35KV變電站設(shè)計論文論文

1、 . . . 目 錄前言2摘要3第一章 設(shè)計任務(wù)書4第一節(jié) 變電站概況 4第二節(jié) 負荷情況 4第三節(jié) 負荷類型 5第四節(jié) 設(shè)計成果 5第二章 設(shè)計說明書 7第一節(jié) 負荷計算 7第二節(jié) 變電所主變壓器的選擇 7第四節(jié) 變電所主接線方案的選擇 11第五節(jié) 短路電流的計算 20第六節(jié) 變電所一次設(shè)備的選擇校驗 22第七節(jié) 配電裝置的規(guī)劃 26第八節(jié) 繼電保護的配置 28第九節(jié) 防雷保護的設(shè)計 34第三章 設(shè)計計算書37結(jié)束語 40參考文獻41英文翻譯44附 變電站主接線圖與繼電保護接線圖（見圖紙）前言畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基本理論和

2、方法解決實際問題的能力，提高學(xué)員實際操作的技能以與分析思維能力，使學(xué)員能夠掌握文獻檢索、研究分析問題的基本方法，提高學(xué)員閱讀外文本書刊和進行科學(xué)研究的能力，在作畢業(yè)論文的過程中，所學(xué)知識得到疏理和運用，它即是一次檢閱，又是一次鍛煉。我畢業(yè)設(shè)計的課題是110kv降壓變電站電氣一次部分設(shè)計。電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，具有同時性。110kv降壓變電站作為供用網(wǎng)絡(luò)中重要的變電一環(huán)，它設(shè)計質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到該地區(qū)的用電的可靠性和地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，同時也影響到該地區(qū)的用電可靠性和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，以與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。本次設(shè)計根據(jù)有關(guān)規(guī)定，依據(jù)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、合理

3、等的要求，為保證對用戶不間斷地供給充足、優(yōu)質(zhì)又經(jīng)濟的電能設(shè)計方案。由于水平有限與時間倉促等原因，設(shè)計中存在著許多不足和失誤，敬請各位老師批評指正，！摘要由于某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負荷增長，擬建一座110KV變電站，向該地區(qū)用35KV和10KV兩個電壓等級供電。設(shè)計要求采用35KV出線6回，10KV出線7回?；谏鲜鰲l件，變電站的設(shè)計在滿足國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況。形式上采用獨立變電站。主變壓器采用滿足需求的三繞組變壓器，一次設(shè)備的選取都充分考慮了生產(chǎn)的需要。在防雷上采用通用的防雷設(shè)計方法。在保證供電可靠性的前提下，減少事故的發(fā)生，降低運行費用。變電站的設(shè)計是按照本地區(qū)510

4、年后的用電量的滿負荷的容量設(shè)計的，不必為將來因為容量小而再重建或擴容，一次設(shè)計到位，減少了投資，并為變電站的安全穩(wěn)定供電提供了保障。在設(shè)計中，有設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計說明書、設(shè)計計算書、 繪圖以與相關(guān)文獻翻譯等。第一章 設(shè)計任務(wù)書第一節(jié) 變電站概況一、擬建變電站概況110KV以雙回路與35km外的系統(tǒng)相連。系統(tǒng)最大方式的容量為2900 MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.518；系統(tǒng)最小的方式為2100 MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.584，（一系統(tǒng)容量與電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)么值）。系統(tǒng)最大負荷利用小時數(shù)為TM=5660h。35KV架空線6回，3回輸送距離25km，每回輸送功率12MVA；3回輸送距離15km，每回

5、輸送功率8MVA。10KV電壓級，電纜出線3回，輸送距離4km，每回輸送功率3MW；架空輸電線4回，輸送距離7km，每回輸送功率4MW。變電站所在高度70M，最高年平均氣溫19攝氏度，月平均氣溫27攝氏度。第二節(jié) 負荷情況負荷情況如下表所示：電壓負荷名稱最大負荷KVAcos回路數(shù)供電方式線路長度KM35kV市鎮(zhèn)變1120000.91架空25市鎮(zhèn)變2120000.91架空25煤礦變120000.91架空25化肥廠80000.91架空15磚廠80000.91架空15水泥廠80000.91架空1510kV鎮(zhèn)區(qū)變40000.851架空7機械廠30000.851電纜4紡織廠130000.851電纜4紡織

