220KV一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)方案

.43-/NUMPAGES41220KV一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)方案任務(wù)書1題目220KV一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)2變電所條件<1>待設(shè)計(jì)變電所為地區(qū)變電所,以60KV電壓向地區(qū)用戶供電。<2>所址位于某城市近郊,除供城市用電外,還向大工業(yè)用戶供電。<3>所址地勢(shì)平坦,平均海拔高度為400米,交通方便,平均溫度14℃,最高溫度40℃,最低溫度-28℃,所址周圍空氣無(wú)污染；<4>該變電所的16回60KV架空出線,兩回進(jìn)線,最大綜合負(fù)荷96MW,COSφ=0.95。<5>交通方便,出線走廊寬闊。3變電所60KV側(cè)負(fù)荷表及電力系統(tǒng)接線圖序號(hào)負(fù)荷名稱最大符合〔KW功率因素出線方式出現(xiàn)回路附注近期遠(yuǎn)期1電機(jī)廠變電所5000200000.95架空2有重要負(fù)荷2變壓器廠變電所5000200000.95架空2有重要負(fù)荷3低壓開關(guān)廠變電所5000100000.95架空2有重要負(fù)荷4電容器廠變電所5000100000.95架空2有重要負(fù)荷5電線廠變電所5000100000.95架空2有重要負(fù)荷6家用電器廠變電所5000100000.95架空2有重要負(fù)荷7市區(qū)一號(hào)10000100000.95架空2有重要負(fù)荷8市區(qū)二號(hào)10000100000.95架空2有重要負(fù)荷.180KM180KM160KM110KM220KV待設(shè)計(jì)的變電所3×63MVAUd﹪=10.53×50MWCOSφ=0.8Xd"=0.1243×100MWCOSφ=0.85Xd"=0.1833×120MVAUd﹪=18.3第二章主變壓器的選擇2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中,變壓器是主要電氣設(shè)備之一,擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓、進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù),確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。為保證供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。故本變電所選擇兩臺(tái)主變。2.2主變壓器容量及型式的確定〔1主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇,應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SJD2—88有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所其中一臺(tái)事故停運(yùn)后,其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%,若計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間,應(yīng)保證用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷?！?變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時(shí),一般采用有載調(diào)壓變壓器,對(duì)于新建的變電所,從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮,應(yīng)注意選用無(wú)載調(diào)壓變壓器?！?具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所,為簡(jiǎn)化電壓等級(jí),減少重復(fù)降壓容量,可采用雙繞組。根據(jù)本變電所實(shí)際情況,交通便利,只有兩個(gè)電壓等級(jí)220/60KV,故選擇采用三相雙繞組變壓器?！?主變調(diào)壓方式的選擇,應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)計(jì)算,確定選擇兩臺(tái)容量為90000KVA的變壓器,其型號(hào)為SFPZ4—90000/220。表1.1主要參數(shù)額定容量〔KVA90000額定電壓〔KV高壓220±8*1.5%低壓69連接組標(biāo)號(hào)YN,d11空載電流〔%0.8空載損耗〔KW102負(fù)載損耗〔KW369.9阻抗電壓〔%13.5冷卻方式ODAF第三章電氣主接線的選擇電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備〔如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等按一定順序要求連接而成的,是分配和傳送電能的總電路。將電路中各種電氣設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制成的電氣連結(jié)圖,稱為電氣主接線圖。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。主接線的確定對(duì)變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)擬定等都有著密切的關(guān)系。由于發(fā)電、變電、輸配電和用電是同時(shí)完成的,所以主接線設(shè)計(jì)的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身,同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此,主接線設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題。3.1設(shè)計(jì)原則根據(jù)《35110KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SJD2—88規(guī)定,變電所電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、電壓等級(jí)、回路數(shù)、所選設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷性質(zhì)等因素確定,滿足運(yùn)行可靠性,簡(jiǎn)單靈活,操作方便,節(jié)約投資等要求。3.2設(shè)計(jì)的基本要求3.2.1可靠性〔1應(yīng)重視國(guó)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析?！?主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度,采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡(jiǎn)化接線?！?要考慮所設(shè)計(jì)的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。3.2.2靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：〔1調(diào)度要求,可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷,能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下,檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。〔2檢修要求,可以方便地停運(yùn)斷路器,母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修且不致于影響對(duì)用戶的供電。3.2.3經(jīng)濟(jì)性〔1投資省a、主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單,以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。b、要能限制短路電流,以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器?！?占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件,盡量使占地面積減少?！?電能損失小經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量,要避免因兩次變壓而增加電能損失。3.3變電所電氣主接線的選擇3.3.1220KV側(cè)主接線的選擇根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)》等書籍中關(guān)于接線形式適用圍規(guī)定可知,220KV配電裝置出線回路不超過(guò)兩回時(shí),可選用單母線、單母線帶旁路接線,也可使用橋式接線。下面選取單母線分段和橋接線兩種方案進(jìn)行介紹和比較,從而選擇最佳方案作為本變電所側(cè)一次主接線。方案一單母線帶旁路接線,方案二雙母線接線。表3—1220KV側(cè)主接線方案比較方案一：?jiǎn)文妇€分段方案二：雙母線接線特點(diǎn)單母分段按可進(jìn)行分段檢修,對(duì)于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路,使重要負(fù)荷有兩個(gè)電源供電,在這種情況下,當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí),由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下能自動(dòng)將故障切除,因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。可以輪流檢修母線而不影響供電,檢修任一母線的隔離開關(guān)時(shí),只停該回路。當(dāng)某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時(shí),只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電,就可以對(duì)該隔離開關(guān)進(jìn)行檢修,不影響其它回路。母聯(lián)斷路器故障,將造成配電裝置全停。在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路器時(shí),將使該回路停電?？煽啃苑桨敢划?dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí),由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下能自動(dòng)將故障切除,因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。經(jīng)濟(jì)性單母線分段接線比雙母線接線少用了一組母線、一組斷路器以及兩組隔離開關(guān),投資相對(duì)減少,配電裝置的占地面積也大大減少。靈活性方案一比方案二投切變壓器時(shí),倒閘操作方便。綜上述,方案一比方案二靈活,供電可靠,占地小,投資少,利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展?？紤]綜合因素,選方案一：?jiǎn)文妇€分段接線為本變電所一次側(cè)主接線。3.3.260KV側(cè)接線的選擇由于60KV側(cè)進(jìn)出線數(shù)共16回,查找規(guī)程,可選用雙母線,而當(dāng)配電裝置的進(jìn)線和出線總數(shù)為12—16回時(shí),在一組母線上設(shè)置分段斷路器,且采用雙母線的60KV配電裝置一般設(shè)置旁路母線,且出線超過(guò)11回可裝設(shè)專用旁路斷路器。故本變電所二次側(cè)采用雙母線分段帶旁路,設(shè)置專用旁路斷路器的接線方式。