電氣自動(dòng)化畢業(yè)論文..

1、電氣自動(dòng)化畢業(yè)論文作者:日期:關(guān)于110KV變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)院校：山東科技大學(xué)系 別電氣自動(dòng)化專業(yè)班級(jí)：12 級(jí)姓 名： 臧 紹 龍指導(dǎo)教師:目錄標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞 2前言3第一章原始資料分析41.1 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí) 41.2 電源負(fù)荷4第二章電氣主接線設(shè)計(jì)62.1 主接線接線方式62.2 電氣主接線的選擇8第三章所用電的設(shè)計(jì)103.1 所用電接線一般原則 103.2 所用電接線方式確定 103.3 備用電源自動(dòng)投入裝置 10第四章短路電流計(jì)算124.1 短路計(jì)算的目的124.2 短路計(jì)算過程12第五章繼電保護(hù)配置205.1 變電所母線保護(hù)配置 205.2 變電所主變保護(hù)的配置 20

2、第六章防雷接地226.1 避雷器的選擇226.2 變電所的進(jìn)線段保護(hù) 236.3 接地裝置的設(shè)計(jì) 23致謝27參考文獻(xiàn)28電氣自動(dòng)化110-35kv變電所設(shè)計(jì)變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的 安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，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。這次設(shè)計(jì)以110kV降壓變電所為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的原始資 料確定變電所的主接線；通過負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、 容量及型 號(hào)。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)變電所的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。 同時(shí)完成防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電所電氣主接線；短路電流計(jì)算；一次設(shè)備；防雷保護(hù)本次設(shè)計(jì)題目為110

3、KV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)任務(wù)旨在體 現(xiàn)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn) 用的能力，同時(shí)檢驗(yàn)本專業(yè)學(xué)習(xí)三年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。此次設(shè)計(jì)首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)， 分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來考慮， 并通過對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了 110kV主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)， 容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)， 在根據(jù)最大持 續(xù)工作電流及短路計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了選型校驗(yàn)，同時(shí)考慮到系 統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置，因此對(duì)繼電保護(hù)做了簡(jiǎn)要說 明。對(duì)于來自

4、外部的雷電過電壓，則進(jìn)行了防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè) 計(jì)，最后對(duì)整體進(jìn)行規(guī)劃布置，從而完成110kV變電所一次系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)。第一章原始資料分析1.1 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的電壓等級(jí)為：110/35KV1.2 電源負(fù)荷地理位置情況1） 電源分析與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個(gè)，其中110KV兩個(gè)，35KV一個(gè)。 具體情況如下：2） 110KV系統(tǒng)變電所該所電源容量（即110KV系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘浚?00MVA以火電為 主）。在該所等電壓母線上的短路容量為 650MVA該所與本所的距離 為9KM以一回路與本所連接。3） 110KV火電廠該廠距離本所12KM裝有3臺(tái)機(jī)組和兩臺(tái)主變，以一回線路與

5、 本所連接，該廠主接線簡(jiǎn)圖如圖1.1 :3 M251厘找我二18犬'印355MF2121/3邑 51M51a圖1.1 110KV火電廠接線圖4） 35KV系統(tǒng)變電所該所距本所7.5KM.以一回線路相連接，在該所高壓母線上的短 路容量為250MVA。以上3個(gè)電源，在正常運(yùn)行時(shí)，主要是由兩個(gè) 110KV級(jí)電源來供電給本所。35KV變電所與本所相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用。當(dāng) 3個(gè)電源中的某一 電源出故障，不能供電給本所時(shí)，系統(tǒng)通過調(diào)整運(yùn)行方式，基本是能滿足本所重 要負(fù)荷的用電，此時(shí)35KV變點(diǎn)所可以按合理輸送容量供電給本所。2、負(fù)荷資料分析1) 35KV負(fù)荷表1.1 35KV負(fù)荷參數(shù)表

6、用戶名稱容量(MW距離(KM備注化工廠3.515I類負(fù)荷鋁廠4.313I類負(fù)荷水廠1.85I類負(fù)荷注：35KV用戶中，化工廠，鋁廠有自備電源2) 10KV遠(yuǎn)期最大負(fù)荷3)本變電所自用負(fù)荷約為60KVA4) 一些負(fù)荷參數(shù)的取值：負(fù)荷功率因數(shù)均取 cos © =0.85 ,負(fù)荷同期率Kt=0.9c ,年最大 負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tma片4800小時(shí)7年，表中所列負(fù)荷不包括網(wǎng)損在 內(nèi)，故計(jì)算時(shí)因考慮網(wǎng)損，此處計(jì)算一律取網(wǎng)損率為5%各電壓等級(jí)的出線回路數(shù)在設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際需要來決定。各電壓等級(jí)是否預(yù)備用線路請(qǐng)自行考慮決定。第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要核心部分，也是電力構(gòu)成

