電氣自動(dòng)化110-35kv變電所設(shè)計(jì)

1、標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞4前言5第一章原始資料分析61.1 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)61.2 電源負(fù)荷6第二章電氣主接線設(shè)計(jì)92.1 主接線接線方式92.2 電氣主接線的選擇9第三章所用電的設(shè)計(jì)153.1 所用電接線一般原則153.2 所用電接線方式確定153.3 備用電源自動(dòng)投入裝置16第四章短路電流計(jì)算194.1 短路計(jì)算的目的124.2 短路計(jì)算過程12第五章繼電保護(hù)配置265.1 變電所母線保護(hù)配置265.2 變電所主變保護(hù)的配置26第六章防雷接地286.1 避雷器的選擇286.2 變電所的進(jìn)線段保護(hù)306.3 接地裝置的設(shè)計(jì)30致謝34參考文獻(xiàn)28電氣自動(dòng)化110-35kv變電所設(shè)計(jì)摘 要變電所是

2、電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的 安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配 電能的作用。這次設(shè)計(jì)以HOkV降壓變電所為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的 原始資料確定變電所的主接線;通過負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容 量及型號(hào)。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)變電所的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和 校驗(yàn)。同時(shí)完成防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電所電氣主接線；短路電流計(jì)算；一次設(shè)備”方雷保護(hù)10前言本次設(shè)計(jì)題目為110KV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)任務(wù) 旨在體現(xiàn)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí) 進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力，同時(shí)檢驗(yàn)本專業(yè)學(xué)習(xí)三年以來的學(xué)習(xí)結(jié) 果。此次設(shè)計(jì)首

3、先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù), 分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來考 慮，并通過對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮, 確定了 liokv主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了 主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及 型號(hào)，在根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了 選型校驗(yàn)，同時(shí)考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置, 因此對(duì)繼電保護(hù)做了簡(jiǎn)要說明。對(duì)于來自外部的雷電過電壓，則 進(jìn)行了防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)，最后對(duì)整體進(jìn)行規(guī)劃布置, 從而完成liokv變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第一章原始資料分析1.1 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)

4、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的電壓等級(jí)為：110/35KV1.2 電源負(fù)荷地理位置情況1、電源分析與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個(gè)，其中110KV兩個(gè)，35KV 一 個(gè)。具體情況如下：1 ） 110KV系統(tǒng)變電所該所電源容量（即110KV系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘浚?00MVA（以火電為 主）。在該所等電壓母線上的短路容量為650MVA，該所與本所的距 離為9KM。以一回路與本所連接。2 ） 110KV火電廠該廠距離本所12KM，裝有3臺(tái)機(jī)組和兩臺(tái)主變，以一回線路與 本所連接，該廠主接線簡(jiǎn)圖如圖1.1 ：圖LI 110KV火電廠接線圖3）35KV系統(tǒng)變電所該所距本所7.5KM.以一回線路相連接，在該所高壓母線上的短

5、 路容量為250MVA”以上3個(gè)電源，在正常運(yùn)行時(shí)，主要是由兩個(gè)110KV級(jí)電源來 供電給本所。35KV變電所與本所相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò) 用。當(dāng)3個(gè)電源中的某一電源出故障，不能供電給本所時(shí)，系統(tǒng)通過 調(diào)整運(yùn)行方式，基本是能滿足本所重要負(fù)荷的用電，此時(shí)35KV變點(diǎn) 所可以按合理輸送容量供電給本所。2、負(fù)荷資料分析1 ） 35KV負(fù)荷表1.135KV負(fù)荷參數(shù)表用戶名稱容量（MW）距離（KM ）備注化工廠3.515工類負(fù)荷鋁廠4.313工類負(fù)荷水廠1.85I類負(fù)荷注：35KV用戶中，化工廠，鋁廠有自備電源2 ）10 KV遠(yuǎn)期最大負(fù)荷3 ）本變電所自用負(fù)荷約為60KVA ;4）一些負(fù)荷參數(shù)的

6、取值：負(fù)荷功率因數(shù)均取cos（p=0.85 ,負(fù)荷同期率Kt=0.9c ,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax = 4800小時(shí)/年，表中所列負(fù)荷不包括網(wǎng)損在內(nèi)，故計(jì)算時(shí)因考慮網(wǎng)損，此處計(jì)算一律取網(wǎng)損率為5% ,各電壓等級(jí)的 出線回路數(shù)在設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際需要來決定。各電壓等級(jí)是否預(yù)備用線 路請(qǐng)自行考慮決定。第2章電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要核心部分，也是電力構(gòu)成的 重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的 性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方 式。2.1 主接線接線方式2.1.1 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成