兩種方案特點(diǎn)：方案一接線方式的特點(diǎn)是：兩組母線同時(shí)工作,并通過(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行,可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。檢修任一回路的隔離開關(guān),只停該回路,但增加母線長(zhǎng)度隔離開關(guān)數(shù)目,使配電裝置構(gòu)架增加,占地面積增加,投資較多。方案二接線方式的特點(diǎn)是：在檢修母線時(shí),可以輪流檢修而不致供電中斷,檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí),只停該回路,雙母線一組母線發(fā)生故障,將被切除的回路倒換到另一組母線上,繼續(xù)供電,不影響其他回路供電,且母線故障后,可迅速恢復(fù)供電,調(diào)度靈活,各電源和各負(fù)荷回路可以任意分配到某一組母線上,有利于擴(kuò)建和便于試驗(yàn)方案一雙母線分段帶旁路接線圖3—3雙母線分段帶旁路接線方案二雙母線接線圖3—4雙母線接線綜上述,本變電所主接線選擇：一次側(cè)采用單母線分段接線,二次側(cè)采用雙母線接線。第四章短路電流的計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的目的〔1電氣主接線的選擇〔2選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備,保證設(shè)備在正常運(yùn)行情況下,都能正常工作,保證安全可靠,而且在發(fā)生短路時(shí)保證不損壞?！?選擇斷電保護(hù)裝置。4.2短路的基本類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路,其中三相短路是對(duì)稱短路。為了檢驗(yàn)和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體,以及為了繼電保護(hù)的整定計(jì)算,常用下述短路電流值。Ich：短路電流的沖擊值,即短路電流最大瞬時(shí)值。I〞：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值,即第一周期短路電流周期分量有效值。I∞：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。4.3短路電流計(jì)算的基本假定〔1正常運(yùn)行時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行?！?所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同?！?電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和,即帶鐵蕊的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。〔4短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間?！?不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流?！?元件的計(jì)算參數(shù)取其額定值,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整圍?！?輸電線路和電容略去不計(jì)。4.4一般規(guī)定〔1驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定,以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)按本設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃,確定適中電流時(shí),應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。〔2選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。〔3選擇導(dǎo)體的電器時(shí),對(duì)不帶電抗器的回路的計(jì)算短路點(diǎn),應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)?！?導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定,以及電器開斷電流,一般按三相短路計(jì)算,若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路,或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相,兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。4.5計(jì)算步驟4.5.1畫等值電抗圖〔1首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān),線路電容,各元件電阻?！?選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓?！?計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。4.5.2選擇計(jì)算短路點(diǎn)〔1求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。〔2各點(diǎn)三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。〔3列出短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表。4.6計(jì)算方法本設(shè)計(jì)利用分布系數(shù)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn),求出轉(zhuǎn)移電抗；應(yīng)用《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》SDGJ14-86所提供的運(yùn)算曲線求取短路電流。計(jì)算時(shí)取基準(zhǔn)容量SB=100MVA基準(zhǔn)電壓UB=UAV；4.6.1標(biāo)么值法發(fā)電機(jī)電抗：XG=X〔4.1線路電抗：XL*=0.4L〔4.2變壓器電抗：X*=〔4.3短路電流周期分量有效值：IK*=〔4.4沖擊電流：ich=2.55I11〔4.54.6.2網(wǎng)絡(luò)變換如下圖：圖4—1網(wǎng)絡(luò)變換圖△/Y變換〔4.6〔4.7〔4.8〔2Y/△變換〔4.9〔4.10〔4.114.6.3三相短路電流周期分量的計(jì)算無(wú)限大電源供給的短路電流當(dāng)供電電源為無(wú)窮大或者計(jì)算電抗Xjs>3.45時(shí),不考慮短路電流周期分量的衰減?！?有限電源供給的短路電流先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗X∑*歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗Xjs,然后按Xjs值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線,或查發(fā)電機(jī)的運(yùn)算數(shù)字表,即可得到短路電流周期分量的標(biāo)幺值。第五章主要電氣設(shè)備的選擇正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,在保證安全、可靠的前提下,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù),并注意節(jié)省投資,選擇合適的電器。5.1一般原則〔1應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求?！?應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求?！?應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求?！?應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)。5.2高壓斷路器的選擇〔1斷路器額定電壓Ue大于電網(wǎng)電壓Ug,Ue≥Ug〔2高壓斷路器的額定電流Ie應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流Igmax,Ie≥Igmax〔3型式和結(jié)構(gòu)〔4動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器的極限通過(guò)電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流ich3即idw≥ich3.〔4熱穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期短路電流發(fā)出的熱量〔5開斷電流能力校驗(yàn)斷路器的額定開斷電流Ibr應(yīng)大于短路電流的有效值I11,即Ibr>I11.〔6關(guān)合能力校驗(yàn)斷路器的額定關(guān)合電流Ip,應(yīng)大于沖擊電流ich3,即Ip>ich3.本變電所220KV側(cè)選用型號(hào)為L(zhǎng)W<OFPT<B>>-220的斷路器,60KV側(cè)選擇型號(hào)為L(zhǎng)W<OFPT<B>>-63斷路器。5.3隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇,除了不校驗(yàn)開斷能力外,其余與斷路器的選擇相同,因?yàn)楦綦x開關(guān)與斷路器串聯(lián)在回路中,網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時(shí),對(duì)隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器的開斷時(shí)間,故計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)完全相同?！?隔離開關(guān)額定電壓Ue大于電網(wǎng)電壓Ug,Ue≥Ug〔2隔離開關(guān)的額定電流Ie應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流Igmax,Ie≥Igmax〔3型式和結(jié)構(gòu)〔4動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)的極限通過(guò)電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流ich3即idw≥ich3.〔5熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期短路電流發(fā)出的熱量本變電所220KV出線側(cè)選擇型號(hào)為GW4-220的隔離開關(guān),220KV母線側(cè)選擇型號(hào)為GW6-220的隔離開關(guān),60KV側(cè)選擇型號(hào)為GW4-63的隔離開關(guān)。其主要參數(shù)如表5—1所示。表5—1斷路器主要參數(shù)型號(hào)LW<OFPT<B>>-220LW<OFPT<B>>-63額定電壓<KV>22063最高工作電壓<KV>25272.5額定電流<A>12501250額定短路開斷電流<KA,有效值>31.525額定短路關(guān)合電流<KA,峰值>80633S額定短時(shí)耐受電流<KA,有效值>31.525額定峰值耐受電流<KA,峰值>8063分閘時(shí)間<MS>≤30≤30表5—2隔離開關(guān)主要參數(shù)型號(hào)GW4-220GW6-220GW4-63額定電壓<KV>22022063最高工作電壓<KV>25225272.5額定電流<A>1250125012503S熱穩(wěn)定電流<KA,有效值>31.531.520動(dòng)穩(wěn)定電流<KA,峰值>808050分閘時(shí)間<S>0.030.030.035.4電壓互感器的選擇〔1按額定電壓選擇選擇原邊額定電壓Ue1要與接入的電網(wǎng)電壓相適應(yīng),即要求電壓互感器原邊所接受的電網(wǎng)電壓應(yīng)滿足下列條件：1.1Ue1>U1>0.9Ue1其中：U1電網(wǎng)電壓Ue1電壓互感器一次繞組額定電壓〔2按準(zhǔn)確級(jí)和容量選用于電度計(jì)量的電壓互感器,準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí),用于電流、電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1級(jí),用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于3級(jí)。