6、廠230000.851電纜4農(nóng)藥廠40000.851架空7面粉廠40000.851架空7耐火材料廠40000.851架空 7第三節(jié) 負荷類型35kV電壓等級下共有出線6回，其中一級負荷為2回，分別為煤礦變和化肥廠；二級負荷為4回，分別為市鎮(zhèn)變1、市鎮(zhèn)變2、磚廠和水泥廠。10kV電壓等級下共有出線7回，其中一級負荷為4回，分別為鎮(zhèn)區(qū)變、機械廠、紡織廠2、耐火材料廠。二級負荷為3回，分別為紡織廠1、農(nóng)藥廠和面粉廠第四節(jié) 設(shè)計成果一、編寫設(shè)計說明書（1） 變電站主變壓器臺數(shù)、容量選擇計算與結(jié)果；（2） 變電站各電壓側(cè)主接線分析論證與結(jié)果；（3） 變電站短路電流計算；（4） 斷路器、隔離開關(guān)選擇、校驗

7、計算；（5） 變電站無功補償容量計算各主設(shè)備選擇與校驗結(jié)果（列表）；（6） 繼電保護配置與整定計算結(jié)果；二、編寫設(shè)計計算書（1）變電站設(shè)計水平年負荷計算；（2）短路電流計算；（3）線路導(dǎo)線線型選擇計算；（4）線路導(dǎo)線線型電壓損耗校驗計算；（5）線路繼電保護整定計算；三、繪圖（1）變電站主接線圖(CAD出圖A31，手工繪制A11)；（2）變壓器、線路繼電保護接線圖各1(CAD出圖A31)；四、 專業(yè)相關(guān)文獻翻譯（原件與譯文，漢字要求3000字以上）第二章 設(shè)計說明書第一節(jié) 負荷計算電壓負荷名稱最大負荷KWcos回路數(shù)計算負荷S30/KVAI30/A35kV市鎮(zhèn)變1120000.90113333.

8、333380.95市鎮(zhèn)變2120000.90113333.333380.95煤礦變120000.90113333.333380.95化肥廠80000.9018888.889253.97磚廠80000.9018888.889253.97水泥廠80000.9018888.889253.9710kV鎮(zhèn)區(qū)變40000.8514705.882470.59機械廠30000.8513529.412352.94紡織廠130000.8513529.412352.94紡織廠230000.8513529.412352.94農(nóng)藥廠40000.8514705.882470.59面粉廠40000.8514705.8824

9、70.59耐火材料廠40000.8514705.882470.59合計96078.4324845.94第二節(jié) 變電所主變壓器的選擇。一、35/110kV變電所設(shè)計規(guī)（GB50059-92）（主變臺數(shù)的確定）第3.1.2條 在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設(shè)一臺主變壓器。第3.1.3條 裝有兩臺與以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺時，其余變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷。已知系統(tǒng)情況為系統(tǒng)通過雙回110kV架空線路向待設(shè)計變電所供電，且在該待設(shè)計變電

10、所的負荷中，同時存在有一、二級負荷，故在設(shè)計中選擇兩臺主變壓器。二、主變壓器容量的確定（1） 主變壓器容量一般按變電所建成后5至10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠期10至20年的負荷發(fā)展。（2） 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計與過負荷能力后的允許時間，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。三、主變相數(shù)的選擇（1） 變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求與運輸條件等因素。（2） 當(dāng)不受運輸條件限制時，在330kV與以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。四、主變繞組連接方式變壓器繞組的連接方

11、式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110kV與以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點多經(jīng)過消弧線圈接地。35kV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。由于待設(shè)計變電站為110kV電壓等級降壓至35kV和10kV，故繞組連接方式為Y0/Y0/。根據(jù)該待設(shè)計變電所負荷分析確定：采用兩臺主變壓器。五、是否選擇有載調(diào)壓變壓器在大型降壓變電所中，普通三繞組變壓器的應(yīng)用圍有限，當(dāng)主網(wǎng)電壓為110-220kv，中壓電網(wǎng)為35kv時，由于他們中性點采用不同接地方式，才采用普通三繞組變壓器，當(dāng)

