负荷计算及无功功率补偿计算

1、摘 要本设计以工厂生产实际为依据, 以变配电所的最佳运行状态为基础, 系统的阐明了变电 所设计的基本方法和步骤,经过多方面的校验,是满足实际生产需要的一套最优设计方案。 本设计选择了一些主要的电气设备。 其中内容涉及到整个变配电所的概述; 用电的负荷计算 与变压器的选择; 电气主接线设计, 短路计算, 变电所电气设备的选择及校验 (包括断路器、 隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等 ,变电所的防雷与接地。分章、分节进行阐 述,条理清晰,目的明确。各章、节分别以文字叙述与大量实际参数计算相结合,并绘制部 分图示和表格更为直观的体现设计内容。关键词 :变配电所, 主变压器,主结线方案,防雷保护

2、AbstractThe present design is based on the actual production plant in order to change the distribution of the best run state-based system to clarify the basic design of the substation methods and steps through the various check, is to meet the actual needs of the production of a Sets the optimal des

3、ign. This design choice of a number of major electrical equipment. One covering the whole overview of the distribution change; electricity transformer load calculation and choice; the main electrical wiring design, calculation of a short circuit, electrical substation equipment and the choice of che

4、cking (including circuit breakers, isolation switches, the current mutual inductance , Voltage transformer, bus, etc., lightning protection and grounding of the substation. Sub-chapter, sub-section elaborate, the clarity, a clear purpose. Chapters, the text description of each section with a large n

5、umber of parameters to combine actual and drawing icons and forms part of a more intuitive design reflects the content. Key words: variable distribution, the main transformer, the main connectivity programs, lightning protection目 录摘 要 . - 0 - 第一章 负荷计算及无功功率补偿计算 . - 0 -一、负荷计算的内容和目的 . - 0 -二、 负荷计算的方法 .

6、 - 0 -三、各用电车间负荷计算 . - 0 -四、全厂负荷计算 . - 1 - 第二章 变配电所所址和型式的选择 . - 2 - 第三章 主变压器的选择和主结线方案的设计 . - 2 -一、主变压器的选择 . - 2 -二、主结线方案的设计 . - 3 - 第四章 短路电流计算 . - 7 -一、短路电流计算 . - 7 -二、作出系统的简化等值电路图 . - 7 -三、变压器的各绕组电抗标幺值计算 . - 8 -四、 10KV 侧短路计算 . - 8 - 第五章 电气设备的选择 . - 12 -一、 110KV 侧断路器的选择 . - 13 -二、 110KV 隔离开关的选择 . - 1

7、3 -三、敞露母线选择 . - 14 -四、 110KV 电流互感器选择 . - 15 -五、电压互感器的选择 . - 16 -六、高压开关柜的选择 . - 16 -七、 10KV 侧高压开关柜的选择 . - 17 - 第六章 变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定 . . - 18 -一、变电所主变保护的配置 . - 19 -二、 220KV 、 110KV 、 10KV 线路保护部分 . - 20 - 第七章 变电所防雷保护与接地装置的设计 . - 21 -一、概述 . - 21 -二、防雷保护的设计 . - 21 -三、接地 . - 22 - 结 论 . - 24 - 致

8、谢 . - 25 - 参考资料 . 26第一章 负荷计算及无功功率补偿计算一、负荷计算的内容和目的1、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效 应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用 30分钟 的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2、尖峰电流指单台或多台用电设备持续 1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上 午周期分量作为计算电压损失、 电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。 在 校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。3、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班

9、(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班的平均负荷,有时也计算年平均负荷。 平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。二、 负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有:有功功率:P30 = Pe·Kd无功功率 : Q30 = P30 ·tg视在功率 : S3O = P30/Cos计算电流 : I30 = S30/3UN三、各用电车间负荷计算 结果如下表: 四、全厂负荷计算取 Kp = 0.92; Kq = 0.95根据上表可算出:P30i = 6520kW; Q30i = 5463kvar则 P30 = KPP

10、30i = 0.9×6520kW = 5999kWQ30 = KqQ30i = 0.95×5463kvar = 5190kvar S30 = (P302+Q3021/2 7932KV·AI30 = S30/3UN 94.5ACOS = P30/Q30 = 5999/7932 0.75- 1 - 第二章 变配电所所址和型式的选择首先考虑变电所所址的标高, 历史上有无被洪水浸淹历史; 进出线走廊应便于架空线路 的引入和引出, 尽量少占地并考虑发展余地; 其次列出变电所所在地的气象条件:年均最高、 最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级,把这些作