〔3結(jié)構(gòu)種類選擇60KV及以上可選串級(jí)式電壓互感器。110KV及以上可選用電容分壓式電壓互感器。本變電所220KV側(cè)選擇型號(hào)為JDCF-220〔GYW2的電壓互感器。60KV側(cè)選擇型號(hào)為JDCF-63的電壓互感器表5—3220KV側(cè)電壓互感器型號(hào)JDCF-220〔GYW2額定電壓比〔KV二次繞組額定輸出〔KV測(cè)量0.2級(jí)0.5級(jí)100100保護(hù)3P級(jí)3P級(jí)250500剩余電壓繞組額定輸出〔VA300準(zhǔn)確級(jí)3P表5—460KV側(cè)電壓互感器型號(hào)JDCF-63額定電壓比〔KV二次繞組測(cè)量保護(hù)剩余準(zhǔn)確級(jí)0.20.53P3P額定輸出<VA>50100400100極限輸出〔VA2000頻率〔HZ505.5電流互感器的選擇按一次額定電壓選擇:Ue≥Ug按原邊額定電流選擇：Iel≥Igmax〔3設(shè)備種類、結(jié)構(gòu)〔4按準(zhǔn)確度級(jí)和副邊負(fù)荷選擇額定電流為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度,電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí),為保證互感器在一定的準(zhǔn)確級(jí)工作,電流互感器二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Se2。〔5動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的極限通過(guò)電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流ich3即idw≥ich3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期短路電流發(fā)出的熱量本變電所220KV側(cè)選擇型號(hào)為L(zhǎng)B6-220的電流互感器,60側(cè)選擇型號(hào)為L(zhǎng)CWB5-63的電流互感器。表5—5220KV側(cè)電流互感器參數(shù)表型號(hào)LB6-220額定電壓〔KV220最高工作電壓〔KV252額定一次電流〔A300額定二次電流〔A5級(jí)次組合0.5/10P/10P/10P/10P/10P額定輸出COSф=0.8〔KVA0.5級(jí)3010P級(jí)60額定短時(shí)熱電流〔KA/S31.5/1動(dòng)穩(wěn)定電流〔KA80表5—660KV側(cè)電流互感器參數(shù)型號(hào)LCWB5-63額定電流比〔A900/5準(zhǔn)確級(jí)0.5B額定輸出COSф=0.8〔KVA0.5級(jí)1K1,1K2300.5級(jí)1K1,1K350B2K1,2K2,3K1,3K250額定1S短時(shí)熱電流〔KA25額定動(dòng)穩(wěn)定電流〔KA62.55.6母線的選擇5.6.1母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇〔1電流分布良好。〔2散熱良好?！?有利于提高電暈超始電壓。〔4安裝檢修方便,連接簡(jiǎn)單。5.6.2導(dǎo)體截面選擇和校驗(yàn)〔1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇對(duì)于全年平均負(fù)荷較大,母線較長(zhǎng),傳輸容量也較大的回路,均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。S=S：經(jīng)濟(jì)截面Ig；工作電流AJ：經(jīng)濟(jì)電流密度查1995年電力部頒發(fā)的經(jīng)濟(jì)電流密度表〔2按短路熱穩(wěn)定檢驗(yàn)S其中S:所選導(dǎo)體截面mm2C:熱穩(wěn)定系數(shù)Kf:集膚效應(yīng)系數(shù)本變電所220KV側(cè)選擇母線型式為L(zhǎng)GJ-240/30型鋼芯鋁絞線,60KV側(cè)選LGJ-88/55型鋼芯鋁絞線。5.7避雷器的選擇5.7.1避雷器的設(shè)計(jì)原則〔1配電裝置的每組母線上應(yīng)裝設(shè)避雷器?！?110-220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。避雷器也是目前廣泛使用的,但它存在著各種電壓作用下的老化問(wèn)題,壽命和熱穩(wěn)定問(wèn)題,在價(jià)格上同磁吹閥型避雷器相比沒(méi)有明顯的優(yōu)越性,在特殊情況下才被使用。管型避雷器由于動(dòng)作時(shí)形成截波對(duì)變壓器的縱向絕緣不利,所以不被采用。FZ避雷器的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FC2避雷器,兩者的工作能力相差不大,考慮經(jīng)濟(jì)利益,本設(shè)計(jì)全部選用FZ避雷器。本變電所220KV側(cè)選擇型號(hào)為FZ-220J的避雷器,60KV側(cè)選擇型號(hào)為FZ-60的避雷器,變壓器中性點(diǎn)選擇XING型號(hào)為FZ—110的避雷器。表5—7220KV側(cè)避雷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓有效值〔KV滅弧電壓有效值〔KV工頻放電電壓有效值8/20μS雷電沖擊波殘壓峰值不大于〔KV不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV652715表5—860KV側(cè)避雷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓有效值〔KV滅弧電壓有效值〔KV工頻放電電壓有效值8/20μS雷電沖擊波殘壓峰值不大于〔KV不小于不大于5KA10KAFZ-606070.5140KV173KV227250表5—8變壓器中性點(diǎn)避雷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓有效值〔KV滅弧電壓有效值〔KV工頻放電電壓有效值8/20μS雷電沖擊波殘壓峰值不大于〔KV不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415.第六章配電裝置的設(shè)計(jì)配電裝置是根據(jù)主接線的連接方式,由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成,用來(lái)接受和分配電能的裝置。6.1電氣布置在220KV變電所設(shè)計(jì)中,電氣布置的設(shè)計(jì)是比較關(guān)鍵的一步,在布置中要考慮主接線所確定的形式和間隔,考慮變壓器設(shè)置地點(diǎn),考慮避雷設(shè)備的設(shè)置,控制電纜的走向進(jìn)行總體布局。在布置中要考慮監(jiān)視、運(yùn)行方便、占地面積小、節(jié)約控制電纜、出線合理等要求。電工建筑物總平面布置的基本要求：滿足電氣生產(chǎn)工藝流程要求。慎重確定最終規(guī)模,妥善處理分期建設(shè)。布置緊湊合理,盡量節(jié)約用地。結(jié)合地形地質(zhì),因地制宜布置。符合防火規(guī)定,預(yù)防火爆事故。注意風(fēng)象朝向,有利環(huán)境保護(hù)。控制噪聲。合理分區(qū),方便管理。有利于交通運(yùn)輸及檢修活動(dòng)。工建筑物與外部條件相適應(yīng)。6.2配電裝置設(shè)計(jì)原則查高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,并應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件,自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行,檢修等要求,合理地制訂布置方案和選用設(shè)備,并積極慎重地采用新布置,新設(shè)備和新材料,使設(shè)計(jì)做到設(shè)計(jì)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便。6.3配電裝置型式的選擇配電裝置型式的選擇,應(yīng)考慮所在地的地理情況及環(huán)境要求,通過(guò)技術(shù)比較確定,一般情況下,在大、中型發(fā)電廠和變電所中,35KV及以下的配電裝置宜采用屋式,110KV以上多為屋外式,故本變電所設(shè)計(jì)采用屋外式配電裝置。6.3.1屋外配電裝置的特點(diǎn)土建工作量和費(fèi)用較小,建設(shè)周期短。擴(kuò)建比較方便。相鄰設(shè)備之間距離較大,便于帶電作業(yè)。占地面積較大。受外界環(huán)境影響,設(shè)備運(yùn)行的條件較差,須加強(qiáng)絕緣。不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。6.3.2屋外配電裝置的種類根據(jù)電器和母線的布置高度,屋外配電裝置可分為：高型、半高型、中型。中型配電裝置按照隔離開關(guān)的布置方式又分為普通中型和分相中型兩種。6.3.3屋外配電裝置的最小安全凈距表6—1屋外配電裝置的最小安全凈距單位〔MM符號(hào)適用圍220KV60KVA1帶電部分至接地部分之間1800650A2不同相的帶電部分之間2000650B1帶電作業(yè)時(shí)帶電部分至接地部分之間25501400B2網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間1900750C無(wú)遮攔裸導(dǎo)體至地面之間43003100D平行的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮攔帶電部分之間380026006.3.4屋外配電裝置的若干問(wèn)題〔1母線及構(gòu)架本變電所母線選用軟母線鋼芯鋁絞線,三相呈水平布置,用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上。軟母線可選用較大的檔距,但檔距越大,導(dǎo)線弧垂越大?！?電纜溝和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置,應(yīng)使電纜所走的路徑最短。一般橫向電纜溝布置在斷路器和隔離開關(guān)之間,大型變電所的縱向電纜溝因電纜數(shù)多,一般分為兩路,大中型變電所一般應(yīng)鋪設(shè)3M寬的環(huán)行道。.結(jié)論配電裝置型式的選擇,應(yīng)考慮所在地的地理情況及環(huán)境要求,通過(guò)技術(shù)比較確定,一般情況下,在大、中型發(fā)電廠和變電所中,35KV及以下的配電裝置宜采用屋式,110KV以上多為屋外式,故本變電所設(shè)計(jì)采用屋外式配電裝置。第七章繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)7.1繼電保護(hù)配置的作用和要求：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,可能發(fā)生各種故障和不正常運(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。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果：1.通過(guò)故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧,使故障元件損壞；2.短路電流通過(guò)非故障元件,由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用,引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命；3.電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低,破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；4.