1、 本文由zdrt_122貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 畢 業(yè) 設 計 畢業(yè)設計題目 110kV 降壓變電站 電氣部分設計 筑 龍 網(wǎng) 二 00 五年四月 WW W. ZH UL ON G. CO M 目 錄 筑 龍 網(wǎng) 參考文獻56 WW 摘 要2 引 言3 第一篇 設計說明書4 1,緒論4 2,負荷分析及主變選擇5 3,變電所主接線的選擇10 4,變電所的所用電接線的設計17 5,無功補償21 6,短路電流計算22 7,電氣設備選擇25 8,配電裝置選擇與總平面布置26 9,防雷設計28 10,電力系統(tǒng)繼電保護配置30 第二篇 計

2、算書36 11,主變?nèi)萘康拇_定36 12,所用變壓器容量選擇36 13,無功補償容量的選擇36 14,短路電流計算37 15,電氣設備的選擇41 16,防雷計算53 結 論54 附圖一,電氣一次接線圖 附圖二,電氣平面圖 附圖三,屋外變電裝置斷面圖 W. ZH UL ON G. CO M 摘 要 本論文主要闡述了 110kV 降壓變電站的設計,設計的內(nèi)容包括電氣的一次部分和二次部分的 設計和計算.在一次部分中,要對電力系統(tǒng)和變電站進行總體分析,然后確定變電站電氣主 接線的形式,并在此過程中進行系統(tǒng)的無功補償,短路電流計算以及電氣設備的選擇.在具 體計算后,還要為建造變電站進行配電裝置及電氣總平

3、面的布置設計,使建站合理化.在二 次部分中,要綜合考慮保護的方式,系統(tǒng)運行的方式和短路點的選擇,在此基礎上進行整定 計算.在設計過程中要繪制相關圖紙,包括主接線等較重要圖紙并掌握其內(nèi)容. 關鍵字 電力系統(tǒng),無功補償,短路電流,變壓器 本次設計是在畢業(yè)設計任務書的基礎上進行的.綜合系統(tǒng)的考核三年來所學專業(yè)理論技術知 識,旨在提高自己的技術水平,綜合能力,以達到理論聯(lián)系實際,學有所用,學有所成的目 的. 設計中依據(jù)電力工程電氣設計手冊變電所設計規(guī)程發(fā)電廠變電所電氣部分導 , , , 體和電器選擇設計技術規(guī)程變電所電氣部分設計指導書繼電保護及安全自動裝置技 , , 術規(guī)程 , 35110KV 變電所

4、設計規(guī)范 , 310KV 高壓配電裝置設計規(guī)范 等國家的技術規(guī)程, 對本設計變電站進行經(jīng)濟技術上的選擇,主要是電氣一次系統(tǒng). 通過本次對變壓器,主接線的選擇及短路電流計算,高壓設備的選擇,達到理論聯(lián)系實際的 目的. 由于本人掌握的知識有限,又無設計經(jīng)驗,設計中難免存在不足及錯誤,懇請大家批評指正. 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. 引 言 CO M 第一篇 設計說明書 鎮(zhèn)區(qū)變 1000 0.9 3 架空 5 機械廠 800 0.89 2 電纜 2 紡織廠 1 700 0.89 1 電纜 3 紡織廠 2 800 0.88 2 架空 7 農(nóng)藥廠 200 0.88 1 架空 4 面粉廠

5、 100 0.9 1 架空 5 耐火材料廠 500 0.88 2 架空 2 35kV 電壓等級下共有出線 5 回,其中一級負荷為兩回,分別為煤礦變和化肥廠;二級符合為 三回,分別為市鎮(zhèn)變 1,市鎮(zhèn)變 2 和磚廠. 筑 市鎮(zhèn)變 1 6000 市鎮(zhèn)變 2 7000 煤礦變 4500 化肥廠 4300 磚廠 5000 0.9 1 0.92 0.85 0.88 0.85 架空 15 1 架空 2 架空 2 架空 1 架空 龍 網(wǎng) WW 電壓 負荷名稱 最大負荷 KW cos W. 1 緒論 1.1 本次設計的內(nèi)容 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié), 起著變換和分配電能的作用. 這就要求變電站的 一次

6、部分經(jīng)濟合理,二次部分安全可靠,只有這樣變電站才能正常的運行工作,為國民經(jīng)濟 服務.故本次 110kV 降壓變電站電氣部分設計主要分為電氣一次部分設計和電氣二次部分設 計兩部分. 1.1.1 電氣一次部分設計 電氣一次部分設計主要包括負荷分析,主變壓器的選擇,主接線選擇,所用變壓器的選 擇,無功補償?shù)脑O計,短路電流的計算,電氣設備的選擇等內(nèi)容.本部分設計參考了各類相 關資料,按照有關的技術規(guī)程和工程實例進行的. 1.1.2 電氣二次部分設計 電氣二次部分設計主要包括變壓器主保護設計, 變壓器后備保護設計, 所用變壓器保護 設計等主要內(nèi)容. 本部分設計參考了各類相關資料, 按照有關的技術規(guī)程和工

7、程實例進行的. 1.2 本次設計的目的 本次設計屬于畢業(yè)設計,是在學習了相關專業(yè)書籍(如發(fā)電廠電氣設備電力系統(tǒng) , 分析電力系統(tǒng)繼電保護原理等等) , ,本次設計是為了對具體的工程設計有細致的了解, 并掌握一定的工程設計方法而設的.在本次設計中,同學們在老師細心指導下,自己親自動 手進行設計方案比較,計算,查找相關資料等技術設計過程,對此有了深入細致的了解,為 以后的工作打下了堅實的基礎. 負荷分析及主變選擇 2.1 負荷分析: 2.1.1 負荷情況: ZH 回路數(shù) 8 10 7 11 UL ON G. 供電方式 CO M 線路長度 KM 2.2 主變壓器的選擇: (1) 由于系統(tǒng)通過雙回 1

