發(fā)電廠電氣設(shè)備論文.doc

目錄1.發(fā)電廠的基本設(shè)備01.2.電氣一次設(shè)備及其作用01.2.電氣二次設(shè)備及其作用02.電氣設(shè)備的作用12.1.變壓器12.2.高壓斷路器12.3.隔離開關(guān)22.4.電流互感器22.5.電壓互感器32.6.限流電抗器32.7.自動空氣開關(guān)32.8.接觸器43.電氣設(shè)備選擇的一般原則44 110KV變電所設(shè)計(jì)54.1文字說明部分54.1.1 所址的選擇54.1.2 主變壓器的選擇54.1.3 變電站電氣主接線64.1.4 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇94.1.5 互感器的選擇104.1.6 裸導(dǎo)體的選擇114.1.7補(bǔ)償裝置的選擇124.1.8 避雷裝置的選擇124.1.9所用變壓器的設(shè)置144.1.10變電所的自動化控制154.1.11電纜設(shè)施及防水164.1.12變壓器事故排油系統(tǒng)164.1.13消防系統(tǒng)164.1.14保護(hù)配置174.2 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)過程184.2.1 變壓器的選擇184.2.3 導(dǎo)線截面的選擇314.2.4 電壓互感器的選擇354.2.5 補(bǔ)償裝置的選擇384.2.6 避雷針的保護(hù)范圍394.2.7 避雷器的選擇404.2.8 接地刀閘的選擇411.發(fā)電廠的基本設(shè)備在發(fā)電廠和變電所中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配等各環(huán)的需要，我們配置了各種電氣設(shè)備。根據(jù)它們在運(yùn)行中所起的作用不同，通常將它們分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備。1.2.電氣一次設(shè)備及其作用 直接參與生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的設(shè)備稱為電氣一次設(shè)備，主要有：（1） 進(jìn)行電能生產(chǎn)和變換的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器等。（2） 接通、斷開電路的開關(guān)電器，如斷路器、隔離開關(guān)、自動空氣開關(guān)、接觸器、熔斷器等。（3） 限制過電流或過電壓的設(shè)備，如限流電抗器、避雷針等。（4） 將電路中的電壓和電流降低，供測量儀表和繼電保護(hù)裝置使用的變換設(shè)備，如電壓互感器、電流互感器。（5） 載流導(dǎo)體及其絕緣設(shè)備，如母線、電力電纜、絕緣子、穿墻套管等。(6) 為電氣設(shè)備正常運(yùn)行及人員、設(shè)備安全面采取的相應(yīng)措施，如接地裝置等。1.2.電氣二次設(shè)備及其作用為了保證電氣一次設(shè)備的正常運(yùn)行，對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測量、監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)等的設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備，主要有：（1） 各種測量表計(jì)，如電流表、電壓表、有功功率表、無功功率表、功率因數(shù)表等。（2） 各種繼電保護(hù)及自動裝置。（3） 直流電源設(shè)備，如蓄電池、浮充電裝置等。2.電氣設(shè)備的作用2.1.變壓器電力變壓器是變電所的主要設(shè)備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級使用電壓，以滿足用電的需要。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中，必然會產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。2.2.高壓斷路器高壓斷路器是發(fā)電廠、變電所及電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，它的作用是：(1)控制作用。根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，將部分或全部電氣設(shè)備，以及部分或全部線路投人或退出運(yùn)行。(2)保護(hù)作用。當(dāng)電力系統(tǒng)某一部分發(fā)生故障時(shí)，它和保護(hù)裝置、自動裝置相配合，將該故障部分從系統(tǒng)中迅速切除，減少停電范圍，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備不受損壞，保證系統(tǒng)無故障部分安全運(yùn)行。2.3.隔離開關(guān)隔離開關(guān)的作用：（1）隔離開關(guān)又稱隔離刀閘，簡稱刀閘。是高壓開關(guān)電器的一種。沒有專門的滅弧裝置，應(yīng)與開關(guān)配合使用。（2）離開關(guān)能使停電工作的設(shè)備與帶電部分可靠隔離，即具有明顯的斷開點(diǎn)，確保工作人員的安全。（3）接通或斷開小電流的特定電路。2.4.電流互感器電流互感器的特點(diǎn)和作用：(1)一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流而與二次電流無關(guān)；(2)電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：kn=I1n/I2n。因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化，二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5(1或0.5)安，所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化。kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即knkN=N1/N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數(shù)。其主要作用是:(1)、將很大的一次電流轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的5安培；（2）、為測量裝置和繼電保護(hù)的線圈提供電流；（3）、對一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行隔離。2.5.電壓互感器作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個(gè)分量來滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。2.6.限流電抗器限流電抗器應(yīng)用在在610kV系統(tǒng)中常用的干式水泥電抗器（NKL）的主要作用是限制短路電流。按照安裝地點(diǎn)分為：母線電抗器（其作用是限制短路電流，維持母線電壓）和線路電抗器其作用是限制線路短路電流。2.7.自動空氣開關(guān) 自動空氣開關(guān)又稱自動空氣斷路器，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠猓心軐﹄娐坊螂姎庠O(shè)備發(fā)生的短路嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動電動機(jī)。2.8.接觸器接觸器是一種用來頻繁地接通或切斷負(fù)載的主電路和大容量的控制電器，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制的自動切換電器。3.電氣設(shè)備選擇的一般原則供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的選擇，既要滿足在正常工作時(shí)能安全可靠運(yùn)行，同時(shí)還要滿足在發(fā)生短路故障時(shí)不至產(chǎn)生損壞，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并適應(yīng)所處的位置(戶內(nèi)或戶外)、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件電氣設(shè)備選擇的一般原則主要有以下幾條：(1)按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備1)根據(jù)設(shè)備所在位置(戶內(nèi)或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號。2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。3)按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于實(shí)際通過它的最大負(fù)荷電流Imax(或計(jì)算電流Ij)，即INImax 或INIj(2)按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定為保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度。(3)開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn) 斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著可靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開關(guān)電器還必須校驗(yàn)斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量。4 110KV變電所設(shè)計(jì)4.1文字說明部分4.1.1 所址的選擇首先考慮變電所所址的標(biāo)高，歷史上有無被洪水浸淹歷史；進(jìn)出線走廊應(yīng)便于架空線路的引入和引出，盡量少占地并考慮發(fā)展余地；其次列出變電所所在地的氣象條件：年均最高、最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰厚度、地震強(qiáng)度、年平均雷暴日、污穢等級，把這些作為設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。4.1.2 主變壓器的選擇變壓器臺數(shù)和容量的選擇直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)依據(jù)電力系統(tǒng)5-10年的發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮以下問題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、 繞組接線組別（在電廠和變電站中一般都選用YN，d11常規(guī)接線）、調(diào)壓方式、 冷卻方式。 由于本變電所具有三種電壓等級110KV、35KV、10KV，各側(cè)的功率均達(dá)到變壓器額定容量的15%以上，低壓側(cè)需裝設(shè)無功補(bǔ)償，所以主變壓器采用三繞組變壓器。為保證供電質(zhì)量、降低線路的損耗此變壓器采用的是有載調(diào)壓方式，在運(yùn)行中可改變分接頭開關(guān)的位置，而且調(diào)節(jié)范圍大。由于本地區(qū)的自然地理環(huán)境的特點(diǎn)，故冷卻方式采用自然風(fēng)冷卻。 為保證供電的可靠性，該變電所裝設(shè)兩臺主變壓器。當(dāng)系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)兩臺變壓器同時(shí)投入使用，最小運(yùn)行方式或檢修時(shí)只投入一臺變壓器且能滿足供電要求。 所以選擇的變壓器為2SFSZL7-31500/110型變壓器。4.1.3 變電站電氣主接線變電站主接線的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。