工學110KV變電站設計最終修改通過版

1、摘要隨著經濟發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計日益全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日趨提高，因此對供電設計也有了更高和更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業(yè)的經濟效益、設備人身安全密切相關。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設備及配電網(wǎng)路按照一定的接線方式構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經濟地輸送到每一個用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代

2、電力系統(tǒng)、現(xiàn)代工業(yè)生產和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷地發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。關鍵詞：變電站、負荷、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、高壓網(wǎng)絡AbstractWith the development of economy and the rapid rise of modern industrial construction, p

3、ower supply system design is more comprehensive, systematic, plant fast-growing consumption of electricity, the power quality, technical and economic conditions, the power supply reliability index also increased day by day, so the power supply design have higher and more comprehensive requirements.W

4、hether the design is reasonable, not only directly affects the capital investment, operating costs and the consumption of non-ferrous metals, will be reflected in the power supply reliability and security of production, and the economic benefits of the enterprise, personal safety related equipment.E

5、lectric power substation is an important part of the system, from electrical equipment and distribution network according to a certain mode of connection form, he obtained from the energy power system, through its transformation, distribution, transport and protection functions, and then energy safe

6、, reliable, economic delivery to every electrical equipment switch a place.As a hub for power transmission and control, substation must change the traditional design and control mode, to adapt to the modern power systems, modern industrial production and development trend of social life.With the dev

7、elopment of computer technology, modern communications and network technology development, for the current substation monitoring, control, protection and measuring devices and systems provide a separate state of optimal combination and system integration technology based on.With the power of high te

8、chnology, the complexity of the rapid development of power system, the power supply from the power to all fields, through the use of new technologies, are constantly changing. Substation power system as a key link in the same new technology fully development.Key words: substation, load, transmission

9、 system, distribution, high voltage network 目錄1 緒論62 主接線選擇72.1 主接線選擇要求72.2 對變電所電氣主接線的具體要求72.3 根據(jù)原始資料選擇電壓主接線形式73 主變的選擇93.1 主變壓器的選擇93.2 變電所主變壓器的容量和臺數(shù)的確定93.2.1 主變壓器容量的確定9主變壓器臺數(shù)的確定94 高壓設備選擇114.1 電氣的選擇原理114.2 高壓電器的基本參數(shù)的選擇115 高壓斷路器和隔離開關的選擇和校驗125.1 高壓斷路器125.2 隔離開關126 母線的選擇146.1 母線型號的選擇146.2 母線截面的選擇146.2.1

10、一般要求146.2.2 按回路持續(xù)工作電流選擇147 電壓互感器和電流互感器選擇167.1 電壓互感器167.1.1 按技術條件選擇167.1.2 形式選擇167.2 電流互感器168 短路計算188.1 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路主要有188.2 短路的危害及預防188.3 短路計算的目的198.4 短路計算的一般原則199 配置全所的繼電保護2110 變電站無功補償設置2511 變電站防雷與接地2611.1 接地裝置2611.2 防雷保護措施261、避雷針或避雷線272、避雷器2711.3 防雷電感應27雷擊時暫態(tài)感應電壓分析28防護措施2812 變電站信息化設計2913 短路計算及設備選擇

11、計算書3213.1 短路計算3213.2 計算各回路最大持續(xù)工作電流3513.3 高壓斷路器選擇和校驗3713.4 隔離開關的選擇和校驗3913.5 母線的選擇和校驗4013.5.1 110KV母線4013.5.2 35KV母線4113.5.3 10KV母線4413.6 電壓互感器的選擇4613.7 電流互感器的選擇4713.7.1 110KV主變側、母聯(lián)兼旁路電流互感器4713.7.2 35KV主變側、母聯(lián)電流互感器4713.7.3 10KV主變側、分段電流互感器4813.7.4 出線電流互感器4913.8 無功補償并聯(lián)電容器選擇49參 考 文 獻51致謝521 緒論電力系統(tǒng)中對電能的電壓和

12、電流進行變換、集中和分配的場所。為保證電能的質量以及設備的安全，在變電所中還需進行電壓調整、潮流控制以及輸配線路和主要電工設備的保護。按用途可分為電力變電所和牽引變電所。電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻率。這些變電所按電壓等級可分為中壓變電所（60千伏及以下）、高壓變電所（110220千伏）、超高壓變電所（330765千伏）和特高壓變電所（1000千伏及以上）。按其在電力系統(tǒng)中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器

