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11010kV变电所电气部分设计说明书.doc

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11010kV变电所电气部分设计说明书.doc

4第二篇110/10KV变电所电气部分设计说明书1待设变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析11待设变电所在系统中的地位和作用变电所有多种分类方法,可以根据电压等级,容量大小,电源数目,进出线数目,一旦全部停电的损失大小,升压或降压及在电力系统中的地位分类。(1)根据变电所在系统中的地位和作用可以分为①枢纽变电所枢纽变电所位于电力系统的枢纽点,连接电力系统的高、中压的几个部分,汇集有多个电源和多回大容量联络线,变电容量大,高压侧电压为330~500KV。全所停电时,将引起系统解列,甚至瘫痪。②中间变电所中间变电所一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处,汇集有2~3个电源,高压侧以交换潮流为主,同时又降压给当地用户,主要起中间环节作用,电压为220~30KV。全变电所停电时,将引起区域电网解列。③地区变电所地区变电所以对地区用户供电为主,是一个地区或城市的主要变电所,电压一般为110~220KV。全所停电时,仅使该地区中断供电。④终端变电所终端变电所位于输电线路终端,接近负荷点,经降压后直接向用户供电,不承担功率转送任务,电压为110KV及以下。全所停电时,仅使其所供的用户中断供电。(2)待设计变电所C在系统中的地位和作用由变电所地理位置图可以得出,变电所C在整个供电网络中的地位是终端变电所。位于输电线路终端,接近负荷点,起到降压的作用并直接向用户供电,不承担功率转送任务。全所停电时,仅使其所供的用户中断供电,电压为110KV及以下。12所供用户分析(1)电力用户分类按重要性不同将负荷分为三类①I类负荷。即使短时停电也将造成人员伤亡和重大设备损坏最重要负荷为I类负荷。如矿井、医院、电弧炼钢炉等。②II类负荷。停电将造成减产,使用户蒙受较大的经济损失的负荷为II类负荷。重要的工矿企业一般都属于II类负荷。③III类负荷。I、II类负荷以外的其他负荷均称为III类负荷。(2)电力用户对供电可靠性及电源要求①I类负荷的供电要求任何时间都不能停电。I类负荷要求两个电源独立供电,即一个电源因故停止供电时,不影响另一个电源供电。②II类负荷的供电要求是仅在必要时可短时(几分钟到几十分钟)停电。II类负荷也要求两个电源独立供电。③III类负荷对供电可靠性无特殊要求,停电不会造成大的影响,必要时可长时间停电。每个可由III类负荷一回馈线供电。5按照以上要求,变电所C有55的重要负荷负荷采用双回路供电,45非重要负荷采用单回路供电。由最大负荷PMAXP315MW,每回10KV馈线功率为2MW,则重要负荷回路数1254215552P355(回)根据对称性,重要负荷回路数为5。因为双回路供电,则为10回。非重要负荷回路数3753215452P345(回)根据对称性,非重要负荷回路数选为4所以回路数目10414(回)。根据对称性,选择N14回。62选择待设计变电所主变的台数、容量、型式21主变的台数为了保证供电的可靠性,变电所一般装设2台主变压器;枢纽变电所装设2~4台;地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,可装设3台。综合以上原则以及实际情况,对于终端变电所C来说,装设两台主变压器可避免一台主变故障或检修时影响供电,保证供电的可靠性,另外,相对于三台主变,两台主变主接线形式简单,管理成本较低,维护相对方便,占地面积小。因此变电所C的主变压器台数为2台。22主变的容量变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5~10年的规划负荷考虑,并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷MAXS的60~70(35KV~110KV变电所为60,220~500KV变电所为70)或全部重要负荷(当I、II类负荷超过上述比例时)选择。根据(N1)原则①SSMNAX701N)(②SSNIMP1N)(两者取最大值令为MAXS,据MAXS选择接近的标准容量NS。当偏大选择时不需作过负荷校验;当偏小选择时需作过负荷校验。在日负荷曲线图A中,MAXSSN的值以上即为过负荷,以下为欠负荷。负荷系数SSTTTTPTPTPKNNNNMAX212222121J根据该公式求出欠负荷系数K1,通过自然油循环变压器正常过负荷曲线得到理论过负荷系数K2,再通过NSSKMAX2求得实际过负荷系数2K,两者相比较,若2K大于K1则可取MAXS为额定容量,反之则选高一级容量为主变,并继续如上的过负荷校验,直到符合要求。