kv變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)

1、I ctian Un ivcrsity of Urban Construction畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題 目 110kv110kv變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓名：伊長春學(xué)號：091410247091410247指導(dǎo)老師：朱更輝完成時(shí)間：20182018年5 5月1818日摘要本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及相關(guān)負(fù)荷的參數(shù)，通過對負(fù)荷資 料的分析進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型 號，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號，并從安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性等方面 考慮，確定了 110kV, 35kV, 10kV以及站用電的主接線方案。然后，進(jìn)

2、行了短 路電流計(jì)算，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對高壓斷路器、 隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線等主要電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇和校 驗(yàn)。之后對變電站的配電裝置進(jìn)行了選擇。最后做了主變壓器的繼電保護(hù)和變 電站的防雷保護(hù)，從而完成了開封縣 110kV變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站，變壓器，主接線，短路電流計(jì)算AbstractAbstractIn this article, on the basis of the system the line and the related load parameters give n by the man date, through th

3、e an alysis of the load data ,we have a load calculati on, accord ing to the load calculati on results,we asce nt the quality capacity and models of the main transformer, but also identified the station transform s capacity and models, considering the security, reliability and economic we identified

4、 110kv,35kv,10kv,electricity stations and the main cable programme. Then, made a short-circuit curre nt calculati on. In accorda nee with maximum susta ined work curre nt and the short-circuit current calculation results, the high-voltage circuit breakers, isolatio n switches, curre nt tran sformers

5、, voltage tran sformers, bus and other major electrical equipme nt had bee n selected validated.A nd the,we made a choice about the devices of the power distributi on, substati on and did a pla ne elective desig n . Fin ally we did a main transformer substation protection and a lightning protection,

6、 thus the Kai-110 kV electrical substation part of the design had been competed.KeyKey words:words: substations, transformers , main wiring , short-circuit current calculati on目錄摘要 .IAbstract目錄III緒論11負(fù)荷分析計(jì)算及變壓器選擇31.1負(fù)荷分析31.1.1本變電站的負(fù)荷資料31.1.2負(fù)荷分析結(jié)果41.2負(fù)荷計(jì)算41.2.1負(fù)荷計(jì)算的目的41.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法41.2.3負(fù)荷計(jì)算結(jié)果51.3無功功

7、率補(bǔ)償51.3.1無功功率補(bǔ)償?shù)谋匾?1.3.2無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?1.3.3無功功率補(bǔ)償計(jì)算61.4主變壓器臺數(shù)、容量和型式的選擇71.4.1臺數(shù)選擇原則71.4.2容量選擇原則71.4.3主變型號的選擇81.4.4主變壓器的型號及參數(shù)選擇結(jié)果92電氣主接線設(shè)計(jì)102.1電氣主接線的基礎(chǔ)知識及基本要求102.2主接線方案比較論證102.2.1110KV側(cè)主接線方案選擇102.2.235KV側(cè)主接線方案選擇122.2.310KV側(cè)主接線方案選擇143短路電流的計(jì)算163.1短路電流的危害163.2短路電流計(jì)算的目的163.3短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定173.4短路電流計(jì)算方法和步驟173.5短路電

8、流計(jì)算結(jié)果 224配電裝置及總平面布置設(shè)計(jì)234.1配電裝置的選擇 234.1.1各種配電裝置的特點(diǎn)234.1.2配電裝置的型式選擇234.1.3各電壓級配電裝置的確定244.2電氣總平面布置原則245主變壓器的保護(hù)255.1保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用255.2電力變壓器的主要故障形式2529325.3主變壓器保護(hù)的配置255.3.1主變壓器保護(hù)配置原則25532主變壓器保護(hù)的配置方案確定266變電站的防雷保護(hù)296.1防雷保護(hù)的基本知識296.2變電站防直擊雷設(shè)計(jì)296.2.1避直擊雷設(shè)備的作用296.2.2避雷設(shè)備位置的確定296.2.3避雷設(shè)備保護(hù)范圍的計(jì)算方法和公式6.3防雷電波設(shè)計(jì)316

9、.3.1裝設(shè)點(diǎn)的選擇316.3.2避雷器的選擇326.3.3避雷器型號、參數(shù)及數(shù)量的選擇結(jié)果7主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)計(jì)算書337.1高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)337.2隔離開關(guān)的選擇387.3電流互感器的選擇 427.4電壓互感器的選擇 467.5母線的選擇477.6主要電氣設(shè)備的選擇結(jié)果50總結(jié)51參考文獻(xiàn)52附錄53致謝55電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、電力線路和用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng) 一的整體。它們分別起到生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、分配、輸送和使用電能的作用。供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十 分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因 此，電力

10、系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。我國目前電力工業(yè)的發(fā)展方針是：1、在發(fā)展能源工業(yè)的基本方針指導(dǎo)下發(fā)展電力工業(yè)。2、電力工業(yè)發(fā)展速度必須與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相適應(yīng)。3、發(fā)揮水電優(yōu)勢，加快水電建設(shè)。4、建設(shè)大型礦口電廠，搞好煤、電、運(yùn)平衡。5、在煤，水能源缺乏地區(qū)，有重點(diǎn)有步驟地建設(shè)核電廠。6政企分開，省為實(shí)體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電。7、因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講求利益。8、節(jié)約能源，降低消耗。9、重視環(huán)境保護(hù)，積極防止對環(huán)境的污染。變電所是聯(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。變 電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：1、 樞紐變電所。位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)