13、、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等屬于二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設投資、運行質量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設備，它的性能和配置直接影響到變電所的先進性、經濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330KV及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入510年的預期負荷選擇。此外，對變壓所其他設備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。110KV變電站電氣設計就是在給定負荷規(guī)模的情形下，在以安全和經濟為前提下設計一個

14、具有較完善功能的變電站對負荷地區(qū)進行有效供電。本設計內容包括了主接線、變壓器、高壓設備和配電設備等的選擇和校驗及繼電保護、防雷接地、無功補償和變電站信息化設計。由于設計時間倉促，難免會有錯誤和不足之處，懇切希望審閱該設計的老師和同學們提出批評指正意見。2主接線選擇2.1 主接線選擇要求1、可靠性2、靈活性3、經濟性2.2 對變電所電氣主接線的具體要求1、按變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用選擇2、考慮變電所近期和遠期的發(fā)展規(guī)劃3、按負荷性質和大小選擇4、按變電所主變壓器臺數(shù)和容量選擇5、當變電所中出現(xiàn)三級電壓且低壓側負荷超過變壓器額定容量15%時，通常采用三繞組變壓器6、電力系統(tǒng)中無功功率需要分層次

15、分地區(qū)進行平衡，變電所中常需裝設無功補償裝置7、當母線電壓變化比較大而且不能用增加無功補償容量來調整電壓時，為了保證電壓質量，則采用有載調壓變壓器8、如果不受運輸條件的限制，變壓器采用三相式，否則選用單相變壓器9、對220kv及以上的聯(lián)絡變壓器通常采用自耦變10、各級電壓的規(guī)劃短路電流不能超過所采用斷路器的額定開斷容量11、各級電壓的架空線包括同一級電壓的架空出線應盡量避免交叉2.3 根據(jù)原始資料選擇電壓主接線形式110kv側2回進線，2回出線所以根據(jù)出線回數(shù)電壓等級初步可以選擇雙母不分段接線和雙母帶旁路母接線。雙母不分段接線：優(yōu)點：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個

16、線路具有相當高的靈活性，當雙母線的兩組母線同時工作時，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當母聯(lián)斷路器斷開后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行。缺點：當母線故障或檢修時，將隔離開關運行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。雙母線帶旁路接線：優(yōu)點：最大優(yōu)化是提供了供電可靠性，當出線斷路器需要停電檢修時，可將專用旁路斷路器投運，從而將檢修斷路器出線有旁路代替供電。兩組接線相比較：2方案更加可靠，所以選方案雙母線帶旁路接線。35kv側出線為12回，所以根據(jù)電壓等級及出線回數(shù)，初步確定采用單母分段并且出線為電纜。10kv側出線12回，采用單母分段且用電纜輸電。3主變的選擇3.1 主變壓器

17、的選擇概述：在合理選擇變壓器時，應選是變壓器的繞組耦合方式、相數(shù)、冷卻方式，繞組數(shù)，繞組導線材質及調壓方式。3.2 變電所主變壓器的容量和臺數(shù)的確定3.2.1主變壓器容量的確定1、主變器容量一般按變電所建成5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期。10-20年的負荷發(fā)展2、根據(jù)變電所所帶負荷的性質，和電網(wǎng)結構，來確定主變壓器的容量。3、同等電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化，標準化。3.2.2主變壓器臺數(shù)的確定1、對大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側，構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所應裝設2臺主變壓器為宜。2、對地區(qū)性孤立的一次性變電所，或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考

18、慮，裝設3臺主變壓器的可能性。3、對于規(guī)劃只裝設2臺主變壓器的變電所，其變壓器基礎，應按大于變壓器容量的1-2級設計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。單臺容量設計應按單臺額定容量的70%85%計算。4、負荷規(guī)模為50MVA，供電半徑為30公里，10年內負荷增長5%，容載比為2。根據(jù)公式：S=0.650（2-1）105%=63MVA選用2臺63M主變表1.1 變壓器參數(shù)型號額定電壓（）阻抗電壓（%）空載電流（%）損耗（）高壓中壓低壓高中高低中低空載短路SFPS7-63000/1101103510.50.1050.180.0650.8773004高壓設備選擇4.1 電氣的選擇原理1、應滿足正常運

