專升本課程設(shè)計(jì)110kV變電站電氣主接線與繼電保護(hù)設(shè)計(jì)論文

1、畢 業(yè) 論 文 （設(shè)計(jì)）題 目：110kV變電站電氣主接線與 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 22 / 22摘要隨著工業(yè)時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計(jì)和配置。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)降壓變電站,此變電站有三個(gè)電壓等級(jí)：高壓側(cè)電壓為110kv,有二回線路；中壓側(cè)電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側(cè)電壓為10kv,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。同時(shí)對(duì)于變電站的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩

2、臺(tái)SFSZL-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(wú)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(jiǎn)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)鍵字：變電站設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)：1參照電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分水利電力部西北電力編水利水電2參照電力系統(tǒng)分析華中科技大學(xué)編華中科技大學(xué)3參考35KV變電站與以上工程（上、下）國(guó)家電力公司農(nóng)電工作部編中國(guó)電力4參照電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)電力工業(yè)部電力設(shè)計(jì)總院編中國(guó)電力5發(fā)電廠電氣部分四川聯(lián)合大學(xué)編中國(guó)電力

3、6依據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定SDGJ-14-86 電力工業(yè)7參考發(fā)電廠變電所電氣接線和布置西北電力主編電力高等?？茖W(xué)校8參考電力系統(tǒng)繼電保護(hù)賀家主編中國(guó)電力9高電壓技術(shù)胡國(guó)根、王戰(zhàn)鐸主編大學(xué)10電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)中國(guó)電力11發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料水利電力12參照電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分水利電力部西北電力編水利水電13參照工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)介才編中國(guó)電力目錄第一章 電氣主接線的設(shè)計(jì)51.1 原始資料分析51.2 主結(jié)線的設(shè)計(jì)51.3 主變壓器的選擇91.4 變電站運(yùn)行方式的確定11第二章 短路電流計(jì)算12第三章 電氣設(shè)備的選擇133.1斷路器的選擇133.2隔離開關(guān)的選擇13

4、3.3電流互感器的選擇153.4電壓互感器的選擇153.5熔斷器的選擇163.6無(wú)功補(bǔ)償裝置173.7避雷器的選擇17第四章 導(dǎo)體絕緣子套管電纜194.1 母線導(dǎo)體選擇194.2 電纜選擇204.3 絕緣子選擇204.4 出線導(dǎo)體選擇21第五章 配電裝置22第六章 繼電保護(hù)裝置246.1 變壓器保護(hù)246.2 母線保護(hù)256.3 線路保護(hù)266.4 自動(dòng)裝置26第七章站用電系統(tǒng)27第八章結(jié)束語(yǔ)28第一章 電氣主接線的設(shè)計(jì)一、原始資料分析本設(shè)計(jì)的變電站為降壓變電站,有三個(gè)電壓等級(jí)：高壓側(cè)電壓為110kv,有二回線路；中壓側(cè)電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側(cè)電壓為10k

5、v,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。從以上資料可知本變電站為配電變電站。二、主接線的設(shè)計(jì)配電變電站多為終端或分支變電站，降壓供給附近用戶或一個(gè)企業(yè)，其接線應(yīng)盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資和減少占地面積。隨著出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母分段等。低壓側(cè)采用單母線和單母線分段?？砂匆幌聨讉€(gè)原則來(lái)選：1 運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以與能否保證對(duì)重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響圍

6、最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。 3 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4 經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷

7、的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。1.110KV側(cè)根據(jù)原始資料，待設(shè)變電站110kv側(cè)有兩回線路。按照發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料規(guī)定：在110220kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線不超過(guò)4回時(shí)，一般采用分段單母線接線。待設(shè)變電所可考慮以下幾個(gè)方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較。方案1：采用單母線分段帶旁路接線其優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)重要用戶可采用從不同母線分段引出雙回線供電電源。當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電。單母線分段任一回路斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。單母線分段便于過(guò)渡為雙母線接線。采用的開關(guān)、刀閘較多，某一

