220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)03

220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)03,kv,地區(qū),變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì),03 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 院 系 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 農(nóng)電 08k2 班 學(xué)生姓名 張嘉 指導(dǎo)教師 趙飛 二 一二年六月 題 目 220kV 地區(qū)變電所電氣一次系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 220 110 10kV 進(jìn) 出線回?cái)?shù) 2 6 11 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 I 220kV 地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 220 110 10kV 進(jìn) 出線回?cái)?shù) 2 6 11 摘 要 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分 其作用在于變換電壓 匯集和分配電能 因此 變電所安全可靠運(yùn)行與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān) 隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量和供電地域的 不斷擴(kuò)大 同時(shí)電能質(zhì)量 供電可靠性 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求也越來(lái)越高 隨著現(xiàn)代文明 的發(fā)展與進(jìn)步 社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求 城市 供電系統(tǒng)的核心部分是變電所 本說(shuō)明書論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣部分設(shè)計(jì)的全過(guò)程 通過(guò)對(duì)變電站 的主接線設(shè)計(jì) 站用電接線設(shè)計(jì) 短路電流計(jì)算 電氣設(shè)備動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 主要電氣 設(shè)備型號(hào)及參數(shù)的確定 運(yùn)行方式分析 防雷及過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì) 電氣總平面及 配電裝置斷面設(shè)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì) 較為詳細(xì)地 完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計(jì) 限于畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體要求和設(shè)計(jì)時(shí)間的限制 本畢業(yè)設(shè)計(jì)只對(duì)變電站電氣一次部分 做了較為詳細(xì)的理論設(shè)計(jì) 而對(duì)其電氣二次部分并沒(méi)有涉及 這有待于在今后的學(xué)習(xí)和 工作中進(jìn)行研究 關(guān)鍵詞 變電所 電氣主接線 電氣設(shè)備 設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 II 220 kV regional substation electrical system design 220 110 10kV inlet outlet back to 2 6 11 Abstract Substation is an important part of the power system its role is to transform voltage collection and distribution of electric energy therefore safe and reliable operation of substation and national economic development are closely related With the regional power system and electricity installed capacity continues to expand at the same time power quality supply reliability operational economy demands increasingly high With the development of modern civilization and progress social production and life quality of power supply and management of the increasingly high requirements The core of the city power supply system is the substation The statement about the 220kv transformer area substation design discussed some electrical transformer stations design one part in power systems engineering of the entire process Through the main transformer stations wiring design stations wiring design stations short circuit current calculations check electrical equipment moving and thermal stability set the main electrical equipment models and the parameters the operating mode design over voltage protection and mine devices design general electric graphic and distribution devices flood and without power compensation Lastly completed substation design in power system Limited to the specific design requirements and design time of constraints the design only is a part of the electrical transformer stations and its second part did not involve which research it in future study and work Key words Substation Main connection Electric equipment Design 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 I 目錄 摘要 I Abstract II 1 前言 1 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 2 2 1 電氣主接線的選擇 2 2 2 主接線方式的選擇 2 2 2 1 集中接線方式的簡(jiǎn)介 2 2 2 2 選擇設(shè)計(jì)方案 3 3 主變壓器的選擇 7 3 1 概述 7 3 1 1 選擇原則 7 3 1 2 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 8 3 1 3 主變壓器的形式選擇 9 3 1 4 主變壓器容量的確定 10 4 變電站短路電流計(jì)算 11 4 1 概述 11 4 2 短路電流計(jì)算的目的 11 4 3 短路電流計(jì)算的假設(shè)條件和原則 11 4 4 計(jì)算步驟 12 4 5 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 12 4 6 短路電流計(jì)算 12 5 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 15 5 1 概述 15 5 1 1 電氣設(shè)備的選擇原則 15 5 1 2 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 15 5 2 斷路器的選擇 16 5 2 1 概述 16 5 2 2 斷路器的選擇 16 5 3 隔離開關(guān)的選擇 18 5 3 1 概述 18 5 3 2 隔離開關(guān)的選擇 19 5 4 高壓熔斷器的選擇 20 5 5 互感器的選擇 20 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 II 5 5 1 概述 20 5 5 2 電流互感器的選擇 21 5 5 3 電壓互感器的選擇 22 5 6 母線選擇 23 5 7 絕緣子的選擇 25 6 配電裝置的選擇 27 6 1 配電裝置的選擇要求與分類 27 6 2 配電裝置設(shè)計(jì)選擇 28 7 避雷設(shè)計(jì) 29 7 1 概述 29 7 2 避雷針的設(shè)計(jì) 29 8 接地網(wǎng)設(shè)計(jì) 32 8 