7、套 配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障 時(shí)檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電,單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng) 一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母 線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回; 110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。2.1.2 單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩 個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將 故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回 路

8、都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交 叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：35KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí);110220KV 配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)。2.2.3 單母分段帶旁路母線這種接線方式在進(jìn)出線不多，容量不大的中小型電壓等級(jí)為 35-110KV的變電所較為實(shí)用,具有足夠的可靠性和靈活性。2.2.4 橋型接線1、內(nèi)橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一 回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線 斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)

9、電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常 切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高的情況。2、外橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái) 變壓器暫時(shí)停運(yùn)。高壓側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換 較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。2.2.5 雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：1）供電可靠，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母 線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該 回路。2）調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母 線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的

10、需要。3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何的一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響 兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。4）便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),可將該回路分 開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤 操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連 鎖裝置。適用范圍：6-10KV配電裝置,當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電 抗器時(shí);35KV配電裝置,當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí),或連接的電源 較多、負(fù)荷較大時(shí)；110-220KV配電裝置,出線回路數(shù)為5回及以 上時(shí)，或110-2

11、20KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為 4回及以上時(shí)。2.2.6 雙母線分段接線雙母線分段可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件 可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利 的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電 保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題，而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò) 建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。 占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線 不分段。2.3電氣主接線的選擇2.3.1 35kV電氣主接線根據(jù)資料顯示油于35KV的出線為4回，一類負(fù)荷較多，可以 初步選擇以下兩種方案：1）

12、單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等 級(jí)為35kV 60kV ,出線為4 8回，可采用單母線分段接線，也可 采用雙母線接線。2）雙母接線接線表2.235KV主接線方案比較方案項(xiàng)目方案工單母分段帶旁母方案n雙母接線單清晰、操作方供電可靠便、易于發(fā)展調(diào)度靈活技術(shù)可靠性、靈活性差擴(kuò)建方便旁路斷路器還可以便于試驗(yàn)代替出線斷路器，進(jìn)易誤操作彳亍不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶 供電 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方 向均衡擴(kuò)建經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路器 兼作旁路斷路器節(jié)省 投資設(shè)備多、配電裝置 復(fù)雜投資和占地面大雖然方案I可靠性、靈活性不如方案n，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 鑒于此電壓等級(jí)不高，

13、可選用投資小的方案I。2.3.2 llOkV電氣主接線根據(jù)資料顯示，由于110KV沒有出線只有2回進(jìn)線，可以初步 選擇以下兩種方案：1）橋行接線，根據(jù)資料分析此處應(yīng)選擇內(nèi)橋接線。2 ）單母接線。表2.3 110KV主接線方案比較方案項(xiàng)目方案I內(nèi)橋接線方案n單母分段技術(shù)線清晰簡(jiǎn)單調(diào)度靈活，可靠性不曷簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少備少、投資小使用的斷路器少經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡(jiǎn)單這一特性。雖然方案I可靠性、靈活性不如方案n，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。可選用投資小的方案I第3章所用電的設(shè)計(jì)變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷，因此，在所用電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 按照運(yùn)行可靠、檢修和維護(hù)方便的

14、要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善 解決因建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè) 備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電所安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。 3.1所用電接線一般原則1）滿足正常運(yùn)行時(shí)的安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)和檢修，維護(hù)方便等一 般要求。2）盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并盡量避免引起全所停 電事故。3）充分考慮變電所正常，事故，檢修，起動(dòng)等運(yùn)行下的供電要求，切 換操作簡(jiǎn)便。3.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要，對(duì)于有重要負(fù)荷的變 電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)所變壓器停運(yùn)時(shí)，其另一臺(tái)變壓器容量就能保證 全部負(fù)荷的60 70%o由于=60KVA且由于上述條件所

15、限制。所以, 兩臺(tái)所變壓器應(yīng)各自承擔(dān)30KVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí) 另一臺(tái)則承擔(dān)70% 為 42KVAO故選兩臺(tái)50KVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求?？紤]到目前我 國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的 目標(biāo)，可選用干式變壓器。表3.1S9-50/10變壓器參數(shù)表型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓局壓高壓分接范圍低壓S9-50/1010 ±5%10;6.3;60.4Y,ynO0.170.872.843.3 所用電接線方式確定所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母分段接線選兩臺(tái)所 用變壓器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)相同，并且分別接在不同 的母

