220kV變電站電氣一次初步設(shè)計(jì),kv,變電站,電氣,一次,初步設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 題目 220kV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì) 系 別 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 電氣 07K6 學(xué)生姓名 侯健 指導(dǎo)教師 胡永強(qiáng) 二 一一年六月 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 II 220KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì) 摘要 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè) 也是現(xiàn)代城市發(fā)展的主要能源和動(dòng)力 隨著 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面 系統(tǒng) 工廠用電 量迅速增長(zhǎng) 對(duì)電能質(zhì)量 技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況 供電的可靠性指標(biāo)也日益提高 因此對(duì)供電 設(shè)計(jì)也有了更高 更完善的要求 供電系統(tǒng)的核心部分是變電所 因此設(shè)計(jì)和建造一個(gè) 安全 經(jīng)濟(jì)的變電所是極為重要的 變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分 由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式 所構(gòu)成 他從電力系統(tǒng)取得電能 通過其變換 分配 輸送與保護(hù)等功能 然后將電能 安全 可靠 經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)換場(chǎng)所 本次設(shè)計(jì)的主題是 220kV 降壓 變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 除了注重變電所設(shè)計(jì)的基本計(jì)算外 對(duì)于電氣主接線的選擇 和論證等都做了充分的說明 本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了 變電所主接線方案的選擇 變電所主變壓器臺(tái)數(shù) 容量 和型式的確定 短路點(diǎn)的確定和短路電流的計(jì)算 電氣設(shè)備的選擇 配電裝置設(shè)計(jì)和總 平面布置 防雷保護(hù)和接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 另外繪制了幾張圖紙 包括 電氣主接線圖 電氣總平面布置圖 斷面圖 圖紙規(guī)格與布圖規(guī)范都按照電力系統(tǒng)相關(guān)的圖紙要求來進(jìn) 行繪制 關(guān)鍵詞 變電站 短路計(jì)算 設(shè)備選擇 電氣主接線 總平面布置 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 III A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM FOR SUBSTATION ABSTRACT Electric power industry is the foundation of industrial development of the national economy also the development energy and the power of the modern urban Along with the economic development and the modern industry developments of quick rising the design of the power supply system become more and more completely and system Because the quickly increase electricity of factories it also increases seriously to the dependable index of the economic condition power supply in quantity The power supply system s hard core is a transformer substation Therefore designs and constructs a security and economical transformer substation is great importance The substation is an importance part of the electric power system it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution It obtains the electric power from the electric power system through its function of transformation and assign transport and safety This design s subject is a design of electric system for 220kV step down transformer substation Besides paying great attention on the basic computation of the transformer substation design and so on has given the full explanation on regarding the main wirings choice and the proof This first step of design included Transformer substation main wiring plan choice Transformer substation main transformer number capacity and pattern determination Short dot determination and short circuit computation Electrical equipment s choice Power distribution equipment design and total plane layout Anyi radar protection and earth system s design Moreover has drawn up some blueprints including Electrical main wiring diagram electrical total floor plan 220kV wiring sectional drawing The blueprint specification and the butut all standard deferred to the electrical power system related blueprint request to carry on the plan Keywords Transformer substation Short circuit computation Unit select Electrical main wiring Total plane layout 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目 錄 摘要 II ABSTRACT III 前言 錯(cuò)誤 未定義書簽 原始數(shù)據(jù) 2 1 電氣主接線選擇 3 1 1 概述 3 1 1 1 可靠性 3 1 1 2 靈活性 3 1 1 3 經(jīng)濟(jì)性 3 1 2 主接線的接線方式選擇 4 1 2 1 單母線接線 4 1 2 2 單母分段接線 4 1 2 3 橋形接線 4 1 2 4 角形接線 4 1 2 5 一臺(tái)半斷路器 3 2 接線 5 1 2 6 雙母接線 5 1 2 7 雙母線分段接線 5 2 主變壓器容量 臺(tái)數(shù)及型式的選擇 6 2 1 概述 6 2 2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 6 2 3 主變壓器容量的選擇 6 2 4 主變壓器型式的選擇 7 2 4 1 主變壓器相數(shù)的選擇 7 2 4 2 繞組數(shù)的選擇 7 2 4 3 主變調(diào)壓方式的選擇 8 2 4 4 連接組別的選擇 8 2 4 5 容量比的選擇 8 2 4 6 主變壓器冷卻方式的選擇 8 3 短路電流計(jì)算 9 3 1 概述 9 3 2 短路計(jì)算的目的及假設(shè) 9 3 2 1 短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 9 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 2 2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 9 3 2 3 短路計(jì)算基本假設(shè) 10 3 2 4 基準(zhǔn)值 10 3 2 5 短路電流計(jì)算的步驟 10 4 電氣設(shè)備的選擇 11 4 1 概述 11 4 1 1 一般原則 11 4 1 2 技術(shù)條件 11 4 2 斷路器的選擇 12 4 3 隔離開關(guān)的選擇 12 4 4 互感器的選擇 13 4 4 1 電流互感器的選擇 14 4 4 2 電壓互感器的選擇 14 4 5 母線的選擇 15 4 5 1 裸導(dǎo)體的選擇條件和校驗(yàn) 15 4 5 2 母線及電纜截面的選擇 16 4 6 支持絕緣子的選擇 16 5 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 