110kV變電站方案設(shè)計(jì)書電氣工程大學(xué)本科課程

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)摘要110KV變電站設(shè)計(jì)說明書隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面、 系統(tǒng)，工廠電量迅速增長，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日 益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接 影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)放映在供電的可靠行和安全 生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全。密切相關(guān)。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出 于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)城區(qū)降壓變電站，主要針對(duì)城區(qū)供電，此變電站有二個(gè)電壓等級(jí)：高壓側(cè)電壓為110

2、kv,有二回線路；低壓側(cè)電壓為10kv, 有十四回出線。同時(shí)對(duì)于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。 本設(shè)計(jì)選擇選擇兩 臺(tái)SFS7-31500/110主變壓器，其他設(shè)備如站用變，斷路器，隔離開關(guān)，電流互 感器，高壓熔斷器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體 要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理， 具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞電氣設(shè)計(jì)說明短路計(jì)算變電站保護(hù)目錄第一章 110kv變電所電氣設(shè)計(jì)說明1.1 工程建設(shè)規(guī)模 41.2 主接線的設(shè)計(jì) 41.3 主變壓器的選擇 41.4 變電站運(yùn)行方式的確定 4

3、第二章短路電流計(jì)算 5第三章電氣設(shè)備的選擇3.1 斷路器的選擇 103.2 隔離開關(guān)的選擇 113.3 電流互感器的選擇 133.4 電壓互感器的選擇 143.5 熔斷器的選擇 183.6 無功補(bǔ)償裝置 193.7 避雷器的選擇 21第四章繼電保護(hù)裝置4.1 變壓器保護(hù) 224.2 線路保護(hù) 254.3 自動(dòng)裝置 254.4 二次設(shè)計(jì)方案 25第五章防雷設(shè)計(jì) 27結(jié)論 29致謝 29參考文獻(xiàn) 30附圖 31110KV變電站設(shè)計(jì)說明書第一章：110kV變電所電氣設(shè)計(jì)說明.工程建設(shè)規(guī)模本次城南110kV變電站新建工程規(guī)模如下：1、110kV出線回路數(shù)：最終2回，本期2回。2、110kV主變壓器：最

4、終 2X 31.50KVA,本期 2X 31.50KVA3、10kV出線回路數(shù)：最終14回，本期14回。4、10kV無功電容補(bǔ)償量：最終 2X4008kVar，本期2X 4008 kVar。、主接線的設(shè)計(jì)（附設(shè)計(jì)圖紙一張）1.110kv出線回路：2回出線，單母線分段2.10kv出線，14回，單母線分段室內(nèi)配置，電纜出線，成套開關(guān)柜（GG- 1A）三、主變壓器的選擇1. 變壓器：兩臺(tái)SFS7- 31500/110、低損耗變壓器調(diào)壓方式：無載調(diào)壓ue: 110± 2X 2.5%10.5kv.110kv中性點(diǎn)直接接地容量比：100/100.阻抗電壓:Ud1-2=10.5% U d1-3=1

5、7% U d2-3=6.5%接線組別：Yo/Y/ -12-112.所用變壓器：10kVI、II段上各設(shè)一臺(tái)10kv S7-50/10 10.5± 5%/0.4kv Y/Yo-12 Ud=4%四、變電站運(yùn)行方式的確定該站正常運(yùn)行方式：110kV、10kV母線分段開關(guān)（在下面選擇設(shè)備都以該方式下出現(xiàn)的最大短路電 流來選擇）在合閘位置，#1、#2主變變高、變中中性點(diǎn)只投#1主變，#2主變變 高中性點(diǎn)在斷開位置第二章電流計(jì)算（設(shè)備選擇用）1、短路計(jì)算基本假設(shè)1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；2）所有電源的電動(dòng)勢相位角相同；3） 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大

6、小 發(fā)生變化；4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。2、短路電流計(jì)算（1）主變壓器各側(cè)阻抗的百分值：X1%=0.5*（10.5+17-6.5）%=10.5%X2%=0.5*（10.5-17+6.5）%=0%X3%=0.5*（17+6.5-14）%=4.75%其標(biāo)幺值為（近似計(jì)算法）X1*=0.105 X 100/31.5=1/3 ；X2*=0X 100/31.5=0 ；X3*=0.0475 X 100/31.5=0.15 ；（2）基準(zhǔn)值設(shè)短路故障點(diǎn)為2處，即110KV母線短路d1點(diǎn)，10KV母線短