19、行，檢修。，短路和過電壓情況下要求，并考慮遠景發(fā)展。2、應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗.3、應力求技術先進和經濟合理。4、與整個工程的建設標準協(xié)調一致。5、同類設備應盡量減少品種6、選用新品應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經正式簽訂合同合格。在特殊情況下，應選用未鑒定的新產品應經上級批準。7、選擇高壓電氣設備，應滿足各項電氣技術要求。8、結構簡單體積小，質量輕，便于安裝和檢修。9、在制造廠給定的技術條件下，能長期可靠的運行，有一定的機械壽命。4.2 高壓電器的基本參數(shù)的選擇1、按額定電壓選擇，2、按最高電壓選擇3、按額定電流選擇4、按額定開斷電流選擇5、按額定短路關合電流計算6、按斷流容量選擇7、按機械負荷選擇

20、8、按環(huán)境溫度選擇5高壓斷路器和隔離開關的選擇和校驗5.1 高壓斷路器高壓斷路器是變電所主要電氣設備之一，其選擇的好壞，不但直接影響變電所的正常運行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分斷。斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構造型式、開斷電流或開斷容量各技術參數(shù)，并進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗。1、斷路器種類和型式的選擇高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點（選擇戶內式或戶外式）、環(huán)境和使用技術條件等要求，并考慮其安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后選擇其種類和型式。2、按額定電壓選擇3、按額定電流選擇4、按開斷電流和關合電流選擇5、動穩(wěn)定校驗6、熱穩(wěn)定校驗5.2 隔離開關隔離開關選擇的原則

21、：隔離開關的用途：變電所在有電壓無負荷電流的情況下，應用隔離開關分、合電路，達到安全隔離的目的，因此隔離開關是高壓電器中應用最多的一種電器。其主要用途為檢修和分段隔離，倒換母線，開，合空載電力線路等。選用隔離開關的原則:1、隔離開關一般不需要專門的滅弧裝置。2、隔離開關在分閘狀態(tài)下應有足夠大的斷口，同時不論隔離開關高壓接線端電壓是否正常，均要滿足安全隔離的目的。3、隔離開關在合閘狀態(tài)下應能承受負荷電流及短路電流。4、在環(huán)境方面，戶外隔離開關應能承受大氣污染并應考慮到溫度突變，雨，霧，覆冰等因素的影響。5、在機械結構上，需要考慮引線機械應力，風力，地震力和操作力的聯(lián)合作用。其中包括隔離開關高壓接

22、線端在三個方面的耐受機械力。以及支持絕緣子的機械強度要求，此外，對垂直伸縮式隔離開關，還需提出靜觸頭接觸范圍的要求。6、隔離開關應具有手動，電動（氣動）操動機構，信號及位置指示器與聯(lián)、閉鎖裝置等附屬裝置。7、隔離開關應配備接地開關，以保證線路或其他電氣設備檢修時的安全。8、應考慮配電裝置空間尺寸的要求及引線位置與形式（加空閑或電纜）來選用合適開關。6母線的選擇6.1 母線型號的選擇矩形鋁母線：220kv以下的配電裝置中，35kv及以下的配電裝置一般都是選用矩形的鋁母線，鋁母線的允許載流量較銅母線小，但價格便宜，安裝，檢修簡單，連接方便，因此在35kv及以下的配電裝置中，首先應選用矩形鋁母線。6

23、.2 母線截面的選擇6.2.1一般要求裸導體應根據(jù)集體情況，按下列技術調節(jié)分別進行選擇和校驗1. 工作電流2. 經濟電流密度3. 電暈4. 動穩(wěn)定或機械強度5. 熱穩(wěn)定裸導體尚應按下列使用環(huán)境條件校驗：1. 環(huán)境溫度2. 日照3. 風速4. 海拔高度6.2.2按回路持續(xù)工作電流選擇導體回路持續(xù)工作電流，單位為A。相應于導體在某一運行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量單位A。溫度25C、導體表面涂漆、無日照、海拔高度1000及以下條件。母線的穩(wěn)定校驗1、動穩(wěn)定校驗母線在發(fā)生三相短路時，母線受到的電動力為 F=1.76109.81 N式中短路沖擊電流，單位A；沿母線支持絕緣子之間的距離，單