7、的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的 性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方 式。2.1 主接線接線方式2.1.1 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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)：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障 時(shí)檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，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)非故障母線的供電。適用范圍：35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過 3回；110-220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2回。2.1.2 單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：用

8、斷路器把母線分段后，對(duì)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)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將 故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。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。適用范圍：35KV配電裝置出線回路數(shù)為 4-8回時(shí)；110-220KV 配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)。2.2.3 單母分段帶旁路母線這種接線方式在進(jìn)出線不多，容量不大的中小型電壓等級(jí)為 35-110KV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。2.2.4 橋型接線1、內(nèi)

9、橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一 回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線 斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。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(zhǎng)，故障率較高的情況。2、外橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái) 變壓器暫時(shí)停運(yùn)。高壓側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換 較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。2.2.5 雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：1）

10、供電可靠，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該 回路。2）調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母 線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何的一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響 兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。4）便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分 開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤 操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器

11、之間裝設(shè)連 鎖裝置。適用范圍：6-10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電 抗器時(shí)；35KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過 8回時(shí)，或連接的電源 較多、負(fù)荷較大時(shí)；110-220KV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上 時(shí)，或110-220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回 及以上時(shí)。2.2.6 雙母線分段接線雙母線分段可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件 可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利 的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題，而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路

12、器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。 占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。2.3電氣主接線的選擇2.3.1 35kV電氣主接線根據(jù)資料顯示，由于35KV的出線為4回，一類負(fù)荷較多，可以初 步選擇以下兩種方案：1）單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等 級(jí)為35kV60kV,出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采 用雙母線接線。2）雙母接線接線表2.2 35KV主接線方案比較方案項(xiàng)目方1案I單母分段帶旁母力工II雙母接線單清晰、操作方便、供電可靠易于發(fā)展調(diào)度靈活可靠性、靈活性差土建方便旁路斷路器還可以便于試驗(yàn)代替出線斷路器，進(jìn) 行不停電檢修出線 斷路器，保證重

13、要用 戶供電易誤操作土建時(shí)需1可兩個(gè)力 向均衡擴(kuò)建經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小設(shè)備多、配電裝置用母線分段斷路器兼復(fù)雜作旁路斷路器節(jié)省投資投資和占地面大雖然方案i可靠性、靈活性不如方案n,但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案I。2.3.2 110kV電氣主接線根據(jù)資料顯示，由于110KV沒有出線只有2回進(jìn)線，可以初步選 擇以下兩種方案：1）橋行接線，根據(jù)資料分析此處應(yīng)選擇內(nèi)橋接線。2）單母接線。表2.3 110KV主接線方案比較方案項(xiàng)目方案I內(nèi)橋接線方案n單母分段技術(shù)線清晰簡(jiǎn)單 調(diào)度靈活，可靠性 不圖簡(jiǎn)單清晰、操作 方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性 差經(jīng)濟(jì)占地少使用的斷路器少備少、投

14、資小經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡(jiǎn)單這一特性。 雖然方案I可靠性、靈活性不如方案H ,但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性?？蛇x用投資小的方案I第3章所用電的設(shè)計(jì)變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷， 因此，在所用電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 按照運(yùn)行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善 解決因建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè) 備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電所安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。3.1 所用電接線一般原則1）滿足正常運(yùn)行時(shí)的安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)和檢修，維護(hù)方便等 一般要求。2）盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并盡量避免引起全所停 電事故。3）充分考慮變電所正常，事故，檢修，起動(dòng)等運(yùn)行下

15、的供電要求， 切換操作簡(jiǎn)便。3.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)所變壓器停運(yùn)時(shí)，具另一臺(tái)變壓器容量就能保證 全部負(fù)荷的6070%由于S站=60KVAS由于上述條件所限制。所以， 兩臺(tái)所變壓器應(yīng)各自承擔(dān) 30KVA當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān) 70% 為 42KVA故選兩臺(tái)50KVA勺主變壓器就可滿足負(fù)荷需求?？紤]到目前我國 配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目 標(biāo)，可選用干式變壓器。表3.1 S9-50/10 變壓器參數(shù)表型號(hào)電壓組合連接 組標(biāo) 號(hào)空載損耗負(fù)載損耗空 載 電 流阻抗 電壓高壓高壓分 接范圍低壓