12、中壓為110kv與以上的電壓時，降壓變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器多采用自耦變壓器，因自耦變壓器高、中壓繞組有直接電氣聯(lián)系，具有巨大經(jīng)濟優(yōu)越性。由于我國電力不足，缺電嚴(yán)重，電網(wǎng)電壓波動較大，變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量，缺少電壓波動的有效手段，對電力系統(tǒng)，一般要求110kv與以下變電所至少采用一級有載調(diào)壓變壓器。六、主變冷卻方式主變一般采用的冷卻方式有自然風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)冷卻變壓器，在發(fā)電廠水源充足情況下，為縮短占地面積，大容量變壓器也有采用強迫油循環(huán)水冷卻。近年來隨著變壓器制造技術(shù)發(fā)展，在大容

13、量變壓器中，采用了強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻方式，它是用潛油泵將冷油壓入線圈之間和鐵芯的油道中，故此冷卻方式效率更高。據(jù)上所述 因S總=96078.4317*0.6=57647.06KVA七、所以選擇變壓器為變壓器型號SFSZ9-110/60000（變壓器廠）額定容量（kVA）60000電壓組合（kV）高110 中38.5低10.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號YNyn0d11空載損耗（kW）28.6負載損耗（kW）112.50空載電流%1.05短路阻抗%高-中10.5 高-低17-18 中-低6.5外形尺寸（mm）長寬高規(guī)矩（mm）變壓器型號中字母代表的含義：S-在第一位表示三相，在第三、第四則表示三繞組F-代表油浸風(fēng)

14、冷 Z-代表有載調(diào)壓J-代表油浸自冷L-代表鋁繞組或防雷P-代表強迫油循環(huán)風(fēng)冷D-代表自耦，在第一位表示降壓，在末位表示升壓X-代表消弧線圈第三節(jié) 電氣主接線的選擇一、電氣主接線的依據(jù)1.一般變電所多為終端和分支變電所。電壓為110kV，但也有220kV。2.變電所根據(jù)5至10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。3.對于一類負荷，當(dāng)失去一個電源時應(yīng)保證不停電；對于二類負荷，當(dāng)失去一個電源時，應(yīng)保證不全部停電；對于三類負荷可以只有一個電源。4.系統(tǒng)中應(yīng)有一定的備用容量，運行備用容量不應(yīng)小于8%，以適應(yīng)負荷突增、機組檢修和事故停運三種情況。設(shè)計主接線時，還應(yīng)考慮檢修母線或斷路器時是否允許線路故障、變壓器或

15、發(fā)電機停運。故障時允許切除的線路、變壓器的數(shù)量等。5.當(dāng)配電裝置在電力系統(tǒng)中居重要地位、負荷大、潮流變化大且出線回路數(shù)多時，宜采用雙母線或雙母分段的接線方式。6.采用單母線或雙母的110至220kV配電裝置，當(dāng)斷路器為少油或壓縮空氣時，除斷路器有條件停電檢修外，應(yīng)設(shè)置旁路設(shè)施；當(dāng)220kV出線在四回與以上、110kV出線在六回與以上時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。當(dāng)斷路器為SF6時，可根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，有條件的可不設(shè)旁路設(shè)施；當(dāng)需要設(shè)置旁路設(shè)施，且220kV出線在六回與以上、110kV出線在八回與以上時，可采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。二、電氣主接線的基本要求可靠性：1.斷路器檢修時

16、不應(yīng)影響對重要負荷供電；2.斷路器或母線故障與母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一類負荷和大部分二類負荷的供電；3.盡量避免變電站全部停電的可能。靈活性：1.主接線應(yīng)滿足調(diào)度、檢修與擴建時的靈活性；2.調(diào)度時可以靈活的切除和投入變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式與特殊運行方式下的調(diào)度要求。3.檢修時，可以方便地停運斷路器、母線與繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不影響電網(wǎng)的運行和對用戶的供電。4.擴建時可以容易的從初期接線過渡到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分改建的工作量最

17、少。經(jīng)濟性：1.主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；2.繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜 ，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；3.能夠限制短路電流，以便選擇廉價的電氣設(shè)備或輕型設(shè)備；4.能滿足系統(tǒng)安全和繼電保護的要求。三、主接線形式1.單母線接線只設(shè)一條母線，電源和線路接在一條母線上。單母線接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運行操作方便且有利于擴建等優(yōu)點，但可靠性和靈活性差。當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，必須斷開全部電源，造成全所停電；此外，在檢修斷路器時，也造成該回路停電。故不采納。2.單母線分段接線單母線分段接線借助分段斷路器對單母線進行分段，對重要用

