35kV降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

35kV35kV 降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ABSTRACT 目 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 前 言 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述 1 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 1 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的 1 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 二 35KV 降壓變電站設(shè)計(jì) 2 2 1 設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn) 2 2 2 設(shè)計(jì)原則 2 2 3 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 2 2 3 設(shè)計(jì)說明 2 三 主變壓器的選擇 3 3 1 主變壓器容量 臺數(shù) 型號選擇 3 3 2 站用變壓器選擇 4 3 3 低損耗配電變壓器的結(jié)構(gòu) 5 3 4 低損耗配電變壓器的特點(diǎn) 6 3 5 油浸式變壓器防火安全措施 6 四 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) 8 4 1 電氣主接線的基本要求和原則 8 4 2 電氣主接線設(shè)計(jì)程序 9 4 3 電氣主接線設(shè)計(jì) 11 五 短路電流計(jì)算 15 5 1 短路概述 15 5 2 造成短路原因 15 5 3 短路危害 15 5 4 短路計(jì)算 16 六 電氣設(shè)備的選擇 22 6 1 電氣設(shè)備及分類 22 6 2 電氣設(shè)備的選擇 23 七 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 32 7 1 雷電過電壓 32 7 2 雷電的危害 32 7 3 防雷保護(hù)裝置 32 7 4 防雷設(shè)計(jì) 33 7 5 防雷保護(hù)計(jì)算 33 結(jié) 論 36 致 謝 37 參考文獻(xiàn) 38 附 錄 39 35KV 降壓變電站圖紙目錄 40 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求 1 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識和技能 分析解決實(shí)際問題的能力 2 培養(yǎng)學(xué)生掌握設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)課題的思想和方法 樹立嚴(yán)肅認(rèn)真工作作 風(fēng) 3 培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究 查閱技術(shù)文獻(xiàn) 資料 手冊以及編寫技術(shù)文獻(xiàn)能 力 4 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) 要求學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下 獨(dú)立完成所分擔(dān)的設(shè) 計(jì)課題的全部內(nèi)容 包括 1 通過調(diào)查研究和畢業(yè)實(shí)習(xí) 收集和調(diào)查有關(guān)技術(shù)資料 2 進(jìn)行方案選擇 系統(tǒng)的性能分析以及參數(shù)的計(jì)算 3 正確編寫設(shè)計(jì)說明書 二 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) 1 熟悉題目要求 查閱相關(guān)科技文獻(xiàn) 2 主接線方案設(shè)計(jì) 包括方案論證與確定 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等內(nèi)容 3 選擇主變壓器 4 短路電流計(jì)算 5 電氣設(shè)備的選擇 6 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 8 撰寫設(shè)計(jì)說明書 繪制圖紙 三 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1 確定主接線 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 分析原始資料與數(shù)據(jù) 列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的 2 3 個(gè)方案 經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 確定最優(yōu)方案 2 選擇主變壓器 選擇變壓器的容量 臺數(shù) 型號等 3 短路電流計(jì)算 根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要 選擇短路計(jì)算點(diǎn) 繪制等 值網(wǎng)絡(luò)圖 計(jì)算短路電流 并列表匯總 4 電氣設(shè)備的選擇 選擇并校驗(yàn)斷路器 隔離開關(guān) 電抗器 電流互感器 電壓互感器 母線 電纜 避雷器等 選用設(shè)備的型號 數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表 5 主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 6 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 前 言 在加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 擴(kuò)大內(nèi)需 拉動國民經(jīng)濟(jì)增長的前提下 我國偏遠(yuǎn)山區(qū)和 邊疆地區(qū)小型水電站建設(shè)已步入一個(gè)新的時(shí)期 與之配套的電網(wǎng)建設(shè)工程也隨之加快 偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆地區(qū) 35kV 降壓變電站順應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而產(chǎn)生 同時(shí)也隨著我國經(jīng)濟(jì)的 進(jìn)一步提高而改善 35kV 降壓變電站微機(jī)綜合自動化的發(fā)展必然促進(jìn)變電站無人值守 但因偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆地區(qū)管理能力以及通信信息較落后等原因 在此設(shè)計(jì)的 35kV 降壓 變電站 是少人值守降壓變電站 該變電站具有經(jīng)濟(jì)合理 技術(shù)先進(jìn) 安全可靠等優(yōu) 點(diǎn) 對偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義 此題目的設(shè)計(jì)涉及 發(fā)電廠電氣部分 電力系統(tǒng)分析 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 電力系統(tǒng)自動化 等所學(xué)習(xí)過的課程及相關(guān)內(nèi)容 此設(shè)計(jì)的題目是針對 35kV 降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì) 經(jīng)自己查閱資料了解學(xué)習(xí) 并把所設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容做了整體的記錄 查閱資料了解過程中通過在資料上技術(shù)人員 的指導(dǎo)和結(jié)合自身的實(shí)際情況 選擇變電站電氣部分設(shè)計(jì) 這部分設(shè)計(jì)相信對自己將 來的工作也會有很大的幫助 本設(shè)計(jì)按照以下的步驟進(jìn)行 首先 根據(jù)主變壓器臺數(shù) 設(shè)計(jì)電氣主接線 并繪制電氣主接線圖 其次 進(jìn)行短路電流計(jì)算 根據(jù)短路點(diǎn)計(jì)算三相短路穩(wěn)態(tài)電流 沖擊電流 再次 選擇電氣設(shè)備 根據(jù)所選的電氣設(shè)備 進(jìn)行電氣設(shè)備的布置 以上是理論知識的體現(xiàn) 而更重要的一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中 培養(yǎng)自己運(yùn)用所學(xué)知識解 決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神 