110kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要本次設(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(zhuān)業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對(duì)本專(zhuān)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(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)三年以來(lái)的學(xué)習(xí)結(jié)果。此次設(shè)計(jì)首先根據(jù)任務(wù)書(shū)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(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)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110kV主接線，然后又通過(guò)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(shuō)明。對(duì)于來(lái)自外部的雷電過(guò)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,從而完成變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞1110KV；關(guān)鍵詞一次系統(tǒng)；關(guān)鍵詞3變壓器２/31

ABSTRACTThisdesigntopicisthedesignofasubstation110KV.Thisdesigntasktoreflectonthemajorbranchesofthemasterdegreeofknowledge,cultivatetheabilitycomprehensiveapplicationoftheprofessionalknowledgeofothersubjects,andtotesttheprofessionallearningthreeyearslearningresults.Thedesignparametersaccordingthemandategiventhesystemandtheloadlineandtheanalysisofloaddevelopmenttrend.Toconsiderthesummarizedbytheproposedsubstationandoutletdirection,andbyanalyzingthedataofload,safety,economyandreliabilityintoconsideration,determinethe110kVconnection,andthenthroughthecalculationofloadandpowersupplytodeterminethescopeofthemaintransformernumber,capacityandmodels,alsodefinethestationtransformercapacityandmodels,calculationresultsaccordingthecontinuousworkingcurrentandshortcircuit,fortheselectionofequipmentcalibration,takingintoaccountsystemfailure,musthavetheappropriateprotectiondevice,therelayprotectionisbrieflystated.Forthelightningfromtheexternalovervoltage,itwasdesignedforlightningprotectionandgroundingdevice,thelayoutofthewhole,thuscompletingthedesignof110kVsubstationsecondarysystem.Keyword:1110KV;

2ofkeywords3transformer３/31

目錄

11.1本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)11.2電源負(fù)荷地理位置情況..........................................1

32.1主接線接線方式...............................................32.2電氣主接線的選擇5

83.13.23.33.4

所用電接線一般原則.8所用變?nèi)萘啃褪降拇_定..........................................8所用電接線方式確定.9備用電源自動(dòng)投入裝置..........................................9短路電算114.1短路計(jì)算的目的..............................................114.2短路計(jì)算過(guò)程................................................

195.1變電所母線保護(hù)配置..........................................195.2變電所主變保護(hù)的配置.........................................19

地216.1避雷器的選擇................................................6.2變電所的進(jìn)線段保護(hù)...........................................6.3接地裝置的設(shè)計(jì)...............................................獻(xiàn)26

辭４/31

５/31

第一章原始資料分析本根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的電壓等級(jí)為：電與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個(gè)，其中兩個(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(即統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘?為以火電為主)。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，裝有臺(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1-1110KV火廠接線圖1/31

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路容量為250MVA.。以上電源，在正常運(yùn)行時(shí)，主要是由兩個(gè)110KV級(jí)電源來(lái)供電給本所。35KV電所與本所相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用。當(dāng)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(guò)調(diào)整運(yùn)行方式，基本是能滿(mǎn)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。1.35KV負(fù)荷表1-1負(fù)參數(shù)表用戶(hù)名稱(chēng)化工廠鋁廠水廠

容量（MW）3.54.31.8

距離（）15135

備注Ⅰ類(lèi)負(fù)荷Ⅰ類(lèi)負(fù)荷Ⅰ類(lèi)負(fù)荷注：35KV用戶(hù)中，化工廠，鋁有自備電源2.10KV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)的取值：負(fù)荷功率因數(shù)均取cosφ=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(lái)定。各電壓等級(jí)是否預(yù)備用線請(qǐng)自行慮決。2/31

第二章

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。主優(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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：35-63KV電裝置出線回路數(shù)不超過(guò)回；110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶(hù)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(hù)停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(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電裝置出線回路數(shù)為時(shí)；110-220KV電裝置出3/31

線回路數(shù)為3-4回時(shí)。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。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)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。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(kāi)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)度和潮流變化的需要。4/31

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(kāi)，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(kāi)關(guān)。2.當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需在隔離開(kāi)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電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110-220KV電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。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(wèn)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。電根據(jù)資料顯示,由于出線為4，一類(lèi)負(fù)荷較多，可以初步選擇以下兩種方案：1.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。5/31

2.雙母接線接線方案項(xiàng)目技術(shù)

表2-235KV主線方案比較方案Ⅰ單母分段帶旁母①單清晰操便、易于發(fā)展②可靠性、靈活性差③旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶(hù)供電④擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建

