【正文】 安裝地點 保護分類 保護類型 動作條件 動作結(jié)果 故障范圍 10kV 側(cè)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(yù)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 1~2 小時，不必立即跳閘 后備保護 過負荷保護 線路產(chǎn)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(jīng)延時作用于信號 39 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 8 防雷與接地方案的設(shè)計 防雷保護 直擊雷保護 直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過電壓，又稱直擊雷。 7 繼電保護的配置 繼電保護基本 知識 在變電所的設(shè)計和運行中，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運行的可能性，如設(shè)備的相間短路、對地短路及過負荷等故障。 (1).110kV 選擇： Y5W84/197(變壓器 ) 110kV 選擇： Y10W100/260(母線側(cè) ) (2).10kV 選擇： 高壓配電裝置的選擇 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 （ 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行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。 (3).動穩(wěn)定校驗 L: 母線采取水平排列平放 則 W=bh2/6=10 632/6=6615(mm3) = 106 m3 相鄰支柱間跨距取 L= 相間母線中心距離取 a= σ max= ish2 aWL102 = ???? = 106(pa) σ max＜σ y=70 106pa 滿足動穩(wěn)定要 求。 ① 動穩(wěn)定校驗 所選隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流 100kA 短 路沖擊電流 ish= idw＞ ish,動穩(wěn)定滿足要求。 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 (1).為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。 (2).斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便進出線不停電檢修。則短路持續(xù)時間 t=++=。 因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于 1s而忽略不計 則 短路熱效應(yīng) Qk=I2t= 2= 允許熱效應(yīng) Ir2t= 3= Ir2t＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 =＞ I=，則斷 流能力滿足要求。 (6).熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tk時間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。 設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 1 高壓斷路器基礎(chǔ)知識 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。 環(huán)境條件 環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。 1長期工作條件 (1).電壓 選用電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運行電壓 Ug， 即 :Umax≥ Ug (2).電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流 Ig，即 :Ie≥ Ig 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程 實際情況，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。 (3)應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。 圖 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 將三角形化為 Y形可得其系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： 圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線等效圖 各 短路 點電流 短路 電流 計算 d1 點短路時， Up=115kV,等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 （ 3）方案確定： 10kV 側(cè)采用單母線分段接線，供電距離短，且對重要負荷采用雙回路供電。 （ 3） 方案確定 從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足 110kV級供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴建方便的優(yōu)點， 但由于斷 路器經(jīng)過長期運行和切斷次數(shù)都需要檢修，為了使檢修時不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。 ② 任一出線斷路器故障時，通過倒閘操作，可在較短時間內(nèi)恢復(fù)對該線路的供電。當(dāng) 110kV線路 6 回及以上， 35～ 6kV 線路 8回及以上時，可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 （ 4） 大型機組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與后果。 主接線設(shè)計的基本要求 所謂可靠性是指主接線能可靠的運行工作，以保證對用戶不間斷供電。 13 （ 3） 考慮負荷的重要性和分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響 對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。 12 所以主變壓器的 110kV 側(cè)中性點采用直接接地方式， 10kV 側(cè)中性點采用不接地方式。 普通型和自耦型的選擇 自耦變壓器是一種多繞組變壓器，其特點就是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。 主變壓器型式的選擇 相數(shù)的選擇： 變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 10 （ 2）主變壓器容量一般按變電所、建成后 5～ 10年的規(guī)劃負荷選擇，并 適當(dāng)考慮到遠期的負荷發(fā)展。 對供電的可靠性非常重要。 環(huán)境 站區(qū)附近無污染源 原始資料分析 要設(shè)計的變電站由原始資料可知有 110 千伏， 10 千伏兩個電壓等級。 electrical equipment。 。 本本科畢業(yè) 設(shè)計 題 目 110kv 變電站設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)名稱 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師 2 110kv 變電站設(shè)計 摘要 變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)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，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的場所。 。 main wiring。由于該變電站是在農(nóng)網(wǎng)改造的大環(huán)境下設(shè)計的，所以一定要考慮到農(nóng)村的實際情況。 9 如計算負荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和 導(dǎo) 線電纜處過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負荷計 算 的重要性。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。一臺三相變 壓器比三臺單相 11 變壓器組成的變壓器組，其經(jīng)濟性要好得多。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面積和損耗，所以與同容量、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟效 益非常顯著。 根據(jù) 110KV 變電所設(shè)計指導(dǎo)，以上選擇符合系統(tǒng)對變電所的技術(shù)要求，兩臺相同的變壓器同時投入時，可選擇型號為 SF925000/110 的主變，技術(shù)參數(shù)如下： 表 主變壓器的技術(shù)參數(shù) 型號 高壓 /kv 低壓/kv 空載電 流 /% 空載損耗 /kW 負載電 流 /A 阻抗電壓 /% 連接組 別 SF925000/110 110177。三級負荷一般只需一個電源供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐，經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。 14 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個方面： （ 1） 操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。 （ 2）占地面積少。 110kV 側(cè)主接線設(shè)計 （ 1）初選方案 因本所 初期設(shè)計 2回進線 2回出線，最終 2 回進線 4回出線 ，故 110kV變電站電氣主接線 可 采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。進線斷路器故障時，不重要負荷停電時間較長。 綜合比較，本次設(shè)計在 110kV 母線上采用單母線分段 帶旁路母線 接線的形式。接線簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，為以后的發(fā)展和擴建奠定了基礎(chǔ)。 1 1 0 k V0 . 0 5 6EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 6 7 E= 圖 d1 點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖 1 1 0 k V0 . 0 5 6①②0 . 0 1 20 . 0 2 40 . 0 60 . 2 80 . 0 5 31 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V④③EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 1 21 1 0 k V1 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V0 . 0 5 60 . 0 4 0 . 0 20 . 0 30 . 0 60 . 0 60 . 5 3①②③④ 20 等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標幺值： 0 4 5 ]0 1 )0 5 1 () 2 [(*1 ??????X 次暫態(tài)短路電流標么值： *I? = ?*I = *11X= = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? = avBUSI3*?= ??? 沖擊電流為： kAkII imch ??????? kim—— 沖擊系數(shù)，取 。 (4)同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。電氣設(shè)備選擇短路點編號 基值電壓UB (kV) 基值電流iB (kA) 短路電流標幺值 (kA) 短路電流有名值 (kA) 短路電流沖擊值ich (kA) 電流最大有 效值 Ioh (kA) 1d 115 2d 3d 115 4d 115 24 的一般原則為： (1)應(yīng)滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發(fā)展。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。按照規(guī)程上的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40186。高壓斷路器 主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運 26 行，起保護作用。 (7).動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。 ② 短路關(guān)合電流的校驗 在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和遭受電動力的損壞。 以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用 OFPT(B)110 斷路器。 則 Qd=Qz= = 允許熱效應(yīng) Ir2t=252 4= 由于短路時間大于 1s,非周期分量可忽略不計 則 Qd=Qz= ，由于 Ir2t＞ QK，所以熱穩(wěn)定滿足要求 從以上校驗可知該斷路器滿足要求，所以確定選用 SN910 真空斷路器。 30 (3).中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。 (2).該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外式。 ② 熱穩(wěn)定校驗