8、10KV 架空線路供電, 故選擇兩臺主變壓器具有較大的靈活性和可靠 性,變電所接線較簡單.規(guī)定在斷開一臺時,其余主變壓器的容量應滿足下列兩個條件:一, 不應小于 60%的全部負荷;二,應保證用戶的一,二級負荷鑒于目前變壓器產(chǎn)品容量是采用 R10 系列分級的,逐級容量的增大系數(shù)為 1.259,因此,按保證 60%全部負荷計算選擇時,實 際選定的變壓器容量可有約 11.2 倍的增長,其實際容量可達全部負荷的 60%72%.3 (2)330kV 以下的主變壓器一般采用三相式變壓器,容量按投運后 510 年的預期負荷選擇. 4 (3)繞組數(shù)目的選擇:具有三種電壓的變電所中,如通過主變壓器各側繞組的功率

9、均達到該 變壓器額定容量的 15%以上或低壓側雖無負荷但需裝設無功補償設備時,均宜選用三繞組變 壓器.5 (4)繞組連接方式:我國 110kV 及以上電壓,變壓器繞組都采用 Y0 連接;35kV 亦采用 Y 連 接,其中性點多通過消弧線圈接地.35kV 以下電壓,變壓器繞組都采用連接.6 (5) 由于我國電力不足, 缺電嚴重, 電網(wǎng)電壓波動較大. 變壓器的有載調壓是改善電壓質量, 減少電壓波動的有效手段.對電力系統(tǒng),一般要求 110kV 及以下變電所至少采用一級有載調 壓變壓器.7但是,是否需要有載調壓通過潮流計算才能判斷,然而,潮流計算不屬于這次 設計范圍之內(nèi),故在此不需考慮調壓. (6)主

10、變壓器冷卻方式:主變一般采用的冷卻方式有自然風冷卻,強迫油循環(huán)風冷卻,強迫 油循環(huán)水冷卻,強迫導向油循環(huán)冷卻.小容量變壓器一般采用自然風冷卻,大容量變壓器一 般采用強迫油循環(huán)冷卻變壓器,在發(fā)電廠水源充足的情況下,為壓縮占地面積,大容量變壓 器也有采用強迫油循環(huán)水冷卻.近年來隨著變壓器制造技術的發(fā)展,在大容量變壓器中采用 了強迫油循環(huán)導向冷卻方式.它是用潛油泵將冷油壓入線圈之間和鐵芯的油道中,故此冷卻 方式效率更高.8 (7)自耦變壓器是否需要? 自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多優(yōu)點.如消耗材料少,造價低;有功和無功 損耗少,效率高;由于高中壓線圈的自耦聯(lián)系,阻抗小,對改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有

11、一定作用;還 可擴大變壓器極限制造容量,便利運輸和安裝. 一般用于以下情況: 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO 10kV 電壓等級下共有出線 7 回,其中一級負荷為四回,分別為鎮(zhèn)區(qū)變,機械廠,紡織廠 2, 耐火材料廠.二級負荷為三回,分別為紡織廠 1,農(nóng)藥廠和面粉廠. 2.1.2 系統(tǒng)綜合最大用電負荷: 電力系統(tǒng)在一定時段內(nèi)(如一年,一天)的最大負荷值稱為該時段的系統(tǒng)綜合最大用電負 荷.時段內(nèi)其余負荷值稱為系統(tǒng)綜合用電負荷.系統(tǒng)中各電力用戶的最大負荷值不可能都出 現(xiàn)在同一時刻.因此,系統(tǒng)綜合最大用電負荷值一般小于全系統(tǒng)各用戶最大負荷值的總和, 即 Pmax=K0Pimax

12、式中 Pmax-系統(tǒng)綜合最大用電荷.K0-同時率,K01.Pimax-各用 戶最大負荷的總和. 同時率的大小與用戶多少,各用戶特點有關,一般可根據(jù)實際統(tǒng)計資料或查設計手冊確定. 1 2.1.3 同時系數(shù)的確定: 確定配電所母線的最大負荷時,所采用的有功負荷同時系數(shù): 1,計算負荷小于 5000 千瓦. 0.91.0 2,計算負荷為 500010000 千瓦. 0.85 3,計算負荷超過 10000 千瓦. 0.80 2 M 所選主變壓器的型號為:SFS10-20000/110 高壓 KV 中壓 KV 低壓 KV 連接組別標號 阻抗電壓% 高中 高低 中低 1718 升 10.5 降 10.5

13、升 1718 降 6.5 升 6.5 降 損耗 KV 空載電流 外 形 軌距縱向/橫向 空載 短路 長 寬 高 26.6 125 6360 4520 4320 銅川整流變壓器廠 特點及名稱:損耗較低,節(jié)能效果較好的三相銅線三繞組油浸式電力變壓器. 3,變電所主接線的選擇 變電所電氣主接線是指變電所的主變壓器,輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接,從而完成 輸配電任務.變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分.主接線的確定, 對電力系統(tǒng)的安全,穩(wěn)定,靈活,經(jīng)濟運行以及變電所電氣設備的選擇,配電裝置的布置, 繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響. 3.1,主接線的設計原則: 1,考慮變電

14、所在電力系統(tǒng)中的地位和作用. 2,考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模. 3,考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響. 4,考慮主變臺數(shù)對主接線的影響. 5,考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響. 3.2 主接線設計的基本要求: 1,可靠性.所謂可靠性是指主接線能可靠的工作,以保證對用戶不間斷的供電.衡量可靠性 的客觀標準是運行實踐.評價主接線可靠性的標志是: a,斷路器檢修時是否影響供電; b,線路,斷路器,母線故障和檢修時,停運時間的長短,以及能否保證對重要用戶的供電; c,變電所全部停電的可能性; d, 有些國家以每年用戶不停電時間的百分比來表示供電可靠性, 先進的指標都在 99.9%以

