220kV變電站設(shè)計

《220kV變電站設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《220kV變電站設(shè)計（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、引言 發(fā)電廠及電力系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識，獨立分析和 解決工程實際問題的初步能力的一個重要環(huán)節(jié)。 本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對220/60KV降壓變電所畢業(yè)設(shè)計論文。本次設(shè) 計主要是一次變電所電器部分的設(shè)計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的 主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項 參數(shù)，并且通過計算，詳細的校驗了公眾不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并對其選擇 進行了詳盡的說明。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，確定本變電所 電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式，同時根據(jù)變電所的電壓等級及其在 電力網(wǎng)中的重

2、要地位進行繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計，最后通過對主接線形式 的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的斷面圖、平面圖、和繼電保護原理圖，同時 根據(jù)所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護，并繪制屋外 高壓配電裝置的防雷保護圖。 第一篇畢業(yè)設(shè)計說明書 1變電所設(shè)計原始資料 設(shè)計的原始資料及依據(jù) (1) 待設(shè)計變電所建成后主要向工業(yè)用戶供電，電源進線為220KV兩回進線，電壓 等級為220/60KV。 (2) 變電所地區(qū)年平均溫度14℃，最高溫度36℃，最低溫度-20℃。 (3) 周圍空氣無污染。 (4) 出線走廊寬闊，地勢平坦，交通方便。 (5) 變電所60KV

3、負(fù)荷表： (重要負(fù)荷占總負(fù)荷的80%,負(fù)荷同時率為，線損率5%,Tmax=5600小時) 表變電所60kV負(fù)荷表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷( KW) 功率 出線 出線 附注 近期 遠期 因數(shù) 方式 回路數(shù) 1 建成機械廠 18000 25000 架空 2 有重要負(fù)荷 2 化肥廠 8000 10000 架空 2 有重要負(fù)荷 3 重型機械廠 10000 13000 架空 2 有重要負(fù)荷 4 拖拉機廠 15000 20000 架空 2 有重要負(fù)荷 5 冶煉廠 10000 1500

4、0 架空 2 有重要負(fù)荷 6 煉鋼廠 12000 18000 架空 2 有重要負(fù)荷 (6)電力系統(tǒng)接線方式如圖所示： 圖電力系統(tǒng)接線方式圖 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機均為汽輪發(fā)電機，送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為 歐姆/公里 2主變壓器的選擇 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，他利用電磁感應(yīng)原理，把一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成頻率相同的另一種電壓等級的交流電能。在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電器設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓、進行電力傳輸?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系統(tǒng)正常進行的保證。 主變?nèi)萘窟x擇的有關(guān)規(guī)定及原則 主變

5、容量的選擇及確定根據(jù)《變電所設(shè)計》中的有關(guān)規(guī)定 (1) 正確的選擇主變?nèi)萘?，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線，并以曲線得出的變電 所的年、日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。 (2) 一般按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷進行選擇。 (3) 主變?nèi)萘康拇_定：變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺(組)變壓器停運 后，其余變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%，在計及過負(fù)荷能力后的允許時 間內(nèi)應(yīng)保證擁護的一級和二級負(fù)荷。即滿足SNJ>0(PZMAX為綜合最大負(fù)荷)若 變電所有其他能源可供保證在主變停運后用戶的一級負(fù)荷則可裝設(shè)一臺主變壓器。 主變?nèi)萘康倪x擇 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分的

6、有關(guān)規(guī)定為保證供電的可靠性，對有重要負(fù)荷的依次變電所應(yīng)裝設(shè)兩臺主變壓器最好。 主變壓器形式的選擇 (1) 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分，在不受運輸條件限制的情況下， 在330KV及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器，若因制造和運輸條件限制，在220KV 的變電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器是，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相， 當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%時，可不裝設(shè)備用相 (2) 當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓壓氣，對新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運 行的觀點考慮，應(yīng)注意選用無載調(diào)壓變壓器，來節(jié)省工程造價。 (3) 與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器

7、，除降壓負(fù)荷較大或與高、中壓見潮 流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟比較。 主變壓器的冷卻方式主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷，強迫油循環(huán)風(fēng)冷，強迫油循環(huán)水冷，強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷。 主變壓器繞組的連接方式變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采 用的繞組連接方式只有Y和△,高、中、低三側(cè)繞組的組合要根據(jù)工程具體情況確 定。具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級，減少重復(fù)降壓 容量，可采用雙繞組。 3主接線形式的選擇及說明 電氣主接線是多種主要

8、電氣設(shè)備(如發(fā)電機、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。將電路中各種電器設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結(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。主接線的確定對變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護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完成的，所以主接線設(shè)計的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線設(shè)計是一個綜合性問題。 主接線的設(shè)計原則 根據(jù)設(shè)計規(guī)程，變電所主界限應(yīng)滿足可靠性、

9、靈活性、經(jīng)濟性的要求。同時還應(yīng)考慮以下的因素： 1) 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 2) 近期和遠期的發(fā)展規(guī)模。 3) 負(fù)荷的重要性分級和出現(xiàn)回數(shù)的多少對主接線的影響。 4) 主變臺數(shù)對主接線的影響。 5) 備用容量的有無和大小對主接線的影響。 設(shè)計主接線的設(shè)計原則及基本要求 可靠性 1）應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析 2）主接線的可靠性包括一次部分和二次部分在運行中的可靠行的綜合 3）主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電 氣設(shè)備可以簡化接線 可靠性的具體要求： 1）斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的統(tǒng)電 2）斷路器或

10、母線故障及母線檢修時，盡量減少可停運回路數(shù)和停用時間，并且保 證一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷供電 3）精良避免全部停運的可能性 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)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的條度要求。 2） 檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修且不至 于影響對擁護的供電。 經(jīng)濟性 1） 投資省 a.主接線力求簡單，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.要能使斷電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電路。