增強(qiáng)工程觀 在設(shè)計(jì)過程中主要立足于應(yīng)用所學(xué)基本 理論和專業(yè)知識 大膽地運(yùn)用新理論 新技術(shù)去分析解決實(shí)際問題 以便更好地適應(yīng) 以后工作的需要 設(shè)計(jì)過程中 查閱資料是必不可少的 而資料的獲取應(yīng)以實(shí)際為準(zhǔn) 作為一名初 次設(shè)計(jì)者 設(shè)計(jì)之前應(yīng)具備一定的設(shè)計(jì)能力 但是由于缺乏經(jīng)驗(yàn) 知識體系不夠完善 等多種原因 適用于估算 在估算的過程中 所得理論結(jié)果與實(shí)際偏差不大 對整個(gè) 電力系統(tǒng)不產(chǎn)生重大的影響 是可行的 明確了自己設(shè)計(jì)目的 立即進(jìn)行設(shè)計(jì)資料的準(zhǔn)備 資料準(zhǔn)備主要通過查閱 包括 上網(wǎng)查閱 書籍查閱等 文獻(xiàn)資料和咨詢工程技術(shù)人員兩條渠道進(jìn)行 此設(shè)計(jì)充分利 用所學(xué)專業(yè)理論知識 考慮自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題方向 有目的 有計(jì)劃地查閱與選題 方向有關(guān)的文獻(xiàn)資料 特別是在查閱的過程中 有意識地搜集變電站的新技術(shù) 新設(shè) 備等方面資料 這也是為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題收集資料的重要途徑 題目選定后 我有針對 性地查閱一些相關(guān)資料 最后對所收集的資料進(jìn)行整理 本次 35kV 降壓變電站設(shè)計(jì)主要是從電氣一次到電氣二次設(shè)計(jì) 從戶外配電裝置設(shè) 計(jì)到戶內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì) 最終是對 35kV 降壓變電站作了整體的框架設(shè)計(jì) 通過這次設(shè) 計(jì) 使我對我所學(xué)的電氣專業(yè)從感知到認(rèn)識 從認(rèn)識到理解 為我以后的工作奠定了 一定的理論基礎(chǔ) 本設(shè)計(jì)中 由于設(shè)計(jì)者的水平有限 難免有不足 希望老師給予批評指正 使本 設(shè)計(jì)更加完善 1 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 35kV 降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì) 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的 本設(shè)計(jì)是針對我國偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆地區(qū) 35kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中涉及 發(fā)電 廠電氣部分 電力系統(tǒng)分析 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 等有關(guān)課程內(nèi)容 通過設(shè)計(jì)培養(yǎng) 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識和技能 分析解決實(shí)際問題的能力 培養(yǎng)學(xué)生掌握設(shè)計(jì)電 力系統(tǒng)課題的思想和方法 樹立嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng) 培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究 查閱技術(shù) 文獻(xiàn) 資料 手冊以及編寫技術(shù)文獻(xiàn)的能力 包括 調(diào)查研究和畢業(yè)實(shí)習(xí) 收集和調(diào) 查有關(guān)技術(shù)資料 進(jìn)行方案選擇 系統(tǒng)的性能分析以及參數(shù)的計(jì)算 正確編寫設(shè)計(jì)說 明書 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括 35 10 5kV 變電站主變壓器選擇 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) 短路電流計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 母線 電纜 高壓斷路器 隔離開關(guān) 電流互感器 電壓互感器和避雷器 變電站微機(jī)綜合自動化 電氣設(shè)備的布置 戶外 35kV 高壓 配電裝置的布置和戶內(nèi) 10kV 箱式變電站的布置 防雷設(shè)計(jì)等 1 進(jìn)行 35kV 降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì) 2 完成任務(wù)書中的全部內(nèi)容 3 繪制出相關(guān)的圖紙 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書按統(tǒng)一格式打印 裝訂成冊 5 說明書采取 A4 紙張 不少于 50 頁 6 完成與設(shè)計(jì)有關(guān)的英文資料翻譯 2 二 35kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn) 35kV 降壓變電站的設(shè)計(jì)是結(jié)合項(xiàng)目區(qū)總體規(guī)劃 預(yù)留 10 年的發(fā)展余地 做到遠(yuǎn) 近期結(jié)合 又以近期發(fā)展為主 從全局出發(fā) 統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì) 用電容量 工 程特點(diǎn) 縣城供電條件等因素 對 35kV 降壓變電站進(jìn)行合理的設(shè)計(jì) 2 2 設(shè)計(jì)原則 1 電氣設(shè)備整體布置力求合理 少占耕地 2 基建工程量小 施工方便 周期短 工程投資少 3 所選電氣設(shè)備安全 供電安全性強(qiáng) 可靠性高 4 主接線簡單 施工方便 5 留有發(fā)展余地 2 3 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 1 靠近負(fù)荷中心 便于管理 2 35kV進(jìn)線和10kV出線架設(shè)方便 3 降壓變電站交通運(yùn)輸便利 4 降壓變電站周圍環(huán)境無污染 無易燃 易爆 劇烈振動的場所 2 3 設(shè)計(jì)說明 該35kV降壓變電站用電負(fù)荷主要是日常生產(chǎn) 生活用電 無工業(yè)用電 用電負(fù)荷 較集中 由于受地形地勢的制約 該35kV降壓變電站由一個(gè)發(fā)電站供電 發(fā)電站裝機(jī) 容量為2 1250kW 降壓變電站距發(fā)電站15km 3 三 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中 用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器 稱為主變壓器 在輸配電系統(tǒng)中 變壓器起到橋梁作用 變壓器是借助電磁感應(yīng)原理 以相同的頻率 交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器 3 1 主變壓器容量 臺數(shù) 型號選擇 3 1 1 主變壓器容量 變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率 這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給 變壓 器容量如選的過大 不但增加投資 而且使變壓器長期處于輕載運(yùn)行 出現(xiàn) 大馬拉 小車 現(xiàn)象 使空載的損耗增加 功率因數(shù)降低 網(wǎng)絡(luò)損耗增加 若容量選的小 會 使變壓器長期過負(fù)載 易損壞設(shè)備 變壓器的最佳負(fù)載率在 40 70 之間 負(fù)載過高 損耗明顯增加 另一方面 由于 變壓器容量裕度小 負(fù)載稍有增長 便需要增容 更換大容量的變壓器 勢必增加投 資 且影響供電 總之 選擇變壓器的容量 要以現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù) 按照 5 10 年的 發(fā)展計(jì)劃來確定 根據(jù)電力系統(tǒng)的線圖可知 該 35kV 降壓變電站是由一個(gè)發(fā)電站供電 發(fā)電站裝機(jī)容量為 2 1250kW 因此 初選該降壓變電站主變壓器容量 3150kVA 變壓 器容量計(jì)算為 KVA COS P S3125 8 0 12502 經(jīng)查閱有關(guān)變壓器資料后 變壓器容量中沒有 3125kVA 的 只有接近的 3150kVA 所以 初選主變壓器容量 3150kVA 3 1 2 主變壓器臺數(shù)和型號 1 臺數(shù) 