11、为设计的 技术条件。第三章 主变压器的选择和主结线方案的设计一、主变压器的选择对于 200MW 及以上的的发电机组, 一般与双绕组变压器组成单元接线, 主变压器的容 量和台数与发电机容量配套选用。对于中、小型发电厂应按下列原则选择:(1为节约投资及简化布置,主变压器应选用三相式。(2 为保证发电机电压出线供电可靠, 接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。 在计算通过主变压器的总容量时, 至少应考虑 5年内负荷的发展需要, 并要求; 在发电机电 压母线上的负荷为最小时, 能将剩余功率送入电力系统; 发电机电压母线上的最大一台发电 机停运时,能满足发电机电压的最大负荷用电需要;因系统经济运

12、行而需限制本厂出力时, 亦应满足发电机电压的最大负荷用电。发电机与主变压器为单元连接时,主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择:(1按发电机的额定容量和扣除本机组的厂用负荷后,留有 10%的裕度。(2相数的选择:主变压器采用三相或是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求 及运输条件等因素;当不受运输条件限制时,在 330KV 及以下的发电厂和变电所,均应选 用三相变压器。(3绕组数量和连接方式的选择:对于 200MW 及以上的机组,其升压变压器一般不采用 三绕组变压器。因为在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线,供电可靠性很高, 而大电流的隔离开关发热问题比较突出,特别是设置在封闭

13、母线中的隔离开关问题更过多; 同时发电机回路断路器的价格极为昂贵,故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开- 2 -关,以提高供电的可靠性和经济性。此外,三绕组变压器的中压侧,由于制造上的原因一般 不希望出现分接头,往往只制造死接头,从而对高、中压侧调压及负荷分配不利。这样采用 三绕组变压器就不如用双绕组变压器加联络变压器灵活方便。(4主变压器一般采用的冷却方式有:自然风冷却,强迫油循环风冷却,强迫油循环水冷 却,强迫导向油循环冷却。在发电厂水源充足的情况下, 为了压缩占地面积, 大容量变压器也可采用强迫油循环水 冷却。强迫油循环水冷却方式散热效率高,节约材料,减少变压器本身尺寸。根据以上条

14、件,所选变压器型号为:SSP-26000 二、主结线方案的设计大型发电厂 (总容量 1000MW 及以上, 单机容量 200MW 以上 , 一般距负荷中心较远, 电能需要用较高电压输送, 故宜采用简单可靠的单元接线方式, 如发电机 -变压器单元接线, 或发电机 -变压器 -线路单元接线,直接接入高压或超高压系统。中型发电厂(总容量 2001000MW、单机 50200MW和小型发电厂(总容量 200MW 以下、单机 50MW 以下 ,一般靠近负荷中心,常带有 610KV电压级的近区负荷,同时升 压送往较远用户或与系统连接。 发电机电压超过 10KV 时, 一般不设机压母线而以升高电压 直接供电

15、。全厂电压等级不宜超过三级(即发电机电压为 1级,设置升高电压 12级 。采 用扩大单元接线时,组合容量一般不超过系统容量的 810%。对于 6220KV电压配电装置的接线,一般分为两大类:其一为母线类,包括单母线、 单母线分段、 双母线、 双母线分段和增设旁路母线的接线; 其二为无母线类, 包括单元接线、 桥形接线和多角形接线等。应视电压等级和出线回数,酌情选用。1、单母线接线:(1优点:接线简单清晰,设备少,操作方便,便于扩建和采用成套配电装置(2缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关故障或检修,均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时

16、停电,在 用隔离开关将故障的母线段分开后,才能恢复非故障段的供电。(3适用范围:一般只适用于一台发电机或一台主变压器2、单母线分段接线:(1优点:用断路器把母线分段后,对重要的用户可以从不同段引出两个回路,有两个电 源供电; 当一段母线发生故障, 分段断路器自动将故障段切除, 保证正常段母线不间断供电 和不致使重要用户停电(2 、缺点:a. 当一段母线或母线隔离开关故障时或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停 电;b. 当出线为双回路时,常使架空线出现交叉跨越;c. 扩建时需向两个方向均衡扩建。(3适用范围:a. 610KV 配电装置出线回路数为 6回及以上b. 3563KV 配电装置出线

