變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方案的選擇資料講解

1、三、變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行進行選擇.當符合以下條件之一時, 宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負荷；季節(jié)性負荷變化較大；集中 負荷較大.結(jié)合本廠的情況,考慮到二級重要負荷的供電平安可靠,應選擇兩臺主變壓器.3.2 變電所主變壓器容量選擇.每臺變壓器的容量Snt應同時滿足以下兩個條件：1任一臺變壓器單獨運行時,宜滿足：Snt 0.6 - 0.7 S302任一臺變壓器單獨運行時,應滿足：Snt S30i 11,即滿足全部一、二級負荷需求.代入數(shù)據(jù)可得：Smt= 0.60.7 X 1169.03= 701.42818.

2、32 kV A.又考慮到本廠的氣象資料年平均氣溫為20,所選變壓器的實際容量：Snt實1 0.08 Snt 920KVA也滿足使用要求,同時又考慮到未來510年的負荷開展,初步取SNT=1000kV A.考慮到平安性和可靠性的問題,確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器.型號：SC3-1000/10 ,其主要技術(shù)指標如下表所 示：變壓器型號額定容量/kV A額定 電壓 /kV聯(lián)結(jié)組型號損耗/kW空載 電流I0%短路阻抗Uk%高壓低壓空載負載SC31000/10100010.50.4Dyn112.457.451.36附：參考尺寸mm:長：1760 寬：1025 高：1655 重量kg: 34103

3、.3 電氣主接線的概念發(fā)電廠、變電所的一次接線是由直接用來生產(chǎn)、會聚、變換、傳輸和分配電能的一次設(shè)備的一次設(shè)備構(gòu)成的,通常又稱為電氣主接線.主接線代表了發(fā)電廠 變電所電氣局部的主體結(jié)構(gòu),是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成局部. 它對電 氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護與自動裝置的配置起著決定性的作用, 也 將直接影響系統(tǒng)運行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性.因此,主接線必須綜合考慮各 方面因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比擬前方可確定出正確、合理的設(shè)計方案.3.4 電氣主接線設(shè)計需要考慮的問題在進行變電站電氣接線設(shè)計時,需要重點考慮以下一些問題：1需要考慮 變電所在電力系統(tǒng)中的位置,變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電

4、氣主接 線的主要因素.變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所、 還是分支變電所,由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同,對其電氣主接線的 可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求了也不同.2要考慮近遠期的開展規(guī)模,變電 所電氣主接線的設(shè)計,應根據(jù) 5到10年電力開展規(guī)劃進行.根據(jù)負荷的大小、 分布、增長速度、根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布,分析各種可能的運行方式,來 確定電氣主接線的形式以及連接電源靈數(shù)和出線回數(shù).3考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對電氣主接線的影響,對一級負荷,必需有兩個獨立電源供電, 且當一個電源失去后,應保證全部一級負荷不間斷供電,且當一個電源失去后, 應保證大局部二級負

5、荷供電.4考慮主變臺數(shù)對電氣主接線的影響, 變電所主 變的臺數(shù)對電氣主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響,傳輸容量不同,對主接線的可靠性,靈敏性的要求也不同.5考慮備用容量的有無和大小對電氣主接線的影 響,發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電,適應負荷突增、設(shè)備檢修、 故障停運情況下的應急要求.電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無有所不同, 例如,當斷路器或母線檢修時,是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許 切除線路、變壓器的數(shù)量等,都直接影響著電氣主接線的形式.3.5 主接線方案的選擇3.5.1 電氣主接線設(shè)計的根本要求 電氣主接線應滿足以下根本要求：a具有一定的靈活性主接線在力求簡單、明了