8、開關(guān)檢修時(shí)，對(duì)有穿越電流的環(huán)網(wǎng)線路有影響。6開關(guān)檢修時(shí)，可用旁路代路運(yùn)行，無(wú)需停電。7易于擴(kuò)建，利于以后規(guī)劃。方案2：采用橋接線其優(yōu)缺點(diǎn)：兩臺(tái)斷路器1DL和2DL接在電源出線上，線路的切除和投入是比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。當(dāng)變壓器故障時(shí)，如變壓器1B故障，與變壓器1B連接的兩臺(tái)斷路器1DL和3DL都將斷開，當(dāng)切除和投入變壓器時(shí)，操作也比較復(fù)雜。較容易影響有穿越功率的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，橋接線適用于故障較多的長(zhǎng)線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的變電所。方案3：采用外橋接線其優(yōu)缺點(diǎn)：當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行中需要切除時(shí)，只斷開本回路的斷路器即可。當(dāng)線路故障時(shí)

9、，例如引出線1X故障，斷路器1DL和3DL都將斷開，因而變壓器1B也被切除。外橋接線適用于線路較短、變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越性功率經(jīng)過(guò)的變電所。以上三個(gè)方案所需110KV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量：方案比較單母線分段接線橋式接線外橋式接線斷路器臺(tái)數(shù)533隔離開關(guān)組數(shù)1686經(jīng)以上三種方案的分析比較：方案1雖然所用設(shè)備多，不經(jīng)濟(jì)，（單母線分段帶旁路接線）但當(dāng)任一回路的斷路器檢修時(shí)，該電站無(wú)需停電，對(duì)有重要負(fù)荷的地方有重要意義。方案2（橋式接線）雖然所用設(shè)備少、節(jié)省投資，但以后擴(kuò)建最終發(fā)展為單母線分段或雙母線接線方式，且繼電保護(hù)裝置整定有點(diǎn)復(fù)雜。方案3（外橋式接線）雖然具有使用設(shè)備最少，且裝

10、置簡(jiǎn)單清晰和建造費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，當(dāng)電網(wǎng)有穿越功率流經(jīng)本站時(shí)比較適宜。由于110kv只有2條進(jìn)線，出于經(jīng)濟(jì)考慮，綜合以上各個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)，決定采用單母分段帶旁路接線方式.210KV側(cè)(8回出線) 分析：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回與以上時(shí)，一般采用單母線分段接線220KV與以下的變電所，供應(yīng)當(dāng)?shù)刎?fù)荷的6-10KV配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關(guān)柜，地區(qū)電網(wǎng)成環(huán)的運(yùn)行檢修水平迅速提高，采用單母分段接線一般均能滿足運(yùn)行需求。（出線回路數(shù)增多時(shí)，單母線供電不夠可靠）3 35KV 側(cè)（6回出線）35kv送出六回線路,可采用單母線接線或單母線分段接線方式。但

11、單母線接線方式只適用于6220kv系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的發(fā)電廠或變電所。一般主變不少于2臺(tái)，故選用單母分段帶旁路接線方式。主接線由以上分析比較，可得變電站的主接線方案為：110KV采用單母分段帶旁路接線方式，10KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段帶旁路接線方式。三種方案粗略的經(jīng)濟(jì)性比較：由于設(shè)備選型未定，只能選定某一典型的設(shè)備的參考價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)忽略一些投資比較小的，還有投資相對(duì)固定的，諸如基建，直流系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與其他設(shè)備。第一種方案：110kV單母分段帶旁路，35kV單母分段帶旁路，10kV單母分段110kV項(xiàng)目單位數(shù)量設(shè)備費(fèi)安裝費(fèi)SF6斷路器臺(tái)5.0025600