15、上. 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 1) ,單機容量在 125MW 及以下,且兩級升高電壓均為直接接地系統(tǒng),其送電方向主要由低壓 送向高,中壓側,或從低壓和中壓送向高壓側,而無高壓和低壓同時向中壓側送電要求者. 2) ,當單機容量在 200MW 及以上時,用來作高壓和中壓系統(tǒng)之間聯(lián)絡用的變壓器. 3) ,在 220kV 及以上的變電所中,宜優(yōu)先選用自耦變壓器.9 變壓器型號中字母代表的含義: S-在第一位表示三相,在第三,第四則表示三繞組 F-代表油浸風冷 Z-代表有載調壓 J- 代表油浸自冷 L-代表鋁繞組或防雷 P-代表強油循環(huán)風冷 D-代表自耦,在第一位表示降

16、壓,在末位表示升壓 X-代表消弧圈 2,靈活性. a,調度要求.可以靈活的投入和切除變壓器,線路,調配電源和負荷,能滿足系統(tǒng)在事故運 行方式下,檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求; b,檢修要求.可以方便的停運斷路器,母線及其繼電保護設備,進行安全檢修,且不致影響 對用戶的供電; c,擴建要求.可以容易的從初期過渡到終期接線,使在擴建時,無論一次和二次設備的改造 量最小. 3,經(jīng)濟性:投資省,占地面積小,能量損失小.11 3.3,6220kV 高壓配電裝置的接線分為: 1, 有匯流母線的接線.單母線,單母線分段,雙母線,雙母線分段,增設旁路母線或旁路 隔離開關等. 2, 無匯流母線的接線.

17、變壓器-線路單元接線,橋形接線,角形接線等. 6220kV 高壓配電裝置的接線方式,決定于電壓等級及出線回路數(shù).按電壓等級的高低和出 線回路數(shù)的多少,有一個大致的適用范圍. 3.4,基本接線型式 單母線接線 ()優(yōu)點:接線簡單清晰,設備少,操作方便,便于擴建和采用成套配電裝置. ()缺點:不夠靈活可靠,任一元件(母線及隔離開關等)故障或檢修,均需使整個配電 裝置停電.單母線可用隔離開關分段.但當一段母線故障時,全部回路仍需短時停電,在用 隔離開關將故障的母線段分開后,方能恢復非故障段的供電. ()適用范圍:610KV 配電 裝置出線回路數(shù)不超過 5 回; 3563KV 配電裝置出線回路數(shù)不超過

18、 3 回; 110220KV 配電裝 置的出線回路數(shù)不超過兩回. 單母線分段接線()優(yōu)點:用斷路器把母線分段后,對重要用戶可以從不同段引出兩個回 路,有兩個電源供電;當一段母線發(fā)生故障,分段短路器自動將故障段切除,保證正常段母 線不間斷供電和不使重要用戶停電 . ()缺點:當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時, 該段母線的回路都要在檢修期間停電;當出線為雙回路時,常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越;擴 建時需兩個方向均衡擴建; ()適用范圍:610KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時; 3563KV 配電裝置出線回路數(shù)為 48 回時; 110220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 34 回時. 雙母線

19、接線:雙母線的兩組母線同時工作,并通過母線聯(lián)絡斷路器并聯(lián)運行,電源與負荷平 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路固定與某一組母線連接,以固 定的方式運行. ()優(yōu)點:1,供電可靠.通過兩組母線隔離開關的倒換操作,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,能迅速恢復供電,檢修任一回路的母線隔離開關,只停該 回路.2、調度靈活.各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上,能靈活地適應系 統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要.3、擴建方便.向左右任何一個方向擴建,均不影 響兩組母線的電源和負荷均勻分配,不會引起原有回路的停電.4、便于試驗.當個別回路需 要單獨進行

20、實驗時,可將該回路分開,單獨接至一組母線上. ()缺點:1、增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關.2、當母線故障或 檢修時,隔離開關作為倒換操作電器,容易誤操作.為了避免隔離開關誤操作,須在隔離開 關和斷路器之間裝設連鎖裝置.3、適用范圍.當出線回路數(shù)或母線上電源較多,輸送和穿越 功率較大, 母線故障后要求迅速恢復供電, 母線和母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電, 系統(tǒng)運行調度對接線的靈活性有一定要求時采用.610kv 配電裝置,當短路電流較大,出 線需要帶電帶電抗器時; 3563kv 配電裝置, 當出線回路數(shù)超過 8 回時, 或連接的電源較多, 負荷較大時;110220kv 配

21、電裝置,出線回路數(shù)為 5 回及級以上時. 雙母線分段接線:當 220kv 進出線回路數(shù)甚多時,雙母線需要分段,分段原則是 1、當進出 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 單母線分段接線 可靠性 一段母線發(fā)生故障, 自動裝置可以保證正常母線不間斷供電. 重要用戶可以從不同分段 上引接. 出線回路數(shù)較多,斷路器故障或檢修較多,母聯(lián)斷路器長期被占用,對變電站 不利. 靈活性 母線由分段斷路器進行分段.當一段母線發(fā)生故障時,由自動裝置將分段斷路器跳開,不會 發(fā)生誤操作.1.各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上,2.能靈活的適應系 統(tǒng)中各種運行方式的調度和潮流變化的需要

22、.3. 當母線故障或檢修時,4. 隔離開關作為 倒換操作電器,5.容易誤操作. 經(jīng)濟性 當進出線回路數(shù)相同的情況下,單母線分段接線所用的斷路器和隔離開關少于雙母線接線. 總結:對比兩種接線方式,從可靠性,靈活性,經(jīng)濟性以及可擴建性等幾方面考慮,我認為 筑 龍 網(wǎng) 主接線方案比較一覽表 雙母線接線 WW 線回路數(shù)為 1014 回時, 在一組母線上用斷路器分段; 2、當進出線回路數(shù)為 15 回及以上時, 兩組母線均用斷路器分段;3、在雙母線分段接線中,均裝設兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器;4、為 了限制 220kv 母線短路電流或系統(tǒng)解裂運行的要求,可根據(jù)需要將母線分段; 變壓器-線路單元接線:1、優(yōu)點:接