通常變電站主接線的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用短路器數(shù)目教少的接線，以節(jié)省投資，隨出線數(shù)目的不同，可采用橋形、單母線、雙母線及角形接線等。如果變電站電壓為超高壓等級，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線帶旁母接線或采用一臺半斷路器接線。變電站的低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母線接線，以便于擴(kuò)建。610KV饋線應(yīng)選輕型斷路器，如SN10型少油斷路器或ZN13型真空斷路器；若不能滿足開斷電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)采用限流措施。在變電站中最簡單的限制短路電流的方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行；若分列運(yùn)行仍不能滿足要求，則可裝設(shè)分列電抗器，一般盡可能不裝限流效果較小的母線電抗器。故綜合從以下幾個(gè)方面考慮：1 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電；2 線路能否滿足,類負(fù)荷對供電的要求；3大型機(jī)組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。主接線方案的擬定：對本變電所原始材料進(jìn)行分析，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進(jìn)，供電可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。此主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展方便。故擬定的方案如下：方案：110KV側(cè)采用內(nèi)橋接線，35KV采用單母分段，10KV單母接線。 方案：110KV側(cè)采用單母分段，35KV采用單母分段帶旁母，10KV采用單母分段。 由以上兩個(gè)方案比較可知方案的110KV母線側(cè)若增加負(fù)荷時(shí)不便于擴(kuò)建，35KV、10KV出線的某一回路出現(xiàn)故障時(shí)有可能使整個(gè)線路停止送電，所以很難保證供電的可靠性、不便于擴(kuò)建檢修，故不采用。方案的110KV母線側(cè)便于擴(kuò)建，35KV線路故障、檢修、切除或投入時(shí)，不影響其余回路工作，便于倒閘操作，10KV側(cè)某一線路出現(xiàn)故障時(shí)不至于使整個(gè)母線停電，滿足供電可靠、操作靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)，所以采用方案，主接線圖如圖 所示。4.1.4 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇1 斷路器種類和型式的選擇按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。 2 額定電壓和電流選擇，式中 、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，KV、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。3 開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流，不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量，即4 短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)間的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。5 斷路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校驗(yàn) 校驗(yàn)式，隔離開關(guān)的選擇：隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定的項(xiàng)目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切斷短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。4.1.5 互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等一次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷海?00、100/）和小電流（5、1A）。電流互感器的二次側(cè)絕對不能夠開路。電壓互感器的二次側(cè)絕對不能夠短路1 種類和型式的選擇 選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式）選擇其型式。當(dāng)一次電流較小時(shí)，宜優(yōu)先采用一次繞組多匝式，弱電二次額定電流盡量采用1A，強(qiáng)電采用5A。2 一次回路額定電壓和電流的選擇， 式中 、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，KV、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電3準(zhǔn)確級和額定容量的選擇 互感器所選定準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量應(yīng)大雨等于二次冊所接負(fù)荷，即4 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校驗(yàn)，為電流互感器1S通過的熱穩(wěn)定電流，為電流互感器的動穩(wěn)定電流。4.1.6 裸導(dǎo)體的選擇導(dǎo)體截面可按照長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（通常指5000h），傳輸容量大，長度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機(jī)、變壓器的連接導(dǎo)體其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式下，傳輸容量大，可按長期允許電流來選擇。