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明 32 8 2 接地體的設(shè)計(jì) 32 8 3 接地網(wǎng)間距的設(shè)計(jì)及選擇 32 結(jié)論 35 參考文獻(xiàn) 36 致謝 37 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 1 1 前言 近年來(lái) 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng) 電力發(fā)展也成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素 之一 各地都在興建一系列的供配電裝置 變電站的規(guī)劃 設(shè)計(jì)與運(yùn)行的根本任務(wù) 是 在國(guó)家發(fā)展規(guī)劃下 合理開發(fā)和利用能源用最少的支出 含投資和運(yùn)行成本 為國(guó)民經(jīng) 濟(jì)各部門和人民生活提供充足 可靠和高質(zhì)量的電能 變電站發(fā) 送 變 配等不同環(huán) 節(jié)以及相應(yīng)的通訊 安全自動(dòng) 機(jī)電保護(hù) 和調(diào)度自動(dòng)化等系統(tǒng)組成 他的形成和發(fā)展 又經(jīng)歷了規(guī)劃 設(shè)計(jì) 建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行等不同的階段 但現(xiàn)代化變電站是一個(gè)十分龐大 且高度自動(dòng)化的系統(tǒng) 在各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)之間和環(huán)節(jié)之間 既能相互制約又能在一定條件 下相互支持和互為補(bǔ)充 為了適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng) 需要密切集合我國(guó)的實(shí)際 情況 從電力系統(tǒng)的全局著眼 瞻前顧后 需要設(shè)計(jì)出一系列的符合我國(guó)各個(gè)地區(qū)的用 以供電的變電站 用以協(xié)調(diào)各專業(yè)系統(tǒng)和個(gè)階段有關(guān)的各項(xiàng)工作 以求得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì) 的綜合效益 本次設(shè)計(jì)的目的就在于進(jìn)一步鞏固和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力 達(dá)到理論和實(shí)際相聯(lián)系 使所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)形象化 具體化 本次設(shè)計(jì)可以作為對(duì)所學(xué)過(guò)的所有知識(shí)的綜合性 考察 內(nèi)容為 220kV 地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理及設(shè)計(jì)過(guò)程 通過(guò)對(duì)原始資料 的分析 主接線的選擇和比較 短路計(jì)算 主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 線路圖繪制以 及避雷器避雷針的選擇等步驟 最終確定 220kV 變電所所需要的主要電氣設(shè)備 主接線 圖以及變電站防雷保護(hù)方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 2 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 2 1 電氣主接線的選擇 主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分 它是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成的接受和 分配電能的電路 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電 所 本身運(yùn)行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān) 并且對(duì)電氣設(shè)備選擇 配電裝置 繼 電保 護(hù)和控制方式的擬定有較大影響 因此 必須正確處理好各方面的關(guān)系 我國(guó) 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 SDJ2 79規(guī)定 變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng) 中的地位 回路數(shù) 設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定 并且滿足運(yùn)行可靠 簡(jiǎn)單靈活 操 作方便和節(jié)約投資等要求 便于擴(kuò)建 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 1 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù) 保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最 基本要求 而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求 2 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度 檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性 3 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性 靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理 2 2 主接線方式的選擇 2 2 1 集中接線方式的簡(jiǎn)介 1 單母接線 單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單 清晰 設(shè)備少 運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建 但可靠性 與靈活性不高 若母線故障或檢修 會(huì)造成全部出線停電 單母線接線適用于出線回路少的小型變配電所 一般供三級(jí)負(fù)荷 兩路電源進(jìn)線的 單母線可供二級(jí)負(fù)荷 2 單母分段接線 優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 必須斷開接在該分段上的全部電 源和出線 這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量 并使該段單回路供電的用戶停電 缺點(diǎn) 任一出線斷路器檢修時(shí) 該回路必須停止工作 單母線分段接線 雖然較單母線接線提高了供電可靠性和靈活性 但當(dāng)電源容量較 大和出線數(shù)目較多 尤其是單回路供電的用戶較多時(shí) 其缺點(diǎn)更加突出 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 3 因此 一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在 6 10kV 出線在 6 回及以上時(shí) 每段所接 容量不宜超過(guò) 25MW 用于 35 66kV 時(shí) 出線回路不宜超過(guò) 8 回 用于 110 220kV 時(shí) 出線回路不宜超過(guò) 4 回 在可靠性要求不高時(shí) 或者在工程分期實(shí)施時(shí) 為了降低設(shè)備費(fèi)用 也可使用一組 或兩組隔離開關(guān)進(jìn)行分段 任一段母線故障時(shí) 將造成兩段母線同時(shí)停電 在判別故障 后 拉開分段隔離開關(guān) 完好段即可恢復(fù)供電 3 雙母線接線 優(yōu)點(diǎn) 雙母線接線具有供電可靠 檢修方便 調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 這種接線所用設(shè)備多 特別是隔離開關(guān) 配電裝置復(fù)雜 經(jīng)濟(jì)性較差 在運(yùn)行中 隔離開關(guān)作為操作電器 容易發(fā)生誤操作 且對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不便 尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí) 須短時(shí)切除較多電源和線路 這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電所是不允許的 適用范圍 6 10kV 配電裝置當(dāng)短路電流較大 出線裝設(shè)電抗器時(shí) 35 60kV 配電裝置 的出線回路數(shù)超過(guò)八回時(shí) 110kV 出線回?cái)?shù)為 6 回及以上時(shí) 220kV 配電裝置出線回?cái)?shù)為 4 回及以上時(shí) 4 需要裝設(shè)旁路母線的情況 為了使采用單母線分段或雙母線的配電裝置檢修斷路器時(shí) 不致使終斷該回路供電 可增設(shè)旁路母線 其設(shè)置原則是 采用分段單母線或雙母線的 110kV 220kV 配電裝置 當(dāng)斷路器不允 許停電檢修時(shí) 一般需要裝設(shè)旁路母線 35 60kV 配電裝置中 一般不設(shè)旁路母線 6 10kV 配電裝置 可不設(shè)旁路母線 2 2 2 選擇設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 