7、路點(diǎn)為d2點(diǎn)基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA基準(zhǔn)電壓：UB1=115KVUB3=10.5KV基準(zhǔn)電流：121kv 側(cè)：10.5kv 側(cè)：短路電流計(jì)算（3）在最大運(yùn)行方式下，計(jì)算各種情況下最大短路電流K1點(diǎn)短路電流計(jì)算：I k =I d1/ 刀X1*=0.502/0.03kA =16.73kAish=2.55 I k =2.55 X 16.73kA = 33.47kAS=S/ 刀 X*=100/0.03 MVA =3334MVAK2點(diǎn)短路電流計(jì)算：lk =Id2/ 刀%*=5.6/(0.03+0.17+0.075 ) kA =20.36kAi sh=2.55 I k =2.55 X 20.36kA

8、= 51.93kAS=S/ 刀 X*=100/ (0.03+0.17+0.075 ) MVA =364MVA結(jié)果附表一。附表一：最大運(yùn)行方式下各短路點(diǎn)短路電流和短路容量短路點(diǎn)編號(hào)短路電流計(jì)算值（kA）S(MVA)1” kI ooi sh110kV 母線K1333416.7316.7333.4710kV母線K236420.3620.3651.933、各回路的工作電流主變110kV側(cè)主變10kV側(cè)第三章電氣設(shè)備選型正確地選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器

9、。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣， 具體選擇方法也不完全相 同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。 電器要能可靠地工作，必須按正常工作條 件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié) 約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先 進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安 全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。電氣設(shè)備要

10、能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài) 來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器， 應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、 過電流的情況下保持正常運(yùn)行。一、一般原則1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展 的需要；2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術(shù)條件1、按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn) 行電壓Vgmax即 Vymax >

11、Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15Ve，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 Vgmax一般不超過1.1Ve。2）電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Qo下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即 Iy > Igmax由于變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax =1.05le （Ie為電器額定電流）。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度 Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度 Q不等時(shí)，其長期允許電流Iy Q 可按下式修正/ 9 y- 9IyQ = Iy *979。= Kiy基中K 修正系數(shù)Q y導(dǎo)體或電氣

12、設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。= 40 °C,裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25C。2、按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、 熱穩(wěn)定。1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)Q d I < Q r滿足熱穩(wěn)定條件為Ir2tdz < Ir 2tQol 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qr 短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)Ir t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間：tdz = tb+toLtb

13、 斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間110K V以下導(dǎo)體和電纜一般采用主保護(hù)時(shí)間110K V以上導(dǎo)體電器和充油電纜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間toL 相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間2）短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：ich< idfIch L < IdfIch 短路沖擊直流峰值（KA）Ich 短路沖擊電流有效值 (KAIdf、Idf 電器允許的極限通過電流峰值及有效值(KA電器主要選擇項(xiàng)目匯總表設(shè)備名稱一般選擇項(xiàng)目特殊選擇項(xiàng)目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)電流互感器高壓熔斷器;選擇性電壓互感器以下各節(jié)列出了各種電器設(shè)備選擇結(jié)果斷路器選擇:變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，

14、 正常運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接 線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開短路電流， 切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類 及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量 更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35220KV 般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10KV電壓等級(jí)，10KV采用真空斷路器。1、按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流lekd應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（td ）的短 路電流的有效值le（td）

15、即：lekd > lz （KAlekd 咼壓斷路器額定開斷電流（KA）lz 短路電流的有效值（KA2、短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸 頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受 電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘， 此 時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合 電流ieg不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。即：ieg > icj 或 idw > icjieg 斷路器額定關(guān)合電流idw 額定動(dòng)穩(wěn)定電流icj 短路沖擊電流3、關(guān)于開合時(shí)間的選擇對(duì)

16、于110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間大于0.04 0.06s。據(jù)能源部導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，對(duì)主電路所有電氣設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)，各級(jí)電壓的斷路器的選擇成果見表計(jì)算數(shù)據(jù)(KV)（A）(KA )(KA)安裝地點(diǎn)臺(tái)數(shù)設(shè)備參數(shù)型號(hào)LW-126/T4000-40110173.616.7318.2833.47變壓器110KV側(cè)，出線1264000401006400GG-1A-121012103.820.3660.2851.9310KV出線回路125031.5803969ZN6310121909.5923.646