11、 c.要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 2） 占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，精良使占地面積減少。 3） 電能損失小 經(jīng)濟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。 主接線的選擇 根據(jù)《規(guī)程》知：110—220KV配電裝置中的出現(xiàn)回路數(shù)為4回時，一般采用單母線 分段的接線形式。對于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，220KV出線為4回及以上 時，也可裝設(shè)專用旁路短路器。而雙母線運行方式在6—220KV電壓的配電裝置中， 通常是以保證用戶供電，具備必須的可靠性。根據(jù)上述以及本變電所所處系統(tǒng)和負(fù) 荷性質(zhì)的要求，初步確定主

12、接線方案：第一種方案是一次側(cè)（220KV）采用單母線 分段的接線形式，二次側(cè)（60KV采用雙母帶旁路的接線形式；第二種方案是一次 側(cè)（220KV）采用雙母線分段帶旁路白^接線形式，而次側(cè)（60KV）采用雙母線分段 的接線形式。 第一種方案主接線圖： 圖第一中方案主接線圖此種方案的特點： 一次側(cè)（220KV）采用單母線分段的接線形式 優(yōu)點：單母分段可進行分段檢修，對于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路，使重 要負(fù)荷有兩個電源供電，在這種情況下，但一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器 在繼點保護裝置的作用下能自動將故障切除，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。

13、缺點：當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 二次側(cè)（60KV）采用雙母接線形式 雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運行，電源與負(fù)荷平均分 配在兩組母線上。由于母線繼電保護的要求，一般某一回固定與某一組母線連接， 以固定連接方式運行。 優(yōu)點：1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線 而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一出線斷路器時， 該回路不停電。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各個負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活 地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴

14、建，均不影響兩組母線的電 源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布 置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 4）便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接 至一組母線上。 缺點：在倒母線的操作過程中，使用隔離開關(guān)切換有負(fù)荷電流的電路，操作過程比 較復(fù)雜，容易造成誤操作。其次是雙母線接線平時只有一組母線工作，因此，當(dāng)工 作母線短路時仍要使整個配電裝置短時間停止工作，在檢修任一回路的斷路器時， 此回路仍需要停電。另外，增加了母線隔離開關(guān)的數(shù)目和有色金屬的消耗量，并且 使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故經(jīng)濟性較差。

15、 第二種方案主接線圖 一次側(cè)（220KV）采用雙母線分段帶旁路接線形式 二次側(cè)（60KV采用雙母線分段接線形式 圖第二中方案主接線圖 此種方案的特點： 雙母線接線形式的特點： 為了避免單母分段在母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，連接在該段母線上的回路 都要在檢修期間長時間停電，而發(fā)展成雙母線這種接線，每一回路都通過一臺斷路 器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器 并聯(lián)運行。 優(yōu)點：a.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 b.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需停該回路。 c.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 d.調(diào)度靈活。 e.擴建方便。

16、 f.便于試驗。 缺點：增加了母線長度和使每回路增加了一組母線隔離開關(guān)，還使配電裝置架構(gòu)增 加，占地面積增大，投資增多，由于隔離開關(guān)較多，容易誤操作。 主接線的確定 兩種方案進行比較： 首先，一次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母分段雖然較單母線在可靠性和調(diào)度靈活上 優(yōu)越，但單母線分段可以解決這個問題，而且占地面積也較小。雙母線接線形式占 地面積較大，投資較高。所以通過以上的比較，最終確定一次側(cè)（220KV）采用單 母線分段的接線形式。 其次，二次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母線分段的接線增加了隔離開關(guān)和斷路器的 數(shù)量，接線復(fù)雜，其平時只有一組母線運行，所以當(dāng)工作母線短路時，仍要使整

17、個 配電裝置短時間停止工作，擴大了停電時間。而雙母帶旁路的接線不僅經(jīng)濟性要優(yōu) 于前者，而且在母線故障后，恢復(fù)供電的速度也高于前者，同時，雙母線接線調(diào)度 靈活，擴建方便，所以通過上述的比較，二次側(cè)（60KV最終選定雙母帶旁路接線 的接線形式。 最后，通過前面對一次側(cè)（220KV）和二次側(cè)（60KV）接線的經(jīng)濟性，可靠性，靈 活性等各方面的綜合比較，同時考慮本所的進線，出線的回數(shù)以及重要負(fù)荷的分布 等因素，一次側(cè)（220KW）采用單母線分段的接線形式，二次側(cè)（60KV）采用雙母帶旁路的接線形式。 4短路計算 短路電流計算的目的 短路電流計算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設(shè)備或

18、對這些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響等。 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， 其中三相短路是對稱短路。 一般長用的短路電流值有： ：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。 ：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。 ：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。 短路電流計算的基本假定 短路電流實用計算中，采用的假設(shè)條件和原則為： 1) 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 2) 所有電源的電動勢相位角相同。 3) 系統(tǒng)中的電機

19、均為理想電機，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 1200電氣角度。 4) 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。 5) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50% 負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 6) 同步電機都具有自動調(diào)勵裝置(包括強行勵磁)。 7) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 8) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 9) 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不 計。 10) 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 11) 輸電線路的電

20、容忽略不計。 短路計算的一般規(guī)定 1) 驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所有的短路電流，確定短路電流時，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)考慮具有反饋作用的異 步電動機的影響。 3) 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算，計算短路點應(yīng)選擇在正常方式時 的短路電流為最大的地點。 4) 導(dǎo)體和電容的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路計算。 計算步驟 (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。 2) 選