可初步設(shè)計(jì)以下五種設(shè)計(jì)方案 方案一 圖 3 1 高壓側(cè) 雙母分段 中壓側(cè) 雙母分段 低壓側(cè) 單母分段接線 圖 3 1 方案一主接線圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 4 方案二 圖 3 2 高壓側(cè) 單母分段接線 中壓側(cè) 雙母線接線 低壓側(cè) 單母分段接線 圖 3 2 方案二主接線圖 方案三 圖 3 3 高壓側(cè) 雙母接線帶旁路 中壓側(cè) 雙母線帶旁路 低壓側(cè) 單母線分段帶旁路 圖 3 3 方案三主接線圖 方案四 圖 3 4 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 5 高壓側(cè) 雙母線接線 中壓側(cè) 單母分段接線 低壓側(cè) 單母分段接線 圖 3 4 方案四主接線圖 方案五 圖 3 5 高壓側(cè) 雙母線帶備用接線 雙母線接線 低壓側(cè) 單母線帶旁路接線 圖 3 5 方案五主接線圖 初步確定以上五種方案 然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā) 由于該設(shè)計(jì)中 短路點(diǎn)選擇較為籠統(tǒng) 所以只需從設(shè)備數(shù)量出發(fā) 進(jìn)行粗略比較 設(shè)備少者較為經(jīng)濟(jì) 兼顧可靠性 靈活性 對(duì)于 220kV 側(cè)由于負(fù)荷較大 進(jìn)線為兩回 且相對(duì)對(duì)于可靠 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 6 性要求較高 所以兼顧其對(duì)于經(jīng)濟(jì)性要求可選用雙母分段接線方式 對(duì)于中壓側(cè) 負(fù)荷 185 MW 出線 6 回 兼顧經(jīng)濟(jì)性也選用單母分段較為合適 對(duì)于低壓側(cè) 負(fù)荷 15MW 出線 11 回 負(fù)荷較小但出線回?cái)?shù)較多 兼顧供電靈活性 可靠性和投資的經(jīng)濟(jì)性考慮采 用單母分段接線 所以可以確定選用方案四作為本次設(shè)計(jì)的主接線形式 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 7 3 主變壓器的選擇 3 1 概述 變電站主變?nèi)萘?一般應(yīng)按 5 10 年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇 根據(jù)城市規(guī)劃 負(fù)荷性質(zhì) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量 對(duì)重要變電站 應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí) 其余變 壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi) 應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電 對(duì)一般性變電 站 當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí) 其余變壓器容量 其余 變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 60 70 3 1 1 選擇原則 1 相數(shù) 容量為 300MW 及以下機(jī)組單元接線的變壓器和 330kV 及以下電力系統(tǒng)中 一般都 應(yīng)選用三相變壓器 因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)投資大 占地多 運(yùn)行損耗也較大 同時(shí)配 電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜 也增加了維修工作量 2 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu) 電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組 三繞組或更多繞組等型式 按電磁結(jié)構(gòu)分為 普通雙繞組 三繞組 自耦式及低壓繞組分裂式等型式 在一發(fā)電廠或變電站中采用三 繞組變壓器一般不多于 3 臺(tái) 以免由于增加了中壓側(cè)引線的構(gòu)架 造成布置的復(fù)雜和困 難 3 繞組接線組別 變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則 不能并列運(yùn)行 電力系 統(tǒng)采用的繞組連接有星形 Y 和三角形 D 在發(fā)電廠和變電站中 一般考慮系統(tǒng)或機(jī) 組的同步并列以要求限制 3 次諧波對(duì)電源等因素 根據(jù)以上原則 主變一般是 Y D11 常 規(guī)接線 4 調(diào)壓方式 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量 電壓必須維持在允許范圍內(nèi) 通過(guò)主變的分 接開關(guān)切換 改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù) 從而改變其變比 實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整 切換方式 有兩種 一種是不帶電切換 稱為無(wú)激磁調(diào)壓 另一種是帶負(fù)荷切換 稱為有載調(diào)壓 通常 發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓 因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié) 電壓 對(duì)于 220kV 及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時(shí)使用 一般 均采用無(wú)激磁調(diào)壓 分接頭的選擇依據(jù)具體情況定 5 冷卻方式 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 8 電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異 一般有自然風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫風(fēng) 冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻 3 1 2 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 選擇變壓器的容量 同時(shí)要考慮該變電站以后擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容 量 為保證供電可靠性避免一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)影響其供電 變電站中一般裝設(shè)兩 臺(tái)變壓器 考慮到兩臺(tái)變壓器同時(shí)發(fā)生故障的概率較小 且當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí) 另一臺(tái)變壓器可承擔(dān) 70 的負(fù)荷保證全變電站的正常供電 故一般選兩臺(tái)變壓器互為備 用 主變壓器容量一般按變電所建成 5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮到運(yùn)期 10 20 年負(fù)荷發(fā)展 對(duì)于城郊變電所 主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合 變壓器的最 大負(fù)荷為 根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量 對(duì) 0 于有重要負(fù)荷的變電所 應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能 力后允許時(shí)間內(nèi) 應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷 對(duì)具有兩臺(tái)主變壓器的變電所 其中 一臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)大于等于全負(fù)荷的 70 或者全部重要負(fù)荷 兩者中 取最大值作 為確定主變壓器的容量的依據(jù) 考慮到變壓器每天的負(fù)荷不是均衡的 計(jì)及欠負(fù)荷期間 節(jié)省的使用壽命 可用于在過(guò)負(fù)荷期間中消耗 故可選較小容量的主變壓器作為過(guò)負(fù)荷 計(jì)算 以節(jié)省主變壓器的投資 對(duì)于裝兩臺(tái)變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量一般按下式進(jìn)行計(jì)算 3 1 MNS7 0 SM為變電所最大負(fù)荷 這樣 當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)可保證 70 的負(fù)荷供電 考慮到變壓器事 故過(guò)負(fù)荷能力為 30 則可保證短時(shí)間對(duì) 91 的負(fù)荷供電 最大容量的計(jì)算公式為 3 2 cosmaxaxNS 110KV 的最大容量計(jì)算 MW23 108 51maxS 10KV 容量計(jì)算 MW7 2 N 變壓器容量的計(jì)算 MW23 1 0 3 1 75 0 MS SM為考慮同期系數(shù)后的變電所最大負(fù)荷容量 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 9 