11、，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè) 部分，匯集多個(gè)電源，電壓為 330500K V的變電所，稱為樞紐變電所。全所停 電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。2、 中間變電所。高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長 距離輸電線路分段，一般匯集 23個(gè)電源，電壓為220330KV同時(shí)又降壓 供當(dāng)?shù)赜秒姡@樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。3、 地區(qū)變電所。高壓側(cè)一般為 110220KV向地區(qū)用戶供電為主的變電 所，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中供電。4、 終端變電所。在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110KV 經(jīng)降

12、壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶 受到損失。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施或減少發(fā)生故障的可能性以外，故 障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn) 行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾 秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。 這種保護(hù)裝置直到目前為止，大多是由單個(gè)繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組 合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。在電子式靜態(tài)保護(hù)裝置和數(shù)字式保護(hù)裝置出 現(xiàn)以后，雖然繼電器以被電子元件或計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電業(yè) 部門常用繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)或由

13、各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保 護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞，則指各種具體的裝置。我國電力工業(yè)自動(dòng)化水平正在逐年提高。20萬MW及以上大型機(jī)組以采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電所以裝設(shè)微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，有些已實(shí)現(xiàn)無人值 班，電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。迄今，我國電力工業(yè)已進(jìn)入了大機(jī)組，大電 廠，大電力系統(tǒng)，高電壓和高自動(dòng)化的新階段。國家方針、政策、技術(shù)規(guī)范和 標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家實(shí)際情況、結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)則，是把科 學(xué)、技術(shù)總結(jié)成條理化，也是長期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，在進(jìn)行論證分析階段，更 應(yīng)辯證的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能達(dá)到先進(jìn)性與可行性。本次設(shè)計(jì)以實(shí)際工程技術(shù)水平為基礎(chǔ)，以虛擬的變電站

14、資料為背景，從原 始資料的分析做起，內(nèi)容涵蓋發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電 力系統(tǒng)繼電保護(hù)等電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教育期間的主要專業(yè)課。通過設(shè) 計(jì)，檢驗(yàn)和鞏固了專業(yè)知識，提高了綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力； 并對具體的工程設(shè)計(jì)有細(xì)致的了解，掌握了一定的工程設(shè)計(jì)方法。1 1負(fù)荷分析計(jì)算及變壓器選擇1.1負(fù)荷分析1.1.1本變電站的負(fù)荷資料1、35kV側(cè)近期負(fù)荷如表1-1所示表1.1 35kV側(cè)近期負(fù)荷表序號用戶名稱用類別最大負(fù)荷M)1治煉廠I5.52河西變II或川15.5表1.2 35kv側(cè)遠(yuǎn)期負(fù)荷表序號用戶名稱用類別最大負(fù)荷M)1李莊II3.52張莊II或川2.52、10KV負(fù)荷如下表

15、所示。表1.3 10KV近期負(fù)荷表序號用戶名稱用類別最大負(fù)荷M)備注1機(jī)械廠1.32醫(yī)院I1.5有備用電源3河?xùn)|變川2.54鐵路用電I0.9有備用電源5化工廠II3.06電機(jī)廠II1.07水泥廠1.08印染廠1.29農(nóng)用電1.5其中：35kV及10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取為cos=0.85負(fù)荷同時(shí)率：35kV側(cè)： kt=0.910kV 側(cè)： kt=0.85網(wǎng)損率取為A%=5%8%所用電計(jì)算負(fù)荷50kW, cos=0.871.1.2負(fù)荷分析結(jié)果由負(fù)荷資料知：35kv側(cè)用戶少只有兩個(gè)但負(fù)荷較大，一類負(fù)荷5.5MW占此側(cè)負(fù)荷的26.2%,二類負(fù)荷15.5MW占此側(cè)負(fù)荷的 73.8%,遠(yuǎn)期還將增加 6MW

16、； 10KV側(cè)使用負(fù)荷較小但用戶較多，其中有兩個(gè)一類負(fù)荷用戶，占此側(cè)負(fù) 荷的12.8%，兩個(gè)二類負(fù)荷用戶，占此側(cè)負(fù)荷的 27.5%，五個(gè)三類負(fù)荷用戶，占 此側(cè)負(fù)荷的59.7%,遠(yuǎn)期還將增加5MW所以兩側(cè)對供電可靠性要求都較高。1.2負(fù)荷計(jì)算1.2.1負(fù)荷計(jì)算的目的負(fù)荷計(jì)算主要是確定“計(jì)算負(fù)荷”。“計(jì)算負(fù)荷”是按發(fā)熱條件選擇電氣 設(shè)備的一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，“計(jì)算負(fù)荷”產(chǎn)生的熱效應(yīng)和實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生 的最大熱效應(yīng)相等。所以根據(jù)“計(jì)算負(fù)荷”選擇導(dǎo)體及電器時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行中 導(dǎo)體及電器的最高溫升不會(huì)超過容許值。計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表 量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)