21、取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。 3) 計算各元件的電抗標(biāo)么值。 (2) 選擇計算短路點 1) 求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流。 2) 各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。 3) 列出短路電流計算數(shù)據(jù)表。 計算方法 標(biāo)么值：取基準(zhǔn)容量,基準(zhǔn)電壓計算公式： 發(fā)電機： 變壓器： 附：線路中的每千米線路阻抗取X=Q/KM 線路： 短路電流沖擊值： 標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值： 短路計算的結(jié)果 表短路計算結(jié)果表 單位 220KV側(cè) 60KV側(cè) 基準(zhǔn)容量 MVA 100 100 基準(zhǔn)電壓 KV 230 66 短路電流有名值KA 沖擊電流有效值

22、KA 沖擊電流KA 5主要電氣設(shè)備的選擇 設(shè)計原則 (1) 總的原則：按照正常工作條件進行選擇，按照短路條件進行校驗。 (2) 一般原則：1)應(yīng)滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求． 2)應(yīng)滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求． 3)應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求． 4)應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)． 5)對電流互感器的選擇應(yīng)計及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別 6)選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。 高壓斷路器的選擇和校驗項目 高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：(1)型式和種類；(2)額定電壓；(3)額定

23、電 流；(4)開斷能力校驗；(5)額定關(guān)合電流；(6)動穩(wěn)定校驗；(7)熱穩(wěn)定校驗。 1) 按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即》。 2) 按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流，即學(xué)。當(dāng) 斷路器使用環(huán)境溫度不等于設(shè)備基準(zhǔn)環(huán)境溫度時，應(yīng)對斷路器的額定電流進行修正。 3) 按開斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足>。式中一斷路器實 際開斷時間秒的短路電流全電流有效值。 4) 按額定關(guān)合電流選擇 要求斷路器的額定開合電流應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值，即> 5) 動穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的

24、極限通過電流峰值應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流，即 > 6)熱穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量應(yīng)不小于三相短路電流發(fā)出的熱量，即 本變電所220KV側(cè)選用型號為LW—220的斷路器,60KV側(cè)選擇型號為LW6—63斷路 器,見表: 表斷路器型號選擇表 設(shè)備名稱安裝地點型號 斷路器220KV側(cè)LW－220 60KV側(cè) LW6－63 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的選擇，除了不校驗開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同,因為隔離開關(guān) 與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時,對隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器 的開斷時間,故計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同.

25、a.額定電壓b額定電流c型式和結(jié)構(gòu)d動穩(wěn)定校驗e熱穩(wěn)定校驗 220KV側(cè)選擇型號為GW6-220的隔離開關(guān)和GW7-220的隔離開關(guān),60KV側(cè)選擇 型號為GW5－63的隔離開關(guān),見表: 表隔離開關(guān)型號選擇表 隔離開關(guān)220KV側(cè)進線GW6-220 220KV側(cè)出線 GW7－220 電壓互感器的選擇 1)按額定電壓選擇 式中：Ui—電網(wǎng)電壓; 60KV側(cè) GW5－63 Ue1—電壓互感器一次繞組額定電壓

26、 2) 按準(zhǔn)確級和容量選 用于電度計量的電壓互感器,準(zhǔn)確度不低于級,用于電流、電壓測量的準(zhǔn)確度不 應(yīng)低于1級,用于繼電保護不應(yīng)低于3級. 3) 結(jié)構(gòu)種類選擇 60KV及以上可選串級式電壓互感器. 110KV及以上可選用電容分壓式電壓互感器. a220KV側(cè)選擇型號為JDC4220的電壓互感器. b60KV側(cè)選擇型號為JDC463的電壓互感器. 表電壓互感器型號選擇表 電壓互感器220KV側(cè)JDCF－220 60KV側(cè)JDC163 電流互感器的選擇 選擇電流互感器應(yīng)滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。

27、(1) 按一次額定電壓和額定電流選擇 電流互感器的一次額定電壓和額定電流必須滿足： Ue》,學(xué) 其中：、—電流互感器一次額定電壓和額定電流; 、—電流互感器安裝處一次回路工作電壓和一次回路最大工作電流。 變壓器中性點引出的電流互感器只取額定電流的30%。 (2) 按準(zhǔn)確度級及副邊負(fù)荷選擇 為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。 因此，需先要知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確級的要求，并 按準(zhǔn)確等級要求最高的表計選擇電流互感器，具體要求如下： 1) 裝設(shè)在發(fā)電機、電力變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表及所有 用于

28、計算電費的電度表用電流互感器，其準(zhǔn)確等級應(yīng)為級。 2) 供運行、監(jiān)視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準(zhǔn)確等級 應(yīng)為1級。 3) 供指示被測數(shù)值是否存在或大致估計被監(jiān)測數(shù)值的表計用的電流互感器，其等級 為3級和10級。其二次側(cè)所接負(fù)荷S2,應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量Se2, 即Ss2>S2=Ie22Z2 其中：Z2為二次負(fù)荷阻抗；Ie2為二次額定電流，由于本次設(shè)計中外接阻抗Z2未作規(guī) 定，因此本項可略去。 (3) 熱穩(wěn)定校驗 電流互感器的熱穩(wěn)定能力，以1秒鐘通過的一次額定電流倍數(shù)表示，熱穩(wěn)定按下 式校驗： 式中—中允許通過一次額定電流熱穩(wěn)定倍數(shù)。

29、(4) 動穩(wěn)定校驗 (內(nèi)部)< —電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù) 本變電所220KV側(cè)選擇型號為LB6-220的電流互感器，60KV側(cè)選擇型號為LCWB5－63的電流互感器,見表: 表電流互感器型號選擇表 電流互感器220KV側(cè)LB6—220 60KV側(cè)LCWB5－63 母線的選擇 母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇. a、電流分布均勻；b、機械強度高；； c、散熱良好；d、有利于提高電暈起始電壓；； e、安裝、檢修簡單、連接方便。 (1)截面選擇說明 a、為了保證母線的長期安全運行，母線在額定環(huán)境溫度80和導(dǎo)體面正常發(fā)熱允許最高溫度Be下的允許電流應(yīng)大于或等于流過導(dǎo)體的最