變壓器的臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇 要由負(fù)荷大小 對供電的 可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定 并兼顧節(jié)約電能 降低運(yùn)行造價(jià) 維護(hù)設(shè)備等因素 確定變壓器臺數(shù)應(yīng)綜合考慮 進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 按負(fù)荷的等級和大小來說 對于帶一 二級負(fù)荷的變電站 當(dāng)一 二級負(fù)荷較多 4 時(shí) 應(yīng)選兩臺或兩臺以上變壓器 如只有少量的一 二級負(fù)荷并能從相鄰的變電站取 得低壓備用電源 可以只采用一臺變壓器 由于該降壓變電站只有一個(gè)電源點(diǎn)供電 電源點(diǎn)的容量為 2500kW 為檢修主變壓 器時(shí) 不致使整個(gè)負(fù)荷區(qū)停電 設(shè)計(jì)時(shí)選用 2 臺變壓器并列運(yùn)行 根據(jù) 35 110kV 變 電站設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50059 92 中規(guī)定 裝有兩臺及以上的主變壓器的變電站 當(dāng)斷開一 臺時(shí) 其余主變壓器的容量不應(yīng)小于 60 的全部負(fù)荷 并應(yīng)保證用戶的一 二級負(fù)荷 因此 該降壓變電站選用 2 臺主變 容量分別為 2000kVA 2 型號 主變壓器型號為 2 臺 S11 2000 35 容量分別為 2000kVA 電壓為 35 5 10 5kV 連接組標(biāo)號 Yd11 阻抗電壓 Ud 6 5 主變壓器主要技術(shù)參數(shù)見表 3 1 表 3 1 S11 2000 35 主壓器技術(shù)參數(shù) 額定電壓 KV 序號型號 額定 容量 KVA 高壓低壓 空載 損耗 W 負(fù)載 損耗 W 短路 阻抗 空載 電流 變壓 器連 接組 1S11 2000 3520003510 52720178206 50 9Yd11 3 2 站用變壓器選擇 站用變壓器的選擇主要考慮站用高壓工作變壓器和啟動兼?zhèn)溆米儔浩鞯倪x擇 選 擇內(nèi)容一般包括 變壓器的臺數(shù) 型式 額定電壓 容量和阻抗 額定電壓 根據(jù)站 用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓而確定 因此 該降壓變電站的站用變壓器 設(shè)在 35kV 進(jìn)線段 高壓隔離開關(guān)之前設(shè)一臺站用站用變壓器 站用變壓器型號為 S11 50 35 其容量為 50kVA 連接組標(biāo)號 Yyn0 容量為 50kVA 電壓 35 5 0 4kV 阻抗電壓 Ud 6 5 站用變壓器主要技術(shù)參數(shù)見表 3 2 表 3 2 S11 50 35 站用變壓器技術(shù)參數(shù) 額定電壓 KV 序號型號 額定 容量 高壓低壓 空載 損耗 W 負(fù)載 損耗 短路 阻抗 空載 電流 變壓 器連 5 KVA W 接組 1S11 50 3550350 421012156 52 2Yyn0 3 3 低損耗配電變壓器的結(jié)構(gòu) S11 型是低損耗配電變壓器 變壓器鐵心為圓形三級接縫疊片結(jié)構(gòu) 對產(chǎn)品絕緣結(jié) 構(gòu)進(jìn)行了一些局部改進(jìn) 擴(kuò)大了高壓圓筒式繞組的應(yīng)用范圍 改變了高壓和低壓繞組 端面的有效支撐 采用了新的吊板和引線的夾持方式等等 同時(shí) 采用了一些新材料 新組件和新的緊固件等 使產(chǎn)品在性能和結(jié)構(gòu)方面都達(dá)到一個(gè)較高的水平 S11 系列低 損耗配電變壓器按鐵心材料和結(jié)構(gòu)的不同 有以下三種 1 疊積式鐵心結(jié)構(gòu)的 S11 系列配電變壓器 在 S9 型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ) 上 開發(fā)的疊片式 S11 系列配電變壓器 采用優(yōu)質(zhì)取向冷軋硅鋼片 采用新的疊片形 式 改善了磁路結(jié)構(gòu) 該系列產(chǎn)品在生產(chǎn)制造上可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源 不必增 加新的設(shè)備和新的投入 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對 S9 型產(chǎn)品沒有大的變化 可以充分發(fā)揮原有制 造經(jīng)驗(yàn) 有利于保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定 2 非晶合金鐵心的 S11 系列配電變壓器 非晶合金材料片極薄 磁密低 硬度是 硅鋼片的 5 倍 加工剪切很困難 一般是以邊緣剪切處加溫而獲得良好的剪切面 故 非晶合金變壓器鐵心截面呈長方形 相應(yīng)地繞組也呈長方形 單相非晶合金鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是一個(gè)框 三相變壓器的結(jié)構(gòu)是由四個(gè)框合并成 類似三相五柱式結(jié)構(gòu) 一般三相非晶合金變壓器的高壓聯(lián)結(jié)組為 D 接法 3 R 型卷鐵心結(jié)構(gòu)的 S11 系列配電變壓器 應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù) 將冷軋取向硅 鋼片經(jīng)過專用計(jì)算機(jī)控制的曲線滾剪機(jī)加工 裁剪成一條寬度連續(xù)變化的線性鋼帶 再卷繞成封閉形鐵心 其截面形狀近似為純圓形 故稱為 R 型鐵心 用這種鐵心制成 的 R 型鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有 1 鐵心 三相 R 型鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)長方形其截面為內(nèi)凸的鐵心 和包圍在其外的截面為外凸的鐵心組成的三相帶外框雙框卷鐵心 2 繞組 R 型鐵心變壓器的高低壓繞組是在鐵心柱上直接繞制的 因此 一般采 用層式或螺旋式線圈 層間絕緣全部采用網(wǎng)格點(diǎn)膠紙 繞組同心度好 徑向機(jī)械強(qiáng)度 高 6 3 器身 采用新的器身繞組端面有效支撐結(jié)構(gòu) 夾件上的吊板和箱蓋下的吊板 各開可移動的槽孔 解決器身懸空頂箱蓋問題 4 油箱 油箱有管狀散熱器油箱 片式散熱器油箱 波紋油箱等幾種 3 4 低損耗配電變壓器的特點(diǎn) S11 型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu) 有以下幾個(gè)特點(diǎn) 1 硅鋼片連續(xù)卷制 鐵心無接縫 大大減少了磁阻 空載電流減少了 60 80 提高了功率因數(shù) 降低了電網(wǎng)線損 改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì) 2 連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性 空載損耗降低 20 35 3 卷鐵心經(jīng)退火工藝后 其導(dǎo)磁性能可恢復(fù)到機(jī)加工前的原有水平 4 卷鐵心結(jié)構(gòu)成自然緊固狀態(tài) 無需夾件緊固 避免了因鐵心夾緊所帶來的鐵心 性能惡化 損耗增加 5 卷鐵心自身是一個(gè)無接縫的整體 且結(jié)構(gòu)緊湊 在運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到 30 45dB 保護(hù)了環(huán)境 因此 很適合于建筑物內(nèi)和生活區(qū)安裝使用 6 卷鐵心節(jié)約加工材料 硅鋼片無橫剪工序 邊角廢料少 材料利用率比 S9 型 疊鐵心變壓器高 卷鐵心變壓器的生產(chǎn) 目前我國主要集中在 10kV 電壓等級 電力部門采購的卷鐵 心變壓器以 315kVA 及以下的容量居多 同國外產(chǎn)品空載損耗指標(biāo)比較 比日本東芝變壓器空載損耗降低 39 比意大利變 壓器空載損耗降低 39 6 因此 我國目前生產(chǎn)的 S11 卷鐵心配電變壓器在空載損耗方 面在國際上具有領(lǐng)先地位 卷鐵心變壓器的缺點(diǎn) 一是鐵心退火工藝要求較高 二是鐵心卷繞和線圈繞制需要 專用設(shè)備 三是鐵心和繞組維修較困難 3 5 油浸式變壓器防火安全措施 S11 型變壓器是低損耗油浸式變壓器 7 1 油量在 2500kg 以上的油浸式變壓器與油量在 600kg 2500kg 的充油電氣設(shè)備 之間 其防火間距不應(yīng)小于 5m 2 當(dāng)相鄰兩臺油浸式變壓器之間的防火間距不滿足要求時(shí) 應(yīng)設(shè)置防火隔墻或防 火隔墻頂部加防火水幕 單相油浸式變壓器之間可只設(shè)置防火隔墻或防火水幕 3 當(dāng)廠房外墻與屋外油浸式變壓器外緣的距離小于規(guī)范表規(guī)定時(shí) 該外墻應(yīng)采用 防火墻 該墻與變壓器外緣的距離不應(yīng)小于 0 8m 4 廠房外墻距油浸式變壓器外緣 5m 以內(nèi)時(shí) 