最新）35KV变电站设计论文

最新）35KV变电站设计论文 最新)35KV变电站设计论文 昆明理工大学成人高等教育 毕 业 设 计论文 姓 名 张三 学 号 专 业 电气工程及自动化 年 级 学习形式函 授 夜 大? 脱 产? 学习层次高起本? 专升本 高起专? 函 授 站 昆明站 昆明理工大学成教学院 毕业设计论文任务书 学习形式 函授 专 业 电气工程及其自动化 年 级电气工程及自动化 学生姓名 张三 毕业设计论文题目35KV变电所电气部分设计 毕业设计论文内容 总降压站供电系统简况主接线的设计供电系统各处三相短路电流计算 主变压器继电保护及整定计算10kV系统单相接地保护装置10kV各出线继电保护 及整定计算变电所防雷保护规划设计中央信号装置的设计 专题子课题题目变压器保护设计 内容原理分析 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择整定计算设备选型 设计论文指导教师签字 主管教学院长签字 年 月 日 题目 35kV 变电所电气部分初步设计 设计作者 学 校 昆明理工大学 班 次 电气工程及其自动化2009级 姓 名 张三 指导教师 单 位 昆明理工大学 姓 名 职 称 高 级 工 程 师 目录 摘要 - 5 - 前言 - 6 - 毕业设计目的和意义 - 6 - 设计任务要求原始资料分析 - 6 - 第一章 总降压变电系统简况 - 8 - 第二章 变压器型号和参数选择 - 9 - 第2-1节 主变压器容量台数的选择原则 - 9 - 第2-2节 变压器型式的选择原则 - 11 - 第2-3节 主变压器和所用变压器的确定 - 12 - 第三章 电气主接线设计 - 13 - 第3-1节 电气主接线的设计原则 - 13 - 第3-2节 主接线的设计方案 - 14 - 第四章 短路电流计算 - 17 - 第4-1节 短路电流计算的概述 - 17 - 第4-2节 变压器及线路等值电抗计算 - 19 - 第4-3节 短路点的确定 - 20 - 第4-4节 各短路点三相短路电流计算 - 22 - 第4-5节 短路电流汇总表 - 30 - 第五章 高压电气设备选择 - 30 - 第5-1节 高压电气选择的一般标准 - 30 - 第5-2节 35KV侧断路器和隔离开关的选择和校验 - 31 - 第5-3节 高压熔断器的选择 - 34 - 第5-4节 高压电器选择成果汇总表 - 35 - 第六章 主变压器继电保护及整定计算 - 35 - 第6-1节 变压器继电保护 - 35 - 第6-2节 短路电流计算结果表 - 37 - 第6-3节 主变继电保护整定计算及继电器选择 - 37 - 第6-4节 过电流保护 - 40 - 第6-5节 过负荷保护 - 41 - 第6-6节 冷却风扇自起动 - 41 - 第七章 10KV系统单相接地保护 - 41 - 第7-1节 10KV中性点不直接接地系统的特点 - 41 - 第7-2节单相接地保护装置工作原理 - 42 - 第7-3节 单相接地保护绝缘监察装置选择 - 42 - 第八章 10KV各出线继电保护选择及整定计算 - 43 - 第8-1节 10KV线路保护选择 - 43 - 第8-2节10KV线路继电保护整定计算 - 45 - 第九章 变电所防雷保护规划设计 - 47 - 第9-1节 变电所过电压及防护分析 - 47 - 第9-2节 变电所避雷器的配置规划与选择 - 47 - 第9-3节 变电所接地设计 - 48 - 第十章 中央信号装置设计 - 49 - 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 与体会 - 50 - 谢辞 - 51 - 参考文献 - 52 - 附录 1(变电所电气主接线图A3LJJ001-04-01 2(主变压器继电保护图A3LJJ001-04-02 3(10KV出线继电保护图A3LJJ001-04-03 4(中央信号装置接线图A3LJJ001-04-04 摘要 本设计以10KV站为主要设计对象分为任务书和说明书两部分同时附有电气主接线图主变压器继电保护图10KV出线继电保护图和中央信号装置接线图进行说明该电所设有一台主变站内主接线分为35KV和10KV两个电压等级两个电压等级均采用单母线的接线方式 本次设计中进行了电气主接线的论证短路电流计算主要电气设备的选择及校验包括断路器隔离开关电流互感器电压互感器 关键词 变电所 短路电流 继电保护 电气主接线 前言 毕业设计目的和意义 毕业设计是培养综合素质和工程实践能力的教育过程对自己思想品德工作 态度工作作风和独立工作能力具有深远的影响毕业设计的目的意义是 1通过毕业设计的训练使自己进一步巩固加深所学的基础理论基本技能和专业知识使之系统化综合化 2培养独立工作独立思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力结合课题的需要可培养独立获取新知识的能力 3通过毕业设计加强对文献检索与翻译计算绘图实验方法数据处理编辑设计文件使用 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化手册规程等最基本的工作实践能力的培养 4通过学习毕业设计的训练使自己树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点树立起严谨负责实事求是刻苦钻研勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风 设计任务要求原始资料分析 1(设计任务要求 1设计内容包括变电所总降压站供电系统简况电气主接线优化设计绘制电气主接线图供电系统各处三相短路电流计算主变压器继电保护及整定计算10kV系统单相接地保护装置10kV各出线继电保护及整定计算变电所防雷保护规划设计中央信号装置的设计 