经过计算校验得到MVASN10,选择23主变的型式(1)相数的确定在330KV及以下发电厂和变电所中,一般选用三相式变压器。因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地少、损耗小,同时配电装置结构简单,运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件(如桥梁负重、隧道尺寸等)限制时,可选用两台容量较小的三相变压器,在技术经济合理时,也可选用单项变压器组。7在500KV及以上的发电厂和变电所中,应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等,经技术经济比较后确定。因此,变电所C采用三相式。(2)绕组数的确定①只有一种升高电压向用户与系统连接的发电厂,以及只有两种电压的变电所,采用双绕组变压器。②有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂,以及有三种电压的变电所,可以采用双绕组变压器或三绕组变压器(包括自耦变压器)。因此,变电所C绕组数采用双绕组。(3)绕组接线组别的确定变压器的绕组接地方式必须使其线电压与系统线电压相位一致,否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形“Y”和三角形“D”两种。我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为110KV及以上电压侧均为“YN”,即由中性点引出并直接接地;35KV作为高、中压侧时都可能采用“Y”,其中性点不接地或经消弧线圈接地,作为低压侧时可能用“Y”或“D”;35KV以下电压侧(不含04KV及以下)一般为“D”,也有“Y”方式。高压侧用星形接地法,且中性点直接接地,原因是当有故障发生时(如单相接地),短路电流很大,为避免短路电流过大造成危害,应将变压器中性点接地;而低压侧为小电流接地系统,发生单相接地时仍能维持运行一段时间,故中性点不直接接地,采用三角形接法可消除三次谐波对系统造成的影响。因此,变电所C绕组接线组别采用YN,D11。(4)结构形式的选择三绕组变压器或自耦变压器,在结构上有两种基本形式。①升压型。升压型的绕组排列为铁芯中压绕组低压绕组高压绕组,高、中压相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。②降压型。降压型的绕组排列为铁芯低压绕组中压绕组高压绕组,高、低压相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。应根据功率的传输方向来选择器结构形式。变电所的三绕组变压器,如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅,则选用降压型;如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅,也可以选用升压型。由于变电所C,110/10KV直接向终端用户供电,需将输电线路上的高压进行降压,因此采用降压型变压器。(5)调压方式的确定变压器的电压调整是用分接开关的分接头,从而改变其变比来实现的。无励磁调压变压器的分接头较少,调压范围只有10(225)且分接头必须在停电的情况下才能调节;有载调压变压器的分接头较多,调压范围可达30,且分接头可在带负荷的情况下调节,但其结构复杂、价格贵,在下述情况下较为合理。①出力变化大,或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。②具有可逆工作特点的联络变压器。③电网电压可能有较大变化的220KV及以上的降压变压器。④电力潮流变化大和电压偏移大的110KV变电所的主变压器。根据35~110KV变电所设计规范(GB5005992)中315由于我国电力不足,缺点严重,电网电压波动较大,变压器的有载调压是改善电压质量,减少电压波动的有效手段对于变电所C来说,它是直接面向用户的,对于负荷波动很大的用户,变电所改厕电压也有较大变化,为了满足供电稳定的需求,保证用户电能质量,需要装设有载调压变。其高压侧线路较,电压偏移会较大,也应采用有载调压。因此,变电所C调压方式采用有载调压。(6)冷却方式的选择电力变压器的冷却方式,随机型式和容量的不同而异,冷却方式有以下几种类型。8①自然风冷却。无风扇,仅借助冷却器(又称散热器)热辐射和空气自然对流冷却,额定容量在10000KVA及以下。②强迫空气冷却。坚持风冷式,在冷却器间加装数台电风扇,是由迅速冷却,额定容量在8000KVA及以上。