24、位；相間距離，單位。2、熱穩(wěn)定校驗在母線出口發(fā)生三相短路時，必須按式校驗母線熱穩(wěn)定：=所須要得最小截面，單位；短路電流穩(wěn)態(tài)值現(xiàn)在近似以三相短路電流有效值計算；短路電流遐想時間，一般為秒；C 母線常數(shù)。3、母線電暈校驗 110及其以上的變電所母線均應當?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導線線安裝處最高工做電壓小于臨界電暈電壓。7電壓互感器和電流互感器選擇7.1 電壓互感器電壓互感器選擇的一般原則：7.1.1按技術條件選擇1、電壓互感器正常工作條件時，按一次回路電壓，二次電壓，二次負荷，準確度等級，機械負荷條件選擇。2、電壓互感器承受過電壓能力。按絕緣水平、泄露爬電比距條件選擇。3、環(huán)境

25、條件按環(huán)境溫度、污穢等級、海拔高度等條件選擇，7.1.2形式選擇1、10kv配電裝置一般采用游侵絕緣結構；在高壓開關柜中，可采用樹脂澆鑄絕緣結構。當需要零序電壓時，一般采用三相五柱電壓互感器。2、35110kv配電裝置一般采用油侵絕緣結構電磁式電壓互感器。目前采用電容式電壓互感器，實現(xiàn)無油化運行，減少電磁諧振。3、220kv配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。4、按在110kv及以上線路側的電壓互感器，當線路裝有載波通信時，應盡量與耦合電容器結合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。7.2 電流互感器選擇的電流互感器應滿足變電所中電器設備的繼電保護、自動裝置、測量儀表及電能

26、計量的要求。1、額定電壓的選擇選擇電流互感器一次回路允許最高工作電壓應大于或等于該回路的最高運行電壓，既式中電流互感器最高電壓，單位?；芈饭ぷ麟妷?，幾系統(tǒng)稱標準電壓，單位。2、動穩(wěn)定的校驗電流互感器可按式校驗式中：電流互感器允許通過的最大動穩(wěn)定電流系統(tǒng)短路沖擊電流3、熱穩(wěn)定校驗電流互感器短路時熱穩(wěn)定電流應大于或等于系統(tǒng)短路時的短時熱穩(wěn)定電流。35kv級電流互感器分為戶外型和戶內型兩類。戶外型電流互感器，一般選用油侵箱式絕緣結構的戶外型獨立式電流互感器，常用LB系列，LABN系列。10kv戶內配電裝置和成套開關柜中，母線一般選用LMZ型系列的電流互感器，配電柜一般選用LA型，LQJ型，LZJ型，

27、LZZBJ912型等電流互感器。8短路計算短路是電力系統(tǒng)常見的，并且對系統(tǒng)正常運行產生重要影響的故障。8.1 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路主要有1、三相短路2、兩相短路3、和單相短路。在計算短路電流時，通常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，當某處發(fā)生短路時，電源電壓維持不變，即短路電流周期分量在整個短路過程中不衰減，為了選擇和校驗電氣設備，載流導體，一般應計算下列短路電流。短路電流周期分量有效值穩(wěn)態(tài)短路電流有效值短路全電流最大瞬時沖擊值短路全電流最大有效值短路容量8.2 短路的危害及預防短路的原因：主要是電氣設備載流部分之間的絕緣被損壞，引起絕緣損壞的原因有過電壓，絕緣的自然老化和污

28、穢，運行人員維護不同及機械損傷。危害：1、電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路回路的電流急劇增大這個急劇增大的電流稱為短路短電流可能達到正常負荷電流的十幾倍甚至幾十倍，數(shù)值不能達到幾十千安甚至幾百千安，嚴重使導體發(fā)熱損壞設備。2、短路時往往伴隨有電弧的產生，能量極大，溫度極高的電弧不僅可能燒壞故障元件本身，還可能燒壞周圍設備危害人身安全。3、電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，由于短路電流來勢迅猛，電路中的阻抗主要是感性的。因此，短路電流基本上是感性的，它所產生的去磁的電樞反映使發(fā)電機端電壓下降，同時巨大的短路電流會增大電力系統(tǒng)中各元件的電壓損失，使系統(tǒng)電壓大幅下降，嚴重時，可能造成電力系統(tǒng)電壓崩潰直至系統(tǒng)瓦解，出現(xiàn)

29、大面積停電的嚴重事故。4、短路時電力系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴重下降，可能破壞各發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)分裂成不同運行的幾個部分。這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此必須切除部分負荷，另一些發(fā)電機可能由于功率送不出去，而被迫減少出力，短路時，電壓下降得越多，持續(xù)時間越長，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性受到破壞的可能性越大。8.3 短路計算的目的1、在設計電氣主接線時，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施等。2、在進行電氣設備和載流導體的選擇時，以保證各種電氣設備和導體的正常運行和故障情況下都能安全可靠的工作，需要根據(jù)短路電流對電氣設備進行動、熱穩(wěn)定的校驗。3、在選擇繼

