2011年自考人力资源开发与管理复习资料六

毕毕 业业 论论 文文 110KV110KV 变电站及其配电系统的设计变电站及其配电系统的设计 作 者 姓 名 宋楠楠 专 业 班 级 建筑电气 0902 班 学 号 校内指导教师 朱海英 校外指导教师 侯云川 完 成 日 期 黄河水利职业技术学院自动化工程系 1 摘摘 要要 随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起 供电系统的设计越来越全面 系统 工厂用 电量迅速增长 对电能质量 技术经济状况 供电的可靠性指标也日益提高 因此对供电设计 也有了更高 更完善的要求 设计是否合理 不仅直接影响基建投资 运行费用和有色金属的 消耗量 也会反映在供电的可靠性和安全生产方面 它和企业的经济效益 设备人身安全密切 相关 变电站是电力系统的一个重要组成部分 由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成 他从电力系统取得电能 通过其变换 分配 输送与保护等功能 然后将电能安全 可靠 经 济的输送到每一个用电设备的转设场所 作为电能传输与控制的枢纽 变电站必须改变传统的 设计和控制模式 才能适应现代电力系统 现代化工业生产和社会生活的发展趋势 随着计算 机技术 现代通讯和网络技术的发展 为目前变电站的监视 控制 保护和计量装置及系统分 隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础 关键词关键词 接接线线方式 方式 变电变电站 站 监视监视 控制 保 控制 保护护 计计量量 2 目 录 摘要 1 第 1 章 电气主接线 3 1 1 110kv 电气主接线 3 1 2 35kv 电气主接线 5 1 3 10kv 电气主接线 7 站用变接线 12 第 2 章负荷计算及变压器选择 13 2 1 负荷计算 13 2 2 主变台数 容量和型式的确定 14 2 3 站用变台数 容量和型式的确定 16 第 3 章 最大持续工作电流及短路电流的计算 17 3 1 各回路最大持续工作电流 17 3 2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 18 第 4 章 主要电气设备选择 19 4 1 高压断路器的选择 21 4 2 隔离开关的选择 22 4 3 母线的选择 23 4 4 绝缘子和穿墙套管的选择 24 4 5 电流互感器的选择 24 4 6 电压互感器的选择 26 4 7 继电保护配置 31 3 4 8 各主要电气设备选择结果一览表 29 第 5 章 防雷规划 30 5 1 变电所防雷保护的特点 30 5 2 各种设施防雷保护 30 5 3 避雷器选择 30 附录 I 设计计算书 32 附录 II 电气主接线图 33 10kv 配电装置配电图 34 致谢 35 参考文献 36 学生反应 37 第 1 章 电气主接线设计 现代电力系统是一个巨大的 严密的整体 各类发电厂 变电站分工完成整个 电力系统的发电 变电和配电的任务 其主接线的好坏不仅影响到发电厂 变电站 和电力系统本身 同时也影响到工农业生产和人民日常生活 因此 发电厂 变电 站主接线必须满足以下基本要求 4 1 运行的可靠 断路器检修时是否影响供电 设备和线路故障检修时 停电数目的多少和停电时间 的长短 以及能否保证对重要用户的供电 2 具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式 达到调度的目的 而 且在各种事故或设备检修时 能尽快地退出设备 切除故障停电时间最短 影响范 围最小 并且在检修时可以保证检修人员的安全 3 操作应尽可能简单 方便 主接线应简单清晰 操作方便 尽可能使操作步骤简单 便于运行人员掌握 复杂 的接线不仅不便于操作 还往往会造成运行人员的误操作而发生事故 但接线过于 简单 可能又不能满足运行方式的需要 而且也会给运行造成不便或造成不必要的 停电 4 经济上合理 主接线在保证安全可靠 操作灵活方便的基础上 还应使投资和年运行费用小 占 地面积最少 使其发挥最大的经济效益 5 应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展 电力负荷增加很快 因此 在选择主接线时还要考虑 到具有扩建的可能性 变电站电气主接线的选择 主要决定于变电站在电力系统中的地位 环境 负 荷的性质 出线数目的多少 电网的结构等 1 1 110kV 电气主接线 由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的 那么其负荷 5 为地区性负荷 变电站 110kV 侧和 10kV 侧 均为单母线分段接线 