17、回路数为 48回c. 110220KV 配电装置出线回路为 34回3、双母线接线(1优点:a. 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供 电中断;一组母线故障后,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。 b. 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活的适应系 统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。c. 扩建方便。像双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和符合均匀 分配,不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时,可以顺序布置,以致连接不同的母 线段时,不会如单母分段那样导致出线交叉跨越。d. 便于试验。当个别

18、回路需要单独进行试验时,可将该回路分开,单独接至一组母线 上。(2缺点:a. 增加一组母线,每回路就需要增加一组母线隔离开关。b. 当母线故障或检修时,隔离开关作为倒闸操作电器,容易误操作。为了避免隔离开关误操作,需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。(3适用范围:a.610KV配电装置,当短路电流较大,出线需要带电抗器时b.3563KV配电装置,当出线回路数超过 8回时,或连接的电源较多,负荷较大时c.110220KV配电装置出线回路数为 5回及以上时,或当 110220KV配电装置在系统 中居重要地位,出线回路数为 4回及以上。4、双母线分段接线:(1分段原则:a. 当进出线回路数为 10

19、14回时,在一组母线上用断路器分段b. 当进出线回路数为 15回及以上时,两组母线均用断路器分段c. 在双母线分段接线中,均装设两台母联兼旁路断路器d. 为了限制 220KV 母线短路电流或系统解列运行的要求,可根据需要将母线分段 (2单断路器双母线接线的主要缺点:a. 在倒换母线操作过程中,须使用隔离开关按等电位原则进行切换操作,因此,在事故 情况下,当操作人员情绪紧张时,很容易造成误操作。b. 工作母线发生故障时,必须倒换母线,此时,整个配电装置要短时停电c. 这种接线使用的母线隔离开关数目较多,使整个配电装置结构复杂,占地面积和投资 费用也相应增大(3为克服上述缺点,采取如下补救措施:a

20、. 为了避免在倒闸操作过程中隔离开关误操作, 要求隔离开关和对应的断路器间装设闭 锁装置, (机械闭锁或电气闭锁 , 同时要求运行人员必须严格执行操作规程, 以防止带负荷 开、合隔离开关,避免事故的发生。b. 为了避免工作母线故障时造成整个装置全部停电, 可采用两组母线同时投入工作的运 行方式。c. 为了避免在检修线路断路器时造成该回路短时停电,可采用双母线带旁路母线的接 线。采用上述措施后,单断路器双母线接线具有较高的的供电可靠性和运行灵活性。5、双断路器双母线接线:优点:任何一组运行母线或断路器发生故障或进行检修时, 都不会造成装置停电, 各回路均 用断路器进行操作, 隔离开关仅作检修时隔

21、离电压之用。 因此, 这种接线工作是非常可靠与灵活,检修也很方便。缺点:这种接线要用较多的断路器和隔离开关, 设备投资和配电装置的占地面积也都相应增 加,维修工作量也较大。6、一台半断路器双母线接线:优点:这种接线具有环形接线和双母线接线的优点,供电可靠性高,运行灵活,操作、检修 方便,当一组母线停电检修时,不需要切换回路,任意一台断路器检修时,各回路仍 按原接线方式进行, 也不需要切换; 隔离开关不做操作电器使用, 只在检修电气设备 时作为隔离电源用。缺点:所配用的断路器数目较单断路器双母线要多, 维修工作量增大, 设备投资及变电所的 占地面积相应增大。 其次。 这种接线继电保护也较其他接线

22、复杂, 且接线本身的特点 要求电源数和出线数最好相等。 当出线数目较多时, 不可避免会出现引出线路方向不 同,将造成设备布置上的困难。选择一台半断路器双母线接线与单断路器双母线接线进行详细比较 选择:单断路器双母线接线第四章 短路电流计算一、短路电流计算由原始材料可得电源电抗标幺值 Xd=0.124,变压器标幺值 10.5/100*100/63*4=0.67 线损标幺值 0.4*2*50*100/220=0.08变电所 2#电源电抗标幺值 Xd=0.1423 变压器标标幺值为 18/100*100/24*2=1.5故待设计的变电所以前的标幺值为 0.04110KV 侧标幺值为 0.3二、 作出