③强迫油循环风冷却。采用潜油泵强迫油循环,并用风扇对油管进行冷却,额定容量为40000KVA及以上。④强迫油循环水冷却。采用潜油泵强迫油循环,并用水对油管进行冷却,额定容量在120000KVA及以上。由于铜管质量不过关,国内已很少使用。⑤强迫油循环导向冷却。采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁芯预先设计好的有道中进行冷却。⑥水冷却。将纯水注入空心绕组中,借助使得不断循环,将变压器的热量带走。因此,由该主变容量,根据教科书中规定来选择合适的冷却方式,应为自然风冷却。24变电所主变的选择结合本次设计,变电所C主变的选择为2台,容量为12500KVA,采用三相双绕组YN,D11,有载调压,自然风冷却,降压型,技术数据如下表。表21SFZ710000/110主变的参数型号额定容量(KVA)额定电压(KV)连接组别损耗空载电流I0()阻抗电压UK()高压低压空载短路SFZ710000/11010000110812511YN,D11187591310593分析确定高低压主接线及配电装置型式31分析确定高低压主接线311主接线的基本要求(1)可靠性供电可靠性主接线系统应保证对用户供电的可靠性,特别是保证对重要负荷的供电。(2)灵活性①调度灵活,操作方便②检修安全③扩建方便(3)经济性①投资省②年运行费小③占地面积小④在可能的情况下,应采取一次设计,分期投资、投产,尽快发挥经济效益。312限制短路电流措施(1)选择适当的主接线形式和运行的方式①在发电厂中,对适用采用单元接线的机组,尽量采用单元接线。②在降压变电的所中,采用变压器低压侧分列运行。③对具有双回线路的用户,采用线路分开运行。④对环形供电网络,在环网中穿越功率最小处开环运行。(2)加装限流电抗器①加装普通电抗器母线电抗器8~12,线路电抗器3~6②加装分裂电抗器8~12。(3)采用低压分裂绕组变压器313单母分段接线的优缺点、适用范围(1)优点①两母线可并列运行(分段断路器接通),也可以分裂运行(分段断路器断开)。②重要用户可以用双回路接于不同母线段,保证不间断供电。③任一母线或母线隔离开关检修,只停该段,其他段可继续供电,减小了停电范围。④对于用分段断路器QFD分段,如果QFD在正常时接通,当某段母线故障时,继电保护使QFD及故障电源的断路器自动断开,只停该段;如果QFD在正常时断开,当某段电源回路故障而使其断路断开时,备用电源自动投入装置使QFD自动接通,可保证全部出线继续供电。⑤对于用分段隔离开关QSD分段,当某段母线故障时,全部短时停电,来开QSD后,完好段可恢复供电。(2)缺点①分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积。②某段母线故障或检修仍有停电问题。③某回路的断路器检修,该回路停电。④扩建时,需向两端均匀扩建。10(3)适用范围①6~10KV配电装置,出线回路数为6回路以上时;发电机电压配电装置,每段母线上的发电机容量为12MW及以下时。②35~63KV配电装置,出线回路数为4~8回时。③110~220KV配电装置,出线回路数为3~4回时。314桥形接线的优缺点、适用范围(1)内桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的变压器侧,称内桥接线。1)特点①其中一回路检修或故障时,其余部分不受影响,操作简单。②变压器切除、投入或故障时,有一回路短时停运,操作较复杂。③线路侧断路器检修时,线路需较长时间停运。另外,穿越功率经过的断路器较多,使断路器故障和检修几率大,从而系统开环的几率大。2)适用范围内桥接线适用于输电线路较长(则检修和故障几率大)或变压器不需经常投、切以及穿越功率不大的小容量配电装置中。(2)外桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的线路侧,称外桥接线。1)特点①其中一回路检修或故障时,有一台变压器短时停运,操作较复杂。②变压器切除、投入或故障时,不影响其余部分的联系,操作较简单。③穿越功率的断路器QF3,所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小。④变压器侧断路器检修时,变压器需见哦长时间停运。桥连断路器检修时也会造成开环。2)适用范围适用于输电线路较短或变压器需经常投、切及穿越功率较大的小容量配电装置中。315高低压主接线的选择结合本次设计高压侧①110KV侧出线回路只有2条,单母线分段不适用。②与外桥相比,内桥式其中一回路检修或故障时,其余部分不受影响,操作简单。③2回线、2台主变时,主变不需经常切换、线路较长、穿越功率不大,宜采用内桥型式。