1 按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇k2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇=3 電暈電壓校驗(yàn)4 熱穩(wěn)定動穩(wěn)定校驗(yàn)=按電壓損失要求選擇導(dǎo)線截面（一般用于10KV以下）：為保證供電質(zhì)量，導(dǎo)線上的電壓損失應(yīng)低于最大允許值，通常不超過5%。因此，對于輸電距離較長或負(fù)荷電流較大的線路，必須按允許電壓損失來選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線截面。設(shè)線路允許電壓損失為Ual%即 P（rl）+Q（xl）/102Ual%4.1.7補(bǔ)償裝置的選擇電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓質(zhì)量的根本保證。在電力系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的自然無功負(fù)荷總大于原有的無功電源，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。通常情況下110KV的變電所是在35KV母線和10KV母線上進(jìn)行無功補(bǔ)償，本變電所是在10KV母線上并聯(lián)電容器和可調(diào)節(jié)的并聯(lián)電抗器為主要的無功補(bǔ)償（并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器是電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)闹饕Ｓ迷O(shè)備，予優(yōu)先采用），既將功率因數(shù)由0.8提高至0.92，合理的無功補(bǔ)償和有效的電壓控制，不僅可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，故所選的電容器型號為10-1500/50。4.1.8 避雷裝置的選擇避雷針：單根接地電阻不大雨10，應(yīng)布置單根垂直接地體，P=50/m ，L=2.5m，d=0.05m的鋼管，由60*6的扁鋼連接，埋入地下3m處。接地電阻Rc=22.9。避雷器：對于本變電所來說，采用氧化鋅避雷器，110KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器，主變壓器低壓側(cè)的一相上宜裝設(shè)一臺Y5W-12.7/42型避雷器，35KV出線側(cè)裝設(shè)Y10W5-42/142型避雷器。接地網(wǎng)：變電所內(nèi)必須安裝閉合的接地網(wǎng)，并裝設(shè)必需的均壓帶，接地網(wǎng)采用水平接地為主，輔以垂直的封閉復(fù)合式接地網(wǎng)。主接地網(wǎng)電阻R4；避雷針設(shè)獨(dú)立接地體，它于主接地網(wǎng)地中距離T5m，其接地電阻R10。接地網(wǎng)有均壓、減少接觸電勢和跨步電壓的作用，又有散流作用。在防雷接地裝置中，可采用垂直接地體作為避雷針、避雷線和避雷器附近加強(qiáng)集中接地和散泄電流的作用。變電所不論采用何種接地體應(yīng)敷設(shè)水平接地體為主的人工接地網(wǎng)。 人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣的各角應(yīng)做成圓弧行，圓弧半徑不宜小于均牙帶間距的一半，接地網(wǎng)內(nèi)敷設(shè)水平的均壓帶。接地網(wǎng)一般采用0.6m0.8m，在凍土地區(qū)應(yīng)敷設(shè)在凍土層以下。 均壓帶經(jīng)常有人出入的走道應(yīng)鋪設(shè)瀝青面（采用高電阻率的路面結(jié)構(gòu)層），接地裝置敷設(shè)成環(huán)形，目的是防止應(yīng)接地網(wǎng)流過中性點(diǎn)的不平衡電流在雨后地面積水成泥污時(shí)，接地裝置附近的跨步電壓引起行人和牲畜的觸電事故。 此接地網(wǎng)水平接地體采用的是60*6的扁鋼敷于地下0.8m處，垂直接地體為50 ，L=2.5m的圓鋼，自地下0.8m處與水平接地體焊接，接地體引上線采用25*4的扁鋼與設(shè)備焊接。接地網(wǎng)的工頻電阻R0.5。 敷設(shè)在大氣和土壤中有腐蝕的接地體和接地引下線，需采取一定的防腐措施（熱鍍鋅，鍍錫）。4.1.9所用變壓器的設(shè)置為保證重要變電所的安全用電，所以需裝設(shè)兩臺所用變，以備用。為了保證供電的可靠性應(yīng)在35KV和10KV母線上各裝設(shè)一臺變壓器。若只在10KV母線上引接所用電源，由于低壓線路故障率較高，所以不能保證變電所的不間斷供電。故所用變采用的型號是S6-50/10、S6-50/35。接線圖如下所示：4.1.10變電所的自動化控制本變電所采用綜合自動化設(shè)備，遠(yuǎn)動信息按四遙配置。1. 遙測35KV線路有功功率、電流和電能；10KV 線路有功功率、電流和電能；10KV電容器電流和電能；110KV、35KV、10KV各段母線電壓；主變壓器高、中、低側(cè)有功功率、電流和電能；所用電和直流系統(tǒng)母線電壓；2. 遙信110KV、35KV、10KV線路斷路器、隔離開關(guān)、PT隔離刀閘位置；主變?nèi)齻?cè)斷路器、隔離開關(guān)、中性點(diǎn)接地位置；主變瓦斯動作信號；差動保護(hù)動作信號；復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)動作信號；低頻減載動作信號；35KV、10KV系統(tǒng)接地信號、保護(hù)動作信號；斷路器控制回路斷線總信號；變壓器油溫過高信號；主變壓器輕瓦斯動作信號；變壓器油溫過低總信號；微機(jī)控制系統(tǒng)交流電源消失信號；微機(jī)控制系統(tǒng)下行通道信號；直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測信號；遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂菩盘枺?. 