工业，与人防工程内负荷情况相差较大，使用起来比较困难。利用系数法是采用利用系数求出最大负荷的平均功率，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法是以概率论和数理统计作为理论根据的，计算结果比较接近实际，适用范围较广，但囚计算过程繁琐，人防工程中一般不使用。 “ABC”法是一种较新的负荷计算方法。它把计算负荷看作是平均负荷与计算负荷对平均负荷参差值的叠加，这个参差值是由没备的容量总平方和的方根表征的，因而人设备对计算负荷的影响将更接近实际，而且这种方法只需对设备台数进行简单的加法，不牵扯到设备容量的繁琐计算，比较方便。但目前在人防丁程中平均利用系统的实测数据不足，故此法尚未被采用。2.3 负荷计算的意义由于在设备设计时，与设备配套的电动机的容量通常留有一定的裕度，即使电动机功率完全符合设备的配套要求，由于使用的情况不同，也会影响电力负荷的大小。因此，要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷即计算负荷，然后根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。在方案设计与初步设计时，其电力负荷计算过小或过大，都会引起严重的后果。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，引起电气线路走火，引发重大事故，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，以及供电线路截面过大，相应的保护整定值就会定得过高，从而降低了电气设备保护的灵敏度；也会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。一般说来，当电力负荷值大于实际使用负荷的10%时，变压器容量要增加11%12%，电线电缆等有色金属的消耗量也要增加10%一20%，同时还会增加变压器无功功率所造成的有功电力损耗。由此可见，电力负荷计算在供电设计中，特别是在确定变压器容量时所占据的重要位置。故正确地选择计算负荷方法与特征参数，对电气设计具有特别重要的意义。2.3.1 负荷计算原始资料负荷计算表见表2-1：其具体计算如下：1.主井提升机的容量计算： KW KWKVA2.副井提升机的容量计算：KWKWKVA表2-1 负荷计算表顺序设备负荷名称电压(KV)高压电动机总 台数工作台数设备容量需用系数使用容量型式额定容量(KW)总容量(KW)工作容量(KW)(KW)(KW)(KVA)1主井提升机10同步40002800080000.950.976003678.48443.42副井提升机10直流1700/22002440044000.90.63960528066003通风机10同步30002600060000.742-0.944522156.24946.74压风机10同步5505275022000.75-0.91650779.11833.35瓦斯泵10异步8005400040000.750.7530002645.740006制冷降温系统10400040000.70.7528002469.43733.37计入重合系数0.85）19942.714457.524631.9需要容量（每台）PQ8变压器10/0.38100027004551416.221013.71741.639井下高压负荷10800080000.80.764006529.39142.910变电所总计27758.9222000.4836007.73其中 3.通风机的容量计算： KW= 4452* tan (arccos0.9) =2156.2 KW KVA4.压风机的容量计算： KW=1650* tan (arccos0.9) =779.1 KW KVA5.瓦斯泵的容量计算： KW=3000* tan (arccos0.75) =2645.7 KW KVA6.制冷降温系统的容量计算： KW=2800*tan (arccos0.75)=2469.4 KW KVA7.重合系数为为0.85，则10KV母线上所有用的设备的总容量计算为：KW KVA8计算变压器的容量要考虑变压器的损耗，根据要求可以看到，给出的变压器的参数如表2-2为：表2-2 变压器的参数容量/电压(KVA/KV)短路损耗空载损耗空载电流(%)阻抗电压(%)1000/10920017001.75则根据表格我们可以算出：KW在设计中有两台变压器运行，其总容量为：KWKWKVA9井下高压负荷的容量计算：KW=6400*tan (arccos0.7)=6529.3KWKVA10变电所总得容量计算：=（19942.7+1416.22+6400）=27758.92KW=（14457.48+1013.7+6529.3）=22000.48KWKVA3电气主接线的设计电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的接线图，称为主接线电路图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，其表明电气一次设备的连接关系，是发电厂、变电所电气部分运行、检修、操作和事故处理的一个工作平台，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。3.1 电气主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。