16、線上。3.4 備用電源自動(dòng)投入裝置3.4.1 備用電源自動(dòng)投入裝置作用備用電源自動(dòng)投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶不間 斷供電。BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)的將備用 電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電 的一種自動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱備自投或BZT裝置。3.4.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn)1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作 為備用。3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機(jī)組采用BZT的優(yōu)點(diǎn)：提高供電的可靠性節(jié)省建設(shè)投資，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置，限制短路 電流，提高母線殘

17、壓。3.4.3 BZT的工作過程及要求2BZT裝置應(yīng)滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓，BZT裝置應(yīng)能動(dòng)作。2 ）工作電源先切，備用電源后投。3 ）判斷工作電源斷路器切實(shí)斷開，工作母線無電壓才允許備用 電源合閘。4 ） BZT裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作是應(yīng)發(fā)出信號(hào)。5 ） BZT裝置動(dòng)作過程應(yīng)使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短。6 ）備用電源無壓時(shí)BZT裝置不應(yīng)動(dòng)作。7 ）正常停電時(shí)備用裝置不啟動(dòng)。8）備用電源或備用設(shè)備投入故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。BZT裝置應(yīng)由低電壓?jiǎn)?dòng)部分和自動(dòng)重合閘部分組成，低電壓?jiǎn)?動(dòng)部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動(dòng)重合閘部分在 工作電源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延

18、時(shí)間將備用電源的斷路器自動(dòng) 投入。變電所BZT裝置工作過程:151 ) 110KV側(cè)BZT :當(dāng)某一條11OKV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故 障側(cè)斷路器切斷工作電源，非故障側(cè)母線與橋型母線上BZT動(dòng)作， 將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障側(cè)。2 ) 35KV側(cè)BZT:當(dāng)某一條35KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障 側(cè)斷路器切斷工作電源，BZT動(dòng)作，將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故 障側(cè)。3 ) 10KVM 所用電BZT :當(dāng)某一條1OKV母線或所用電母線故 障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器斷開，BZT動(dòng)作，母聯(lián)斷路器合閘， 將故障側(cè)負(fù)荷切換到非故障第4章短路電流計(jì)算在電力系統(tǒng)運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正

19、常 運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因 為它們會(huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。4.1 短路計(jì)算的目的1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了匕戢各種接線方案或確定某一接 線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì) 算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下 都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的 短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的柜 間和相對(duì)地的安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的 短路電流為依據(jù)。4.2 短路計(jì)算過程4.2.1110KV短路電

20、流計(jì)算1）根據(jù)資料,110KV火電廠的阻抗可歸算為以下243 工25MV cos«5=O.8X”戶 0,135Uk10.5kwF2121/38-5/1O.5KV圖4.1110KV火電廠接線圖圖5.2 110KV火電廠阻抗圖在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取=100MVA , UAVUB=cio。X1 =X2=X3 = £. x -=0. 135x=0. 432VSN0.8各繞組等值電抗“U&g%取 17% Ugg)%取 6% Us(3±%取 10.5%*，S】 =% 一 %.】)%- Us<2.3)%)p=(17 + 10.5-6) = 10.75U$

21、2% =；(Usaw% _U$q Use.】)= -(17 + 6-10.5) = 6.25% % =%.3)% - Ug% 5g%)二(6 + 10.5-17) = 0.25Usl%100也三 x122二。.179， 10060SnJs， 100-0.25x100100=-0.004 60XAAA/6 XXAAAZXioAAAZ9X圖4.3 110KV火電阻抗最簡(jiǎn)圖歐入9=（刀4一乂”/（*5-丫7 ）=09875 d= X? 一上8 =0.232 即火電廠的阻抗為0.232。2）又根據(jù)資料所得,可將變電所視為無限大電源所以取”豆=1S 交 U0 =，XS8 d£ =竺=6.5Sb

22、 100= 0.154 加°乙 6.5同理：因35KU變電所的短路容量為250MVA-'所以 匚=叁1 =三2=2.5瓦”Sr 100E 1八=0.4 pA2.5火串廠到待設(shè)計(jì)的變串所距離12K嘰 阻抗為每千米0.4歐X=凡 x 注=12 x 0.4x= 0.032 'b115”110KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離9KM,阻抗為每千米0.435KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離7.5KM，阻抗為每千米0.4歐S100X= X = 7.5x 0.4x = 0.219IT37,待設(shè)計(jì)變電所中各繞組等值電抗“usl%=j(uSG.2)% + us (34) % -US(2.

