【文章內(nèi)容簡介】 件，盡量使占地面積小。 15 、電能損失小 經(jīng)濟合理地選擇主 變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。 主接線的接線方式選擇 主接線的預(yù)定方案 本次設(shè)計的變電所電壓等級為 220kV/60kV， 220kV 側(cè)進線為 4 回， 60kV側(cè)出線為 9回。 根據(jù)主接線設(shè)計必須滿足供電可靠性、保證電能質(zhì)量、滿足靈活性和方便性、保證經(jīng)濟性的原則，初步擬定以下主接線方案。 對 220kV 側(cè)和 60kV 側(cè)接線方式進行論證 （一） 220kV 側(cè) 主接線方案 方案一： 220kV 側(cè) 擬采用 雙母線接線 方式。 16 其優(yōu)點是： 可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。 檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路。當某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關(guān)進行檢修，不影響其它回路。 一組母線故障后，能迅速恢復(fù)該母線所連接回路的供電，即被切除回路可迅速恢復(fù)送電。 運行高度靈活。電源和線路可以任意分 配在某一組母線上，能夠靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式和潮流變化的要求。 擴建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴建端向左右擴建，而不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。 便于實驗。在個別回路需單獨進行實驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。 其缺點是： 任一臺斷路器拒動，將造成與該斷路器相連母線上其它回路的停電。 一組母線檢修時，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。 母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。 當母線故障或檢修時，隔離開關(guān) 作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。 在檢修任一進出線回路的斷路器時，將使該回路停電 。 方案二： 220kV側(cè) 擬采用 雙母線帶旁路接線 方式。 17 旁路母線雙母線母聯(lián)兼旁路斷路器 其優(yōu)點是： 檢修任意一條線路不需停電。 運行調(diào)度靈活。 其缺點是： 增加專用旁路斷路器和配電裝置空間 ,投資增多。 （二） 60kV 側(cè) 主接線方案 方案一 60kV 側(cè)擬采用 單母線分段接線方式 。 其優(yōu)點是： 18 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 當一段母線 發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 其缺點是： 當一段母線式母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電。 當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 擴建時需向兩個方向均衡擴建。 方案二 60kV 側(cè) 擬采用 雙母線接線 方式。 9回出線 其優(yōu)點是： 可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母 19 線上。 檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路。 當某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關(guān)進行檢修，不影響其它回路。 一組母線故障后，能迅速恢復(fù)該母線所連接回路的供電，即被切除回路可迅速恢復(fù)送電。 運行高度靈活。電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式和潮流變化的要求。 擴建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴建端向左右擴建，而不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。 便于實驗。在個別回路需單獨進行實驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。 其缺點是： 任一臺斷路器拒動，將造成與該斷路器相連母線上其它回路的停電。 一組母線檢修時，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。 母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。 當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。 在檢修任一進出線回路的斷路器時，將使該回路停電 。 根據(jù)《 220kV 變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當變電所裝有兩臺主變壓器時，220kV 側(cè)宜采用雙母線接線， 60kV 側(cè)宜采用 單母線分段接線， 當出線回數(shù)為 12 回及以上時，宜采用雙母線接 線。 本變電所在經(jīng)過經(jīng)濟性、技術(shù)上比較，結(jié)合設(shè)計任務(wù)書中的給定 60kV側(cè)出線回數(shù)為 9回的條件及對上述方案的比較。 因此， 220kV 側(cè)采用雙母線接線為接線方式， 60kV 側(cè)采用單母線分段 20 接線方式。這樣減少了投資，也便于將來的擴建。 21 第 3 章 互感器的選擇設(shè)計 電流互感器的選擇 火電廠和變電所的電流 感器的選擇應(yīng)符合 火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計技術(shù)規(guī)定 的要求，其選擇和配置應(yīng)按下列條件： ⑴ 形式：電流以互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條 件和產(chǎn)品情況選擇，對于60KV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 ⑵ 一次回路電壓 Ue≥ Ug ，一次回路電流 ≤ Ie，電力變壓器中性點，電流互感器的一次額定電流，應(yīng)大于變壓器允許的不平衡電流，一般可按變壓器額定電流的 30%選擇，安裝在放電間隙回路中的電流互感器，一次額定電流按 100A 選擇。 中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器應(yīng)按下列條件選擇和校驗： ① 由二次電流及保護靈 敏度確定一次回路起動電流 ① 按電纜根數(shù)及外徑選擇電纜式零序電流互感器窗口直徑 ③ 按一次額定電流選擇母線式零序電流互感器母線截面 ⑶ 準確等級：電流以互感器準確等級的確定需先知電流互感器二次回路所接測量儀表和繼電保護的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求最高的表計來選擇。 電壓互感器選擇 電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： （ 1）型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇： ① 60KV配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。 ② 110KV 以上配電裝置，當容量和準確等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。 ③ SF6 全封閉組合電器的電壓互感器采用電磁式，在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時 22 （ 2）電壓互感器一次額定電壓應(yīng)允許177。 10%的波動范圍，二次電壓應(yīng)根據(jù)使用情況選擇。 （ 3）準確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定，在電壓互感 器二次回路，同 一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應(yīng)按要求準確等級的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確等級。 （ 4）電壓互感器二次負荷容量應(yīng)大于或等于二次負荷的容量。 23 第 4 章 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃 總則 1．繼電保護和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，當確定其配置和構(gòu)成方案時，應(yīng)綜合考慮以下幾個方面： （ 1）電力設(shè)備和電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點和運行特點； （ 2）故障出現(xiàn)的概率和可能出現(xiàn)的結(jié)果； （ 3）電力系統(tǒng)近期發(fā)展情況； （ 4）經(jīng)濟上的合理性； （ 5）國內(nèi)和 國外的經(jīng)驗。 2．繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。確定電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)，廠站主接線和運行方式時，必須與繼電保護和安全自動裝置的配置統(tǒng)籌考慮，合理安排。繼電保護和安全自動裝置的配置方式，要滿足電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站接線的要求，并考慮電力網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性。對導(dǎo)致繼電保護和安全自動裝置不能保證電力系統(tǒng)安全運行的電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式、廠站主接線形式、變壓器接線方式和運行方式，應(yīng)限制使用。 3．為便于運行管理和有利于性能配合，同一電力網(wǎng)或同一廠站內(nèi)的繼電保護和自動裝置的型式，不宜品種過多。 一般規(guī)定 1．電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運行保護裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時可再增設(shè)輔助保護。 2．繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。 （ 1）可靠性是指保護該動作時應(yīng)動作，不該動作時不動作； 24 （ 2）選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護切除故障，當故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障； （ 3）靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 （ 4）速 動性是指保護裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等。 3．制定保護配置方案時，對稀有故障，根據(jù)對電網(wǎng)影響程度和后果應(yīng)采取相應(yīng)措施，使保護能按要求切除故障。對兩種故障同時出現(xiàn)的稀有情況，僅保證切除故障。 4．在各類保護裝置接于電流互感器二次繞組時，應(yīng)考慮到既要消除保護死區(qū)，同時又要盡可能減輕電流互感器本身故障時所產(chǎn)生的影響。 5．當采用遠后備方式時，變壓器后面發(fā)生短路，以及在電路助增作用很大的相鄰線 路上發(fā)生短路的情況下，如果為了滿足相鄰保護區(qū)末端短路時的靈敏性要求，將使保護過分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實現(xiàn)時，可以縮小后備保護作用的范圍。 6．如由于短路電流衰減，系統(tǒng)振蕩和電弧電阻的影響，可能使帶時限的保護拒絕動作時，應(yīng)根據(jù)具體情況，設(shè)置按短路電流或阻抗初始值動作的瞬時測定回路或采取其他措施。但無論采用哪種措施，都不應(yīng)引起保護誤動作。 7．電力設(shè)備或電力網(wǎng)的保護裝置，除預(yù)先規(guī)定的以外，都不允許因系統(tǒng)振蕩引起誤動作。 8．在電力系統(tǒng)正常運行情況下，當電壓互感器二次回路斷線或其他故障能使保護誤動作時，應(yīng)裝設(shè)斷線閉 鎖或采取其他措施，將保護裝置解除工作并發(fā)出信號。當保護不致誤動作時，應(yīng)設(shè)有電壓回路斷線信號。 25 9．為了便于分別校驗保護裝置和提高其可靠性。主保護和后備保護宜做到回路彼此獨立。 10．采用交流操作的保護裝置時，短路保護可由被保護電力設(shè)備或線路的電流互感器取得操作電源，變壓器的瓦斯保護、中性點非直接接地電力網(wǎng)的接地保護和自動低頻減載等，可由電壓互感器或變電所所用變壓器取得操作電源。必要時，可增加電容儲能作為跳閘的后備電源。 電力變壓器保護 本次設(shè)計中雙繞組變壓器的保護： （ 1）瓦斯保護：對變壓器內(nèi)部的 匝間短路、內(nèi)部放電、內(nèi)部進入氣體進行保護并作為非電器量保護。 縱聯(lián)差動保護：對變壓器內(nèi)部的和引出線、套管短路故障進行保護，并作為主保護； （ 2）復(fù)合電壓起動的過電流保護，負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護，對由外部相間短路引起的變壓器過電流進行保護，并作為后備保護； （ 3）零序電流保護及零序間隙電流保護； （ 4）對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。 母線保護 220kV母線： （ 1）裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的母線保護； （ 2）斷路器失靈保護； （ 3）非全相運行保護。 60kV 母線： 26 （ 1）不完全電流差動式母線保護； （ 2）母聯(lián)斷路器保護； （ 3）斷路器失靈保護。 線路保護 220kV 線路配置兩套微機保護，包括零序電流保護、縱聯(lián)保護、距離保護、綜合自動重合閘。 66kV 線路配置距離保護、過流保護、方向保護、平衡保護。 所用變配置 瓦斯保護 ,過流保護。 安全自動裝置 （一）一般規(guī)定： 在電力系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)安全自動裝置，以防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴大，造成大面積停電，或?qū)χ匾脩舻墓╇婇L時間中斷。 電力系統(tǒng)安全自動裝置，是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常運行時，起控制作用的自動裝置。 安全自動裝置因滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。 （二）自動重合閘裝置： 220kV 線路配置綜合重合閘裝置。 60kV 線路配置三相一次自動重合閘裝置。 主變壓器配置三相一次自動重合閘。 60kV 側(cè)母線和 220kV 側(cè)母線采用母線重合閘裝置。 27 裝設(shè)故障濾波器。 （三）自動投入裝置： 應(yīng)裝設(shè)備用電源和備用設(shè)備的自動投入裝置。 28 第 5 章 短路電流的 計算