18、戶可以從不同分段上進行引接，有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，自動裝置將分段斷路器跳開，保證正常母線不間斷供電，提高了供電的可靠性和靈活性。不僅便于分段檢修母線，而且可以減少母線故障影響圍。但一段母線檢修時，將會造成該母線上的變壓器停運。3.單母線分段帶旁母接線在單母線分段接線的基礎(chǔ)上加裝一條旁路母線，可以在檢修出線斷路器時不致中斷該回路供電，提高了供電的可靠性，但倒閘操作復(fù)雜，可靠性差，對于該待設(shè)計變電站為終端變電站，出線回路數(shù)較多，此中接線方式不能達到可靠性和靈活性的要求。故不采納。4.雙母線接線雙母線接線具有兩組母線，每回線路都經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別和兩組母線相連，母線之間通

19、過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接，有了兩組母線后運行的可靠性和靈活性得到了大大的提高。檢修任意母線時，可以把全部電源和線路倒換到另一條母線上，不會停止對用戶的供電。線路斷路器停電檢修時，可臨時用母聯(lián)斷路器代替，但必須將該回路短時停電，用“跨條”將斷路器遺留接口接通，然后投入母聯(lián)斷路器向該回路供電，對可以短時停電的負荷比較合適。但操作比較復(fù)雜，須接“跨條”，安全可靠性差，同時并不能避免對線路的停電。5.雙母線帶旁母接線在雙母線接線方式的基礎(chǔ)上增加一條旁路母線的接線方式不僅具有雙母線的所有優(yōu)點，而且可以避免雙母線檢修斷路器時必須進行短時停電的缺點，充分保證供電的可靠性。對于出線較多的變電站，由于斷路器檢修故障

20、較多，母聯(lián)斷路器長期被占用，對變電站的安全不利?？梢栽黾右粭l旁路斷路器代替檢修或故障的斷路器，由于現(xiàn)在線路保護多采用微機保護，更改定值十分方便，使旁路斷路器可以發(fā)揮很大作用。可見雙母線帶旁母接線方式具有供電可靠，檢修方便，調(diào)度靈活等優(yōu)點。但該接線方式隔離開關(guān)較多，在運行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，必須配合防誤閉鎖裝置。故不采納。6.變壓器線路單元接線該接線方式最簡單、設(shè)備最少、不需要高壓配電裝置。適合只有一臺變壓器和一回線路時。當(dāng)線路故障或檢修時，變壓器停運；變壓器故障或檢修時，線路停運。故不采納。7.一臺半斷路器接線兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母線組成一臺半斷路器接線。運行時

21、，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成多環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電；除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外，其他任何斷路器故障或檢修時都不會中斷供電；甚至兩組母線同時故障或檢修時，仍不會造成系統(tǒng)解裂。該接線運行方便，操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時作為隔離電器，不作為操作電器，提高了安全性。為進一步提高接線可靠性，并防止聯(lián)絡(luò)斷路器故障可能同時切除兩組電源線路，可盡量把同名元件布置在不同串上，同時元件分別接入不同母線，即將變壓器和出線同串交叉布置，但必須增加配電裝置間隔。該接線方式運行靈活，可靠性高，但需增加較多斷路器，占地面積較大，繼電保護配置復(fù)雜

22、，經(jīng)濟性差。故不采納。8.35角形接線多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。為減少因斷路器檢修而開環(huán)運行的時間，保證角形接線運行的可靠性，以采用25角形為宜。并且變壓器與出線回路以對角對稱布置。此外，當(dāng)進出回路數(shù)較多時，我國個別水電廠采用了雙連四角形接線，形成多環(huán)形，從而保證了供電的可靠性。但斷路器數(shù)量增多，有的回路連著三個斷路器，布置和繼電保護復(fù)雜，沒有推廣使用。故不采納。單母線分段接線與雙母線接線的技術(shù)經(jīng)濟比較：單母線分段接線雙母線接線可靠性一段母線發(fā)生故障，自動裝置可以保證正常母線不間斷供電。重要用戶可以從不同分段上引接。出線回路數(shù)較多，斷路器故障或檢修較多，母聯(lián)斷路