遙調(diào)變壓器檔位調(diào)節(jié)4. 遙控110KV及以下斷路器分合、預(yù)告信號復(fù)歸。4.1.11電纜設(shè)施及防水該變電所配電設(shè)有電纜溝，電纜溝沿主建筑物至主變區(qū)配合裝置。通過電纜溝把控制及動力電纜引接到控制室及動力屏，在電纜溝進(jìn)建筑物時(shí)，加裝穿墻孔板，待電纜施工后進(jìn)行封墻，防止火的蔓延和小動物進(jìn)入。為防止干擾，二次電纜采用屏蔽電纜。4.1.12變壓器事故排油系統(tǒng)變電所設(shè)有兩臺變壓器，當(dāng)主變壓器發(fā)生事故時(shí)，要排出變壓器油。因此，考慮設(shè)一座變壓器排油井，用DN150鑄鐵管排入事故貯油井內(nèi)，不考慮回收利用，排油井設(shè)在所區(qū)內(nèi)空地。4.1.13消防系統(tǒng)變電所一般為多油、電引起火災(zāi)，危險(xiǎn)性較大，宜選用化學(xué)和泡末劑滅火，且變壓器旁可設(shè)置消防砂。4.1.14保護(hù)配置主變保護(hù)部分：采用微機(jī)保護(hù)裝置A. 差動保護(hù) 防止變壓器繞組和引出線相間短路，直接接地系統(tǒng)側(cè)和引出線的單相接地短路及繞組見的短路。B. 瓦斯保護(hù) 防止變壓器油箱內(nèi)部或斷線故障及油面降低。C. 零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù) 防止直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路并作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)的后備。D. 防止變壓器過勵(lì)磁。E. 過電流保護(hù)（或阻抗保護(hù)） 防止變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)的后備。F. 過負(fù)荷保護(hù) 防止變壓器對稱過負(fù)荷。G. 反映變壓器油溫及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)保護(hù)。110KV、35KV線路保護(hù)部分：A. 距離保護(hù)B. 零序過電流保護(hù)C. 自動重合閘D. 過電壓保護(hù) 在變電所周圍裝設(shè)獨(dú)立避雷針，為防止直擊雷和雷電波的危害，在35kV和10kV出線均安裝金屬氧化物避雷器；變壓器安裝金屬氧化物避雷器；10kV母線也用一組金屬氧化物避雷器進(jìn)行過壓保護(hù)。10KV線路保護(hù)：1、10kV線路保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流速斷及過流保護(hù)、實(shí)現(xiàn)三相一次重合閘。 2、10kV電容器保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流過流保護(hù)、過壓、低壓保護(hù)。 3、10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置，發(fā)送有選擇性的單相接地遙信。4.2 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)過程4.2.1 變壓器的選擇負(fù)荷計(jì)算：最大負(fù)荷時(shí)：1. 35KV出線=tan=9tan（arccos0.8）=6.75Mvar=tan=12tan（arccos0.8）=9Mvar=tan=8tan（arccos0.8）=6Mvar2. 10KV出線=tan=1tan（arccos0.8）=0.75Mvar=tan=1tan（arccos0.8）=0.75Mvar=tan=0.8tan（arccos0.8）=0.6Mvar=tan=0.9tan（arccos0.8）=0.675Mvar=tan=0.6tan（arccos0.8）=0.45Mvar=tan=0.8tan（arccos0.8）=0.6Mvar于是母線側(cè)的總負(fù)荷為 =+ = 0.85（9+12+8）+0.8（1+1+0.8+0.9+0.6+0.8） =24.65+4.08 =28.73MW=+ = 0.85（6.75+9+6）+0.8（0.752+0.6+0.675+0.45+0.6） =14.4875+3.06 = 21.5475Mvar最小負(fù)荷時(shí)：1.35KV出線=tan=7tan（arccos0.8）=5.25Mvar=tan=8tan（arccos0.8）=6Mvar=tan=6tan（arccos0.8）=4.5Mvar2.10KV出線=tan=0.5tan（arccos0.8）=0.375Mvar=tan=0.7tan（arccos0.8）=0.525Mvar=tan=0.3tan（arccos0.8）=0.225Mvar=tan=0.5tan（arccos0.8）=0.375Mvar=tan=0.3tan（arccos0.8）=0.15Mvar=tan=0.4tan（arccos0.8）=0.3Mvar于是母線側(cè)的總負(fù)荷為 =+ = 0.85（7+8+6）+0.8（0.5+0.7+0.3+0.5+0.2+0.4） =17.85+2.08 =19.93MW=+ = 0.85（5.25+6+4.5）+0.8（0.375+0.525+0.225+0.375+0.3） =13.3875+1.56 = 14.9425Mvar則系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷為：最大運(yùn)行方式下：=35.9125MVA最小運(yùn)行方式下：=24.9125MVA若待建變電所考慮15%的負(fù)荷發(fā)展余地，則=42.25 MVA=29.3 MVA考慮到變電所的安全運(yùn)行，故需選用兩臺同樣的變壓器，且在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下兩臺變壓器并列運(yùn)行。系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下只起用一臺變壓器。