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正文內(nèi)容

步設(shè)計(jì)14006變電站電氣部分初畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-26 13:40 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 導(dǎo)體尺寸(mm)導(dǎo)體截面導(dǎo)體最高允許溫度為下值時(shí)的載流量(A)截面系數(shù)慣性半徑(cm)慣性矩J+70176。+80176。ф120/110180627822377299 110kV側(cè)母線選擇(1)選用LGJ400/25型鋼芯鋁鉸線(2)母線的參數(shù)如下表所示:標(biāo)稱截面鋁/鋼外徑(mm)計(jì)算截面直流電阻不大于長期允許載流量(A)鋁鋼總計(jì)+70176。+80176。400/25879882 10kV側(cè)母線及支柱絕緣子和穿墻套管選擇 10kV側(cè)母線選擇(1)選用雙條豎直放置硬銅母線(2)母線的參數(shù)如下表所示:導(dǎo)體尺寸條數(shù)放置方式長期允許載流量(A)兩條豎放 10kV側(cè)支柱絕緣子選擇 支持軟母線應(yīng)選用懸式絕緣子,支持硬母線應(yīng)選用支柱絕緣子。 (1)懸式絕緣子 根據(jù)所在電網(wǎng)的電壓選擇絕緣子的額定電壓,并根據(jù)電壓等級(jí)選擇絕緣子片數(shù)。 (2)支柱絕緣子 選擇型式 根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、環(huán)境,選擇屋內(nèi)、屋外式或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。 選擇額定電壓 支柱絕緣子的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓。 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 ―絕緣子底部導(dǎo)體距導(dǎo)體水平中心線的高度 ―絕緣子高度 ―絕緣子抗彎破壞強(qiáng)度 ―發(fā)生短路時(shí),絕緣子受力 選取ZC10F型戶內(nèi)式支柱絕緣子 支柱絕緣子的參數(shù)如下表所示:型號(hào)額定電壓(kV)絕緣子高度(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷(kN)ZC10F10225 10kV側(cè)穿墻套管選擇(1)選取CWWL10/31502型穿墻套管(2)穿墻套管的參數(shù)如下表所示:型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)套管長度(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷(kN)CLD1010400048020 10kV出線電纜的選擇(1)選取標(biāo)稱截面為的JKYJ10單銅芯電纜(2)電纜的參數(shù)如下表所示:導(dǎo)線標(biāo)稱截面絕緣厚度(mm)導(dǎo)線直流電阻 20℃電纜載流量在空氣中直埋土壤中60011801150 熔斷器的選擇 保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器,一般選用型,其額定電壓應(yīng)高于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓(但限流式只能電網(wǎng)電壓),其開斷電流應(yīng)滿足 具體選型如下:型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)最大切斷電(KA)1050 避雷器的選擇 避雷器是用于保護(hù)電力系統(tǒng)各種電氣設(shè)備免收線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓的損害,是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保護(hù)設(shè)備之一。 裝設(shè)原則:配電裝置每組母線上應(yīng)該裝設(shè)避雷器,但進(jìn)出線都裝設(shè)時(shí)除外;220kv及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí),應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組;三繞組變壓器低壓側(cè)的一組上宜裝設(shè)一臺(tái)避雷器;單元接線的發(fā)電機(jī)出線宜裝設(shè)一組避雷器;自耦變壓器必須在兩個(gè)自耦變的繞組出線上設(shè)置避雷器。 氧化鋅避雷器是當(dāng)前最先進(jìn)的過電壓保護(hù)設(shè)備,與傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器相比,具有優(yōu)良的非線性,動(dòng)作迅速,殘壓低,通流量大,無續(xù)流,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高。耐污性強(qiáng),維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),是傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器的更新?lián)Q代產(chǎn)品,因此本設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)均采用氧化鋅避雷器。 選型如下:安裝位置避雷器型號(hào)標(biāo)稱電流(kA)系統(tǒng)電壓(KV)避雷器 額定電壓 (KV)標(biāo)稱電流下最大雷電沖擊殘壓 (KV)220kV變壓器側(cè)Y10W5200/520W10220200520220kV線路側(cè)Y10W5216/512W10220216512110kV變壓器側(cè)Y10W5100/260W10110100260110kV線路側(cè)Y10W5108/281W1011010828110kV變壓器側(cè)YH5WZ17/45D510174510kV線路側(cè)YH5WZ17/45D5101745220kV中性點(diǎn)處220146320110kV中性點(diǎn)處11060144電壓等級(jí)(KA)22011010變壓器中性點(diǎn)型號(hào)Y10W5220/565Y10W5110/268FZ10FCZ220JFCZ110J第5章 繼電保護(hù)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì) 主變壓器的保護(hù) 變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件,它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分昂貴的元件,因此,必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮好裝設(shè)性能良好,工作可靠的繼電保護(hù)裝置。 