110kV 220kV 出线数目为 5 回及以上或者在系统中居重要地位 出线数目为 4 回及以上的配电装 置 在采用单母线 分段单母线或双母线的 35kV 110kV 系统中 当不允许停电检 修断路器时 可设置旁路母线 根据以上分析 组合 保留下面两种可能接线方案 如图 1 1 及图 1 2 所示 图 1 1 单母线分段带旁母接线 6 图 1 2 双母线带旁路母线接线 对图 1 1 及图 1 2 所示方案 综合比较 见表 1 1 表 1 1 主接线方案比较表 项目 方案 方案 方案 技 术 简单清晰 操作方便 易于发展 可靠性 灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器 进行不停电检修出线断路器 保证重 要用户供电 运行可靠 运行方式 灵活 便于事故处理 易扩建 母联断路器可代替需 检修的出线断路器工 作 倒闸操作复杂 容易 误操作 经 济 设备少 投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节 省投资 占地大 设备多 投 资大 母联断路器兼作旁路 断路器节省投资 在技术上 可靠性 灵活性 第 种方案明显合理 在经济上则方案 占优势 鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性 经综合分析 决定选第 种 方案为设计的最终方案 1 2 35kV 电气主接线 7 电压等级为 35kV 60kV 出线为 4 8 回 可采用单母线分段接线 也可采用 双母线接线 为保证线路检修时不中断对用户的供电 采用单母线分段接线和双母 线接线时 可增设旁路母线 但由于设置旁路母线的条件所限 35kV 60kV 出线多 为双回路 有可能停电检修断路器 且检修时间短 约为 2 3 天 所以 35kV 60kV 采用双母线接线时 不宜设置旁路母线 有条件时可设置旁路隔离开关 据上述分析 组合 筛选出以下两种方案 如图 1 3 及图 1 4 所示 图 1 3 单母线分段带旁母接线 图 1 4 双母线接线 对图 1 3 及图 1 4 所示方案 综合比较 见表 1 2 8 表 1 2 主接线方案比较 项目 方案方案 单方案 双 简单清晰 操作方便 易于发展 可靠性 灵活性差 旁路断路器还可以代 替出线断路器 进行不 停电检修出线断路器 保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作 经 济 设备少 投资小 用母线分段断路器兼 作旁路断路器节省投资 设备多 配电装置 复杂 投资和占地面大 经比较两种方案都具有易扩建这一特性 虽然方案 可靠性 灵活性不如方案 但其具有良好的经济性 鉴于此电压等级不高 可选用投资小的方案 1 3 10kV 电气主接线 6 10kV 配电装置出线回路数目为 6 回及以上时 可采用单母线分段接线 而 双母线接线一般用于引出线和电源较多 输送和穿越功率较大 要求可靠性和灵活 性较高的场合 上述两种方案如图 1 5 及图 1 6 所示 技 术 9 图 1 5 单母线分段接线 图 1 6 双母线接线 对图 1 5 及图 1 6 所示方案 综合比较 见表 1 3 表 1 3 主接线方案比较 项目 方案方案 单分方案 双 10 技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供 电 任一断路器检修 该 回路必须停止工作 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作 经济 占地少 设备少 设备多 配电装置复 杂 投资和占地面大 经过综合比较方案 在经济性上比方案 好 且调度灵活也可保证供电的可靠 性 所以选用方案 1 4 站用电接线 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式 故提出单母线分段接线和 单母线接线两种方案 上述两种方案如图 1 7 及图 1 8 所示 图 1 7 单母线分段接线 11 图 1 8 单母线接线 对图 1 7 及图 1 8 所示方案 综合比较 见表 1 4 表 1 4 主接线方案比较 12 经比较两种方案经济性相差不大 所以选用可靠性和灵活性较高的方案 第 2 章 负荷计算及变压器选择 2 1 负荷计算 要选择主变压器和站用变压器的容量 确定变压器各出线侧的最大持续工作电 流 首先必须要计算各侧的负荷 包括站用电负荷 动力负荷和照明负荷 10kV 负荷 35kV 负荷和 110kV 侧负荷 由公式 2 1 1 cos 1 n i tc p KS 项目 方案方案 单分方案 单 技 术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供 