現(xiàn)在選擇兩臺(tái)三繞組變壓器 MW86 1923 7 075 m Se 所以按 70 滿負(fù)荷運(yùn)行安裝總?cè)萘繛?e 考慮到變電站以后擴(kuò)建的情況 決定選擇主變?nèi)萘繛?MV120NS 3 1 3 主變壓器的形式選擇 1 相數(shù)的選擇 選擇主變壓器的相數(shù)時(shí) 應(yīng)根據(jù)變電站的基本數(shù)據(jù)以及所設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況來(lái) 選擇 容量為 300MW 及以下機(jī)組單元接線的變壓器和 330kV 及以下電力系統(tǒng)中 一般 選用三相變壓器 考慮到單相變壓器組 相對(duì)投資較大 占地較多 運(yùn)行費(fèi)用損耗大 同時(shí)配電裝置 及二次保護(hù)接線復(fù)雜 也增加了維護(hù)倒閘操作的工作量 本次設(shè)計(jì)的變電站 所址建在 平原地區(qū) 交通便利 不說(shuō)運(yùn)輸條件限制 所以本次設(shè)計(jì)選用三相變壓器 2 繞組數(shù)的選擇 在具有三個(gè)變壓等級(jí)的變電站 可采用兩臺(tái)雙繞組變壓器或一臺(tái)三繞組變壓器 一 臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用控制和輔助設(shè)備比相對(duì)的兩臺(tái)變壓器較少 三繞組變壓器 每個(gè)繞組所通過(guò)的容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的 15 以上 否則繞組不能充分利用 本次設(shè)計(jì)的電所具有三種電壓等級(jí) 考慮到運(yùn)行維護(hù)中暗轉(zhuǎn)調(diào)試靈活 操作上滿足 各種機(jī)電保護(hù)的需求 工作量少及占地面積小 價(jià)格便宜等因素 故本次設(shè)計(jì)變電所選 用三繞組變壓器 3 主變調(diào)壓方式的選擇 為了保證供電質(zhì)量 電壓必須維持在允許范圍內(nèi) 當(dāng)無(wú)功充足時(shí) 常采用調(diào)節(jié)變壓 器分接頭進(jìn)行調(diào)壓 調(diào)壓分為兩種 一種是不帶負(fù)荷進(jìn)行切換 稱為無(wú)載調(diào)壓 調(diào)壓范圍通常為 2 2 5 以內(nèi) 另一種為帶負(fù)荷切換 稱為有載調(diào)壓 調(diào)壓范圍可達(dá) 30 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 價(jià)格較 貴 由于變電站電壓波動(dòng)較大 要求實(shí)現(xiàn)常調(diào)壓 故本次設(shè)計(jì)選擇有載調(diào)壓方式 4 連接組別的選擇 變壓器三相繞組的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則不能并列運(yùn)行 電力系 統(tǒng)采用的繞組連接方式有星形和三角形 因此 變壓器三相繞組的聯(lián)結(jié)方式應(yīng)根據(jù)具體 工程來(lái)確定 在變電站中 一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及三次諧波對(duì)電源的影響因素 主變壓器連接組號(hào)一般都選用 YN11 常規(guī)接線 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 10 全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致 而且星形接法 零序電流沒(méi)有通路 相當(dāng) 于與外電路斷開 即零序電抗無(wú)限大 對(duì)限制單相及兩相短路電流都有利 同時(shí)便于接 消弧線圈限制短路電流 但是用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí) 三次諧波無(wú)通路將引起波形畸 變 并對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾 也影響保護(hù)整定的靈敏度 我國(guó)規(guī)定 110kV 以上的電壓等 級(jí)的變壓器繞組通常選用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 而且要考慮到三次諧波的影響 會(huì)使電 流 電壓畸變 采用三角形可以消除三次諧波的影響 所以本次設(shè)計(jì)選擇 Y0 Y0 接線方式 5 主變壓器的冷卻方式 隨其形勢(shì)和容量的不同而異 一般采用的冷卻方式有 自然冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷 卻強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻 自然風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式 一般適用于中 小型變壓器 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 一般用于容量在 31 5MVA 及以上的大容量變壓器 具有散熱效 率高 節(jié)約材料 減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn) 但是他要以水源充足為前提 且要有一 套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件 冷卻器的密封性能要求高 維護(hù)工作量較大 所以 本設(shè)計(jì)選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式 3 1 4 主變壓器容量的確定 綜上所述 本經(jīng)查閱相關(guān)資料和手冊(cè) 主變壓器確定為 兩臺(tái)型號(hào)為 SSPSL1 120000 額定電壓 220 121 10 5 kV 阻抗電壓百分?jǐn)?shù) 高 中 24 7 高 低 14 7 中 低 8 8 容量比為 100 100 50 連接組別 YN yn0 d11 空載損耗 123 1kW 空載電流 1 0 調(diào)壓方式 有載調(diào)壓 冷卻方式 風(fēng)冷 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 11 4 變電站短路電流計(jì)算 4 1 概述 電力系統(tǒng)的設(shè)備在運(yùn)行中必須考慮到在短路和不正常運(yùn)行狀態(tài)下的狀態(tài) 最常見的 危險(xiǎn)是發(fā)生各種形式的短路 包括 單相接地短路 兩相短路和兩相接地短路 其中 三相短路情況是對(duì)稱的短路 系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài) 其他類型的 短路都屬于不對(duì)稱短路 三相對(duì)稱短路情況相對(duì)于其他兩種情況發(fā)生概率較小 但是是一種最為嚴(yán)重的短路 情況 應(yīng)該給以足夠重視 因此我們采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流 并檢驗(yàn)電器設(shè)備的 穩(wěn)定性 4 2 短路電流計(jì)算的目的 1 電氣主接線的比較與選擇 2 選擇導(dǎo)線的電氣設(shè)備 3 確定中性點(diǎn)的接地方式 4 計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺 5 定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離 6 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 7 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算 4 3 短路電流計(jì)算的假設(shè)條件和原則 1 正常工作時(shí) 三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 2 所有電源的電勢(shì)相位角相同 3 系統(tǒng)中同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī) 不考慮電機(jī)磁飽和 磁滯 渦流及導(dǎo)體集 膚效應(yīng)的影響 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱 定子三相繞組空間位置相差 120 電氣角度 4 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和 即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生 變化 5 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外 元件的電阻都略去不 計(jì) 6 輸電線路的電容略去不計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 12 4 4 計(jì)算步驟 1 選擇并標(biāo)示設(shè)計(jì)中計(jì)算的短路點(diǎn) 2 畫等值網(wǎng)絡(luò) 次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò) 圖 并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào) 3 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò) 為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值 需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以 