17、的重要數(shù)據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理， 直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使 電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小 又將使電器和導(dǎo)線電纜過早老化甚至燒毀，造成重大損失。為此，正確進(jìn)行負(fù) 荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。1.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法若已知一個(gè)供電范圍的電氣設(shè)備數(shù)量和容量時(shí)，負(fù)荷計(jì)算的方法有：需要 系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項(xiàng)式法；當(dāng)在電氣設(shè)備數(shù)量和容量都不清楚的情況 下，可采用各種用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，其方法有：負(fù)荷密度法、單位指標(biāo) 法、住宅用電指標(biāo)法等。1、需要系數(shù)法計(jì)算簡單，是最為常用

18、的一種計(jì)算方法，適合用電設(shè)備數(shù)量 較多，且容量相差不大的情況。2 、二項(xiàng)式法其考慮問題的出發(fā)點(diǎn)就是大容量設(shè)備的作用，因此，當(dāng)用電設(shè)備組中設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，使用二項(xiàng)式法可 以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。3、利用系數(shù)法是通過平均負(fù)荷來求計(jì)算負(fù)荷，這種方法的理論依據(jù)是概率 論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因此是一種較為準(zhǔn)確的計(jì)算方法，但其計(jì)算過程相對繁瑣。因本設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備數(shù)量和容量都是確定的，且容量相差不大，所以其負(fù)視在功率:荷計(jì)算方法選擇計(jì)算較簡單的需要系數(shù)法。主要計(jì)算公式如下：有功功率：無功功率：1.2.3負(fù)荷計(jì)算結(jié)果1、10 KV的總計(jì)算負(fù)荷Pc = 13.515 MW=8.379MvarSc =15.900MVA

19、0 : =0.918KA2、35KV的總計(jì)算負(fù)荷Pc = 24.3MW0=15.066varSc = 28.59MVA=0.472KA3、本變電站總的總計(jì)算負(fù)荷Pc = 37.865MW=23.474MvarSc = 44.5MVAa =0.234KA4、本變電站總一、二級負(fù)荷Pc =32.38 MWa =20.045MvarSc = 38.1MVAz = 0.21KA1.3無功功率補(bǔ)償1.3.1無功功率補(bǔ)償?shù)谋匾栽诠っ裼秒娫O(shè)備中，有大量設(shè)備的工作需要通過向系統(tǒng)吸收感性的無功功 率來建立交變磁場，這使系統(tǒng)輸送的電能容量中無功率的成分增加，功率因數(shù) 降低，對系統(tǒng)會(huì)造成如下影響：1、使變配電設(shè)備

20、的容量增加；2、使供配電系統(tǒng)的損耗增加；3、使電壓損失增加；4、使發(fā)電機(jī)的效率降低。由于無功功率對供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因 數(shù)，降低無功功率的輸送量，提高系統(tǒng)及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟(jì)、合理地供電的需要132無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ构┡潆娤到y(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個(gè)方面采取措施：1、提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)是指不采用任何補(bǔ)償裝置 式的功率因數(shù)，這種方法只能通過選擇功率因數(shù)高的電氣設(shè)備來做到，但不能 達(dá)到完全補(bǔ)償。2、采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高。有兩種方法，一是采用同 步電動(dòng)機(jī)替代異步電動(dòng)機(jī)工作，由于投資和損耗較大，又不便于維護(hù)、檢修， 供配電

21、系統(tǒng)中很少采用。二是采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償。采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償時(shí)目前供配電系統(tǒng)中普遍采用的一種補(bǔ)償方法，也叫 移相電容器靜止無功補(bǔ)償。它具有有功損耗小、運(yùn)行維護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減 方便、個(gè)別電容器損壞不影響整體使用等特點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器補(bǔ)133無功功率補(bǔ)償計(jì)算據(jù)設(shè)計(jì)說明書中10KV側(cè)的功率因數(shù)為0.85，為提高其功率因數(shù)，需要在變電站10KV側(cè)母線上進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。使補(bǔ)償后的功率因數(shù)可以達(dá)到0.9以上。據(jù)設(shè)計(jì)說明書中知10KV側(cè)的功率因數(shù)為 0.85，所以我們需要在變電站10KV母線上進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。10KV母線上的無功功率補(bǔ)償計(jì)算：1、10KV的總計(jì)算

22、負(fù)荷為：Pc = 13.515 MW Qc = 8.379Mvar Sc =15.900MVA2、 補(bǔ)償前變壓器10KV側(cè)功率因數(shù)為0.85即：II補(bǔ)償后變壓器10KV側(cè)功率因數(shù)需達(dá)到：3、無功補(bǔ)償量：I=0.75 X 13515X (0.62-0.48=1419.075kvar經(jīng)查電容器型號：在此采用型號為 BWF10.5-40-1。 需裝設(shè)的電容器個(gè)數(shù)為：考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè) 36個(gè)，每相12個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際 值為36x 40=1440kvar，補(bǔ)償后實(shí)際平均功率因數(shù)為：=0.902此值滿足要求。1.4主變壓器臺數(shù)、容量和型式的選擇依據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊、發(fā)電廠電氣部分、3

23、5110KV變 電所設(shè)計(jì)規(guī)范1.4.1臺數(shù)選擇原則1、對大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺主變。2、對地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺主變。3、 對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?2 級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。依據(jù)次原則：此110K V變電站選擇兩臺主變壓器1.4.2容量選擇原則1、主變?nèi)萘窟x擇一般按變電所建成以后 510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng) 考慮到遠(yuǎn)期1020年發(fā)展。對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2、根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。對有重要?fù)荷變電 所考慮一臺主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的