电 任一断路器检修 该 回路必须停止工作 扩建时需向两个方向 均衡发展 简单清晰 操作方 便 易于发展 可靠性 灵活性差 经济 占地少 设备少 设备少 投资小 13 某电压等级的计算负荷 sC 同时系数 35kV 取 0 9 10kV 取 0 85 35kV 各负荷与 10kV 各负 kt 荷之间取 0 9 站用负荷取 0 85 该电压等级电网的线损率 一般取 5 P cos 各用户的负荷和功率因数 2 1 1 站用负荷计算 S 站 0 85 91 5 0 85 1 5 96 075KVA 0 096MVA 2 1 2 10kV 负荷计算 S10KV 0 85 4 3 3 5 3 2 3 4 5 6 7 8 0 85 3 9 4 1 5 38 675WVA 2 1 3 35kV 负荷计算 S35KV 0 9 6 6 5 3 0 9 2 6 3 2 0 85 1 5 27 448MVA 2 1 4 110kV 负荷计算 S110KV 0 9 20 0 9 5 8 0 85 25 5 0 85 12 0 9 1 5 S 站 68 398 0 096 14 68 494MVA 2 2 主变台数 容量和型式的确定 2 2 1 变电所主变压器台数的确定 主变台数确定的要求 1 对大城市郊区的一次变电站 在中 低压侧已构成环网的情况下 变电站以 装设两台主变压器为宜 2 对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站 在设计时应考虑装设三台主 变压器的可能性 考虑到该变电站为一重要中间变电站 与系统联系紧密 且在一次主接线中已 考虑采用旁路呆主变的方式 故选用两台主变压器 并列运行且容量相等 2 2 2 变电所主变压器容量的确定 主变压器容量确定的要求 1 主变压器容量一般按变电站建成后 5 10 年的规划负荷选择 并适当考虑到 远期 10 20 年的负荷发展 2 根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量 对于有重要负 荷的变电站 应考虑当一台主变压器停运时 其余变压器容量在设计及过负荷 能力后的允许时间内 应保证用户的一级和二级负荷 对一般性变电站停运时 其余变压器容量就能保证全部负荷的 60 70 S 68 494MVA 由于上述条件 总 所限制 所以 两台主变压器应各自承担 34 247MVA 当一台停运时 另一台 则承担 70 为 47 946MVA 故选两台 50MVA 的主变压器就可满足负荷需求 15 2 2 3 变电站主变压器型式的选择 具有三种电压等级的变电站中 如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变 压器容量的 15 以上或低压侧虽无负荷 但在变电站内需装设无功补偿设备时 主变压器采用三饶组 而有载调压较容易稳定电压 减少电压波动所以选择有载 调压方式 且规程上规定 对电力系统一般要求 10kV 及以下变电站采用一级有载 调压变压器 故本站主变压器选用有载三圈变压器 我国 110kV 及以上电压变压 器绕组都采用 Y 连接 35kV 采用 Y 连接 其中性点多通过消弧线圈接地 35kV 0 以下电压变压器绕组都采用连接 故主变参数如下 电压组合及分接范围阻抗电压空载 电流 连接组 型号 高压中压低压高 中高 低中 低 SFSZ9 50000 11 0 110 8 1 25 38 5 5 10 5 11 10 5 17 5 6 5 1 3 YN yn 0 d11 2 3 站用变台数 容量和型式的确定 2 3 1 站用变台数的确定 对大中型变电站 通常装设两台站用变压器 因站用负荷较重要 考虑到该 变电站具有两台主变压器和两段 10kV 母线 为提高站用电的可靠性和灵活性 16 所以装设两台站用变压器 并采用暗备用的方式 2 3 2 站用变容量的确定 站用变压器 容量选择的要求 站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和 留有 10 左右的裕度 以备加接临时负荷之用 考虑到两台站用变压器为采用暗 备用方式 正常情况下为单台变压器运行 每台工作变压器在不满载状态下运行 当任意一台变压器因故障被断开后 其站用负荷则由完好的站用变压器承担 S 站 96 075 1 10 106KVA 2 3 3 站用变型式的选择 考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过 渡的目标 可选用干式变压器 故站用变参数如下 电压组合 型号 高压 高压分 接范围 低压 连接组 标号 空载损 耗 负载损 耗 空载电 流 阻抗 电压 S9 200 1010 