破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)震蕩,甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但沒(méi)有發(fā)生故障,這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低,發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過(guò)電壓,以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等,都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。造成電能質(zhì)量的破壞,甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。在電力系統(tǒng)中,除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生事故的可能性外,故障一旦發(fā)生,必須迅速而有選擇性的切除故障元件,這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。這種保護(hù)裝置就是繼電保護(hù)裝置,其能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：1.自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；2.反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件,而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作,而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤操作。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。7.2變壓器保護(hù)的配置7.2.1變壓器保護(hù)的配置原則變壓器一般應(yīng)裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置1.反應(yīng)變壓器油箱部故障和油面降低的瓦斯保護(hù),容量為800KVA及以上的油浸式變壓器,均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù),當(dāng)油箱不故障產(chǎn)生清為瓦斯或油面下降時(shí),保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào),當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),瓦斯保護(hù)宜動(dòng)作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。2.相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)火電流速斷保護(hù),對(duì)其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。容量為6300KVA一下并列運(yùn)行的變壓器,以及10000KVA一下單獨(dú)運(yùn)行的變壓器加裝電流速斷保護(hù)〔本設(shè)計(jì)不加裝電流速斷保護(hù)容量為6300KVA及以上,廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器,應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù),對(duì)所有升壓變壓器及15000KVA及以上的降壓變壓器,一般宜采用三相三繼電器式接線。3.相間后備保護(hù)為了防止外部短路所引起的過(guò)電流合作為變壓器的后備保護(hù),在變壓器上可裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。對(duì)于單側(cè)電源的雙卷降壓變壓器,如高壓側(cè)中性點(diǎn)有可能直接接地運(yùn)行,為防止高壓側(cè)電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)導(dǎo)致保護(hù)非選擇性動(dòng)作,供高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)用的電流互感器二次線圈可接成三角形。4.中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。110KV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行,對(duì)于兩側(cè)獲三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù),作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù),并作為相鄰元件的后備保護(hù)?！?10KV及以上中性點(diǎn)直接接地采用分級(jí)絕緣5.過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于400KV及以上的變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的后備電源時(shí),應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù),過(guò)負(fù)荷保護(hù)迎接于一相電流上,帶有時(shí)限動(dòng)作與信號(hào)。6.過(guò)電流保護(hù)過(guò)激磁保護(hù)適用于500KV及以上的大容量的變壓器,本設(shè)計(jì)不加裝此保護(hù)。通過(guò)以上的分析可以確定變壓器應(yīng)加裝的保護(hù)及保護(hù)安裝位置,見表7-1。表7-1變壓器保護(hù)及其安裝位置保護(hù)類型安裝位置瓦斯保護(hù)變壓器油枕和油箱間縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器兩側(cè)過(guò)電流保護(hù)電源側(cè)零序電流保護(hù)變壓器中性點(diǎn)接地側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)高壓側(cè)7.3母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)7.3.1母線保護(hù)配置原則母線故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一,它將使連接在母線上的所有元件被迫停電,當(dāng)未裝設(shè)專用的母線保護(hù)時(shí),如果母線故障,只能依靠相鄰元件保護(hù)的后備保護(hù)作用切除,這將延長(zhǎng)故障切除時(shí)間,并往往會(huì)擴(kuò)大停電圍,對(duì)高壓電網(wǎng)安全運(yùn)行不利,因此,35—500KV的發(fā)電廠或變電所母線上,在下列情況下,應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)裝置。1.110KV及以上雙母線。2.110KV及以上單母線,重要發(fā)電廠或110KV及以上重要變電所的35—66KV母線需按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求,必須快速切除母線上的故障時(shí),應(yīng)裝設(shè)。專用保護(hù)應(yīng)根據(jù)母線的重要程度應(yīng)滿足以下要求：對(duì)于雙母線并列,母線保護(hù)應(yīng)保證先跳開母聯(lián)斷路器,以防止失去選擇性。對(duì)于平行線接于不同的母線,當(dāng)母線保護(hù)動(dòng)作時(shí),應(yīng)閉鎖橫差保護(hù),以防止誤動(dòng)作。母線保護(hù)不限制母線運(yùn)行方式,在母線破壞固定聯(lián)結(jié)時(shí),母線保護(hù)裝置能有選擇性的動(dòng)作。在一組母線或一般母線無(wú)電合閘時(shí),應(yīng)能快速而有選擇性的切除故障母線。在外部短路不平衡電流的作用下或交流回路斷線時(shí),母線保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。7.3.2雙母線保護(hù)目前已被使用的母線保護(hù)有以下幾種：1.母線完全差動(dòng)保護(hù)。2.母線不完全差動(dòng)保護(hù)。3.雙母線固定連接的完全差動(dòng)保護(hù)。4.母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)。5.電流相位比較式母線保護(hù)。目前在110—220KV電網(wǎng)中應(yīng)用較多的是母聯(lián)電流相位比較差動(dòng)保護(hù),這種保護(hù)適用于并列運(yùn)行的雙母線母聯(lián)斷路器合閘運(yùn)行,不限制元件連接方式〔但每一組母線上至少要保留一支電源回路具有較高的可靠性與選擇性。目前已逐漸取代母聯(lián)電流相位比較差動(dòng)保護(hù),較廣泛用于110—220KV的雙母線系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)220KV側(cè)和60KV側(cè)母線均采用母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù),保護(hù)選擇見表7-2所示。7.3.3斷路器失靈保護(hù)220KV及以上電壓的電網(wǎng)中,各廠站相應(yīng)電壓級(jí)均應(yīng)裝設(shè)。在高壓和超高壓電網(wǎng)中,斷路器失靈保護(hù)作為一種近后備保護(hù)方式得到了普遍的采用,其目的是當(dāng)發(fā)生故障時(shí)斷路器拒動(dòng)〔含跳閘回路異常因素所致時(shí),快速而有選擇性的切除故障。7.4線路的保護(hù)裝置7.4.1220KV側(cè)線路保護(hù)1.配置原則1《規(guī)程》規(guī)定：110-220KV直接接地電力網(wǎng)的線路,應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)裝置,雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護(hù)。2《規(guī)程》規(guī)定：110—220KV電網(wǎng)的線路上,應(yīng)裝設(shè)線路快速動(dòng)作的高頻保護(hù)作為主保護(hù),距離保護(hù)作為后備保護(hù)。①當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí),如不能全線快速的切除故障；則系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行將遭到破壞。②在雙側(cè)電源線路上,如果要求全線速動(dòng)切除故障時(shí)。2.220KV線路的接地保護(hù)1宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護(hù)。2對(duì)某出線路,如方向性的接地距離保護(hù)可以明顯改善整個(gè)電力網(wǎng)接地保護(hù)的性能時(shí),可裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔之以階段式零序電流。3正常運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處短路,電流速斷保護(hù)有1.2以上靈敏度時(shí),則可裝設(shè)此相保護(hù)。4高頻保護(hù)：采用相差高頻保護(hù)相差高頻保護(hù)適用于200KM以的110—220KV輸電線路。主要優(yōu)點(diǎn)：相差高頻保護(hù)在非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作,所以無(wú)需加非全相的閉鎖裝置,簡(jiǎn)化接線,同時(shí)在系統(tǒng)振蕩過(guò)程中,被保護(hù)線路部發(fā)生故障時(shí),相差高頻保護(hù)瞬時(shí)的切除故障。