【導(dǎo)讀】望花二次變電所電氣部分初步設(shè)計

　　

【正文】 電氣主 接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟運行。因此，在進行設(shè)備的選擇時，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)政策，在保證安全，可靠的前提下，力爭作到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，運行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全，經(jīng)濟運行需要。 電氣設(shè)備選擇的一般問題 高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理電器，以保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行條件。 應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求。 應(yīng)滿足安裝地點和使用的環(huán)境條件要求。 應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。 電流互 感器的選擇應(yīng)符合其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別。 60KV 側(cè)高壓電氣設(shè)備的選擇 高壓斷路器的選擇 斷路器作用：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護電器。由于它具有完善的滅弧裝置，不僅可以用來正常情況下接通和斷開各種負(fù)荷電路，而且在故障情況下能自動迅速的開斷故障電流，還能實現(xiàn)自動重合閘的功能。 高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：型式和種類，額定電壓，額定電流，開斷電流，額定關(guān)合電流，動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定。 按種類和型式選擇 高壓斷路器的種類和型式的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于 安裝調(diào)試和維護、并經(jīng)技術(shù)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)制造情況。電壓 6~220KV的電網(wǎng)可選用少油斷路器、真空斷路器和六氟化硫斷路器； 330~500KV電網(wǎng)一般采用六氟化硫斷路器。 2．按額定電壓選擇 高壓短路器的額定電壓 eU 應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓 weU 。即 ewe UU ? （ ） 3．按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流 eI 應(yīng)大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流 maxgI ，即 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 eI ? maxgI () 當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度不等于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度時， 應(yīng)對斷路器的額定電流進行修訂。 4．按額定短路開斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開斷電流 ebrI 應(yīng)滿足。 ebrI ? ztI () 式中 ztI ——斷路器實際開斷時間 kst 的 短路電流周期分量有效值。 斷路器的實際開斷時間 kt 等于繼電保護主保護動作時間與斷路器的固有分閘時間之和。 對于設(shè)有快速保護的高速斷路器，其開斷時間小于 0. s1 ，當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量幅值的 20%，因此，其開斷電流應(yīng)計及非周期分量的影響，取短路全電流有效值 tI 進行校驗。 裝有自動重合閘裝置的斷路器，應(yīng)考慮重合閘對額定開斷電流的影響。 5．按額定短路關(guān)合 電流選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有很大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的破壞。且斷路 器在關(guān)合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流 egi 應(yīng)小于短路沖擊電流幅值 imi ，即 egi ? imi () 6．動穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的額定峰值耐受電流 dwi 應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值 imi ，即 dwi ? imi () 7．