6 3 6 5 0 4Y yn00 482 61 34 因本站有许多无功负荷 且离发电厂较近 为了防止无功倒送也为了保证用户 的电压 以及提高系统运行的稳定性 安全性和经济性 应进行合理的无功补偿 根据设计规范第 3 7 1 条自然功率应未达到规定标准的变电所 应安装并联电 容补偿装置 电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧 电容器装置宜 用中性点不接地的星型接线 17 电力工程电力设计手册 规定 对于 35 110KV 变电所 可按主变压器额定容 量的 10 30 作为所有需要补偿的最大容量性无功量 地区无功或距离电源点接近的 变电所 取较低者 地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所 取较低者 地 区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者 第三章 最大持续工作电流节短路计算 3 1 各回路最大持续工作电流 根据公式 3 1 Smax3UeIg max 式中 所统计各电压侧负荷容量 Smax 各电压等级额定电压 Ue 最大持续工作电流 Ig max Smax3UeIg max Ig maxSmax3Ue 则 10kV 38 675MVA 10KV Ig max3 2 232KA 35kV 27 448 MVA 35KV Ig max3 1 58KA 110kV 68 494 MVA 110KV Ig max3 3 954 KA 18 3 2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障 短路故障将使系统电压降低和回 路电流大大增加 它不仅会影响用户的正常供电 而且会破坏电力系统的稳定性 并损坏电气设备 因此 在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中 都必 须对短路电流进行计算 短路电流计算的目的是为了选择导体和电器 并进行有关的校验 按三相短路 进行短路电流计算 可能发生最大短路电流的短路电流计算点有 个 即 110KV 母 线短路 K1 点 35KV 母线短路 K2 点 10KV 电抗器母线短路 K3 点 0 4KV 母线短路 K4 点 计算结果 计算过程见附录 当 K1 点断路时 5 58KA 14 2 8 43 1111 4 I ichIch s 当 K2 点断路时 1 85KA 4 7 2 8 120 2 I ichIch s 当 K3 点断路时 38KA 96 7 57 4 691 I ichIch s 当 K4 点断路时 1000KA 2542 1510 692 8 I ichIch s 第四章 主要电气设备选择 19 由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异 因此它们的选择校验项目和方 法也都完全不相同 但是 电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地 工作 为此 它们的选择都有一个共同的原则 电气设备选择的一般原则为 1 应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展 2 应满足安装地点和当地环境条件校核 3 应力求技术先进和经济合理 4 同类设备应尽量减少品种 5 与整个工程的建设标准协调一致 6 选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选 用 未经正式鉴定的新产品应经上级批准 技术条件 选择的高压电器 应能在长期工作条件下和发生过电压 过电流的情况下 保持正常运行 1 电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax 不得低于该回路的最高运行电压 Ug 即 Umax Ug 2 电流 选用的电器额定电流 Ie 不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的持续 工作电流 Ig 即 Ie Ig 校验的一般原则 1 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验 校验的短路 电流一般取最严重情况的短路电流 20 2 用熔断器保护的电器可不校验热稳定 3 短路的热稳定条件 Qd Irt 2 Qdt 在计算时间 ts 内 短路电流的热效应 KA2S It t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值 KA2S T 设备允许通过的热稳定电流时间 