30、大持續(xù)工作電流即：＜ (Ke為溫度修正系數(shù))。 b、熱穩(wěn)定校驗 根據(jù)上述情況選擇的導(dǎo)體截面S,還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。其公式為： 式中：——根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面(mm)2 ——穩(wěn)定短路電流(A)； ——短路電流等值發(fā)熱時間； ——集膚效應(yīng)系數(shù)； C-一熱穩(wěn)定系數(shù)，其值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān)。 根據(jù)計算結(jié)果本變電所選用: 1) 220KV側(cè)選擇母線型式為鋼芯鋁母線，型號為LGb240/30,不需進行動穩(wěn)定校驗. 2) 60KV側(cè)選擇母線型式為組合導(dǎo)線，型號為LGb800/55,不需進行動穩(wěn)定校驗 表母線型號選擇表. 母線220KV側(cè)LGJ-240/30

31、 60KV側(cè)LGJ-800/55 避雷器的選擇 (1) 避雷器的設(shè)計原則 1) 配電裝置的每組母線上應(yīng)裝設(shè)避雷器. 2) 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題，壽命和熱穩(wěn)定 問題，在價格上同磁吹閥型避雷器相比沒有明顯的優(yōu)越性,在特殊情況下才被使用. 管型避雷器由于動作時形成截波對變壓器的縱向絕緣不利,所以不被采用. FZ避雷器的造價遠遠低于FC2避雷器，兩者的工作能力相差不大，從經(jīng)濟性考慮本設(shè)計全部選用FZ避雷器，見表： 表避雷器型號選擇表 避雷器220KV側(cè)FZ-220J 60KV側(cè)FZ-60 主變

32、中性點FZ－110 6高壓配電裝置的規(guī)劃 高壓配電配置和設(shè)計原則及要求 配電裝置是變電所的一個重要組成部分,電能的匯集和分配是通過各級電壓的配電 一實現(xiàn)的，因此，在設(shè)計配電裝置時應(yīng)滿足以下要求: 1) 保證工作的可靠性和防火性的要求.保證工作人員的人身安全. 2) 保證工作人員的人參安全。 3) 保證操作、維護、檢修的方便. 在配電裝置的具體設(shè)計中，應(yīng)遵循《電力工業(yè)管理法則》、《高壓配電裝置設(shè)計技 術(shù)規(guī)程》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定，高壓配電裝置設(shè)計的一般原則: 1) 節(jié)約用電. 2) 運行安全和操作巡視方便. 3) 便于檢修和安裝. 4) 節(jié)約材料,降低造價.

33、 屋內(nèi)、外配電裝置中各項安全凈距尺寸，在《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)程》中被分為 A、B、C、D、E五項,作為設(shè)計配電裝置時的根據(jù)，其中A值是基礎(chǔ)，其余各值是在 A值的基礎(chǔ)上，加上運行維護、搬運和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而得.各 項凈距數(shù)值可查閱有關(guān)規(guī)程. 屋外配電裝置與屋內(nèi)配電裝置的比較，所具有的特點: 1) 屋外配電裝置的土建工程量少，施工時間短,接生建筑材料，降低了基建投資。 2) 相鄰回路電器之間的距離較大,大大減少了事故蔓延的危險性. 3) 巡視檢查清楚，便于擴建和設(shè)備更新. 4) 維護操作不方便,以為隔離開關(guān)的操作以及對各種開關(guān)電器的巡視檢查,在任何天 氣條件

34、都必須在露天進行. (1)占地面積大. 屋外配電裝置根據(jù)電器和母線布置的高度可分為中型、高型和半高型等型式. 中型配電裝置是所有開關(guān)電器都安裝在較低的基礎(chǔ)和支架上，母線一般采用絞線和 懸垂絕緣子串組,懸掛在門型構(gòu)架上,母線水平面高于開關(guān)電器的水平面。 高型配電一是指開關(guān)電器分別安裝在幾個水平面內(nèi)，斷路器安裝在地面基礎(chǔ)支架 上，母線隔離開關(guān)在斷路器之上,主母線又在母線隔離開關(guān)之上或兩組母線上下重疊, 母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串懸掛在構(gòu)架上.其特點是布置緊湊、集中，占地面 積小,操作維護條件較差兩組母線隔離開關(guān)分層操作,路徑較長,容易引起誤操作. 半高型配電裝置指其布置處于中

35、型和高型配電裝置之間,即僅將母線與斷路器、電 流互感器等重疊布置. 設(shè)備的配置 隔離開關(guān)的配置 1) 接在變壓器引處線上或中性點上的逼雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān) 2) 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). 3) 斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電流 4) 中性點直接接地的普通形變壓宜配置隔離開關(guān) 電壓互感器的配置 1) 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線有關(guān),應(yīng)滿足測量、保護、同期和自動裝置的 要求. 2) 60－220KV電壓等級的每組主接線的三相應(yīng)裝電壓互感器. 3) 當(dāng)需監(jiān)視和檢測線路有無電壓時,出線側(cè)的一組上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器. 電流互感器的

36、配置 1) 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器,其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護和自動 化的要求. 2) 在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機和變壓器中性點，應(yīng)裝設(shè)電流互感器. 3) 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置,對非直接接地系統(tǒng)依具體要求配置兩相或三 相. 接地刀閘的配置 1)為保證電器和母線的檢修安全，35KV以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1-2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開 關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路。 2) 63KV及以上的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配接地刀閘，雙母 線接線兩組母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組