17、0.28706.9410KV主變回路4000401006400二、隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān) 時(shí)，必須遵倒閘操作順序。送電：首先合上母線隔離開關(guān)（M6 其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)（X6）最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關(guān)的配置：1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口， 與電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器 和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè) 12組

18、接地刀閘或接地器。63K V及以上斷 路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)， 宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩 側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離 開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。選擇隔離開關(guān)的方法和要求與選擇斷路器相同， 為了使所選擇的隔離開關(guān)符合要 求，又使計(jì)算方便，各斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，原則上按斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行選 擇。隔離開關(guān)選擇表：計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備參數(shù)型號(hào)(KV)（A(KA)安裝地點(diǎn)GW4-110/100(丁10173.618.2863.75變壓

19、器110KV1101000802246.76側(cè)KYN27-12/180101909.59860.28706.9410K V主變、分1240001006400段開關(guān)及饋線三、電流互感器的選擇：電流互感器的配置原則：1、為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母 聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)， 一般按三相配置；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對(duì)稱、 保護(hù)靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。2、對(duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè) 置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應(yīng)設(shè)在斷路器兩

20、側(cè)，使斷路器 處于交叉保護(hù)范圍之中。3、為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在 斷路器的出線或變壓器側(cè)。4、為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng) 布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部 故障，用于測量儀表的電流互感器已裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)測。根據(jù)以上配置原則和電流互感器選擇條件和校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)選出電流互感器如下:安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電流比1S熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kdw主變110KV側(cè)LCWDL-1102*600/575135主變10KV 側(cè)HLAJ-103000/5509010K V饋線LAJ-103000/550

21、90電流互感器的選擇1、 電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流11與 -I ' 2在數(shù)值和相位上都有差異，即測量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根 據(jù)測量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來選擇。2、電流互感器10%差曲線：是對(duì)保護(hù)級(jí)(BIQ)電流互感器的要求與測量級(jí)電流互感器有所不同。對(duì)測 量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害， 保護(hù)級(jí)電流互感器主 要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限 制不超過-10%電流互感器的10%差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過 -1

22、0%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗Zf關(guān)系曲線。3、額定容量為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Sq。即：Se> > S = Ie 2%fZ2f = Vy + Vj + Vd + Vc( Q)Vy 測量儀表電流線圈電阻Vj 繼電器電阻Vd 連接導(dǎo)線電阻Vc 接觸電阻一般取0.1 Q4、按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作 電流大1/3左右以保證測量儀表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流 選擇必須滿足：Ve<Vew Ie i>Igmax，為了確保所

23、供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的 一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流Vew 電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓Ve Ie i 電流互感器的一次額定電壓和電流Igmax 電流互感器一次回路最大工作電流5、種類和型式的選擇選擇電流互感器種類和形式時(shí)，應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表的 要求，再根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支持式、裝入式等） 來選擇。6熱穩(wěn)定檢驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Ie i的倍數(shù)Kr來表示, 即：（Kr Ie 1）2 > I 2tdz （或Qd）7、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（2 Ie 1）的倍數(shù)kd 動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)

24、部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：2 Ie 1kd> icj短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的 相互作用使絕緣帽上受到外力的作用。因此需要外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，即：2 L 7Fy>0.5 x 1.73icy 2x x 10-7Na對(duì)于瓷絕緣的母線型電流互感器（如LMC型）可按下式校驗(yàn)Fy> 1.73 x iy 2 企 x 10 -7Na在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為:S>Pj_Ze2-(Vy+Vj+Vc)四、電壓互感器的選擇:1. 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò) 元件，用以分別向測量

25、儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電， 正確 反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有：1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi) 安裝。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè) 備和人身的安全。電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決 于被測量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下， 電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但

26、結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù);2）二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀 態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)。互感器的配置：1）為滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路 器回路中均裝設(shè)電流互感器；2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的 中性點(diǎn)；3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按 兩相或三相配制；4）6220KV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器 電壓互感器的選擇1、電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二

27、次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷 功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差最大值。由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測量結(jié)果的大小和相位有 誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確 級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。2、按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組 所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.10.9)Ve范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：1.1Vei>V>0.9Vei3、按二次回路電壓選擇電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求，電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇接線型式電網(wǎng)電壓(KV型式二次繞組電壓