在變壓器總厚度加 3m 的水平線以下 及兩側(cè)外緣各加 3m 的范圍內(nèi) 不應(yīng)開設(shè)門窗和孔洞 在其范圍以外的該防火墻上的門 和固定式窗 其耐火極限不應(yīng)低于 0 9h 5 油浸式變壓器及其它充油電氣設(shè)備單臺油量在 1000Kg 以上時(shí) 應(yīng)設(shè)置貯油坑 及公共集油池 6 油浸式變壓器應(yīng)按現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范規(guī)定 設(shè)置固定式水噴霧等滅火系統(tǒng) 油浸 式廠用變壓器應(yīng)設(shè)置在單獨(dú)的房間內(nèi) 房間的門應(yīng)為向外開啟的乙級防火門 并直通 屋外或走廊 不應(yīng)開向其它房間 8 四 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線是由高壓電器通過連接線 按其功能要求組成接受和分配電能的電路 成為傳輸強(qiáng)電流 高電壓的網(wǎng)絡(luò) 故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng) 用規(guī)定的設(shè)備文 字和圖形符號并按工作順序排列 詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和 連接關(guān)系的單線接線圖 稱為主接線電路圖 電氣主接線是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部 分 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié) 對電氣主接線的基本要求概括地說應(yīng)包括電力系 統(tǒng)整體及變電站本身運(yùn)行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性 4 1 電氣主接線的基本要求和原則 4 1 1 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(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐 經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn) 對變電站采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選 現(xiàn)今采用主接線的類型并不多 主接線的可靠性不僅要考慮 次設(shè)備對供電可靠性的 影響 還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響 同時(shí) 可靠性不是絕 對的 而是相對的 一種主接線對某些變電站是可靠的 而對另一些變電站可能是不 可靠的 2 靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求 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(yùn)行方式下 檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求 2 檢修要求 可以方便的停運(yùn)斷路器 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修 9 且不致影響對用戶的供電 3 擴(kuò)建要求 可以容易的從初期過渡到終期接線 使在擴(kuò)建時(shí) 無論一次和二 次設(shè)備改建量最小 3 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性主要是投資省 占地面積小 能量損失小 4 1 2 原則 1 考慮變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用 變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素 變電站不管是樞紐 變電站 地區(qū)變電站 終端變電站 企業(yè)變電站還是分支變電站 由于它們在電力系 統(tǒng)中的地位和作用不同 對主接線的可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性的要求也不同 2 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電站主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 5 10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行 應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和 分布 負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布 并分析各種可能的運(yùn)行方式 來 確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù) 3 考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回?cái)?shù)多少對主接線的影響 對一級負(fù)荷 必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電 且當(dāng)一個(gè)電源失去后 應(yīng)保證全部一級 負(fù)荷不間斷供電 對二級負(fù)荷 一般要有兩個(gè)電源供電 且當(dāng)一個(gè)電源失去后 能保 證大部分二級負(fù)荷供電 三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電 4 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響 變電站主變的容量和臺數(shù) 對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響 通常對大 型變電站 由于其傳輸容量大 對供電可靠性要求高 因此 其對主接線的可靠性 靈活性的要求也高 而容量小的變電站 其傳輸容量小 對主接線的可靠性 靈活性 要求低 5 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響 發(fā) 送 變的備用容量是為了保證可靠的供電 適應(yīng)負(fù)荷突增 設(shè)備檢修 故障 停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求 電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有所不問 例如 當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí) 是否允許線路 變壓器停運(yùn) 當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路 變壓器的數(shù)量等 都直接影響主接線的形式 10 4 2 電氣主接線設(shè)計(jì)程序 電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電站的整體設(shè)計(jì) 即按照工程基本建設(shè)程序 歷經(jīng)可 行性研究階段 初步設(shè)計(jì)階段 技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段 在各階段 中隨要求 任務(wù)的不同 其深度 廣度也有所差異 但總的設(shè)計(jì)思路 方法和步驟相 同 1 對原始資料進(jìn)行分析 具體內(nèi)容如下 1 本工程情況 主要包括 變電站類型 設(shè)計(jì)規(guī)劃容量 變壓器容量及臺數(shù) 運(yùn)行方式等 2 電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 5 10 年 變電站在電力系統(tǒng) 中的位置 地理位置和容量位置 和作用 本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以 及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等 3 負(fù)荷情況 負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置 電壓等級 出線回路數(shù)及輸送容量等 電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供 但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析 因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展 和增長速度受政治 經(jīng)濟(jì) 工業(yè)水平和自然條件等方面影響 如果設(shè)計(jì)時(shí) 只依據(jù)負(fù) 荷計(jì)劃數(shù)字 而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了 就等于積壓資金 否則電量供應(yīng)不足 就會影 響其他工業(yè)的發(fā)展 4 環(huán)境條件 當(dāng)?shù)氐臍鉁?