23、線最簡單,設備最少,不需要高壓配電裝置.2、缺點: 線路故障或檢修時,變壓器停運;變壓器故障或檢修時線路停運 3 適用范圍:只有一臺變壓 器和一回線路時;當發(fā)電廠內(nèi)不設高壓配電裝置,直接將電能輸送至樞紐變電所時. 橋形接線:兩回變壓器-線路單元接線相連,接成橋形接線.分為內(nèi)橋和外橋兩種接線,是長 期開環(huán)運行的四角形接線(一)內(nèi)橋形接線 1、優(yōu)點:高壓斷路器數(shù)量少,四個回路只需三 臺斷路器;2、缺點:變壓器的切除和投入較復雜,需動作兩臺斷路器,影響一回線路的暫時 停運;橋聯(lián)斷路器檢修時,兩個回路須解裂運行;出線斷路器檢修時,線路需長時期停運, 為避免此缺點,可加裝正常斷開運行的跨條,為了輪流停電

24、檢修任何一組隔離開關,在跨條 上需加裝兩組隔離開關,橋聯(lián)斷路器檢修時,也可利用此跨條;3、適用范圍:適用于較小容 量的發(fā)電廠,變電所,并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長,故障率較高的情況. (二)外橋形接線 1、優(yōu)點:同內(nèi)橋形接線;2、缺點:線路的切除和投入較復雜,需動作兩 臺斷路器,并有一臺變壓器暫時停運;橋聯(lián)斷路器檢修時,兩個回路須解裂運行;變壓器側 斷路器檢修時,變壓器需較長時間停運.為避免此缺點,可加裝正常斷開運行的跨條.橋聯(lián) 斷路器檢修時,也可利用此跨條;3、適用范圍:適用于較小容量的發(fā)電廠或變電所,并且變 壓器的切換較為繁或線路較短,故障率較少的情況.此外,線路有穿越功率時,也宜采用外

25、 橋形接線; (7)35 角形接線:多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形,是單環(huán)形接線. 為減少因斷路器檢修而開環(huán)運行的時間, 保證角形接線運行的可靠性, 以采用 25 角形 為宜.并且變壓器與出線回路一對角對稱布置.此外,當進出回路數(shù)較多時,我國個別水電 廠采用了雙連四角形接線,形成多環(huán)形,從而保證了供電的可靠性.但斷路器數(shù)量增多,有 的回路連著三個斷路器,布置和繼電保護復雜,沒有推廣使用. 3.5 主接線初步設計方案 綜上所述,下面有兩個技術合理的方案供比較選擇: W. ZH UL ON G. CO M 單母線分段接線方式較適合本設計要求,故高,中,低壓三側均采用單母線分段接線方式.

26、 4.變電所的所用電接線的設計 4.1 變電站自用電: 給變電站內(nèi)部各用電負荷供電的電源系統(tǒng).通常由自用電變壓器及其高壓側的電氣設備,高 壓導線,低壓自用電配電屏,低壓配電線等組成.自用電負荷一般包括:主變壓器冷卻系統(tǒng) 的負荷,深井泵和消防水泵負荷,照明及動力負荷,斷路器和隔離開關操動機構的負荷,電 焊及動力檢修負荷,同步調相機的動力負荷. 給自用電系統(tǒng)供電的電源,包括工作電源和備用電源. 對 220kV 及以下變電站,通常都具有兩臺主變壓器,變電站自用電系統(tǒng)需要的兩個獨立工作 電源,分別從兩臺主變壓器第三繞組引接,一般不再單獨設置備用電源,而是利用兩個工作 電源互為備用. 4.2 所用負荷統(tǒng)

27、計表 序號 名稱 額定容量(kW) 負荷類型 1 通信 4 經(jīng)常,連續(xù) 2 #1,#2 主變壓器冷卻裝置 4.4 經(jīng)常,連續(xù) 3 110kV 操動機構 1.5 斷續(xù),短時 4 35 kV 操動機構 0.825 斷續(xù),短時 5 10 kV 操動機構 0.825 斷續(xù),短時 6 充電整流器 7.5 經(jīng)常,連續(xù) 7 監(jiān)控電源 1 經(jīng)常,連續(xù) 8 保護電源 1 經(jīng)常,連續(xù) 9 動力電源 15 不經(jīng)常,斷續(xù) 10 預留暖通電源 5 經(jīng)常,連續(xù) 11 二次設備室通風 2.46 經(jīng)常,連續(xù) 小計 動力負荷 P1 43.51 1 110kV 加熱 1.5 經(jīng)常,連續(xù) 2 35 kV 加熱 0.9 經(jīng)常,連續(xù)

28、3 10 kV 加熱 1.7 經(jīng)常,連續(xù) 小計 加熱負荷 P2 4.1 1 35 kV 配電裝置室照明 4 短時,連續(xù) 2 10 kV 配電裝置室照明 4 短時,連續(xù) 3 屋外配電裝置室照明 6 短時,連續(xù) 4 二次設備室照明 3 短時,連續(xù) 小計 照明負荷 P3 17 4.3 自用電變壓器選擇: 需要考慮的內(nèi)容:1,臺數(shù);2,容量;3,阻抗;4,損耗;5,高壓和低壓側額定電壓. 臺數(shù)及容量:220kV 及以下變電所的自用電變壓器臺數(shù)等于工作電源的數(shù)量,一般為兩臺. 每臺自用電變壓器的容量按全變電所負荷再加一臺調相機的負荷來選擇. 阻抗: 220kV 及以下變電所的自用電變壓器的阻抗一般按正常