s 校验短路热稳定所用的计算时间 Ts 按下式计算 t td tkd 式中 td 继电保护装置动作时间内 S tkd 断路的全分闸时间 s 4 动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力 称动稳定 满足动 稳定的条件是 ii dwch IIdwch 上式中 短路冲击电流幅值及其有效值 ichIch 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 idwIdw 5 绝缘水平 在工作电压的作用下 电器的内外绝缘应保证必要的可靠性 接口的绝缘水平 应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定 由于变压器短时过载能力很大 双回路出线的工作电流变化幅度也较大 故其 计算工作电流应根据实际需要确定 高压电器没有明确的过载能力 所以在选择其额定电流时 应满足各种可能方 式下回路持续工作电流的要求 tdtd td QQd III 222 2 10 12 21 4 1 高压断路器的选择 高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用 是高压电路中最重要的 电器设备 型式选择 本次在选择断路器 考虑了产品的系列化 既尽可能采用同一型号断路 器 以便减少备用件的种类 方便设备的运行和检修 选择断路器时应满足以下基本要求 1 在合闸运行时应为良导体 不但能长期通过负荷电流 即使通过短路电 流 也应该具有足够的热稳定性和动稳定性 2 在跳闸状态下应具有良好的绝缘性 3 应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间 4 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命 并要求结构简单 体积小 重量 轻 安装维护方便 考虑到可靠性和经济性 方便运行维护和实现变电站设备的无油化目 标 且由于 SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器 故在 110KV 侧采用六氟化硫断路器 其灭弧能力强 绝缘性能强 不燃烧 体积小 使用寿命和检修周期长而且使用可靠 不存在不安全问题 真空 断路器由于其噪音小 不爆炸 体积小 无污染 可频繁操作 使用寿命 和检修周期长 开距短 灭弧室小巧精确 所须的操作功小 动作快 燃 弧时间短 且与开断电源大小无关 熄弧后触头间隙介质恢复速度快 开 断近区故障性能好 且适于开断容性负荷电流等特点 因而被大量使用于 35KV 及以下的电压等级中 所以 35KV 侧和 10KV 侧采用真空断路器 又 根据最大持续工作电流及短路电流得知 22 电压等 级 型号 额定电 压 额定电 流 Ir t Ir 2 动稳定电流 110kVLW14 110110KV 31500A31 5 3 5 31 2 80KA 35kVZN23 3535KV160025 4 25 2 63KA 10kVZN 1010KV600A8 7kA 4 2 隔离开关的选择 隔离开关是高压开关设备的一种 它主要是用来隔离电源 进行倒闸操作 的 还可以拉 合小电流电路 选择隔离开关时应满足以下基本要求 1 隔离开关分开后应具有明显的断开点 易于鉴别设备是否与电网隔开 2 隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离 以保证过电压及相间闪络的 情况下 不致引起击穿而危及工作人员的安全 3 隔离开关应具有足够的热稳定性 动稳定性 机械强度和绝缘强度 4 隔离开关在跳 合闸时的同期性要好 要有最佳的跳 合闸速度 以尽 可能降低操作时的过电压 5 隔离开关的结构简单 动作要可靠 6 带有接地刀闸的隔离开关 必须装设连锁机构 以保证隔离开关的正确 操作 又根据最大持续工作电流及短路电流得知 23 电压等级型号额定电压额定电流动稳定电流 110kVGW4 110G110kV 1000A80kA 35kVGW4 3535kV1000A50kA 10kVGN8 1010kV600A75kA 4 3 各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线 主要应考虑如下内容 选择母线的材料 结构和排列方式 选择母线截面的大小 检验母线短路时的热稳定和动稳定 对 35kV 以上母线 应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕 对于重要母线和大电流母线 由于电力网母线振动 为避免共振 应校验 母线自振频率 110kV 母线一般采用软导体型式 