24、允許時(shí)間內(nèi)，保 證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電所當(dāng)一臺主變停運(yùn)時(shí)，其余主變應(yīng)能保 證其余負(fù)荷的70%3、同級電壓的單臺降壓容量的級別不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn) 化、系列化 S總 Se S總/n=44.55 x 0.7S總（2-1 到0.7 X 44.55 X S總一、二級負(fù)荷）=38.02MVA主變?nèi)萘縎e的選擇必須符合以上三個(gè)條件，所以此 110KV變電站主變?nèi)萘?選為40MVA1.4.3主變型號的選擇1、 相數(shù)選擇依據(jù)相數(shù)選擇原則：當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330K V及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。依據(jù)以上原則：此110KV變電所宜選用三相變壓器。2、 繞組數(shù)量和連接方式的選擇

25、依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊規(guī)定指出：1）、在具有三種電壓等級的變電所中，如通過各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變 壓容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。2）、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(yùn) 行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和型兩種。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接，中性點(diǎn)直接接地。35KV亦采用Y型，其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地。35KV以下電壓變壓器繞組都采用連接。此110KV變電站電壓等級為110/35/10KV，接線方式采用 YN/Yn0/D接線方 式。3、 主變阻抗及調(diào)壓方式選擇1）主變阻抗的選擇原則主變阻抗選擇原則：各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)

26、定、潮流計(jì)算、 無功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜 合考慮；對普通三繞組變，目前有“升壓型”和“降壓型”兩種，“升壓 型”繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外為中、低、高。所以高、中側(cè)阻抗最大；“降 壓型”依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。綜上，此110KV變電站選擇“降壓型”結(jié)構(gòu)的變壓器，繞組的排列順序?yàn)?自鐵芯向外依次為低，中，咼。咼，低壓側(cè)的阻抗最大。2）調(diào)壓方式的選擇為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓 方式有兩種，一種稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在土 2X 2.5%以內(nèi)；另一種成為有 載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá) 30%其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴

27、，在下例情況下選用：接于 時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì) 量，要求母線電壓恒定時(shí)，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變 壓器分接頭質(zhì)量。所以此110KV變電站選用有載調(diào)壓。4、冷卻方式對110KV電壓級采用自然風(fēng)冷卻，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。故此110KV變電站采用自然風(fēng)冷卻方式。5、各側(cè)額定端電壓的選擇變壓器110KV側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備與線路額定電壓相等； 35K V側(cè)向 負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)二次側(cè)。電壓較額定電壓高 5%而10KV側(cè)要考慮負(fù) 荷，線路損耗以及無功補(bǔ)償?shù)纫蛩?。所以?10KV變電

28、站電壓等級為110/38.5/11KV。6絕緣方式的選擇在110KV及以上的中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時(shí)的短路電 流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的 保護(hù)問題。110KV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕 緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。35KV及10KV側(cè)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變 壓器，其中性點(diǎn)都采用全絕緣。1.4.4主變壓器的型號及參數(shù)選擇結(jié)果此變電站選兩臺三相三繞組的油侵式變壓器，其型號及參數(shù)如表1-5所示表1.4主變壓器的型號及參數(shù)表額定電壓KV阻抗電壓%損耗KW型號額定容量KVA連接組標(biāo)號高 壓中 壓低壓高低高 中中 低

29、短 路空載空載 電流%SSZ10-40000/11040000YN,Yn0J JD1111038.51117.510.56.521060.20.13%2 2電氣主接線設(shè)計(jì)2.1電氣主接線的基礎(chǔ)知識及 基本要求電氣主接線是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的 主要環(huán)節(jié)。主接線是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相 電容器、避雷器等電氣設(shè)備依一定的次序相連接的接受和分配電能的電路。而 用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號和文字符號并按照工作順序排列，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。主接線可分為有母線接線和無母線接線兩類

30、。有母線接線分為單母線接線 和雙母線接線；無母線接線分為單元式接線、橋式接線和多角形接線。主接線的選擇直接影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對電器選 擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān) 系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各方面的因素，經(jīng)過技 術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后方可確定。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工成整 個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、 變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā) 電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1、運(yùn)行的可靠2、具有一定的靈活性3、操

31、作應(yīng)盡可能簡單、方便4、經(jīng)濟(jì)上合理5、應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性2.2主接線方案比較論證221 110KV側(cè)主接線方案選擇因?yàn)榇?10KV變電站正常運(yùn)行時(shí)由一 110KV系統(tǒng)變電站向其供電，另外還 有附近一 35KV火電廠為其供電，它擔(dān)負(fù)著為許多重要廠礦及用戶供電的重任。 所以有以下兩種方案可供選擇：1、單母線接線。如圖2-1所示圖2.1 單母線接線2、單母線分段接線。如圖2-2所示。110KV側(cè)主接線方案比較如表2-1所示表2.1 110KV側(cè)主接線方案比較表萬案萬案1方案II工程單母線接線單母線分段接線可靠性接線簡單清晰、但不夠可靠， 任一元件 母線及母線隔離開 關(guān)等）故障或檢修，均需使整 個(gè)配電