2要求绘制电气主接线图主变压器继电保护图10KV出线继电保护图和中央信号装置接线图 2(设计原始资料分析 1 设计参数 系统电源距总降压站25km采用35kVLGJ70架空线线间几何均距apj 35m对总降压站输电系统电源35kV最大三相短路容量Sx 1000MVA最小三相短路容量 Sxmin 500MVA 总降压站采用SFL11000035主变一台 10kV有6路架空线对数个工厂供电线间几何均距为ajp 15m有关数据如下 编号 导线型号 长度 最大负荷电流 L1 LGJ50 10km 80A L2 LGJ50 8km 70A L3 LGJ70 10km 95A L4 LGJ70 15km 90A L5 LGJ35 5km 50A L6 LGJ35 9km 60A 2 设计自然条件海拔 1200m 污秽等级2地震裂度 6级最高气温 35 C最低气温 -5 C平均温度 19 C最大风速18ms其他条件不限 第一章 总降压变电系统简况 变电站类型35KV地方降压变电站 电压等级35KV10KV 负荷情况6条10KV出线的最大负荷分别为80A70A95A90A50A60A 进出线情况35KV侧 1回进线 10KV侧 6回出线 系统情况 135KV侧基准值MVA KV KA 210KV侧基准值MVA KV KA 线路参数 35KV线路为LGJ-70长度25km其参数为 输电线路标幺值 电源电抗标幺值计算 气象条件 最热平均气温30? 第二章 变压器型号和参数选择 第2-1节 主变压器容量台数的选择原则 主变压器容量台数直接影响主接线的的形式和配电装置的结构它的确定应综合各种因素进行分析做出合理的选择 台数的确定 对城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下变电所以装设两台主变压器为宜 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所可考虑装设3台主变压器 对不重要的较低电压等级的变电所可以只装设一台主变压器主变压器容量的确定 变压器容量和它所在电网功能相适应一般情况下单位容量MVA费用系统短路容量运输条件等都是影响选择变压器容量时的因素具体选择时可遵循以下原则应满足全部用电设备总计算负荷的需要即 2装有两台主变压器的变电所 每台变压器的容量应满足以下几个条件 ?任一台变压器单独运行时宜满足计算负荷的大约60,70的需要即 ?任一台变压器单独运行时应满足全部一二级负荷的需要即 ?适当考虑今后5-10年电力负荷的增长留有一定的余地干式变压器的过负 荷能力较小更宜留有较大的裕量电力变压器额定容量是在一定温度条件下例如户外安装年平均气温为20?的持续最大输出容量出力如果安装地点的年平均气温?时则年平均气温每升高1?变压器容量相应地减少1 因此户外电力变压器的实际容量出力为 因此户内电力变压器的实际容量出力为 本变电所只有一台变压器6条出线的最大总负荷电流为807095905060 355A KVA 考虑到今后发展的需要选择容量为10000KVA的变压器 第2-2节 变压器型式的原则相数的确定 电力变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器两类三相变压器与同容量的单相变压器组相比较价格低占地面积小而且运行损耗减少12,15,因此在330kV及以下电力系统中一般都选用三相变压器 2绕组数的确定 变压器按其绕组数可分为双绕组普通式三绕组式自耦式以及低压绕组分裂式等型式当发电厂只升高一级电压时或35kV及以下电压的变电所可选用双绕组普通式变压器 当发电厂有两级升高电压时常使用三绕组变压器作为联络变压器其主要作用是实现高中压的联络其低压绕组接成三角形抵消三次谐波分量 110kV及以上电压等级的变电所中也经常使用三绕组变压器作联络变压器 当中压为中性点不直接接地电网时只能选用普通三绕组变压器 调压方式的确定 为了保证供电质量可通过切换变压器的分接头开关改变变压器高压绕组的 匝数从而改变其变比实现电压调整切换方式有两种一种是不带电压切换称为无激磁调压调整范围通常在?2×25,以内另一种是带负荷切换称为有载调压调整范围可达30,其结构复杂价格较贵 变电所在以下情况时宜选用有载调压变压器 1地方变电所工厂企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时又要求满足电能质量往往需要装设有载调压变压器 2330kV及以上变电站为了维持中低压电压水平需要装设有载调压变压器 3110kV及以下的无人值班变电站为了满足遥调的需要应装设有载调压变压器 绕组接线组别的确定 我国110kV及以上电压变压器三相绕组都采用YN联接35kV采用Y联接其中性点多通过消弧线圈接地35kV以下高压电压变压器三相绕组都采用D联接因此普通双绕组一般选用YNd11接线三绕组变压器一般接成YNyd11或YNynd11等形式近年来也有采用全星形接线组别的变压器即变压器高中低三侧均接成星形这种接线零序组抗大有利于限制短路电流也便于在中性点处连接消弧线圈缺点是正弦波电压波形发生畸变并对通信设备产生干扰同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响 冷却方式的选择 变压器的冷却方式主要有自然风冷却强迫空气冷却强迫油循环水冷却强迫油循环风冷却强迫油循环导向冷却水内冷变压器SF6充气式变压器等无激磁调压调整范围在?2×25,以内YNd11接线S9-1000035型双绕组风冷式变压器此变压器的参数为额定高压侧低压侧10KV连接组别为YNd11阻抗电压百分比 2(3(3所用变压器容量一般选择所用电负荷容量的10为保证变电所内部全部停电情况下有可靠的操作和检修电源所用变压器装于35kV进线隔离开关前面故所用变压器选择SC9-503504kV型干式变压器一台作所用微机装置及二次保护电源同时作照明及检查试验电源 