短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò) 并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗 即轉(zhuǎn)移電抗 X 4 計(jì)算電抗 jsX 5 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 6 計(jì)算無(wú)限大容量 或 3 的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 js 7 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量 8 計(jì)算短路電流沖擊值 4 5 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗 采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算 為了計(jì)算方便 選取如下基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量 MVASB10 基準(zhǔn)電壓 10 5 115 230 kU 4 6 短路電流計(jì)算 1 各繞組的短路電壓分別為 4 1 15 38 471 2 21 32 31 SSSS UU 4 09 2 2 4 36 24 7 1 8 121 32 33 SSSS 2 各繞組的電抗計(jì)算標(biāo)幺值分別為 4 4 1275 01 5 0 1 NBSUX 4 5 74 2BS 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 13 4 6 05 10 3 NBSUX 3 計(jì)算進(jìn)線電抗及系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 兩回進(jìn)線線 LGJ 240 33km 考慮兩回線并聯(lián) 查表計(jì)算可得 4 70236 aVBLUSX 由系統(tǒng)出線短路電流標(biāo)幺值為 26 可知系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值為 所以變電站進(jìn)線外的電抗標(biāo)幺值為 045 21 dX 4 0691 45 236 dL 8 三繞組電抗都為并聯(lián)關(guān)系 06375 TX037 TX025 T 4 短路電流就算 短路電流有效值 472 1069 1 fI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 14 863 507 3 0691 2 fI 2253 f 有名值計(jì)算 kA 63 0147 1 fI kA942538652f kA18 3fI 短路電流沖擊值 kA24 963 28 1 shi kA72s kA85 10 3shi 全電流最大有效值算 kA4 63 2075 1 MI kA92 kA8 15 3I 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 15 5 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 5 1 概述 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一 正確的選擇是使電氣主 接線和配電裝置達(dá)到安全 經(jīng)濟(jì)的重要條件 進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí) 在保證安全可靠的前提 下 根據(jù)工程實(shí)際積極采取穩(wěn)妥先進(jìn)的技術(shù)措施 并注意節(jié)約投資 選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè) 備 電氣設(shè)備必須按正常條件進(jìn)行選擇 用短路條件校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性 并按 環(huán)境條件校核電氣設(shè)備的基本使用條件 5 1 1 電氣設(shè)備的選擇原則 電氣設(shè)備選擇的一般原則是 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行 檢修 短路和過(guò)電壓情況下的要求 并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行校驗(yàn) 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 4 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種 5 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致 6 選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 且正式鑒定合格 5 1 2 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 1 按正常條件選擇導(dǎo)體和電氣 電壓 所選電壓和電纜允許最高工作電壓 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓maxyU 即 5 maxgUmaxaxgyU 1 一般電纜和電氣允許的最高工作電壓 當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時(shí)為 1 15Ug 而 實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的最高電壓 一般不超過(guò) 1 1 maxggU 電流 導(dǎo)體和電器長(zhǎng)期允許電流 應(yīng)不小于本回路的最大持續(xù)工作電流 即 yI maxgI maxgyI 5 2 2 按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 16 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 一般校驗(yàn)時(shí) 取三相短路時(shí)的短路電流 如用熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定 例如用熔斷器保護(hù) 的電壓互感器回路 可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定條件為 5 3rQ 01tIrdz2 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) 01Q 短路時(shí)導(dǎo)體和電氣允許的熱效應(yīng) r t 秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流 I 演算熱穩(wěn)定時(shí)間 5 401ttbdz 斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間bt 相應(yīng)斷路器的全斷開時(shí)間01 短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為 5 dfchi dfchI 5 短路直流沖擊峰值 chi 短路沖擊電流有效值 I 電氣允許通過(guò)的電流峰值及有效值 dfi 5 2 斷路器的選擇 5 2 1 概述 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器 高壓斷路器的功能是 正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式 把設(shè)備和線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行 起控制作用 當(dāng)設(shè)備或線 路發(fā)生故障時(shí) 能快速切除故障回路 保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行 起保護(hù)作用 高壓斷 路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備 其最大特點(diǎn)就是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路 電流 除需要滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外 還應(yīng)該考慮便于安裝 運(yùn)行 和維護(hù) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后才能確定 5 2 2 斷路器的選擇 1 220kV 側(cè)斷路器的選擇 額定電壓選擇 電網(wǎng)工作電gnU 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 17 壓 5 6 額定電流的選擇 最大持續(xù)工作電流 5 7gnI 考慮到變壓器在電壓減低 5 時(shí)其出力不變 所以相應(yīng)回路 5 nglI05 1max 8 即 kA31 005 1max ngUSI 按開斷能力選擇 kA4851 MQFI 按以上可初步確定為斷路器 2 SW 表 5 1 SW4 220 參數(shù) 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 kA5248 91 kAish 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 2 0 zdt 1 I 取 s 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得 s5 t 4 tz 故 s 4 