高頻保護(hù)工作狀態(tài)不受電壓回路斷線影響,測(cè)量元件均反應(yīng)電流量無(wú)電壓回路。經(jīng)過(guò)以上分析確定220KV線路保護(hù)。主保護(hù)：高頻保護(hù)。后備保護(hù)：三段式距離保護(hù)。接地保護(hù)：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)。7.4.260KV側(cè)線路保護(hù)并列運(yùn)行的平行線路,可裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù),距離平衡保護(hù)作為后備保護(hù)。主保護(hù)可以選用橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)有相繼動(dòng)作區(qū)和死區(qū),而電流平衡保護(hù)只有相繼動(dòng)作無(wú)死區(qū),并且相繼動(dòng)作區(qū)比橫差動(dòng)保護(hù)小,而且動(dòng)作迅速,靈敏度足夠大,并且接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是只能應(yīng)用于有電源的一側(cè)的雙回路上,在無(wú)源的一側(cè)不能采用,這一缺點(diǎn)對(duì)本設(shè)計(jì)不產(chǎn)生影響,因此主保護(hù)采用電流平衡保護(hù)。表7.3線路保護(hù)選擇表線路保護(hù)220KV側(cè)主保護(hù)高頻差動(dòng)保護(hù)后備保護(hù)三段式距離保護(hù)接地保護(hù)零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù)60KV側(cè)主保護(hù)電流平衡保護(hù)后備保護(hù)三段式距離保護(hù)表7.4變電所繼電保護(hù)配置一覽表變壓器保護(hù)主保護(hù)瓦斯保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)后備保護(hù)過(guò)電流保護(hù)零序電流保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)母線保護(hù)220KV側(cè)母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)60KV側(cè)母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)線路保護(hù)220KV側(cè)主保護(hù)高頻差動(dòng)保護(hù)后備保護(hù)三段式距離保護(hù)接地保護(hù)零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù)60KV側(cè)主保護(hù)電流平衡保護(hù)后備保護(hù)三段式距離保護(hù)7.5自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)7.5.1電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行需要,考慮使用效果和利用率等因素,合理的確定方案。同時(shí)還應(yīng)從充分發(fā)揮原有的自動(dòng)裝置的作用,自動(dòng)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。自動(dòng)裝置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、可靠、使用元件和觸點(diǎn)盡量少,接線簡(jiǎn)單,便于運(yùn)行維護(hù)。7.5.2合閘裝置應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)7.5.2.1合閘裝置應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)1.1KV及以上的架空線路和電纜與架空的混合線路,當(dāng)具有斷路器時(shí),應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘。旁路短路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器。一般裝設(shè)自動(dòng)重合閘。2.電力變壓器和母線,必要時(shí)可裝設(shè)自動(dòng)重合閘。7.5.2.2220KV以下單側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘,按下列規(guī)定裝設(shè)1.一般采用三相式一次重合閘。2.當(dāng)斷路器斷流容許時(shí),有些線路可采用兩次重合閘。7.5.2.3220KV和330KV線路的自動(dòng)合閘,按下列規(guī)定裝設(shè)1.一般裝設(shè)綜合重合閘,即當(dāng)線路上發(fā)生其他故障時(shí),實(shí)現(xiàn)單相重合閘,發(fā)生其他故障時(shí),實(shí)現(xiàn)三相重合閘。2.根據(jù)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和被保護(hù)線路的特點(diǎn),某些情況下為了簡(jiǎn)化,采用三相自動(dòng)重合閘。7.5.3自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)符合以下要求1.自動(dòng)重合閘一般由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原理起動(dòng),或用保護(hù)裝置起動(dòng)。2.用控制開關(guān)或通過(guò)遙控器將斷路器斷開時(shí),自動(dòng)重合閘均不應(yīng)動(dòng)作。3.裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。在任何情況下,均不應(yīng)時(shí)斷路器重合次數(shù)超過(guò)規(guī)定。4.自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸。5.自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)重合閘后加速繼電保護(hù)動(dòng)作。6.當(dāng)斷路器不處于正常狀態(tài)時(shí),不允許實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘應(yīng)將自動(dòng)重合渣裝置閉鎖。本變電所設(shè)計(jì),220KV側(cè)線路裝設(shè)綜合重合閘。60KV側(cè)線路采用三相一次重合閘。7.5.4備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入1.查電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置書備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后,能迅速自動(dòng)將備用電源或設(shè)備投入工作,使用戶不至于停電的一種裝置。2.備自投裝置的接線應(yīng)滿足以下要求1只有當(dāng)工作電源斷開以后,備用電源才能投入2工作母線上無(wú)論何種原因失去電壓時(shí),備自投應(yīng)投入3備用電源自動(dòng)投入裝置只允許將備用電源投入一次3.備用電源或備用設(shè)備的自動(dòng)投入裝置,在下列情況下裝設(shè)1發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電2由雙電源供電的變電所,其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作為備用3降壓變電所有備用變壓器或有相互為備用的母線段4.當(dāng)備用自動(dòng)投入裝置時(shí),如備用電源投于故障時(shí),必要時(shí)使其保護(hù)裝置加速動(dòng)作本變電所設(shè)計(jì),為了確保不間斷供電,變電所的電源均應(yīng)裝備自投裝置。..第八章變電所的過(guò)電壓保護(hù)8．1防護(hù)措施變電所是電力系統(tǒng)的主要組成部分,在選擇好設(shè)備,確定好主接線以及二次回路配置完好之后,還必須進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì),以防止直擊雷和雷電波入侵損壞設(shè)備。過(guò)電壓保護(hù)有避雷針、避雷線和避雷器。避雷針一般用于保護(hù)發(fā)電廠和變電所,避雷針〔線高于被保護(hù)設(shè)備,其作用是將雷電吸引到避雷針本身,將雷電流引入,從而保護(hù)了設(shè)備免遭雷擊。避雷針需要有足夠截面的接地引下線和良好的接地裝置。避雷針的保護(hù)圍可以根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。8．2發(fā)電廠和變電所直擊雷保護(hù)的基本原則1.所有的戶外配電裝置,較高建筑物以及易燃易爆裝置,都應(yīng)該在避雷針的保護(hù)圍之,以免受到直接的雷擊。2.保護(hù)物之間應(yīng)該有一定的距離,以免雷擊避雷針時(shí)造成反擊：即從避雷針至被保護(hù)設(shè)備發(fā)生放電。對(duì)于60KV及其以下的配電裝置,由于絕緣水平較高,不容易造成反雷擊,為了降低造價(jià)并且便于布置,可以將避雷針裝設(shè)在門形構(gòu)架上。發(fā)電廠的主廠房上一般不裝設(shè)避雷針,以免發(fā)生感應(yīng)或是反擊使繼電保護(hù)動(dòng)作或造成絕緣損壞,但是在變壓器的門型構(gòu)架上不得裝設(shè)避雷針。3.確定避雷針的布置,首先應(yīng)該考慮利用照明燈塔,同時(shí)滿足避雷針與帶電裝置帶電部分在地中和空氣中應(yīng)該有最小距離的要求：即每支避雷針距離構(gòu)架最小為5m以上,其接地線在地下與設(shè)備的接地線最小相距3m以上。8．3避雷針的設(shè)計(jì)8．3．1單支避雷針的保護(hù)圍單支避雷針的保護(hù)圍的保護(hù)圍可以按照下列方法確定：在高度為hx水平面上的保護(hù)半徑可以按下式計(jì)算：當(dāng)hx≥h/2時(shí),Rx=<h-hx>*p當(dāng)hx≤h/2時(shí),Rx=<1.5h-2hx>*p式中h-避雷針的高度〔米p-高度影響系數(shù),當(dāng)h≤30m時(shí),p=1;當(dāng)30m<h≤120m時(shí),p=5.5/h8．3．2兩支等高避雷針的保護(hù)圍為了確定兩針之間的保護(hù)圍,必須得先求出圓弧最低點(diǎn)0處的高度〔h0,h0可以按照下面的公式計(jì)算：h0=h-D/7p其中,h：雷針的高度；D：相鄰兩針之間的距離〔m;P：根據(jù)避雷針的高度大小可以計(jì)算出來(lái)的一個(gè)數(shù)值。在0點(diǎn)所在截面中,高度為hx的水平面上保護(hù)圍的一側(cè)寬度可以按照下面的公式計(jì)算：即bx=1.5〔h0-hx注意：兩針之間的距離必須小于7p,當(dāng)被保護(hù)物體高度為hx時(shí),兩針之間的距離必須小于7〔h-hxp。8．3．3三支等高針的保護(hù)圍三支等高針形成的三角形的外側(cè)保護(hù)圍應(yīng)該分別按照兩支等高避雷針的計(jì)算方法確定。對(duì)于在三角形部高度為hx的水平面上,各相鄰避雷針的保護(hù)圍一側(cè)最小寬度bx≥0時(shí),則全部的面積都可以得到保護(hù)。四針以及以上時(shí),可以按照三針三針?lè)謩e進(jìn)行計(jì)算。8.4避雷器的設(shè)置8.4.1避雷器的設(shè)置原則在選用避雷器時(shí),應(yīng)該保證：避雷器安裝點(diǎn)的工頻電壓在任何情況下都不會(huì)升高至超過(guò)滅弧電壓,否則避雷器可能因?yàn)闇缁《ā?10KV以及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的避雷器,其滅弧電壓應(yīng)該不低于系統(tǒng)最大工作線電壓的80%。8.4.1避雷器的配置1.配電裝置的每一組母線上應(yīng)該裝設(shè)避雷器,但對(duì)于進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時(shí)除外；2.220KV以及以下的變壓器到避雷器的距離超過(guò)允許值時(shí),應(yīng)該在變壓器附近增設(shè)一組避雷器；3.