30、電保護裝置及進行整定計算時，必須以各種不同類型短路時的短路電流作依據(jù)。4、屋外配電裝置時，要按短路條件校驗，軟導線的相間，相對地安全距離5、設計接地裝置。6、進行電力系統(tǒng)運行及故障分析等。8.4 短路計算的一般原則1、計算短路電流用于驗算電氣和導體的開斷電流，動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時，應按本工程的設計規(guī)劃內容計算。一般應以最大運行方式下的三相短路電流為依據(jù)。2、計算短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行。短路點應選擇在短路電流最大地點。3、導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器的開斷電流。一般按三相短路電流驗算。4、短路電流實用計算的基本假設（1）系統(tǒng)正常運行，短路前，三項是對稱的。（2

31、）因為短路時，各元件磁路不飽和，也就是各元件的電抗與電流大小無關，因此可用疊加原理。（3）系統(tǒng)中發(fā)電機的電動勢的相位在短路過程中相等，頻率與正常時相同。（4）變壓器的勵磁電流忽略不計，相當于勵磁開放，可以簡化變壓器等值電路（5）輸電線路的分布忽略不計。9配置全所的繼電保護電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的安全經濟運行，防止事故發(fā)生或擴大起重大作用。表1.2110kv側進出線及母線的繼電保護安裝地點保護分類保護類型動作條件動作結果故障范圍110kV側母線上主保護完全電流差動保護常用作單母線或只有一組母線經常運行的雙母線的保護動作于跳閘反應各電流互感器之間的電氣設

32、備故障時的短路電流110kV側進出線上接地短路保護發(fā)生單相接地發(fā)出預告信號由于接地故障電流很小，而且三相之間線電壓仍然保持對稱對負荷供電沒有影響，因此在一般情況下允許帶一個接地點繼續(xù)運行12小時，不必立即跳閘相間短路保護線路上發(fā)生三相短路或兩相短路動作于跳閘故障相中流過很大的短路電流時，要求繼電保護裝置盡快切除故障，可以保護線路全長零序電流保護發(fā)生相間短路時產生很大的不平衡電流動作于跳閘零序電流保護和相間電流保護一樣，廣泛采用三段式零序電流保護，可以保護線路全長并與相鄰線路保護配合 表1.3 35kV側進出線及母線的繼電保護安裝地點保護分類保護類型動作條件動作結果故障范圍35kV側母線上主保護

33、完全電流差動保護常用做單母線或只有一組母線經常運行的雙母線的保護動作于跳閘反應各電流互感器之間的電氣設備故障時的短路電流35kV側進出線相間短路保護線路上發(fā)生三相短路或兩相短路動作于跳閘故障相中流過很大的短路電流時，要求繼電保護裝置盡快切除故障，可以保護線路全長接地短路保護發(fā)生單相接地發(fā)出預告信號由于接地故障電流很小，而且三相之間線電壓仍然保持對稱對負荷供電沒有影響，因此在一般情況下允許帶一個接地點繼續(xù)運行12小時，不必立即跳閘后備保護過負荷保護線路產生過負荷引起電流過大作用于信號過負荷保護只用一個電流繼電器接于一相電流，經延時作用于信號 表1.4 10kV側出線的繼電保護安裝地點保護分類保護

34、類型動作條件動作結果故障范圍10kV側出線主保護相間短路保護線路上發(fā)生三相短路或兩相短路動作于跳閘故障相中流過很大的短路電流時，要求繼電保護裝置盡快切除故障，可以保護線路全長接地短路保護發(fā)生單相接地發(fā)出預告信號由于接地故障電流很小，而且三相之間線電壓仍然保持對稱對負荷供電沒有影響，因此在一般情況下允許帶一個接地點繼續(xù)運行12小時，不必立即跳閘后備保護過負荷保護線路產生過負荷引起電流過大作用于信號過負荷保護只用一個電流繼電器接于一相電流，經延時作用于信號 表1.5 變壓器的繼電保護安裝地點保護分類保護類型重合閘方式變壓器主保護瓦斯保護三相一次重合閘縱聯(lián)差動保護三相一次重合閘后備保護過電流保護三相