dz 滿足要求 2051734 58 632 tI 2 對(duì)于 110kV 側(cè)同樣可選擇斷路器 型1 SW 是 kA6 3 Igmax nV 表 5 2 SW2 110 參數(shù) 電壓 kV 電流 極限通過(guò)電流 kA 型號(hào) 額定 最大 額定 A 斷開 kA 最大 有效 熱穩(wěn)定 電流 5s 合閘時(shí) 間 s SW4 220 220 252 1000 18 4 55 32 21 0 25 電壓 kV 電流 極限通過(guò)電流 kA 型號(hào) 額定 最大 額定 A 斷開 kA 最大 有效 熱穩(wěn)定 電流 4s 合閘時(shí) 間 s SW2 110 110 121 2000 100 63 41 40 0 20 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 18 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 kA 滿足要求41 6392 72 shi 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 05 zdt I 取 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得st4 sz4 3t 故 dz5 3 滿足要求 60481 29 922 tI 3 對(duì)于 10kV 可選擇 GSN04 kA2746 35 Igmax nVS 表 5 3 SN 10G 參數(shù)4 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 kA 滿足要求3085 173 shi 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 2 zdt 1 I 取 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得st5 sz4 t 故 dz4 滿足要求 7205187 95 1822 tI 5 3 隔離開關(guān)的選擇 5 3 1 概述 隔離開關(guān)的主要功能是保證高壓電器及其裝置在檢修工作時(shí)的安全 不能用來(lái)切斷 投入負(fù)荷電流或開斷短路電流 僅允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的某些切換操作 隔離開關(guān)的型號(hào)選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素 進(jìn)行綜合的技 術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定 另外根據(jù)隔離開關(guān)操作控制要求 還應(yīng)選擇其配用的操作機(jī)構(gòu) 屋 內(nèi)式 8000A 以下隔離開關(guān)一般用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu) 220kV 及以上高位布置的隔離開關(guān) 宜采 用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu) 隔離開關(guān)的配置 1 斷 路 器 的 兩 側(cè) 均 應(yīng) 配 置 隔 離 開 關(guān) 以 便 在 斷 路 器 檢 修 時(shí) 形 成 明 顯 的 斷 口 與 電壓 kV 電流 極限通過(guò)電流 kA 型號(hào) 額定 最大 額定 A 斷開 kA 最大 有效 熱穩(wěn)定 電流 5s 合閘時(shí) 間 s SN4 10G 10 15 5000 105 300 173 120 0 65 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 19 電 源 隔 離 2 中 性 點(diǎn) 直 接 接 地 的 普 通 變 壓 器 均 應(yīng) 通 過(guò) 隔 離 開 關(guān) 接 地 3 在 母 線 上 的 避 雷 器 和 電 壓 互 感 器 宜 合 用 一 組 隔 離 開 關(guān) 保 證 電 器 和 母 線 的 檢 修 安 全 每 段 母 線 上 宜 裝 設(shè) 1 2 組 接 地 刀 閘 4 接 在 變 壓 器 引 出 線 或 中 性 點(diǎn) 的 避 雷 器 可 不 裝 設(shè) 隔 離 開 關(guān) 5 當(dāng) 饋 電 線 路 的 用 戶 側(cè) 沒(méi) 有 電 源 時(shí) 斷 路 器 通 往 用 戶 的 那 一 側(cè) 可 以 不 裝 設(shè) 隔 離 開 關(guān) 但 為 了 防 止 雷 電 過(guò) 電 壓 也 可 以 裝 設(shè) 5 3 2 隔離開關(guān)的選擇 同斷路器選擇一樣 按正常額定情況進(jìn)行選擇 短路情況進(jìn)行校驗(yàn) 1 220kV 隔離開關(guān) kA 滿足額定情況可選擇 3 0max gI GW204 表 5 4 GW4 220G 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 額定 電流 動(dòng)穩(wěn) 電流 熱穩(wěn)電流 GW6 220G 220kV 1000A 50kA 21kA 5s 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 kA 滿足要求5248 91 shi 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 2 0 zdt 1 I 取 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得st5 stz4 故 dz4 滿足要求 2051734 58 632 tI 2 110kV 側(cè)隔離開關(guān)選擇 kA1 0max g 選擇 DGW4 表 5 5 GW4 110D 參數(shù) 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 kA 滿足要求10492 72 shi 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 動(dòng)穩(wěn)電流 kA 熱穩(wěn)電流 kA GW4 110D 110 2000 104 46 4 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 20 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 2 05 zdt 1 I 取 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得st4 stz4 3 故 dz5 3 滿足要求 2054681 29 92 tI 3 10kV 側(cè)隔離開關(guān) 滿足額定電壓條件kAg746 max 選擇 型 01 TGN 表 5 6 GN10 10T 4000 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 動(dòng)穩(wěn)電流 kA 熱穩(wěn)電流 kA GN10 10T 4000 10 4000 160 75 5s 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性 滿足要求kAish160385 07 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 2 zdt 1 I 取 時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得st5 stz4 故 dz4 3 滿足要求 28578 95 182 tI 5 4 高壓熔斷器的選擇 熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器 它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害 按 安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式 屋內(nèi)式 對(duì)于一些專用設(shè)備的 高壓熔斷器應(yīng)選專用系列 我們常說(shuō)的保險(xiǎn)絲就是熔斷器類 對(duì)于一般的高壓斷路器 其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓 對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器 只 需按額定電壓及斷流量來(lái)選擇 表 5 7 高壓熔斷器參數(shù) 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 電壓等級(jí) 額定電流 斷流容 量 組數(shù) 10kV 電 壓互感器 RN2 10 10kV 0 5A 1000MV A 2 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 21 5 5 互感器的選擇 5 5 1 概述 感 器 分 為 電 壓 互 感 器 和 電 流 互 感 器 兩 大 類 其 主 要 作 用 有 將 一 次 系 統(tǒng) 的 電 壓 電 流 信 息 準(zhǔn) 確 地 傳 遞 到 二 次 側(cè) 相 關(guān) 設(shè) 備 將 一 次 系 統(tǒng) 的 高 電 壓 大 電 流 變 換 為 二 次 側(cè) 的 低 電 壓 標(biāo) 準(zhǔn) 值 小 電 流 標(biāo) 準(zhǔn) 值 使 測(cè) 量 計(jì) 量 儀 表 和 繼 電 器 等 裝 置 標(biāo) 準(zhǔn) 化 小 型 化 并 降 低 了 對(duì) 二 次 設(shè) 備 的 絕 緣 要 求 將 二 次 側(cè) 設(shè) 備 以 及 二 次 系 統(tǒng) 與 一 次 系 統(tǒng) 高 壓 設(shè) 