29、值選擇, 即阻抗百分數(shù)為 6%8%. 損耗:自用電變壓器要求盡量采用低損耗的節(jié)能型變壓器.220kV 及以下變電所,選用正常 阻抗或低阻抗自用電變壓器. 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 高壓側調壓方式:取決于對主變壓器第三繞組電壓質量的要求.當主變壓器第三繞組只有自 用電變壓器和低壓出線,沒有其它干擾源時,電壓波動能夠在允許范圍之內(nèi),此時自用電變 壓器高壓側無載調壓裝置共有+5%,+2.5%,0,-2.5%,-5%五級電壓抽頭.當主變壓器第三繞 組除了自用電變壓器,低壓出線以外,還有同步調相機時,調相機在啟動過程中電壓波動較 大.為了保證自用電低壓側母線的電壓質量,則

30、要求自用電變壓器高壓側設置 4×2.5%有載 調壓裝置.共有九級電壓抽頭,其調壓范圍大,并具有帶負荷調節(jié)電壓的功能. 高低壓側額定電壓:自用電變壓器高壓側直接從主變壓器第三繞組引接,因此它的高壓側電 壓等于主變壓器第三繞組的電壓.自用電變壓器低壓側的電壓在中國均采用 380V,是帶一條 中性線的三相四線制系統(tǒng). 所選的自用電變壓器的型號為 S9-80/10. 12 額定容量() 額定電壓(kV) 連接組標號 損耗(kV) 空載電流 阻 抗 電 壓 質量(kg) 軌距 高壓 低壓 短路 空載 器身 油 總體 6 , 6.3 10.5 10 4.4 自用電高,低壓側電氣設備: 自用電高壓

31、側一般都采用 1035kV 戶內(nèi)高壓電氣設備,目前都選用高壓成套開關柜.220kV 及以下變電所用電高壓側的短路電流水平一般均小于 1035kV 戶內(nèi)斷路器的額定最大開斷電 流,可以按常規(guī)方法選擇有關的高壓電氣設備. 變電所自用電低壓側一般都采用 380V 低壓配電屏.所需要的空氣斷路器,接觸器,刀閘, 熔斷器,母線支柱絕緣子等各種低壓電氣設備都安裝在配電屏內(nèi),按照不同的負荷性質,容 量以及配電線數(shù)量,選擇各種標準配電屏. 4.5 自用電系統(tǒng)接線: 自用電高壓側分別直接接入主變壓器第三繞組或變電所以外的電源,自用電系統(tǒng)高壓側接 線,比較簡單.自用電系統(tǒng)低壓側接線一般都采用分段接地,重要的自用電

32、負荷采用雙回路 供電,即將它們分別接在兩段母線上.220kV 及以下變電所,一般只有兩臺自用電變壓器, 分別接入不同的工作母線段,正常運行時中間的分段斷路器斷開,兩段工作母線分開運行. 當一臺自用電變壓器故障時,繼電保護動作,將故障的自用電變壓器斷開,同時分段斷路器 合閘,全部工作母線由另一臺無故障的自用電變壓器供電.13 5.無功補償 5.1 無功補償?shù)母拍?交流電力系統(tǒng)中, 就可看成為有功電源負荷和無功電源負荷兩個并存且不可分割的電力系統(tǒng), 在運行,設計,監(jiān)測,管理中,借助功率因數(shù)把有功系統(tǒng)和無功系統(tǒng)有機地聯(lián)系起來,形同 一個整體.如果說交流系統(tǒng)運行的目的是傳輸和消費能源,那么無功系統(tǒng)運行

33、就是為此而不 可缺少的手段.它的存在保持了交流電力系統(tǒng)的電壓水平,保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用 戶的供電質量,并使電網(wǎng)傳輸電能的損失最小. 無功電源不足,即無功并聯(lián)補償容量不能滿足無功負荷的需要,無功電源和無功負荷處于低 電壓的平衡狀態(tài).由于電力系統(tǒng)運行電壓水平低,給電力系統(tǒng)帶來了一系列危害:1,設備出 力不足;2,電力系統(tǒng)損耗增加;3,設備損壞;4,電力系統(tǒng)穩(wěn)定度降低. 5.2 無功補償?shù)谋匾?電壓是電能質量的重要指標, 電壓質量對電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行, 對保證用戶的安全用電和 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 產(chǎn)品的質量是非常重要的.用戶消耗的無功功率是它有功功率

34、的 50%100%,同時電力系統(tǒng) 本身消耗的無功功率可達用戶的 10%30%. 另外變壓器中存在勵磁支路損耗和繞組漏抗中損 耗,兩部分無功損耗,無功功率的不足將造成電壓的下降,電能損耗增大,電力系統(tǒng)穩(wěn)定遭 到破壞,所以電力系統(tǒng)的無功電源和無功功率必須平衡,因此要進行無功補償. 6.短路電流計算 6.1 為什么要進行短路電流計算? 電力系統(tǒng)由于設備絕緣破壞,架空線路的線間或對地面導電物短接,或雷擊大氣過電壓以 及工作人員的誤操作,都可能造成相與相,相與地之間導電部分短接,短路電流高達幾萬安, 幾十萬安培. 這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應及機械效應,會使電氣設備損壞,人身安全受到威脅,由于 短路時系統(tǒng)

35、電壓驟降,設備不能運行.單相接地在中性點直接接地系統(tǒng)中,對鄰近通信設備 將產(chǎn)生嚴重的干擾和危險影響,所以電力系統(tǒng)必須進行短路故障計算.另外,對于電氣設備 的規(guī)格選擇,繼電保護的調整整定,對載流導體發(fā)熱和電動力的核算,都需要對系統(tǒng)短路故 障進行計算.14 6.2 對稱短路計算 通常三相短路(對稱短路)是系統(tǒng)中最嚴重的故障.因此,在電氣設備檢驗時一般用三相 短路電流,只有在兩相穩(wěn)態(tài)短路電流大于三相穩(wěn)態(tài)短路電流的特殊情況下,才用兩相穩(wěn)態(tài)短 路電流來校驗設備或導體的熱穩(wěn)定.工程中三相短路計算一般采用實用的計算方法. 基本步驟:1,各元件參數(shù)計算,形成標幺等值網(wǎng)絡. 電抗標幺值的變換公式 序號 元件名稱