綜上考慮，選用兩臺繞組無勵(lì)磁的調(diào)壓變壓器，其參數(shù)如下所示：型 號：SFSZL7-31500/110額定容量：31500 KVA額定電壓：11022.5% 3522.5% 6.3空 損：46KW負(fù) 損：175 KW阻抗電壓%：高-中10.5 高-低17-18 中-低6.5聯(lián)結(jié)組號： 所用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：設(shè)備名稱容量（W）空調(diào)照明、電熱取暖附屬建筑取暖主變風(fēng)扇載波通訊檢修用電微機(jī)用電合計(jì)1000080001000024006006000200039000考慮各母線上的電壓平衡，所用電取自于10KV母線，由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可選用S6-50/10型和S6-50/35型變壓器。其參數(shù)如下所示：額定電壓：10/0.4 額定電壓：35/0.4額定電壓：10/0.4 額定電壓：10/0.4連接組構(gòu)號Y. 連接組構(gòu)號Y.短路電流計(jì)算：取=100MWA，=.變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：各繞組的短路電壓分別為：%=1/2%+ %-% =1/2（10.5+17.5-6.5）=10.75%=1/2%+ %-% =1/2（10.5+6.5-17.5）=-0.25%=1/2%+ %-% =1/2（17.5+6.5-10.5）=6.75各繞組的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：=（%/100）（/）=（10.75/100）（100/31.5）=0.34=（%/100）（/）=（-0.25/100）（100/31.5）=-0.008=（%/100）（/）=（6.75/100）（100/31.5）=0.214變壓器的等值網(wǎng)絡(luò)如圖1-1所示：當(dāng)系統(tǒng)母線高壓側(cè)的最大三相短路容量為2000MVA時(shí)，短路電流的計(jì)算系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖1-2所示：其中X1=/2=0.34/2=0.17 X2=/2=-0.008/2=-0.004 X3=/2=0.214/2=0.107 Xd=/=100/2000=0.051. 當(dāng)f1點(diǎn)短路時(shí) =/（）=100/（37）=1.56KA短路電流 =1/（X1+X2+Xd）=1/（0.17-0.004+0.05）=4.63短路電流的有名值 =4.631.56=7.22KA沖擊電流 =1.8=1.87.22=18.385KA短路容量 =4.63100=463MVA 2 當(dāng)f2點(diǎn)短路時(shí) =/（）=100/（10.5）=5.5KA短路電流 =1/（X1+X3+Xd）=1/（0.17+0.107+0.05）=3.058短路電流的有名值 =5.53.058=16.82KA沖擊電流 =1.8=1.816.82=46.82KA短路容量 =3.058100=305.8MVA3 當(dāng)f3點(diǎn)短路時(shí) =/（）=100/（115）=0.502KA短路電流 =/（）=2000/（1150.502）=20短路電流的有名值 =200.502=10.04KA沖擊電流 =1.8=1.810.04=25.56KA4.2.2斷路器及隔離開關(guān)變壓器110KV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0531500/110=173.6A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇LW14-110型斷路器。短路時(shí)間： =0.2+0.06+0.03=0.29S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.29/12（+10+）=29.23.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=5.04.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=29.23+5.04=34.27.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)LW14-110型斷路器GW4-110D/1000-80型隔離開關(guān) 110KV 173.6A 10.04KA 25.56KA34.27.S 25.56KA 110KV 2000A 31.5KA 80KAt=4800.S 80KA 110KV 1000At=2311.5.S 80KA由以上數(shù)據(jù)比較可知LW14-110型斷路器和GW4-110D/1000-80型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。變壓器35KV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0531500/35=545.6A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇LW8-35型斷路器。短路時(shí)間： =0.7+0.06+0.03=0.79S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.79/12（+10+）=41.18.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=2.61.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=41.18+2.61=43.79.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)LW8-35型斷路器。GW5-35G/600-72型隔離開關(guān) 35KV 545.6A 7.22KA 18.385KA43.79.S 18.385KA 35KV 1600A 25KA 63KAt=2500.S 63KA 35KV 600At=1024.S 72KA由以上數(shù)據(jù)比較可知LW8-35型斷路器和GW5-35G/600-72型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。