23、3)%)二；65 十 17-10.5) = 6.5Us.% =l(Usrl .% - USP 3 % - USf3 、) = (6.5+10.5-17) = 0US3% =-(Usr 為% + USf3 “% - Us(%) u j .?= (10.5+17-6.5) = 10.5Usl%100Sr10.5 100 八義 = X= 0.323 川S、.100204乙 100 S.100 20v Us3%X 二匚100SE6.5 100 工x 二x= 0.32? aSK100 20該變電所的兩臺(tái)型號(hào)規(guī)格一樣所以另一個(gè)變壓器的阻抗和根據(jù)主接線圖可簡(jiǎn)化為以下圖型UElE2當(dāng)KI點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)將圖四可轉(zhuǎn)

24、化為以下圖行/WVAXie圖4.5 K1點(diǎn)短路阻抗圖羽=區(qū)十冬=0.232+0.032=0.26"嗎=工 + 盾=0.154+0.027=0.181石5=工儲(chǔ)=0.263.見=X-"冬=0.163Xr = Xs!fXlQ=0占g=X1i +%? =0.219+0.4=0.619又因?yàn)镋1是有限大電源(將0.263改為0.264)所以3展X- = 0.264% = 0.248“100查短路電流周期分量運(yùn)算曲線取T=OS，可得4.324.E 11“ = 5.525維+超+蒼8 0,263 + 0+0.619二 1.13435IIIfH11I I II I(=(4 + A* +二

25、(4 324+5.525+1,134) X -二5.514KA沖擊系數(shù)取1.歹七二 Sx/ * 七二8 X 5.514乂 1.8二14.034KgS =(兀 + 1；Jx 二(4. 324+5. 525+1.134) X 100=1098. 3MV.如5.2.2 35KV側(cè)短路計(jì)算根據(jù)圖四進(jìn)行變換ClE2圖4.7 K2點(diǎn)短路阻抗圖X13 x X15 + Xx3 x 區(qū)4 + X4 x X5X19 =r4140.264 x 0.263 + 0.264 x 0.181+ 0.181x 0.263 A i=0. 9100.181工2。_ 入13 " Xj5 + *13 * X14 + 式1

26、4 X15X130.264x0.263 +0.264x0.181+0.181X 0.263 “.=0.6250.264X X14 + X 九Xis。，64，。二63-。二年。81-0.181363 =。6270.263r 253x-= 0.910x=0. 910X0. 9375=0. 853卜100查計(jì)算曲線取T為OS ,可得4=1. 225d.e i1" = = 1.6 。0.625 .1I；. = = 1.616'X1,0.619 lQ1.1 ll1930KA-1lf =(/,.+/2,+/3,)x/5 =(1.225+1.6+1.616) x- 二611m%=短乂6.

27、93X1.8=17. 638KAS = (，；.+/；.+K.)xSb = (1. 225+1. 6+1. 616)X 100=444.1MV.第5章繼電保護(hù)配置繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在此設(shè)計(jì)變電站 繼電保護(hù)結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠 性、快速性、靈敏性、運(yùn)用微機(jī)繼電保護(hù)裝置及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提高變 電站綜合自動(dòng)化水平。1.2 變電所母線保護(hù)配置1、110KV. 35KV線路保護(hù)部分：1）距離保護(hù)2）零序過電流保護(hù)3）自動(dòng)重合閘4）過電壓保護(hù)2、10KV線路保護(hù)：l）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）1

28、0kV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1.3 變電所主變保護(hù)的配置電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供 電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所 是llOkv降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全 所停電，影響變電所供電可靠性。1.3.1 主變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)， 它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信 號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。2、差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以

29、及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保 護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。1.3.2 主變壓器的后備保護(hù)1、過流保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變 壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電 流保護(hù)。2、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需 裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三 繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。3、變壓器的零序過流保護(hù)對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作 變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電 所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器