17 5 1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 17 5 2 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 17 5 3 避雷器的選擇 17 5 4 避雷針的配置 17 6 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 19 6 1 設(shè)計(jì)說明 19 6 2 接地體的設(shè)計(jì) 19 6 3 典型接地體的接地電阻計(jì)算 19 7 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 20 7 1 概述 20 7 2 高壓配電裝置的選擇 20 7 3 電氣總平面布置 23 8 主接線比較選擇 24 9 主變?nèi)萘康拇_定計(jì)算 30 9 1 變壓器容量的選擇 30 10 短路計(jì)算 31 10 1 計(jì)算變壓器各繞組電抗 31 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 2 計(jì)算系統(tǒng)及線路阻抗 31 10 3 220kV 側(cè)短路電流 32 10 4 110kV 側(cè)短路電流 33 10 5 35kV 側(cè)短路電流 34 11 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇計(jì)算 36 11 1 斷路器的選擇計(jì)算 36 11 1 1 220kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 36 11 1 2 110kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 36 11 1 3 35kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 37 11 2 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 38 11 2 1 220kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 38 11 2 2 110kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 39 11 2 3 35kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 40 11 3 電流互感器的選擇計(jì)算 40 11 3 1 220kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 40 11 3 2 110kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 41 11 3 3 35kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 41 11 4 電壓互感器選擇計(jì)算 42 11 4 1 220kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 42 11 4 2 110kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 43 11 4 3 35kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 43 11 5 220kV 110kV 35kV 側(cè)母線選擇計(jì)算 43 11 5 1 220kV 側(cè)母線的選擇 43 11 5 2 110kV 側(cè)母線的選擇 45 11 5 3 35kV 側(cè)母線的選擇 46 11 6 支持絕緣子的選擇 47 12 經(jīng)濟(jì)性比較 49 13 避雷器及避雷針的選擇 51 13 1 避雷器的選擇 51 13 2 避雷針的選擇 53 14 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 55 結(jié)束語(yǔ) 57 參考文獻(xiàn) 58 致謝 59 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 前言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 目的在于鞏固自己大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí) 由于我的設(shè)計(jì)和專業(yè) 知識(shí)聯(lián)系非常緊密 這就使我在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí) 又對(duì)電力系統(tǒng) 電氣設(shè)備等專業(yè) 知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí) 提高了自己的專業(yè)基礎(chǔ)水平 同時(shí)通過設(shè)計(jì)使我熟悉了設(shè)計(jì)過程 掌 握了基本的設(shè)計(jì)知識(shí) 熟悉了相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè) 輔助資料和國(guó)家有關(guān)規(guī)章制度 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成本專業(yè)所有課程后進(jìn)行的綜合能力考核 內(nèi)容為 220kV 降壓 變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 并根據(jù)變電所設(shè)計(jì)的基本原理設(shè)計(jì) 務(wù)求掌握常規(guī)變電所的 電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)過程 通過對(duì)原始資料的分析 主接線的選擇及比較 短路 電流的計(jì)算 主要電器設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 線路圖的繪制以及避雷器 避雷針的選擇等 步驟 最終確定了 2200kV 變電站所需的主要電器設(shè)備 主接線圖以及變電站防雷保護(hù)方 案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 原始數(shù)據(jù) 1 變電站類型 220kV 降壓變電所 2 電壓等級(jí) 220 110 35kV 3 負(fù)荷情況 110kV 側(cè) 最大負(fù)荷 150MW 最小負(fù)荷 100MW Tmax 5000 小時(shí) cos 0 9 35kV 側(cè) 最大負(fù)荷 80MW 最小負(fù)荷 50MW Tmax 5200 小時(shí) cos 0 85 4 出線情況 220kV 側(cè) 2 回 110kV 側(cè) 10 回 35kV 側(cè) 6 回 5 系統(tǒng)情況 1 歸算至 220kV 母線的系統(tǒng)短路電抗幺值為 0 25 SB 100MVA 2 歸算至 110kV 母線系統(tǒng)短路電抗幺值為 0 3 SB 100MVA 6 環(huán)境條件 同本地條件 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 1 電氣主接線選擇 1 1 概述 主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分 它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受 和分配電能的電路 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變 電所本身運(yùn)行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān) 并且對(duì)電氣設(shè)備選擇 配電裝置 繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響 因此 必須正確處理好各方面的關(guān)系 我國(guó) 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 SDJ 2 79 規(guī)定 變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系 統(tǒng)中的地位 回路數(shù) 設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定 并且滿足運(yùn)行可靠 簡(jiǎn)單靈活 操作方便和節(jié)約投資等要求 便于擴(kuò)建 1 1 1 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù) 保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求 而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求 主接線可靠性的具體要求 1 斷路器檢修時(shí) 不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí) 盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間 并要求保 證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電 3 盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性 1 1 2 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度 檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性 1 為了調(diào)度的目的 可以靈活地操作 投入或切除某些變壓器及線路 調(diào)配電源和 