32、裝置停電。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?？煽啃暂^好，當(dāng)一 段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng) 將故障段切除，保證正常段母線不X10KV側(cè)35KV 側(cè)圖2.2單母線分段接線10KV側(cè)10KV側(cè)間斷供電和不致使重要用戶停電。靈活性設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和 采用成套配電裝置。但靈活性 較差，單母線可用隔離開關(guān)分 段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全 部回路仍需短時(shí)停電，在用隔 離開關(guān)將故障的母線段分開后 才能恢復(fù)非故障段的供電。接線簡單清晰，當(dāng)一段母線或母線 隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的 回路都要在檢修期間內(nèi)停電。正常 段段母線可繼續(xù)工作。經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行設(shè)備少，投資

33、少，占地面 積小，建設(shè)費(fèi)用較大。投資較多，設(shè)備較多，費(fèi)用較大通過定性分析，進(jìn)行技術(shù)比較，方案I稍遜于方案II ,所以選用方案II2.2.2 35KV側(cè)主接線方案選擇此變電站35KV則一共有3回出線其中1回備用，出線回路較少但其中有重 要的一級負(fù)荷用戶，所以有以下兩種方案可供選擇：1、單母線接線。如圖2-3所示。110KV 側(cè)35KV出線圖2.3 單母線接線2、單母線分段接線。如圖2-4所示。* *10KV側(cè)110KV 側(cè)35KV出線圖2.4 單母線分段接線35KV側(cè)主接線方案比較如表2-2所示。表2.2 35KV側(cè)主接線方案比較表萬案工程萬案1單母線接線方案II單母線分段接線可靠性接線簡單清晰

34、、但不夠可靠，任 一元件 母線及母線隔離開關(guān) 等）故障或檢修，均需使整個(gè)配 電裝置停電。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?？煽啃暂^好，當(dāng)一段母 線發(fā)生故障，分段斷路器自 動(dòng)將故障段切除，保證正常 段母線不間斷供電和不致使 重要用戶停電。靈活性設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和米 用成套配電裝置。但靈活性較 差，單母線可用隔離開關(guān)分段， 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分 開后才能恢復(fù)非故障段的供電。接線簡單清晰，當(dāng)一段母線 或母線隔離開關(guān)故或檢修 時(shí)，該段母線的回路都要在 檢修期間內(nèi)停電。正常段段 母線可繼續(xù)工作。經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行設(shè)備少，投資少，占地面積 小，建設(shè)費(fèi)用

35、少。投資較多，設(shè)備較多，費(fèi)用 較大圖2.6雙母線接線HMTXHHMTXHPTX1PTX1PTX1PTX1通過定性分析，進(jìn)行技術(shù)比較，方案I稍遜于方案II，所以選用方案II223 10KV側(cè)主接線方案選擇此變電站10KV側(cè)一共有12回出線其中3回備用，出線回路較多，其中有 重要的一級負(fù)荷用戶，所以有以下兩種方案可供選擇：1、單母線分段接線。如圖2-5所示。10KV出線圖2.5 單母線分段接線2、雙母線接線。如圖2-6所示。10KV側(cè)主接線方案比較如表2-3所示表2.3 10KV側(cè)主接線方案比較表萬案 工程萬案I單母線分段接線方案II雙母線接線可靠性可靠性較好，當(dāng)一段母線發(fā)生 故障，分段斷路器自動(dòng)

36、將故障 段切除，保證正常段母線不間 斷供電和不致使重要用戶停 電。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操 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。雙回路供電，可以 順序連接不同母線上。可靠性更 高。靈活性接線簡單清晰，當(dāng)一段母線或 母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該 段母線的回路都要在檢修期間 內(nèi)停電向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不 會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷的自 由分配，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)的 各種運(yùn)行方式。經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行設(shè)備少，投資少，占地面 積小投資多，設(shè)備多，費(fèi)用大通過定性分析，進(jìn)行技術(shù)比較，方案 I稍遜于方案II，但根據(jù)此變電站 10KV側(cè)使用負(fù)荷較少，且因10KV側(cè)為

37、室內(nèi)裝置，故方案I在此條件下，可以滿 足負(fù)荷可靠性要求。所以選方案I。3 3短路電流的計(jì)算3.1短路電流的危害短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低 和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的 穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 運(yùn)行中，都必須對短路電流進(jìn)行計(jì)算。三相交流系統(tǒng)的短路種類主要有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接 地短路。三相短路指供配電系統(tǒng)三相導(dǎo)體間的短路；兩相短路指三相供配電系 統(tǒng)中任意兩相導(dǎo)體間的短路；單相短路指供配電系統(tǒng)中任一相經(jīng)大地與中性點(diǎn) 或與中線發(fā)生的短路。上述短路中，三相短路屬于

38、對稱短路，其他短路屬于不 對稱短路。因此，三相短路可用對稱三相電路分析，而不對稱短路采用對稱分 量法分析，即把一組不對稱的三相量分解成三相對稱的正序、負(fù)序和零序分量 來分析研究。在電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，發(fā)生三相短路的可 能性最小，但通常三相短路的短路電流最大，危害也最嚴(yán)重，所以短路電流計(jì) 算的重點(diǎn)是三相短路電流計(jì)算。3.2短路電流計(jì)算的目的計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，避免在短路電流作 用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保 護(hù)裝置的整定計(jì)算。為達(dá)到上述目的，需計(jì)算出下列各短路參數(shù)： I K3)三相短路電流，用來作為繼電保護(hù)的整定