16、S9-50/1010±5%10;6.3;60.4Y,yn 00.170.872.843.3所用電接線方式確定所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母分段接線選兩臺(tái)所用變壓 器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)相同，并且分別接在不同的母線上。3.4備用電源自動(dòng)投入裝置3.4.1 備用電源自動(dòng)投入裝置作用備用電源自動(dòng)投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶不間 斷供電。BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)的將備用 電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱備自投或 BZT裝置。3.4.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn)1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電

17、。2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作 為備用。3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機(jī)組采用BZT的優(yōu)點(diǎn)：提高供電的可靠性節(jié)省建設(shè)投資， 簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置，限制短路 電流，提高母線殘壓。3.4.3 BZT的工作過程及要求2BZT裝置應(yīng)滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓，BZT裝置應(yīng)能動(dòng)作。2）工作電源先切，備用電源后投。3）判斷工作電源斷路器切實(shí)斷開，工作母線無電壓才允許備用 電源合閘。4) BZT裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作是應(yīng)發(fā)出信號(hào)。5) BZT裝置動(dòng)作過程應(yīng)使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短。6) 備用電源無壓時(shí)BZT裝置不應(yīng)動(dòng)作。7)

18、 正常停電時(shí)備用裝置不啟動(dòng)。8) 備用電源或備用設(shè)備投入故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。BZT裝置應(yīng)由低電壓?jiǎn)?dòng)部分和自動(dòng)重合閘部分組成，低電壓?jiǎn)?dòng)部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動(dòng)重合閘部分在工作電源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延時(shí)間將備用電源的斷路器自動(dòng)投入。變電所BZT裝置工作過程：1) 110KV側(cè)BZT當(dāng)某一條110KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障 側(cè)斷路器切斷工作電源，非故障側(cè)母線與橋型母線上 BZT動(dòng)作，將故 障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障側(cè)。2) 35KV側(cè)BZT:當(dāng)某一條35KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè) 斷路器切斷工作電源，BZT動(dòng)作，將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障 側(cè)。3) 1

19、0KV側(cè)、所用電BZT:當(dāng)某一條10KV母線或所用電母線故障 導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器斷開，BZT動(dòng)作，母聯(lián)斷路器合閘，將 故障側(cè)負(fù)荷切換到非故障側(cè)。1.1 短路電流計(jì)算在電力系統(tǒng)運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常 運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。1.2 短路計(jì)算的目的1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接 線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì) 算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下 都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行

20、全面的 短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相 間和相對(duì)地的安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的 短路電流為依據(jù)。1.3 短路計(jì)算過程1.3.1 110KV短路電流計(jì)算1）根據(jù)資料，110KV火電廠的阻抗可歸算為以下圖5.1 110KV火電廠接線圖X32 X /a圖5.2 110KV火電廠阻抗圖在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取Sb=100MVA UB=Uav "SB100Xi=X2=X3= Xd* =0.135=0.432Sn至0.8各繞組等值電抗Us（1-2）% 取 17% , Us（2-3）% 取 6%, Us（3-1

21、）% 取 10.5%1Us1% = 一（US（1-2）% + U S（3-1） % Us（2-3） %）1 /=一（17 10.5 6） 10.7521Us2% = （Us（1-2）% + U s（2-3） %Us（3-1）%）21 .= 一（17 6 10.5） 6.25c, 1/,US3% =(Us(2-3)% + U s(3-i)% Us(i-2)%)0.251=-(6 10.5 17) 2X4X5Us1%100S10.75 100=0.179SN 10060X6 X7Us1%100SB= 0.25 100SN- 100600.004X10圖5.3 110KV火電阻抗最簡(jiǎn)圖X8=X1X2

22、X3=0.144X9=(X4+X6)(X5+X7)=0.0875X10=X9+X8=0.232即火電廠的阻抗為0.2322）又根據(jù)資料所得，可將變電所視為無限大電源所以取I*1S變 110S 110SbX 變 110EFI*SB650 6.51001 0.1546.5同理：因35KU變電所的短路容量為250MVA所以Sg35 250352.5KASB100E1X 變 350.4I*2.5火電廠到待設(shè)計(jì)的變電所距離 12KM阻抗為每千米0.4歐X= Xl 當(dāng) 12 0.4 002 0.032U21152110KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離 9KM阻抗為每千米X= X1SBSB100B2 = X

23、i B2 9 0.420.027UU11535KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離 7.5KM,阻抗為每千米、，SB100X= Xl謂7.5 0.420.219U2372待設(shè)計(jì)變電所中各繞組等值電抗0.40.4US(3-1)%)US(1-2)%)XT1XT 312(10.5Us1%100Us3%10017 6.5) 10.5SB =SNXT 2SB =SN10.5 100100 20Us2%1006.5 100100 200.525Sb = 0SN1000.3253020c, 1/,US1% = ( US(1-2) % + Us(3-1)% U s(2-3)%)1 ,=(6.5 17 10.5)