6、、操作方便的同時,也要求有一定的靈活性,以適應系統(tǒng)不同運行方式的要求.1)調(diào)度時,應可以靈活的投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路,調(diào)配電源和 負荷,滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度 要求.2)檢修時,可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備,進行平安檢 修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的用電.3)擴建時,可以容易的從初期接線過渡到最終接線.在不影響連續(xù)供電或 停電時間最短的情況下,投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾,并且對一 次和二次局部的改建工作量最小.b操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清楚、操作方便,盡可能使操作步驟簡單,便于運行人員掌握. 復雜的接線不

7、僅不便于操作,還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故.但接線過于簡單,可能又不能滿足運行方式的需要,而且也會給運行造成不便或造成 不必要的停電.c可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要任務, 保證供電可靠性是電氣主接線最 根本的要求.分析和研究主接線可靠性通常應從以下幾方面綜合考慮：(1)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電站都是電力系統(tǒng)的重要組成局部,其可靠性應與系統(tǒng)相適應.例如：對 一個中小型變電站的主接線就毋須要求過高的可靠性,也就沒有必要采取太復雜 的接線形式；而對于一個大型發(fā)電廠或超高壓變電站, 由于它們在電力系統(tǒng)中的 地位很重要,供電容量大、范圍廣,發(fā)生事故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運行遭破壞,

8、甚至 瓦解,造成巨大損失.因此,其主接線應采取供電可靠性高的接線形式.(2)變電站的運行方式及負荷性質(zhì)電能的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電同時完成.而負荷的性質(zhì)按其重要 性又有I類、R類和田類之分.因此,根據(jù)發(fā)電廠的運行方式和負荷的要求,進 行具體分析,以滿足必要的供電可靠性 .(3)斷路器檢修時是否會影響對用戶的供電.(4)設(shè)備和線路故障或檢修時,停電線路的多少和停電時間的長短,以及能否保證對重要用戶的供電d經(jīng)濟主接線在保證平安可靠、操作靈活方便的根底上,還應使投資和年運行費用 小,占地面積最少,使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益.一般應當從以下幾方面考慮：1投資?。褐鹘泳€應簡單清楚,以節(jié)約開關(guān)電器數(shù)量,

9、降低投資；要適當采 用限制斷路電流的舉措,以便選用價廉的電器；二次限制與保護方式不應過于復 雜,以利于運行和節(jié)約二次設(shè)備的投資.2占地面積少：主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件, 盡可能使占 地面積減少.3電能損耗少：在發(fā)電廠或變電站中,正常運行時,電能損耗主要來自變壓 器,應經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、 容量和臺數(shù),盡量防止兩次變壓而增加電 能損耗.e擴建的可能性由于近年來,我國的經(jīng)濟建設(shè)高速開展,各地區(qū)的電力負荷的需求近年來增 加的很快,尤其是江蘇省沿江地區(qū),電力需求增長很快.而本課題要設(shè)計的變電 站正好處于該地區(qū),因此,在選擇主接線時,要充分考慮到具有擴建的可能性, 并且預留出適宜

10、的擴建空間.3.5.2 電氣主接線的根本形式主接線的總體分類：a單母線接線母線起聚集和分配電能的作用.每一條進出線回路都組成一個接線單元, 每個接 線單元都與母線相連,可分為：1接線方法及工作要求,見圖1.主母線的作用開關(guān)電器的配置線路有反應電可能或為架空配電線應裝設(shè) QS操作程序“先通后斷原那么合：QSb QSl qf ;分：QF QSl QSb.2特點優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟.接線簡單設(shè)備少、清楚、明了；布置、安裝簡單,配電裝置建造費用低；操作平安、方便,母線故障的幾斷路器與隔離開關(guān)間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖, 率低；易擴建和采用成套式配電裝置.缺點：不夠靈活可靠.主母線、母隔故障或檢修,全廠停電；任