變壓器10KV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0531500/10=1909.6A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表可選擇ZN-10/2000-40型斷路器。短路時(shí)間： =0.7+0.06+0.05=0.81S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.81/12（+10+）=229.2.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=14.15.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=229.2+14.15=243.35.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)ZN-10/2000-40型斷路器GN2-10/2000-85型隔離開關(guān) 10KV 1909.6A 16.82KA 42.82KA243.35.S 42.82KA 10KV 2000A 40KA 100KAt=3200.S 100KA 10KV 2000At=1300.S 85KA由以上數(shù)據(jù)比較可知ZN-10/2000-40型斷路器和GN2-10/2000-85型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。35KV出線側(cè)斷路器及隔離開關(guān)線路的最大工作電流 =（1.05）/（COS）=1.05121000/350.8=259.8A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇LW8-35/1600型斷路器。短路時(shí)間： =0.7+0.03+0.03=0.0.76S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.76/12（+10+）=39.62.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=2.61.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=39.62+2.61=42.23.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)LW8-35/1600型斷路器GW5-35G/600-72型隔離開關(guān) 35KV 259.8A 7.22KA 18.385KA42.23.S 18.385KA 35KV 1600A 25KA 63KAt=2500.S 63KA 35KV 600At=1024.S 72KA由以上數(shù)據(jù)比較可知LW8-35/1600型斷路器和GW5-35G/600-72型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。線路10KV出線側(cè)斷路器及隔離開關(guān)線路的最大工作電流 =（1.05）/（COS）=1.0511000/100.8=75.78A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表可選擇ZN4-10/1250-20型斷路器。短路時(shí)間： =0.7+0.06+0.05=0.0.81S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.81/12（+10+）=229.2.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=14.15.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=229.2+14.15=243.35.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)ZN4-10/1250-20型斷路器GN6-10T/600-52型隔離開關(guān) 10KV 75.78A 16.82KA 42.82KA243.4.S 42.82KA 10KV 1250A 20KA 50KAt=1600.S 50KA 10KV 600At=1600.S 52KA由以上數(shù)據(jù)比較可知ZN4-10/1250-20型斷路器和GN6-10T/600-52型隔離開關(guān)關(guān)均能夠嗎組要求。110KV側(cè)母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)母線的最大工作電流 =2（1.05）/（）=2*1.0531500/110=347.2A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇LW14-110型斷路器。短路時(shí)間： =0.2+0.06+0.03=0.29S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.29/12（+10+）=29.23.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=5.04.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=29.23+5.04=34.27.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)LW14-110型斷路器GW4-110D/1000-80型隔離開關(guān) 110KV 347.2A 10.04KA 25.56KA34.27.S 25.56KA 110KV 2000A 31.5KA 80KAt=4800.S 80KA 110KV 1000At=2311.5.S 80KA由以上數(shù)據(jù)比較可知LW14-110型斷路器和GW4-110D/1000-80型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。