低压侧①根据35~110KV变电所设计规范(GB5005992)中325当变电所装有两台主变压器时,6~10KV侧宜采用分段母线型式。②分段母线适用范围6~10KV配电装置,出线回路数为6回及以上。③与不分段单母线相比,提高了可靠性和灵活性。且不分段单母线只适用于一台发电机或主变的情况。④与双母线相比,操作较简单,且设备少,投资小,占地面积小。因此,变电所C主接线为高压侧(110KV)采用内桥接线。低压侧(10KV)采用单母分段接线。32配电装置型式11321配电装置设计原则、要求、布置特点(1)原则①形式选择应考虑所在地理情况和环境条件下优先选择占地面积;②要考虑有利于降低噪声的选择与布置;(2)要求①节约用地。②保证可靠运行。③保证人身安全和防火要求。④安全、运输、维护、巡视、操作和检修方便。⑤在保证安全前提下,布置紧凑,力求节省材料和降低造价。⑥便于分期建设和扩建(3)布置特点1)屋内配电装置特点①安全净距小并可分层布置,占地面积小。②维护、巡视和操作在室内进行,不受外界气象条件影响,比较方便。③设备受气象及外界有害气体影响较小,可减少维护工作量。④建筑投资大。2)屋外配电装置特点①安全净距大,占地面积大,但便于带电作业。②维护、巡视和操作在室外进行,受外界气象条件影响。③设备受气象及外界有害气体影响较大,运行条件差,需加强绝缘,设备价格较高。④土建工程量和费用较少,建设周期短,扩建较方便。3)成套设备。特点①结构紧凑,占地面积小。②运行高可靠性高,维护方便。③安装工作量小,建设周期短,而且便于扩建和迁移。④消耗钢材较多,造价较高。发电厂和变电所中,35KV及以下(特别是3~10KV)多采用屋内配电装置而且广泛采用成套配电装置;110KV及以上多采用屋外配电装置,但是110KV及220KV当有特殊要求时,如深入城市中心或严重污秽地区,经技术经济比较,也可采用屋内配电装置。另外,SF6全封闭组合电器也已在110KV及220KV配电装置推广应用。322配电装置各型优缺点【1】屋外配电装置(1)中型配电装置1)普通中型配电装置优点①布置较清晰,不易误操作,运行可靠。②构架高度较低,抗震性能较好。③检修、施工、运行方便,且已有丰富经验。④所用钢材少,造价较低。12缺点占地面积大。2)分相中型配电装置特点①布置清晰美观,节省去中央门型架,并避免使用双层构架,减少绝缘子串和母线的数量。②采用用母线(管形)时,可降低构架高度,缩小母线相间距离,进一步缩小纵向尺寸。③占地少,较普通中型节约用地1/3左右。缺点①管形母线施工较复杂,且因强度关系不能上人检修。②使用的柱式绝缘子防污、抗震能力差。在我国,中型配电装置普遍应用于110~500KV电压级。普通中型配电装置一般在土地贫瘠地区或地震烈度为8度及以上的地区采用,中型分相软母线方式可代替普通中型配电装置;中型分相硬母线方式只适宜用在污秽不严重、地震烈度不高的地区。(2)高型配电装置优点①分利用空间位置,布置最紧凑,纵向尺寸最小。②地只有普通中型配电装置的40~50,母线绝缘子串及控制电缆也较普通中型配电装置少。缺点①用钢材较中型配电装置多15~60。②作条件比中型配电装置差。③修上层设备不方便。④震能力比中型配电装置差。高型配电装置在110KV电压级中采用较少,在330KV及以上电压级中不采用。不宜用在地震烈度为8度及以上地区。(3)半高型配电装置优点①布置较中型紧凑,纵向尺寸较中型小。②占地约为普通中型的50~70。③施工、运行、检修条件比高型好。④母线不等高布置,实现进、出线均带旁路比较方便。缺点与高型配电装置类似,但程度较轻。半高型配电装置应用于110~220KV电压级,主要应用于110KV电压级,而且除污秽地区、市区和地震烈度为8度及以上地区外,110KV配电装置宜优先选用屋外半高型。【2】屋内配电装置(1)三层式优点安全、可靠性高,占地面积小。缺点结构复杂,施工时间长,造价高,运行、检修不方便。适用范围6~10KV出线带电抗器的情况,其中断路器、电抗器分别布置在二层和底层。(2)二层式优点造价低,运行、检修较方便。缺点占地面积有所增加。适用范围6~10KV出线带电抗器及35~220KV的情况,其中前者是将断路器和电抗器布置在底层。(3)单层式优点结构简单,施工时间短,造价低,运行、检修方便,如容量不大,通常可采用成套开关柜。缺点占地面积大。适用范围6~10KV出线无电抗器及35~220KV的情况。(4)高压开关柜13根据高压配电装置设计技术规程DL/T53522006中8233~35KV电压等级的配电装置宜采用成套式高压开关柜配电形式。高压开关柜有户内型和户外型,由于户外型有防水,锈蚀等问题,故目前大量使用的是户内型。323配电装置的选择结合本次设计高压侧①采用屋外配电装置安全净距大,占地面积大,便与带电作业,且土建工程量比采用屋内配电装置少,投资小,周期短,扩建较方便。