指导书中已将导线形式告诉为 LGJQ 150 的加 强型钢芯铝绞线 根据设计要求 35kV 母线应选硬导体为宜 LGJ 185 型钢芯铝绞线即满足热 稳定要求 同时也大于可不校验电晕的最小导体 LGJ 70 故不进行电晕校验 本变电所 10KV 的最终回路较多 因此 10KV 母线应选硬导体为宜 故所选 LGJ 150 型钢芯铝绞线满足热稳定要求 则同时也大于可不校验电晕的最小导体 LGJ 70 故不进行电晕校验 4 4 绝缘子和穿墙套管的选择 24 在发电厂变电站的各级电压配电装置中 高压电器的连接 固定和绝缘 是由 导电体 绝缘子和金具来实现的 所以 绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度 耐热 耐潮湿 选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离 并能在雨天阻断水流 以保证绝缘 子在恶劣的气候环境中可靠的工作 穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用 6 35KV 为瓷绝缘 60 220KV 为油浸纸绝缘电容式 4 5 电流互感器的配置和选择 一 参数选择 1 技术条件 1 正常工作条件 一次回路电流 一次回路电压 二次回路电流 二次 回路电压 二次侧负荷 准确度等级 2 短路稳定性 动稳定倍数 热稳定倍数 3 承受过电压能力 绝缘水平 泄露比 2 环境条件 环境温度 最大风速 相对湿度 二 型式选择 35kV 以下的屋内配电装置的电流互感器 根据安装使用条件及产品情况 采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构 35kV 以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器 在有条 件时 如回路中有变压器套管 穿墙套管 应优先采用套管电流互感器 以节 约投资 减少占地 25 110KV 侧 CT 的选择 根据 设计手册 35KV 及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式 电流互感器常用 L C 系列 出线侧 CT 采用户外式 用于表计测量和保护装置的需要准确度 当电流互感器用于测量 时 其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电 流的 1 3 左右以保证测量仪表的最佳工作 并在过负荷时使仪表有适当的指标 根据 Ue Ug max IjIg max 选择型号为 LCWB6 110W 型 35KV 侧 CT 可根据安装地点和最大长期工作电流选 LCZ 35 系列CT 4 6 电压互感器的配置和选择 一 参数选择 1 技术条件 1 正常工作条件 一次回路电压 一次回路电流 二次负荷 准确度等级 机械负荷 电压等级型号 110kVLCWB 6 110 5kVLCZ 35 10kVLMC 10 26 2 承受过电压能力 绝缘水平 泄露比距 二 环境条件 环境温度 最大风速 相对湿度 海拔高度 地震烈度 三 型式选择 1 6 20kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构 在高压开关柜中或在布置地位狭 窄的地方 可采用树脂浇注绝缘结构 当需要零序电压是 一般采用三相五 住电压互感器 2 35 110kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器 110kV 侧 PT 的选择 电力工程电气设计手册 248 页 35 110KV 配电装置一般采用油浸绝缘结构 电磁式电式互感器 接在 110KV 及以上线路侧的电压互感器 当线路上装有载波通 讯 应尽量与耦合电容器结合 统一选用电容式电压互感器 35KV 及以上的户外装置 电压互感器都是单相的出线侧 PT 是当首端有电源时 为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸 二次绕组额定 输出 VA 电 容 量 型号 一次绕 组 二次绕 组 剩余电 压绕组 0 5 级1 级 高压 电容 中压 电容 载 波 耦 合 电 容 YDR 110 3 100 3 100150VA300VA12 55010 准确度为 额定电压 V 27 电压互感器按一次回路电压 二次电压 安装地点二次负荷及准确等级要求进 行选择 所以选用 YDR 110 型电容式电压互感器 35kV 母线 PT 选择 35 11KV 配电装置安装台单相电压互感器用于测量和保护装置 选四台单相带接地保护油浸式 TDJJ 35 型 PT 选用户内式 额定电压 v 