12、09057.48 110kV隔離開關(guān)組16.00240004410.53 110kV電流互感器臺(tái)5.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 110kV軟母線跨3.002374.14 10kV進(jìn)線斷路柜臺(tái)2.001193003711.72 母聯(lián)隔離柜臺(tái)2.00699003711.72 母線設(shè)備柜臺(tái)2.00285001782.64 饋線柜臺(tái)8.00530003711.72 電容保護(hù)柜臺(tái)2.00510003711.72 站用變保護(hù)柜臺(tái)2.00510003711.72 站用變柜(空柜)臺(tái)2.00170001782.64 封閉母線橋三相米10.005000.003

13、94.08 穿墻套管個(gè)6.002000.00236.59 35kV SF6斷路器35kV臺(tái)9.001500009057.48 隔離開關(guān)35kV組20.00315001058.17 電流互感器35kV臺(tái)9.0038000706.31 電壓互感器35kV臺(tái)3.006000749.51 第二種方案：110kV橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段110kV 項(xiàng)目單位數(shù)量設(shè)備費(fèi)安裝費(fèi)SF6斷路器臺(tái)3.002560009057.48 110kV隔離開關(guān)組8.00240004410.53 110kV電流互感器臺(tái)3.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 35kV

14、 SF6斷路器35kV臺(tái)9.01500009057.48 隔離開關(guān)35kV組18.0315001058.17 電流互感器35kV臺(tái)9.0038000706.31 電壓互感器35kV臺(tái)3.006000749.51 10kV方案同第一種方案第三種方案：110kV外橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段110kV 項(xiàng)目單位數(shù)量設(shè)備費(fèi)安裝費(fèi)SF6斷路器臺(tái)3.002560009057.48 110kV隔離開關(guān)組6.00240004410.53 110kV電流互感器臺(tái)3.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 35kV設(shè)備同第二種方案10kV方案同第一種方案主變

15、的費(fèi)用為2*26000005200000第一種方案算得其投資為：5200000+2176671.3+2451286.04+1231278.4211059235.76元第二種方案算得其投資為：5200000+1366123.04+2386169.7+1231278.4210183571.16元第三種方案算得其投資為：5200000+1309301.98+2386169.7+1231278.4210126750.54元可知總投資方面三種方案相差不是很大，出于可靠性與以后的擴(kuò)建的可能性，采用第一種方案一、 變電站主變壓器的選擇負(fù)荷計(jì)算在最大負(fù)荷水平下的流過(guò)主變的負(fù)荷：在最小負(fù)荷水平下的流過(guò)主變的負(fù)荷

16、：2、容量選擇按變電所所建成510年的規(guī)劃選擇并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的發(fā)展，對(duì)城郊變與城郊規(guī)劃結(jié)合。根據(jù)變電所負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定，對(duì)有重要的負(fù)荷的變電所應(yīng)考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)與過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間能保證用戶12級(jí)負(fù)荷。對(duì)于一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)后嗣，期于主變應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%80%。Se(0.70.8)Smax(0.70.8)Smax=(0.70.8)*37.72=26.4030.18MVA同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)化。3、臺(tái)數(shù)確定對(duì)大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下裝兩臺(tái)。對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大

17、型工業(yè)專用變電所應(yīng)考慮裝三臺(tái)的可能。對(duì)規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?2級(jí)設(shè)計(jì)以便主變發(fā)展時(shí)更換。根據(jù)以上準(zhǔn)則和現(xiàn)有的條件確定選用2臺(tái)主變?yōu)橐恕＿x擇的條件2SeSjs(MVA) n=2根據(jù)容量計(jì)算，選擇兩臺(tái)SFSZL-31500/110變壓器選擇結(jié)果與參數(shù)型號(hào)容量（kva）連接組別P0（kw）Ue(kv)SFSL-31500/11031500Yn/Yn/D11 38.4高中低11038.5 10.5，二、 變電站運(yùn)行方式的確定該站正常運(yùn)行方式：110kV、35kV、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(lái)選擇）在合閘位置，#1、#2主變變高、變中