②采用中型配电装置,其布置相对清晰,不易误操作,运行可靠,造价较低,高型配电装置主要针对双母线系列,半高型配电装置主要针对旁路母线系列。低压侧①成套配电装置结构紧凑,占地面积小,且运行可靠,维护方便,便于扩建和搬运。与屋内配电装置相比,安装工作量小,建筑投资小;与屋外配电装置相比,占地面积小,且不受外界气象条件影响。②成套配电装置分为低压配电屏、高压开关柜、成套变电站、组成电器四类。低压配电屏常用于380/220V低压配电系统,故在本所不适用;而成套变电站与GIS相对来说造价较高,适用于更高级的配电装置。故选择高压开关柜。③3~35KV高压开关柜分为固定式和移开式两类。移开式结构紧凑,能防尘和防止小动物进入造成短路,具有“五防”功能,运行可靠,操作方便,维护工作量小。而固定式相对来说体积较大,封闭性能差,切检修不够方便。因此,变电所C的配电装置选择为高压侧(110KV)采用屋外中型配电装置。低压侧(10KV)采用屋内单层配电装置,用成套高压开关柜(手车式或移开式)。33结论对于变电所C高压侧(110KV)采用内桥接线形式,选用屋外型中型配电装置。低压侧(10KV)采用单母线分段形式,选用屋内型单层配电装置,用成套高压开关柜(手车式或移开式)。如KYN2812Z型移开式交流金属封闭开关设备(户内型)。144分析确定所用电接线型式41所用变台数、容量及型式(1)根据35~110KV变电所设计规范(GB5005992)规定中331有两台及以上主变压器时,宜装设两台容量相同,可互为备用所用工作变压器。(2)“电源引接点相互独立”当所内有较低压母线时,一般均由较低压母线上引接1~2台所用变压器。这种引接方式具有经济性,可靠性较高的特点。(3)一般情况下,所用电的额定容量约为200~315KVA,可取容量为250KVA。(4)根据江苏华鹏变压器有限公司变压器介绍,10KV侧应选用干式变压器,以达到防火、防爆、防污染等要求。42所用电接线方式及供电方式(1)所用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制。(2)所用电母线采用按工作变压器划分的分段单母线,相邻两段工作母线间可配置分段或联络断路器,各段同时供电,分裂运行。(3)与系统的联接可用断路器,但由于配置的断路器很昂贵,所以造价高;也可用隔离开关与熔断器配合,比较便宜。(4)变电所C可采用Y,YN0的接线方式,因为主变接线方式为YN,D11,已消除三次谐波的影响,故可用该种方式,而不用D,YN11,但实际上两种皆可。43结论结合本次设计,变电所C为110/10KV无人值班变电所,所用电源要求有较高的可靠性,故装设2台容量为250KVA的所用变,从低压侧10KV接入,由于是分段单母线,可由两个分段引接。接线为Y,YN0的干式变压器,2台所用变可分别经高压断路器接于10KV的两个分段母线上。若采用整流操作电源,则应有1台所用变接于110KV进线断路器的线路侧,否则,全所停电时进线无合闸电源。所用系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制,动力与照明合用一个电源。低压侧(380/220侧)采用单母分段接线,将所用负荷分在两个分段上,平时分列运行,以限制故障范围,提高供电可靠性;分段一段一般不设备用电源自动投入装置,采用手动切换方式。因此,选用2台容量为250KVA的干式变压器,变压器绕组接线方式为Y,YN0,技术数据如下表表41SC10250/10干式所用变参数型号额定容量(KVA)额定电压(KV)连接组别损耗空载电流I0()阻抗电压UK()高压低压空载短路SC10250/102501122504Y,YN06302400104155互感器的配置51电流互感器配置511配置原则⒈电流互感器的选择(1)种类和型式的选择应根据安装地点(如屋内、屋外)、安装方式(如穿墙式、支持式、装入式等)及产品情况来选择电流互感器的种类和型式。6~20KV屋内配电装置和高压开关柜,一般用LA、LDZ、LFZ型;发电机回路和2000A以上回路一般用LMA、LAJ、LBJ型等;35KV及以上配电装置一般用油浸瓷箱式结构的独立式电流互感器,常用LCW系列,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,以节约投资和占地。选择母线式电流互感器时,应校核其窗口允许穿过的母线尺寸。当继电保护有特殊要求时,应采用专用的电流互感器。(2)额定电压的选择NSNUU1,即一次回路额定电压不低于电网额定电压。(3)额定电流的选择一次额定电流MAX1IIN,且越接近越准确。二次额定电流2NI有5A和1A两种,一般弱电系统用1A,强电系统用5A。当配电装置距离控制室较远时,为能使电流互感器多带二次负荷或减小电缆截面,提高准确度,应尽量采用1A。