型号 一次绕组二次绕组剩余电压绕组 接线方式 TDJJ 35 35000 3 100 3 100 3Y Yo 准确度测量 准确度测量计算与保护用的电压互感器 其二次侧负荷较小 一般满足准确 度要求 只有二次侧用作控制电源时才校验准确度 此处因有电度表故选编 0 5 级 PT 与电网并联 当系统发生短路时 PT 本身不遭受短路电流作用 因此不校验热稳定和 动稳定 4 7 继电保护配置 1 系统继电保护及自动装置 继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障 在此设计变电站继电保护结合我国目前继 电保护现状突出继电保护的选择性 可靠性 快速性 灵敏性 运用微机继电保护装置及微机 监控系统提高变电站综合自动化水平 2 继电保护配置原则 根据 GB14285 继电保护和安全自动装置技术规程 中有关条款 继电保护二十五项反事故 措施要点 电力系统继电保护 教材 3 110 千伏系统 110 千伏线路配置阶段式距离保护 要求能反应相间及接地故障 对于 110 千伏双母线接线 配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护 每条线路配置功能齐全 性能良好的的故障录 波装置 4 主变压器保护 28 电力变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备 它的故障将对供电可靠性和系统正常 运行带来严重的后果 同时大容量变压器也是非常贵重的设备 因此必须根据变压器的保护的 容量和重要程度装设性能良好 动作可靠的保护 变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障 油箱内部故障包括相间短路 绕组的匝 间短路和单相接地短路 油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障 变 压器的不正常工作状态主要由外部短路或过负荷引起的过电流 油面降低 对于上述故障和不正常工作状态变压器应装设如下保护 1 为反应变压器油箱内部各种短路和油面降低 对于 0 8MVA 及以上的油侵式变压器和 户内 0 4MVA 以上变压器 应装设瓦斯保护 2 为反应变压器绕组和引线的相间短路 以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地 短路及绕组匝间短路 应装设纵差保护或电流速断保护 对于 3 5MVA 及以上并列运行变压器和 10MVA 及以上单独运行变压器 以及 6 3MVA 及以上的所用变压器 应装设纵差保护 3 为反应变压器外部相间短路引起的过电流和同时作为瓦斯 纵差保护 或电流速断保 护 的后备应装设过电流保护 例如 复合电压起动过电流保护或负序过电流保护 4 为反应大接地电流系统外部接地短路 应装设零序电流保护 5 为反应过负荷应装设过负荷保护 4 8 各主要电气设备选择结果一览表 29 第 5 章防雷规划 为了防止直击雷和雷电侵入波对变电所造成危害 影响变电所的正常运行 需要对设 备进行防护 5 1变电所防雷保护的特点 1 变电所属于集中型设施 直接雷击防护以避雷针为主 2 它们都与架空线路相连接 输电线上的过电压波会运动而至变电所 对电气设备构成威 胁 因此变电所要对过电压波进行防护 主要手段是避雷器 3 变电所内装有主要的电气设备 如变压器等 这些电气设备一旦受损 一方面会对人民 的生活和生产带来巨大的损失 造成严重的后果 另一方面 这些设备修复困难需花费很长时 间和大量金钱 该电力系统本身带来巨大的经济损失 所以变电所要采取周密的过电压防护措 施 4 为了充分发挥变电所防雷设备的保护作用 变电所应有良好的接地系统 5 2 各种设施防雷保护 1 变电站直击雷防护 户外配电装置一般都采用避雷针做为直击雷保护 本变电站直击雷防护采用避雷针 变电 站围墙四角各布置 1 支避雷针 共布置 4 支避雷针 每支避雷针高 30m 本站东西向长 99m 电压等 级 电气设备 110kV35kV10kV 高压断路器 LW14 110ZN23 35ZN 10 隔离开关 GW4 110GGW4 35GN8 10 电流互感器 LCWB 6 110LCZ 35LMC 10 电压互感器 YDR 110TDJJ 35TSJW 10 绝缘子 ZSW 110ZSW 35 400ZSW 10 500 母线 LGJQ 150LGJ 185LGJ 150 主变压器 SFSZ9 50000 110 站用变压器 S9 200 10 30 南北向宽 68m 占地面积 6732m2 110kV 配电装置构架高 12 5m 35kV 终端杆高 13 5m 屋内配 电装置钢筋焊接组成接地网 并可靠接地 2 