23、系统的简化等值电路图 (忽略负荷支路及线路的电容、 电阻 查阅 SFFZ7-40000/220变压器的参数:Us(1-2%-=20.3%U s(2-3%=35.9% U s(3-1%=11.3%三、变压器的各绕组电抗标幺值计算U s1%=1/2( Us(1-2%+ Us(3-1%- Us(3-2%=1/2(20.3+11.3-35.9=-2.15 U s2%=1/2(Us(1-2%+ Us(3-2%- Us(3-1%=1/2(20.3+35.9-11.3=22.45 U s3%=1/2(Us(2-3%+ Us(3-1%- Us(1-2%=1/2(35.9+11.3-20.3=13.45 设 S

24、 B =100MVA, U B =Uav1B T1*NU %S 15100X =0.083100S 100180s Xt1= Us1%/100*Sb/Sn=-2.15/100*100/40=-0.05 Xt2= Us2%/100*Sb/Sn=22.45/100*100/40=0.56 Xt3= Us3%/100*Sb/Sn=13.45/100*100/40=0.28四、 10KV 侧短路计算f (3-1短路时 , 示意图如下: 10KV 图 4-1 f (3-1短路的等值电路图三角形变为星形: 10KV图 4-2 f (3-1短路的等值电路图再次简化 :Xa=0.41 Xb= -0.08 Xc

25、=1.04图 4-3 f (3-1短路的等值电路图再做三角形变换: B图 4-4 f (3-1短路的等值电路图 因为 A 电源为无穷大系统所以提供的短路电流为:Ip=1/Xac=1/(-3.88=-0.26所以短路电流有名值为:220KV 侧短路计算f (3-2短路时,示意图如下图所示。 图 4-5 f (3-2短路的等值电路图 Xt*=1/2(Xt1+Xt2*=1/2(-0.05+0.56=0.255 X B* =XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399Xt2=0.255+0.3=0.555 A 电源(无穷大系统的短路电流为:Ip=1/Xaf=1/0.04=25所以短路电流有名值为

26、If=0.555*100/1.732*230+25*100/1.732*230=6.42110KV 侧短路计算:f (3-3短路时 图 4-6 f(3-3短路的等值电路图 Xa=0.04+0.255=0.295 图 4-7 f(3-3短路的等值电路图 A 为无穷大系统所以有:Ip*=1/Xa=1/0.295=3.39所以短路电流有名值为:If0=0.3*100/1.732*115+3.39*100/1732*115=1.85KA冲击电流:表 4-1 短路计算成果表 第五章 电气设备的选择电气设备选择的一般原则:(1应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要;(2应按当

27、地环境条件校核;(3应力求技术先进和经济合理;(4选择导体时应尽量减少品种;(5扩建工程应尽量使新老电器型号一致;(6选用新的产品,均应具有可靠的试验数据,并经正式鉴定合格 .电气设备和载流导体选择的一般条件:1、按正常工作条件选择(1额定电压:所选电气设备和电缆的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。 一般电气 设备和电缆的最高允许工作电压:当额定电压在 220KV 及以下时,为 1.15Ue(2额定电流。所选电气设备的额定电流 I e , 或载流导体的长期允许电流 I y 不得小于装设回路的最大持 续工作电流 I max ,即应满足条件 I e (或 I y I max2、按短路

28、状态校验(1热稳定校验当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时, 其热效应不应超过允许值, 即应满足 下列条件:Q d Q y 或 Q d I r 2t式中 Qd:短路电流的热效应Qy:电气设备和载流导体的Ir:设备给定的在 ts 内允许的热稳定电流(有效值短路电流持续时间 t ,应为继电保护动作时间 t b 与断路器全分闸时间 tdf之和。即:t=t b+t df(2动稳定校验被选择的电气设备和载流导体, 通过可能最大的短路电流值时, 不应因短路电流的电动 力效应而造成变形或损坏,即应该满足条件:i c h i dw 或 I c h I dw式中: i ch 、 Ich:三相短路冲击电流的