35、一次重合閘零序保護三相一次重合閘過負荷保護三相一次重合閘10變電站無功補償設置根據(jù)35110KV變電站設計相關規(guī)定1、自然功率因數(shù)未達到規(guī)定標準的變電所，應裝設并聯(lián)電容器裝置。其容量和分組宜根據(jù)就地補償、便于調整電壓及不發(fā)生諧振的原則進行配置。電容器裝置宜裝設在主變壓器的低壓側或主要負荷側。2、電容器裝置的接線，應使電容器組的額定電壓與接入電網(wǎng)的運行電壓相配合。電容器組的絕緣水平，應與電網(wǎng)的絕緣水平相配合。電容器裝置宜采用中性點不接地的星形或雙星形接線。3、電容器裝置的電器和導體的長期允許電流，不應小于電容器組額定電流的1.35倍。4、電容器裝置應裝設單獨的控制、保護和放電等設備，并應設置單臺

36、電容器的熔斷器保護。5、當裝設電容器裝置處的高次諧波含量超過規(guī)定允許值或需要限制合閘涌流時，應在并聯(lián)電容器組回路中設置串聯(lián)電抗器。6、電容器裝置應根據(jù)環(huán)境條件、設備技術參數(shù)及當?shù)氐膶嵺`經驗，采用屋外、半露天或屋內的布置。電容器組的布置，應考慮維護和檢修方便。7、35110kV變電站的容性無功補償裝置以補償變壓器無功損耗為主,并適當兼顧負荷側的無功補償。容性無功補償裝置的容量按主變壓器容量的10%30%配置,并滿足35110kV主變壓器最大負荷時,其高壓側功率因數(shù)不低于0.95的要求。故在10KV分段母線設置并聯(lián)電容器做無功補償用。11變電站防雷與接地11.1 接地裝置保護和屏蔽措施都要求有科學

37、可靠的接地裝置。1、接地體接地體可分為自然接地體和人工接地體，設計中通常采用人工接地體，以便達到所規(guī)定的接地電阻，并避免外界其他因素的影響。人工接地體又可分為水平接地體和垂直接地體。接地體的接地電阻值取決于接地體與大地的接觸面積、接觸狀態(tài)和土壤性質。垂直接地體之間的距離為5m左右，頂部埋深0.50.8m。接地體與道路或通道出入口的距離不小于3m，當小于3m時，接地體的頂部處應埋深1m以上，或采用瀝青砂石鋪路面，寬度超過2m。埋在土壤中的接地裝置連接部位應按規(guī)范規(guī)定的搭接長度焊接以達到電氣連接。焊接部位應作防腐處理。2、接地線接地線即接地體的外引線，連接被保護或屏蔽設施的連線，可設主接地線、等電

38、位連接板和分接地線。防雷接地裝置的接地線即防雷接閃裝置的引下線，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規(guī)定的搭接長度焊接達到電連接。防靜電保護和防干擾屏蔽裝置的主接地線一般采用多股銅芯電纜，分接地線采用多股銅芯軟線。11.2 防雷保護措施防雷措施總體概括為2種：1、避免雷電波的進入；2、利用保護裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。防雷保護措施應根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點安裝適宜的保護裝置。1、避雷針或避雷線雷擊只能通過攔截導引措施改變其入地路徑。接閃器有避雷針、避雷線。小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構上采用避雷針或避雷線，或兩者結合，對引流線和接地裝置都有嚴格的要

39、求。2、避雷器避雷器能將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強度允許值以內。我國主要是采用金屬氧化物避雷器(MOA)，西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，作為MOA失效后的后備保護。3、浪涌抑制器采用過壓保護器(電涌保護)、防雷端子等提高電氣設備自身的防護能力，防止電氣設備、電子元件被擊壞。在重要設備的電源配入、配出口均應加裝電源防雷器，選用的電源防雷器具有遠傳通訊接點，接入后臺管理機。當發(fā)生雷擊事故時，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監(jiān)控機上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。4、接地裝置獨立避雷針要求單獨設置接地裝置；建筑物避雷網(wǎng)的引下線應與建筑物的通長主筋(