方案Ⅱ雙母接線①供電可靠②調(diào)度靈活③擴(kuò)建方便④便于試驗(yàn)⑤易誤操作經(jīng)濟(jì)①設(shè)備少、投資?、谟媚妇€分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜②投資和占地面大雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案Ⅰ。110kV電根據(jù)資料顯示，由于有出線只有回進(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。6/31

方案項(xiàng)目

表2-3110KV主線方案比較方案Ⅰ內(nèi)橋接線

方案Ⅱ單母分段②線清晰簡(jiǎn)單①簡(jiǎn)單清晰、操作方技術(shù)經(jīng)濟(jì)

活性不高①占地少②使用的斷路器少

便、易于發(fā)展②可靠性、靈活性差①備少、投資小經(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Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性?？蛇x用投資小的方案Ⅰ7/31

第三章所用電的設(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(wèn)題，積極慎重地采用經(jīng)過(guò)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。所1.滿(mǎn)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,事故檢修,起動(dòng)等運(yùn)行下的供電要,切換操作簡(jiǎn)便。所站用變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)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%。由=60KVA且由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)所變壓器應(yīng)各自承擔(dān)站30KVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)70%為。故選兩臺(tái)50KVA的主變壓器就可滿(mǎn)足負(fù)荷需求。考慮到目前我國(guó)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(wú)油化過(guò)渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。表3-1S9-50/10變器參數(shù)型號(hào)

高壓

電壓組合高壓分接范圍

低壓

連接組標(biāo)號(hào)

空載損耗

負(fù)載損耗

空載電流

阻抗電壓8/31

S9-50/1010±5%10;6.3;60.4Y,yn00.170.872.84所所用電的接線方式，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線上。備備用電源自動(dòng)投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶(hù)不間斷供電。BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)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(hù)不至于停電的一種自動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱(chēng)備自投或BZT裝置。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(kāi)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(guò)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，提高母線殘壓。BZT的工作過(guò)程及要求[2]BZT裝置應(yīng)滿(mǎn)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。9/31

3.判斷工作電源斷路器切實(shí)斷開(kāi)，工作母線無(wú)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(guò)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(wú)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)?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(kāi)后，經(jīng)過(guò)一定延時(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(guò)程：1.110KV：當(dāng)某一條110KV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)。3.10KV、所用電當(dāng)某一條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(kāi)，動(dòng)作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側(cè)負(fù)荷切換到非故障側(cè)

。10/31

第四章短路電流計(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常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短1.在擇電氣主接線時(shí)，為了比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.在擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證備在正常運(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.在計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4.在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。短110KV短路電流計(jì)算1.根據(jù)資料,110KV火電廠的阻抗可歸算為以下圖4-1110KV火廠接線圖

圖4-2110KV火廠阻抗圖在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選S

=100MVA，

=UBAV=X=

"*

=0.135

100

=0.432各繞組等值電抗U

S(1-2)

%

取17％，U

%

取6％U

S(3-1)

%

取10.5％U%（US1

S(1-2)

%+

S(3-1)

%U

S(2-3)

%）=176)10.75U%=（U

%+U

%U

）=10.5)U%（S3

S(2-3)

%U

S(3-1)

%U

S(1-2)

%）=12/31

””””””””S10.75XB===0.17910067

U%SB100SN

=10060圖4-3110KV火阻最簡(jiǎn)圖=////2=(+)//(X)=0.0875957=+X=0.2321098即火電廠的阻抗為。2.又根據(jù)資料所得,可將變電所視為無(wú)限大電源所以取

"

變10

*

BI*

S

變10SB

100

6.5

變110

"1I*同理:因35KU變電所的短路容量250MVA所以

I

”*

250變3KA100

變

"0.4I2.5*13/31

llll火電廠到待設(shè)計(jì)的變電所距離，阻抗為每千米0.4歐S100X=0.032U110KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離，阻抗為每千米0.4歐l

S100B=0.40.027UU235KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離，阻抗為每千米0.4X=

Xl

SU

B7.5372待設(shè)計(jì)變電所中各繞組等值電抗U%=（US1

S(1-2)

+U

U

S(2-3)

）=U%=（

+U

U

%）=U=（S3

S(2-3)

+

S(3-1)

S(1-2)

）=(10.56.5)10.5

SB=S

10.51000.525

Us2%S100S00

S100=100002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X，X，X相同。根據(jù)主接線圖可簡(jiǎn)化為以下圖型14/31

圖4-4主接線阻抗簡(jiǎn)化圖當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)將圖四可轉(zhuǎn)化為以下圖行圖4-5K1點(diǎn)短路阻抗圖XXXX0.154+0.027=0.18124////