三繞組變壓器低壓側(cè)的一組上應(yīng)該裝設(shè)一臺(tái)避雷器；4.單元接線的發(fā)電機(jī)出線應(yīng)該一組避雷器；5.發(fā)電廠和變電所35KV以及以上的電纜進(jìn)線段：在電纜與架空線路連接處應(yīng)該裝設(shè)避雷器。為了防止雷電波沿著母線侵入和操作引起的部過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備造成嚴(yán)重危害,可以安裝避雷器,所用避雷器的型號(hào)見前面的設(shè)備選擇一章。結(jié)論在選用避雷器時(shí),應(yīng)該保證：避雷器安裝點(diǎn)的工頻電壓在任何情況下都不會(huì)升高至超過(guò)滅弧電壓,否則避雷器可能因?yàn)闇缁《ā?10KV以及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的避雷器,其滅弧電壓應(yīng)該不低于系統(tǒng)最大工作線電壓的80%。第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書第一章主變壓器的選擇1變電所60KV的用戶總?cè)萘俊舶撮L(zhǎng)期規(guī)劃計(jì)算有功功率之和為：P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8=20000+20000+10000+10000+10000+10000+10000+10000=100000KW1.2算到變壓器的最大有功負(fù)荷1.3變壓器容量的選擇：根據(jù)主變壓器容量選擇原則〔見說(shuō)明書：停一臺(tái)主變后,能保證70％的重要負(fù)荷供電S＝70%×＝70%×〔1+5%/COSφ=65763.16<KVA>故選擇變壓器的型號(hào)為SFPZ7—90000/220雙繞組有載調(diào)壓變壓器。表1.1型號(hào)額定容量〔KVA高壓低壓聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)阻抗電壓〔%空載損耗〔KW負(fù)載損耗〔KWSFPZ7—90000/2209000069YN,d1113.5369.91021.4變壓器參數(shù)的含義:SF/SPSZL7——90000/220高壓繞組額定電壓等級(jí),KV額定容量,KVA性能水平代號(hào)導(dǎo)線材質(zhì)〔銅線不標(biāo)調(diào)壓方式〔無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓不標(biāo),Z有載調(diào)壓繞組數(shù)〔雙繞組不標(biāo),S三繞組循環(huán)方式〔自然循環(huán)不標(biāo),P強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置種類〔F：風(fēng)冷S：水冷相數(shù)〔S：三相第二章短路電流計(jì)算系統(tǒng)電路圖如圖2.1待設(shè)計(jì)的變電所3×63MVAUd待設(shè)計(jì)的變電所3×63MVAUd﹪=10.53×50MWCOSφ=0.8Xd"=0.1243×100MWCOSφ=0.85Xd"=0.1833×120MVAUd﹪=18.3180KM160KM110KM220KV2．1．1短路計(jì)算的公式變壓器：X*=Ud％*SJ/100Se發(fā)電機(jī)：XG*=Xd*Sj/Se線路：X1*=X1*L*Sj/Uj2星—角變換公式：星—角X12=<X1X2+X2X3+X3X1>/X3X23=<X1X2+X2X3+X3X1>/X1X31=<X1X2+X2X3+X3X1>/X2b.角—星X1=X12X31/<X12+X23+X31>X2=X12X23/<X12+X23+X31>X3=X31X23/<X12+X23+X31>等值電路圖見圖2.22．1．2標(biāo)么值計(jì)算元件阻抗歸算到系統(tǒng)基值<Sj=100MVA>UB=Uav·n的標(biāo)么值計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)么值計(jì)算如下：1.1#、2#、3#發(fā)電機(jī)電抗：2.1#、2#、3#變壓器電抗3.線路1.2.3電抗4.4#、5#、6#發(fā)電機(jī)電抗:5.4#、5#、6#變壓器電抗:2.3短路計(jì)算過(guò)程2.3.1220KV高壓側(cè)d1點(diǎn)短路計(jì)算設(shè)在220KV母線上發(fā)生三相短路故障時(shí),短路電流計(jì)算如下：畫等值網(wǎng)絡(luò)圖：如圖2.3：圖2.3等值網(wǎng)絡(luò)圖2.等效電源合并：如圖2.4圖2.4簡(jiǎn)化圖3將原圖經(jīng)Y->△變換得:如圖2.5圖2.5Y->△變換圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn),化簡(jiǎn)后的網(wǎng)絡(luò)圖見圖2.6220KV短路如圖2.6圖2.7高壓側(cè)短路設(shè)：則由電流分布系數(shù)的定義,各短路電流分布系數(shù)為得：從而各支路轉(zhuǎn)移電抗得：計(jì)算電抗:由得：額定電流:可通過(guò)運(yùn)算曲線表查出0S、2S、4S,時(shí)刻對(duì)應(yīng)的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值:所以短路電流周期分量有效值:=2.827=2.871沖擊電流為<KA>2.3.260KV高壓側(cè)d2短路:如圖2.8圖2.8低壓側(cè)短路×0.105×0.0833轉(zhuǎn)移電抗根據(jù)公式得:由得：可通過(guò)運(yùn)算曲線表查出0S、2S、4S,時(shí)刻對(duì)應(yīng)的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值:所以短路電流周期分量有效值:=6.35=6.03=6.182沖擊電流為Iimp==16.193<KA>第三章電氣設(shè)備的選擇3.1斷路器選擇3.1.1220KV側(cè)斷路器選擇1根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓,最大長(zhǎng)期工作電流選擇安裝地點(diǎn)的工作電壓為220KV,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于220KVIgmax=1.05=1.05×=173.604<A>由此根據(jù)工作電壓、工作電流以及戶外工作條件,,選擇時(shí)看額定電流,算出的母線最大持續(xù)工作電流要比額定電流小一些,但算出的電流值很小。本設(shè)計(jì)根據(jù)《電氣設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》可初步選用SF6斷路器,其型號(hào)為L(zhǎng)W〔OFPI—220/1250,有關(guān)數(shù)據(jù)見表3.1所示表3.1LW〔OFPI—220型斷路器有關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓<KV>最高工作電壓<KV>額定電流<A>短路開斷電流<KA>額定關(guān)合電流<KA>動(dòng)穩(wěn)電流〔峰值〔KA4S熱穩(wěn)電流〔KA合閘時(shí)間〔ms分閘時(shí)間〔msLW〔OFPI—220220252125031.5808031.5≤120≤30按額定開斷電流校驗(yàn)：Iebr=31.5KAI″=2.721KAIebr≥I″滿足要求按額定短路關(guān)合電流校驗(yàn)：ieg=80KAiim=6.939KAieg≥iim滿足要求4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由前面的相關(guān)計(jì)算可以知道：動(dòng)穩(wěn)定電流為：idw=80KA短路沖擊電流：iim=6.939KA所以可以滿足動(dòng)穩(wěn)定條件,即：idw≥iim。熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：Ir2≥I∞2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取4s。由以上短路計(jì)算得Id=I∞=2.871KAI″<0>=2.721KAId/2=2.827KAtd=4s＞1s,故不計(jì)非周期熱效應(yīng)。斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)：Q=I2rtd=31.52×4=3969〔KA2S〉68.429〔KA2S所以可以滿足熱穩(wěn)定條件,即：Q≥Qd220KV側(cè)斷路器的選擇結(jié)果見表3.2LW〔OFPI—220技術(shù)參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)額定電壓Ue=220KV電網(wǎng)電壓Uw=220KV額定電流Ie=1250A長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=248.031A額定開斷電流Iebr=31.5KA次暫態(tài)短路電流I″=2.721KA額定關(guān)合電流Ieg=80KA短路沖擊電流Iim=6.939KA動(dòng)穩(wěn)定電流Id=80KA短路沖擊電流有效值Iim=6.939KA熱穩(wěn)定Q=3969〔KA2S熱效應(yīng)QK=68.429〔KA2S3.1.260KV側(cè)斷路器的選擇根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓,最大長(zhǎng)期工作電流選擇。安裝地點(diǎn)的工作電壓為60KV,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于60kvIgmax＝1.05×＝1.05×＝909.4A由此根據(jù)工作電壓和工作電流及戶外工作條件,選擇時(shí)看額定電流,算出的母線最大持續(xù)工作電流要比額定電流小一些,但算出的電流值很小,初選LW〔OFPI—63型SF6斷路器。有關(guān)數(shù)據(jù)見表3.3所示表3.3LW〔OFPI—63型斷路器有關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓<KV>最高工作電壓<KV>額定電流<A>短路開斷電流<KA>額定關(guān)合電流<KA>動(dòng)穩(wěn)電流〔峰值〔KA3S熱穩(wěn)電流〔KA合閘時(shí)間〔ms分閘時(shí)間〔msLWOFPI—636372.5250031.5806331.5≤120≤30按額定開斷電流校驗(yàn)：Iebr=31.5KAI″=6.35AIebr≥I″滿足要求3．按額定短路關(guān)合電流校驗(yàn)：ieg=80KAiim=16.193KAieg≥iim滿足要求4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：由前面的相關(guān)計(jì)算可以知道：動(dòng)穩(wěn)定電流為：idw=80KA短路沖擊電流：iim=16.193KA所以可以滿足動(dòng)穩(wěn)定條件,即：idw≥iim。熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：Ir2≥I2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取4s。由以上短路計(jì)算得Id=I∞=6.182KAI″<0>=6.35KAId/2=6.182KAtd=4s＞1s,故不計(jì)非周期熱效應(yīng)。=153.826斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)：Q=I2rtd=31.52×3=2976.75〔KA2S所以可以滿足熱穩(wěn)定條件,即：Q≥Qd60KV側(cè)斷路器的選擇結(jié)果：表3.4LW〔OFPI—63技術(shù)參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)額定電壓Ue=63KV電網(wǎng)電壓Uw=63KV額定電流Ie=1250A長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=636.5A額定開斷電流Iebr=31.5KA次暫態(tài)短路電流I″=6.35KA額定關(guān)合電流Ieg=80KA短路沖擊電流Iim=16.193KA動(dòng)穩(wěn)定電流Id=80KA短路沖擊電流有效值Iim=16.193KA熱穩(wěn)定Q=2976.75〔KA2S熱效應(yīng)QK=153.826〔KA2S3.2.1220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)1．