(4)准确度级的选择准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级;当所供仪表要求不同准确级时,应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。①用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和电压级的电流互感器,宜用02级;②供重要回路(如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等〕中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器,不应低于05级;③供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器,用05~1级;④供估计被测数值的仪表的电流互感器,可用3级;⑤供继电保护用的电流互感器,应用D级或B级(或新型号P级、TPY级)。至此,可初选出电流互感器的型号,由产品目录或手册查得其在相应准确级下的二次负荷额定阻抗2NZ,热稳定倍数TK和动稳定倍数ESK。⒉电流互感器的装设位置(1)凡装有断路器的回路均应装设电流互感器;在发电机和变压器的中性点、发电机双绕组变压器单元的发电机出口、桥型接线的跨条上等,也应装设电流互感器。其数量应满足测量仪表、继电保护和自动装置要求。(2)测量仪表、继电保护和自动装置一般均有单独的电流互感器供电或接于不同的二次绕组,因其准确度级要求不同,同时为了防止仪表开路时引起保护的不正确动作。(3)110KV及以上大电流接地系统的各个回路,一般应按三相配置;35KV及以下小电流接地短路电流系统的各个回路,据具体要求按两相或三相配置(例如其中的发电机、主变压器、厂用变压器回路为三相式)。16(4)保护用电流互感器的配置应尽量消除保护装置的不保护区。(5)为了防止支持式电流互感器的套管闪络造成母线故障,电流互感器通常布置在线路断路器的出线侧或变压器断路器的变压器侧。(6)为减轻电机内部故障时对发电机的危害,用于自动励磁装置的电流互感器应布置在定子绕组的出线侧。522配置对于变电所C(1)110KV线路LCW110/300,05/P/P级(线路保护)LCW110/200,05/D1/D2级(主变保护)(2)110KV桥断路器LCW110/200,05/D1/D2级,用于计量、差动、后备。(3)主变10KV侧LMZ110/1600,05/D级(差动保护)LMC10/1600,05/D级(过流保护)(5)10KV出线LA10/300,05/3级(重要负荷)LA10/200,05/3级(非重要负荷)(6)10KV母联LCM10/300,3/P级(线路保护)52电压互感器配置521配置原则⒈电压互感器的选择(1)种类和型式的选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点(如屋内、屋外)和使用技术条件来选择。①3~20KV屋内配电装置,宜采用油浸绝缘结构,也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。②35KV配电装置,宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。③110~220KV配电装置,用电容式或串级电磁式电压互感器。为避免铁磁谐振,当容量和准确度级满足要求时,宜优先采用电容式电压互感器。④330KV及以上配电装置,宜采用电容式电压互感器。⑤SF6全封闭组合电器应采用电磁式电压互感器。(2)额定电压的选择电压互感器的一次绕组的额定电压必须与实际承受的电压相符,由于电压互感器接人电网方式的不同,在同一电压等级中,电压互感器一次绕组的额定电压也不尽相同;电压互感器二次绕组的额定电压应能使所接表计承受100V电压,根据测量目的的不同,其二次侧额定电压也不相同。三相式电压互感器(用于3~15KV系统),其一、二次绕组均接成星形,一次绕组三个引出端跨接于电网线电压上,额定电压均以线电压表示,分别为NSU和100V。单相式电压互感器,其一、二次绕组的额定电压的表示有两种情况①单台使用或两台接成不完全星形,一次绕组两个引出端跨接于电网线电压上(用于3〜35KV系统),一、二次绕组额定电压均以线电压表示,分别为NSU和100V;②三台单相互感器的一、二次绕组分别接成星形(用于3KV及以上系统),每台一次绕组接于电网相电压上,单台的一、二次绕组的额定电压均以相电压表示,分别为3SNU和3100V。第三绕组(又称辅助绕组或剩余电压绕组)的额定电压,对中性点非直接接地系统为100/3V,对中性点直接接地系统为100V。17电网电压SU对电压互感器的误差有影响,但SU的波动一般不超过10,故实际一次电压选择时,只要互感器的N1U与上述情况相符即可。