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國(guó)泰220kv一次降壓變電所電氣部分的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-wenkub

2023-07-11 02:52:31 本頁(yè)面
 

【正文】 約為主。(3)變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致,否則不能并列運(yùn)行,電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“△”型,高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來(lái)確定。 主變選擇的原則 主變臺(tái)數(shù)的確定為了保證供電的可靠性,變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變,但一般不超過(guò)兩臺(tái)主變,當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證共電時(shí),可裝設(shè)一臺(tái)主變。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí),應(yīng)考率裝備用相,當(dāng)主變超過(guò)一組且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%時(shí),可不裝設(shè)備用相。(4)本次設(shè)計(jì)的變電所,電壓等級(jí)為220/60kV為一次降壓變電所以應(yīng)采用雙繞組變壓器。同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器的級(jí)別不宜太多,應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā),推行系列化,標(biāo)準(zhǔn)化。如果重要負(fù)荷超過(guò)70%,則按原始資料中的百分比代替70%計(jì)算,來(lái)確定主變壓器的額定容量。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。 變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位,變電所的規(guī)劃容量,負(fù)荷性質(zhì),線路,變壓器連接元件總數(shù),設(shè)備特點(diǎn)的條件確定。變電所可以分為樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所和中間變電所,它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同,對(duì)主接線的可靠性靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同,例如:當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí),是否允許線路、變壓器停運(yùn);當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路,變壓器的數(shù)量等,都直接影響主接線的形式。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)就是運(yùn)行實(shí)踐,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn),對(duì)以往所采用的主接線,經(jīng)過(guò)優(yōu)選。評(píng)價(jià)主接線的標(biāo)志是:(1)斷路器檢修時(shí)是否影響供電(2)線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí),停運(yùn)線路的回?cái)?shù)與停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短,以及能否保證對(duì)重要用戶供電(3)變電所全部停電的可靠性(4)有些國(guó)家以每年用戶不停電時(shí)間的百分比來(lái)表示供電所的可靠性,先進(jìn)的指標(biāo)都在99%以上。 主接線的確定 對(duì)原始資料的分析根據(jù)任務(wù)書(shū)上所給的原始資料可知,本次設(shè)計(jì)的變電所的電壓等級(jí)為220/60kv,為一次降壓變電所的目的主要是為重工業(yè)城市的工業(yè)區(qū)工廠供電(有重要負(fù)荷)。 優(yōu)點(diǎn):1)接線簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì),方便;2)用斷路器把母線分段后,可以進(jìn)行分段檢修,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;3)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。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)》所述,有可能停電檢修斷路器,并且60kV側(cè)所有用戶都為雙回路供電,因此可不設(shè)旁路母線。綜上所述,雖然本次設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中,所有用戶都有重要負(fù)荷,但都為雙回路供電,雙母線接線就可以滿足供電可靠性與靈活性。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。三相系統(tǒng)中短路的基本類型有:三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路。根據(jù)線路電流的變化情況,通常把電力系統(tǒng)分為無(wú)限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)兩大類。(3)為繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試提供依據(jù)。(3)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流,一般按三相短路驗(yàn)算。某些物理量可以用標(biāo)么值相等的的另一些物理量來(lái)代替,如I=S,這是標(biāo)么值的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如果發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)之間的電氣距離很大時(shí),不同類型發(fā)電機(jī)的特性引起短路電流變化規(guī)律的差異受到極大的削弱,在這種情況下,可以將不同類型的發(fā)電機(jī)合并起來(lái)。按短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn),設(shè)備的額定電壓必須不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓,額定電流必須不低于流過(guò)設(shè)備的最長(zhǎng)期負(fù)荷電流。(4)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。(2)高壓電器應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用的環(huán)境條件要求。避雷器、電壓互感器的額定電壓應(yīng)符合所在回路的工作電壓。