【導讀】新建220kV樞紐變電站工程電氣設計。第一章電氣主接線的設計及主變選擇。第三章導體和電器的選擇計。第五節(jié)互感器的選擇設計35. 第七節(jié)支持絕緣子及穿墻套管選擇設計38. 第一節(jié)直擊雷防護40. 第五章繼電保護及自動裝備配置。畢業(yè)設計是四川某學院電氣工程系供用技術專業(yè)一門專業(yè)課程為了提高畢。參數(shù)進行了校驗論證第四章防雷保護對變電站的直擊雷防護雷電過電壓防護進。計提出了寶貴的意見在此對他們一并致謝。3當?shù)乩纂娙諗?shù)154日年。備用狀態(tài)Ⅰ組與Ⅱ組母線之間由母聯(lián)斷路器QF進行聯(lián)絡正常運行時母聯(lián)斷路器。工作母線發(fā)生故障可通過倒閘操作將所有回路轉移到備用母線上使裝置迅。在個別回路發(fā)生故障斷路器因故不能跳閘時可用母線聯(lián)絡斷路器QF代替切。根據(jù)以上分析及相關規(guī)范本方案滿足該變電站220KV側主接線的要求。綜合考慮本次設計220KV高壓側接線方式采用方案一即雙母線接線

　　

【正文】 因此避雷器的殘壓都是統(tǒng)一指在上述標準電流作用下閥片電阻上的壓降避雷器是通過放電來限制過電壓的殘壓表明了它能將過電壓限制在何種程度換句話說對被保護設備即使避雷器可靠動作設備上也要承受大小等于殘壓的那么一個電壓因此殘壓越低越好 6 保護比 避雷器殘壓與滅弧電壓幅值之比保護比小說明殘壓低滅弧電壓高 7 切斷比 避雷器工頻放電電壓下限與滅弧電壓幅值之比切斷比是表明火花間隙滅弧能力的一個技術指標流值越趨向于 1 說明火花間隙的滅弧能力越強 以上各參數(shù)中前五個為基礎指標參數(shù)后兩個為導出指標 2 選擇避雷器型號參數(shù) 型號 額定電壓 kV 滅弧電壓 工頻電壓 沖擊放電電壓峰值小于 kV FCZ3220J 220 200 340≤ Ug≤ 390 520 FCZ3110J 110 100 170 ≤Ug≤ 195 250 YC10 10 12． 7 26≤ Ug≤ 31 45 第五章 繼電保護及自動裝備配置 第一節(jié) 概 述 繼電保護與自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分確定電力網(wǎng)結構廠站主接線和運行方式時必須與繼電保和安全自動裝置的配置統(tǒng)一考慮合理安排 繼電保護和安全自動裝置的配置方式要滿足電力網(wǎng)結構和廠站主接線的要求并考慮電力網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性 對導致繼電保護和安全自動裝置不能保護電力系統(tǒng)安全運行的電力網(wǎng)結構形式廠站主接線形式變壓器接線方式和運行方式應限制使用 繼電保護和安全自動裝置應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成方案時應綜合考慮以下幾個方面 1 電力設備和電力網(wǎng)結構特點和運行 特點 2 故障出現(xiàn)的概率和可能造成的后果 3 電力系統(tǒng)的近期發(fā)展情況 4 經(jīng)濟上的合理性 5 國內和國外的經(jīng)驗 應根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設計或審定的系統(tǒng)接線圖及要求進行繼電保護和安全自動裝置的系統(tǒng)設計在系統(tǒng)設計中除新建部分外還應包括對原有系統(tǒng)繼電保護和安全自動裝置不符合要求部分的改造設計為了便于運行管理和有得于性能配合同一電力網(wǎng)或同一廠站內的繼電保護和安全自動裝置的型式不宜品種過多 第二節(jié) 繼電保護的一般規(guī)定 電力系統(tǒng)中的電力設備和線路應裝設短路故障和異常運行保護裝置電力設備和線路短路故障的保護應有主保護和 后備保護必要可再增設輔助保護 主保護是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備有選擇的切除被保護設備和線路故障的保護 后備保護是主保護或斷路器拒動時用以切除故障的保護后備保護可分為遠后備的近后備兩種子選手方式遠后備是當主保護或斷路器拒動時由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備近后備是當主保護拒動時由本電力設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護是當斷路器拒動時由斷路器失靈保護來實現(xiàn)的后備保護 輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行增設的簡單保護 異常運行保護是反應被保護電力設備或線路異常運行狀態(tài)的保護 繼電保護裝置應滿足可靠性選擇性靈敏性速動性的要求 1 可靠性是指保護該動作時應動作不該動作時不動作為保證可靠的元件和盡可能簡單的回路構成的性能良好的裝置并應具有必要的檢測閉鎖和雙重化等措施保護裝置應便于整定調試和運行維護 2 選擇性是指首先幫故障設備或線路本身殘志不殘的保護切除故障當有故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時才允許由相鄰設備線路的保護或斷路器失靈保護切除故障 