負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式 檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求 2 為了檢修的目的 可以方便地停運(yùn)斷路器 母線及繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修 而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電 3 為了擴(kuò)建的目的 可以容易地從初期過渡到其最終接線 使在擴(kuò)建過渡時(shí) 無論 在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小 1 1 3 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性 靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理 1 投資省 主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰 以節(jié)約斷路器 隔離開關(guān) 電流和電壓互感器 避 雷器等一次設(shè)備的投資 要能使控制保護(hù)不過復(fù)雜 以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制 電纜投資 要能限制短路電流 以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器 在終端或分 支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器 2 占地面積小 主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件 以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架 導(dǎo)線 絕緣子及安裝費(fèi)用 在不受運(yùn)輸條件許可 都采用三相變壓器 以簡(jiǎn)化布置 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 3 電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式 容量和數(shù)量 避免兩次變壓而增 加電能損失 1 2 主接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的 它以電源和出線為主體 在 進(jìn)出線路多時(shí) 一般超過四回 為便于電能的匯集和分配 常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié) 使接線簡(jiǎn)單清晰 運(yùn)行方便 有利于安裝和擴(kuò)建 1 2 1 單母線接線 單母線接線雖然接線簡(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 等優(yōu)點(diǎn) 但是不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān) 等故障或檢修時(shí) 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)非故障段的供電 并且電壓 等級(jí)越高 所接的回路數(shù)越少 一般只適用于一臺(tái)主變壓器 1 2 2 單母分段接線 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 但是 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 都要在檢修期間內(nèi)停電 而出線為雙回時(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 單母分段適用于 110 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4 回 35 63kV 可配電裝置的出線回路數(shù) 為 4 8 回 6 10kV 配電裝置出線為 6 回及以上 則采用單母分段接線 1 2 3 橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí) 采用橋式接線 所用斷路器數(shù)目最少 它可 分為內(nèi)橋和外橋接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長(zhǎng) 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除情況 外橋接線 適合于出線較短 且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換 或系統(tǒng)有穿 越功率 較為適宜 1 2 4 角形接線 多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù) 斷路器接成環(huán)形電路 電 源回路和出線回路都接在兩臺(tái)斷路器之間 多角形接線的 角 數(shù)等于回路數(shù) 也就等于斷 路器數(shù) 多角形接線不適用于回路數(shù)較多的情況 一般最多用到六角形 而更以四角形 和三角形為宜 以減少開環(huán)運(yùn)行所帶來的不利影響 這種接線 一般適用于回路數(shù)較少 且發(fā)展已定型的 110kV 及以上的配電裝置中 中 小型水力發(fā)電廠中也有應(yīng)用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 1 2 5 一臺(tái)半斷路器 3 2 接線 兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母線上組成一個(gè)半斷路器 它具有較高的供電 可靠性和運(yùn)行靈活性 任一母線故障或檢修均不致停電 但是它使用的設(shè)備較多 占地 面積較大 增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性 且投資大 1 2 6 雙母接線 它具有供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn) 而且 檢修另一母線時(shí) 不會(huì)停止 對(duì)用戶連續(xù)供電 如果需要檢修某線路的斷路器時(shí) 不裝設(shè) 跨條 則該回路在檢修期需 要停電 對(duì)于 110 220kV 輸送功率較多 送電距離較遠(yuǎn) 其斷路器或母線檢修時(shí) 需 要停電 而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng) 停電影響較大 一般規(guī)程規(guī)定 110 220kV 雙母線接 線的配電裝置中 當(dāng)出線回路數(shù)達(dá) 7 回 110kV 或 5 回 220kV 時(shí) 一般應(yīng)裝設(shè)專用 旁路母線 1 2 7 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)大容量且在需相互聯(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)建等優(yōu)點(diǎn) 但是易受到母線故障的影響 斷路器檢修時(shí)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 為了保證雙母線的配電裝置 在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí) 包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào) 試 不中斷對(duì)用戶的供電 可增設(shè)旁路母線 或旁路斷路器 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 2 主變壓器容量 臺(tái)數(shù)及型式的選擇 2 1 概述 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中 變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一 其擔(dān)任著向 用戶輸送功率 或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù) 同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增 長(zhǎng)情況 并根據(jù)電力系統(tǒng) 5 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析 合理選擇 否則 將造成經(jīng)濟(jì)技 術(shù)上的不合理 如果主變壓器容量造的過大 臺(tái)數(shù)過多 不僅增加投資 擴(kuò)大占地面積 而且會(huì)增加損耗 給運(yùn)行和檢修帶來不便 設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益 若容量選得過小 可能使變壓器長(zhǎng)期在過負(fù)荷中運(yùn)行 影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 因此 確定合理的變壓器的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 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相 三相 雙繞組 三繞組 自耦以及分裂變壓器等 在選擇主變壓器時(shí) 要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn) 在滿足可靠性的前提下 要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇主變壓器 選擇主變壓器的容量 同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺(tái) 數(shù)及容量 2 2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由原始資料可知 