濕度 覆冰 污穢 風(fēng)向 水文 地質(zhì) 海拔 地 震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響 特別是我國土地遼闊 各地氣象 地理?xiàng)l件相差甚大 應(yīng)子以重視 對重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮 5 設(shè)備制造情況 為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性 必須對各主要電器的性能 制造能力和供貨情況 價(jià)格等資料匯集并分析比較 保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性 經(jīng)濟(jì)性和可 行性 2 擬定主接線方案 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求 在原始資料分析的基礎(chǔ)上 可擬定若干個(gè)主接線方案 因?yàn)閷﹄娫春统鼍€回路數(shù) 電壓等級 變壓器臺數(shù) 容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同 會出現(xiàn)多種接線方案 近期和遠(yuǎn)期 應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求 從技術(shù)上論證各方 案的優(yōu)缺點(diǎn) 淘汰一些明顯不合理的方案 最終保留 2 3 個(gè)技術(shù)上相當(dāng) 又都能滿足 任務(wù)書要求的方案 再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較 最后獲得技術(shù)合理 經(jīng)濟(jì)可行 的主接線方案 11 3 主接線經(jīng)濟(jì)比較 4 短路電流計(jì)算 對擬定的電氣主接線 為了選擇合理的電器 需進(jìn)行短路電流計(jì)算 5 電氣設(shè)備的選擇 6 繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙 7 工程概算 包括 主要設(shè)備器材費(fèi) 安裝工程費(fèi) 其他費(fèi)用 4 3 電氣主接線設(shè)計(jì) 主接線的基本形式 就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式 分為兩大類 有匯流母 線的接線形式 無匯流母線的接線形式 變電站電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源 變壓器 母線和出線 饋線 各個(gè)變電站 的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同 且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí) 一般超過 4 回 為便于電能的匯集和分配 采用母線作為中間環(huán)節(jié) 可使接線簡單 清晰 運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建 但有母線后 配電裝置占地面積較大 使用斷路 器等設(shè)備增多 無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少 占地面積小 但只適用于進(jìn)出 線回路少 不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電站 有匯流母線的接線形式主要有 單母線接線和 雙母線接線 設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例 1 單母線接線 圖 5 1 單母線接線 12 如圖 5 1 所示 單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線 每個(gè)電源線和引出 圖 4 1 單母線接線 如圖 4 1 所示 單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線 每個(gè)電源線和 引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上 供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路 母線 既可以保證電源并列工作 又能使任一條出線回路都可以從電源 l 或 2 獲得電能 每 條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān) 靠近母線側(cè)的隔離開關(guān) QS2 稱作母線隔離 開關(guān) 靠近線路側(cè)的 QS3 稱為線路隔離開關(guān) 在實(shí)際變電站中 通常把靠近電源側(cè)的隔 離開關(guān)稱為甲刀閘 把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘 由于斷路器具有開合電路 的專用滅弧裝置 可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流 故用來作為接通或切斷 電路的控制電器 隔離開關(guān)沒有滅弧裝置 其開合電流能力極低 只能于設(shè)備停運(yùn)后 退出工作時(shí)斷開電路 保證與帶電部分隔離 起著隔離電壓的作用 所以 同一回路 中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān) 以便檢修斷路器時(shí)隔離電 源 若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí) 斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān) 但如 果費(fèi)用不大 為了防止過電壓的侵入 也可以裝設(shè) 同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷 路器 在運(yùn)行操作時(shí) 必須嚴(yán)格遵守下列操作順序 如對饋線送電時(shí) 須先合上隔離開關(guān) QS2 和 QS3 再投入斷路器 QF2 如欲停止對 其供電 須先斷開 QF2 然后再斷開 QS3 和 QS2 為了防止誤操作 除嚴(yán)格按照操作規(guī) 程實(shí)行操作票制度外 還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間 加裝電磁閉鎖 機(jī)械閉 鎖 接地開關(guān) 又稱接地刀間 QS4 是在檢修電路和設(shè)備時(shí)合上 取代安全接地線的作用 當(dāng)電壓在 110kV 及以上時(shí) 斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)扣線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置 接地開關(guān) 對 35kV 及以上的母線 在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置 1 2 組接地開關(guān)或接地器 以保證電器和母線檢修時(shí)的安全 1 單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 接線簡單清晰 設(shè)備少 操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 靈活性和可靠性差 當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 必須斷開 它所連接的電源 與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均而停止工作 此外 在 出線斷路器檢修期間 必須停止該回路的供電 2 單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況 13 a 6 10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回 b 35 66kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回 2 單母線分段接線 為了克服一般單母線接線存在的缺點(diǎn) 提高它的供電可靠性和靈活性 可以把單 母線分成幾段 在每段母線之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開關(guān) 每段母線上均 接有電源和出線回路 便成為單母線分段接線 如圖 4 2 所示 1 單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 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(gè)回路 有兩 個(gè)電源供電 當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電 