3.1.1 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计是发电厂、变电站整体设计的重要内容之一。实际的发电厂、变电站的工程设计是按照工程基本建设程序设计的，按实施进程一般分为四个阶段：可行性研究阶段；初步设计阶段；技术设计阶段；施工设计阶段。其设计工作量大、专业划分较细。考虑到我们学生的设计时间不长，以实际工程设计的方式完成全部设计工作显然是不可能的。因此，在设计内容上主要侧重教学需要，掌握主要的和基本的电力工程设计与工程计算方法，这相当于实际电气初步设计的程度。电气主接线设计的一般步骤：1 原始资料分析。根据下达的设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，各电压等级拟订可采用的数个主接线方案。2对拟订的各方案进行技术、经济比较，选出最好的方案。各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求，最后确定何种方案，要通过经济比较，选用年运行费用最小的作为最终方案，当然，还要兼顾到今后的扩容和发展。3绘制电气主接线图。按工程要求，绘制工程图，图中采用新国标图形符号和文字代号，并将所有设备的型号、主要参数、母线及电缆截面等标注在图上。3.2 电气主接线的基本要求电气主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。3.2.1 可靠性要求供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，现在已经可以进行定量的评价。例如，供电可靠性为99.80%，即表示一年中用户中断供电的时间累计不得超过17.52h。电气主接线不仅要保证在正常运行时，还要考虑到检修和事故时，都不能导致一类负荷停电，一般负荷也要尽量减少停电时间。为此，应考虑设备的备用，并有适当的裕度，此外，选用高质量的设备也能提高可靠性。显然，这些都会导致费用的增高，与经济性要求发生矛盾。因此，应根据具体情况进行技术经济比较，保证必要的可靠性，而不可片面地追求提高可靠性。3.2.2 灵活性要求1满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，灵活地调配电源和负荷，满足系统正常运行的需要。而在发生事故时，则能迅速方便地转移负荷或恢复供电。2满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地将其退出运行，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时方便和安全。3满足扩建时的灵活性要求。大的电力工程往往要分期建设。从初期的主接线过度到最终的主接线，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，改建的工程量不大。3.2.3 经济性要求在主接线满足必要的可靠性和灵活性的前提下，应尽量做到经济合理。1努力节省投资。（1） 主接线过于复杂可能反而会降低可靠性。应力求简单，断路器、隔离开关、互感器、避雷器、电抗器等高压设备的数量力求少，不要有多余的设备，性能也要适用即可。（2） 有时应采取限制短路电流的措施，以便可以选用便宜的轻型电器，并减少出线电缆的截面。（3） 要能够使继电保护和二次回路不过分复杂，以节省二次设备和控制电缆。2 努力降低电能损耗。应避免迂回供电增大电能损耗。主变压器的型号、容量、台数的选择要经济合理。3 尽量减少用地。土地是极为宝贵的资源，主接线设计应使配电装置占地较少。3.3 电气主接线的选择采用单母线分段接线，其接线电路图如图3-1所示：1断路器及隔离开关的配置出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图3-1所示。根据电源的数目和功率，母线可分为23段。当负荷量较大且出线回路很多时，还可以用几台分段断路器将母线分成多段。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。与一般单母线接线相比，单母分段接线增加了两台母线分段断路器QF以及两侧的隔离开关。图3-1 单母分段接线图 图3-2 电气系统一次设备主接线图2单母分段的优点和缺点单母分段接线能够提供供电的可靠性。当任一段母线或某一台母线隔离开关故障及检修时，自动或手动跳开分段断路器QF,仅有一半线路停电，另一段母线上的各回路仍可正常运行。重要负荷分别从两段母线上各引出一条供电线路，就保证了足够的供电可靠性。两段母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。当可靠性要求不高时，也可以用隔离开关QS将母线分段，故障时将会短时全厂停电，待拉开分段隔离开关后，无故障线路即可恢复运行。单母线分段接线除具有简单、经济和方便的优点外，可靠性又有一定的提高，因此，在中、小、型发电厂和变电所中仍被广泛应用，具体应用如下：（1）610kv配电装置总出线回路数为6回及以上，每一分段上所接容量不宜超过25MW.（2）3560KV配电装置总出线回路数为48回时。（3）110220KV配电装置总出线回路数为34回时。单母线分段接线的缺点是：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电。（2）任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。有上述所述，本实验电气设备一次主接线图如3-2所示：4.