變壓器的內(nèi)部故障可以分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種。 油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損等,對(duì)變壓器來講,這些故障都是十分危險(xiǎn)的,因?yàn)橛拖鋬?nèi)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的電弧,將引起絕緣物質(zhì)的劇烈氣化,從而可能引起爆炸。因此這些故障應(yīng)該盡快排除。 油箱外的故障,主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。上述接地短路均對(duì)中性點(diǎn)直接接地的一側(cè)而言。 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有: (1)由于電壓其外部相間短路引起德國電流和外部接地短路引起的過電流和中性過電壓; (2)由于負(fù)荷過額定容量引起的過負(fù)荷; (3)由于漏油等原因引起的油面降低。 根據(jù)上述故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài),對(duì)變壓器進(jìn)行如下繼電保護(hù)規(guī)劃: 變壓器瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種故障的主保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí),瓦斯保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)的輕瓦斯部分,通常按產(chǎn)生氣體的容積整定。對(duì)于容量10MVA以上的變壓器,整定容積為250~300ml。 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分,通常按通過氣體繼電器的油流流速整定。流速的整定與變壓器的容量、接氣體繼電器的導(dǎo)管直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器的型式等有關(guān)。 變壓器縱差動(dòng)保護(hù) 縱差保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù),主要反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部、套管和引出線的相間和接地短路故障,以及繞組的匝間短路故障。 對(duì)220kV變壓器縱差保護(hù)的技術(shù)要求 (1)在變壓器空載投入或外部短路切除后產(chǎn)生勵(lì)磁涌流時(shí),縱差保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。 (2)在變壓器過勵(lì)磁時(shí),縱差保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。 (3)為提高保護(hù)的靈敏度,縱差保護(hù)應(yīng)具有比率制動(dòng)或標(biāo)積制動(dòng)特性。在短路電流小于起始制動(dòng)電流時(shí),保護(hù)裝置處于無制動(dòng)狀態(tài),其動(dòng)作電流很小(小于額定電流),保護(hù)具有較高的靈敏度。當(dāng)外部短路電流增大時(shí),保護(hù)的動(dòng)作電流又自動(dòng)提高,使其可靠不動(dòng)作。 (4)在最小運(yùn)行方式下,縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)各側(cè)引出線上兩相金屬性短路時(shí),保護(hù)的靈敏系數(shù)不應(yīng)小于2。 (5)在縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重短路故障時(shí),為防止因電流互感器飽和而使縱差保護(hù)延遲動(dòng)作,縱差保護(hù)應(yīng)設(shè)差電流速斷輔助保護(hù),以快速切除上述故障。 變壓器復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù),宜用于靈敏性要求較高的降壓變壓器。它是反映變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)。 變壓器零序電流保護(hù) 110KV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,接地短路是常見的故障形式,所以處于該系統(tǒng)中的變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù),以反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路,并作為變壓器的主保護(hù)和相鄰母線、線路接地保護(hù)的后備保護(hù)。 變壓器過負(fù)荷保護(hù) 對(duì)于400KVA以上變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行時(shí),應(yīng)根據(jù)可能的過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù),過負(fù)荷保護(hù)是反映變壓器過負(fù)荷的保護(hù),作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù),并作為相鄰元件的后備保護(hù)。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)裝于電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè),一般裝于高壓側(cè)和低壓側(cè)。結(jié)論:對(duì)于本變電站采用了母線保護(hù)、線路保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)等。 母線保護(hù) 根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定,以下情況應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù),它們大多采用具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)母線保護(hù)。它減小了外部短路時(shí)的不平衡電流;防止了內(nèi)部短路時(shí)可能出現(xiàn)的過電壓;保證了動(dòng)作的選擇性,并提高了母線故障動(dòng)作的靈敏性。 (1)對(duì)變電所的220KV側(cè)雙母線,應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇的切除故障的母線保護(hù),宜選用母聯(lián)相位比較差動(dòng)保護(hù)。 (2)對(duì)變電所的10KV側(cè)單母分段母線,宜選用低阻抗的電流差動(dòng)母線保護(hù),以保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 線路保護(hù) (1) 220KV側(cè)線路保護(hù) 220KV側(cè)線路如以滿足裝設(shè)一套或兩套全線速動(dòng)保護(hù)的條件,則除應(yīng)裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)外,還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù)與相間短路后備保護(hù)。通常宜裝設(shè)高頻相差保護(hù)作為主保護(hù),裝設(shè)反時(shí)限零序電流保護(hù)作為接地后備保護(hù),裝設(shè)相間距離保護(hù)作為相間短路后備保護(hù)。 (2)110KV側(cè)線路保護(hù) 110KV側(cè)線路宜裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)外,還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù)和相間短路后備保護(hù)。通常宜裝設(shè)高頻相差保護(hù)作為主保護(hù),裝設(shè)反時(shí)限零序電流保護(hù)作為接地后備保護(hù),裝設(shè)相間距離保護(hù)作為相間短路后備保護(hù)。 (3)10KV側(cè)線路保護(hù)10KV側(cè)線路的相間短路保護(hù)必須動(dòng)作與斷路器跳閘,單相接地時(shí)由于接地電流較小,三相電壓仍能保持平衡,對(duì)用戶影響不大,一般動(dòng)作于信號(hào)。相間短路的保護(hù)通常采用三段式保護(hù)。第Ⅰ段為無時(shí)限電流速斷保護(hù);第Ⅱ段為帶時(shí)限電流速斷保護(hù);第Ⅲ段為過電流保護(hù)。 斷路器失靈保護(hù)高壓電網(wǎng)的保護(hù)裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護(hù),以使在保護(hù)裝置拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí),仍能可靠的切除故障。對(duì)于重要的220KV及以上主干線路,針對(duì)斷路器拒動(dòng),則應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。第6章 高壓配電裝置規(guī)劃設(shè)計(jì) 配電裝置基本要求與設(shè)計(jì)原則 配電裝置基本要求 (1)保證運(yùn)行可靠 (2)便于操作、巡視、檢修 (3)保證工作人員安全 (4)力求提高經(jīng)濟(jì)性 (5)具有擴(kuò)建的可能 配電裝置設(shè)計(jì)原則變電站的配電裝置選型,應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境情況,因地制宜,節(jié)約用地,在確定配電裝置時(shí)必須滿足下列要求:節(jié)約用地;運(yùn)行安全和操作、巡視方便;便于檢修和安裝;節(jié)約材料,降低造價(jià)。具體設(shè)計(jì)要求如下: (1)滿足安全凈距的要求 (2)滿足施工、運(yùn)行和檢修要求 (3)滿足噪聲允許標(biāo)準(zhǔn) (4)滿足靜電感應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)水平 (5)滿足無線電干擾水平的允許標(biāo)準(zhǔn) 配電裝置分類及布置特點(diǎn)配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)不同,可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。按其組裝方式,可分為裝配式和成套式。屋內(nèi)配電裝置按其布置型式一般分為三層式、二層式、單層式。屋外配電裝置按其布置型式一般分為中型配電裝置、高型配電裝置、半高型配電裝置 (1)屋內(nèi)配電裝置設(shè)備的布置特點(diǎn): 由于允許的安全凈距小,能分層布置,因而占地面積比在屋外布置??; 維修,操作和巡視都在戶內(nèi)進(jìn)行,不受氣候條件的影響; 電氣設(shè)備不易受外界污穢空氣環(huán)境的影響。維護(hù)工作量??; 電氣設(shè)備之間的距離小,通風(fēng)散熱條件差,且不便于擴(kuò)建; 房屋建筑投資大,但可采用價(jià)格較低的屋內(nèi)型設(shè)備,能減少一些設(shè)備的投資。(2)屋外配電裝置的布置特點(diǎn): 無需配電裝置室,節(jié)省建筑材料和降低土建費(fèi)用,一般建設(shè)周期短; 相鄰設(shè)備之間距離大,減少故障蔓延的危險(xiǎn)性,且便于帶電作業(yè); 巡視設(shè)備清楚,且便于擴(kuò)建; 易受外界氣候條件的影響,設(shè)備運(yùn)行條件差,須加強(qiáng)絕緣; 氣候變化給設(shè)備維修和操作帶來困難; 占地面積大,對(duì)于水電站可能投資增大。 配電裝置的選型 選擇時(shí)應(yīng)考慮配電裝置的電壓等、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境等因素。 220KV高壓配電裝置 110KV及以上的配電裝置大多采用屋外配電裝置。 普通中型配電裝置,施工、檢修和運(yùn)行都比較方便,抗震能力較好,造價(jià)較低,缺點(diǎn)是占地面積較大。此種型式一般用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程不大的地方,并宜在地震烈?guī)л^高的地區(qū)采用。中型配電裝置廣泛用于110~500KV電壓等級(jí)。 所以雙母接線的220KV側(cè)配電裝置采用屋外普通中型布置。 110KV高壓配電裝置 內(nèi)橋式接線的110KV側(cè)配電裝置采用屋外普通中型布置 10KV高壓配電裝置 35KV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置。 屋內(nèi)二層式布置是將斷路器和出線電抗器布置在第一層,將母線、母線隔離開關(guān)等輕型設(shè)備布置在第二層。與三層式相比,它的造價(jià)較低,運(yùn)行、維護(hù)和檢修較方便,但占地面積有所增加。 所以單母線分段接線的10KV側(cè)配電裝置采用屋內(nèi)二層式布置第七章 無功功率補(bǔ)償裝置 提高功率因數(shù)的意義因本站有許多無功負(fù)荷,且離發(fā)電廠較近,為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓,以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。 為了保證電能質(zhì)量和節(jié)能,充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)變電設(shè)備的容量,減小供電線路的截面,節(jié)省有色金屬,減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗、減少電路的電壓損失,必須提高用電單位的功率因數(shù)。 補(bǔ)償容量的計(jì)算
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