我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是 220kV 降壓變電所 它是以 220kV 受 功率為主 把所受的功率通過主變傳輸至 110kV 及 35kV 母線上 再將電能分配出去 因 此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí) 要確保供電的可靠性 為了保證供電可靠性 避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電 變電所中一般裝 設(shè)兩臺(tái)主變壓器 考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小 適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò) 建 而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí) 另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 60 70 的負(fù)荷保證全 變電所的正常供電 故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用 提高供電的可靠性 2 3 主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷 5 10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10 20 年的負(fù)荷發(fā)展 對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 該所最大 負(fù)荷給定 所以應(yīng)按最大總負(fù)荷來選擇主變的容量 根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)來確定主變壓器的容量 對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所 應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí) 其 余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi) 應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷 對(duì)一般性能 的變電所 當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí) 其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的 60 80 該變 電所是按 60 全部負(fù)荷來選擇 因此 裝設(shè)兩臺(tái)變壓器變電所的總裝容量為 2 1 10351035 6 cosskVkVkVkPSS 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 2 4 主變壓器型式的選擇 2 4 1 主變壓器相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí) 在 330kV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器 而選擇主變 壓器的相數(shù)時(shí) 應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來選擇 單相變壓器組 相對(duì)來講投資大 占地多 運(yùn)行損耗大 同時(shí)配電裝置以及斷電保 護(hù)和二次接線的復(fù)雜化 也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量 本次設(shè)計(jì)的變電所 不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制 故本次設(shè)計(jì)的變電所選用三相變壓器 2 4 2 繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級(jí)的變電所 如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器 容量的 15 以上 或低壓側(cè)雖無負(fù)荷 但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備 主變宜采用 三繞組變壓器 一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備 比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都 較少 而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí) 考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及 占地面積等因素 該所選擇三繞組變壓器 在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有 自耦變 分裂變以及普通三繞組變壓器 自耦變壓器 它的短路阻抗較小 系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí) 短路電流增大 以及干擾繼電 保護(hù)和通訊 并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制 自耦變壓器 具有磁的聯(lián) 系外 還有電的聯(lián)系 所以 當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時(shí) 它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共 繞組 使其它絕緣受到危害 如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時(shí) 它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組 產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓 由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系 有共同的接地中性點(diǎn) 并直接接地 因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同 自耦變壓器 高中壓側(cè)的零序電 流保護(hù) 應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上 分裂變壓器 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20 分裂變壓器 雖然它的短路阻抗較大 當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí) 很大的電流向一側(cè)繞組流去 在分裂變壓器鐵芯中失去 磁勢(shì)平衡 在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力 分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí) 如果兩端負(fù)荷不相等 兩端母線上的電壓也不相等 損耗也就增大 所以分裂變壓器適 用兩端供電負(fù)荷均衡 又需限制短路電流的供電系統(tǒng) 普通三繞組變壓器 價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間 安裝以及調(diào)試靈活 滿足各種繼電保護(hù)的需求 又能滿足調(diào)度的靈活性 它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩 種 這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng) 它的供電可靠性也高 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 2 4 3 主變調(diào)壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性 110kV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn) 1 樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降 而定 可為電網(wǎng)額定電壓的 1 1 3 倍 在日負(fù)荷最大 最小的情況下 其運(yùn)行電壓控制 在水平的波動(dòng)范圍不超過 10 事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95 2 電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓 在任何情況下嚴(yán)禁超過電網(wǎng)最高電壓 變電所一次側(cè)母線 的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95 100 調(diào)壓方式分為兩種 不帶電切換 稱為無激磁調(diào)壓 調(diào)整范圍通常在 5 以內(nèi) 另一 種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓 調(diào)整范圍可達(dá) 30 由于該變電所的電壓波動(dòng)較大 故選擇有載調(diào)壓方式 才能滿足要求 2 4 4 連接組別的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則不能并列運(yùn)行 2 4 5 容量比的選擇 為保證供電質(zhì)量及保證變壓器充分利用 選用 100 100 100 2 4 6 主變壓器冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有 自然風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)水 