40、不少于2根)及建筑物的環(huán)狀基礎鋼筋焊接，并與室外的人工接地體相連，與工作接地共地，形成等電位效應。為了保證防雷裝置的安全可靠，引下線應不少于2根，在高土壤電阻系數(shù)地區(qū)，可采用多根引下線以降低沖擊接地電阻，引下線要求機械連接牢固，電氣接觸良好。變電站的防雷接地電阻值要求不大于1。11.3 防雷電感應現(xiàn)代變電站都有較完善的直擊雷防護系統(tǒng)，戶外設備直接遭雷擊損壞的概率較小。但雷擊防雷系統(tǒng)時所產生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過壓通過金屬管道、電纜會對變電站控制室內各種弱電設備產生嚴重的電磁干擾，從而影響整個系統(tǒng)的正常運行。變電站防雷系統(tǒng)落雷時，會產生2個方面的影響：1、雷電流要通過站內接地網(wǎng)(主要靠

41、集中接地裝置)泄入大地，在地網(wǎng)上產生一定的沖擊電位，嚴重時會在一些部位產生反擊，甚至產生局部放電現(xiàn)象，危及電氣設備絕緣；2、雷電流通過避雷針的接地引下線入地時，會在周圍空間產生強大的暫態(tài)電磁場，從而在各種通訊、測量、保護、控制電纜、電線，甚至戶內弱電設備的部件上產生暫態(tài)電壓，影響這些設備的正常運行。11.3.1雷擊時暫態(tài)感應電壓分析雷擊廠站有2種情況1、雷擊站內的構架或獨立避雷針2、雷擊站內所在建筑物的防雷系統(tǒng)。雷電放電會對周圍空間，包括控制室內造成傳導或幅射的電磁干擾。在雷電波等值頻率范圍內，這些干擾主要是電感耦合型的。從戶外設備引入控制室的各種電纜、電線，在戶外絕大部分是走地下電纜溝的，雷

42、電放電形成的空間電磁場對其影響不大，這主要是因為線的走向與避雷針是垂直的。但在建筑物內走線時就容易產生感應回路，而且這些回路的一端接入輸入阻抗大的電子設備，相當于開路，穿透建筑物鋼筋水泥墻壁的電磁脈；中會在這些回路中感應出幅值較高的暫態(tài)電壓。11.3.2防護措施為保證弱電設備的正常運行，可從以下幾方面采取措施1、采用多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小2、改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當配合的雙層屏蔽3、改進泄流系統(tǒng)的結構，減小引下線對弱電設備的感應并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用4、除電源入口處裝設壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應使用光電耦合元件或設

43、置具有適當參數(shù)的限壓裝置5、所有進出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個接地網(wǎng)6、在控制室及通訊室內敷設等電位，所有電氣設備的外殼均與等電位匯流排連接12變電站信息化設計微機保護對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：  1、故障記錄  2、存儲多套定值3、顯示和當?shù)匦薷亩ㄖ?#160;4、與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規(guī)約。數(shù)據(jù)采集包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模

44、擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)  1、狀態(tài)量采集狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。保護動作信號則采用串行口（RS-232或RS485）或計算機局域網(wǎng)通過通信方式獲得。 2、模擬量采集常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。此外還有變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集精度應能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。 3、脈沖量脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內部

45、用計數(shù)器統(tǒng)計脈沖個數(shù)，實現(xiàn)電能測量。事件記錄和故障錄波測距    事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。其SOE分辨率一般在110ms之間，以滿足不同電壓等級對SOE的要求。    變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數(shù)字化的波型及測距結果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。1、控制和操作閉鎖    操作人員可通過CRT屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止

46、系統(tǒng)故障時無法操作被控設備，在系統(tǒng)設計時應保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應具有以下內容：   （1）電腦五防及閉鎖系統(tǒng)   （2）根據(jù)實時狀態(tài)信息，自動實現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。   （3）操作出口應具有同時操作閉鎖功能   （4）操作出口應具有跳合閉鎖功能 2、同期檢測和同期合閘    該功能可以分為手動和自動兩種方式實現(xiàn)?？蛇x擇獨立的同期設備實現(xiàn)，也可以由微機保護軟件模塊實現(xiàn)。 3、電壓和無功的就地控制  

47、0; 無功和電壓控制一般采用調整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調相機等方式實現(xiàn)。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠方控制。    無功控制可由專門的無功控制設備實現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護裝置測量的電壓，無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理和記錄    歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：    1、斷路器動作次數(shù)    2、斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)

48、0;   3、輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間。    4、獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間    5、控制操作及修改整定值的記錄根據(jù)需要，該功能可在變電站當?shù)厝繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調度中心實現(xiàn)。與遠方控制中心的通信    本功能在常規(guī)遠動四遙的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。    根據(jù)現(xiàn)場的要求，系統(tǒng)應具有通信通道的備用及切換功能