24、6.52 1 /US2% = ( Us(1-2)% + U S(2-3) %1 ,=(6.5 10.5 17) 021 ,Us3% =2(US(2-3)% + Us(3-1)%該變電所的兩臺(tái)型號(hào)規(guī)格一樣所以另一個(gè)變壓器的阻抗和X T1, X T2, X T3 相同。根據(jù)主接線圖可簡(jiǎn)化為以下圖型圖5.4主接線阻抗簡(jiǎn)化圖當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)將圖四可轉(zhuǎn)化為以下圖行如圖5.5 K1點(diǎn)短路阻抗圖X13X1 X3 0.232+0.032=0.264X14X2 X40.154+0.027=0.181X15x5/x60.263X16X7/X80.163X17X9/X100X18 X11 X12 =0.219+0

25、.4=0.619又因?yàn)镋1是有限大電源（將0.263改為0.264）3空所以 XjS 0.264 -08 0.248 js100查短路電流周期分量運(yùn)算曲線取T=0S ,可得I 1* 4.324I 2*I 3*E3X15 X17 X181 1.134 0.263 0 0.619(I1* I 2* I 3*)IB =(4.324+5.525+1.134)100 =5.514KA.3 115沖擊系數(shù)取1.8Iim 拒 I； kimX 5.514 X 1.8=14.034KAS (I1* I2*I3*) SB =(4.324+5.525+1.134)X100=1098.3MV.A5.2.2 35KV側(cè)

26、短路計(jì)算根據(jù)圖四進(jìn)行Y 變換圖5.6星三角形轉(zhuǎn)化圖圖5.7 K2點(diǎn)短路阻抗圖X13 X15 X13 X14 X14X15X19yX140.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 八 0.181=0.910X13 X15X13 X14 X14 X15X20X130.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.6250.264X13 X15 X13 X14 X14 X15X21X150.263253Xjs 0.910 戶0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.62708 0.910 X 0.9375=0

27、.853 100查計(jì)算曲線取T為0S，可得I1* 1.225E2112*1.6X200.625E31I3* - 1.616X180.619,"",","1001f (I1*I2*I3*) IB =(1.225+1.6+1.616) =6.930KA.3 115Iim 亞 f kim & X6.93 X1.8=17.638KA """S (I1* I2* I3*) SB =(1.225+1.6+1.616) X 100=444.1MV.A第5章繼電保護(hù)配置繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在此設(shè)計(jì)變電站繼電保護(hù)

28、結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠 性、快速性、靈敏性、運(yùn)用微機(jī)繼電保護(hù)裝置及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提高變 電站綜合自動(dòng)化水平。5.1變電所母線保護(hù)配置1、110KM 35KV線路保護(hù)部分：1)距離保護(hù)2) 零序過電流保護(hù)3)自動(dòng)重合閘4)過電壓保護(hù)2、10KV線路保護(hù)：1)10kV線路保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流速斷及過流保 護(hù)、實(shí)現(xiàn)三相一次重合閘。2)10kV電容器保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流過流保護(hù)、 過壓、低壓保護(hù)。3)10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置5.2變電所主變保護(hù)的配置電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件， 它的故障將對(duì)供 電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的

29、影響， 而本次所設(shè)計(jì)的變電所 是110kv降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全所 停電，影響變電所供電可靠性。5.2.1 主變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)， 它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。 其中輕瓦斯動(dòng)作于信 號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。2、差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障， 以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保 護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。5.2.2 主變壓器的后備保護(hù)1、過流保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備， 所以需裝設(shè) 過電流保護(hù)

30、。2、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需 裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)， 而且三 繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。3、變壓器的零序過流保護(hù)對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作 變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電 所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行， 因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè) 兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式第6章防雷接地變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷 擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞，

31、 絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電 線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入， 對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采 用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)， 此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓 值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大 地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物

32、體，可根據(jù)不同情況或 裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不 用于保護(hù)變電所。避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷 器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。6.1 避雷器的選擇6.1.1 避雷器的配置原則1） 配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。2） 旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)， 避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。3） 220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可 能靠近設(shè)備本體。4） 220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng) 在

