【文章內(nèi)容簡介】 √ √ √ √ 電壓互感器 √ 熔斷器 √ √ √ 絕緣子 √ √ 避雷器 √ √ 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 12 頁 共 50 頁 本設計要求選擇的設備有斷路器、隔離開關、互感器、熔斷器、絕緣子、避雷器等。所有的設備應滿足正常工作及短路狀態(tài)的要求。 斷路器 ① 選擇種類和型式 選擇斷路器種類和型式 時，應依據(jù)各類斷路器的特點及使用環(huán)境、條件決定。 ② 額定電壓和電流選擇 SNN UU ?， maxNII? 式中 NU 、SNU― 分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓， kV NI 、 maxI ― 分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流， A ③ 校驗開斷電流 ktbr II ? 式中 brI ― 斷路器的額定開斷電流， kA ktI ― 斷路器實際開斷瞬間的短路電流周期分量， kA 當斷路器的 brI 較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算時可用 IIbr? 進行選擇， I 為短路電流值。 ④ 校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 shes ii ? ， KQtI ?2 式中 shi ― 短路沖擊電流幅值 ， kA esi ― 電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值 ， kA KQ ― 短路電流產(chǎn)生的熱效應 ， 2kAs? tI 、 t― 電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 ， kA， s 隔離開關 隔離開關與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路 動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用接通和切斷短路電流，故無需進行開斷電流的校驗。 電流互感器 重要的 220kV 變電站的 220kV 母線、線路、變壓器，因其重要性，為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，一般配置雙套保護。故 220kV 出線的電流互感器要帶有 6 個二次繞組，其中 2個供線路或變壓器保護用， 2 個 供母線保護用 ， 1 個供失靈和故障錄波用， 1 個供測量用。 110kV 出線的電流互感器要帶有 5 個二次繞組，其中 2 個供線路或變壓器保護用， 1 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 13 頁 共 50 頁 個供母線保護用， 1 個供失靈和故障錄波用， 1 個供測量用。 10kV出線為站用變壓器和無功補償設備回路，電流互感器帶有兩個二次繞組，供保護和測量儀表用。 220kV、 110kV 變壓器回路 配置帶有兩個二次繞組的電流互感器，分別用于繞組測溫和備用。 10kV 變壓器回路配置兩組電流互感器，供 4 個二次繞組，其中 3 個普通保護級和一個測量級，普通保護級供變壓器保護用，測量級供測量用。 變壓器 220kV、 110kV中性點配置用于零序過電流保護的電流互感器，經(jīng)放電間隙接地時，增設用于間隙零序過流保護的電流互感器。 ① 選擇種類和型式 選擇電流互感器種類和型式時，應根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇。 ② 選擇一次回路額定電壓和電流 SNN UU ?， max1 II N ? 式中 NU 、SNU― 分別為電流互感器和電網(wǎng)的額定電壓， kV NI1 ― 電流互感器一次回路額定電流， A maxI ― 電網(wǎng)的最大負荷電流， A ③ 選擇準確級 為了保證測量儀表的準確度，電流互感器準確級不得低于所供測量儀表的準確級。 ④ 校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 shes ii ? ， KQtI ?2 式中 shi ― 短路沖擊電流幅值 ， kA esi ― 電流互感器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值 ， kA KQ ― 短路電流產(chǎn)生的熱效應 ， 2kAs? tI 、 t― 電流互感器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 ， kA， s 電壓互感器 220kV和 110kV側(cè) 每段 母線上 分別裝設一組電容式電壓互感器， 有 3 個二次繞組， 2個二次繞組接成星形，為保護、測量表計和同期提供二次電壓，剩余繞組接成開口三角形，供接地保護用。 10kV 側(cè)每段母線上裝設一組電磁式電壓互感器，分別有 2 個二次繞組， 1 個二次繞組接成星形，為保護、測量表計和同期提供二次電壓，剩余繞組接成開口三角形，供接地保護用。 220kV 和 110kV 側(cè)為監(jiān)視和檢測線路有無電壓，每回出線上裝設單相電容式電壓互感器。 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 50 頁 ① 選擇種類和型式 應根據(jù)裝設地點和使用條件 選擇電壓互感器的種類和型式。 ② 選擇一次額定電壓和二次額定電壓 電壓互感器一次繞組額定電壓 NU ，應根據(jù)互感器的接線方式來確定。電壓互感器的二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為 100V 的儀表和繼電器的電壓繞組使用。單個單相式電壓互感器的二次繞組電壓為 100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為 100/ 3 V。電壓互感器開口三角形的輔助繞組電壓用于 35kV及以下中性點不接 地系統(tǒng)的電壓為 100/3V，而用于 110kV及以上的中性點接地系統(tǒng)為 100V。 ③ 選擇準確級 根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線形式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇電壓互感器的準確級和額定容量。 