36、 標幺值 1 發(fā)電機 調相機 電動機 2 變壓器 3 電抗器 4 線路 注: 為電機次暫態(tài)電抗百分值. 系指電機額定容量,單位為 MW. 為變壓器短路電壓的百分值. 系指最大容量繞組的額定容量,單位為 MVA. 為電抗器的百分電抗值,分裂電抗器的自感電抗計算方法與此相同. 單位為 KA. 2,簡化網(wǎng)絡,求轉移電抗. 3,用轉移電抗求計算電抗.將轉移電抗按各相應等值發(fā)電機的容量進行歸算,便得到各等值 機對故障點的計算電抗. 式中: 等值機的容量. 等值機對故障點的計算電抗. 等值機對故障點的轉移電抗. 標幺值計算所選的基準容量. 4,根據(jù)計算電抗求短路電流.根據(jù)各等值電源的性質和計算電抗去查相應

37、的運算曲線,便可 得到 t 時刻短路電流周期分量標幺值.當 t=0 時,查得的短路電流即為次暫態(tài)短路電流 . 折算成有名值為 . 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 式中: 等值電源 i 所提供的次暫態(tài)短路電流. 在 基準下的標幺值. 等值機的容量. 短路點處的平均額定電壓. 根據(jù)次暫態(tài)電流可計算沖擊電流 和短路容量 . 短路點總的次暫態(tài)短路電流. 沖擊系數(shù). 沖擊系數(shù) 的取值與短路點發(fā)生的位置有關. 不同短路點的沖擊系數(shù) 短路點 推薦值 發(fā)電機端 1.90 2.69 發(fā)電廠高壓側母線及發(fā)電機電壓電抗器后 1.85 2.62 遠離發(fā)電廠的地點 1.80 2.55 注:表中

38、推薦的數(shù)值已考慮了周期分量的衰減. 從曲線中查得的 t=4s 時的短路電流可以看成是穩(wěn)態(tài)短路電流.因為短路發(fā)生 4s 以后,電磁 暫態(tài)過程已基本結束.15 6.3 短路電流計算結果(三相短路電流最大,按三相短路計算) 短路點 編號 短路點 位置 短路點平均 工作電壓 U(kV) 7.電器設備選擇 7.1 本次設計中電器選擇的主要任務: 各電壓級的匯流母線,進線斷路器,出線斷路器,分段斷路器,以及相應的隔離開關等.用 于保護和測量用的電流互感器和電壓互感器. 7.2 選擇導體和電器的一般原則 導體和電器的選擇設計,必須執(zhí)行國家有關經(jīng)濟政策,并應做到技術先進,經(jīng)濟合理, 安全可靠,運行方便和適當?shù)?/p>

39、發(fā)展余地,以滿足電力系統(tǒng)安全,經(jīng)濟運行的需要.設備選擇 的一般原則如下: 應滿足正常運行,檢修,短路和過電壓情況下的要求,并考慮遠景發(fā)展的需要. 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核. 應力求技術先進和經(jīng)濟合理. 筑 (kA) (kA) (kA) D1 110kV 母線 115 1.05 2.64 3.986 6.72 D2 35kV 母線 37 0.45 3.51 5.300 8.95 D3 10kV 母線 10.5 0.32 8.8 13.288 22.43 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 選擇導體時應盡量減少品種. 擴建工程應盡量使新老電器型號一致. 選用的新產(chǎn)品,均應具有可靠的實

40、驗數(shù)據(jù),并經(jīng)正式鑒定合格. 8.配電裝置選擇與總平面布置 發(fā)電廠和變電所電氣主接線中,所裝開關電器,載流導體以及保護和測量電器等設備,按一 定要求建造而成的電工建筑物,稱為配電裝置.它的作用是接受電能和分配電能,所以它是 發(fā)電廠和變電所的重要組成部分. 依據(jù)高壓配電裝置設計技術規(guī)程SDJ -85 中第 1.0.1 條規(guī)定:高壓配電裝置的設計必須 認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策,并根據(jù)電力系統(tǒng)條件,自然環(huán)境特點和運行檢修的要求,合 理的制定布置方案和選用設備,并積極慎重地采用新的布置,新設備和新材料,使設計技術 先進,經(jīng)濟合理,可靠運行,巡視方便,同時注意節(jié)約. 配電裝置按電氣裝置的地點,可分為屋外

41、和屋內(nèi)配電裝置;按組裝方式,可分為現(xiàn)場組裝以 及在制造廠將開關電器等接線要求組裝成套后運行至現(xiàn)場安裝使用的配電裝置,屋內(nèi)配電裝 置是將電氣裝置安裝在屋內(nèi),它的特點是占地面積小,運行維護和操作條件好,電氣設備受 污染和氣候條件影響小,但需要造房屋,投資較大. 屋外特點是土建工程量小,投資小,建造工期短,易擴建,但占地面積大,運行維護條件較 差,易受污染和氣候條件影響. 在變電所中,一般 35kv 及以下,采用屋內(nèi)配電裝置,110kv 及以上采用屋外配電裝置.本設 計中 35kv 裝置選用戶外配置. 安全凈距根據(jù)高壓配電裝置設計規(guī)范第 4.1.14.1.5 規(guī)定: 屋外配電裝置電氣設備絕緣體最低部