37、接地刀閘。 3) 旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，裝設(shè)在旁路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。 4) 63KV及以上主變母線隔離開關(guān)的主變側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。 避雷器的配置 (1)配殿裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器的除外。 ⑵220KV及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一 組避雷器。 (3)下列情況下的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器： a中性點直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點分級絕緣且有隔離開關(guān)時。 b不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點。 c110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 配電裝置的選擇 本設(shè)計為220/60K

38、V變電所，所以采用屋外配電裝置，所以，本所采用分相中型布 置，即隔離開關(guān)是分相直接布置在母線的正下方，此種方法采用LGJ240/30型母線 配合剪刀式隔離開關(guān)，布置清晰、美觀，可省去大量構(gòu)架，較普通中型配電裝置方 案節(jié)約用地1/3左右，但支柱式絕緣子防污、抗震能力較差，在污穢嚴(yán)重或地震烈 度較高的地區(qū)，不宜采用。同時選擇220KV出線和60KV出線兩個斷面圖。 7防雷保護的規(guī)劃設(shè)計 防雷保護的必要性 雷電引起的大氣過電壓將會對電氣設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此在 變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電氣設(shè)備的安全。 發(fā)電廠及變電所的防雷保護內(nèi)容

39、發(fā)電廠及變電所的防雷保護主要是兩個方面 1) 對直擊雷的防護。 2) 對沿線路侵入的雷電沖擊波的防護。 發(fā)電廠及變電所為防護直擊雷，一般用避雷針(線)加以保護 避雷針（線）的主要作用是主動引導(dǎo)雷電電流安全如地，從而保護發(fā)電廠變電所免受 直擊雷的損壞。 變電所防雷保護的對象 A類：電工裝置B類：需要采取防雷措施的建筑物和構(gòu)筑物 裝設(shè)避雷針（線）的基本原則 1） 一方面應(yīng)使所有的被保護物處于避雷針（線）保護范圍之內(nèi)，即要求避雷針（線）高 于被保護物，且兩者之間的距離又不能太遠，以保證雷擊避雷針（線），而被保護物 免遭雷擊。 2） 避雷針（線）遭受雷擊時，強大的雷電流流過避雷

40、針（線）引下線和基地體，其上會 產(chǎn)生很高的對地電位，如果它們距離被保護物很近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反 擊。使高電位引向被保護物。因此避雷針（線）和引下線，接地體與被保護物之間還 應(yīng)保持足夠的電氣距離。 防雷保護設(shè)計所需資料 1） 要求變電所附近氣象資料。 2） 要求變電所主接線圖及電器設(shè)備布置圖。 3） 其它需要保護的設(shè)備和設(shè)施。 4） 變壓器入口電容。 避雷針的保護范圍計算 半徑的確定 --當(dāng) 當(dāng) 其中—避雷針在水平上的保護半徑（m） —被保護物的高度 —避雷針的高度 時，;時， 保護全面積的條件為 其中D為通過由三支避雷針?biāo)纬傻娜切雾旤c圓的半徑，

41、或以避雷針為頂點的四角形的對角線。 防雷保護措施 1) 在變電所的220KV構(gòu)架上、高壓配電裝置的中心位置和60KV出線構(gòu)架附近共安 裝9支30米高的避雷針。 2) 在變壓器中性點、母線電壓互感器上分別安裝一組避雷器。 3)在220KM60KV進線和出線上分別安裝避雷線。 8繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計 繼電保護配置的作用和要求 為了保證電力系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定運行，需要配置繼電保護，而且繼電保護的配置要滿足電氣主接線的要求，確定主接線時也應(yīng)與繼電保護統(tǒng)籌考慮，繼電保護裝置應(yīng)滿足快速性、選擇性、可靠性和靈敏性的要求。 變壓器保護的配置 變壓器保護的配置原則 變壓器一般應(yīng)裝設(shè)的

42、繼電保護裝置: ⑴反映變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護，容量為800KVA及以上的油浸 式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，當(dāng)油箱內(nèi)因故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，保護 裝置應(yīng)瞬時動作于信號，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保護宜動作于斷開變壓器各電源 側(cè)斷路器。 (2) 相間短路保護反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護火電流速斷 保護，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保 護作用。容量為6300KVA以下并列運行的變壓器，以及10000KVA以下單獨運行的 變壓器加裝電流速斷保護(本設(shè)計不加裝電流速斷保護)容量為63000KVA及以上，廠用工作變壓

43、器和并列運行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護，對所有升壓變壓器及 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 為了防止外部短路所引起的過電流和作為變壓器的后備保護，在變壓器上可裝設(shè)過 電流保護。 對于單側(cè)電源的雙卷降壓變壓器，如高壓側(cè)中性點有可能直接接地運行，為了防止 高壓側(cè)電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時導(dǎo)致保護非選擇性動作，供高壓側(cè)過電流保護用的電 流互感器二次線圈可接成三角形。 (4) 中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護。 110KV及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè) 或三側(cè)電源的升壓

44、變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，作為變壓器主保護 的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。(110KV及以上中性點直接接地采用分級 劇院) (5) 過負(fù)荷保護 對于400KV及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并且作為其他負(fù)荷的后備 電源時，應(yīng)考慮過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護，過負(fù)荷保護應(yīng)接于一相電流上，帶 有時限動作于信號。 (6) 過電流保護 過激磁保護適用于500KV及以上的大容量的變壓器，本設(shè)計不加此保護。 通過以上分析可確定變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護及安裝的位置,見表8-1 表8-1變壓器保護及其安裝位置 保護類型安裝位置 瓦斯保護變壓器油枕和油箱間 縱聯(lián)差