第三章 电气主接线设计 变电所电气主接线根据变电所电能输送和分配的要求表示主要电气设备相互之间的连接关系以及本变电所与电力系统的电气连接关系通常以单线图表示电气主接线中表示的主要电气设备有电力变压器断路器隔离开关电压互感器电流互感器避雷器母线接地装置以及各种无功补偿装置等主接线对变电所主要设备选择和布置运行的可靠性和经济性继电保护和控制方式都有密切关系所以电气主接线设计是变电所设计的重要环节 电气主接线通常是根据变电所在电力系统中的地位和作用首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求然后根据规划容量供电负荷电力系统短路容量线路回路数以及电气设备特点等条件确定并具有相应的可靠性灵活性和经济性 第3-1节 电气主接线的设计原则 3(1(1电气主接线的基本要求可靠性灵活性经济性扩建性 3(1(2 运行的可靠性 断路器检修时是否影响供电设备和线路故障检修时停电数目的多少和停电时间的长短以及能否保证对重要用户的供电 3(1(3具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式达到调度的目的而且在各种事故或设备检修时能尽快地退出设备切除故障停电时间最短影响 范围最小并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全 3(1(4 操作应尽可能简单方便 主接线应简单清晰操作方便尽可能使操作步骤简单便于运行人员掌握复杂的接线不仅不便于操作还往往会造成运行人员的误操作而发生事故但接线过于简单可能又不能满足运行方式的需要而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电 3(1(5 经济上合理 主接线在保证安全可靠操作灵活方便的基础上还应使投资和年运行费用小占地面积最少使其尽地发挥经济效益 3(1(6 应具有扩建的可能性 电力负荷增加很快因此在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性变电站电气主接线的选择主要决定于变电站在电力系统中的地位环境负荷的性质出线数目的多少电网的结构等 第3-2节 主接线的设计方案 3(2(1电气主接线设计的基本要求 我们在比较各种电气主接线的优劣时主要考虑其可靠性灵活性经济性三个方面我们可以遵循以下原则来满足其可靠性灵活性及经济性首先在比较主接线可靠性的时候应从以下几个方面考虑 1断路器检修时能否不影响供电 2线路断路器或母线故障时以及母线或隔离开关检修时停运出线回路数的多少和停电时间的长短以及能否保证对??类用户的供电 3变电站全部停电的可能性 其次电气主接线在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理应主要从以下几个方面考虑来满足其经济性 1投资省 2占地面积小 3电能损耗少 4扩建和扩展的可能性 3(2(2 主接线方式设计 结合本变电站的实际情况35 KV无出线回路10KV侧有6回出线该变电站主要是给负荷等级较低的工厂供电故可对各电压等级侧主接线设计方案作以下处理 3(2(2(1方案拟定 方案 35KV 10KV 主变台数 方案一 双母线 单母线分段 2 方案二 单母线 单母线 1 1 单母线分段接线优点 单母线接线用断路器把母线分段对重要用户可从不同段引出两个回路由两个电源供电当一回线路故障时分段断路器自动将故障段隔离保证正常段母线不间断供电不致使重要用户停电 缺点当一段母线或母线隔离开关故障或检修时接在该段母线上的电源和出线在检修期间必须全部停电任一回路的断路器检修时该回路必须停止工作 2 双母线接线优点供电可靠通过两组母线隔离开关的倒换操作可以轮流检修一组母线而不致使供电中断一组母线故障后可以迅速恢复供电其次是调度灵活各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要通过倒换操作可以组成各种运行方式 最后就是扩建方便向双母线左右任何方向扩建均不会影响两组母线的负荷自由组合分配在施工中也不会造成原有回路停电 缺点接线复杂设备多母线故障有短时停电 3(2(2(2 电气化主接线方案的经济技术比较 主接线方案比较表 方案 要求 方案一 方案二 可靠性 可靠性高 可靠性低 灵活性 调度灵活性好各电压等级都有利于扩建和发展 调度灵活性差不利于扩建和发展 经济性 设备相对较多投资大占地面积大 设备相对较少投资少造价低 3(2(2(3 最优电气主接线方案的确定 比较可以看出两种接线方式从技术角度来看主要的区别是在可靠性方面双母线比单母线可靠性高单母线分段比单母线可靠性更高在经济性方面单母线接线简单投资较少根据变电所负荷情况考虑到经济技术可靠性确定选择第二种方案即35KV进线采用一回路输电线路10KV采用单母线供电 3(2(3主接线设计图 第四章 短路电流计算 第4-1节 短路电流计算的概述 4(1(1短路计算的目的 选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备 为了合理配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数必须对电力网发生的各种短路进行计算和分析 在设计和选择电力系统和电气主接线时为了比较各种不同方案的接线图确定是否采取限制短路电流的措施等都要进行必要的短路计算 进行电力系统暂态稳定计算研究短路时用电客户工作的影响等也包含一部分短路计算 对已发生的故障进行分析进行短路计算 4(1(2短路计算的原则 1对于335kV级电网中短路电流的计算可以认为110kV及以上的系统的容量为无限大只要计算35kV及以下网络元件的阻抗 