備 在 電 氣 方 面 很 好 地 隔 離 從 而 保 證 了 二 次 設(shè) 備 和 人 身 的 安 全 關(guān) 于 電 流 互 感 器 的 配 置 和 使 用 1 電 流 互 感 器 的 接 線 應(yīng) 遵 守 串 聯(lián) 原 則 即 一 次 繞 阻 應(yīng) 與 被 測(cè) 電 路 串 聯(lián) 而 二 次 繞 阻 則 與 所 有 儀 表 負(fù) 載 串 聯(lián) 2 按 被 測(cè) 電 流 大 小 選 擇 合 適 的 變 化 否 則 誤 差 將 增 大 同 時(shí) 二 次 側(cè) 一 端 必 須 接 地 以 防 絕 緣 一 旦 損 壞 時(shí) 一 次 側(cè) 高 壓 竄 入 二 次 低 壓 側(cè) 造 成 人 身 和 設(shè) 備 事 故 3 二 次 側(cè) 絕 對(duì) 不 允 許 開 路 4 為 了 滿 足 測(cè) 量 儀 表 繼 電 保 護(hù) 斷 路 器 失 靈 判 斷 和 故 障 濾 波 等 裝 置 的 需 要 在 發(fā) 電 機(jī) 變 壓 器 出 線 母 線 分 段 斷 路 器 母 線 斷 路 器 旁 路 斷 路 器 等 回 路 中 均 設(shè) 2 8 個(gè) 二 次 繞 阻 的 電 流 互 感 器 對(duì) 于 大 電 流 接 地 系 統(tǒng) 一 般 按 三 相 配 置 對(duì) 于 小 電 流 接 地 系 統(tǒng) 依 具 體 要 求 按 二 相 或 三 相 配 置 5 對(duì) 于 保 護(hù) 用 電 流 互 感 器 的 裝 設(shè) 地 點(diǎn) 應(yīng) 按 盡 量 消 除 主 保 護(hù) 裝 置 的 不 保 護(hù) 區(qū) 來(lái) 設(shè) 置 6 為 了 防 止 支 柱 式 電 流 互 感 器 套 管 閃 絡(luò) 造 成 母 線 故 障 電 流 互 感 器 通 常 布 置 在 斷 路 器 的 出 線 或 變 壓 器 側(cè) 電流互感器的選擇原則 1 電 流 互 感 器 額 定 電 壓 不 小 于 裝 設(shè) 點(diǎn) 線 路 額 定 電 壓 2 根 據(jù) 二 次 回 路 的 要 求 選 擇 電 流 互 感 器 的 準(zhǔn) 確 度 并 校 驗(yàn) 準(zhǔn) 確 度 3 校 驗(yàn) 動(dòng) 穩(wěn) 定 度 和 熱 穩(wěn) 定 度 關(guān)于電壓互感器的配置和使用 1 電 壓 互 感 器 在 投 入 運(yùn) 行 前 要 按 照 規(guī) 程 規(guī) 定 的 項(xiàng) 目 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 檢 查 例 如 測(cè) 極 性 連 接 組 別 搖 絕 緣 核 相 序 等 2 電 壓 互 感 器 的 接 線 應(yīng) 保 證 其 正 確 性 一 次 繞 組 和 被 測(cè) 電 路 并 聯(lián) 二 次 繞 組 應(yīng) 和 所 接 的 測(cè) 量 儀 表 繼 電 壓 互 感 器 電 保 護(hù) 裝 置 或 自 動(dòng) 裝 置 的 電 壓 線 圈 并 聯(lián) 同 時(shí) 要 注 意 極 性 的 正 確 性 3 接 在 電 壓 互 感 器 二 次 側(cè) 負(fù) 荷 的 容 量 應(yīng) 合 適 接 在 電 壓 互 感 器 二 次 側(cè) 的 負(fù) 荷 不 應(yīng) 超 過(guò) 其 額 定 容 量 否 則 會(huì) 使 互 感 器 的 誤 差 增 大 難 以 達(dá) 到 測(cè) 量 的 正 確 性 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 22 4 電 壓 互 感 器 二 次 側(cè) 不 允 許 短 路 5 為 了 確 保 人 在 接 觸 測(cè) 量 儀 表 和 繼 電 器 時(shí) 的 安 全 電 壓 互 感 器 二 次 繞 組 必 須 一 點(diǎn) 接 地 電壓互感器的選擇原則 可以考慮滿足電壓 電流及準(zhǔn)確度等級(jí)選擇 由于電壓互 感器由高壓熔斷器接入所以可以省略短路條件校驗(yàn) 5 5 2 電流互感器的選擇 1 220kV 側(cè)電壓互感器 額定電流 kA 5 9gnU 31 0max gnI 選擇 20 LCWD 表 5 8 LCLWD 220 參數(shù) 型號(hào) 額定電 流比 級(jí)次組 合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1s 熱穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定 倍數(shù)20 L 4 300 5 5 0D 1 2 歐姆 60 60 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足要求 kAikKI shdwn 248 982 162 11 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 滿足要求 7353432 dtI 110kV 側(cè)電流互感器 額定電流 5 gnU kAIgn 0max 10 選擇 LCWD 110 型電流互感器 表 5 9 LCWD 110 參數(shù) 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1s 熱穩(wěn)定 性 動(dòng)穩(wěn)定倍 數(shù) LCWD 110 2 600 1 5 02DD1 1 2 歐姆 36 70 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足要求 kAikKI shdwn 492 79 87 221 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 滿足要求 81532463 2 dtI 10kV 側(cè)電流互感器的選擇 額定電流 5 gnU kAIgn max 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 23 11 選擇 LMC 10 表 5 10 LMC 10 參數(shù) 型號(hào) 額定電 流比 級(jí)次組 合 準(zhǔn)確級(jí) 次 二次負(fù) 荷 1s 熱穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定 倍數(shù) LMC 10 5203 5 03 歐姆 75 90 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足要求 kAikAKI shdwn 85 1078 192 1 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 滿足要求 94550672 2 dtI 5 5 3 電壓互感器的選擇 電壓互感器是將電力系統(tǒng)的一次電壓按照一定的比例縮小為要求的二次電壓 向測(cè) 量表計(jì)和繼電器供電 根據(jù)電壓互感器的用途 安裝地點(diǎn)及無(wú)油化和絕緣等級(jí)要求 電 壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時(shí) 保護(hù)裝置不得失壓 同期點(diǎn)的兩 側(cè)都能提取到電壓 每組母線的三相上裝設(shè)電壓互感器 出線側(cè)的一項(xiàng)上應(yīng)裝設(shè)電容式電壓互感器 利 用其絕緣套管末屏抽取電壓 則可省去單項(xiàng)電壓互感器 一 電壓互感器型號(hào)選擇 查 電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 P1243 表 24 3 發(fā)電廠電氣部分 第三版 P34 電 力設(shè)備選型手冊(cè) P 得各電壓等級(jí)電壓互感器見下表 表 5 11 電壓互感器型號(hào)選擇 設(shè)備名稱 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 220kV 母線 TYD 220 0 0053 橋斷路器兩側(cè)連接點(diǎn) JDCF 110WB 0 2 3P 級(jí)電壓互感器 10kV 母線 JSJW 10 0 5 級(jí) 表 5 12 電壓互感器參數(shù) 額定電壓 kV 型號(hào) 最大容 量 V A 一次繞 組 二次繞 組 輔助繞 組 二次繞組 1 額定容 量 V A 0 5 級(jí)05 32 TYD12031 01 0 150 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 24 級(jí)PWBJDCF32 0 1 20311 01 0150級(jí)5 S96 3 120 是對(duì)應(yīng)于在測(cè)量?jī)x表所要求的最高準(zhǔn)確級(jí)下 電壓互感器的額定容量 是二次N 2S 負(fù)荷 它與測(cè)量?jī)x表的類型 數(shù)量和接入電壓互感器的接線方式有關(guān) 電壓互感器的三 相負(fù)荷經(jīng)常是不平衡的 所以通常用最大一相的負(fù)荷和電壓互感器一相的額定容量相比 較 5 6 母線選擇 根據(jù)矩形 槽形和管形母線的使用范圍 母線的截面形狀 應(yīng)該保證集膚效應(yīng)系數(shù) 盡可能低 散熱良好 機(jī)械強(qiáng)度高 安裝簡(jiǎn)便和連接方便以及變電所的周圍環(huán)境和實(shí)際 情況母線的選擇 1 220kV 母線的選擇 母線型號(hào)選擇 一般情況下采用鋁母線 在持續(xù)工作電流較大 且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī) 變壓器 出口處 以及污穢對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)銅腐蝕較輕的場(chǎng)所 采用銅母線 35kV 及以下且正常工作電流不大于 4000A 時(shí) 宜選用矩形導(dǎo)體 在 4000 8000A 時(shí) 一般選用槽型導(dǎo)體 8000A 以上工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線 導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小 短路短路水平和配電裝置的具體情況而定 鋼芯鋁絞線母線 管形母線一般采用三相水平布置 矩形 雙槽形母線常見布置方式有 三相水平和三相垂直布置 對(duì)于負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大 傳輸容量大 長(zhǎng)度在 20m 以上的母線 如發(fā)動(dòng)機(jī)至主變壓 器 配電裝置的母線 應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面 變壓器 220kV 母線上最大持 續(xù)工作電流為 kAIg31 0max 實(shí)際環(huán)境溫度為 20 攝氏度的修正系數(shù)為 K 1 05 根據(jù) 得 A A 所以用矩形導(dǎo)體 ygKII ax 238 150 3 40max gI 因?yàn)?