45、動保護變壓器兩側(cè) 過電流保護電源側(cè) 零序電流保護變壓器中性點接地側(cè) 過負(fù)荷保護高壓側(cè) 母線保護和斷路器失靈保護 母線保護配置原則 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)裝用的母線保護時，如果母線故障，只能依靠相鄰元件保護的后備 保護作用切除，這將延長故障切除時間，并往往會擴大停電范圍，對高壓電網(wǎng)安全 運行不利，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

46、需要按照裝設(shè)全線速動保護的要求，必須快速切除母線上的故障時，應(yīng)裝設(shè)。 專用保護應(yīng)根據(jù)母線的重要程度應(yīng)滿足以下要求： 對于雙母線并列，母線保護應(yīng)保證先跳開母聯(lián)斷路器，以防止失去選擇性。對于平 行線接于不同的母線，當(dāng)母線保護動作時，應(yīng)閉鎖橫差保護，一防止誤動作。母線 保護不限制母線運行方式，在母線破壞固定聯(lián)結(jié)時，母線保護裝置能有選擇性的動 作。在一組母線或一般母線無電合閘時，應(yīng)能快速而有選擇性的切除故障母線。在 外部不平衡電流的作用下或交流回路斷線時，母線保護不應(yīng)動作。 雙母線接地母線保護 目前已被使用的母線保護有以下幾種： 1) 母線完全差動保護。 2) 母線不完全差動保護。

47、 3) 雙母線固定連接的完全差動保護。 4) 母連電流相位比較式母線保護。 目前在110－220KV電網(wǎng)中應(yīng)用較多的是母連電流相位比較差動保護，這種保 護適用于并列運行的雙母線母連斷路器合閘運行，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。目前已逐漸取代阻抗電 流差動保護，較廣泛用于110－220KV的雙母線系統(tǒng)。 本設(shè)計220KV側(cè)和60KV側(cè)母線均采用母連電流比相式差動保護，保護選擇見表8-2 所示表8-2母線保護選擇表 母線保護220KV側(cè)母聯(lián)電流比相式差動保護 60KV側(cè)母聯(lián)電流比相式差動保護 斷路器失靈保護 220KV

48、及以下電壓的電網(wǎng)中，各發(fā)電廠、變電所相應(yīng)電壓級均應(yīng)該裝設(shè)。 在高壓和超高壓電網(wǎng)中，斷路器失靈保護作為一種近后備保護方式得到了普遍的采 用，其目的是當(dāng)發(fā)生故障時斷路器拒動(包含跳閘回路異常因素所致)時，快速而有選擇性的切除故障。 線路的保護裝置 220KV側(cè)線路保護 (1) 配置原則 1) 根據(jù)《規(guī)程》：110—220KV直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)裝設(shè)全線速動保護作為 主保護。 2) 根據(jù)《規(guī)程》：110—220KV電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)線路快速動作的高頻保護作 為主保護，距離保護作為后備保護。 ⑵220KV線路的接地保護 1) 宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序保護。 2)

49、 對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整個電力網(wǎng)接地保護的性能 時，可裝設(shè)接地距離保護并輔之以階段式零序電流。 3) 正常運行方式下保護安裝處短路，電流速斷保護有以上靈敏度時，則可裝設(shè)此相 保護。 4) 高頻保護：采用相差高頻保護 相差高頻保護適用于200KV以內(nèi)的110—220KV輸電線路。 主要優(yōu)點： 相差高頻保護在非全相運行時不會誤動作，所以無需加非全相的閉鎖裝置，簡 化接線，同時在系統(tǒng)震蕩過程中，被保護線路內(nèi)部發(fā)生故障時，相差高頻保護瞬時 的切除故障。 高頻保護工作狀態(tài)不受電壓回路線影響，測量元件均反映電流量無電壓回路。 經(jīng)過以上分析確定220KV線路保

50、護： 主保護：高頻保護。 后備保護：三段式距離保護。 接地保護：零序I、n＞田段保護。 60KV側(cè)線路保護 并列運行的平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)差動方向保護或電流平衡保護作為主保護，距離 平衡保護作為后備保護。 主保護可以選用橫聯(lián)差動方向保護有相繼動作區(qū)和死區(qū)，而電流平衡保護只有相繼 動做無死區(qū)，并且相繼動作區(qū)比橫差動保護小，而且動作迅速，靈敏度足夠大，并 且接線檢點等優(yōu)點，其缺點是只能應(yīng)用于有電源的一側(cè)的雙回路上，在無源的一側(cè) 不能采用，這一缺點對本設(shè)計不產(chǎn)生影響，因此主保護采用電流平衡保護。 根據(jù)上述分析，60KV側(cè)線路保護為： 主保護：電流平衡保護。 后備保護：距離

51、保護。 線路保護選擇見表8-3 表8-3線路保護選擇表 高頻差動保護 三段式距離保護 零序I、葭 田段電流保護 電流平衡保護 三段式距離保護 線路保護220KV側(cè)主保護 后備保護 接地保護 60KV側(cè)主保護 后備保護 自動裝置的規(guī)劃設(shè)計 電力系統(tǒng)自動裝置的設(shè)計 根據(jù)運行需要，考慮使用效果和利用率等因素，合理的確定方案。同時還應(yīng)從充分發(fā)揮原有的自動裝置的作用，自動裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。自動裝置要盡量簡單、可靠、使用元件和觸點盡量少，接線簡單，便于運用維護。 合閘裝置裝設(shè)規(guī)定 (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，

52、應(yīng)裝設(shè)自動重合閘。旁路斷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)自動重 合閘。 (2)電力變壓器和母線，必要時可裝設(shè)自動重合閘。 220KV以下單側(cè)電源線路的自動重合閘，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)斷路器斷流允許時，有些線路可采用兩次重合閘。 220KV及330KV線路的自動合閘，按以下規(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，實現(xiàn)單相重合閘，發(fā)生其他 故障時，實現(xiàn)三相重合閘。 2) 根據(jù)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和被保護線路的特點，在某些情況下為了簡化，采用三相自動重 合閘。 自動重合閘裝置應(yīng)符合以下要求 (1) 自動