2在计算高压电器中的短路电流时只需考虑发电机变压器电抗器的电抗而忽略其电阻对于架空线和电缆只有当其电阻大于电抗13时才需计入电阻一般也只计电抗而忽略电阻 3短路电流计算公式或计算图表中都以三相短路为计算条件因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流能够分断三相短路电流的电器一定能够分断单相短路电流或二相短路电流 4根据给定的电力系统首先确定是用标幺值的方法计算短路电流还是用实际的方法一般在有两个及以上的电压等级用标么值的方法较为用实际值方法简便因此本设计中采用标幺值法计算短路电流 4(1(2短路电流的计算依据 4(1(2(1原始数据 通过前面的一系列计算及对原始资料的分析可知安装变压器型号为S9-1000035型容量为10000kVA电压为35阻抗电压UK 7535kV25km采用LGJ-70型导线系统基准容量100MVA最大运行方式电抗标幺值Xmin 01最小运行方式电 抗标幺值X 02 4(2(2短路计算假设条件 短路从起始状态到短路稳态其短路电流受各种因素的影响变化过程是复杂的短路电流实用计算方法就是在满足工程准确等级要求的前提下采用了一些必要的假设条件将短路电流的数值较简单地计算出来其假设条件如下 1假设电力系统中在正常工作时三相是对称的 2在大的电力网中对于末端负荷线路在短路电流计算中不计负荷电流的影响在小的电网中如小水电小火电的电力网中则应计负荷的影响在短路电流计算中可按综合负荷考虑 3假设变压器的铁芯在短路过程中均来饱和它们的电抗值与电流大小无关 4输电线路的电容电路略去不计 5在被计算的电力系统中其综合电阻R?若小于综合电抗X?的则R?略去不计即R?X?这样就把复杂的复数运算变成了简单的代数运算 第4-2节 变压器及线路等值电抗计算 4(2(1电源阻抗标幺值计算 4(2(2 35KV线路阻抗标幺值计算 查相关资料得35kV LGJ-70型导线每千米电抗值 0358则25km线路电抗标幺值为 035825 0654 4(2(3变压器等值电抗标幺值计算 4(2(4 210KV出线负荷电抗标幺值计算 10kV有6路架空线对数个工厂供电线间几何均距为ajp 15m有关数据如下 编号 导线型号 长度 最大负荷电流 导线每km电抗值查表得 L1 LGJ50 10km 80A 0368 L2 LGJ50 8km 70A 0368 L3 LGJ70 10km 95A 0358 L4 LGJ70 15km 90A 0358 L5 LGJ35 5km 50A 0380 L6 LGJ35 9km 60A 0380 各出线线路电抗标幺值计算为 第4-3节 短路点的确定 在正常的接线方式下通过电气设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点比较断路器的前后短路点的计算值比较选取计算值最大处为实际每段线路上的短路点在高压电路的短路计算中通常总电抗远比总阻抗大所以一般只计电抗不计阻抗根据原始资料知系统基准容量为100MVA考虑系统最大运行和最小运行方式时短路电流计算设35KV母线短路点为K110KV母线短路点为K210KV负荷出线端短路点分别为K3K3K5K6K7K8详细短路点见下图 等值电路图如下 第4-4节 各短路点三相短路电流计算 最大运行方式 4 4 4 4 最小运行方式 4 4 4 4 由式4 由式4 kA 由式4 kA 由式4 kA 最小方式运行 由式4 由式4 kA 由式4 kA 由式4 kA 4(4(2 K2点短路电流计算 最大方式运行 由式4 由式4 kA 由式4 kA 由式4 kA 最小方式运行 由式4 由式4 kA 由式4 kA 由式4 kA 4(4(3 K3点短路电流计算 最大方式运行 K3点三相短路电流周期分量标幺值 K3点三相短路电流周期分量有效值 kA K3点三相短路全电流冲击值 kA K3点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K3点三相短路电流周期分量标幺值 kA K3点三相短路电流周期分量标幺值 kA K3点三相短路全电流冲击值 kA K3点两相短路全电流冲击值 kA 4(4(4 K4点短路电流计算 最大方式运行 K4点三相短路电流周期分量标幺值 K4点三相短路电流周期分量有效值 kA K4点三相短路全电流冲击值 kA K4点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K4点三相短路电流周期分量标幺值 K4点三相短路电流周期分量标幺值 kA K4点三相短路全电流冲击值 kA K4点两相短路全电流冲击值 kA 4(4(5 K5点短路电流计算 最大方式运行 K5点三相短路电流周期分量标幺值 K5点三相短路电流周期分量有效值 kA K5点三相短路全电流冲击值 kA K5点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K5点三相短路电流周期分量标幺值 K5点三相短路电流周期分量标幺值 kA K5点三相短路全电流冲击值 kA K5点两相短路全电流冲击值 kA 4(4(6 K6点短路电流计算 最大方式运行 K6点三相短路电流周期分量标幺值 K6点三相短路电流周期分量有效值 kA K6点三相短路全电流冲击值 kA K6点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K6点三相短路电流周期分量标幺值 K6点三相短路电流周期分量标幺值 kA K6点三相短路全电流冲击值 kA K6点两相短路全电流冲击值 kA 4(4(7 K7点短路电流计算 最大方式运行 K3点三相短路电流周期分量标幺值 K7点三相短路电流周期分量有效值 kA K7点三相短路全电流冲击值 kA