29、幅值和有效值i dw 、 Idw:设备允许通过的动稳定电流(极限电流峰值和有效值用断路器保护的电气设备和载流导体, 可不校验热稳定, 除用有限流作用的熔断器保护 者外,它们仍应校验动稳定;电缆不校验动稳定;用熔断器保护的电压互感器回路,可不校 验动热稳定。一、 110KV 侧断路器的选择在本设计中 110KV 侧断路器采用 SF 6高压断路器,因为与传统的断路器相比 SF 6高压 断路器具有安全可靠,开断性能好,结构简单,尺寸小,质量轻,操作噪音小,检修维护方 便等优点,已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。110KV 的配电装置是户外式,所以断路器也采用户外式 。二、 110KV 隔离开关

30、的选择应采用户外型隔离开关参考电气工程电气手册 (上册 ,可知应采用 GW5-110G 高压隔离开关。此隔离开 关技术数据如下: 校验:通过隔离开关的最大持续工作电流为 220.4KA隔离开关的额定电流为 600A ,大于通过隔离开关的最大持续工作电流。动稳定校验:动稳定电流:i dw =50KAi ch =7.74KAi dw >i ch热稳定效应:Q d =(I2+10I2Z(t/2+I2zt /12 *t=(3.0362+10*3.0362+3.0362/12*5=44.4KA2SIr 2t=142*5=980>Qd操动机构:CS17 G三、敞露母线选择硬母线一般是指配电装置

31、中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分 为敞露式和封闭式两类。1. 线材料和截面形状的选择:目前母线材料广泛采用铝材,因为铝电阻率较低,有一定的机械强度,质量轻、价格较 低,我国铝材的储量丰富。钢虽有较好的性能,但价格贵,我国储备不多。所以只有在一些 特殊场合,如工作电流较大,位置特别狭窄,环境对铝材有严重腐蚀的情况下才用铝材。 综上所述,在本设计中母线材料才用铝。硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好,有一定的机械强 度,便于固定和连接,但集肤效应较大,矩形母线一般只用于 35KV 及以上,电流在 4000A 级以下的配电装置中。槽形母线的机械性能强度较好

32、,集肤效应较小,在 4000-8000A 时一般才用槽形母线。 管形母线集肤效应较小,机械强度高,管内可用水或风冷却,因此可用于 800A 及以上 的大电流母线。此外,管形母线表面光滑,电晕放电电压高,因此, 110KV 以上配电装置 中多才用管形母线。由以上分析知:在本设计中 110KV 才用槽形母线, 35KV 、 10KV 才用矩形母线。管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种:竖放和平放。 平放比竖放散热条件差, 允许 电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置,水平布置母线竖放时,机械强度差, 散热条件好。 垂直布置母线竖放时, 机械强度和散热条件都较好, 但增加了配电装置的高度。

33、综上,矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。2. 母线截面积选择:本设计中母线的截面按长期允许电流选择。按长期允许电流选择时, 所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工 作电流即, I y I max I y =kIyeI y 指基准环境条件下的长期允许电流K 指综合校正系数110KV 母线截面选择:I max =1.05Ie =210.8从工程电气中查的应选用载流量为 2280(A 的双槽形母线,其参数如下:h(mm :75, b(mm:35, t(mm:4, r(mm:6 双槽形导体截面积 S(mm2 :1040, 集肤效应系数:1.012。四、 110KV 电流互感器

34、选择由电气设备中比较分析得,在本设计中宜采用 LCWB -110(W 型号的电流互感 器,技术数据如下: 此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器,其性能符合国际和 IEC 的有关标准, 具有结构严密, 绝缘强度高, 介质损耗率和局部放电量低, 可靠性高以及运行维护简单方便 等特点。I max =1.05In =1.05Sn/(31/2U n =1.05*40000/(31/2*110 =220.4KAI e1=300A, I e1>Imax热稳定效验:LH 的热稳定能力用热稳定倍数 K r 表示。 热稳定倍数 K r 等于 1S 内允许通 过的热稳定电流与一次额定电流之比。(Kr I

35、e1 2*t Q d(Kr I e 2*t=(I热 min /Ie *Ie 2*t=(15.82*1=249.64AQ d =27.65 (Kr I e1 2>tQd 符合要求动稳定效验:LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kr 表示。 Kd 等于内部允许通过极限电流 的峰值与一次额定电流之比。(K d 21/2I e1 I (3ch(K d 21/2I e1 =21/2*40=56.56KAi ch =7.74KA (Kd 21/2I e1>ich 符合要求五、电压互感器的选择从工程设备中比较各种电压互感器后选择 JCC 系列的电压互感器。该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘,户