35KV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)線路的最大工作電流 =3*（1.05）/（COS）=3*1.05121000/350.8=779.4A根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇LW8-35/1600型斷路器。短路時(shí)間： =0.7+0.03+0.03=0.0.76S周期分量的熱效應(yīng)：=/12（+10+）=0.76/12（+10+）=39.62.S非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，T=0.05 =T=0.05=2.61.S短路電流的熱效應(yīng)：=+=39.62+2.61=42.23.S斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計(jì)算值相比較，如下所示：計(jì)算數(shù)據(jù)LW8-35/1600型斷路器GW5-35G/1600-72型隔離開關(guān) 35KV 779.4A 7.22KA 18.385KA42.23.S 18.385KA 35KV 1600A 25KA 63KAt=2500.S 63KA 35KV 1600At=1024.S 72KA由以上數(shù)據(jù)比較可知LW8-35/1600型斷路器和GW5-35G/600-72型隔離開關(guān)均能夠嗎組要求。4.2.3 導(dǎo)線截面的選擇110KV側(cè)母線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，由于=5000h/年，查表可得J=1.07A/。 變壓器110KV母線的最大工作電流=2173.6=347.2A所以S=/J=347.2/1.07=309.03故 可選擇型號為LGJ-400/20的導(dǎo)線，其載流量為800A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=。+（al-。）=35+（70-35）=42 由此查表胡的C=98.4則 =/C=/98.4=59.5400 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求。 35KV側(cè)母線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，由于=5000h/年，查表可得J=1.07A/。 變壓器35KV母線的最大工作電流=/COS=597.97A所以S=/J=597.97/1.07=558.85故 可選擇型號為LGJ-630/45的導(dǎo)線，其載流量為712A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=。+（al-。）=35+（70-35）=57 由此查表胡的C=92.8則 =/C=/92.8=70.03630 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求。10KV母線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，由于=5000h/年，查表可得J=1.07A/。 變壓器10KV母線的最大工作電流=/COS=368A所以S=/J=368/1.07=344故 可選擇型號為LMY-606的矩形鋁導(dǎo)體，其載流量為632A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=。+（al-。）=35+（70-35）=47 由此查表胡的C=97.6則 =/C=/97.6=66.5630 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求。110KV側(cè)進(jìn)線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，由于=5000h/年，查表可得J=1.07A/。 變壓器110KV母線的最大工作電流=173.6A所以S=/J=173.6/1.07=162故 可選擇型號為LGJ-175的導(dǎo)線，其載流量為600A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=。+（al-。）=35+（70-35）=38 由此查表胡的C=99則 =/C=/99=59.3175 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求。 35KV出線導(dǎo)線截面的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，由于=5000h/年，查表可得J=1.07A/。 35KV出線的最大工作電流=/COS=247.44A所以S=/J=247.44/1.07=231.25故 可選擇型號為LGJ-240/30的導(dǎo)線，其載流量為610A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=。+（al-。）=35+（70-35）=41 由此查表胡的C=98.6則 =/C=/98.6=65.975.78A熱穩(wěn)定校驗(yàn) 對于電纜線路有中間接頭，應(yīng)按接頭處短路校驗(yàn)熱穩(wěn)定。短路前電纜最高運(yùn)行溫度為 =。+（al-。）=20+（60-20）=24 由C=1/*=104則 =*/C=*/104=149150 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求。 電壓降校驗(yàn) U=L（rCOS+xSIN）*100=*75.78*9（0.238*0.8+0.077*0.8）*100=20795 可見，選用單根ZLQ2型150電纜能夠滿足要求。4.2.4 電壓互感器的選擇電壓互感器所裝測量儀表分配如下： 電壓互感器各側(cè)負(fù)荷分配儀表名稱儀表中電壓線圈個(gè)數(shù)每個(gè)儀表所需功率COS每個(gè)線圈總計(jì)w有功功率表210.7511Wr無功功率表210.7511Wh有功電度表2*441.530.38Var無功電度表2*441.530.38V電壓表1*44551由已知條件可以求出不完全星形部分的負(fù)荷如下所示：=