39、計(jì)算和校驗(yàn) ish沖擊電流，用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。I sh三相短路穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的熱穩(wěn)定。S穩(wěn)態(tài)三相短路容量，用來校驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是 否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，其計(jì)算公式為：LlXiX3X710KV側(cè)的短路電流計(jì)算點(diǎn)有4個(gè)，即圖3.2等值電抗3.3短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定通常三相短路的短路電流最大，危害也最嚴(yán)重，所以短路電流計(jì)算的重點(diǎn) 是三相短路電流計(jì)算。按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算，可能發(fā)生最大短路電流110KV母線短路K1點(diǎn)），35KV母線短路K2） 0.4KV母線短路K4點(diǎn)）。見圖3-1所示3.4短路電流計(jì)算方法

40、和步驟在本設(shè)計(jì)中將系統(tǒng)看成無窮大容量，采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。 其步驟如下1、繪制計(jì)算電路圖。將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來,選基準(zhǔn)： 口 =100MVA= r2由變電站主接線圖畫出其等值電抗圖如圖4KV3-2所示AZxA點(diǎn)，10KV母線短路K3點(diǎn)），系統(tǒng)等值電路KX4X5X2110KV 側(cè)K43、計(jì)算短路電抗值16 / 63V1)系統(tǒng)視為無限大容量電源，則系統(tǒng)阻抗為 02)線路阻抗：Xi=0.19 ;夫=0.036%=6.5% Usi%=10.5 % US(2-3%=17.5 %XTI= 1/2 (10.5%+17.5%-6.5%=10.75%XT2= 1/2 (17.5

41、%+6.5%-10.5%=6.75%XT3= 1/2 (10.5%+6.5%-17.5%=0XTI*=VXV100 )X X(100/40=0.27XT2*=X(100/40=0.17X3=X4=0.27X5=X5=0.17X8=X9=0X(SB /S 站=(4/100X(100/0.063=63.4924、計(jì)算短路電流1)最大運(yùn)行方式下：等值電抗圖如圖10-1所示Ki點(diǎn)短路：K 點(diǎn)的短路總阻抗=X/X 2=1/0.19 ) +1/0.036 ) =0.0303US=110KV 因=110X =15.906KA=EI X 1.8 X 15.06=40.49KA_=1.51 X 15.06=24

42、.018KA-=100X 31.683=3168.3MVAK2點(diǎn)短路：XO=X+X5/X 6)=63.492+1/0.17 ) +1/0.17 ) =63.577X11XX/X2) +X3/X 4) =0.0303+1/0.27 ) +1/0.27 ) =0.1653K2點(diǎn)的短路總阻抗 XF1 =XQ/X 11=1/63.577 ) +1/0.1653 ) =0.165US=38.5KV=35X =9.845KA= X 1.8 X 9.845=25.061KA|=1.51 X 9.845=14.866KA_=100X 6.309=630.9MVAKB點(diǎn)短路：X2=vX/X2)+X3/X 4)+

43、X5/X 6)=0.0303+0.135+0.085=0.2503KB點(diǎn)的短路總阻抗 X =X/X 12=1/63.492 ) +1/0.2503 ) =0.249Us=11KVa =10X =23.143KAI =里 X 1.8 X 23.143=58.912KA一 .1=1.51 X 23.143=34.946KA_=100X 4.029=420.9MVAK4點(diǎn)短路:K4點(diǎn)的短路總阻抗 X 日=X+X2=63.492+0.0.2503=63.742Us=0.4KV =0.38 X =2.272KA= X 1.8 X 2.272=5.784KAII =1.51 X 2.272=3.431KA

44、I =100X 0.0157=1.57MVA2）最小運(yùn)行方式下：等值電抗圖如圖3.3所示0.4KV 側(cè)3.3等值電抗圖Ki點(diǎn)短路：Ki點(diǎn)的短路總阻抗Xm =X =0.19Us=110KV兇=110X =2.537KA= X 1.8 X 2.537=6.458KA110KV 側(cè)xz35KV 側(cè)AAAAAAK3K3Kv_I =1.51 X 2.537=3.831KA_=100X 5.053=505.3MVAK2點(diǎn)短路：X13=X+% =0.19+0.27=0.46X14=X6+X=0.17+63.492=63.662Us=38.5KV兇=35X 1+5% =37KVK2點(diǎn)的短路總阻抗 X=Xi3/

45、X 14=1/0.46 ) +=3.555KA= X 1.8 X 3.555=9.05KA_=1.51 X 3.555=5.368KA_=100X 2.278=227.8MVAK3點(diǎn)短路：X15=X+%+X6=0.19+0.27+0.17=0.63K3點(diǎn)的短路總阻抗 X =Xz/X 15=1/63.492 ) +1/0.63 ) =0.624Us=11KV F- =10X =9.232KA= X 1.8 X 9.232=23.501KA_I =1.51 X 9.232=13.94KA-=100X 1.679=167.9MVAK4點(diǎn)短路：K4點(diǎn)的短路總阻抗 X 兇=%+X5=63.492+0.6