电气系统一次设备选型4.1 电气设备选择的一般条件电气设备应能满足正常、短路、过电压和特定条件下安全可靠地要求，并力求技术先进和经济合理。通常电气设备选择分两步，第一按正常工作条件选择，第二按短路情况校验其热稳定性和电动力下的动稳定性。1.按正常工作条件选择电器（1）额定电压电器的额定电压是其铭牌上标明的线电压，电器允许最高工作电压不应小于所在电网的最高工作电压。由于实际电网的线路首端通常高于末端电压5%10%，加上调压和负荷的波动，因此规定了电网最高运行电压不得超过电网额定电压的1.1倍。因此选择是应满足1.1。一般电器的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15,额定电压为330500KV时为1.1,因此选择电器时可采用式：（2）额定电流导体和电器的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备长期工作允许的电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即： 2.按短路情况校验热稳定和动稳定（1）热稳定的校验电器设备一般由厂家提供了热稳定电流和热稳定时间t，回路中短路电流产生的热效应，则热稳定校验式为t（2）动稳定的检验短路冲击电流通过电器产生的电动力，应不超过厂家的规定，即应满足动稳定。算式由厂家给出的允许参数值的形式决定，如式中，短路冲击电流的幅值及其有效值； ，厂家给出的动稳定电流幅值及有效值。4.2 电气设备的选择和选择见下表4-1，特殊项目的选择方式如下：表4-1 各种电气设备的选择项目设备名称额定电压额定电流额定开断电流动稳定热稳定断路器隔离开关电流互感器电压互感器电缆（1）开断电流高压断路器的额定开断电流，不应小于实际触头开断瞬间的短路电流的有效值，即大小与短路后开断的时间有关，我国生产的高压断路器在做型式试验时允许20%的非周期量，对一般中慢速断路器，由于开断时间较长（0.1s），短路电流的非周期分量衰减极快，选择时可采用（2）短路关合电流断路器合闸于有潜伏性故障的线路时，经历一个先合后跳的操作循环，此时断路器应能可靠地断开。在电压额定下，能可靠关合一开断的最大短路电流称为额定关合电流，它是表征断路器灭弧能力，触头和操作机构性能的重要参数之一，用以下公式检验式中，断路器的额度关合电流（A）；短路电流的冲击值（A）。（3）分合闸时间选择对于110KV以上的电网，系统稳定要求快速切除故障时，断路器固有分闸时间不宜大于0.04S。用于电气制动回路的断路器，其合闸时间不宜大于0.040.06S。根据要求,各种电器设备的选择如下表4-2所示:表4-2，各种电气设备的选择设备名称计算数据高压断路器SW4-110/10000隔离开关GW5-110GD电流互感器LCWD-110电压互感器JCC2-110避雷器FZ-110U=110KV110KV110KV110KV110KV110KVI=160.18A1000A1000A3.66KA变比60=729.93MVA3500MVA55KA83KA55.146KA2205KA2500KA506.25KA4.3 补偿电容的选择变电所总的负荷计算得=27758.92 KW ，=22000.48 KW ，=36007.725 KVA，由总的,可计算出功率因数：COS=0.7710.90 满足要求4.4 主变压器的选择根据S=28780.6KVA得到：变压器的选型为：SFL1-31500/110,选两台备用。其参数如下4-3所示：表4-3 变压器参数容量/电压(KVA/KV)短路损耗空载损耗空载电流(%)阻抗电压(%)31500/11019031050.6710.5则KWKW则110KV上：COS=0.964.5 高压架空线的选择线路上的计算电流为：根据规定，当最大负荷利用小时数h，长度超过20m以上，均应按经济电流密度现在架空线。选择铝裸导线和母线：经济电流密度为A/mm。则 查表选择标准截面185，即LJ-185。4.6 高压开关柜的选择通过每个设备负荷的高压开关柜的电流式中S-该设备负荷的使用容量（）UN-该设备负荷的额定电压()根据上述公式通过各设备负荷的开关柜的电流计算如下:1 主井提升机：2 副井提升机：3 通风机：4 压风机：5 瓦斯泵：6 制冷降温系统：7 变压器：8 井下高压负荷：2334.95A根据上述电流的计算值，查资料选得各设备负荷的高压开关柜的型号如下：设备开关柜型号及参数 开关柜型号GG-1A（F）Z22额定电压（KV）3、6、10额定工作电流（A）501200主电路主要高压电器隔离开关GN19-10C1Q、GN19-10Q高压油、真空断路器ZN10-10X操动机构CD10、CT8电流互感器LFZBJ8-10QLAJQ-10高压避雷器HY5W-10外形尺寸（宽高深）（mm）121831001225进线开关柜型号及参数 开关柜型号GG-1A（F）Z25额定电压（KV）3、6、10额定工作电流（A）15003000主电路主要高压电器隔离开关GN25-10X高压油、真空断路器ZN7-10X操动机构CD10、CT8电流互感器LAJ-10W1高压避雷器HY5W-10外形尺寸（宽高深）（mm）1418310016255短路电流的计算5.1 110KV10KV等效电路图5-1 等效电路图为了110kv和10Kv母线型号的选择，需计算主变压器两侧110kv和10Kv母线处短路点的短路电流，选取基准值：, 110kv架空线的电抗标幺值：, L=20km故，X2=5.70主变压器的电抗标幺值:X3=33.33系统阻抗最大运行方式下为:，最小运行方式下为:5.2 短路电流计算5.2.1 短路电流基本量在110KV侧母线（k1点）短路时电流的基准值为:KA在10KV侧母线（k2点）短路时电流的基准值为：KA5.2.2 在最大运行方式下发生三相短路时：1.110KV侧母线(K1点)短路时:=8.0+5.7=13.7（1）三相短路电流：KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA短路容量：MVA（2）两相短路电流： KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA2. 