30、上需要裝設(shè) 兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性 點(diǎn)不接地運(yùn)行方式第6章防雷接地變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷 擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞， 絕大多數(shù)不能自行歡復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采 取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路 后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避 雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此 外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型

31、避雷器，以限制侵 入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓 值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大 地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或 裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不 用于保護(hù)變電所。避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放 電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷 器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。6.1 避雷器的選擇6.1.1 避雷器的配置原則1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。2)旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)

32、避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避 雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。3 ) 220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可 能靠近設(shè)備本體。4 ) 220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí),應(yīng) 在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。5)三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。6.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件1、型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用 特點(diǎn)，按下表選擇如表8.1:表6.1避雷器型號(hào)選擇表型號(hào)型式應(yīng)用范圍FS配電用普通閥型10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3-220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、330KV及

33、需要限制操作的220KV以及 以卜配電2、某些變壓器中性點(diǎn) 用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi)FCD旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi)型號(hào)含義：F閥型避雷器;S配電所用;Z發(fā) 電廠、變電所用；C磁吹;D旋轉(zhuǎn)電機(jī)用;J中性點(diǎn) 直接接地2、額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。6.2 變電所的進(jìn)線段保護(hù)8為使避雷器可靠的保護(hù)變壓器，還必須設(shè)法限制侵入波陡度和流過避 雷器的沖擊電流幅值。因?yàn)楸芾灼鞯臍垑号c雷電流的大小有關(guān)，過大 的雷電流致使過高，而且閥片通流能力有限，雷電流若超過閥片的 通斷能力，避雷器就會(huì)壞。因此，還必須增加輔助保護(hù)措施配合避雷 器共同保護(hù)變壓器，這一輔助措施就是進(jìn)線段。如果線路沒有進(jìn)

34、線段保護(hù)，雷直擊變電所附近導(dǎo)線時(shí)，流過避雷器的 雷電流幅值和陡度是有可能超過容許值的。因此，為了限制侵入波的 陡度和幅值，使避雷器可靠動(dòng)作，變電所必須有一段進(jìn)線段保護(hù)。本 設(shè)計(jì)中采用的是在進(jìn)線進(jìn)線1 2km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷器。6.3 接地裝置的設(shè)計(jì)接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過 導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位，埋入地中的金 屬接地體稱為接地裝置。6.3.1 設(shè)計(jì)原則1、由于變電站各級(jí)電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設(shè) 計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997交流電氣裝置的接地中 R<2000/I是非常困難的?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個(gè)很明顯

35、的區(qū) 別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要達(dá)到0.5。，而是允許放寬到5。，但這 不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5Q，接地電阻放寬是有附 加條件的，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施；考 慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，310kV避雷 器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后不應(yīng)損壞；應(yīng)采取均壓措施，并驗(yàn)算接觸電位差 和跨步電位差是否滿足要求，施工后還應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和繪制電位分布 曲線。2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上幾點(diǎn)要求，還 是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既不是0.5。，也不 是5Q,而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下， 不超過5Q都是合格的。6.3

36、.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析220kv及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶 布置按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平接地帶間距通常為5m8m。除了在避雷針（線） 和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶 交叉點(diǎn)設(shè)置2.5m3m的垂直接地極，進(jìn)所大門口設(shè)帽檐式均壓帶， 接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。長(zhǎng)孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗(yàn)確定，沒有輔助的計(jì)算程序和對(duì) 計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而粗略。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣部分的導(dǎo)體散 流大約是中心部分的3-4倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場(chǎng)強(qiáng)度比中心 部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材用量 多，經(jīng)濟(jì)性差。在220kV及以下的變電工程中采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)， 因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬?duì)較小，地網(wǎng)面積不大，缺點(diǎn)不太突出。而在 500kV變電站采用，上述缺點(diǎn)的表現(xiàn)會(huì)十分明顯，建議500kV變電 站不采用長(zhǎng)孔或方孔地網(wǎng)。6.3.3 降低接地網(wǎng)電阻的措施1、利用地質(zhì)鉆孔埋設(shè)長(zhǎng)接地極根據(jù)接地理論分析，接地網(wǎng)邊緣設(shè)置長(zhǎng)接地極能加強(qiáng)邊緣接地體的散 流效果，可以起到降低接地電阻和穩(wěn)定地網(wǎng)電位的作用。如果用打深 井來裝設(shè)長(zhǎng)接地極，則施工費(fèi)很高,如利用地質(zhì)