11、一回路斷路器檢修,該回路停電.L1L2L3L4A41 QS lU UQF_L_L_LQS bWB電源i電源n圖i單母線b雙母線接線1、不分段的雙母線1接線方法及運行方式見圖2.2特點：可輪流檢修母線而不影響正常供電檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時,只影響該回路供電工作母線發(fā)生故障后,所有回路短時停電并能迅速恢復供電可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作便于擴建由于雙母線接線的設(shè)備較多,配電裝置復雜,運行中需要用隔離開關(guān)切換電路, 容易引起誤操作；同時投資和占地面積也較大.電源I電源n圖5-3單母線靠壽蝙夢線接線3.5.3 10kV側(cè)單母線和雙母線接線的比擬610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時,可

12、采用單母線分段接線.而雙 母線接線一般用于引出線和電源較多, 輸送和穿越功率較大,要求可靠性和靈活 性較高的場合.110kV終端變電站的10 kV局部一般采用單母線分段,互為備用.由課題所給條件進行綜合分析：對圖1和圖1所示的方案I、n綜合比擬,見表 1表1主接線方案比擬工程方案I單母線方案II雙母線不會造成全所停電供電可靠調(diào)度靈活調(diào)度靈活技術(shù)保證對重要用戶的供電擴建方便任一斷路器檢修,該回路便于試驗必須停止工作易誤操作經(jīng)濟占地少設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復雜投資和占地面大經(jīng)過綜合比擬方案I在經(jīng)濟性上比方案n好, 且調(diào)度和靈活性也可以保證供電的 可靠性.所以選用方案I.七、變電所二次回路方案選擇及

13、繼電保護的整定7.1 二次回路方案選擇7.1.1 二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源,交流電源之分.蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性, 并且有爆炸危險；由整流裝置供 電的直流操作電源平安性高,但是經(jīng)濟性差.考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡化,投資大大減少,且工作可靠, 維護方便.這里采用交流操作電源.7.1.2 高壓斷路器的限制和信號回路高壓斷路器的限制回路取決于操作機構(gòu)的形式和操作電源的類別.結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇,采用彈簧操作機構(gòu)的斷路器限制和信號回路.7.1.3 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)GBJ63-1990的標準要求選用適宜的電測量儀表并配用相應絕緣監(jiān)視 裝

14、置.a)10KV電源進線上：電能計量柜裝設(shè)有功電能表和無功電能表；為了解負荷電流,裝設(shè)電流表一只.b變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測量電壓并裝設(shè)絕緣檢測裝置.c電力變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只.d 380V的電源進線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表.e低壓動力線路：裝設(shè)電流表一只.7.1.4電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動重合閘裝置ARD機械一次重合式、備用電源自 動投入裝置APD.7.2繼電保護的整定繼電保護要求具有選擇性,速動性,可靠性及靈敏性.由于本廠的高壓線路不很長,容量不很大,因此繼電保護裝置比擬簡單.對 線路的相間短路保護,主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作

15、的電流速斷保護； 對線路的單相接地保護采用絕緣監(jiān)視裝置,裝設(shè)在變電所高壓母線上,動作于信號.繼電保護裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘操作方式接線簡單,靈敏可靠； 帶時限過電流保護采用反時限過電流保護裝置.型號都采用GL-25/10.其優(yōu)點是：繼電器數(shù)量大為減少,而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護,可采用交流操作,運 行簡單經(jīng)濟,投資大大降低.此次設(shè)計對變壓器裝設(shè)過電流保護、速斷保護裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路 器實現(xiàn)三段保護.7.2.1變壓器繼電保護變電所內(nèi)裝有兩臺10/0.4kV 1000kV A的變壓器.低壓母線側(cè)三相短路電流 為Ik3 28.213kA,高壓側(cè)繼電保護用電流互感器的變比為 200/5A,繼電器采用 GL-25/10型,接成兩相兩繼電器方式.下面整定該繼電器的動作電流,動作時 限和速斷電流倍數(shù).a過電流保護動作電流的整定：Krel 1.3,Kre 0.8, Kw 1, Ki 200/5 40Il max 2 2I1NT 4 1000k