根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓,最大長(zhǎng)期工作電流選擇安裝地點(diǎn)的工作電壓為220KV,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于220KVIgmax＝1.05×＝1.05×＝248.031A由此根據(jù)工作電壓和工作電流及戶外工作條件,選擇時(shí)看額定電流,算出的母線最大持續(xù)工作電流要比額定電流小一些,但算出的電流值很小,進(jìn)線隔離開關(guān)初選GW6—220單柱剪刀型,出線隔離開關(guān)初選GW7—220型。有關(guān)數(shù)據(jù)見表3.5所示表3.5GW7—220型有關(guān)數(shù)據(jù)安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓<KV>額定電流<A>最高工作電壓<KV>動(dòng)穩(wěn)電流〔KA熱穩(wěn)電流〔KA220KV母線GW6—220220125025210040〔3S220KV出線GW7—220220125025212550〔2S2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)GW6—220沖擊電流為：iim=6.939KA,idw=100KA可見滿足動(dòng)穩(wěn)定條件,即：idw≥iim。GW7—220沖擊電流為：iim=6.939KA,idw=125KA可見滿足動(dòng)穩(wěn)定條件,即：idw≥iim。3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：Ir2≥I∞2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取3s。由以上短路計(jì)算得Id=I∞=2.87KAI″<0>=2.721KAId/2=2.827KAtd=4s＞1s,故不計(jì)非周期熱效應(yīng)。=4×<2.7212+10×2.8272+2.872>/12=68.429〔KA2S隔離開關(guān)的額定周期分量熱效應(yīng)：GW6—220Q=I2rtd=402×3=4800〔KA2SGW12—220Q=I2rtd=502×2=5000〔KA2S所以可以滿足熱穩(wěn)定條件,即：Q≥Qd表3.6計(jì)算數(shù)據(jù)GW6—220技術(shù)數(shù)據(jù)GW7—220技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Uw=220KV額定電壓Ue=220KV額定電壓Ue=220KV長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=173.604A額定電流Ie=1250A額定電流Ie=1250A短路沖擊電流Iim=6.939KA動(dòng)穩(wěn)定電流Id=100KA動(dòng)穩(wěn)定電流Id=125KA熱效應(yīng)QK=35.3〔KA2S熱穩(wěn)定Q=4800〔KA2S熱穩(wěn)定Q=5000〔KA2S3.2.260KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)1．根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓,最大長(zhǎng)期工作電流選擇安裝地點(diǎn)的工作電壓為60KV,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于60kvIgmax＝1.05×＝1.05×＝909.4A由此根據(jù)工作電壓和工作電流及戶外工作條件,選擇時(shí)看額定電流,算出的母線最大持續(xù)工作電流要比額定電流小一些,但算出的電流值很小,隔離開關(guān)初選GW5—63型,有關(guān)數(shù)據(jù)見表3—4所示2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)沖擊電流為：iim=16.193KAidw=80KA可見滿足動(dòng)穩(wěn)定條件,即：idw≥iim。3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：Ir2≥I∞2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取3s。由以上短路計(jì)算得Id=I∞=6.182KAI″<0>=6.35KAId/2=6.182KAtd=3s＞1s,故不計(jì)非周期熱效應(yīng)。=4×<6.352+10×6.1822+6.1822>/12=153.826〔KA2S隔離開關(guān)的額定周期分量熱效應(yīng)：Q=I2rtd=31.52×3=2976.75〔KA2S所以可以滿足熱穩(wěn)定條件,即：Q≥Qd．表3.7計(jì)算數(shù)據(jù)GW5—63技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Uw=63KV額定電壓Ue=63KV長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=636.5A額定電流Ie=1250A短路沖擊電流Iim=16.193KA動(dòng)穩(wěn)定電流Id=80KA熱效應(yīng)QK=153.826KA熱穩(wěn)定Q=2976.75〔KA2S3.3電流互感器的選擇與校驗(yàn)3.3.1220側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn)根據(jù)電流互感器的工作電壓和最大工作電流選擇,工作電壓Uw=220KV最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax＝1.05×＝1.05×＝248.031A220KV側(cè)的進(jìn)出線上電流互感器均用LB6—220型。L—電流互感器；C—瓷絕緣；W—戶外型；B—保護(hù)級(jí)220—額定電壓〔KV；W1—適用于中污穢地區(qū)。有關(guān)數(shù)據(jù)見表3.8安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓<KV>最高工作電壓<KV>額定一次電流〔A額定二次電流〔A額定短時(shí)熱電流〔KA動(dòng)穩(wěn)電流倍數(shù)〔倍1S熱穩(wěn)定倍數(shù)〔倍220KVLB6—220220252300531.580302.校驗(yàn)：〔1熱穩(wěn)定校驗(yàn)：應(yīng)滿足〔Ilekd2t≥I∞2t在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取t=4s。周期分量熱效應(yīng)：〔Ilekd2t=〔300×302×1=8.1×108〔A2·SI∞2t=〔2.721×1032×4=0.296×108〔A2·S滿足熱穩(wěn)定要求?！?動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：依據(jù)公式為：iim≤IIekdiim=6.939KAIIe=300Akd=80IIekd=1.414×300×80=33936<A>滿足要求。表3.9計(jì)算數(shù)據(jù)LB6—220技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Uw=220KV額定電壓Ue=220KV長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=248.031A一次額定電流Ile=300A準(zhǔn)確度級(jí)：0.5準(zhǔn)確度：B1/B1/B2/B1/0.5短路沖擊電流Iim=6.939KA動(dòng)穩(wěn)定電流33.936KA熱效應(yīng)QK=0.67×108〔A2·S熱穩(wěn)定：QZ=8.1×108〔A2·S3.3.2.60KV側(cè)電流互感器的選擇與校1．根據(jù)電流互感器的工作電壓和最大工作電流選擇,工作電壓Uw=60KV最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax＝1.05×＝1.05×＝909.4A60KV側(cè)的進(jìn)出線上電流互感器均用LCWB5—63型電流互感器為瓷箱式,油紙絕緣,用于額定頻率為50Hz,額定電壓為63KV的電力系統(tǒng)中作電流、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用,有關(guān)數(shù)據(jù)見表3.10安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓<KV>最高工作電壓<KV>額定一次電流〔A額定二次電流〔A額定短時(shí)熱電流〔KA動(dòng)穩(wěn)電流倍數(shù)〔倍1S熱穩(wěn)定倍數(shù)〔倍60KVLCWB5—636369750531.5150752.校驗(yàn)：〔1熱穩(wěn)定校驗(yàn)：應(yīng)滿足〔Ilekd2t≥I∞2t在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí),應(yīng)采用后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,通常取t=4s。周期分量熱效應(yīng)：〔Ilekd2t=〔750×752×1=3.164×109〔A2·SI∞2t=〔6.35×1032×4=1.61×108〔A2·S滿足熱穩(wěn)定要求?！?動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：依據(jù)公式為：iim≤IIekdiim=16.193KAIIe=750kd=75IIekd=1.414×750×150=159075〔A滿足要求。表3.11計(jì)算數(shù)據(jù)LB6—63技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Uw=60KV額定電壓Ue=63KV長(zhǎng)期最大工作電流Igmax=636.547A一次額定電流Ile=300A準(zhǔn)確度級(jí)：0.5準(zhǔn)確度：B1/B1/B2/B1/0.5短路沖擊電流Iim=16.193KA動(dòng)穩(wěn)定電流159.075KA熱效應(yīng)QK=1.61×108〔A2·S熱穩(wěn)定：QZ=3.164×109〔A2·S3.4電壓互感器的選擇與校驗(yàn)3.4.1220KV側(cè)電壓互感器的選擇1．按裝置種類及型式選擇電壓互感器的種類及型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇,220KV采用JDCF—220〔GYW2型為四繞組的結(jié)構(gòu),二次繞組分為二次測(cè)量和二次保護(hù)繞組,各項(xiàng)技術(shù)性能優(yōu)良,具有多種負(fù)荷及雙重保護(hù)的特殊功能,用于220KV中性點(diǎn)有效接地的電力系統(tǒng)中作電壓的測(cè)量、電能計(jì)算、繼電保護(hù)和控制裝置用。2．按電壓互感器安裝位置的工作電壓來(lái)選擇：Ue=230KV本設(shè)計(jì)選用JDCF—220型電壓互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表3.12安裝地點(diǎn)型號(hào)額定一次電壓〔KV額定絕緣水平U/AC/LI〔KV二次繞組額定負(fù)荷220KV側(cè)JDCF—220一次二次測(cè)量二次保護(hù)252/395/950二次測(cè)量繞組0.2級(jí)100VA0.5級(jí)100VA3.4.260KV側(cè)電壓互感器的選擇1．按裝置種類及型式電壓互感器的種類及型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇,60KV采用JDCF—63型電壓互感器為雙繞組〔串級(jí)式電壓互感器,在63KV電力系統(tǒng)中作電壓的測(cè)量、電能計(jì)算、繼電保護(hù)和控制裝置用。2．