33、變壓器附近增設(shè)一組避雷器。5） 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。6.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件1、型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，按下表選擇如表 8.1:表6.1避雷器型號(hào)選擇表型號(hào)FSFZFCZFCD型式配電用普通閥型 電站用普通閥型 電站用磁吹閥型旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹 閥型應(yīng)用范圍10KV以卜配電系統(tǒng)、電纜終端盒3-220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置1、 330KV及需要限制操作的220KV以及以卜配電2、 某些變壓器中性點(diǎn)用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi)型號(hào)含義：F 閥型避雷器；S 配電所用；Z發(fā)電廠、 變電所用；C磁吹；D旋轉(zhuǎn)電機(jī)用；J 中 性點(diǎn)直接接地2、額定電壓

34、U n :避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。6.2 變電所的進(jìn)線段保護(hù)8為使避雷器可靠的保護(hù)變壓器，還必須設(shè)法限制侵入波陡度和流 過避雷器的沖擊電流幅值。因?yàn)楸芾灼鞯臍垑号c雷電流的大小有關(guān)， 過大的雷電流致使Ur過高，而且閥片通流能力有限，雷電流若超過 閥片的通斷能力，避雷器就會(huì)壞。因此，還必須增加輔助保護(hù)措施配 合避雷器共同保護(hù)變壓器，這一輔助措施就是進(jìn)線段。如果線路沒有進(jìn)線段保護(hù)，雷直擊變電所附近導(dǎo)線時(shí)，流過避雷 器的雷電流幅值和陡度是有可能超過容許值的。 因此，為了限制侵入 波的陡度和幅值，使避雷器可靠動(dòng)作，變電所必須有一段進(jìn)線段保護(hù)。 本設(shè)計(jì)中采用的是在進(jìn)線進(jìn)線12km范圍內(nèi)裝設(shè)避

35、雷器。6.3 接地裝置的設(shè)計(jì)接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位， 埋入地中的金 屬接地體稱為接地裝置。6.3.1 設(shè)計(jì)原則1、由于變電站各級(jí)電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設(shè)計(jì)中 要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T621-1997交流電氣裝置的接地中RK 2000/I是非常困難的?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個(gè)很明顯 的區(qū)別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要達(dá)到 0.5 Q ,而是允許放寬到5Q , 但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用 5Q,接地電阻放寬是 有附加條件的，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施； 考慮短路電流非周期

36、分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，3-10kV避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后不應(yīng)損壞；應(yīng)采取均壓措施，并驗(yàn)算接觸電位 差和跨步電位差是否滿足要求，施工后還應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和繪制電位分 布曲線。2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上幾點(diǎn)要求，還 是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既不是0.5 Q,也不是5Q,而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下， 不超過5 Q都是合格的。6.3.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析220kv及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶 布置按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，水平接地帶間距通常為5m-8m除了在避雷針（線） 和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水

37、平接地帶 交叉點(diǎn)設(shè)置2.5m-3m的垂直接地極，進(jìn)所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接 地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。長(zhǎng)孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗(yàn)確定， 沒有輔助的計(jì)算程序 和對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而粗略。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣部分的導(dǎo) 體散流大約是中心部分的3-4倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場(chǎng)強(qiáng)度比 中心部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材 用量多，經(jīng)濟(jì)性差。在220kV及以下的變電工程中采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔 網(wǎng)，因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬?duì)較小，地網(wǎng)面積不大，缺點(diǎn)不太突出。而 在500kV變電站采用，上述缺點(diǎn)的表現(xiàn)會(huì)十分明顯，建議500kV變電站不采用長(zhǎng)孔或方孔地網(wǎng)。6.

38、3.3 降低接地網(wǎng)電阻的措施1、利用地質(zhì)鉆孔埋設(shè)長(zhǎng)接地極根據(jù)接地理論分析，接地網(wǎng)邊緣設(shè)置長(zhǎng)接地極能加強(qiáng)邊緣接地體的散流效果，可以起到降低接地電阻和穩(wěn)定地網(wǎng)電位的作用。如果用打深井來裝設(shè)長(zhǎng)接地極，則施工費(fèi)很高，如利用地質(zhì)勘察鉆孔埋設(shè)長(zhǎng)接地 極，施工費(fèi)將大大節(jié)省。但需注意：利用地網(wǎng)邊緣的地質(zhì)鉆孔，間距 不小于接地極長(zhǎng)的兩倍；鉆孔要伸入地下含水層方可利用，工程中我們?cè)?jīng)進(jìn)行過實(shí)測(cè)，未插入到含水層的長(zhǎng)接地極降阻效果 差。2、使用降阻劑在高土壤電阻率區(qū)的接地網(wǎng)施工中使用降阻劑，無論是變電還 是發(fā)電工程例子都很多。20世紀(jì)的70年代到80年代，使用較多的 是膨潤(rùn)土降阻劑和碳基類降阻劑。據(jù)了解，多個(gè)使用降阻劑的工程，