缺點(diǎn) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 該段母線的回路都要在檢修 期間內(nèi)停電 當(dāng)出線為雙回路時(shí) 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè) 方向均衡擴(kuò)建 2 適用范圍 a 6 一 10kV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí) b 35 66kV 配電裝置出線回路數(shù)為 4 8 回時(shí) 圖 5 圖 4 2 單母線分段接線 現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種 單母線接線和單母線分段接線 依據(jù)偏遠(yuǎn)山區(qū) 14 和邊疆變電站中實(shí)際情況的了解 以及對單母線接線和單母線分段的比較 并且從經(jīng) 濟(jì)性 可靠性 靈活性三個(gè)方面的對比 選擇單母線接線方式 偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆變電站為終端變電站高壓為 35kV 低壓為 10 5kV 這在主接線的選 擇上確定了范圍 根據(jù) 5 10 年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì) 并依據(jù)偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆的供電情況 擬裝設(shè)兩臺主變壓器 3 本次設(shè)計(jì)的電氣主接線 通過表 4 1 比較后 推薦方案二為該降壓變電站的電氣主接線 即 35kV 高壓側(cè) 10kV 高壓側(cè)電氣主接線均為單母線接線 電氣主接線詳見圖 JYBD 03 表4 1 35kV降壓變電站電氣主接線方案比較表 15 五 短路電流計(jì)算 選擇電氣設(shè)備 整定繼電保護(hù) 確定電氣主接線方案 考慮限制短路電流的措施 及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的 所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正 常短接 既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接 也有中性點(diǎn)直接接 地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地 或接中性線 5 1 短路概述 電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種 正常運(yùn)行狀態(tài) 不正常運(yùn)行狀態(tài) 短路故障 在電氣設(shè) 計(jì)和運(yùn)行中 不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài) 而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況 最嚴(yán) 重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 其相與相之間 中性點(diǎn)接 地系統(tǒng)的中性線與相線之間 都是通過負(fù)荷或阻抗連接的 5 2 造成短路原因 電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞 絕緣損壞大多 是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷 以及設(shè)計(jì) 制造 安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致 如由 于設(shè)備長期運(yùn)行 絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿 設(shè) 備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程 造成誤操作而引發(fā)短路 電力系 統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路 如輸電線路斷線和倒桿事故等 此外 飛禽及小 動物跨接裸導(dǎo)體 老鼠咬壞設(shè)備 導(dǎo)線的絕緣 都可能造成短路 16 5 3 短路危害 1 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí) 網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多 短路回路中的短路電流可能超過 該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍 如 6 10kV 的大容量裝置 短路電流可達(dá) 到幾萬甚至幾十萬安 2 選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度 3 短路電流通過導(dǎo)體時(shí) 同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動力作用 使導(dǎo)體發(fā)生變形 甚至損壞 因此 電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動 機(jī)械 穩(wěn)定度 4 短路必將造成局部停電 而且短路點(diǎn)越靠近電源 停電范圍越大 給國民經(jīng) 濟(jì)造成的損失也越大 5 短路也同時(shí)引起系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低 特別是靠近短路點(diǎn)處降低得更多 短路 點(diǎn)的電壓為零 結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞 當(dāng)電壓降低到 額定值的 80 左右時(shí) 電磁開關(guān)有可能斷開 因而中斷供電 當(dāng)電壓下降到 30 一 40 并持續(xù)達(dá) 1s 以上時(shí) 電動機(jī)可能停止轉(zhuǎn)動 使工廠產(chǎn)品報(bào)廢 甚至造成人身傷 亡事故 直到短路故障被切除后 非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù) 由此可見 短路的后果是十分嚴(yán)重的 且短路所引起的危害程度 與短路故障的 地點(diǎn) 類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān) 為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行 減輕短路的影 響 除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外 一旦發(fā)生短路 應(yīng)盡快切除故障 部分 使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值 為此 需要進(jìn)行短路電流計(jì)算 以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備 以保證在發(fā)生可能有的 最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞 5 4 短路計(jì)算 該降壓變電站短路電流計(jì)算為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下 三相對稱短路情況的電流 條件為水電站 2 1250kW 全部滿載運(yùn)行 計(jì)算采用有限電源個(gè)別變化法 計(jì)算短路電 流 其目的在于校核按正常工作條件選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路情況下是否滿 足動 熱穩(wěn)定的要求和保護(hù)整定計(jì)算 因此 計(jì)算時(shí)考慮流過電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的 最大電流 在短路電流網(wǎng)絡(luò)圖上 選出電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體將處于可能最嚴(yán)重情況下 的短路點(diǎn) 照此原則 結(jié)合該站電氣主接線 計(jì)算圖 5 1 中所示 d 1 d 2 點(diǎn)的短路電 17 流 計(jì)算方法采用比較簡潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算 確定基準(zhǔn)值 取基準(zhǔn)容量 MVASj100 基準(zhǔn)電壓 KVU j 5 10 1 KVU j 37 2 所以 基準(zhǔn)電流 3 jdj USI 基準(zhǔn)電抗 3 jjj IUX 1 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 圖 5 1 短路電流網(wǎng)絡(luò)圖 1 1F 2F 