按電壓互感器安裝位置的工作電壓來(lái)選擇：Ue=63KV本設(shè)計(jì)選用JDCF—63型電壓互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表3.13安裝地點(diǎn)型號(hào)額定一次電壓〔KV額定絕緣水平U/AC/LI〔KV二次繞組額定負(fù)荷60KV側(cè)JDCF—63一次二次測(cè)量二次保護(hù)72.5/140/325二次測(cè)量繞組0.2級(jí)50VA0.5級(jí)100VA3.5母線的選擇與校驗(yàn)3.5.1母線的形式及適用圍母線除滿足工作電流、機(jī)械強(qiáng)度和電暈要求外,導(dǎo)體形狀還應(yīng)滿足下列要求年：電流分布均勻。機(jī)械強(qiáng)度高。散熱良好。有利于提高電暈起始電壓。安裝、檢修簡(jiǎn)單、連接方便。由于以上條件很難同時(shí)滿足,故本變電所采用軟母線形式一、一般條件1．配電裝置中軟母線的選擇,應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件〔環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速、污穢、海拔高度和回路負(fù)荷電流、電暈、無(wú)線電干擾等條件,確定導(dǎo)線的截面積和導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式。2．在空氣中含鹽量較大的沿海地區(qū)或周圍氣體對(duì)鋁有明顯腐蝕的場(chǎng)所,應(yīng)盡量選擇用防腐型鋁鉸線。3．當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí),應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇較大截面的導(dǎo)線,當(dāng)電壓較高時(shí),為保持導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度,導(dǎo)線最小截面必須滿足電暈的要求,可增加導(dǎo)線外經(jīng)或增加每相導(dǎo)線的根數(shù)。4．對(duì)于110KV及以下的配電裝置,電暈對(duì)選擇導(dǎo)線截面一般不起決定作用,故可根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式可采用單根鋼芯鋁鉸線組成的復(fù)導(dǎo)線。二、截面選擇說(shuō)明1．為了保證母線的長(zhǎng)期安全運(yùn)行,母線在額定環(huán)境溫度θ0和導(dǎo)體體面正常發(fā)熱允許最高溫度θC下的允許電流Ie應(yīng)大于或等于流過(guò)導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流Igmax≤KθIe〔K為修正系數(shù)2．為了考慮母線長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,除了配電裝置的匯流母線以及斷續(xù)運(yùn)行或長(zhǎng)度在20米以下的母線外,一般均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體的面積,這樣可使年運(yùn)行費(fèi)用最低。經(jīng)濟(jì)電流密度的大小與導(dǎo)體的種類和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax有關(guān)。母線經(jīng)濟(jì)截面為S=Igmax/J。如果沒(méi)有最大利用小時(shí)數(shù)則按照最大長(zhǎng)期工作電流選擇合適的母線,然后對(duì)所選母線對(duì)應(yīng)的截面積進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。三、熱穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)上述情況選擇的導(dǎo)體截面S,還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。其公式為：S≥Smin=式中：Smin——根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面〔mm2I∞——穩(wěn)定短路電流〔Atdz——短路電流等值發(fā)熱時(shí)間Kf——集膚效應(yīng)系數(shù)C——熱穩(wěn)定系數(shù),其值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān)3.5.2220KV側(cè)母線選擇與校驗(yàn)注：軟母線不需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1．根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流選擇Igmax＝1.05×＝1.05×＝173.604A初選LGJ—240/30鋼芯鋁鉸線表3.14導(dǎo)線型號(hào)最高允許溫度〔攝氏度+70+80LGJ-240655662變電所環(huán)境最高溫度40℃,最低溫度-28℃,平均溫度14℃,基準(zhǔn)環(huán)境溫度25℃。==730.668<A>＞173.604〔A熱穩(wěn)定校驗(yàn)θ=θ0+〔θal+θ0*〔Igmax/Ie2=40+<70-40>×<173.604/730.668>2=42℃查表得C=98,由短路得 QK=68.429〔KA2S故所選母線合格。3.5.360KV側(cè)母線選擇與校驗(yàn)1．根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流選擇Igmax＝1.05×＝1.05×＝909.4A初選LGJ—800/55鋼芯鋁鉸線表3.15導(dǎo)線型號(hào)最高允許溫度〔攝氏度+70+80LGJ—80014131499變電所環(huán)境最高溫度40℃,最低溫度-28℃,平均溫度14℃,基準(zhǔn)環(huán)境溫度25℃。=1576.267〔A＞909.4<A>熱穩(wěn)定校驗(yàn)θ=θ0+〔θal+θ0*〔I/Ie2=40+<70-40>*<909.4/1576.267>2=50℃查表得C=97.5,由短路得 QK=145.389〔KA2S故所選母線合格。母線選擇見表3.16安裝地點(diǎn)母線型號(hào)220KV側(cè)LGJ—240/3060KV側(cè)LGJ—800/553.6避雷器的選擇與校驗(yàn)在選擇避雷器時(shí),應(yīng)保證避雷器安裝點(diǎn)的工頻電壓升高在任何情況下都不會(huì)超過(guò)滅弧電壓,否則避雷器因不能滅弧而爆炸,對(duì)于單純避雷器來(lái)說(shuō),只需考慮系統(tǒng)單相接地非故障相對(duì)地電壓升高,這一升高顯然與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有關(guān)。一、避雷器的設(shè)計(jì)原則1．配電裝置的每組母線上應(yīng)裝設(shè)避雷器,但進(jìn)出線都裝設(shè)斷路器的除外。2．直接接地系統(tǒng)中,變壓器中性點(diǎn)分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)。3．直接接地系統(tǒng)中,變壓器中性點(diǎn)為全絕緣,但變電所為單進(jìn)線且單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。4．110～220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷針。二.配合繼電保護(hù)要求220KV及以上的大型電力變壓器高壓繞組均為分級(jí)絕緣,中性點(diǎn)絕緣有兩種水平,一種絕緣水平低,為50KV系統(tǒng)中性點(diǎn)絕緣水平為38KV只能接地運(yùn)行,另一種有較高的絕緣水平為220KV變壓器中性點(diǎn)絕緣水平為110KV變壓器可直接接地,也可在電力系統(tǒng)不失去接地的情況下不接地運(yùn)行,我國(guó)220KV系統(tǒng)中廣泛采用這種中性點(diǎn)有較高絕緣水平的分級(jí)絕緣變壓器。經(jīng)過(guò)以上分析可以得出,本變電所裝設(shè)6臺(tái)避雷器,每組母線裝設(shè)1臺(tái),變壓器的中性點(diǎn)裝設(shè)1臺(tái)。避雷器目前是廣泛使用,但它存在著各種電壓作用下的老化問(wèn)題、壽命和熱穩(wěn)定問(wèn)題,在價(jià)格上磁吹閥型避雷器沒(méi)有明顯的優(yōu)越性,在特殊情況下才被使用。管型避雷器由于動(dòng)作時(shí)形成截波對(duì)變壓器的縱向絕緣不利,所以不被采用。FZ避雷器的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FC2避雷器,兩者的工作能力相差不大,考慮經(jīng)濟(jì)利益,本設(shè)計(jì)全部選用FZ避雷器。選定避雷器型號(hào)及技術(shù)數(shù)據(jù)見表3.17型號(hào)額定電壓〔KV滅弧電壓有效值〔KV工頻放電電壓有效值〔KV8/20雷電沖擊波殘壓峰值不大于〔KV不小于不大于5KV10KVFZ—220J220200448536652715FZ—606070.5140173227250FZ—110110125254312375415以上是通過(guò)短路計(jì)算和本變電所的電壓等級(jí)為本變電所所選擇的一些主要的電氣設(shè)備,其具體的安裝位置和型號(hào)見表3.18設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號(hào)斷路器220KV側(cè)LW〔OFPI—22060KV側(cè)LW〔OFPI—63隔離開關(guān)220KV側(cè)母線GW6—220220KV側(cè)出線GW7—22060KV側(cè)GW5—63電流互感器220KV側(cè)LB6—22060KV側(cè)LCWB5—63電壓互感器220KV側(cè)JDCF—22060KV側(cè)JDCF—63避雷器220KV側(cè)FZ—220J60KV側(cè)FZ—60主變中性點(diǎn)FZ—110母線220KV側(cè)LGJ—240/3060KV側(cè)LGJ—800/55第四章防雷保護(hù)計(jì)算4.1避雷針的定位按照規(guī)定,首先確定雷針安放地點(diǎn)。在220KV側(cè)進(jìn)線構(gòu)架上安裝三支避雷針,在主變壓器附近兩側(cè)安裝三支獨(dú)立避雷針。在60KV出線側(cè)安裝三支獨(dú)立避雷針,共9根。4.2變電所避雷針布置圖圖4-1變電所避雷針布置圖4.3保護(hù)圍計(jì)算1.初選避雷針高度為h=25m,被保護(hù)設(shè)備最高為=15m,因?yàn)閔＜30m,P取1,兩針間距為D=60m,D==85m2～4之間：=h－=25－=12.9m〔4.1∵=15m∴hx＞/2∴bx=1.5〔h0-=1.5〔12.9-15=-3.15m＜0〔4.2不滿足要求。2.重新選擇高度,h=30m〔12～4之間：=h－=30－=17.9m〔4.3∵=15m∴hx＞/2∴bx=1.5〔-=1.5〔17.9-15=4.35m＞0〔4.4〔21～2之間：=h－=30－=21.4m〔4.5∵=15m∴hx＞/2∴=1.5〔-=1.5〔21.4-15=9.6m＞0〔4.6同理,其它各針兩兩之間的均大于零,多邊形中間全部面積都處于聯(lián)合保護(hù)圍。所以選用的30m高的避雷針合格。3.單根避雷針的保護(hù)半徑〔1220KV側(cè)配電裝置單根避雷針在hx=15m的水平面上的保護(hù)半徑為≥h/2=〔h－P=30-15=15m〔4.7單根避雷針在hx=10m的水平面上的保護(hù)半徑為＜h/2=〔1.5h-2P=1.530-210=25m〔4.8〔260KV側(cè)配電裝置單根避雷針在=9m的水平面上的保護(hù)半徑為＜h/2=〔1.5h-2P=1.530-29=27m〔4.9單根避雷針在=7m的水平面上的保護(hù)半徑為＜h/2=〔1.5h-2P=1.530-27=31m〔4.10變電所的設(shè)備都能在保護(hù)圍。.總結(jié)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),將我們?cè)谛Ｆ陂g所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合,通過(guò)搜集資料、查閱文獻(xiàn)、方案比較、設(shè)計(jì)繪圖等多方面的訓(xùn)練,提高分析問(wèn)