28、(V)接成開口三角形輔助繞組電壓IV臺(tái)PT不兀全符形接線方式335單相式100無此繞組Yo/ Y 0/ 110J500J單相式100/V5100360單相式100/V3100/3315二相五柱式100100/3 （相）4、電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在635KV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110220KV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁式電壓互感器。220K V及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿 足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。5、按容量的選擇互感器的額定二次容量(對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí))，應(yīng)不小于互感器的 二次負(fù)荷S2,即：S

29、e2> S2S2 =(Epo)2+_( EQo)2Po、QO 儀表的有功功率和無功功率各電壓互感器除供給測量儀表和繼電保護(hù)外，另有輔助繞組，供給保護(hù)及絕緣監(jiān)察裝置用。電壓互感器的配置原則如下：1、I、II段母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。4、變壓器 變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。根據(jù)以上配置原則和電壓互感器選擇和校驗(yàn)條件選出電壓互感器如下：安裝地點(diǎn)型號(hào)數(shù)量額定變比最大容量(VA)110KV母線TYD110/ 0.005H6120010KV母線JSJW-10210000/100/100/3960五、熔斷器選擇:熔斷器是最簡單的保護(hù)

30、電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的 損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓 器，也可常用于保護(hù)電壓互感器。1、按額定電壓選擇對(duì)一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)額定電壓。另外對(duì)于充填石英砂有限流作用的熔斷器，只能用于等于其額定電壓電網(wǎng)中。2、按額定電流選擇（1）熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管 額定電流lerg應(yīng)大于熔化的額定電流Iert即：lerg > Iert（2）熔體額定電流選擇：為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍 以外的短路可按下式選擇即：Iert = klgmax用于保護(hù)電力電容的高壓熔斷

31、器熔體：即：Iert = kleck可靠系數(shù)（一臺(tái)電力電容時(shí)k =1.52.0 , 組電力電容器時(shí)k =1.31.8）lec 電力電容器回路的額定電流。3、 熔斷器開斷電流校驗(yàn)：lekd > lcj （或lz ?對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流量來選擇。選擇的高壓斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目額定電壓額定電流開斷電流關(guān)合電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓熔斷器Ve> Vewle > lmaxlekd > lij高壓斷路器Ve> Vewle > lgmaxlekd > lgigh >icjigh >18/tdz5idw>i

32、cj隔離開關(guān)由于110K V側(cè)電壓互感器的電壓等級(jí)很高，不宜裝設(shè)熔斷器，下面對(duì)10K V側(cè)熔斷器進(jìn)行選擇。由于PT一次繞組電流很小，故熔斷器只需按額定電壓和開斷電流進(jìn)行選擇。即：選擇結(jié)果如下表:安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓（KV額定電流（A）取大開斷電流（KA）斷流容量（MVA10K V電壓互感器RN 10/0.5100.5851000六、無功補(bǔ)償裝置無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)用戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功率的50100%另外電力系統(tǒng)中的無功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總 無功功率可達(dá)用戶消耗的總無功功率的 75唏口

33、 25%因此，需要由系統(tǒng)中各類無 功電源供給的無功功率為總有功功率的 12倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來說，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無功 電源。無功電源不足會(huì)使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達(dá)不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補(bǔ)償。有功功率必須由發(fā)電廠送至負(fù)荷點(diǎn)，而無功功率則不宜由輸電線路遠(yuǎn)距離輸送，這有以下原因：1）電壓降增加，使電壓控制復(fù)雜化；2）由于加大電流而增加損失，使輸電費(fèi)用增加；3）由于加大電流，使變壓器、架空線路和電纜等電氣設(shè)備和導(dǎo)體的熱容量不能充分利用。所以，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的無功電源和無功負(fù)荷都在各級(jí)

34、電壓電網(wǎng)中的變電所和用戶處逐級(jí)補(bǔ)償，就地平衡，我國現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定，以35千伏及以上電壓等級(jí)直接供電的工業(yè)負(fù)荷，功率因數(shù)不得低于 0.90 o一、補(bǔ)償裝置的確定：1）同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓土 5%勺范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用， 能提高系統(tǒng)電壓， 在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電 壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改 變輸出（或吸收）無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機(jī)的造價(jià)高，損耗大，維 修麻煩，施工期長。2）串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：在長距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電