(3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)所謂熱穩(wěn)定校驗(yàn)是指穩(wěn)態(tài)短路電流在假想時(shí)間內(nèi)通過(guò)高壓電器時(shí),其各部分發(fā)熱量不會(huì)使高壓電器超過(guò)規(guī)定的最大容許溫度,即:t≥ ()式中 —短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng); —電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流。高壓斷路器的工作最為繁重,地位最為關(guān)鍵,結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。一般取斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間(繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器固有分閘分閘時(shí)間之和)的短路電流作為校驗(yàn)條件。220kV側(cè)選擇GW7220D(W)和GW220G型隔離開(kāi)關(guān),60kV側(cè)選擇GW560G型隔離開(kāi)關(guān)。鋼芯鋁絞線適用于架空電力線路作為輸送電能之用。(2)當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí),應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇較大截面的導(dǎo)線。(1)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇對(duì)于全年平均負(fù)荷較大,母線較長(zhǎng),傳輸容量也較大的回路,均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 電流互感器電流互感器應(yīng)按高壓電器選擇的一般要求進(jìn)行選擇,并補(bǔ)充說(shuō)明如下:(1)電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種,一般弱電系統(tǒng)用1A,強(qiáng)電系統(tǒng)用5A,當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)亦可考慮用1A。為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度,互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。電流互感器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)只對(duì)本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行。兩個(gè)電壓等級(jí)均選用串級(jí)式瓷絕緣電壓互感器。因此,可由不同單件組成各種電壓等級(jí)的避雷器,如FZ—35型避雷器是由兩個(gè)FZ—15型避雷器串聯(lián)而成。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過(guò)零值時(shí),根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高,將使其保護(hù)特性變壞;工頻放電電壓太低,意味著滅弧電壓太低,將會(huì)造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。在防雷計(jì)算中以5kA下的殘壓作為避雷器的最大殘壓(6)保護(hù)比。 避雷器的配置閥型避雷器的安裝位置和組數(shù),應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度,并結(jié)合配電裝置的接線方式確定。(2)旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器,應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí),避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。(6)自耦變壓器必須在其兩個(gè)自耦繞組出線上設(shè)置避雷器,并應(yīng)接在變壓器與斷路器之間。(8)連接在變壓器低壓側(cè)的調(diào)相機(jī)出線處宜裝設(shè)一組避雷器。 避雷器的參數(shù)型號(hào)系統(tǒng)額定電壓/kV避雷器額定電壓/kV持續(xù)運(yùn)行電壓/kV雷電沖擊殘壓/kV操作沖擊殘壓/kV備注Y10W216/526220216146562478標(biāo)稱放電電流為10AY5W69/224636963221188標(biāo)稱放電電流為5AY—金屬氧化鋅避雷器;10(5)標(biāo)稱放電電流(kA); W結(jié)構(gòu)特征,無(wú)間隙 避雷器的參數(shù)型號(hào)額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊放電電壓/kV(~2)小于沖擊殘壓/kV(不大于)不小于不大于3kA5kAFZ110J110100224268310332350Y—金屬氧化鋅避雷器;10(5)標(biāo)稱放電電流(kA); W結(jié)構(gòu)特征,無(wú)間隙5 配電裝置 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距 概述配電裝置是按主接線要求由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x表、母線和必要的輔助設(shè)備等組成。高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電盤(pán)和配電箱等均是成套配電裝置。(4)房屋建筑投資較大。(4)占地面積小。在特殊情況下,如當(dāng)大氣中含有腐濁性氣體或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)的35~110kV也可以采用屋內(nèi)配電裝置。對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置,在各種間隔距離中,最基本的是帶電部分對(duì)接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距,即A和A值。屋內(nèi)配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于下表1所列數(shù)值。應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。中型配電裝置大都采用懸掛式軟母線,母線所在水平面高于電氣設(shè)備所在水平面,但近年來(lái)硬母線采用日益增多。高型布置中母線、隔離開(kāi)關(guān)位于斷路器之上,主母線又在隔離開(kāi)關(guān)之上,整個(gè)配電裝置的電氣設(shè)備形成了三層布置,而半高型的高度則處于中型和高型之間。因此,節(jié)約用地是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的一項(xiàng)帶戰(zhàn)略性的方針。(3)便于檢修和安裝對(duì)于各種型式的配電裝置,都要妥善考慮檢修和安裝條件。 設(shè)計(jì)要求 滿足安全凈距的要求屋外配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于表52所列數(shù)值。4)配電裝置的設(shè)計(jì)必須考慮分期建設(shè)和擴(kuò)建過(guò)渡的便利。為保證檢修人員在檢修電器及母線時(shí)的安全,電壓為63kV及以上的配電裝置,對(duì)斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)和線路隔離開(kāi)關(guān)的線路側(cè),宜配置接地刀閘。