46、3=64.122Us=0.4KV=0.38 X =2.257KA= X 1.8 X 2.257=5.745KA|=1.51 X 2.257=3.408KA_=100X 0.0156=1.56MVA3.5短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果如表3-1所示:表3.1短路電流計(jì)算結(jié)果列表運(yùn)行 方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式短路點(diǎn)計(jì)算項(xiàng)K1點(diǎn)K2點(diǎn)&點(diǎn)K4點(diǎn)K1點(diǎn)K2點(diǎn)KB點(diǎn)a點(diǎn)列KA)15.9069.84523.1432.2722.544.5389.2322.257弓KA40.4925.06158.9125.7846.4911.55223.5015.745ldKA24.01814.86634.9463.4

47、313.846.85213.943.408 VMVA)316.8630.9420.91.57505290.8167.91.564 4配電裝置及總平面布置設(shè)計(jì)4.1配電裝置的選擇配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方 式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接 受和分配電能的裝置。按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按組裝方式，又可分為裝 配式和成套式。=Us* /X=1.003/64.122=0.01564.1.1各種配電裝置的特點(diǎn)1、屋內(nèi)式配電裝置的特點(diǎn)：占地面積小、室內(nèi)進(jìn)行不受氣候影響、污穢空 氣影響小、房屋建筑投資較大。2、屋外式配

48、電裝置的特點(diǎn)：土建工作量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短、擴(kuò)建方 便、相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)、占地面積大、受外界環(huán)境影響，須 加強(qiáng)絕緣、不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。3、成套配電裝置的特點(diǎn)是：1）電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小， 結(jié)構(gòu)緊湊2）電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)成安裝工作量，有利于縮 短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷3）運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便4）耗用鋼材較多，造價(jià)較高4.1.2配電裝置的型式選擇配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制 宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所

49、中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)型。故此變電站110K V側(cè)采用屋外式，35KV和 10KV側(cè)采用屋內(nèi)式。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地形 條件及總體布置有關(guān)，并受材料供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和 限制。它又分為高型、普通中型、低型等類型。普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地50%左右。但耗用鋼材多，檢修運(yùn)行不及中型方

50、便。一般在下列情況下宜采用高型：在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)，地形條件 限制，原有裝置需改、擴(kuò)建而場地受限制。4.1.3各電壓級配電裝置的確定110K V配電裝置采用屋外普通中型配電裝置；35K V配電裝置采用屋內(nèi)普通中型配電裝置；10 KV配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置；4.24.2電氣總平面布置原則根據(jù)變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 ：1、進(jìn)線方位各級電壓的屋外配電裝置應(yīng)結(jié)合地形和所對應(yīng)的出線方向進(jìn)行平面組合,宜避免或減少線路的交叉跨越。2、屋外配電裝置要考慮道路的設(shè)置應(yīng)根據(jù)具體規(guī)定確定所內(nèi)道路尺寸，并附加安全標(biāo)志性箭頭。3、主控室的設(shè)置1）主控樓的位置在便于運(yùn)行人員相互聯(lián)系，便于巡視檢查和觀察屋外設(shè)備

51、和減少電纜長度，避開噪音影響地段，在可布置的主配電裝置一側(cè)，配電裝置之間結(jié)合前面設(shè)施進(jìn)行布置。2）主控制室益有較好的朝向 ，炎熱地區(qū)宜面向夏季盛行風(fēng)向，并避免日曬。4、端子箱、配電箱電纜溝的位置電纜溝應(yīng)位于各條母線下方，然后通向主控室，端子箱位于電纜溝旁。5、所區(qū)大門的設(shè)置1）所區(qū)應(yīng)設(shè)置實(shí)體圍墻，圍墻高度為 2.2 2.5m。2）所區(qū)大門應(yīng)采用鋼門，門寬應(yīng)滿足運(yùn)輸所內(nèi)大型設(shè)備的要求依據(jù)前面所述原則：根據(jù)變電所所處方位、電源進(jìn)線方向即可進(jìn)一步確定 各配電裝置、主控室、所大門在整個(gè)變電所中的位置。進(jìn)而便可按具體規(guī)定對 它們分別進(jìn)行布置。24 / 635 5主變壓器的保護(hù)5.1保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用

52、1、保護(hù)裝置可以自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切 除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2、保護(hù)裝置可反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條 件，而動(dòng)作于發(fā)出信號，減負(fù)荷或跳閘，此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是 根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由 于干擾而引起的誤動(dòng)作。5.2電力變壓器的主要故障形式變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中廣泛地用它 來升高或降低電壓。它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影 響，同時(shí)大容量的電力變壓器也是代價(jià)很高的設(shè)備。因此根據(jù)變壓器容量等級 和重要程

53、度需要裝設(shè)性能良好，動(dòng)作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障，主要是套 管和引出線上發(fā)生相間短路及接地短路。油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接 地短路、匝間短路及鐵芯的燒損等。油箱內(nèi)故障時(shí)產(chǎn)生的電弧，不僅會(huì)損壞繞 組的絕緣、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣 體，有可能引起變壓器油箱的爆炸。對于變壓器發(fā)生的各種故障，保護(hù)裝置應(yīng) 能盡快地將變壓器切除。實(shí)踐證明，變壓器套管和引出線上的相間短路、接地 短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式；而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路 的情況比較少。5.3主變壓器保護(hù)的配置531主變壓器保護(hù)配置原則1、