K7点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K7点三相短路电流周期分量标幺值 K7点三相短路电流周期分量标幺值 kA K7点三相短路全电流冲击值 kA K7点两相短路全电流冲击值 kA 4(4(8 K8点短路电流计算 最大方式运行 K3点三相短路电流周期分量标幺值 K8点三相短路电流周期分量有效值 kA K8点三相短路全电流冲击值 kA K8点两相短路全电流冲击值 kA 最小方式运行 K8点三相短路电流周期分量标幺值 K8点三相短路电流周期分量标幺值 kA K8点三相短路全电流冲击值 kA K8点两相短路全电流冲击值 kA 第4-5节 短路电流汇总表 3510kV变电所个短路点短路电流计算表 短路点 UNkV 短路基准电压UBkV 最大运行方式 最小运行方式 kA kA kAkA kA kA K1 35 37 208 180 529 183 159 466 K2 10 105 368 319 939 341 295 869 K3 10 105 116 10 296 110 095 280 K4 10 105 132 114 337 127 110 323 K5 10 105 116 10 296 113 098 289 K6 10 105 088 076 224 085 074 217 K7 10 105 171 148 435 165 143 422 K8 10 105 119 103 305 116 10 299 第五章 高压电气设备选择 第5-1节 高压电气选择的一般标准 导体和电器的选择设计必须执行国家的有关技术经济政策应做到技术先进 安全可靠运行方便和适当的留有余地以满足电力系统安全经济运行的需求 应满足正常运行检修短路和过电压情况下的需求并考虑到远景发展需要 按当地环境条件校核 应力求技术先进和经济合理 扩建工程应尽量使新老电器型号一致 选用新产品均应具有可靠的试验数据并经正式鉴定合格 第5-2节 35KV侧断路器和隔离开关的选择和校验 5(2(1开关电器的选择及校验原则 电压 电流 按断开电流选择 按短路关合电流来选择 按热稳定来选择 注 5(2(2 35KV侧断路器及隔离开关的选择 在此系统中统一取过负荷系数为15则最大电流 最热平均气温30?综合修正系数K 105 35KV侧电器选择表 计算数据 断路器型号及参数 隔离开关型号及参数 GW4-35600 UKV 35 Ue 35 Ue 35 IA 247 Ie 1000 Ie 600 Izt IF1 KA 208 INbr 165 Qk 7268 Ish 255Izt KA 529 INcl 25 Ies 42 Ies 50 5(2(3主变压器10KV侧少油断路器隔离开关选择 在此系统中统一取过负荷系数为15则最大电流 最热平均气温30?综合修正系数K 105 10KV侧电器选择表 计算数据 断路器型号及参数 隔离开关型号及参数 GN2-10600 UKV 10 Ue 10 Ue 10 IA 5456 Ie 1000 Ie 600 Izt IF1 KA 368 INbr 20 Qk 1693 Ich 255Izt KA 939 INcl 30 Ies 52 Ies 60 5(2(4电流互感器选择 5(2(4(1主变35KV侧电流互感器 准确级05 选择LCW-35型电流互感器 5(2(4(2主变10KV侧电流互感器 准确级05 选择LMC-10型电流互感器 5(2(4(3 10KV引出线电流互感器选择 编号 导线型号 长度 最大负荷电流 L-1 LGJ-50 10km 80A L-2 LGJ-50 8km 70A L-3 LGJ-70 10km 95A L-4 LGJ-70 15km 90A L-5 LGJ-35 5km 50A L-6 LGJ-35 9km 60A 根据最大负荷电流值选择LB-10型电流互感器 5(2(5 电压互感器选择 5(2(5(1主变35KV侧电压互感器选择 选择油浸式电压互感器初级绕组35次级绕组01 选择JDJ-35 5(2(5(2主变10KV侧电压互感器选择 选择油浸式电压互感器初级绕组10次级绕组01 选择JDJ-10 第5-3节 高压熔断器的选择 5(3(1 35KV侧高压熔断器选择 额定电压大于或等于电网的额定电压即 熔管的额定电流大于或等于熔体的额定电流 初选RN2-35型熔断器技术参数如下表 型号 额定电压KV 额定电流A 开断容量不小于MVA 最小切断电流有效值 最大开断电流KA RN2-35 35KV 05 1000 50 电流校验 因RN2-35是限流熔断器在电流达到最大有效值前已截断故可不计非周期分量影响采用进行校验 满足校验要求 5(3(2 10KV侧高压熔断器选择 额定电压大于或等于电网的额定电压即 熔管的额定电流大于或等于熔体的额定电流 初选RN2-10型熔断器技术参数如下表 型号 额定电压KV 额定电流A 开断容量不小于MVA 最小切断电流有效值 最大开断电流KA RN2-10 10KV 05 1000 50 电流校验 因RN2-10是限流熔断器在电流达到最大有效值前已截断故可不计非周期分量影响采用进行校验 满足校验要求 第5-4节 高压电器选择成果汇总表 电压等级 电器 35KV 10KV 10KV各出线回路 断路器 SW3-35 SN1-10 SN1-10 隔离开关 GW4-35600 GN2-10600 GN2-10600 电压互感器 JDJ-35 JDJ-10 JDJ-10 电流互感器 LCW-35 LMC-10 LB-10 熔断器 RW2-35 RN2-10 第六章 主变压器继电保护及整定计算 第6-1节 变压器继电保护 变压器为变电所的核心设备根据其故障和不正常运行的情况从反应各种不同故障的可靠快速灵敏及提高系统的安全性出发设置相应的主保护异常运行保护和必要的辅助保护如下 611主保护 变压器主保护包括瓦斯保护以防御变压器内部故障和油面降低和纵联差动保护以防御变压器绕组套管和引出线的相间短路 