23、器長期被占用，對變電站不利。靈活性母線由分段斷路器進行分段。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，由自動裝置將分段斷路器跳開，不會發(fā)生誤操作。1. 各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式的調(diào)度和潮流變化的需要。2. 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。經(jīng)濟性當(dāng)進出線回路數(shù)一樣的情況下，單母線分段接線所用的斷路器和隔離開關(guān)少于雙母線接線?？偨Y(jié)：對比兩種接線方式，我認為單母線分段接線方式較適合設(shè)計要求，故高、中、低壓三側(cè)均采用單母線分段接線方式。主接線圖如下所示YYYYYYYY第四節(jié) 短路電流的計算一、短路電流的計算目的：在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中

24、，短路電流的計算是一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路電流計算；（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全可靠的工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。（3）在計算屋外高壓配電裝置時，按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，須以各種短路時的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計也需要進行短路電流的計算。二、短路電流計算的一般規(guī)定：（1）計算的基本情況：1.電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負

25、荷下運行；2.所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置；3.短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；4.所有電源的電動勢相位角一樣；5.應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件。但不考慮短路點的電弧電阻對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。（2）接地方式：計算短路電流時所用的接地方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接地方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接地方式。（3）計算容量：應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展計劃（一般考慮本工程建成后510年）（4）短路種類：一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)以與自耦變

26、壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的情況校驗。（5）短路計算點：在正常接地方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的點成為短路計算點。對于610kv出線與廠用分支線回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時，短路計算點應(yīng)該取在電抗器前，選擇其余的導(dǎo)體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。三、計算步驟：（1）選擇短路計算點；（2）畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖；（3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)；（4）求計算電抗；（5）短路次暫態(tài)短路電流I、計算短路電流周期分量Ik（6）計算短路電流沖擊值Ik；（7）繪制短路電流計算結(jié)果表。表6 短路計算結(jié)果短路計算點IkIIk(kA)Ish(kA)d

27、13.8613.8611.9384.943d23.19703.19705.022712.8079d32.8862.88615.869340.4667d42.46672.46673.87549.8822d51.61031.61038.854622.5792注：短路點選擇見下短路計算書第五節(jié) 變電所一次設(shè)備的選擇校驗一、高壓斷路器選擇1、選擇高壓斷路器類型6-10kv一般選用少油斷路器，110-330kv當(dāng)少油斷路器不滿足要求時，可選壓縮空氣斷路器和SF6斷路器，500kv一般采用SF6斷路器。2、根據(jù)安裝地點選戶外式或戶式。3、斷路器額定電壓不小于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)額定電壓。4、斷路器額定電流不小

28、于通過斷路器的最大持續(xù)電流。5、校核斷路器斷流能力 IekdIzk Iekd-斷路器額定開斷電流Izk-斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值為簡化計算，也可用次暫態(tài)短路電流進行選擇當(dāng)斷路器開斷時間tk0.1s時，由于電力系統(tǒng)容量機組出現(xiàn)，快速保護和高速斷路器的使用，故在靠近電源外短路點，短路電流中非周期分量所占比例較大，因此在校核斷流能力，計算被開斷的短路電流時，應(yīng)計與非周期分量影響。6、按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足斷路器額定關(guān)合電流不小于短路沖擊電流iegich 一般等于電動穩(wěn)定電流。7、動穩(wěn)定校驗 短路沖擊電流應(yīng)不大于斷路器極限通過電流iewich.8、熱穩(wěn)定校驗短路熱效應(yīng)不大

29、于斷路器在ts時間允許熱效應(yīng) Ir2tQd Ir-斷路器ts的允許熱穩(wěn)定電流。9、根據(jù)對斷路器操作控制要求，選擇與斷路器配用的操動機構(gòu)。二、隔離開關(guān)的選擇1、根據(jù)配電裝置布置的特點，選擇隔離開關(guān)類型2、根據(jù)安裝地點選擇戶式或戶外式3、隔離開關(guān)額定電壓大于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓4、隔離開關(guān)額定電流大于裝設(shè)電路最大持續(xù)工作電流5、動穩(wěn)定校驗滿足 ichidw6、熱穩(wěn)定校驗滿足 QdIr2t7、根據(jù)隔離開關(guān)操作控制要求，選擇配用的操動機構(gòu)，一般采用手動操作，戶800A以上，戶外220kv高位布置的隔離開關(guān)和330kv隔離開關(guān)，宜采用電動操作機構(gòu)，當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時，可采用氣動操作機構(gòu)。三、電流互