18、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 短路電流的計(jì)算根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路，采用標(biāo)么值計(jì)算，取Sb=1000MVA，Vb=Vav，Ib=Sb/Vb。為了選擇各級(jí)電壓的設(shè)備，選取兩短路點(diǎn)d1、d2進(jìn)行短路計(jì)算，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書，結(jié)果如下表：短路點(diǎn)Vn(KV)運(yùn)行方式暫態(tài)短路電流I(KA)沖擊電流ich(KA)全電流有效值Ich(KA)短路容量Sd(MVA)D1110kV最大7.1718.2810.901429D235kV最大2.56.383.8160D310kV最大23.6460.2835.93422第三章電器設(shè)備選擇正確地選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全、

19、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。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一樣，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(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。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，其計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書。一、 斷路器選擇：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

20、擇和校驗(yàn)，各級(jí)電壓的斷路器的選擇成果見(jiàn)表計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備參數(shù)型號(hào)(KV)（A）( KA )(KA)安裝地點(diǎn)臺(tái)數(shù)LW-126/T4000-40 110 126173.6 4000 7.17 4018.2810063.75 6400變壓器110KV側(cè)，母聯(lián)與出線5LW8-35 35 35 545.6 1600 2.5 256.38 63 7.88 2500350KV主變回路，母聯(lián)與出線9ZN98 10 12103.8 125023.64 31.560.28 80706.94396910KV 出線回路8ZN63 10 121909.59 400023.64 4060.28 100706.94 64001

21、0KV主變回路與母聯(lián)3二、隔離開關(guān)的選擇選擇隔離開關(guān)的方法和要求與選擇斷路器一樣，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)臺(tái)數(shù)GW4-110/1000110110173.6100018.288063.752246.76變壓器110KV側(cè)與母聯(lián)兩側(cè)16GW4-35/10003535545.6010006.38807.882246.7635KV主變回路與母聯(lián)兩側(cè)28KYN27-12598400060.28100706.94640010KV主變、分

22、段開關(guān)與饋線11三、電流互感器的選擇：電流互感器的配置原則：為了滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段與母聯(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。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(lái)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)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)圍之中。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)。為了減輕部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁

23、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)部故障，用于測(cè)量?jī)x表的電流互感器已裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)測(cè)。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35KV側(cè)LCWDL-352*300/575135主變10KV側(cè)LAJ-103000/5509010KV饋線LAJ-103000/55090四、電壓互感器的選擇：各電壓互感器除供給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)外，另有輔助繞組，供給保護(hù)與絕緣監(jiān)察裝置用。電壓互感器的配置原則如下：1、母線除

24、旁路母線外，一般工作與備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。2、線路 35KV級(jí)以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器。3、發(fā)電機(jī)一般裝23組電壓互感器。一組（三只單相、雙繞組）供自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置。另一組供測(cè)量?jī)x表、同步和保護(hù)裝置使用，該互感器采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器，其開口三角形供發(fā)電機(jī)在未并列之前檢查是否接地之用。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時(shí)，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測(cè)量?jī)x表使用。5萬(wàn)KW級(jí)以上發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。4、變壓器變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或

25、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TYD110/0.005H6120035KV母線 JDJJ-356120010KV母線JSJW-10210000/100/100/3960三、 熔斷器選擇：由于110KV和35KV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)10KV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）最大開斷電流（KA）斷流容量（MVA）10KV電壓互感器RN2

26、10/0.5100.5851000四、 無(wú)功補(bǔ)償裝置由于負(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(wú)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(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)電容容量的選擇原則：6.3MVar9.45MVar（功率因數(shù)偏低時(shí)用30）選用型號(hào)為的電容器額定電壓：額定容量：334組數(shù)：（考慮站端功率因數(shù)為0.85）取28組別接法：采用星型接法，每段母線各帶14組電

27、容器五、 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；110、35KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。本工程采用110KV、35KV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(lái)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(méi)有串聯(lián)間隙，保護(hù)特性好，沒(méi)有工頻續(xù)流、滅弧等問(wèn)題，所以本工程110KV和35KV系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。由于金屬氧化物避雷器沒(méi)有串聯(lián)間隙，正常工