6111变压器瓦斯保护原理 是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障当变压器内部发生故障时电弧使油及绝缘物分解产生气体故障轻微时油箱内气体缓慢的产生气体上升聚集在继电器里使油面下降继电器动作接点闭合这时让其作用于信号称为轻瓦斯保护故障严重时油箱内产生大量的气体在该气体作用下形成强烈的油流冲击继电器使继电器动作接点闭合这时作用于跳闸并发出信号称为重瓦斯保护 6112变压器差动保护原理 是按照循环电流的原理构成在变压器两侧都装设电流互感器其二次绕组按环流原则串联差动继电器并接在回路中在正常运行和外部短路时二次电流在臂中环流使差动保护在正常运行和外部短路时不动作由电流互感器流入继电器的电流应大小相等相位相反使得流过继电器的电流为零在变压器内部发生相间短路时从电流互感器流入继电器的电流大小不等相位相同使继电器内有电流流过但实际上由于变压器的励磁涌流接线方式及电流互感器误差等因素的影响继电器中存在不平衡电流变压器差动保护需解决这些问题方法有 ?靠整定值躲过不平衡电流 ?采用比例制动差动保护 ?采用二次谐波制动 ?采用间歇角原理 ?采用速饱和变流器 本设计采用较经济的BCH-2型带有速饱和变流器的继电器以提高保护装置的励磁涌流的能力 612后备保护 包括过电流保护以反应变压器外部相间故障过负荷保护反应由于过负荷而引起的过电流 613异常运行保护和必要的辅助保护 包括温度保护以检测变压器的油温防止变压器油劣化加速和冷却风机自启动用变压器一相电流的70来启动冷却风机防止变压器油温过高 6(1(4 变压器继电保护汇总表 保护类型 电器 1 2 3 4 5 主变压器 瓦斯保护 差动保护 过流保护 过负荷保护 温度保护 第6-2节 短路电流计算结果表 运行方式 短路点 支路名称 三相短路电流I 3 dKA 两相短路电流I 2 dKA 冲击电流值IchKA 最大运行方式 K1 35KV母线 2(08 180 5(29 K2 10KV母线 3(68 319 9(39 最小运行方式 K1 35KV母线 1(83 159 4(66 K2 10KV母线 3(41 295 8(69 第6-3节 主变继电保护整定计算及继电器选择 631 瓦斯保护 轻瓦斯保护的动作值按气体容积为250300cm2整定本设计采用280 cm2重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为0615 cm2整定本本设计采用09 cm2瓦斯继电器选用FJ3-80型 632 纵联差动保护选用BCH-2型差动继电器 6321 计算Ie及电流互感器变比列表如下数据表41所示 表41 Ie及电流互感器变比 名 称 各侧数据 Y35KV Δ10KV 额定电流 I1e S U1e 165A I2E S U2e 5774A 变压器接线方式 Y Δ CT接线方式 Δ Y CT计算变比 I1e5 28585 5716 I2e5 57745 11548 实选CT变比nl 2005 40 4005 80 实际额定电流 I1en1 715A I2en2 722A 不平衡电流Ibp 722-715 007A 确定基本侧 基本侧 非基本侧 6322 确定基本侧动作电流 躲过外部故障时的最大不平衡电流 Idz1?KKIbp 1 利用实用计算式 式中KK可靠系数采用13 同型系数CT型号相同且处于同一情况时取05型号不同时取1本设计取1 ΔU变压器调压时所产生的相对误差采用调压百分数的一半本设计取 005 Δfza继电器整定匝书数与计算匝数不等而产生的相对误差暂无法求出先 采用中间值005 在最大运行方式下变压器二次母线上短路归算于基本侧的三相短路电流次 暂态值 代入数据得 Idz1 13× 1×01005005 ×368 957A 躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流 Idz1 KK Ie 2 式中KK可靠系数采用13 Ie变压器额定电流 代入数据得 Idz1 13×165 2144 A 3 躲过电流互感器二次回路短路时的最大负荷电流 Idz1 KKIL 3 式中 KK可靠系数采用13 IL正常运行时变压器的最大负荷电流 代入数据得 Idz1 13×445 5785 A 比较上述123式的动作电流取最大值为计算值 即 Idz1 957A 6323确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流 将两侧电流互感器分别结于继电器的两组平衡线圈再接入差动线圈使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值以二次回路额定电流最大侧作为基本侧基本侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下 基本侧35KV继电器动作值 IdzjsI KJXIdz1nl 代入数据得 IdzjsI 1×95780 119A 基本侧继电器差动线圈匝数 WcdjsI Awo IdzjsI 式中Awo为继电器动作安匝应采用实际值本设计中采用额定值取得60安匝 代入数据得 WcdjsI 60119 5 匝 选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较WcdjsI小而相近的数值作为差动线圈整定匝数WcdZ 即实际整定匝数WcdZ 5匝 继电器的实际动作电流 IdzjI Awo WcdZ 605 12A 保护装置的实际动作电流 IdzI IdzjINlKjx 12×401 480A 6324确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数 平衡线圈计算匝数 Wphjs? WcdzIe2JI-Wcdz 5× 722715-1 005 匝 故取平衡线圈实际匝数Wphz? 