發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值 18 56 18 001 0 8 0 1250 100 100 29 100 n j dd SSXX 2 1 變壓器標(biāo)幺值 22 2 001 0 3150 100 100 7 100 n j db SSUX 3 2 3 變壓器標(biāo)幺值 25 3 001 0 2000 100 100 5 6 100 n j db SSUX 4 LGJ 70 15km 的 35kV 架空線路標(biāo)幺值 由資料可知 L 15km 則KMXo 4 0 44 0 37 10015 4 0 22 KVMVAKmmUSLXX j J o 2 畫出等值阻抗圖 等值阻抗見圖畫 5 2 圖 5 2 等值阻抗圖 19 3 求各點(diǎn)短路電流 1 計(jì)算 d 1 點(diǎn)短路電流 a d 1 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換 28 9 56 1856 18 56 1856 18 21 217 XXXXX 94 11 44 0 22 2 28 9 4378 XXXX d 1 點(diǎn)等值阻抗見圖 5 3 圖 5 3 d 1 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換圖 b 電源點(diǎn)對 d 1 點(diǎn)的短路電流周期分量 計(jì)算出計(jì)算電抗 Xjs 37 0 100 001 0 8 0 2500 94 11 8 SjSeXXjs c 根據(jù) 水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線數(shù)字表 見附錄 查表求得 I t 當(dāng) Xjs 0 37 時(shí) t 0 秒 I t 3 02 t 0 2 秒 I t 2 47 t 4 秒 I t 2 66 d 電源點(diǎn)對 d 1 點(diǎn)的三相周期短路電流 t 0 秒 KAI154 0 358 03 001 0 12502 02 3 1 t 0 2 秒 KAI125 0 358 03 001 0 12502 47 2 2 t 4 秒 KAI136 0 358 03 001 0 12502 66 2 3 e d 1 點(diǎn)沖擊電流 ich KAIich393 0 154 0 55 2 55 2 1 2 計(jì)算 d 2 點(diǎn)短路電流 20 a d 2 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換 62 1 25 3 25 3 25 3 25 3 65 659 XXXXX 56 1362 194 1199810 XXX d 2 點(diǎn)等值阻抗見圖 5 4 圖 5 4 d 2 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換圖 b 電源點(diǎn)對 d 2 點(diǎn)的短路電流周期分量 計(jì)算出計(jì)算電抗 Xjs 42 0 100 001 0 8 0 2500 56 13 10 SjSeXXjs c 根據(jù) 水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線數(shù)字表 見附錄 查表求得 I t 當(dāng) Xjs 0 42 時(shí) t 0 秒 I t 2 63 t 0 2 秒 I t 2 27 t 4 秒 I t 2 68 d 電源點(diǎn)對 d 2 點(diǎn)的三相周期短路電流 t 0 秒 KAI473 0 108 03 001 0 12502 63 2 1 t 0 2 秒 KAI409 0 108 03 001 0 12502 27 2 2 t 4 秒 KAI482 0 108 03 001 0 12502 68 2 3 e d 2 點(diǎn)沖擊電流 ich KAIich206 1473 0 55 2 55 2 1 4 短路電流計(jì)算結(jié)果 短路電流計(jì)算結(jié)果見表 5 1 21 22 表 5 2 短路電流計(jì)算結(jié)果表 電 源 計(jì) 算 數(shù) 據(jù)短 路 電 流 計(jì) 算 數(shù) 據(jù) t 0st 0 2st s 短 路 點(diǎn) 編 號 運(yùn)行 方式 短路點(diǎn) 平均 電壓 Uj kV 發(fā)電機(jī) 額定 容量 Pe kW 基準(zhǔn) 電壓 Uj kV 基準(zhǔn) 電流 Ij kA 轉(zhuǎn)移 電抗 Xj 計(jì)算 電抗 Xjs 額定 電流 Ie kA 標(biāo)么 值 有名 值 kA 標(biāo)么 值 有名 值 kA 標(biāo)么 值 有名 值 kA 短路 電流 沖擊值 ich kA d 1 最大 運(yùn)行 方式 372500371 5611 940 370 0513 020 1542 470 1252 660 1360 393 d 2 最大 運(yùn)行 方式 10 5250010 55 5013 5650 420 0512 630 4732 270 4092 680 4821 206 23 六 電氣設(shè)備的選擇 在各級電壓等級的變電站中 使用各種電氣設(shè)備 諸如變壓器 斷路器 隔離開 關(guān) 電流互感器 電壓互感器 母線等 這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電站安全 可靠的 供電 因?yàn)檫x擇電氣設(shè)備時(shí) 必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時(shí)的工作情況 所謂電 氣設(shè)備的選擇 則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來確定它們 的型號和參數(shù) 電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全 可靠工作的前提下 適當(dāng)留有 裕度 力求在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約 6 1 電氣設(shè)備及分類 6 1 1 電氣設(shè)備 電氣設(shè)備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電 輸電 變配電 用電設(shè)備的總稱 它包括發(fā)電機(jī) 變壓器及各種高低壓開關(guān)設(shè)備 保護(hù)設(shè)備 導(dǎo)線 電纜和用電設(shè)備等 6 1 2 電氣設(shè)備的分類 電氣設(shè)備通常分類方法如下 1 按電壓分 通常把 1kV 以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備 1kV 以下的稱為低壓設(shè)備 2 按電能質(zhì)量分 交流設(shè)備 直流設(shè)備 交直流兩用設(shè)備 3 按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分 一次設(shè)備 二次設(shè)備 4 按是否組合分 單元件設(shè)備 成套設(shè)備 5 一次設(shè)備按其在一次電路中功能 又可分為發(fā)電設(shè)備 變換設(shè)備 控制設(shè)備 保護(hù)設(shè)備 補(bǔ)償設(shè)備和用電設(shè)備 24 6 2 電氣設(shè)備的選擇 6 2 1 電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體選擇原則 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇均應(yīng)滿足按正常工作條件選擇 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 1 選擇原則如下 1 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn) 安全適用 經(jīng)濟(jì)合理 2 應(yīng)滿足正常運(yùn)行 檢修 短路和過電壓情況下的要求 并考慮長遠(yuǎn)發(fā)展 3 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) 4 應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致 5 選擇的導(dǎo)體品種不宜太多 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 在特殊情況下 選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí) 應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)導(dǎo)體 2 技術(shù)條件 1 電壓 電流 機(jī)械允許負(fù)荷 電壓 選用的電器允許最高工作不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 三相 電流 適用導(dǎo)體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流 機(jī)械允許負(fù)荷 在正常運(yùn)行和短路時(shí) 