30、感器選擇1、根據(jù)安裝地點和安裝使用條件選擇電流互感器型式,620kv屋配電裝置可選瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，35kv與以上配電裝置一般選用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)，有條件可選套管式電流互感器2、 按一定電路的電壓和電流選擇電流互感器的一次額定電壓和額定電流時，必須滿足為保證供給測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的一次正常工作電流值，應(yīng)盡量接近其一次額定電流。電流互感器的二次額定電流，一般選用5A，在弱化系統(tǒng)中選用1A3、根據(jù)二次負荷要求，選擇電流互感器的準(zhǔn)確度級。電流互感器的準(zhǔn)確度級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確度級，也包括測量的準(zhǔn)確度，當(dāng)儀表只供估計電氣參數(shù)時，電流互感器可用3級，當(dāng)用于繼電保護時，宜根

31、據(jù)繼電保護的要求選用“D”或“B”和“J” 級4、根據(jù)選定的準(zhǔn)確度級，校驗電流互感器的二次負荷，并選擇二次連接導(dǎo)線截面。為保證電流互感器能在選定的準(zhǔn)確度級下工作，二次側(cè)所接的負荷，必須小于或等于選定準(zhǔn)確度級下的額定二次負荷，即發(fā)電廠和變電所中應(yīng)采用銅芯控制電纜，連接導(dǎo)線截面不應(yīng)小于1.5mm5、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd等于部允許通過極限電流峰值與一次額定電流之比，對于瓷絕緣結(jié)構(gòu)電流互感器，應(yīng)校驗互感器絕緣瓷套端部受到相間電動力，則以滿足.110kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：計算數(shù)據(jù)LW6B-126GW14-126UN110kVUe126kV110kVImax629.86AIe3150A630AI1.

32、938kAIckd40kA-ich4.943kAie100kA-35kV側(cè)斷路器：計算數(shù)據(jù)ZN12-35UN35kVUe35kVImax989.77AIe1250AI5.0227kAIckd25kAich12.8079kAie63kA10kV側(cè)斷路器：計算數(shù)據(jù)ZN28A-10UN10kVUe10kVImax470.59AIe1250AI15.8693kAIckd20kAich40.4667kAie50kA第六節(jié) 配電裝置的規(guī)劃發(fā)電廠和變電所電氣主接線中，所裝開關(guān)電器、載流導(dǎo)體以與保護和測量電器等設(shè)備，按一定要求建造而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受和分配電能。一、配電裝置分類與特點

33、屋配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋。特點是占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較??；但須建造房屋，投資較大。35kV與以下采用此配置。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外。特點是土建工程量小，投資少，建造工期短，易擴建；但占地面積大，運行維護條件差，易受污穢和氣候條件影響。110kV與以上多采用此配置。二、配電裝置的基本要求1.配電裝置的設(shè)計和建造，應(yīng)認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別應(yīng)注意節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。2.保證運行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。在運行中必須滿足對設(shè)備和人身的安全距離，并應(yīng)有防火、防爆措施。3.便于

34、檢修、操作和巡視。4.在保證上述條件要求下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。5.便于擴建和安裝。三、110kV側(cè)配電裝置規(guī)劃母線和隔離開關(guān)：用管形硬母線，并應(yīng)支柱絕緣子安裝在支架上，與隔離開關(guān)配合，以節(jié)省占地面積。變壓器：變壓器基礎(chǔ)為雙梁形，上面鋪以鐵軌。軌距為。變壓器下面設(shè)置貯油池，尺寸為。貯油池鋪設(shè)厚度為0.40m的卵石層。斷路器：采用高位布置方式。安裝在約2m高的混凝土基礎(chǔ)上。四、35kV側(cè)配電裝置配置35kV電壓等級側(cè)，采用單層屋配電裝置。高壓開關(guān)柜采用GBC型開關(guān)柜，單列獨立式布置。高壓開關(guān)柜的前面是操作通道，開關(guān)柜出線側(cè)為維護通道。開關(guān)柜的后面用金屬網(wǎng)門與維護通道隔開，防止工作人員誤入隔間造