42、位距地小于 2.5m 時,應裝設固定遮攔. 屋外配電裝置使用軟件導體時,帶電部分至接地部分之間的電氣距離應按規(guī)程選擇,校驗. 電氣設備外絕緣最低部位,距地小于 2.3m 時,應裝設固定遮攔. 屋外配電裝置的上面或下面,不應有照明,通信和信號線路架空跨越穿過屋內(nèi)配電裝置.帶 電部分的上面不應敷設照明和動力線路. 各電壓級配電裝置的選擇 根據(jù)高壓配電裝置技術規(guī)程SDJ 85: 10kv 配電裝置采用屋內(nèi)布置. 出線不帶電抗器, 即采用成套開關柜單層布置, 針對于可靠性, 采用雙列布置.采用 GZG1A 固定開關柜的單層雙母線單列布置. 35kv 采用屋外布置,用 JYN135 開關柜單母分段帶旁母

43、線接線. 110kv 采用屋外半高型,雙列布置.其特點:構架較低,不需專設上層的操作維護走道,占 地面積較中型省,鋼材消耗比高型少,又檢修方便. 配電裝置的電氣平面圖見附圖. 9.防雷設計 雷電所引起的大氣過電壓將會對電器設備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重的危害,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,以保證電器設備的安全.運行經(jīng)驗證明, 當前變電所中采用的防雷保護措施是可靠的,但是雷電參數(shù)和電器設備的沖擊放電特性具有 統(tǒng)計性,故防雷措施也是相對的,而不是絕對的. 變電所的保護對象: A 類:電工裝置,包括屋內(nèi)外配電裝置,主控制樓,組合導線和母線橋等. B 類:需要采取防雷措施的建

44、筑物和構造物,按著在發(fā)生火花時能否引起爆炸或火災,以及 由此可能引起破壞范圍又可分為三類: 凡是在建筑物長期保存或經(jīng)常發(fā)生瓦斯,蒸汽,塵埃與空氣的混合物,可能引起電火花發(fā)生 爆炸,以及引起房屋破壞和人身事故者. 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 10.電力系統(tǒng)繼電保護配置 10.1 對繼電保護的基本要求 根據(jù)繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程SDJ6-83 中,第 2.1.1 條規(guī)定:電力系統(tǒng)中電力 設備和線路應裝設短路故障和異常運行保護裝置.電力設備和線路的保護應有主保護和后備 保護,必要時可在增設輔助保護. 1,主保護:滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求,有選擇地切除被保護設備

45、和全線路故障. 2,后備保護:主保護斷路器拒動時,用來切除故障的保護.有近后備和遠后備之分. (1) 遠后備(2) :當主保護斷路器拒動時, (3) 由相鄰電力設備(4) 或線路的 保護實現(xiàn)后備(5) . (6) 近后備(7) :當主保護拒動時, (8) 由本電力設備(9) 或線路另一套保護 實現(xiàn)后備(10) ;當斷路器拒動時, (11) 有斷路器失靈保護實現(xiàn)后備(12) . 3,輔助保護:為補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護. 根據(jù)繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程SDJ6-83 第 2.1.2 條規(guī)定:繼電保護應滿足可靠 性,選擇性,靈活性和速動性的要求. SDJ6-83 第 2.1.

46、3 條規(guī)定:在擬定保護裝置和制定保護配置方案時,對稀有故障,可根據(jù)對 電網(wǎng)影響程度和后果采取相應的措施,使保護裝置能正確工作,對兩種稀有故障同時出現(xiàn)的 情況可不予考慮. 10.2 選擇保護配置及構成方案的基本原則 當確定繼電保護及構成方案時應考慮以下幾個方面: 電力設備和電力網(wǎng)的結構和運行特點; 故障出現(xiàn)的概率和可能出現(xiàn)的后果; 電力系統(tǒng)近期發(fā)展情況; 經(jīng)濟上的合理性; 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL 同 1 的條件,但在因電火花發(fā)生爆炸時,不致引起巨大的破壞或人身事故者. 凡遭受直擊雷時,僅有火災及機械破壞危害,且對建筑物內(nèi)部的人有危害者. C 類:不需專門防雷保護的建筑物. 在變電所中

47、的建筑物裝設直擊保護裝置,諸如屋內(nèi)外配電裝置,主控室等. 電工裝置的防雷措施: 110kv 的屋外配電裝置,將避雷針裝在配電裝置的構架上,對于 10kv 和 35kv 的屋內(nèi)配電裝 置,為防止雷擊時引起反擊閃絡的可能,采用獨立的避雷針.主變壓器用獨立的避雷針.屋 外組合導線,采用獨立的避雷針. (注:根據(jù)電力設備過電壓保護技術規(guī)程SDJ7-76 規(guī)定: 第 70 條:獨立避雷針(線)宜設獨立的接地裝置,避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的 距離房頂上;避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點,沿 接地體的長度不得小于 15m.(1)地中:避雷針與最近配電裝置接地網(wǎng)距離.

48、S 0.3R 式中 R避雷針的接地電阻. 任何情況下, 不得小于 3m. 空氣中: 0.3R+0.1h 式中 h S (2) S 被保護物考慮點的高度,m.在任何情況下,S 不得小于 3m. 110kv 的屋外配電裝置,將避雷線連接在配電裝置的出線門型構架上. 電力設備過電壓保護技術規(guī)程SDJ7-79 中規(guī)定第 80 條:大接地短路電流系統(tǒng)中的中性點 不接地變壓器如中性點絕緣按線電壓設計,應在中性點裝設保護裝置.第 83 條:與架空線路 聯(lián)絡連接的三繞組變壓器絕緣的 10kv 繞組, 如有開路運行的可能, 應采用防止靜電感應電壓 危害該繞組的措施.在其中一相出線上裝設一只閥型避雷器.故避雷器的