電器引線的最大作用不應(yīng)大于電器允 許的荷載 2 短路穩(wěn)定條件 a 校驗(yàn)的一般原則 電器在選定后應(yīng)該按最大可能通過的短路電流進(jìn)行穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn)的短路各 電流一般取三相短路時(shí)的短路電流 若發(fā)電機(jī)的出品的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系 統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相 則應(yīng)該按嚴(yán)重情況考慮 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 除有限流作用的熔斷器保護(hù)的 裸導(dǎo) 線和電器的動穩(wěn)定仍應(yīng)該驗(yàn)算 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可不驗(yàn)算動 熱穩(wěn) 定 b 短路的熱穩(wěn)定條件 dt t QtI 2 c 短路的動穩(wěn)定條件 dfchii dfchII 25 3 絕緣水平 電器的絕緣水平 應(yīng)按電網(wǎng)是出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備的保護(hù)水平來確定 3 環(huán)境條件 查電氣設(shè)計(jì)手冊確定恒溫 日照 風(fēng)速 污穢 海拔 地震等各方面的因素 參數(shù)值 4 環(huán)境保護(hù) 1 電磁干擾 電器及金具在 1 1 倍最高相電壓下 晴天夜晚下應(yīng)出現(xiàn)可見電暈 110KV 及以上電壓戶外晴天無線電干擾電壓不應(yīng)大于 2500V 2 噪音 測試位置距聲源設(shè)備外沿垂直水平距離為 2m 離地面高度為 1 1 5m 處 電器的連續(xù)噪音水平不應(yīng) Db 6 2 2 高壓斷路器的選擇及檢驗(yàn) 該降壓變電站 35kV 高壓斷路器選擇戶外真空斷路器 10kV 高壓斷路器選擇戶內(nèi)真 空斷路器 安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi) 1 按額定電壓選擇 斷路器的額定電壓小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓 一般在 10KV 及其以上裝 置中均選擇兩相 35kV 側(cè)戶外真空斷路器選 ZW30G 40 5 630 10kV 側(cè)戶外真空斷路器選 VS1 12 630 2 按額定電流選擇 斷路器的額定電流不少于裝設(shè)斷路器回路的最大工作電流 35kV 側(cè) 即 1500A 33A maxfNII 10kV 側(cè) 即 2000A 72A maxfNII 所以 35KV 側(cè)選 ZW30G 40 5 630 50 10KV 側(cè)選 VS1 12 630 100 3 按額定開斷電流選擇 斷路器額定開斷電流不少于斷路器觸頭剛剛分開時(shí)所通過的短路電流 通常取 t 0s 時(shí)考慮 35kV 側(cè) 即 30 0 159KA ZW30G 40 5 630 50 0 3 ddNII 10kV 側(cè) 即 20 0 475KA VS1 12 630 100 0 3 ddNII 26 4 校驗(yàn)動穩(wěn)定 斷路器的額定峰值耐受電流不小于通過斷路器的最大三相短路沖擊電流 mi 3 即 mpii 3 35KV 側(cè) 125KA 0 128 KA ZW30G 40 5 630 50 10KV 側(cè) 125KA 0 409 KA VS1 12 630 100 5 校驗(yàn)熱穩(wěn)定 斷路器的額定峰值允許的最大熱效應(yīng)不小于短路熱效應(yīng) Qk 即 tIt 2 35KV 側(cè) kt t t t k QtI SKAtI SKA t III Q 2 222 2 222 2 2 22 73964 72 0 28 42 4 7287 4 12 72 0 28 42 70 0 28 42 10 62 0 28 42 12 10 即 10KV 側(cè) kt t t t k QtI SKAtI SKA t III Q 2 222 2 222 2 2 22 46 544 88 0 81 2 89 45 4 12 88 0 81 2 800 0 75 2 10 75 0 49 2 12 10 即 6 2 3 高壓隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)一般作為隔離電器之用 它的重要用途是造成明顯的空氣絕緣間隙 即 與帶電部分造成明顯的斷開點(diǎn) 以便在檢修設(shè)備和線路停電時(shí) 斷開電路 確保安全 它還可以與斷路器相配合 來改變運(yùn)行接線方式 從而達(dá)到安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目 的 另外它還能起下開合電路的作用 1 開合電壓互感器和避雷器 2 開 合母線及直接連接在母線上設(shè)備的電容電流 27 3 開 合變壓器中性點(diǎn)的接地線 但當(dāng)中性點(diǎn)上接有消弧線圈 必須在系統(tǒng)無故 障而正常運(yùn)行時(shí) 方可操作 隔離開關(guān)按其安裝場所有屋內(nèi)和屋外兩種型式 本次設(shè)計(jì)中的 35kV 高壓隔離開關(guān) 選用屋外式 而 10kV 高壓隔離開關(guān)選用屋內(nèi)式 但由于設(shè)計(jì)中選用的 10kV 高壓開關(guān) 柜為金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜 1 隔離開關(guān)的選擇 1 按工作電壓選擇 即 Umax Ug 式中 Umax 隔離開關(guān)最高工作電壓 kV Ug 網(wǎng)絡(luò)回路工作電壓 kV 根據(jù)以上公式 設(shè)計(jì)中的隔離開關(guān)均選用 35kV 10kV 兩種電壓等級 2 按工作電流選擇 即 In Ig 式中 In 隔離開關(guān)額定電流 A Ig 網(wǎng)絡(luò)回路長期持續(xù)工作電流 A 根據(jù)以上公式 設(shè)計(jì)中 35kV 隔離開關(guān) In 600A Ig 51 5A 10kV 隔離開關(guān) In 630A Ig 70A 2 動穩(wěn)定校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn) 即 Igf Ich 式中 Igf 動穩(wěn)定電流峰值 kA Ich 計(jì)算短路沖擊電流峰值 kA 根據(jù)以上公式 設(shè)計(jì)中 35kV 隔離開關(guān) Igf 50kA Ich 0 393kA 10kV 隔離開關(guān) Igf 160kA Ich 1 206kA 綜上校驗(yàn)結(jié)果可知各側(cè)斷路器選擇正確高壓隔離開關(guān)的選擇 1 根據(jù)配電裝置的特點(diǎn) 選擇隔離開關(guān)的類型 單相式 雙柱式 三柱式 選 雙柱式 2 35KV 高壓隔離開關(guān) 根據(jù)安裝地點(diǎn)選用戶外式 GW 3 隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于等于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓 4 隔離開關(guān)的額定電流應(yīng)大于裝設(shè)電路的最大持續(xù)工作電流 28 35KV 側(cè) 選 GW5 35GD 600 25G G 代表高原型 10KV 側(cè) 由于是戶內(nèi)真空斷路器 裝于中置式高壓開關(guān)柜內(nèi) 與真空斷路器配套使 用 在此不再單獨(dú)設(shè)計(jì) 6 2 4 互感器的選擇 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表 繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳 感器 互感器將高電壓 大電流按比例變成低電壓 100 和小電流 5 1A V3 100 其一次側(cè)接在一次系統(tǒng) 二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)等 為了確保工作人員在接觸 測量儀表和繼電器時(shí)的安全 互感器的每一個(gè)二次繞組必須有可靠的接地 以防繞組 間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓 互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類 主要是電磁式的 此外 電容式電 壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用 非電磁式的新型互感器 如電子式 光電式 互感器 尚未進(jìn)入廣泛的工業(yè)實(shí)用階段 6 2 4 1 互感器的應(yīng)用 互感器包括電流互感器和電壓互感器 電流互感器又稱儀用變流器 文字符號為 TA 電壓互感器又稱儀用變壓器 文字符號為 TV 從基本結(jié)構(gòu)