36、外安装互感器,适用于交流 50HZ 电 力系统,作电压、电能测量和继电保护用。型号含义:J:电压互感器, C:串级绝缘, C:瓷箱式。六、高压开关柜的选择近年来高压开关柜的开发和制造发展的步伐比较快。额定电压有 3、 6、 10、 35KV 等多 种,额定电流可达到 3150A ,开断电流可达到 50KA 。高压开关柜应实现电器和机械的“五防闭锁” ,防止误操作,提高安全可靠性, “五防” 的具体要求是:1、 防止误合、误分断路器。2、 防止带负荷分、合隔离开关。3、 防止带电挂接地线。4、 防止带接地线合闸。5、 防止误入带电间隔。七、 10KV 侧高压开关柜的选择从电气设备 (电气一次部分

37、中比较各开关柜选择 GBC 10型手车式高压开关柜。 技术数据如下: 10KV 变压器出线开关柜方案选择:主要设备:LFS 10型电流互感器 ZN3 10型真空断路器 10KV 线路出线开关柜方案选择:I max =S/(31/2U =1000*(1+5%/(0.92*31/2*11 =64.15A 一次线路选择 81和 53号方案(具体见一次主接线图 主要设备:LFS 10型电流互感器 ZN3 10型真空断路器FS3型避雷器JDZ 型电压互感器 RN2型熔断器有关设备校验:ZN3 10型真空断路器ZN3 10型真空断路器的技术参数如下: 资料参考电气设备表: 此断路器的额定开断电流 Ieg=

38、20KA I ch =7.74KA I eg >Ich 动稳定校验:1、动稳定电流: i dw =50KA, i ch =7.74KA, i dw >ich2、热稳定效应:Q d =(I2+10I2Z(t/2+I2zt /12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362 /12*2=18.4KA2SIr 2t=202*2=800KA2S>Qd校验合格LFS-10型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册表 3-1-1查得参数 上表中的动稳定电流、 短时热稳定电流实在额定电流为 200KA 的情况下取的 . 热稳定校 验:LH 的热稳定能力用热稳定倍数 Kr 表示。热稳

39、定倍数 Kr 等于 1S 内允许通过的热稳定 电流与一次额定电流之比。(K r I e1 2*t Q d(Kr I e 2*t=(I热 min /Ie *Ie 2*t=(322*2=2048A2SQ d =(I2+10I2+I2zt /12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362*/12*2=18.4KA2S (Kr I e1 2>tQd 符合要求动稳定校验:LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kd 表示。 Kd 等于内部允许通过极限电流的峰 值与一次额定电流之比。(Kd 21/2I e1 i (3ch(Kd 21/2I e1=21/2*80=113.12KAi ch =7.7

40、4KA (Kd 21/2I e1>ich 符合要求第六章 变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的 选择与整定变电所二次回路方案:二次设备互相连接, 构成对一次设备进行监测、 控制、 调节和保护的电气回路称为二次 回路。二次回路按电源性质分, 有直流回路忽然交流回路。 交流回路又分交流电流回路交流电 压回路。交流电流回路由电流互感器供电,交流电压回路由电压互感器供电。二次回路按其用途分类,有断路器控制(操作回路、信号回路、测量和监视回路、断 电保护和自动装置回路等。二次回路在供电系统中虽是其一次电路的辅助系统, 但它对一次电路的安全、 可靠、 优 质、经济的运行有着十分重要的作用、因此

41、必须以充分的重视。一、变电所主变保护的配置电力变压器是电力系统的重要电气设备之一, 它的安全运行直接关系到电力系统的连续 稳定运行,特别是大型电力变压器,由于其造价昂贵,结构复杂,一旦因故障而遭到损坏, 其修复难度大, 时间也很长, 必然造成很大的经济损失。 所以, 本设计中主变保护配置如下: A 主变压器的主保护(1瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低, 应装设瓦斯保护, 它反应于油箱内部所产 生的气体或油流而动作。 其中轻瓦斯动作于信号, 重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。 (2差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障, 以及发生匝间短路时, 其保护瞬时动作, 跳开各侧 电源断