35、成事故。母線裝設(shè)在配電裝置上部，三相母線水平布置，兩段母線用垂直隔板隔開。斷路器裝在一個單獨間隔。五、10kV側(cè)配電裝置配置該側(cè)采用單層屋配電裝置。選用成套配電裝置。高壓開關(guān)柜GG-1A(F)型開關(guān)柜。采用單列獨立式布置。高壓開關(guān)柜的前面是操作通道，開關(guān)柜出線側(cè)為維護通道。開關(guān)柜的后面用金屬網(wǎng)門與維護通道隔開，防止工作人員誤入隔間造成事故。母線裝設(shè)在配電裝置上部，三相母線水平布置，兩段母線用垂直隔板隔開。電流互感器與斷路器裝在同一間隔。第七節(jié) 繼電保護的配置一、電力系統(tǒng)中繼電保護的作用（1） 自動、迅速、有選擇性地將故障元件切除，使故障元件迅速切除，避免元件遭到破壞，保證其它無故障元件迅速恢復(fù)

36、正常運行。（2） 反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，動作于發(fā)信號、減負荷或者跳閘，此時一般不需要保護迅速動作，而且根據(jù)電力系統(tǒng)與其元件的危害程度有一定延時，以免不必要的動作或者由于干擾引起的誤動作。二、對繼電保護的基本要求(1)選擇性(2)速動性(3)靈敏性(4)可靠性三、主設(shè)備繼電保護原則隨著電力系統(tǒng)的增大，大容量的發(fā)電機組不斷增多，在電力設(shè)備上裝設(shè)完善的繼電保護裝置，不僅對重要而昂貴的設(shè)備減少在各種短路和異常運行時造成的損壞，在經(jīng)濟效益上也有顯著效果。因此，在主設(shè)備的保護設(shè)計中，應(yīng)要求保護在配置、原理接線和設(shè)備選型等方面，根據(jù)主設(shè)備的運行工況與結(jié)構(gòu)特點，達到可靠、靈敏、快

37、速且有選擇性的要求。四、保護電源主設(shè)備保護裝置的電源主要有三種類型：（1） 有發(fā)電廠或變電所的直流電源供電的方式。一般電磁型和整流型保護裝置都采用此種方式。（2） 由逆變電流裝置單獨供電的方式。因逆變電源也由蓄電池直流電源供電，又經(jīng)逆變整流穩(wěn)壓等回路轉(zhuǎn)換，抗干擾性能好，故一般晶體管和集成電路型保護裝置采用此方式。（3） 電阻降壓穩(wěn)壓或單獨由蓄電池供電方式。為分散供電或集中供電，此方式只用于消耗功率較少的繼電器。電源裝置應(yīng)滿足如下要求：（1） 保證供電可靠，因整流型或晶體管型保護多為成套裝置，消耗功率較大，一般多由直流母線單獨供電，對供電回路應(yīng)設(shè)電源監(jiān)視裝置。（2） 電源應(yīng)有較好的抗干擾性能。五

38、、線路保護與配置1、110kV線路保護配置 反映接地短路保護的裝置：對于110kV線路，如不需要裝設(shè)全線速動保護，則宜裝設(shè)反時限零序電流保護作為接地短路的主保護與后備保護。 反映相間短路的保護配置：對于110kV線路，要考慮是否裝設(shè)全線速動保護，如裝設(shè)全線速動保護，則除此之外，還要裝設(shè)相間短路后備保護和輔助保護。2、35kV與以下中性點非直接接地電網(wǎng)中線路保護配置 相間短路的電流、電壓的配置根據(jù)有關(guān)規(guī)程，相間短路保護應(yīng)按下列原則配置：1）、保護的電流回路的電流互感器采用不完全星形接地，各線路保護用電流互感器均裝設(shè)在A、C兩相上，以保證在大多數(shù)兩點接地情況下只切除一個接地故障點。2）、采用遠后備

39、保護方式。3）、線路上發(fā)生短路時，應(yīng)快速切除故障，以保證非故障部分的電動機能繼續(xù)運行。 單相接地零序電流保護的配置 中性點非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，由于接地電流小，一般只在發(fā)電廠和變電所的母線上裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置。監(jiān)視裝置反映零序電壓，動作于信號。規(guī)程規(guī)定，對于條件安裝零序電流互感器的線路，當(dāng)單相接地電流能滿足保護的選擇性和靈敏性要求時，應(yīng)裝設(shè)動作于信號的單相接地保護，對不能安裝零序電流互感器的線路，而單相接地保護能夠躲過電流回路中不平衡電流的影響。六、主變保護的選擇1、電力變壓器繼電保護裝置的配置原則（1） 應(yīng)裝設(shè)反映于部短路和油面降低的瓦斯保護。（2） 應(yīng)裝設(shè)反映變壓器繞組和引出線的