49、設置應(1)110kv, 35kv,10kv 每段母線上均裝設一個避雷器. (2)變壓器三側一相上裝一個避雷器. (3)110kv 中性點裝設一個避雷器.其選擇結果為:110kv:FCZ-110J;35kv:FZ-35;10kv:FS-10. ON G. CO M 國內(nèi)外的成熟經(jīng)驗. 對導致繼電保護和安全自動裝置不能保證電力系統(tǒng)安全的電力運行的電力網(wǎng)結構形式,變壓 器主接線形式和運行方式,已根據(jù)繼電保護和安全自動裝置的要求限制使用,或輔以適當措 施. 為了方便運行管理和性能配合,統(tǒng)一電力網(wǎng)和安全自動裝置的形式不宜品種過多,電力系統(tǒng) 中各電力設備和線路的繼電保護和安全自動裝置凡能滿足可靠性,選擇

50、性,靈活性和速動性 要求的,均應保留. 10.3 電力變壓器的保護 第 4.0.1 條 對電力變壓器的下列故障及異常運行方式,應裝設相應的保護裝置: 一,繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路; 二,繞組的匝間短路; 三,外部相間短路引起的過電流; 四,中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓; 五,過負荷; 六,油面降低; 七,變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障. 10.4 363kV 中性點非直接接地電力網(wǎng)中線路的保護 第 5.0.1 條 對 363kV 線路的下列故障或異常運行,應裝設相應的保護裝置: 一,相間短路;二,單相接地;三,過負荷

51、. 10.5 110kV 中性點直接接地電力網(wǎng)中線路的保護 第 6.0.1 條 對 110kV 線路的下列故障,應裝設相應的保護配置; 一,單相接地短路;二,相間短路. 10.6 母線的保護 第 7.0.1 條 對于發(fā)電廠和主要變電所的 310kV 母線及并列運行的雙母線, 在下列情況下應 裝設專用母線保護: 一,須快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障,才能保證發(fā)電廠及電力網(wǎng)安全運行和 重要負荷的可靠供電時; 二,當線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時. 第 7.0.2 條 對 310kV 分段母線易采用不完全電流差動保護, 保護裝置應接入有電源支路的 電流.保護裝置應由兩段組成,第一

52、段可采用無時限或帶時限的電流速斷,當靈敏系數(shù)不符 合要求時,可采用電流閉鎖電壓速斷;第二段可采用過電流保護.當靈敏系數(shù)不符合要求時, 可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路. 第 7.0.3 條 對發(fā)電廠和變電所的 35110kV 電壓的母線, 在下列情況下應裝設專用的母線保 護: 一,110kV 雙母線; 二,110kV 單母線,重要的發(fā)電廠或變電所的 3563kV 母線,根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求或為保證重 要用戶最低允許電壓要求,需要快速地切除母線上的故障. 10.7 電力電容器的保護 第 8.0.1 條 3kV 及以上的并聯(lián)補償電容器組的下列故障及異常運行方式, 應裝設相應的保護 裝置: 一,

53、電容器內(nèi)部故障及其引出線短路; 二,電容器組和斷路器之間連接線短路; 三,電容器組中某一故障電容器切除后所引起的過電壓; 四,電容器組的單相接地; 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH UL ON G. CO M 第二篇:計算書 11.主變?nèi)萘康拇_定: 35kV 母線上: (同時系數(shù)取 0.8) Pmax=K0Pimax= =24.3MVA 10kV 母線上: (同時系數(shù)取 0.9) Pmax=K0Pimax= =4.22 MVA Pe(24.3+4.22)×60%×1.1=18.8232MVA 主變壓器容量可選 20MVA. 選主變的型號為 SFS10-20000/110. 12

54、.所用變壓器容量選擇 根據(jù) SDJ2220500kV 變電所所用點設計技術規(guī)程中公式計算,cos一般取 0.6. S=0.85P1+P2+P3/cos= =69.429(KVA) 所用變壓器容量可選 80KVA. 選所用變壓器的型號為 S9-80/10. 13.無功補償容量的選擇 進行無功電力平衡要考慮遠近期需求,合理布局.無功負荷和無功電源就近平衡的原則. 在 110kV 變電站應根據(jù)計算結果確定電容器裝置的總容量, 一般按主變?nèi)萘康?1030%配置. 本次設計,按主變?nèi)萘康?15%來選 我們選用單臺電容器為:BFW211/ -100-1W 型,即單臺容量為 筑 龍 網(wǎng) WW W. ZH U

55、L 五,電容器組過電壓; 六,所連接的母線失壓. 10.8 自動重合閘 第 10.0.1 條 3110kV 電力網(wǎng)中,在下列情況下,應裝設自動重合閘裝置: 一,3kV 及以上的架空線路和電纜與架空的混合線路,當用電設備允許且無備用電源自動投 入時; 二,旁路斷路器和兼作旁路的母聯(lián)或分段斷路器. 第 10.0.2 條 對單側電源線路的自動重合閘方式的選擇應符合下列規(guī)定:一,采用一次重合 閘;二,當電力網(wǎng)由幾段串聯(lián)線路構成時易采用重合閘前加速保護動作或順序自動重合閘. 10.9 備用電源和備用設備的自動投入裝置 第 11.0.1 條 下列情況可裝設備用電源或備用設備的自動投入裝置(以下簡稱自動投入

56、裝 置) : 一,由雙電源供電的變電所和配電所,其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用; 二,發(fā)電廠,變電所和配電所內(nèi)有互為備用的母線段; 三,發(fā)電廠,變電所內(nèi)有備用變壓器; 四,變電所內(nèi)有兩臺所用變壓器; 五,生產(chǎn)過程中某些重要機組有備用機組. 10.10 自動低頻減載裝置 第 12.0.1 條 電力網(wǎng)中變電所和配電所,根據(jù)電力系統(tǒng)運行要求,應裝設有足夠數(shù)量的自動 減載裝置. 當因事故發(fā)生功率缺額時,應由自動低頻減載裝置斷開一部分次要負荷. ON G. CO M d1 d2 d3 3,用轉移電抗求計算電抗. 取沖擊系數(shù) Kch=1.80,由公式 , 得: 14.2 兩相短路電流的計算 d1(2)短路時 附加電抗 Xf=0.195 Xjs*=(0.195+0.195) =