54、反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。2、相間短路保護(hù)。容量為6300KVA及以上，廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的 變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。3、后備保護(hù)。對由于外部相間短路引起的變壓器過流，可采用復(fù)合電壓啟 動(dòng)用的過電流保護(hù)，它適用與于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷，對中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路故障，應(yīng) 裝設(shè)零序電流保護(hù)。4、過負(fù)荷保護(hù)。對多繞組變壓器，保護(hù)裝置應(yīng)能夠反應(yīng)備用側(cè)過負(fù)荷的情 況，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)接與一相電流上，動(dòng)作于信號。532主變壓器保護(hù)的配置方案確定1、瓦斯保護(hù)電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部 故障時(shí)，在

55、故障電流和故障點(diǎn)在電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因 受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少及排出的速度，與變壓器故障的 嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)能夠保護(hù)變壓器油箱內(nèi)的各種短路故障例如繞組輕微的匝間短路、鐵芯燒損等）。規(guī)程規(guī)定對于容量為800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。因本變電站主變壓器 采用的是40MVA的油浸式變壓器，所以也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)裝置。用來反應(yīng)油面 降低和油箱內(nèi)部各種短路故障，其中輕瓦斯保護(hù)作用于信號，重瓦斯保護(hù)作用 于跳開電源側(cè)斷路器。變壓器的瓦斯保護(hù)原理接線圖如圖 6-1所

56、示。cbI R-KG-1 I - 回_ KG-WO XB*Wi圖5.1 瓦斯保護(hù)原理接線圖變壓器瓦斯動(dòng)作保護(hù)后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析和判KS斷故障的原因及處理要求，氣體繼電器動(dòng)作后的氣體分析和處理要求如表6-1表5.1變壓器故障分析處理表氣體性質(zhì)故障原因處理要求無色、無臭、不可燃變壓器內(nèi)含有空氣允許繼續(xù)運(yùn)行灰白色、有劇臭、可燃紙質(zhì)絕緣燒毀應(yīng)立即停電檢修黃色、難燃木質(zhì)絕緣燒毀應(yīng)停電檢修深灰色或黑色、易燃油內(nèi)閃絡(luò)，油質(zhì)碳化應(yīng)分析油樣，必要時(shí)停電檢修2、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引 出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為主變的唯一的主保護(hù)

57、，對容量較小的變 壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電源速斷保護(hù)，但是速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部。 故當(dāng)其靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞 組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)主要是用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種 短路故障，是變壓器的主保護(hù)。電流差動(dòng)保護(hù)原理是建立在基爾霍夫電流定律 上的，具有良好的選擇性，能靈敏快速地切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障，被廣泛應(yīng)用在 能夠方便地取得保護(hù)被保護(hù)兩端電流的發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)、大型電動(dòng)機(jī)保護(hù) 中。變壓器的差動(dòng)保護(hù)原理接線圖如圖 6-2所示。圖5.2 變壓器電流差動(dòng)保護(hù)原理接線圖3、后備保護(hù) 過電流保護(hù)）為了防止

58、外部短路引起的過電流，變壓器還應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)。后備保護(hù)的 方案有過電流保護(hù)，復(fù)合電壓啟動(dòng)的過流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)和低阻抗保護(hù) 等。保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。KTTA1KOMKOM nuinuiTA2TS3KTKA3 M4C4KEV1）過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器。2）復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過 電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。當(dāng)采用上述2）、3）的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用 阻抗保護(hù)。變壓器的過電流保護(hù)原理接線圖如圖6-3所示。圖5.3 變壓器過電流保護(hù)原理接線圖4、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝

59、設(shè)單相 過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷引起的過電流。保護(hù) 只用一個(gè)電流繼電器，接于任一相電流中，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號。過負(fù)荷保護(hù)的安裝側(cè)，應(yīng)根據(jù)保護(hù)能反應(yīng)變壓器各側(cè)繞組可能過負(fù)荷的情 況來選擇：1）對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)；2）對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源 側(cè)；3）對三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)4）僅一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，如三側(cè)繞組容量相等，只裝于電 源側(cè)；如三側(cè)繞組容量不等，則裝設(shè)電源側(cè)及繞組容量較小側(cè)。此11OKV變電站主變壓器是僅有一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，且三側(cè)繞 組容量相等，故過負(fù)荷保護(hù)只裝于電源側(cè)。由變壓

60、器常見故障以上分析確定對此變電站主變壓器的繼電保護(hù)方案為：1）主保護(hù)米用瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)2）后備保護(hù)米取過流保護(hù)T110KVKAKA 3 335k V WKV-片t6 6變電站的防雷保護(hù)6.1防雷保護(hù)的基本知識變電站是電力系統(tǒng)防雷的重要保護(hù)設(shè)施，如果發(fā)生雷擊事故，將造成大面 積的停電，嚴(yán)重影響社會(huì)生產(chǎn)和人民生活。因此要求變電站的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到 設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)實(shí)驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì) 合理的原則。電力系統(tǒng)中遭受雷擊的來源有兩種：1、雷直擊變電站的設(shè)備上。2、架空 線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避