0 工作线圈计算匝数Wgz? Wphz?Wcdz 5 匝 6325计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza Δfza Wphjs?- Wphz? Wphjs? Wcdz 005-0 0055 001 此值小于原定值005取法合适不需重新计算 6326初步确定短路线圈的抽头 根据前面对BCH-2差动继电器的分析考虑到本系统主变压器容量较小励磁 涌流较大故选用较大匝数的C-C抽头实际应用中还应考虑继电器所接的电流互 感器的型号性能等抽头是否合适应经过变压器空载投入试验最后确定 6327保护装置灵敏度校验 差动保护灵敏度要求值Klm,2 本系统在最小运行方式下10KV侧出口发生两相短路时保护装置的灵敏度最 低 本装置灵敏度 Klm 0866KjxIdlminIdzl 0866×1×183048 3302 2 满足要求 第6-4节 过电流保护 641过电流继电器的整定及继电器选择 保护动作电流按躲过变压器额定电流来整定 Idz KkIe1Kh 式中Kk可靠系数采用12 Kh返回系数采用085 代入数据得 Idz 12×165085 2329 A 继电器的动作电流 Idzj Idznl 2329 40 10 A 选择整定电流范围为5,20的DL-25C 型电流继电器 灵敏度按保护范围末端短路进行校验灵敏系数不小于12 灵敏系数Klm 0866KjxId3lminIdz 0866×1×09502329 353 12 满足要求 第6-5节 过负荷保护 其动作电流按躲过变压器额定电流来整定动作带延时作用于信号 Idz KkIe1Kf 105×165085 2038 A IdzJ Idznl 2038 40 883 A 延时时限取10s以躲过电动机的自起动 当过负荷保护起动后在达到时限后仍未返回则动作ZDJH装置 第6-6节 冷却风扇自起动 Idz 07Iel 07×165 1155 A IdzJ Idznl 1155 40 5 A 即当继电器电流达到5A时冷却风扇自起动 第七章 10KV系统单相接地保护 第7-1节 10KV中性点不直接接地系统的特点 为提高系统的可靠性我国目前10KV系统采用电源中性地不接地系统10KV 架空线发生生单相接地的几率比较高由于10KV系统中性点不接地单相接地构不 成回路因此不会产生短路电流故障电流为对地不平衡电容电流的倍因此允许继 续运行一断时间这也是小电流接地系统的最大优点但是若发生单相接地故障后 电网长时间运行会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行倍即为线电压对地电容电流也提高了倍此时开口三角形感应出的电压为不接地两相相电压的向量和其大小为相电压的倍即升为线电压发生单相接地后利用电压互感器开口三角形感应出的电压进行报警但是利用电压继电器报警仍不能判断出是哪一路出线发生接地故障因此在出线处安装零序电流互感器通过高阻抗接地继电器可以判断出接地回路故障进行报警或跳闸 第7-3节 单相接地保护绝缘监察对于绝缘监察装置通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器信号继电器及监视仪表构成它由五个铁芯柱组成有一组原绕组和二组副绕组均绕在三个中间柱上其接线方式为Ynynd这种接线的优点是第一副绕组不仅能测量线电压而且还能测相电压第二副绕组接成开口三角形能反映零序电压当网络在正常情况下第一副绕组的三相电压是对称的开口三角形开口端理论上无电压当网络中发生单相金属性接地时 假设A相 网络中就出现了零序电压网络中发生非金属性单相接地时开口两端点间同样感应出电压因此当开口端达到电压继电器的动作电压时电压继电器和信号继电器均动作发出音响及灯光信号值班人员根据信号和电压表指示便可以知道发生了接地故障并判定接地相别 是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证有定时限过电流保护和反时限过电流保护本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器采用二相式继电器的不完全星形接线方式选用定时限过电流保护作为电流速断保护的后备保护来切除电流速断保护范围以外的故障其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分 8(1(2(3 10KV线路单相接地保护 对单相接地故障应在变电站母线上装设单相接地监控装置监视装置反映零序电压动作于信号当线路较多时一般在每条出线上电缆线路或有电缆引出线的架空线装设单相接地保护一般动作于信号根据安全条件要求有的电力用户如煤矿不允许长期存在一点接地运行此单相接地保护应动作于跳闸 一般常用的单相接地保护有以下两种 1零序电流保护适用故障线路的电容电流大于非故障线路的电容电流来选择故障 2零序功率方向保护当系统的总电容电流不大时可采用零序功率方向保护 8(1(2(4 10kV线路三相重合闸 配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸由于安装于末级保护上所以不需要与其他保护配合考虑的主要是重合闸的重合成功率以使用户负荷尽量少影响根据有关统计分析架空线路的瞬时性故障次数约占故障次数的70左右重合闸的成功率约50,70因而重合闸对电力系统供电可靠性起了很大的作用 重合闸整定时间 应等于线路对有足够灵敏系数的延时段保护的动作时间加上故障点足够断电去游离时间和裕度时间再减去断路器合闸固有时间 单侧电源线路的三相重合闸时间除应大于故障点断电去游离时间外还应大于断路器及操作机构 复归原状准备好再次动作的时间单侧电源线路的三相一次重合闸动作时间不宜小于1 