35、線 路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離， 提高靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定度。但對(duì)負(fù)荷功率因數(shù)高（oy>0.95 ）或?qū)Ь€截面小的線路， 由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。故串聯(lián)電容器調(diào)壓一般 用在供電電壓為35KV或10KV負(fù)荷波動(dòng)大而頻繁，功率因數(shù)又很低的配電線路 上。3）靜電補(bǔ)償器補(bǔ)償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出 無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就 能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補(bǔ)償器，與同步調(diào)機(jī)相相比較，運(yùn)行維護(hù)簡單，功率 損耗小，但相對(duì)串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，其造價(jià)高維

36、護(hù)較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級(jí) 500K V變電所中。4）并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器是無功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡便可靠等優(yōu)點(diǎn)，故一般首先考慮裝 設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便，為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器 的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入或切除。由于本次設(shè)計(jì)的變電站為110KV降壓變電站，以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上 四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補(bǔ)償裝 置。而原始資料可知，補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷的無功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。二、補(bǔ)償裝置容量的選擇1）負(fù)荷所需補(bǔ)償

37、的最大容性無功量計(jì)算：Qcfm = Pfm*sinp 2/cosp 2- Pfm*sinp 1 /cosp 1Qcfm 負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量（kvar）Pfm 母線上的最大有功負(fù)荷（KWCOSP1 補(bǔ)償前的功率因數(shù)C0SP2 補(bǔ)償后的功率因數(shù)(2) 主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量計(jì)算Vd(%)lm2 10(%)Qcb.m = ( 100122 + 100 )SeQcb.m 主變壓器需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量(Kvar)Vd(%)需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖儔浩饕粋?cè)的阻抗電壓的分值Im 母線裝設(shè)補(bǔ)償后，通過變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的最大負(fù)荷電流值(A)le 變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定電流值(A)I% 變壓器

38、容截電流百分值(%Se 變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定容量(KVA所以本變電站所需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為：Q 總=Qcfm + Qcbm把總無功容量分為兩組，這樣才能更靈活地適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷以及電壓變化，更有效 地改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，以及負(fù)荷大小所需的無功容。由于負(fù)荷的變化明顯，波動(dòng)性大，對(duì)線路末端的用戶極為不利，特別在負(fù) 荷高峰期電壓太低，在低谷期電壓有明顯偏高，使電壓質(zhì)量下降，站內(nèi)的調(diào)壓裝 置有有載調(diào)壓裝置，但單純地依靠有載調(diào)壓進(jìn)行調(diào)壓效果也不是很理想，尤其在出線無功缺額，功率因數(shù)較低的情況下。再者頻繁調(diào)節(jié)有載調(diào)壓對(duì)該裝置的壽命 影響很大?？紤]到上述因素，在10kV母線處加裝幾組電容進(jìn)行無功補(bǔ)償。根據(jù) 電

39、容容量的選擇原則：=6.3MVar 9.45MVar (功率因數(shù)偏低時(shí)用30%)選用2組4008kVar的電容器組，10kVI、II段母線上各一組七、避雷器選擇：根據(jù)避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器；變壓 器中心點(diǎn)接地必須裝設(shè)避雷器，并應(yīng)接在變壓器與斷路器之間；110KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。本工程采用110K V配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針；10KV配電裝置設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行 直接雷保護(hù)。為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。采用避雷器來防止雷電侵入波對(duì)電器設(shè)備絕緣造成危害。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器(磁吹避雷器)，且沒有串 聯(lián)間隙，保

40、護(hù)特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程110KV系統(tǒng)中,采用氧化鋅避雷器。由于金屬氧化物避雷器沒有串聯(lián)間隙， 正常工頻相電壓要長 期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長期施加于避雷器上的運(yùn)行 電壓不可超過避雷器允許的持續(xù)運(yùn)行電壓。避雷器選擇情況見下表：型 號(hào)安裝地點(diǎn)額定電壓(KV滅弧電壓(KV工頻放電電壓(KV沖擊放電電壓(KV不大于不小于不大于FCZ-110110KV 側(cè)110126255290365FZ-110J變壓器110KV中性點(diǎn)110100224268364FZ-1010KV母 線1012.7263145FS-1010KV出 線1012.7263145第四章 繼電保