40、多相短路與繞組匝間短路的縱差動保護或電流速斷保護。（3） 應(yīng)裝設(shè)作為變壓器外部相間短路和部短路的后備保護的過電壓保護。（4） 為防止中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路故障的變壓器零序保護。（5） 防止大型變壓器過勵磁的變壓器過勵磁保護與過電壓保護。（6） 為防止相間短路的餓變壓器阻抗保護。（7） 為防止變壓器過負荷保護。2、變壓器的主保護（8） 當(dāng)變壓器油箱部短路時，短路點的電弧使變壓器油分解，形成瓦斯氣體。重瓦斯保護動作于斷路器跳閘，是變壓器的主保護，而輕瓦斯保護主要作用于信號。（9） 當(dāng)變壓器線圈和引出線發(fā)生相間短路以與變壓器發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，而且這種保護由差動保護來完成，因此

41、差動保護是變壓器的主保護。3、依據(jù)：電力裝置的繼電保護和自動裝飾設(shè)計規(guī)第4.0.1條對電力變壓器的下列鼓掌與異常運行方式；應(yīng)裝設(shè)響應(yīng)的保護裝置。(1)繞組與其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路(2)繞組的匝間短路(3)外部相間短路引起的過電流(4)中性點直接接地地電力網(wǎng)中外部接地短路的過電流以與中性點過電壓。(5)過符合(6)油面減低。(7)變壓器溫度聲高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障 第4.0.2條0.8MVA與以上的油浸式變壓器和0.4MVA與以上的車間油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當(dāng)殼故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)

42、斷路器。當(dāng)變壓器安裝處電源無側(cè)無斷路器或短路開關(guān)時，可動作于信號。 第4.0.3條對變壓器引出線，套管與部的短路故障，應(yīng)裝設(shè)響應(yīng)的保護裝置，10MVA與以上的單獨硬性變壓器和6.3MVA與以上的并列運行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護 第4.0.4條變壓器的縱聯(lián)差動保護應(yīng)符合下列要求：(1)應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流。(2)差動保護圍應(yīng)包括變壓器套管與其引出線。如不能包括引出線時，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。 第4.0.5條對由外部相間短路引起的變壓器第4.0.6外部相間短路保護應(yīng)符合下列規(guī)定：三線圈變壓器，宜裝于主電源側(cè)和主符合側(cè)。第4.0.10條高壓側(cè)為單電源，低壓側(cè)無電源的降

43、壓變壓器，不宜裝設(shè)準(zhǔn)們的零序保護。4、過負荷保護 裝社于變壓器一相上的過負荷信于裝置，動作后延時給出信號，過負荷裝置保護動作時，僅給住信號感，引起值班人員的注意。過負荷信號裝置的動作時間應(yīng)比同一設(shè)備之過電流保護的最長動作時間長，一般取9-10秒就能滿足要求。第八節(jié) 防雷保護設(shè)計一、避雷器1、型式 選擇避雷器時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點。閥型避雷器的應(yīng)用型號型式適用圍FZ變電站用普通閥型3220KV發(fā)電廠、變電所的配電裝置FCZ變電站用磁吹閥型1、330KV與需要限制操作過電壓的220KV與以下配電裝置；2、降低絕緣的配電裝置；3、布置場所特別狹窄或高烈度地震區(qū)；4、某些變壓器的中性

44、點。注：配電裝置中包括變壓器。 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。二、防雷保護設(shè)計1、變電所的防雷保護（1）直擊雷防護在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引入兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。變電所為獨立式，在其外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨立避雷針，其裝設(shè)的高度應(yīng)使其防雷保護圍包括整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護圍以是，則可不另設(shè)獨立避雷針。按規(guī)定，獨立避雷針的接地裝置接地電阻RE10。通常采用36根長2.5m，50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔與其基礎(chǔ)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用20mm的鍍鋅圓鋼，長11.5m。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上距離。（2）雷電侵入波的防護在電源進線的終端桿上裝設(shè)閥式避雷器。引下線與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓相連。在高壓配電室裝設(shè)有開關(guān)柜，其中配有避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護，防護雷電侵入波的危害。2、本設(shè)計的發(fā)電機和主變處所用的避雷器選用普通閥型避雷器FZ型。 具體配置為：1、在發(fā)電機的出