熔斷器 保護電壓互感器的高壓熔斷器，一般選用 2RN 型，其額定電壓應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），額定電流通常均為 ，其開斷電流 brI 應滿足 brII? 。 絕緣子 支持軟母線應選用懸式絕緣子，支持硬母線應選用支柱絕緣子。 ? 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)電壓等級選擇絕緣子片數(shù)。 ? 支柱絕緣子 ① 選擇型式 根據(jù)裝設地點、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。 ② 選擇額定電壓 支柱絕緣子的額定電壓應大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓。 ③ 校驗動穩(wěn)定 PFFHH ? 式中 1H ― 絕緣子底部導體距導體水平中心線的高度 ， m H ― 絕緣子高度 ， m 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 15 頁 共 50 頁 PF ― 絕緣子抗彎破壞強度 ， N maxF ― 發(fā)生短路時，絕緣子受力 ， N 避雷器 避雷器的配置： ? 在 220kV、 110kV、 10kV的每段母線上裝設避雷器。 ? 變壓器的 220kV 側(cè)距母線避雷器較遠，裝設避雷器。變壓器的低壓側(cè)在一相上裝設避雷器。 ? 變壓器的中性點為分級絕緣，且裝有隔離開關，可接地或不接地運行，裝設避雷器。 ? 10kV的出線在電纜頭附近裝設避雷器。 氧化鋅避雷器是當前最先進的過電壓保護設備，與傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器相比，具有優(yōu)良的非線性，動作迅速，殘壓低，通流量大，無續(xù)流，結構簡單，可靠性高。耐污性強，維護簡便等優(yōu)點，是傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，因此本設計均采用氧化鋅避雷器。 補償設備 電能質(zhì)量好壞的 指標是頻率和電壓是否穩(wěn)定。維持電力系統(tǒng)的頻率和電壓在允許范圍之內(nèi)變動，對保證電力系統(tǒng)負荷的正常運行和電力系統(tǒng)自身的安全至關重要。電力系統(tǒng)的頻率和有功功率的平衡情況密切相關；電力系統(tǒng)的電壓水平則是 與無功功率的平衡情況密切相關。在負荷側(cè)裝有無功功率補償裝置和有載調(diào)壓變壓器，使電力系統(tǒng)的無功功率處于平衡狀態(tài)，以及系統(tǒng)中各電壓控制點的電壓維持在給定水平。 為了減少 輸送無功功率造成的電能損失，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，對電力系統(tǒng)的無功功率盡可能做到就地平衡。在電力系統(tǒng)中，按以下方式配置無功補償裝置： ? 在降壓變壓器低壓側(cè)裝設可投切的并聯(lián)電抗器或并聯(lián)電容器。 ? 直接接在輸電線路兩端的并聯(lián)電抗器。 ? 可連續(xù)調(diào)節(jié)的晶閘管 靜止補償裝置。 ? 在輸電線路中間串聯(lián) 電容補償裝置。 ? 發(fā)電機或同步調(diào)相機。 ? 在大容量電力負荷處裝設就地補償裝置。 在降壓變電站中設置的無功功率補償裝置和有載調(diào)壓變壓器，是實現(xiàn)無功功率就地平衡和保證電壓質(zhì)量的主要手段。無功功率補償裝置一般都接在降壓變壓器的低壓側(cè)。 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 16 頁 共 50 頁 在新設計的 220～ 500kV 變電站中，由于具有經(jīng)濟性、維護和安裝上的優(yōu)點，多采用電力電容器、電抗器或靜止補償裝置作為無功功率補償。通過對有載調(diào)壓變壓器的變比和 無功功率補償裝置輸出無功功率 的控制，可以調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)電壓和無功功率補潮流。 所以，本變電站選用并聯(lián)電容器組在變壓器低壓側(cè)補償無功功率。 母線的選擇與校驗 試驗和分析表明，電壓越高電場強度越大，母線越容易發(fā)生電暈。此外，母線表面有棱角或不光滑，曲率半徑太小，都容易出現(xiàn)高電場集中，也容易發(fā)生電暈，電壓等級較高的母線一般不采用有棱角的截面形狀，而廣泛采用表面比較光滑的圓形截面形狀，如鋼芯鋁絞線，圓管形鋁合金硬母線等，而且直徑不可太小。所以本設計 220kV、 110kV母線采用軟母線， 10kV母 線采用硬母線。 母線的選擇 ① 選型 導體通常由銅、鋁、鋁合金制成，載流導體一般使用鋁或鋁合金材料，銅導體只用在持續(xù)電流大，且出線位置特別狹窄或污穢對鋁有嚴重腐蝕的場所。 硬導體截面常用的有矩形、槽形和管形 。其中槽形導體機械強度好，載流量大 ， 集膚效應系數(shù)較小，一般用于 4000～ 8000A 的配電裝置中。 導體的布置方式應根據(jù)載流量的大小，短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。 ② 截面積 導體截面積可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇。 對負荷利用小時數(shù)大（通常指 Tmax＞ 5000h），傳輸容量大，長度在 20m 以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量不大，可按長期工作電流選擇。 母線的校驗 ① 校驗電暈電壓 對 110kV 及以上裸導體，需要按照晴天不發(fā)生全面電暈條件校驗，即裸導體的臨界電壓 crU 應大于最高工作電壓 maxU ?？刹贿M行電暈校驗的最小導體型號及外徑，可從相關資料中獲得。 ② 校驗熱穩(wěn)定 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 17 頁 共 50 頁 滿足熱穩(wěn)定要求的導體最小截面積 ? ?2m in 1 mmQKCS Kf?，只需實際選用的導體截面積 minSS? ，導體便是熱穩(wěn)定的。 ② 校驗動穩(wěn)定 各種形狀的硬導體通常都安裝在支柱絕緣子上，短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力將使導體發(fā)生彎曲