68

0.2630.163XX910XX=0.219+0.4=0.61912又因?yàn)镋1是有限大電源(將0.263改為0.264)15/31

2*2*所以.248js100查短路電流周期分量運(yùn)算曲線取,可得

I

"1*

4.324"1I"25.525I"3*

"XXX

00.619

1.134I"I""I")f2*3*

=(4.324+5.525+1.134)×

=5.514KA沖擊系數(shù)取1.8Iimf

im

×5.514×1.8=14.034KASI"I")2*3*B35KV側(cè)

=(4.324+5.525+1.134)×100=1098.3MV.A根據(jù)圖四進(jìn)行

Y

變換圖4-6星三角形轉(zhuǎn)化圖16/31

210.83210.8319

圖4-7K2點(diǎn)短路阻抗圖XX13151414=

0.2640.2630.2640.1810.1810.2630.181

=0.910

XX151314

0.2640.1812630.2640.263

=0.627250.910

0.910×0.9375=0.853查計(jì)算曲線取T為0S,可得"I21.6"2*

I

"1*

1.225"I"31.616I"I""I")f2*3*

=(1.225+1.6+1.616)

=6.930KA17/31

Iimf

im

×6.93×1.8=17.638KASI""")1*2*3*B

=(1.225+1.6+1.616)×100=444.1MV.A18/31

第五章繼電保護(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(guó)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。變1.110KV、35KV線路保護(hù)部分：（1）距離保護(hù)（2）零序過(guò)電流保護(hù)（3）自動(dòng)重合閘（4）過(guò)電壓保護(hù)2.10KV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(guò)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(guò)流保護(hù)、過(guò)壓、低壓保護(hù)。（3）10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置變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(lái)嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所是110kv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.瓦斯保護(hù)19/31

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(kāi)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，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)各側(cè)電源斷路器。1.過(guò)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(guò)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(guò)電流保護(hù)。2.過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器的過(guò)負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱(chēng)的，因此只需裝設(shè)單相式過(guò)負(fù)荷保護(hù)，過(guò)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(guò)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(guò)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)接地行方，另一套用于性點(diǎn)不地運(yùn)行方20/31

第六章

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(lái)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)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)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(lái)自?xún)蓚€(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(guò)電壓不超過(guò)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(zhuān)門(mén)用以限制過(guò)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(guò)一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過(guò)電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。避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)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(mǎn)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(guò)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。

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避器型號(hào)選擇表型號(hào)FSFZFCZFCD

型式配電用普通閥型電站用普通閥型電站用磁吹閥型旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型

應(yīng)用范圍以配電系統(tǒng)、電纜終端3-220KV發(fā)廠、變電所配電裝置1、330KV及需要限制操作的220KV及以下配電2、某些變壓器中性點(diǎn)用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi)型號(hào)含義：F——閥型避雷；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U

N

：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。變電所的進(jìn)線段保護(hù)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(guò)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(guò)大的雷電流致使過(guò)高，而且R閥片通流能力有限，雷電流若超過(guò)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(méi)有進(jìn)線段保護(hù)，雷直擊變電所附近導(dǎo)線時(shí)，流過(guò)避雷器的雷電流幅值和陡度是有可能超過(guò)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)線范圍內(nèi)裝設(shè)避雷器。22/31

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(guò)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(chēng)為接地裝置。1.由于變電站各級(jí)電壓母線接地故障電流越來(lái)越大，在接地設(shè)計(jì)中要滿(mǎn)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)很明顯的區(qū)別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要達(dá)到0.5Ω，而是允許放寬到Ω，但這不是說(shuō)一般情況下，接地電阻都可以采用5Ω，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;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)，3-10kV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(mǎn)足要求,施工后還進(jìn)行測(cè)和制位布曲線2.在接地故障電流較大的情況下，為了滿(mǎn)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0.5Ω，也不是Ω，而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿(mǎn)足附加條件要求的情況下，不超過(guò)5Ω都是合格的。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5m-8m。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2.5m-3m的垂直接地極，進(jìn)所大門(mén)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(méi)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500kV23/31

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)。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(lái)裝設(shè)長(zhǎng)接地極，則施工費(fèi)很高，如利用地質(zhì)勘察鉆孔埋設(shè)長(zhǎng)接地極，施工費(fèi)將大大節(jié)省。但需注意：利用地網(wǎng)邊緣的地質(zhì)鉆孔，間距不小于接地極長(zhǎng)的兩倍；鉆孔要伸入地下含水層方可利用，工程中我們?cè)?jīng)進(jìn)行過(guò)實(shí)測(cè)，未插