41、護(hù)配置一、變壓器的繼電保護(hù)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)行帶來研總的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此， 必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間 短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各相 間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負(fù)荷引起的 過電流油面降低和過勵(lì)磁等。對(duì)于上述故障和不正當(dāng)工作狀態(tài)，根據(jù) DL400-91繼電器保護(hù)和安全 起動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：（

42、1）瓦斯保護(hù)：為了反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對(duì)0.8MVA及以上油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應(yīng)裝置設(shè)瓦斯保護(hù)。（2）縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)為了反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引 線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速動(dòng)保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)適用于：并列運(yùn)行的變壓器，容量為6300KVA以上時(shí)；單獨(dú)運(yùn)行的變 壓器，容量為10000KVA以上時(shí)；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變 壓器，容量為6300KVA以上時(shí)。電流速斷保護(hù)適用于1000KVA以下的變壓器，且其過電流保護(hù)的時(shí)限大于 0.5S 時(shí)。（3）外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用

43、的保護(hù): 過電流保護(hù)，一般用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流；復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏度不滿足要 求的降壓變壓器上；負(fù)序電流及單相式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)， 一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng) 聯(lián)絡(luò)變壓器；阻抗保護(hù)，對(duì)于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用前兩種保護(hù)不能滿足靈敏 性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。（4）系統(tǒng)外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接 地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。對(duì)自耦變壓器和高中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí),應(yīng)該增設(shè)零序

44、方向元件。當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行， 為防止發(fā)生接地短路時(shí)，中性點(diǎn)接地的 變壓器跳開后，中性點(diǎn)不接地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運(yùn)行， 應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專用的保護(hù)裝置，如零序過電壓保護(hù)等。（5）過負(fù)荷保護(hù)對(duì)400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行，或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用 電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。（6）過勵(lì)磁保護(hù)對(duì)400KVA及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的 升高，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。本設(shè)計(jì)所選變壓器容量為31500KVA根據(jù)以上保護(hù)原則，可裝設(shè)以下保護(hù)：（1）裝設(shè)反應(yīng)內(nèi)部短路和油面降低的瓦斯保護(hù)。（2）裝設(shè)反應(yīng)

45、變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)比率制動(dòng) 差動(dòng)保護(hù)。（3）裝設(shè)反應(yīng)變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的反備保護(hù)的過電流保護(hù)。（4）裝設(shè)零序電流保護(hù)以反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路。（5）裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)防止變壓器過負(fù)荷。二、線路保護(hù)110k V側(cè)設(shè)置距離阻抗保護(hù)、方向復(fù)壓方向閉鎖過流、零序過流、過負(fù)荷； 10kV側(cè)電網(wǎng)由于系不接地系統(tǒng)，故只配置速斷和過流 。三、自動(dòng)裝置安全自動(dòng)裝置可分為自動(dòng)調(diào)節(jié)性裝置和自動(dòng)操作性裝置，其中發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁和電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻屬于自動(dòng)調(diào)節(jié)型裝置，自動(dòng)重合閘、備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入、自動(dòng)同步并列、自動(dòng)低頻減載、火電廠事故減出力、水電廠 事故切機(jī)、電氣制

46、動(dòng)、水輪發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)和調(diào)相改發(fā)電、 抽水蓄能機(jī)組由抽水 改發(fā)電、自動(dòng)解列等屬自動(dòng)操作型裝置。近幾年，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展及電網(wǎng)安全穩(wěn)定的需要，故障連鎖切機(jī)裝 置、故障連鎖切負(fù)荷裝置、故障快關(guān)汽門裝置、振蕩解列裝置、過負(fù)荷連鎖切機(jī) 裝置、機(jī)組低頻自啟動(dòng)裝置、具有故障判斷的區(qū)域性穩(wěn)定控制裝置等新型自動(dòng)裝 置也在電力系統(tǒng)中得到了運(yùn)用由于安全自動(dòng)裝置種類較多，本設(shè)計(jì)根據(jù)有關(guān)自動(dòng)裝置配置的內(nèi)容選擇以下自動(dòng)裝置：1、三相一次重合閘裝置，提高供電可靠性2、自動(dòng)低頻減載裝置，防止電力系統(tǒng)因事故發(fā)生功率缺額時(shí)頻率的過度降低，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和重要負(fù)荷正常工作。3、自動(dòng)故障記錄裝置，用于分析電力系統(tǒng)事故，