在10KV侧母线（k2点）短路时:（1）三相短路电流：KA冲击电流:KA短路电流的有效值:KA短路容量:MVA（2）两相短路电流：KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA5.2.3 在最小运行方式下发生三相短路时：1. 110KV侧母线(K1点)短路时： =3.0+5.7=8.7（1）三相短路电流：KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA短路容量：MVA（2）两相短路电流：KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA2 在10KV侧母线（k2点）短路时：（1）三相短路电流：冲击电流：KA短路电流的有效值： KA短路容量：MVA（2）两相短路电流：KA冲击电流：KA短路电流的有效值：KA6馈线保护及测控装置6.1 概述NSP788（V3.0）馈线保护及测控装置，适用于35KV及以下电压等级的输电线路，可集中组屏也可在开关柜就地安装。半边具有强大的保护测控功能。高精度的数据采集系统可靠采集Ua、Ub、Uc、3U0、Ux（线路抽取电压）、测量Ia、Ib、Ic、保护Ia、Ib、Ic、3I0等外部接入电量并计算出P、Q、cos、Wp+、Wp-、Wq+、Wq-、F、Fx、U（压差）、F(频差)、（角差）等电量信息作为各逻辑功能的输入；最多可采集21路遥信、2路遥脉。装置带有操作回路。装置的保护及自动控制功能最大配置如下： 三段相过流保护 三相二次重合闸 加速段保护 充电保护 两段零序过流保护 小电流接地保护/试跳 过负荷保护 低频减载 低压减载 低压解列 同期合闸功能 反向联锁 TV断线检测 以上功能在实际应用中可以根据需要灵活的配置，使得定值界面简洁明了，这对于现场的调试和维护十分方便。装置主要特点： 以高性能32位DSP+ARM双处理器为核心的硬件平台，可靠、高效 友善的大液晶、汉化人机界面，操作方便 保护及自动控制功能动作过程透明化，信息记录完备，用连续录波的方式，最长录波时间达25秒，提供了完善而全面的事故合追忆信息； 多套定值可方便的复制整定，供运行方式改变时切换使用 提供WINDOWS界面的调试和分析软件Ncp-manager,可大大提高调试整定的效率以及进行事故和录波分析 各保护、控制功能可灵活配置出口，由软件逻辑阵列实现6.2 技术参数6.2.1 额定参数1. 额定直流电压：220V 或110V，允许偏差-20%+20%。2. 额定交流数据（1）交流电压 ：100 V或57.7V（2） 交流电流：5A 或1A（3）额定频率：50Hz3. 功率消耗（1）直流回路：正常工作时不大于20W，装置动作时不大于25W。（2）交流电压回路：每相不大于0.5VA（3）交流电流回路：额定电流为5A 时每相不大于1.0VA；额定电流为1A 时每相不大于0.5VA。4.开关量输入电平为220V或110V;遥脉及GPS输入为24V，需有源输入。6.2.2 主要技术性能1. 样回路精确工作范围及误差表6-1 样回路精确工作范围及误差 基准值为额定值。* 根据系统的接地方式为有效接地还是非有效接地，需要装置具有相应特性的零序CT。订货时需要提供该信息。高灵敏零序CT适用于非有效接地系统，宽范围零序CT适用于有效接地系统。2.过载能力交流电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10秒；40倍额定电流，允许1秒；交流电压回路：1.2倍的额定电压，连续工作。3.接点容量出口跳闸触点：允许长期通过电流8A，切断电流0.3A（DC220V，V/R 1ms），出口信号触点：允许长期通过电流8A，切断电流0.3A（DC220V，V/R 1ms）4.跳合闸电流断路器跳闸电流：0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、3.5A、4A。断路器合闸电流：0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、3.5A、4A。5.各类元件定值误差电流元件定值误差：5%电压元件定值误差：3%时间元件:50ms方向元件角度误差：5度频率滑差误差：0.3Hz/s6.整组动作时间(包括继电器固有时间)速动段的固有动作时间：1.2倍整定值时，误差不大于40ms7.测量系统精度：电流、电压测量精度：0.2%X额定值功率测量精度：0.5% X额定值频率测量精度：1.001 倍定值；（2）低压闭锁启动；（3）滑差闭锁启动（若滑差闭锁投入）；（4）无流闭锁启动（若无流闭锁投入）；低压闭锁的返回系数为1.1。低频减载动作后闭锁重合闸。低频减载的逻辑图如图6-14 所示。图6-14 低频减载的逻辑图2.定值单及整定说明（1）定值单表6-10 低频减载定值单（2）整定说明低频减载动作后跳闸且闭锁重合闸。6