冷卻 自然風(fēng)冷卻 一般只適用于小容量變壓器 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 雖然散熱效率高 具有節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn) 但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件 冷卻器的密封性能要求高 維護(hù)工作量較大 綜上所述 本設(shè)計(jì)選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 3 短路電流計(jì)算 3 1 概述 電力系的電氣設(shè)備 在其運(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)破壞對(duì)用戶的正 常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障 所謂短路 是指一切不正常的相與相之間或相與地 對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng) 發(fā)生通路的情況 在三相系統(tǒng)中 可能發(fā)生的短路有 三相短路 兩相短路 兩相接地短路和單相接 地短路 其中 三相短路是對(duì)稱短路 系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài) 其 他類型的短路都是不對(duì)稱短路 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 在各種類型的短路中 單相短路占大多數(shù) 兩相短路較 少 三相短路的機(jī)會(huì)最少 但三相短路雖然很少發(fā)生 其情況較嚴(yán)重 應(yīng)給以足夠的重 視 因此 我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流 并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性 3 2 短路計(jì)算的目的及假設(shè) 3 2 1 短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 其計(jì)算目的是 1 在選擇電氣主接線時(shí) 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)線的相間和相對(duì)地的安全距 離 4 按接地裝置的設(shè)計(jì) 也需用短路電流 3 2 2 短路電流計(jì)算的一般規(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)按工程的 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 一般為本期工程建成后 5 10 年 確定短路電流計(jì)算時(shí) 應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 而不應(yīng)按僅在切換 過程中可能并列運(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?步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響 3 選擇導(dǎo)體和電器時(shí) 對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn) 應(yīng)按選擇在正常接線方式 時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn) 4 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 3 2 3 短路計(jì)算基本假設(shè) 1 正常工作時(shí) 三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 2 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同 3 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和 即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生 變化 4 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 5 元件的電阻略去 輸電線路的電容略去不計(jì) 及不計(jì)負(fù)荷的影響 6 系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路 3 2 4 基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗 采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算 為了計(jì)算方便 選取如下基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量 100MVABS 基準(zhǔn)電壓 kV 37 121 230avU 3 2 5 短路電流計(jì)算的步驟 1 計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 并折算為同一基準(zhǔn)容量下 2 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖 3 選擇短路點(diǎn) 4 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn) 把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng) 不考慮短路電流周期分量的衰減 求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值 并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值 有名值 標(biāo)幺值 3 1 1IX 有名值 3 2 3BavSU 5 計(jì)算短路容量 短路電流沖擊值 短路容量 3 3 nSI 短路電流沖擊值 3 4 2 5chi 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 4 電氣設(shè)備的選擇 4 1 概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線 和配電裝置達(dá)到安全 經(jīng)濟(jì)的重要條件 在進(jìn)行設(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)約投資 選擇合適的電 氣設(shè)備 電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn) 經(jīng)濟(jì) 合理 安全可靠 運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地 以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需 要 電氣設(shè)備要能可靠的工作 必須按正常工作條件進(jìn)行選擇 并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱 穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器 應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓 過電流的情況 下保持正常運(yùn)行 4 1 1 一般原則 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行 檢修 短路和過電壓情況下的要求 并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 4 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種 5 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致 6 選用的新品 均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 4 1 2 技術(shù)條件 1 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 A 電壓 所選電器和電纜允許最高工作電壓 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgUnU 即 4 1 n 一般電纜和電器允許的最高工作電壓 當(dāng)額定電壓在 110KV 及以下時(shí)為 1 15 n 而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 一般不超過 1 1 maxgUn B 電流 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 Q 0 下 導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流yI maxgI 即 4 2 y 由于變壓器在電壓降低 5 時(shí) 出力保持不變 故其相應(yīng)回路的 maxgI 1 05 為電器額定電流 nI C 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 不等時(shí) 其長(zhǎng)期允許電流 可按下式修正 yIyI 4 3 21MTK 基中 為溫度修正系數(shù) 為最高工作溫度 為額定載流量基準(zhǔn)下的環(huán)境溫度 MT1TC 為實(shí)際環(huán)境溫度 對(duì)應(yīng)于所選截面 環(huán)境溫度為 25 時(shí) 長(zhǎng)期允許載流量 A 2yISC 2 按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 