28、頻相電壓要長(zhǎng)期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長(zhǎng)期施加于避雷器上的運(yùn)行電壓不可超過(guò)避雷器允許的持續(xù)運(yùn)行電壓。避雷器選擇情況見(jiàn)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-3535KV側(cè)354184104148FZ-110J變壓器110KV中性點(diǎn)110100224268364FZ-40變壓器35KV中性點(diǎn)405098121154FZ-1010KV母線1012.7263145FS-1010KV出線1012.7263145第四章 導(dǎo)體、電纜、絕緣子和套管的選擇一、

29、母線導(dǎo)體的選擇目前常用的導(dǎo)體有硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體，硬導(dǎo)體形式有矩形、槽形和管形。各種導(dǎo)體的特點(diǎn)：矩形導(dǎo)體：散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)大，因此，單條矩形導(dǎo)體最好不超過(guò)1250mm2，當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條導(dǎo)體允許載流量時(shí)，可將2-4條矩形導(dǎo)體并列使用。矩形導(dǎo)體一般只用于35KV以下，電流4000A與以下的配電裝置中。槽形導(dǎo)體：機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小。槽形導(dǎo)體一般用于40008000A的配電裝置中，一般適用于35KV與以下。管形導(dǎo)體：集膚效應(yīng)系數(shù)較小，機(jī)械強(qiáng)度高，管可以通風(fēng)或通水，用于8000A以上的大電流母線。圓管表面光滑，電暈放電電壓較高，可用于110KV與以上的

30、配電裝置中。軟導(dǎo)體：軟導(dǎo)體分為單根軟導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線。分裂導(dǎo)線可滿足大的負(fù)荷電流與電暈、無(wú)線電干擾要求，且抗震能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。導(dǎo)體選擇的一般要求：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇或校驗(yàn)：1、工作電流2、經(jīng)濟(jì)電流密度3、電暈4、動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度5、熱穩(wěn)定同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件如溫度、日照、海拔等。導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對(duì)于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。一般來(lái)說(shuō)，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導(dǎo)線等形式），

31、因其機(jī)械強(qiáng)度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。110KV與以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。以下為導(dǎo)體選擇結(jié)果（詳細(xì)的計(jì)算選擇和校驗(yàn)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書）：母線型號(hào)載流量（A）截面()110KVLGJ-7026529435KVLGJ-40082563110KV矩形鋁導(dǎo)體3114380*10二、 電纜的選擇電力電纜應(yīng)按以下條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：1、 電纜芯線材料與型號(hào)2、 額定電壓3、 截面選擇4、 允許電壓降校驗(yàn)5、 熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜的動(dòng)穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗(yàn)。10KV側(cè)電纜選擇如下：類型載流量截面纜芯最高工作溫度根數(shù)直埋地下普通粘性浸漬紙絕緣三芯（鋁）絞線275A1852三、絕緣子選擇

32、與穿墻套管的選擇支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進(jìn)行短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。穿墻套管應(yīng)按額定電壓、額定電流和類型選擇，按短路條件檢驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)選擇的絕緣子如下：電壓等級(jí)（kv）型號(hào)額定電壓(kv)絕緣子高度(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷（kg）110ZS-1101101200200035ZS-3535485100010ZB-1010215750本設(shè)計(jì)選擇的穿墻套管如下:電壓等級(jí)（KV）型號(hào)額定電流（A）套管長(zhǎng)度（mm）10CLD-104000620四、出線選型：35kV出線：Tmax5000h 查負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)密度曲線得到對(duì)于雙回線路的負(fù)荷：出于以后負(fù)荷增長(zhǎng)的可能，選用LGJ95導(dǎo)線，在20°C