侵入波过电压防护 已在输电线上形成的雷闪过电压 会沿输电线路运动至变电站的母线上 并对与母线有联 接的电气设备构成威胁 在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施 3 进线段保护 所谓进线段保护是指临近变电站 1 2km 一段线路上的加强型防雷保护措施 当线路无避雷 线时 这段线路必须架设避雷线 当沿线路全长架设避雷线时 则这段线路应有更高的耐雷水 平 以减少进线段内绕击和反击的概率 4 三绕组变压器和变压器中性点的防雷保护 三绕组变压器只要在低压任一相绕组直接出口处装一个避雷器即可 110KV 中性点有效接 地系统 若变压器不是采用全绝缘 则应在中性点加装一台避雷器 5 3 避雷器选择 已在输电线路上形成的雷闪过电压 会沿输电线路运动至变电所的母线上 并对于母线有 连接的电气设备构成威胁 在母线上装设避雷器是限制雷电入侵波过电压的主要措施 三绕组在正常运行时可能存在只有高 中压绕组工作低压绕组开路的情况这在防雷中带来 了需要特别考虑的问题 在三绕组变压器中 若低压绕组开路 则 C2 很小 仅为其对地电容 静电分量可能危及低压绕组的绝缘 故应采取防雷措施 考虑到静电分量将使低压绕组三相的 电位同时升高 故只要在任一相绕组直接出口处装设一个避雷器即可 避雷器参数选择如下表 6 1 表表 6 16 1 避雷器参数表避雷器参数表 电压等 级 KV 型号 避雷器额定电 压有效值 KV 系统额定电压 有效值 KV 续运行电压 有效值 KV 直流 1mA 参 考 电压不小于 KV 操作波残压 峰值不大于 KV 110Y10W5 100 26010011073145221 35Y5W 41 12641352368102 10Y5W 12 7 4412 7106 62435 7 1 避雷器的持续运行电压 Uby 为了保证一定的使用寿命 长期施加与避雷器上运行电压不得超过避雷器的持续运行电压 即 Uby Uxg 式中 Uby 金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值 KV Uxg 系统最高相电压有效值 KV 31 2 避雷器的额定电压 Ube 通常按电力系统出现的最高二频过电压选取 即 Ube Ug 附录 短路电流计算书 0 4KV 35KV K2 K2 K3 110KV K1 等效电路图 查表知 LGJQ 150 X 0 1989 KM 32 选基准 100MVA SBUBUav 0 4KV 9 K4 35KV 4 5 1 2 K3 K2 3 6 10KV 7 8 K1 110KV 10 11 等效电路图 当 K1 点断路时 Us 1 3 10 5 Us 2 3 6 Us 1 2 17 X1 X4 1 200 17 10 5 6 100 50 0 215 X2 X5 1 200 10 5 6 17 100 50 0 125 33 X6 X3 1 200 17 6 10 5 100 50 0 Xl X L 0 1989 30 2 2 95 X7 X8 X10 0 38 600 7 7 110 2 X11 0 45 800 6 8 110 2 X9 4 100 100 0 22 0 18 X12 0 1075 X13 0 0625 X14 0 a X15 7 7 6 8 7 7 6 8 2 95 6 56 34 b c X X12 X13 X9 X15 0 09 1 X 11 1 I 短路电流有名值 5 58KA I I sj 3uav 冲击电流 1 8 5 58 14 2 ich2 最大电流有效值 15 58 1 51 8 43 Ich 短路容量 5 58 115 1111 4 s 3 K2 点短路时 X15 7 7 6 8 7 7 6 8 2 95 6 56 35 d e f X17 X15 X9 X13 0 72 X X12 X17 0 83 1 X 1 0 83 1 2 I 短路电流有名值 1 85KA I I sj 3uav 冲击电流 1 8 1 85 4 7 ich2 最大电流有效值 1 85 1 51 2 8 Ich 短路容量 1 85 37 5 120 2 s 3 K3 点短路时 X18 X14 X15 6 56 36 X19 X12 X18 0 106 g h i X X19 X13 X9 0 145 1 X 1 0 145 6 9 I 短路电流有名值 38KA I I sj 3uav 冲击电流 1 8 38 96 7 ich2 最大电流有效值 38 1 51 57 4 Ich 短路容量 38 10 5 691 s 3 K4 点短路时 X18 X14 X15 6 56 37 X19 X12 X18 0 106 j k l X X19 X13 X9 0 145 1 X 1 0 1