一般校驗(yàn)取三相 短路時(shí)的短路電流 如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí) 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可不驗(yàn)算動(dòng) 熱穩(wěn)定 A 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定條件為 4 4 2dztI 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 4 5 0 5 0zItt B 短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為 4 6 max2 chiIi 4 2 斷路器的選擇 變電所中 高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一 它具有完善的滅弧性能 正常運(yùn)行 時(shí) 用來接通和開斷負(fù)荷電流 在某所電氣主接線中 還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的 任務(wù) 故障時(shí) 斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用 斷開短路電流 切除故障線路 保證 非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn) 環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式 由于真空斷路器 SF 6 斷路器比少油斷路器 可靠性更好 維護(hù)工作量更少 滅弧性能更 高 目前得到普遍推廣 故 35 220kV 一般采用 SF6 斷路器 真空斷路器只適應(yīng)于 10kV 電壓等級(jí) 10kV 采用真空斷路器 高壓斷路器的額定開斷電流 應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間的短路電流即最大持續(xù)NI 工作電流 即 4 7 maxgImaxNgI 在斷路器合閘之前 若線路上已存在短路故障 則在斷路器合閘過程中 觸頭間在 未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過 預(yù)擊穿 更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞 且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí) 不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘 此時(shí)要求能切斷短路電流 為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全 斷路器額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊 值 4 3 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān) 配制在主接線上時(shí) 保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口 與帶電部 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 分隔離 由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低 所以操作隔離開關(guān)時(shí) 必須遵循倒 閘操作順序 隔離開關(guān)的配置 1 斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān) 以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口 與電源 側(cè)隔離 2 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地 3 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān) 為了保證電器和母線的 檢修安全 每段母上宜裝設(shè) 1 2 組接地刀閘或接地器 63kV 及以上斷路器兩側(cè)的隔離開 關(guān)和線路的隔離開關(guān) 宜裝設(shè)接地刀閘 應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān) 4 按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān) 5 當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí) 斷路器通往用戶的那一側(cè) 可以不裝設(shè)隔離開關(guān) 但如費(fèi)用不大 為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓 也可以裝設(shè) 4 4 互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器 是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件 用以 分別向測(cè)量?jī)x表 繼電器的電壓線圈和電流線圈供電 正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和 故障情況 其作用有 1 將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流 使測(cè)量 儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化 小型化 并使其結(jié)構(gòu)輕巧 價(jià)格便宜 便于屏內(nèi)安裝 2 使二次設(shè)備與高電壓部分隔離 且互感器二次側(cè)均接地 從而保證了設(shè)備和人身 的安全 電流互感器的特點(diǎn) 1 一次繞組串聯(lián)在電路中 并且匝數(shù)很少 故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)量 電路的負(fù)荷 而與二次電流大小無關(guān) 2 電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小 所以正常情況下 電流互感 器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行 電壓互感器的特點(diǎn) 1 容量很小 類似于一臺(tái)小容量變壓器 但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù) 2 二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈阻抗很大 互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行 即開路狀態(tài) 互感器的配置 1 為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要 在變壓器 出線 母線分段及所有斷路器回路中 均裝設(shè)電流互感器 2 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器 如 發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 3 對(duì)直接接地系統(tǒng) 一般按三相配制 對(duì)三相直接接地系統(tǒng) 依其要求按兩相或三 相配制 4 6 110kV 電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器 5 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí) 出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器 4 4 1 電流互感器的選擇 1 電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響 使一次電流 與 在數(shù)值和相1I2 位上都有差異 即測(cè)量結(jié)果有誤差 所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn) 確度來選擇 2 電流互感器 10 誤差曲線 是對(duì)保護(hù)級(jí) BlQ 電流互感器的要求與測(cè)量級(jí)電流互 感器有所不同 對(duì)測(cè)量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí) 而當(dāng) 其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和 以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害 保護(hù)級(jí)電流互 感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作 因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高 在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限 制不超過 10 電流互感器的 10 誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過 10 的條 件下 一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗 Z2f 關(guān)系曲線 3 為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí) 其二次側(cè)所接負(fù)荷應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量 4 按一次回路額定電壓和電流選擇 電流互感器用于測(cè)量時(shí) 