33、時(shí)最大允許電流為352，40°為272對(duì)于單回線路，由于負(fù)荷與雙回線路相差不大，同時(shí)考慮以后負(fù)荷的增長(zhǎng)，故仍選用LGJ95導(dǎo)線10出線：max4000，查負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)密度曲線得到對(duì)于雙回線路的負(fù)荷：出于以后負(fù)荷增長(zhǎng)的可能，選用LGJ95導(dǎo)線，在20°C時(shí)最大允許電流為352，40°為272對(duì)于單回線路，由于負(fù)荷與雙回線路一樣，同時(shí)考慮以后負(fù)荷的增長(zhǎng)，故仍選用LGJ95導(dǎo)線第五章 配電裝置配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分

34、為屋和屋外配電裝置。屋配電裝置的特點(diǎn)是：1、 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；2、 維修、巡視和操作在室進(jìn)行，不受氣候影響；3、 外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；4、 房屋建筑投資較大。屋外配電裝置的特點(diǎn)是：1、 土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；2、 擴(kuò)建比較方便；3、 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4、 占地面積大；5、 受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；6、 不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況與環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行與檢修要求，通過(guò)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

35、變電所中，35KV與以下的配電裝置宜采用屋式；110KV與以上多位屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋型，在上述地區(qū)若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，220KV配電裝置也可采用屋型。發(fā)電廠和變電所中610KV的屋配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)較高，檢修和運(yùn)行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價(jià)較低，運(yùn)行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量

36、不太大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)外，還與場(chǎng)地位置、面積、地址、地形條件與總體不知有關(guān)，并受到設(shè)備材料的供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制。普通中型配電裝置，用較多，已有豐富的經(jīng)驗(yàn)，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。中型配電裝置廣泛應(yīng)用于110500KV電壓級(jí)。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50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運(yùn)行不與中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運(yùn)行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220KV配電裝置，而半高型宜于110KV配電裝

37、置。根據(jù)以上原則，選擇配電裝置如下：110KV屋外中型配電裝置35KV屋外中型配電裝置10KV屋單層配電裝置第六章 繼電保護(hù)裝置一、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(lái)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部故障和油箱外部故障，油箱部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線與套管處會(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(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流油面降低和過(guò)勵(lì)磁等。對(duì)于上述故障

38、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)：（1）瓦斯保護(hù)：為了反應(yīng)變壓器油箱部各種短路故障和油面降低，對(duì)0.8MVA與以上油浸式變壓器和戶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與中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路與繞組匝間短路，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10

39、00KVA以下的變壓器，且其過(guò)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)采用的保護(hù)：過(guò)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(guò)負(fù)荷電流；復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器與過(guò)電流保護(hù)靈敏度不滿足要求的降壓變壓器上；負(fù)序電流與單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)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)，由外部接地短路引起過(guò)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

40、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(guò)電壓保護(hù)等。（5）過(guò)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(guò)負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（6）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)對(duì)400KVA與以上的變壓器，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(guò)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

41、下保護(hù)：（1）裝設(shè)反應(yīng)部短路和油面降低的瓦斯保護(hù)。（2）裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路與繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（3）裝設(shè)反應(yīng)變壓器外部相間短路和部短路的反備保護(hù)的過(guò)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(guò)負(fù)荷保護(hù)防止變壓器過(guò)負(fù)荷。（6）裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)反應(yīng)變壓器過(guò)勵(lì)磁。二、母線保護(hù)母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后果極為嚴(yán)重。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，以下情況應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)：1、發(fā)電廠和變電所的220500KV電壓的母線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的母線保護(hù)，并考慮實(shí)現(xiàn)保護(hù)雙重化。2、110kV單母線，重要發(fā)電廠或110以上重要變電所的3566KV母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求，需要快速切除母線上的故障時(shí)。3、3566KV電力網(wǎng)中主要變電所的3566KV母線雙母線或分段單母線需要快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電時(shí)。對(duì)母線保護(hù)的要：必須快速有選擇地切除故障母線；應(yīng)能可靠、方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡(jiǎn)化。母線保護(hù)的接線方式，對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用