53、重合閘一般由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原理啟動，或用保護裝置啟動。 (2) 用控制開關(guān)或通過遙控器將斷路器斷開時，自動重合閘均不應(yīng)動作。 (3) 裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。在任何情況下，均不應(yīng)使斷路器重合次數(shù) 超過規(guī)定。 (4) 自動重合閘裝置動作后應(yīng)自動復(fù)歸。 (5) 自動重合閘裝置應(yīng)能實現(xiàn)重合閘后加速繼電保護動作。 (6) 當(dāng)斷路器不處于正常狀態(tài)時，不允許實現(xiàn)自動重合閘時，應(yīng)將自動重合閘裝置 閉鎖。 本變電所設(shè)計在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 備用電源和備用設(shè)備自動投入 (1) 根據(jù)電力系統(tǒng)自動裝置書 備用電源和備用設(shè)備

54、自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動將 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)工作電源斷開后，備用電源才能投入。 2)工作母線上無論什么原因失去電壓時，備自投應(yīng)投入。 3)備用電源自動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)有雙電源供電的變電所，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用。 3)降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有相互為備用的母線段 4)生產(chǎn)過程中某些重要機組有備用機組。 (4) 當(dāng)備用自動投入裝置動

55、作時，如備用電源或設(shè)備投于故障時，必要時使其保護 裝置加速動作 本變電所設(shè)計，為了確保不間斷供電，變電所的電源均應(yīng)裝設(shè)備自投裝置。 第二篇畢業(yè)設(shè)計計算書 1主變壓器臺數(shù)和容量的確定 主變壓器選擇的要求 (1) 和電力系統(tǒng)連接的主變壓器一般不超過兩臺，當(dāng)只有一個電源或變電所的一級 負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變壓器。 (2) 變壓器裝設(shè)兩臺及以上主變壓器時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中一臺停用時， 其余變壓器容量至少能保證所供電的全部一級負(fù)荷或為變電所全部負(fù)荷的60－ 75%。通常一次變電所為75%，二次變電所為60%。 (3) 變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，

56、因制造或運輸條件限制及初期只裝一 臺主變壓器的220KV樞紐變電所中，一般采用單相變壓器組，當(dāng)裝設(shè)一臺單相變壓 器時，應(yīng)設(shè)有備用相，當(dāng)主變壓器超過一臺，且各臺容量滿足上述要求時，單相變 壓器組可不裝設(shè)備用相。 (4) 變電所中的變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器，如受設(shè) 備制造限制時，可采用獨立的調(diào)壓變壓器或預(yù)留位置。 (5) 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，電力系 統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“△”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根 據(jù)具體工程來確定。 主變壓器的選擇 總?cè)萘康拇_定 主變壓器的確定應(yīng)根據(jù)5－10年發(fā)展規(guī)

57、劃進行選擇，通過對原始資料的分析， 根據(jù)負(fù)荷及經(jīng)濟發(fā)展的要求，同時考慮負(fù)荷的同時系數(shù)和線損率等因素，可由公式 求得。 原始資料變電所60KV用戶負(fù)荷如表所示： 表60kV用戶負(fù)荷表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷(KW) 功率 出線 出線 附注 近期 遠期 因數(shù) 方式 回路數(shù) 1 建成機械廠 18000 25000 架空 2 有重要負(fù)荷 2 化肥廠 8000 10000 架空 2 有重要負(fù)荷 3 重型機械廠 10000 13000 架空 2 有重要負(fù)荷 4 拖拉機廠 15000 20000

58、 架空 2 有重要負(fù)荷 5 冶煉廠 10000 15000 架空 2 有重要負(fù)荷 6 煉鋼廠 12000 18000 架空 2 有重要負(fù)荷 (重要負(fù)荷占總負(fù)荷的 80%，符合同時率為，線損率 符合同時率為，： 線損率 5%，小時) 總負(fù)荷為： 計算容量為： 根據(jù)《規(guī)程》得， 選用兩臺有載調(diào)壓變壓器，其型號為 流互感器，其具體型號和參數(shù)見表 表 所選變壓器的主要參數(shù) 額定電壓 (KV) 高壓 低壓 66 空載損耗 (KW) 73 ，采用 連接組，附套管電 空載電流 (%) 負(fù)載損耗 (KW) 245 連接組別 、

59、 阻抗電壓 (%) 軌距 2000/1435 則： 主變壓器電抗為： 2短路電流計算 將用到的計算公式 (1) 1) 變壓器： 2) 發(fā)電機： 3) 線路 (2) 1) 星—角 2) 角—星 系統(tǒng)等值計算電路圖 圖系統(tǒng)等值計算電路圖 取=100MVA，，求等值電路圖中各阻抗標(biāo)么值： 發(fā)電機電抗： 發(fā)電機、、電抗： 變壓、、器電抗： 線路110KM電抗： 線路90KM電抗： 線路80KM電抗： 線路35KM電抗： 將系統(tǒng)等值計算電路圖化簡如圖所示： 圖系統(tǒng)等值計算化簡圖 經(jīng)'—Y變換： 得如圖所示： 圖經(jīng)星-角變換的系統(tǒng)等值電路圖 經(jīng)Y

60、一△變換： 得如圖所示： 圖經(jīng)角-星變換的系統(tǒng)等值電路圖 母線上發(fā)生短路時的短路計算 220KV側(cè)化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖： 圖220kV側(cè)化簡網(wǎng)絡(luò)圖 計算電抗： 查《汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表》得短路時的短路電流標(biāo)么值為表所示： 表220kV側(cè)發(fā)生三相短路時的短路電流標(biāo)么值 0s2s4s 0s 2s 4s 取平均電壓U=230KV,則有名值為： 取平均電壓U=230KV,則有名值為： 所以，總的短路電流有名值為： 60側(cè)化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖： 經(jīng)Y一△變換得： 得： 圖60kV側(cè)化簡網(wǎng)絡(luò)圖 計算電抗： 查《汽輪發(fā)電機計算