42、路器。B 主变压器的后备保护过流保护:为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变压器内部故障时,作为 差动保护和瓦斯保护的后备,所以需装设过电流保护。而本次所设计的变电所,电源侧为 220KV 和 110KV , 主要负荷在 10KV 侧, 即可装设两套过电流保护, 一套装在中压侧 110KV 侧并装设方向元件,电源侧 220KV 侧装设一套,并设有两个时限 ts 和 t ,时限 定原侧为 t t + t ,用 U 切除三侧全部断路器。C 过负荷保护变压器的过负荷电流, 大多数情况下都是三相对称的, 因此只需装设单相式过负荷保护, 过负荷保护一般经追时动作于信号, 而且三绕组变压

43、器各侧过负荷保护均经同一个时间继电 器。D 变压器的零序过流保护对于大接地电流的电力变压器,一般应装设零序电流保护,用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护,一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行,因此, 每台变压器上需要装设两套零序电流保护, 一套用于中性点接地运行方式, 另一套用于中性 点不接地运行方式。二、 220KV 、 110KV 、 10KV 线路保护部分A 220KV 线路保护220KV 线路的安全运行,对整个电力系统有着相当重要的影响,所以,本工程为 220KV 线路配置的保护如下:(1光纤纵联差动保护(2 距离保护(3 零序过流保护(4过电流保护B 110KV

44、 线路保护由于 110kV 侧有两回出线供给远方大型冶炼厂,其他作为一些地区变电所进线,所以 稳定性要求较高,所以, 110KV 线路保护配置如下:(1 距离保护(2 零序方向保护(3过电流保护C10KV 母线保护对于 10KV 母线接线方式为单母线分段,可以配置的保护主要有:过流保护,带时限 跳分段开关,并利用装在变压器,断路器的后备保护来切除故障。D10KV 出线保护(1 电流保护:线路故障瞬时跳开所在线路的断路器(2 过电流保护(3 过负荷保护第七章 变电所防雷保护与接地装置的设计一、概述电气设备在运行中承受的过电压, 有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时 电磁能量产生振满和积

45、聚而引起的内部过电压两种类型。 按其产生原因, 它们又可分为以下 几类:直击雷过电压、雷电过电压、感应雷过电压、侵入雷电流过电压、长线电容效应、工 频过电压、 不对称接地故障、 甩负荷、 消弧线圈补偿网络的线性谐振过电压 、 暂时过电压 、 线性谐振传递过电压、线路断线谐振过电压 、铁磁谐振电磁式电压互感器饱和内过电压、 参数谐振 发电机同步或异步自励磁开断电容器组过电压、 操作电容负荷过电压、 开断空载 长线过电压、关合(重合空载长线过电压、开断空载变压器过电压、操作过电压、操作电 感负荷过电压、开断并联电抗器过电压、开断高压电动机过电压、间歇电弧过电压二、防雷保护的设计变电所是电力系统的中

46、心环节, 是电能供应的来源, 一旦发生雷击事故, 将造成大面积 的停电, 而且电气设备的内绝缘会受到损坏, 绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和 人民生活,因此,要采取有效的防雷措施,保证电气设备的安全运行。变电所的雷害来自两个方面, 一是雷直击变电所, 二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路 向变电所侵入, 对直击雷的保护, 一般采用避雷针和避雷线, 使所有设备都处于避雷针 (线 的保护范围之内,此外还应采取措施,防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器, 以限制侵入变电所的雷电波的幅 值, 防止设备上的过电压不超过其耐压值, 同时在距变电所适当距离内装

47、设可靠的进线保护。 避雷针的作用:将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地, 从而保护设备, 避 雷针必须高于被保护物体, 可根据不同情况或装设在配电构架上, 或独立装设, 避雷线主要 用于保护线路,一般不用于保护变电所。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备, 它实质是一个放电器, 与被保护的电气设备 并联,当作用电压超过一定幅值时,避雷器先放电,限制了过电压,保护了其它电气设备。 1、避雷针的配置原则:1 电压 110KV 及以上的配电装置, 一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上, 但在土壤电阻率大于 1000n 米的地区,宜装设独立的避雷针。2独立避雷针(线宜设独立的接地装置,其工频接地电阻不超过 10n 。3 35KV 及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针,因其绝缘水平很低,雷击时易引 起反击。4在变压器的门型架构上,不应装设避雷针、避雷线,因为门形