其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1 3 左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作 電流互感器的一次額定電壓 和電流 選擇必須滿足 NU1NI 和 為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度 互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近NgU 1maxNgI 額定電流 5 種類和型式的選擇 選擇電流互感器種類和形式時(shí) 應(yīng)滿足繼電保護(hù) 自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求 再 根據(jù)安裝地點(diǎn) 屋內(nèi) 屋外 和安裝方式 穿墻 支持式 裝入式等 來選擇 6 熱穩(wěn)定檢驗(yàn) 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 允許通過一次額定電流 的倍數(shù) 來表示 即 dzt 1NItK 4 8 221 dzNtItK 7 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值 的倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定電流倍12NIdw 數(shù) 表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力 故動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn) 4 9 12chNdwiI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 4 4 2 電壓互感器的選擇 1 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi) 負(fù)荷功率因數(shù) 為額定值時(shí) 電壓誤差最大值 由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗 導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相位有誤差 而 電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān) 所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量 通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量 2 按一次回路電壓選擇 為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行 電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng) 電壓應(yīng)在 1 1 0 9 范圍內(nèi)變動(dòng) NU 3 按二次回路電壓選擇 電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求 電壓互感器二次 側(cè)額定電壓可按下表 4 1 選擇 表 4 1 電壓互感器的選擇方式 4 電壓互感器及型式的選擇 電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇 在 6 35kV 屋內(nèi)配 電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器 110 220kV 配電裝置中一般采用半級(jí)式 電磁式電壓互感器 4 5 母線的選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù) 電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線 來匯集和分散電功率 在發(fā)電廠 變電所及輸電線路中 所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)體 硬鋁母線 及電力電纜等 由于電壓等級(jí)及要求不同 所使用導(dǎo)體的類型也不相同 敞露母線一般按導(dǎo)體材料 類型和敷設(shè)方式 導(dǎo)體截面 電暈 短路穩(wěn)定 共振頻 率等各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn) 接 線 型 式 電網(wǎng)電壓 kV 型 式 二次繞組電壓 V 接成開口三角形輔助 繞組電壓 IV 一臺(tái) PT 不完全 符形接線方式 3 35 單相式 100 無此繞組 110J 500J 單相式 100 3 100 3 60 單相式 100 3 100 3Yo Yo 3 15 三相五柱式 100 100 3 相 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 4 5 1 裸導(dǎo)體的選擇條件和校驗(yàn) 1 型式 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料 對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā) 電機(jī) 變壓器出線端部 以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所 可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體 回路正常工作電流在 400A 及以下時(shí) 一般選用矩形導(dǎo)體 在 400 8000A 時(shí) 一般 選用槽形導(dǎo)體 2 配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇 應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流 電暈 無線電干擾 等條件 確定導(dǎo)體的截面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式 3 當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí) 應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積 對(duì) 110kV 及以下配電 裝置 電暈對(duì)選擇導(dǎo)體一般不起決定作用 故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截面 4 5 2 母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外 其余導(dǎo)體截面 一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 1 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流 應(yīng)不大 maxgI 于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流 yI 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低 對(duì)應(yīng) 不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) 將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度maxT 經(jīng)濟(jì)電流密度 J 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式 4 10 maxgISJ 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按上述情況選擇的導(dǎo)體截面 還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定 S Smin 4 11 SdztCI 熱穩(wěn)定系數(shù) C 穩(wěn)態(tài)短路電流 kA I 短路等值時(shí)間 s dzt 4 6 支持絕緣子的選擇 1 型式選擇 根據(jù)裝置地點(diǎn) 環(huán)境 選擇屋內(nèi) 屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式 一般 屋外采用聯(lián)合膠裝多棱式 屋外采用棒式 需要倒裝時(shí) 采用懸掛式 2 額定電壓選擇 無論支持絕緣子或套管均要負(fù)荷產(chǎn)品額定電壓大于或等于所在電網(wǎng)電壓要求 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 5 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 5 1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 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 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 避雷器的作用 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 5 2 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 為了保護(hù)變壓器中性點(diǎn) 尤其是不接地變壓器中性點(diǎn)的絕緣 通常在變壓器中性點(diǎn) 上裝設(shè)避雷器外 還需裝設(shè)放電間隙 直接接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用 動(dòng)作接地 變壓器 避雷器作后備 變壓器不接地時(shí) 放電間隙和零序過電壓起保護(hù)作用 大氣過 電壓時(shí) 線路避雷器動(dòng)作 工程過電壓時(shí) 間隙保護(hù)動(dòng)作 因氧化鋅避雷器殘壓低 無 法與放電間隙配合 