47、保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置在事故 過程中的動(dòng)作情況以及迅速判定線路故障點(diǎn)的位置。四、二次設(shè)計(jì)方案本站按綜合自動(dòng)化無人值班變電站設(shè)計(jì)，其中主變壓器測控、保護(hù)，110kV線路、分段開關(guān)測控保護(hù)，110kV備自投、各電壓等級(jí)母線 PT測控均集中在二 次設(shè)備室組屏安裝。10kV測控、保護(hù)裝置則分散安裝于10kV高壓開關(guān)柜上。監(jiān) 控主機(jī)和微機(jī)五防主機(jī)合用，安裝于二次設(shè)備室控制臺(tái)上。一）組屏方案本工程本期二次設(shè)備室需安裝屏柜 26面。（不含通訊）分別是視頻監(jiān)控屏 1面，電能表屏2面，電能量采集屏1面，直流充饋電屏2面，蓄電池屏3 面, UPS電源屏1面，所用電屏2面，110kV故障錄波屏1面，綜自保護(hù)測控屏1

48、3 面。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用北京四方公司生產(chǎn)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，含公用測控屏、PT并列屏、#1主變保護(hù)屏、#1主變測控屏、#2主變保護(hù)屏、#2主變 測控屏、110kV線路測控屏、110kV備自投及分段屏、35kV線路保護(hù)測控屏、遠(yuǎn) 動(dòng)通信屏、網(wǎng)絡(luò)通信屏、GPS同步時(shí)鐘屏。系統(tǒng)保護(hù)采用國電南自股份有限公司設(shè)備，含110k V線路保護(hù)屏一面。二）視頻監(jiān)控系統(tǒng)本站配置四川蜀杰通用電氣有限公司的視頻監(jiān)控系統(tǒng)1套，由廠家協(xié)助安裝。全站設(shè)置攝像頭12臺(tái)，攝像頭及探頭安裝位置已在土建施工時(shí)預(yù)埋管線。本系 統(tǒng)需在二次設(shè)備室安裝屏柜一面。三）直流系統(tǒng)本站配置220V直流系統(tǒng)一套，配備充電模塊 4塊，10A/塊

49、。本站直流充饋 電柜2面，由杭州奧能電源設(shè)備有限公司提供，蓄電池容量： 200Ah,單只電池 電壓2伏，電池108，蓄電池柜3面。直流系統(tǒng)饋線按50回考慮，直流系統(tǒng)通 過通信串口直接與監(jiān)控系統(tǒng)接口，直流系統(tǒng)的信號(hào)通過串口及硬接點(diǎn)信號(hào)傳至監(jiān) 控系統(tǒng)。本站配備UPS電源一套，模塊2臺(tái)，3KVA/臺(tái)，組屏一面。UPS電源系統(tǒng)不 帶蓄電池組，直流電源由站用直流系統(tǒng)提供。饋線按6回考慮，該電源具有硬接 點(diǎn)報(bào)警功能及通過RS485/RS232與監(jiān)控系統(tǒng)通信功能。四）防誤裝置本站配置微機(jī)五防裝置一套，由該裝置對(duì)全站的斷路器、隔離開關(guān)、接地刀 閘、柜（網(wǎng)）門、接地樁、接地線實(shí)行防誤閉鎖操作。五）所用電系統(tǒng)所用

50、電電源由10kV配電裝置的兩臺(tái)所用變壓器供給，容量均為 100KVA所 用交流電源屏采用太原合創(chuàng)智能站用電源系統(tǒng)，組屏2面，所用電低壓側(cè)接線為單母線接線，所用電電壓為380/220V。六）電能量采集系統(tǒng)本站配置一套電能量采集裝置，全站所有的電能表通過RS485串口與電能采 集裝置接口，并將信息送入后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。第五章防雷設(shè)計(jì)變電所的防雷保護(hù)1、變電站出現(xiàn)故障的原因避雷器接地電阻高由于避雷器接地電阻高， 所以雷電流流過接地電阻時(shí)導(dǎo)致 變壓器外殼電位增高。當(dāng)其超過一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)引起變壓器絕緣擊穿損壞。避雷器接地引下線截面太小或長度太長， 截面太小在雷擊時(shí)易被燒斷，起不 到保護(hù)作用，長度太長在某一