中型配電裝置按照隔離開(kāi)關(guān)的布置方式又分為普通中型和分相中型兩種。 (2)導(dǎo)線的弧垂和跨距在分相中型配電裝置中,進(jìn)出線弧垂一般采用2米,一般將母線跨距限制為23個(gè)間隔,即3040米左右。(5)電纜溝屋外配電裝置中電纜溝的布置,應(yīng)使電纜所走的路徑最短。60kV側(cè)采用普通中型布置方式。 繼電保護(hù)的基本要求 (1)電力設(shè)備和線路的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù),必要時(shí)可裝設(shè)輔助保護(hù)。 3)輔助保護(hù):為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。 2)選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路的保護(hù)切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)拒動(dòng)時(shí)由相鄰設(shè)備或線路保護(hù)切除故障。當(dāng)確定其配置方案和構(gòu)成方案時(shí),應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面: (1)設(shè)備和電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特點(diǎn); (2)故障出現(xiàn)的概率和可能造成的后果; (3)電力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況; (4)經(jīng)濟(jì)上的合理性。變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài):過(guò)負(fù)荷、油箱漏油造成的油面降低、表面油溫過(guò)高、外部短路引起的過(guò)電流、電壓降低或頻率升高引起的變壓器過(guò)勵(lì)磁。重瓦斯保護(hù)作用于斷路器跳閘,為變壓器的主保護(hù);輕瓦斯作用于信號(hào)。零序電壓元件的電壓由本側(cè)電壓互感器的開(kāi)口三角取得,動(dòng)作電壓值按躲過(guò)正常運(yùn)行情況下的不平衡電壓整定。 3)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,促使絕緣老化,影響繞組絕緣壽命。在變電所中為減少短路容量,應(yīng)考慮裝設(shè)母線保護(hù)。 保護(hù)由兩段構(gòu)成:第一段采用無(wú)時(shí)限或帶時(shí)限的電流速斷,當(dāng)靈敏性不符合要求時(shí),可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù);第二段采用過(guò)電流保護(hù),當(dāng)靈敏性不符合要求時(shí),可將一部分負(fù)荷較大的配電線路接入差動(dòng)回路,以降低保護(hù)的起動(dòng)電流。其中相差高頻保護(hù)常用作250km以下的220kV線路的專用全線快速保護(hù)??梢愿鶕?jù)實(shí)際系統(tǒng)特點(diǎn)采用距離保護(hù)作為相間故障和兩點(diǎn)接地短路的主要保護(hù)。(2)高壓輸電線路上采用自動(dòng)重合閘,可提高并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。它能簡(jiǎn)單、可靠地完成規(guī)定的重合閘動(dòng)作,滿足系統(tǒng)要求。即線路上發(fā)生單相故障時(shí),實(shí)現(xiàn)單相重合閘;發(fā)生相間故障時(shí),實(shí)現(xiàn)三相重合閘。(3)備用電源自動(dòng)投入裝置只允許將備用電源投入一次。本次設(shè)計(jì)中只重點(diǎn)介紹雷電過(guò)電壓保護(hù)。 防雷設(shè)計(jì)要求和所需資料(1)雷電過(guò)電壓保護(hù)類別1)防止雷電直擊于電氣設(shè)備上,一般采用避雷針,避雷線進(jìn)行保護(hù)。(3)裝設(shè)避雷針的基本原則1)一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi),既要求避雷針高于被保護(hù)物,且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn),以保證雷擊避雷針,而被保護(hù)物免遭雷擊。(4)避雷針保護(hù)范圍計(jì)算1)單支避雷針單支避雷針的保護(hù)范圍。兩針之間的保護(hù)范圍可利用下式求得=- () =() ()式中 避雷針的高度,m;兩針間聯(lián)合保護(hù)范圍上部邊緣得最低點(diǎn)的高度,m;2在高度的水平面上,保護(hù)范圍的最小寬度,m 求得后,即可在水平面的中央畫(huà)出到兩針連線的距離為的兩點(diǎn),從這兩點(diǎn)向兩支避雷針在層面上的半徑為的圓形保護(hù)范圍作切線,便可得到這一水平面上的聯(lián)合保護(hù)范圍。如各邊的保護(hù)范圍最小寬度均大于0,則多邊形中間全部面積都處于聯(lián)合保護(hù)范圍之內(nèi)。%;低壓:63空載電流(%)空載損耗(kW)78負(fù)載損耗(kW)270阻抗電壓(%)連接組標(biāo)號(hào)YN,d112 短路電流計(jì)算 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)等值電路圖 系統(tǒng)等值電路圖 各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算取基準(zhǔn)容量,基準(zhǔn)電壓,則各元件電抗標(biāo)幺值為系統(tǒng):發(fā)電機(jī): () 變壓器: () 線路: () 點(diǎn)短路電流計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) (1)將系統(tǒng)等值電路進(jìn)行化簡(jiǎn),3號(hào)發(fā)電機(jī)和變壓器的等值電抗進(jìn)行合并,系統(tǒng)和線路6進(jìn)行合并,線路8進(jìn)行合并,網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖(a);將電抗4串聯(lián),網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖(b)。(2)最大持續(xù)工作電流選擇: () 滿足要求。(6)熱穩(wěn)定校驗(yàn):由于=4s1s,故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng)= = = ()滿足熱穩(wěn)定要求。(2)最大持續(xù)工作電流選擇:滿足要求。(6)熱穩(wěn)定校驗(yàn):由于=4s1s,故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng),滿足熱穩(wěn)定要求。(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn): ,=滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。(2)最大持續(xù)工作電流選擇: 滿足要求。220kV配電裝置采用JDCF220電壓互感器,60kV配電裝置采用JDC560電壓互感器。 電流互感器的選擇 220 kV側(cè)電流互感器選擇由于最大持續(xù)工作電流,電網(wǎng)額定電壓,查詢相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)可選擇型電流互感器,: 220kV側(cè)電流互感器參數(shù)型號(hào)二次負(fù)荷(VA)1額定電流比(A)6001200/5
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