s 8(1(2(5 10KV线路保护汇总表 保护类型 电压 1 2 3 4 10KV 电流速断保护 过流保护 零序电流 保护 三相重合闸 第8-2节10KV线路继电保护整定计算 8(2(1 线路L1速断保护整定计算 各点短路电流值 短路点 K1 K2 K3 最大运行方式下三相短路电流KA 208 368 116 最小运行方式下三相短路电流KA 183 341 110 1(保护装置一次侧动作电流整定 Kk_ 可靠系数DL型取12GL型取14 Kjx 接线系数接相上为1相差为 I 3 d被保护线路末端最大三相短路电流 选取动作电流整定范围为125,50A的DL-2150型电流继电器 2(本线路出口短路的灵敏度系数 不合格 也可按下式计算出最小保护段范围的百分值 从保护范围来看尚能满足要求可以装设 8(2(2 线路L1过流保护整定计算 8(2(2(1 过流保护计算公式 Kk_ 可靠系数DL型取12GL型取14 Kjx 接线系数接相上为1相差为 Igh被保护线路末端最大计算负荷 Kh返回系数取085 KTA电流互感器变比 A 选取电流整定范围为12,10A的DL-21C10型电流继电器其动作时限为05s选取时间整定范围为02,15的DS-21型时间继电器 8(2(2(2 过流保护灵敏度系数校验 满足需要 8(2(3 其他5条10KV线路的整定计算过程与线路L1相同此处略 第九章 变电所防雷保护规划设计 第9-1节 变电所过电压及防护分析 变电所是重要的电力枢纽一旦发生雷击事故就会造成大面积停电一些重要设备如变压器等多半不是自恢复绝缘其内部绝缘如发生闪络就会损坏设备 变电所的雷害事故来自两个方面一是雷直接击变电所二是雷击输电线路产生雷电波沿线侵入变电所 对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线对雷电侵入波的防护主要措施是阀型避雷器限制过电压幅值同时辅以相应措施以限制阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度 为了防止变电所遭受直接雷击需要安装避雷针避雷线和敷设良好的接地网装设避雷针线应该使变电所所有设备和建筑物处于保护范围内还应该使被保护物体与避雷针线之间留有一定距离因为雷击避雷针线瞬间的地电位可能提高如果这一距离不够大则有可能在它们之间发生放电这种现象称避雷针线对设备的反击或闪络逆闪络一旦出现高电位将加到电气设备上有可能导致电气设备绝缘损坏为了避免这种情况发生被保护物体与避雷针在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离 第9-2节 变电所避雷器的配置规划与选择 避雷器是一种过电压限制器它实质上是过电压能量的接受器它与别的保护设备并联运行当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作泄放大量能量限制过电压保护电气设备 在电力系统中广泛采用的主要是氧化锌避雷器氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小微安或毫安级当过电压作用时电阻急剧下降泄放过电压的能量达到保护的效果这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用的范围内 保护接地为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地它是故障的条件下才发挥作用的它所要求的接地电阻处于1,10的范围内 防雷接地用来将雷电流顺利引入大地以减小它所引起的过电压它的性质介于前两者之间它是防雷保护装置不可缺少的部分它的阻值一般在1,30的范围内 一般情况下接地电阻取10比较合适 查接地装置冲击系数与接地装置中的冲击利用系数表选用一字型号的接地体查得 式中冲击电流下的电阻工频电流下的电阻 第十章 中央信号装置设计 变电站的中央信号系统的各种信号装置分别用来表示电气设备的运行状况根据用途的不同信号装置可分为位置信号装置事故信号装置和预告信号装置中央信号系统的作用是在断路器事故跳闸时能及时发出音响信号并有光字牌显示 事故的性质而当站内装置发生故障时能及时发出音响信号并有光字牌显示故障的性质 位置信号装置一般安装在控制屏上是用来指示断路器合分位置的断路器位置信号设备用两种不同颜色的信号灯来表示一般红灯表示合位置绿灯表示分位置 事故信号的作用是在继路事故跳闸时通知值班人员断路器事故跳闸时有音响信号和光字牌信号音响信号是公用的用以引起值班人员的注意光字牌信号是独立的用以指明事故闸的性质 预告信号是当电力系统中某些装置出现不正常工作状态时用来通知运行人员的使其可以采取措施以消除这些不正常状态避免发生事故例如变压器过负荷时变压器轻瓦斯保护动作时变压器油温超过允许值时非直接接地系统的单相接地和直流系统的单极接地时都要求发预告信号中央信号系统由中央事故信号和中央预告信号两部分组成用以掌握各电气设备的工作状态当变电站的电气设备或线路发生短路继电保护装置动作使断路器自动断开时启动事故信号当发生其他不正常运行情况如电动机过负荷油温过高或小接地电流系统水利电力出版社 《发电厂电气部分》 华中工学院 范锡普 主编 电力工业出版社 《发电厂变电所电气设备》 湖南省电力学校 主编机械工业出版社 《低压电器》 西安交通大学 方鸿发 主编 中国电力出版社 《高电压技术》 浙江大学 赵智大 主编 机械工业出版社 《电力电子技术》 西安交通大学 王兆安 黄俊 主编 (西安交通大学出版社 《高电压工程》 邱毓昌等 编 水利电力出版社 《高电压技术》 周泽存 主编 水利电力出版社 《电力工程电气设计手册》 水利电力部西北电力设计院 编 昆明理工大学成人高等教育设计说明书 09电自函授专升本张三 第- 53 -页共53页