查鋁質(zhì)矩形 槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得年 580mhT J 0 9A 2 所以 5 2ax78 369 1JISgj 12 所以可選用 100 10 矩形鋁導(dǎo)線 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 25 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) C 微熱穩(wěn)定系數(shù)查表得 C 87 5 1dztS1min 3 滿足要求 2in09 845 736m 2 110kA 母線選擇 kAIg1 0max 實(shí)際環(huán)境溫度為 20 攝氏度的修正系數(shù)為 K 1 05 根據(jù) 得 A A 所以用矩形導(dǎo)體 ygKII ax 52 690 1 40max gI 因?yàn)?查鋁質(zhì)矩形 槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得年 580mhT J 0 9A 2 所以 5 142ax4 739 61JISgj 所以可選用 矩形鋁導(dǎo)線 雙條平方并排運(yùn)行 長(zhǎng)期運(yùn)行允許載流量為 2259 80 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) C 微熱穩(wěn)定系數(shù)查表得 C 87 5 dztS1min 15 滿足要求 2in83 645 87293m 3 10kV 側(cè)母線選擇 kAIg1 0max 實(shí)際環(huán)境溫度為 20 攝氏度的修正系數(shù)為 K 1 05 根據(jù) 得 所以用矩形導(dǎo)體 ygKII ax A19 62805 724 Ig40max 因?yàn)?查鋁質(zhì)矩形 槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得年 580mhT J 0 9A 2 所以 5 162ax89 0 674JISgj 所以可選用截面積為 9760 矩形鋁導(dǎo)線 長(zhǎng)期運(yùn)行允許載流量為 1015A 2m 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) C 微熱穩(wěn)定系數(shù)查表得 C 87 5 dztS1min 17 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 26 滿足要求 2min 87 1045 872mS 5 7 絕緣子的選擇 1 型式 用于屋內(nèi)時(shí) 一般采用聯(lián)合膠裝多棱式支柱絕緣子 用于屋外時(shí) 一般用 采用棒式支柱絕緣子 在需要到倒裝時(shí) 宜采用懸式支柱絕緣子 當(dāng)屋外有污穢或冰雪 時(shí) 3 20kV 支柱絕緣子一般采用高一級(jí)電壓產(chǎn)品 2 額定電壓選擇 gNU 3 動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) max6 0Fy 絕緣子抗彎曲破壞負(fù)荷yF 短路時(shí)作用在絕緣子上的最大力 a 母線相間的距離 m L 絕緣子間的跨距 當(dāng)絕緣子兩邊跨距不相等時(shí)取相鄰兩跨距的平均值 K 絕緣子手里折算系數(shù) K H H1 H H1 b 2 b H 絕緣子低不到母線水平中心線的高度 H1 絕緣子高度 mm b 矩形母線平放時(shí) 母線下部距絕緣子幅的距離 mm h 母線總高度 1 220kV 懸式絕緣子的選擇 表 5 13 ZS 220 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 絕緣子高度 mm 機(jī)械破壞負(fù)荷 kg ZS 220 220 2100 400 2 110kV 懸式絕緣子選擇 表 5 3 ZS 110 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 絕緣子高度 mm 機(jī)械破壞負(fù)荷 kg ZS 110 110 1060 400 3 10kV 懸式絕緣子選擇 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 27 表 5 3 ZS 10 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 絕緣子高度 mm 機(jī)械破壞負(fù)荷 kg ZS 10 10 210 500 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 28 6 配電裝置的選擇 6 1 配電裝置的選擇要求與分類 配電裝置是變電站的重要組成部分 它是根據(jù)主接線的連接方式 由開關(guān)電氣 保 護(hù) 和測(cè)量電氣 母線和必要的輔助設(shè)備組建而成 用來(lái)分配電能的裝置 其總的要求為 1 配電裝置的設(shè)計(jì)必須按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定 應(yīng)盡量減少占地 2 配電裝置的布置 應(yīng)便于檢修 巡視和操作 設(shè)備的檢修和搬運(yùn)不影響運(yùn)行設(shè)備 的安全 在保證安全可靠的條件下 盡量降低造價(jià) 同時(shí)應(yīng)考慮擴(kuò)建過(guò)度方便 3 除防空有特殊要求外 凡不是嚴(yán)重污穢地區(qū)的35kV 以上的配電裝置 都不應(yīng)采用 屋內(nèi)配電裝置 4 各級(jí)配電裝置之間 以及它們和各種建筑物之間的距離和相對(duì)位置 應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)景 規(guī)劃通盤考慮 一般以近期為主 配電裝置的形式主要分為屋內(nèi)配電裝置與屋外配電裝置 屋內(nèi)配電裝置的結(jié)構(gòu) 除與電氣主接線形式 電壓等級(jí) 母線容量 斷路器形式 出 線回路數(shù) 出線方式及有無(wú)電抗器等有密切關(guān)系外 還于施工 檢修條件 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和 習(xí) 慣有關(guān) 隨著新設(shè)備和新技術(shù)的采用 運(yùn)行和檢修經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富 配電裝置的結(jié)構(gòu)和 形 式將不斷的發(fā)展 而屋外配電裝置根據(jù)電氣和母線布置的高度 分為中型 半高型和高 型 中型配電的所有電氣都安裝在同一平面內(nèi) 并裝在一定高度的基礎(chǔ)上 使帶電部分對(duì)地 保持必要的高度 以便工作人員能在地面上安全活動(dòng) 中型配電裝置母線所在的水平面 稍高于電氣所在的水平面 高型和半高型配電裝置的母線和電氣分別裝在幾個(gè)不同高度 的水平面上 并重疊布置 凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的 稱為高型配電裝 置 如果僅將母線與斷路器 電流互感器等重疊布置 則成為半高型配電裝置 由于半 高型和高型配電裝置可大量節(jié)省占地面積 因此 高型和半高型配電裝置得到較廣泛的 應(yīng)用 屋外配電裝置的形式除與主接線有關(guān)外 還與場(chǎng)地位置 面積 地質(zhì) 地形條件 及總體布置有關(guān) 并受設(shè)備材料的供應(yīng) 施工 運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制 故應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)選擇最佳方案 普通中型配電裝置 國(guó)內(nèi)采用較多 已有豐富的經(jīng)驗(yàn) 施工 檢修和運(yùn)行都比較方 便 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)論文 29 抗振能力較好 造價(jià)比較高 缺點(diǎn)是占地面積較大 此種形式一般用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū) 及 不占良田和土石工程量不大的地方 并宜在地震烈度的地區(qū)采用 中型分相硬管母線配合剪刀式 或伸縮式 隔離開關(guān)方案 布置清晰 美觀 但支 柱 式絕緣子防污 抗震能力較差 在污穢嚴(yán)重或地震烈度較高的地區(qū) 不宜采用 中型配 電裝置廣泛用于110 500kV電壓等級(jí) 半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著