故選用閥型避雷器 5 3 避雷器的選擇 閥型避雷器應(yīng)按下列條件選擇 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) 宜按下表選 擇 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 表 5 1 閥型避雷器的應(yīng)用范圍 型號(hào) 型式 應(yīng)用范圍 FS 配電用普通閥型 10kV 及以下的配電系統(tǒng) 電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3 220kV 發(fā)電廠 變電所的配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 1 330kV 及需要限制操作過電壓的 220kV 及以下 配電裝置 2 降低絕緣的配電裝置 3 布置場(chǎng)所特別狹窄或高烈度地震區(qū) 4 某些變壓器的中性點(diǎn) FCD 旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機(jī) 屋內(nèi) 5 4 避雷針的配置 一 避雷針的配置原則 1 獨(dú)立式避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置 在非高土壤電阻率地區(qū) 其工頻接地電 阻 當(dāng)有困難時(shí) 可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接 但避雷針與主接地網(wǎng)的地下0eR 連接點(diǎn)沿接地線的長(zhǎng)度不得小于 15m 2 獨(dú)立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 且 獨(dú)立10 2 idRh 15dm 式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離 且 式中 為沖323iR 擊接地電阻 二 避雷針位置的確定 首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定 避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的 電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求 1 電壓 110kV 及以上的配電裝置 一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上 但在土壤電阻率大于 1000n 米的地區(qū) 宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針 2 35kV 及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針 因其絕緣水平很低 雷擊 時(shí)易引起反擊 3 在變壓器的門型架構(gòu)上 不應(yīng)裝設(shè)避雷針 避雷線 因?yàn)殚T型架距變壓器較近 裝設(shè)避雷針后 構(gòu)架的集中接地裝置距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在地中距離很難達(dá)到不小 于 15m 的要求 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 6 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 6 1 設(shè)計(jì)說明 變電站需要有良好的接地裝置 以滿足工作安全和防雷保護(hù)接地要求 一般做法是 根據(jù)安全和工作接地的要求 敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng) 然后再在避雷針和避雷器下面增 加接地體 以滿足防雷接地的要求 總的接地電阻為水平接地體接地電阻和垂直接地體 電阻的并聯(lián)等效阻值 一般要求總的接地電阻 才能保證運(yùn)行的安全 0 5R 6 2 接地體的設(shè)計(jì) 工程實(shí)用的接地體主要由扁鋼 圓鋼 角鋼 鋼管組成 埋入地表下 0 5 1m 水 平接地體多用扁鋼 寬度一般為 20 40mm 厚度不小于 4mm 或者用直徑不小于 6mm 的 圓鋼 垂直接地體一般用角鋼 或鋼管 長(zhǎng)度一般為 2 5m 20350m 6 3 典型接地體的接地電阻計(jì)算 1 垂直接地體 6 1 4ln2Rd 式中 是接地體長(zhǎng)度 m d 是接地體直徑 m 當(dāng)采用扁鋼時(shí) b 為扁鋼l 2d 的寬度 當(dāng)采用角鋼時(shí) b 是角鋼每邊寬度 0 8 當(dāng)有 n 根垂直接地體時(shí) 總接地電阻 可按并聯(lián)電阻計(jì)算 R 6 2 n 式中 稱為利用系數(shù) 它表示由于電流互相屏蔽而使接地體不能充分利用的程度 一般 為 0 65 0 8 2 水平接地體 6 3 2lnLRAdh 式中 L 是接地體的總長(zhǎng)度 m h 是接地體埋設(shè)深度 m A 是表示因受屏蔽影 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 響是接地電阻增加的系數(shù) 其數(shù)值如表 6 4 所示 表 6 4 屏蔽影響系數(shù)表 7 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 7 1 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分 它是按主接線的要求 由開關(guān)設(shè)備 保護(hù)和測(cè)量電器 母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成 用來接受和分配電能 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同 可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置 按其組裝方式 又可分為 由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置 稱為配式配電裝置和成套配電裝置 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn) 由于允許安全凈距小可以分層布置 故占地面積較小 維修 巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行 不受氣侯影響 外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小 可減少維護(hù)工作量 房屋建筑投資大 屋外配電裝置的特點(diǎn) 土建工程量和費(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) 占地面積大 受外界空氣影響 設(shè)備運(yùn) 行條件較差 順加絕緣 外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求 1 配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 2 保證運(yùn)行可靠 按照系統(tǒng)自然條件 合理選擇設(shè)備 在布置上力求整齊 清晰 保證具有足夠的安全距離 3 便于檢修 巡視和操作 4 在保證安全的前提下 布置緊湊 力求節(jié)約材料和降低造價(jià) 5 安裝和擴(kuò)建方便 配電裝置的設(shè)計(jì)原則 1 節(jié)約用地 2 運(yùn)行安全和操作巡視方便 3 考慮檢修和安裝條件 4 保證導(dǎo)體和電器在污穢 地震和高海拔地區(qū)的安全運(yùn)行 5 節(jié)約三材 降低造價(jià) 6 安裝和擴(kuò)建方便 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 7 2 高壓配電裝置的選擇 配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸 是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸 檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距 離 電氣絕緣距離等因素而決定 對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置 在各種間距中 最基 本的是帶電部分對(duì)地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距 在這一距 離下 無論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時(shí) 都不致使空氣間隙擊穿 表 7 1 和表 7 2 見下文 中所列出各種間隔距離中最基本的最小安全凈距 高壓配 電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 中所規(guī)定的 A 值 它表明帶電部分至接地部分或相間的最小安全 凈 表 7 1 屋外配電裝置的安全凈距 mm 額定電壓 kV 符 號(hào) 適 用 范 圍 圖 號(hào) 3 10 15 20 35 63 110J 110 220J 330J 500J A1 1 帶 電 部 分 至 接 地 部 分 之 間 2 網(wǎng) 狀 遮 欄 向 上 延 伸 線 距 地 2 5m 處 與 遮 欄 上 方 帶 電 部 分 之 間 10 1 10 2 200 30 0 400 650 900 1010 1800 2500 3800 A2 1 不 同 相 的 帶 電 部 分 之 間 2 斷 路 器 和 隔 離 開 關(guān) 的 斷 口 兩 側(cè) 引 線 帶 電 部 分 之 間 10 1 10 3 200 30 0 400 650 1000 1100 2000 2800 4300 B1 1 設(shè) 備 運(yùn) 輸 時(shí) 其 外 部 至 無 遮 欄 帶 電 部 分 之 間 2 交 叉 的 不 同 時(shí) 停 電 檢 修 的 無 遮 欄 帶 電 部 分 之 間 3 柵 狀 遮 欄 至 絕 緣 體