(3)准确度级的选择电压互感器准确度级的选择原则,可参照电流互感器准确级选择。用于继电保护的电压互感器不应低于3级。至此,可初选出电压互感器的型号,有产品目录或手册查得其在相应准确度级下的额定二次容量。⒉电压互感器的装设位置(1)母线。一般各段工作母线及备用母线上各装一组电压互感器,必要时旁路母线也装一组电压互感器;桥型接线中桥的两端应各装一组电压互感器。用于供给母线,主变压器和出线的测量仪表、保护、同步设备、绝缘监察装置(6~35KV)系统等。6~220KV母线在三相上装设。其中,6~20KV母线的电压互感器,一般为电磁型三相五柱式;35~220KV母线的电压互感器,一般由三台单相三绕组电压互感器构成,35KV为电磁式,110~220KV为电容式或电磁式为电磁式。(2)发电机回路。一般装设2~3组电压互感器。①1~2组电压互感器(三相五柱式或三相单台三绕组),供给发电机的测量仪表、保护及同步设备,其开口三角形接一电压表,供发电机启动二并未并列前检查接地用。也可设一组不完全星型接线的电压互感器(两台单相双绕组),专供测量仪表用。②另一组电压互感器,供电给自动调整励磁装置。③对50MW及以上的发电机,中性点常接有一台单相电压互感器,用于100定子接地保护。(3)主变压器回路。一般低压侧装设一组电压互感器,供发电厂与系统在低压侧同步运行用,并供电给主变压器的测量仪表和保护。当发电厂与系统在高压侧同步时,或利用6~10KV备用母线同步时,这组互感器可不装设。(4)线路。需检定同期的出线侧,当对端有电源时,在出线侧装设一组电压互感器,供监视线路有无电压。进行同步和设置重合闸用。其中,35~220KV线路在一相上装设。(5)中性点。用于测量零序电压3U0。522配置对于变电所C(1)110KV侧母线型号采用TYD110/√30015,用途供计量、测量、保护用。(2)10KV侧母线型号采用JSJW10,05级,用途供计量、测量、保护用。表51互感器的选择情况设备名称安装地点型号电压互感器110KV母线TYD110/√3001510KV母线JSJW10,05级电流互感器110KV线路线路保护LCW110/300,05/P/P级主变保护LCWD110/300,05/D1/D2级110KV桥断路器LCWD110/300,05/D1/D2级主变10KV侧差动LMZ110/1600,05/D级过流LMC10/1600,05/D级10KV出线重要负荷LA10/300,05/3级非重要负荷LA10/200,05/3级10KV母线LCM10/300,3/P级186选择设备和导体所必须的短路电流计算61短路电流计算目的(1)算出流过所需校验设备的最大短路电流(电动力校验),最长的短路时间(发热校验)。(2)电气主接线的比较和选择。(3)选择断路器等电气设备,或对这些设备提出技术要求。(4)为继电保护的设计以及调试提供依据。(5)评价并确定网络方案,研究限制短路电流的措施。(6)分析计算送电线路对通讯设施的影响。62短路电流计算的一般规定根据电气工程专业毕业设计指南电力系统分册(1)计算的基本情况①电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。②所有同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)。③短路发生在短路电流为最大值的瞬间。④所有电源的电动势相位角相同。⑤应考虑对短路电流值有影响的所有元件,但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用,仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。(2)接线方式计算短路电流所用的接线方式,应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式),而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。(3)计算容量应按工程设计的规划容量计算,并考虑电力系统的远景发展规划,一般取工程建成后的510年。(4)短路种类按三相短路计算。(5)短路计算点在正常接线方式时,通过设备的短路电流为最大的地点,称为短路计算点。(6)短路计算方法近似计算法。63短路电流的计算条件(1)采用近似计算法,AVBUU,MVASB100。(2)元件忽略电阻,仅计电抗。(线路KM/40X1)。(3)不计负荷电动机的反馈电流。(4)每个电压级只计算一个短路点(满足目的要求)。(5)所有元件都运行处于最大运行方式。(6)短路电流持续时间ABPRTTTK(动作时间)。按10KV出线过电流保护T1S向电源侧推算,PRT为后备保护动作时间,ABT为全开断时间,取01S。