51、陡度電流通過時(shí)，接地引下線上的壓降與避雷器的 殘壓疊加在一起，作用到變壓器繞組上有可能破壞變壓器絕緣。變壓器本身缺陷 根據(jù)原北京電力建設(shè)科學(xué)技術(shù)研究所調(diào)查、分析，14800臺(tái)年配電變壓器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在雷擊損壞事故中，大約有37%是因絕緣存在缺陷而引起的。過載，由于電流的增加，變壓器線圈溫度迅速增加，造成絕緣材 料變脆弱，加速老化，形成大量裂紋甚至脫落，嚴(yán)重時(shí)使線體裸露，而造成匝間 短路?；蛘哂捎谕獠抗收蠜_擊力導(dǎo)致絕緣破損，進(jìn)而發(fā)生故障。線路涌流 現(xiàn)在，除非明確屬于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路 涌流”。線路涌流（或稱線路干擾）在導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中被列為首位。 這一類中包括合

52、閘過電壓、電壓峰值、線路故障 /閃絡(luò)以及其他輸配方面的異常 現(xiàn)象。其中以變壓器出口突發(fā)性短路危害最大， 當(dāng)變壓器二次側(cè)發(fā)生短路接地等 故障時(shí)，一次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流2030倍的短路電流，而在一次側(cè)必然要產(chǎn) 生很大的電流來抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用， 如此大的電流作用于高電壓繞 組上，線圈內(nèi)部將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會(huì) 松動(dòng)脫落，鐵芯夾板螺絲松馳，高壓線圈畸變或崩裂，變壓器極易發(fā)生故障。分接開關(guān)故障變壓器漏油使分接開關(guān)裸露在空氣中，裸露的分接開關(guān)絕緣 受潮一段時(shí)間后性能下降，導(dǎo)致放電短路，損壞變壓器。變壓器分接開關(guān)在頻繁 的調(diào)動(dòng)中會(huì)造成觸頭之間的機(jī)械磨損、電腐蝕

53、和觸頭污染，電流的熱效應(yīng)會(huì)使彈簧的彈性變?nèi)酰瑥亩箘?dòng)、靜觸頭之間的接觸壓力下降，引線接頭過熱，引線接頭過熱是常見的故障之一，一旦發(fā)生將造成導(dǎo)電桿與接線端子間打火， 甚至損壞 導(dǎo)電桿絲扣，燒斷接頭，同時(shí)發(fā)熱會(huì)造成樁頭密封圈老化滲油，油溢至套管，沾 粘吸附上導(dǎo)電性的金屬塵埃，當(dāng)遇到潮濕天氣、系統(tǒng)諧磁、雷擊過電壓等就可能 發(fā)生套管閃絡(luò)放電或爆炸。其他原因 工藝、制造不良，有少部分變壓器故障是由于本身存在故障， 例 如：出線端松動(dòng)或無支撐，墊塊松動(dòng)，焊接不良，鐵芯絕緣不良，抗短路強(qiáng)度不 足等。維護(hù)不良，壓器保護(hù)裝置不正確，冷卻劑泄漏，污垢淤積以及腐蝕受潮， 連接松動(dòng)等都屬于維護(hù)不良范疇。保養(yǎng)不夠被有關(guān)

54、統(tǒng)計(jì)列為第四位導(dǎo)致變壓器故 障的因素。電力變壓器故障的預(yù)防措施 器故障有相當(dāng)部分是完全可以避免的，還有一 些只要加強(qiáng)設(shè)備巡視嚴(yán)格按章操作，隨時(shí)可以把事故消除在萌芽狀態(tài)，這樣不但 將顯著地減少變壓器故障的發(fā)生以及不可預(yù)計(jì)的電力中斷， 而且可大量節(jié)約經(jīng)費(fèi) 和時(shí)間。嚴(yán)格按照有關(guān)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做好變壓器運(yùn)行前的檢查和試驗(yàn)，防患于未燃。運(yùn)行維護(hù)，持瓷套管及絕緣子的清潔。定期清理變壓器上的污垢，檢查套管 有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期遙測接地電阻 不大于4Q，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱 器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動(dòng)的機(jī)械損傷。同時(shí)，應(yīng)經(jīng) 常檢查變壓