61、曲線數(shù)字表》得短路時的短路電流標(biāo)么值為表所示： 表60kV側(cè)發(fā)生三相短路時的短路電流標(biāo)么值 0s2s4s 0s2s4s 取平均電壓U=66KV,則有名值為：取平均電壓U=66KV,則有名值為：所以，總的短路電流有名值為： 0s沖擊電流有效值為： 220KV側(cè)短路點： 60KV側(cè)短路點： 0s沖擊電流為： 220KV側(cè)短路點： 60KV側(cè)短路點： 則短路電流計算結(jié)果如表所示： 表短路電流計算數(shù)據(jù)一覽表 220KV 側(cè) 60KV 側(cè) 100 100 單位 基準(zhǔn)容量MVA KV 基準(zhǔn)電壓 短路電流有名值KA 230 66 沖擊電流有

62、效值KA 沖擊電流 KA 3主要電氣設(shè)備選擇 高壓斷路器的選擇 220KV側(cè)斷路器的選擇(1)按電壓選擇：安裝點斷路器的工作電壓為：。 ⑵按電流選擇：220KV側(cè)斷路器的最大功率應(yīng)是主變壓器的額定容量80MVA,則 進線斷路器的最大工作電流為： 根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外條件，應(yīng)選擇戶外斷路器，其型號為型。 ,大于回路最大 表 220kV 側(cè)斷路器型號及參數(shù)表 型 額定電壓 (KV) 最 高 工 作 電 額定電流 額定短路開斷 號 壓 (KV) (A) 電流 (KA) 220 252 1600 40 額定耐受峰值電 控 制 回 路 電 合閘時間 分閘時間

63、(ms) 壓 3s(KV) 壓 DC(V) (ms) 40 110 該斷路器最高工作電壓 ，大于 。斷路器容許的長期工作電流為 工作電流 ，所以可以滿足要求 .斷路器的型號及參數(shù)如表所示 (3) 熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗公式： 額定短路關(guān)合 電流 (KA) 100 額定耐受峰值 電流 (KA) 100 在驗算電器的短路熱效應(yīng)時，應(yīng)采用后備保護的動作時間，通常取 由短路計算得：，， 則周期分量熱效應(yīng)為：斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為：滿足 (4)動穩(wěn)定校驗 按額定開斷電流校驗：，，即 按額定關(guān)合電流校驗：，，即經(jīng)校驗滿足要求。其保證值與計算值的比較見表所示 表

64、220KV側(cè)斷路器各項技術(shù)數(shù)據(jù)與各項計算數(shù)據(jù)比較表 斷路器參數(shù)計算數(shù)據(jù) 額定電壓電網(wǎng)電壓 額定電流長期最大工作電流 額定開斷電流次暫態(tài)短路電流 額定關(guān)合電流短路沖擊電流 熱穩(wěn)定熱效應(yīng) 60KV側(cè)斷路器的選擇(1)電壓等級為60KV 可能流過的最大持續(xù)工作電流為： 其型號為 ,大于流過斷路 根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件，應(yīng)選擇戶外斷路器，其型號為 該斷路器最高工作電壓，大于，斷路器容許的長期工作電流為器最大持續(xù)工作電流，所以可以滿足要求 斷路器的型號及參數(shù) 表60kV側(cè)斷路器型號及參數(shù) 型 額定電壓 (KV) 號 63 額定耐受峰值電 壓 4s(K

65、V) 最 高 工 作 電 額定電流 壓 (KV) (A) 2500 控 制 回 路 電 合閘時間 壓 DC(V) (ms) 110 額定短路開斷 電流 (KA) 分閘時間 (ms) 額定短路關(guān)合 電流 (KA) 80 額定耐受峰值 電流 (KA) 63 (2) 熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗公式： 在驗算電器的短路熱效應(yīng)時，應(yīng)采用后備保護的動作時間，通常取 由短路計算得： ， ， 則周期分量熱效應(yīng)為： 斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為： 滿足 (3) 動穩(wěn)定校驗 按額定開斷電流校驗： ， ，即 按額定關(guān)合電流校驗： ， ，即 經(jīng)校驗滿足要求。其保證值與計

66、算值的比較見表所示 : 表60KV側(cè)斷路器各項技術(shù)數(shù)據(jù)與各項計算數(shù)據(jù)比較表 斷路器參數(shù) 計算數(shù)據(jù)  額定電壓 額定電流 額定開斷電流 額定關(guān)合電流 熱穩(wěn)定 電網(wǎng)電壓 長期最大工作電流 次暫態(tài)短路電流 短路沖擊電流 熱效應(yīng) 隔離開關(guān)的選擇及校驗 220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗 (1) 根據(jù)安裝地點的工作電壓和最大長期工作電流選擇 工作地點的工作電壓為220KV制造廠所保證隔離開關(guān)的最高工作電壓應(yīng)大于220KV. 進線隔離開關(guān)的最大工作電流為: 根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件220KV母線進線側(cè)應(yīng)選-220型， 220KV母線出線側(cè)應(yīng)選-220型.有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表所示： 表220KV隔離開關(guān)參數(shù)表 安裝地點 型 額定電壓 最高工作電 額定電流 動穩(wěn)定電 3s熱穩(wěn)定電 號 (KV) 壓(KV) (A) 流(KA) 流(KA) 220KV進 線 -220 220 252 1250 100 40 220KV出 -220 220 252 1250 80 線 (2) 熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校