19为了计算方便选取如下基准值基准容量SB100MVA基准电压UB(KV)115/105基准电流IB(KA)05/55后备保护动作时间PRT如下表表61后备保护动作时间短路时间(S)110KV出线主变10KV分段10KV出线TPR25~3020151064系统的等值阻抗图和短路点的选择短路点K1选在110KV母线上,K2选在110KV内桥上,两台主变压器分列运行,K3选在110KV线路出口,两台主变压器并列运行,K4选在10KV母线上,以及在10KV线路出口,两台主变压器并列运行。表62短路点的选择校验对象短路点TK取值(S)110KV进线、桥、跨条电路的电器K1300110KV出线电器K2200165短路电流计算步骤和方法(1)绘制计算电路图(通过短路电流的设备,负荷不用画)。(2)绘制等值电路,并计算各元件标幺值。(3)简化电路。求得各电源到短路点的电抗化为转移电抗。GX→JSX(计算电抗),BGGJSSSXX求出系统供给的短路电流1CCXI,发电机供给的短路电流1GGXI,再化为有名值。根据负荷曲线,TXFIJSG,求得GI,2TGI,TGI,计算出有名值。66短路电流计算结果表63短路电流计算表短路点I’’KAITK/2KAITKKAISHKAQKKA2S发电机系统发电机系统发电机系统K1288030878628803086628803078449585243376K2646364636463186471864718647212356145636207选择变电所高、低压侧的断路器、隔离开关、高压熔断器71高压断路器的选择高压断路器的功能是接通和断开正常工作电流、过负荷电流和故障电流,它是开关电器中最为完善的一种设备。(1)选择的基本要求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,应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;③应有足够的短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。(2)选择的基本条件①型式高压侧(110KV)户外SF6断路器低压侧(10KV)户内真空断路器②额定电压UN≥UNS(工作电压)③额定电流KΘIN≥IMAX(最大持续工作电流),40℃时KΘ1④额定开断电流IN∙BR≥IT(或I)⑤额定关合电流IN∙CL≥ISH⑥热稳定校验IT2T≥QK⑦动稳定校验IES≥ISH(3)根据电气工程专业毕业设计指南电力系统分析一般6~35KV选用真空断路器,35~500KV选用SF6断路器。SF6断路器具有开端能力强,全开断时间短,断口开距小,体积小,质量较轻,维护工作量小,噪音低,寿命长等优点,但结构较复杂,金属消耗量较大,制造工艺、材料和密封要求高,价格昂贵。真空断路器具有断开能力,灭弧迅速,触头不易氧化,运行维护简单,灭弧室不需检修,结构简单,体积小,质量轻,噪声低,寿命长,无火灾和爆炸危险等优点,但制造工艺、材料和密封要求高,开断电流和断口电压不能做得很高。(4)因真空断路器和SF6断路器开断能力和灭弧能力都很强,但SF6断路器结构较复杂且价格昂贵,故一般应用于高一点的电压等级;而真空断路器断口电压不能做得很高,故一般只用于35KV一下的电压等级中。(5)结论结合本次设计,变电所C高压侧(110KV)户外SF6断路器SFM110110/2000低压侧(10KV)户内真空断路器ZN1210/1250出线侧ZN410/1000表71高压断路器有关参数与计算数据比较(高压侧110KV)设备参数SFM10110/2000计算数据UNKV110UNKV110INA2000IMAXA37907INBRKA315IKKA37589IT2TKA2∙S297675QKKA2∙S43376INCLKA80ISHKA95852IESKA80ISHKA9585221表72高压断路器有关参数与计算数据比较(低压侧10KV)设备参数ZN1210/1250计算数据UNKV10UNKV10INA1250IMAXA7621INBRKA315IKKA83277IT2TKA2∙S297675QKKA2∙S145636INCLKA80ISHKA212356IESKA80ISHKA212356表73高压断路器有关参数与计算数据比较(出线侧10KV)设备参数ZN410/1000计算数据UNKV10UNKV10INA1000IMAXA1283INBRKA173IKKA82377IT2TKA2∙S119716QKKA2∙S7629INCLKA44ISHKA212356IESKA44ISHKA21235672高压隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电所中常用的

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