熱穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的額定短時耐受熱量 tir2 應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng) dQ ，即 tir2 ? dQ () 根據(jù)斷路器的有關(guān)參數(shù)查找設(shè)備書 ， 60KV 側(cè)斷路器選擇結(jié)果 見表 所示。 望 花 二次變電所電氣部分初步設(shè)計 15 表 SW263 的參數(shù) 型號 2SW —63 額定開斷電流（ kA） 額定電壓（ kV） 63 動穩(wěn)定電流（ kA） 80 額定電流（ A） 1600 熱穩(wěn)定電流（ kA） (4s) （ 1）型式。除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運行維護的方便。一般 6～ 35kv 選用真空斷路器， 35～ 500kv 選用 SF6斷路器。 （ 2）額定電壓的選擇為 NSN UU ? 。 （ 3）額定電流的選擇為 maxIIn? （ 4）額定開斷電流的檢驗為 )( 39。39。III tNbr 或? 式中 tI 斷路器實際開斷時間 ts 的短路電流周期分量。 實際開斷時間 tk，為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之后。 （ 5）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足 Kt QtI ??2 （ 6）動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足 shes ii ? 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，但它與斷路器不同。其差別是隔離開關(guān)沒有專門設(shè)置的滅弧裝置，所以不能用來切斷和接通電路中的負(fù)荷電流，更不能切斷和接通短路電流。 隔離開關(guān)的主要用途包括以下幾點； （ 1） 在電路中起隔離電壓的作用，保證檢修工作的安全。在檢修某一設(shè)備或電路的某一部分之前，事先把設(shè)備或該部分電路兩側(cè)的隔離開關(guān)切斷，把兩側(cè)電壓隔離，造成電路中明顯的斷開點，再在停電檢修的設(shè)備或部分電路上加裝接地線，就能確保檢修工作的安全。隔離開關(guān)用于檢修工作時，稱為 “檢修電器 ”。 （ 2） 用隔離開關(guān)配合斷路器，在電路中進行倒閘操作。隔離開關(guān)用于倒閘操作時，稱為 “操作電器 ”。 （ 3） 用來切合小電流電路，如空載母線、電壓互感器、避雷器、較短的空載線路及一定容量的空載變壓器等。 （ 4） 在某些終端變電所中，快分隔離開關(guān)與接地開關(guān)相配合，可以代替斷路器的工作。 隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：型式和種類，額定電壓，額定電流，動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定 隔離開關(guān)的型式和種類的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用條件等因素，進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。其他四項技術(shù)條件與高壓斷路器相同。 根據(jù)隔離開關(guān)的有關(guān)參 數(shù)查《電工產(chǎn)品目錄》查出 ， 60KV 側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果如表 所示。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 表 GW563 的參數(shù) 型號 GW563 額定電壓（ kV） 63 動穩(wěn)定電流（ kA） 50 額定電流（ A） 630 熱穩(wěn)定電流（ kA） 電壓互感器的選擇 電壓互感器 的選擇是根據(jù)額定電壓，裝置種類、構(gòu)造、形式、準(zhǔn)確度等級來選擇的 ，60KV側(cè) 電壓互感器 選擇結(jié)果如表 所示。 表 JDCF63 的參數(shù) 型號 額定電壓變比 (KV) 額定容量準(zhǔn)確等級 (VA) 最大容量 (VA) JDCF63 66 級 級 3P 級 1 級 2020 50 400 100 400 由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。 電流互感器的選擇 電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇： 電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足： neNN UU .? MAXWN II .? 式中 是電流互感器所在電力網(wǎng)的額定電流 UN 、 IN 是電流互感器的一次額定電壓和電流 是電流互感器一次回路最大工作電流 電流互感器種類和形式選擇 選擇互感器應(yīng)根據(jù)安裝地點（如屋內(nèi)、或屋外）安裝方式（如穿墻、支持式、裝入式）選擇其形式。電磁式電流互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和產(chǎn)品情況選擇。對于 6~20KV屋內(nèi)配電裝置，應(yīng)采用絕緣樹脂澆注結(jié)構(gòu)或瓷絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35KV 及以上配電裝置，宜采用油侵瓷箱式結(jié)構(gòu)的獨立電流互感器。