49、，保證通信的可靠性，同時應具備同多個調度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調度中心連接，通信規(guī)約應適應調度中心的要求，符合國標及IEC標準。    變電站綜合自動化系統(tǒng)應具有同調度中心對時，統(tǒng)一時鐘的功能，還應具有當?shù)剡\行維護功能。13短路計算及設備選擇計算書13.1 短路計算1、選擇基準值 基準電壓 U=115KV U=37KV U=10.5KV基準容量 Sj=100MVA基準電流 I=0.502KA I =1.560KA I =5.499KA 無窮大系統(tǒng)短路容量為1200MVA 故=0.083 SFP

50、S7-63000、110型變壓器繞組電抗標么值為=0.175 =-0.008 =0.1112、短路點計算110KV母線短路點K1簡化電路圖后得三相短路電流=KA短路沖擊電流21.397KA全電流：12.670KA三相短路容量：35KV母線短路點K2·變壓器分列運行簡化電路圖后得三相短路電流KA短路沖擊電流3.450KA全電流：2.043KA三相短路容量：·變壓器并列運行簡化電路圖后得三相短路電流KA短路沖擊電流5.605KA全電流：3.319KA三相短路容量：10KV母線短路點K3·變壓器分列運行簡化電路圖后得三相短路電流KA短路沖擊電流6.707KA全電流：KA

51、三相短路容量：·變壓器并列運行簡化電路圖后得三相短路電流KA短路沖擊電流13.748KA全電流：KA三相短路容量： 表1.6 三側三相短路電流計算值短路點短路電流周期分量(KA)短路沖擊電流(KA)短路容量有效值Ik有效值Ib最大值ibK1 110側8.93112.67021.3971598.700MVAK235側變壓器分列1.3532.0433.450257.476MVA變壓器并列2.1983.3195.605K310側變壓器分列2.6303.9716.707500.489MVA變壓器并列5.3918.14013.74813.2 計算各回路最大持續(xù)工作電流1、三相變壓器回路110K

52、V=1.05×63000/（×110)=347.2A35KV=1.05×63000/(×35)=1091.2A10KV=1.05×63000 /(×10)=1909.59A 2、母聯(lián)斷路器回路110KV=1.05×63000/(×110)=347.2A 3、分段斷路器回路10KV=1.05×63000 /(×10)=1909.59A 35KV=1.05×63000/(×35)=1091.2A4、饋線回路10KV電纜線= /cos=2000/(×10×0.8

53、)=144.34A35KV電纜線= /cos=2000/(×35×0.8)=41.24A表1.7 最大持續(xù)工作電流回路名稱電壓等級計算公式最大持續(xù)工作電流三相變壓器110KV=1.05=/347.235KV1091.210KV1909.59母聯(lián)斷路器110KV一般為該母線上一組變壓器的持續(xù)工作電流347.2分段斷路器10KV1909.5935KV1091.20饋線回路= /cos35KV41.2410KV144.3413.3 高壓斷路器選擇和校驗按正常運行條件進行選擇，并按各短路點三項短路條件進行校驗。主變側斷路器校驗。 1、110kv(LW61110/315040） 額定

54、短路關合電流100KA， 峰值耐受電流100KA， 短時耐受電流40KA/4S電壓=110KV =110KV電流=347.2A < =3150A 開合電流 =8.391KA <=40KA動穩(wěn)定=21.397KA<=100KA 熱穩(wěn)定 =(+10+ )/12 =8.391×4=33.564=×t=40×4=6400 < 所選 LW6110/315040型斷路器合格 2、35KV ZN85型開關柜 =40.5KV =2000A 額定短路關合電流80KA， 峰值耐受電流80KA， 短時耐受電流25KA/4S 開斷電流 31.5KA 兩臺主變分裂運

55、行： 電壓 =35KV <=40.5KV 電流 =1091.20A<=2000A 開合電流=1.353KA < =31.5KA 動穩(wěn)定 =3.450KA< =80KA熱穩(wěn)定 =(+10+ )/12=1.353×4=5.412=×t =25×4=2500< 兩臺主變并列運行 電壓 =35KV<=40.5KV 電流 =1091.20A< =2000A 開合電流 =2.198KA < =31.5KA動穩(wěn)定 =5.605KA< =80KA熱穩(wěn)定 =(+10+ )/12 =2.198×4=19.325=×t =25×4=2500< 所選ZN85型開關柜型合格3、10kv ZS1型開關柜 =12KV