有條 件時，應(yīng)采用套管式電流互感器。 （ 1） 選擇電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量 60KV側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果如表 所示。 望 花 二次變電所電氣部分初步設(shè)計 17 表 LDB60 的參數(shù) 型號 LDB60 額定電流比 (A) 750/5 1s 熱穩(wěn)定倍數(shù) 25 準(zhǔn)確級次 D1/D2/ 動穩(wěn)定倍數(shù) 63 （ 2） 熱穩(wěn)定校驗 eqNIh tIIK 22)( ? (或 KQ ) （ ） （ 3） 動穩(wěn)定校驗 sFNI iKI ?2 （ ） 10KV 側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 本次設(shè)計 10KV側(cè)主要選擇 KYW—10Z 型高壓開關(guān)柜。 K Y N 3—10 額定電壓 設(shè)計序號 戶內(nèi)式 手車式 金屬鎧裝開頭柜 KYW— 10Z 型高壓開關(guān)柜用途 KYW—10Z 移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜適用于交流 50HZ，額定電壓 10KV，額定電流 3000A及以下的單母線電力系統(tǒng)中，作為接受和分配電能的戶內(nèi)配電設(shè)備使用。 KYW— 10Z 型高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點 開關(guān)柜的柜體采用金屬鎧裝結(jié)構(gòu)，柜體骨架是用角鋼和鋼板彎制組焊而成，柜體由接地的金屬隔板分離成四個功能小室，既母線室，繼電室，斷路器手車室和電纜室。除斷路器手車室外 ，其他主要一次電器元件都固定安裝在各自的小室內(nèi)，柜體外殼的防護等級為 IP20。 斷路器手車室可推進或抽出斷路器手車，室內(nèi)有三個位置，既運行位置，實驗位置（也可作為接地位置），和移開位置。室內(nèi)還有金屬聯(lián)板，當(dāng)手車自移開位置向運行位置推進時，連板可自動打開，使斷路器一次隔離觸頭能可靠插合，當(dāng)手車自運行位置抽出時，連板可自動關(guān)閉鎖定在關(guān)閉位置，以保證人身安全。 電纜室安裝了帶電顯示裝置，當(dāng)饋線帶電時，帶電顯示裝置的電壓指示氖燈發(fā)亮，沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 以提示操作人員。 結(jié)構(gòu)特點如下： 鎧裝式金屬封閉開關(guān)柜，是交流金屬封閉開關(guān)柜中 防護特性最好的。 開關(guān)柜的外殼和每個小室之間的隔板為接地的包薄綱板，防護等級為 IP20，可有效的防止人體和外界固體帶電部位和觸及運動部分，可保證人身安全和設(shè)備可靠運行。 在對任何一個小室檢修時，只要斷開與相鄰的電源，在其他小室不停電的情況下，可確保檢修安全。 斷路器手車室，母線室，電纜室有壓力釋放通道和釋放門，因故障產(chǎn)生電弧時，電弧產(chǎn)生的高壓氣體可經(jīng)釋放通道和釋放門排出柜外，以避免高壓氣體危及人身安全和事故擴大。 具有 “五種防誤操作 ”既防止帶負(fù)荷抽出或插入一次隔離觸頭；防止接地開關(guān)閉合接入電 源；防止手車在工作位置時，帶電關(guān)合接地開關(guān)；防止誤入帶電間隔；防止誤分誤合斷路器。 柜內(nèi)設(shè)置了接地導(dǎo)體，并與柜外一專用接地螺柱連通，柜體骨架，門，蓋板，活動連板，斷路器手車骨架與接地導(dǎo)體連通，一次電纜頭的接地采用了具有關(guān)合 80KA 電流能力的接地開關(guān)，接地系統(tǒng)具有能通過與斷路器相同的動，熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間。 柜內(nèi)相間，相對地的空氣不小于 125mm 復(fù)合絕緣中帶電體距絕緣件的空氣不小于 30mm。 主母線室用金屬板封閉，主母線的連通用穿墻管來完成，主母線室同時裝設(shè)兩組母線，后面一組為系統(tǒng)主母線，前面 一組母線可完成柜頂進線和上聯(lián)絡(luò)功能，開關(guān)柜的下聯(lián)母線一般都可以到向左或向右聯(lián)絡(luò)，或同時左右聯(lián)絡(luò)。 KYN— 10Z 型高壓開關(guān)柜工作條件 10KV時，海拔高度不超過 1000 米。 周圍環(huán)境溫度 5~40 攝時度。 空氣相對濕度不大于 90%（ 25 度）。 無火災(zāi)、爆炸危險、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所。 本次設(shè)計所選開關(guān)柜 本次設(shè)計所選開關(guān)柜如 表 ， 表 所示， 技術(shù)參數(shù)斷路器型號如 表 所示。 望 花 二次變電所電氣部分初步設(shè)計 19 表 KYN3—10/11Z 的 參數(shù) 額定工作電流（ A） 3000 主電路主要高壓電器 高壓真空斷路器 ZN28—10 1 操動機構(gòu) CD10 1 電流互感器 LZZB1—10 2 接地開關(guān) JN410 1 表 KYN3—10/89Z 的參數(shù) 額定工作電流（ A） 2500 主電路主要高