為了保證選擇性對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內有配合的兩個元件其靈敏系數(shù)及動作時間在一般情況下應相互配合當重合于本線路故障 或在非全相運行期間又發(fā)生故障時相鄰元件的保護應保證選擇性在重合閘后加速的時間內以及單相重合閘過程中發(fā)生區(qū)外故障時允許被加速的線路保護無選擇在此條件下必須加速切除短路時可使保護無選擇性動作但必須采取補救措施 3 靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍為發(fā)生金屬性短路時保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)應根據(jù)不利正常運行方式的故障類型計算 4 速動性是指保護裝置應能盡快切除短路故障其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性減輕故障設備或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備自動投入的效果 保護用電流互感器的穩(wěn)態(tài) 比誤差不應大于 10 必要時還應考慮暫態(tài)誤差對35KV 及以下電力網(wǎng)當技術上難以滿足要求且不致使保護不正確動作時才允許較大的誤差 原則上保護裝置與測量不共用電流互感器的二次繞組當必須共用二次繞組時儀表回路應通過中間電流互感受器或試驗部件連接當采用中間電流互感受器時其二次開路情況下保護用電流互感受器的穩(wěn)態(tài)比誤差仍應不大于 10 在電力系統(tǒng)正常運行情況下當電壓互感受器二次回路斷線或其他故障能使保護誤動作時應裝設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設有電壓回路斷線信號 第三節(jié) 電力變 壓器保護 一變壓器可能發(fā)生的故障和不正常運行方式 用于 220KV變電站的電力變壓器每組容量在 60750MVA屬于大型變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設備電力變壓器故障對電力系統(tǒng)和用戶影響都很大因此必須對大型電力變壓器配置完善的保護裝置在出現(xiàn)階段危及變壓器安全的不正常運行狀態(tài)時能及早的發(fā)出信號或切除變壓器防止故障的發(fā)生發(fā)生故障時能盡快的切除變壓器使故障 造成的損失減少到最小使故障后的變壓器更容易修復電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常運行的方式可分為三種類型 1 變壓器內部的各種短路故障 1 各側繞組相間短路故障 2 中 性點直接接地繞組的單相短路 3 各側繞組的匝間短路 變壓器內部的各種短路半將產(chǎn)生電弧引起主絕緣燒毀絕緣油分解內壓增大有可能引起油箱爆炸起火因此對于變壓器內部故障應盡快地切除 2 變壓器附屬設備故障引起的不正常運行 1 變壓器冷卻系統(tǒng)故障引起變壓器溫升高繞組及鐵芯過熱 2 高壓開關系統(tǒng)故障引起的局部繞組過熱調壓開關滅弧機構不良引起內部故障 3 變壓器鐵芯局部過熱甚至產(chǎn)生電弧引起絕緣油分解 4 漏油引起的油面下降 5 變壓器油質不正常主要表現(xiàn)在含水量超過規(guī)定值或烯性氣體超過規(guī)定值以及化學成份的比例超過規(guī)定值等 3 外部短路引起 的變壓器過電流 二變壓器保護裝設的原則 根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》 GB1428593220KV500KV 電力變壓器配備下列繼電保護裝置 1 反應變壓器油箱內部各種故障和油面下降的瓦斯保護 重瓦斯保護和輕瓦斯保護重瓦斯保護動作于跳閘高壓開關也應裝設瓦斯斯保護 2 為保護變壓器引線套管以及內部各種短路故障應裝設從開關差動保護縱聯(lián)差動保護應瞬時動作并跳開變壓器各側斷路器為提高 330KV 以上大型變壓器差動保護的可靠性差動保護可采用雙重化配置雙套差動保護可采用相同原理也可采用不同原理 3 為保護變壓 器外部相間短路并作為變壓器內部相間短路故障的后備應裝設相間故障后備保護因 220500KV 變壓器外部及內部相間短路的機率較少幫相間后備保護應簡化 配置首先應考慮采用簡單的過電流保護作為相間 故障后備當靈敏度不夠時應加低電壓或復合電壓啟動回路過電流保護不能滿足靈敏度和配合要求時應考慮裝設阻抗保護 4220500KV 變壓器高壓側和 500KV 變壓器的 220KV 側為中性點直接接地系統(tǒng)應裝設單相接地短路保護作為變壓器內部和外部單相接地故障的后備保護220KV變壓器的中壓側和低壓側 500KV變壓器的低壓側為中性點非直 接接地系統(tǒng)時應裝設單相接地保護動作于信號或跳閘 5 裝設反應變壓器各側繞組過負荷保護動作于信號 6500KV 變壓器應裝設反應變壓器鐵芯磁通密謀的過勵磁保護以輕度過勵磁時發(fā)出信號在嚴重勵磁時切除變壓器 7 變壓器應裝設下列輔助保護 ①冷卻系統(tǒng)故障油溫升高超過允許值時應動作于信號或跳閘 ②變壓器繞組溫度過高超過允許值時應動作于信號或跳閘 ③有載高壓變壓器調壓系統(tǒng)故障應動作于信號或跳閘 ④變壓器油箱的壓力釋放裝置故障應作于信號或跳閘 本變電站內主變的保護配置詳見保護配置圖 第四節(jié) 自動重合閘配置 一裝設重合閘的 規(guī)定 自動重合閘裝置應按下列規(guī)定裝設 15KV 及以上的架空線路的電纜車與架空混合線路在具有斷路器的條件下如用電設備允許且無備用電源自動投入時應裝設自動重合閘裝置 2 旁路斷路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡斷路器或分段斷路器應裝設自動重合閘裝置 3 低壓側不帶電源的降壓變壓器可裝設自動重合閘裝置 4 必要時母線故障可采用母線自動重合閘 二使用重合閘的不利影響 在采用重合閘以后當重合于永久性故障上時它也將帶來一些不利的影響如 1 使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊并可能降低系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性 2 使斷路器的工作條件變得更加 嚴重因為它要在很短的時間內連續(xù)切斷兩次短路電流這種情況對于油斷路器必須加以考慮因為在第一次跳閘時由于電弧的作用已使油的絕緣強度降低在重合后第二次跳閘時是在絕緣已經(jīng)降低的不利條件下進行的因此油斷路器在采用了重合閘以后其遮斷容量也要有不同程度的降低一般約降低到 80 左右因而在短路容量比較大的電力系統(tǒng)中上述不利條件往往限制了重合閘的使用因此能夠判斷是瞬時性故障或永久性故障以及檢測消弧情況的自適應重合閘的研究具有重要意義目前這一技術已趨于成熟已開始在電力系統(tǒng)中試運行例如在中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中用微機自適應重合閘 即可根據(jù)消弧線圈中電流的大小判斷弧光熄滅的情況從而自動調整重合時間 三對自動重合閘裝置的基本要求 1．重合閘不應動作的情況 1 由值班人員手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時 2 手動投入斷路器由于線路上有故障而隨即被繼電保護將其斷開時因為在這種情況下故障是屬于永久性的它可能是由于檢修質量不合格隱患未消除或者保安的接地線忘記拆除等原因產(chǎn)生的因此再重合一次也不可能成功 3 除上述條件外當斷路器由繼電保護動作或其他原因而跳閘后重合閘均應動作使斷路器重新合閘 2．重合閘的起動方式 為了能夠滿足第 1 項所提出的要求 應優(yōu)先采用由控制開關的位置與斷路器位置不對慶的原則來起動重合閘即當控制開關在合閘位置而斷路器實際上在斷開位置的情況下使重合閘起動這樣就可以保護不論是任何原因使斷路器跳閘以后都可以進行一次重合當用手動操作控制開關使斷路器跳閘以后控制開關與斷路器的位置仍然是對應的因此重合閘就不對起動 在某些情況下如使用單相重合閘時當利用保護裝置來起動重合閘時由于保護裝置動作很快可能使重合閘來不及起動因此必須采取措施如用自保護回路記憶回路等來保證重合閘能可靠動作 1 自動重合閘的動作次數(shù) 自動重合閘裝置的動作次數(shù)應符合預先的規(guī)定 如一次式重合閘就應該只動作一次當重合于永久性故障而再次跳閘以后就不應該再動作對二次式重合閘就應該能夠動作兩次當?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l以后它不應該再動作在任何情況下例如裝置本身的元件損壞繼電器觸點粘住或拒動作等重合閘均不應使斷路器多次地重合到永久故障上去 2 自動重合閘的復歸方式 自動重合閘在動作以后應能自動復歸準備好下一次再動作但對 10KV 及以下電壓的線路如當有值班人員時為簡化重合閘的實現(xiàn)也可以采用手動復歸方式 采用手動復歸的缺點是當重合閘動作后在值班人員未及時復歸以前而又一次發(fā)生故障時重合閘將拒絕動作 這在雷雨季節(jié)雷害活動較多的地方尤其可能發(fā)生 3 重合閘與繼電保護的配合 自動重合閘裝置應有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護的動作以便更好地和繼電保護相配合加速故障的切除 如用控制開關手動合閘并合于永久性故障上時也宜于采用加速繼電保護動作的措施因為這種情況與實現(xiàn)重合閘后加速的要求是完全一樣的 當采用重合閘后加速保護時如果合閘瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流或斷路器三相觸頭不同時合閘所產(chǎn)生的零序電流有可能引起繼電保護誤動作時則應采取措施如適當增加一延時予以防止 4 對雙側電流線路上重合閘的要求 在雙側電源的 線路上實現(xiàn)重合閘時應考慮合閘時兩側電源間的同步問題并滿足所提出的要求 5 閉鎖重合閘 ①自動重合閘裝置應具有接收外來閉鎖信號的功能 ②當斷路器處于不正常狀態(tài)例如操作機構中使用的氣壓液壓降低等而不允許實現(xiàn)重合閘時應將自動重合閘裝置閉鎖 本變電站的繼電保護設計在此僅做了簡單的闡述見保護配置圖 附錄Ⅰ 化簡可得 參考文獻 1《發(fā)電廠變電所電氣部分》 主編李學博 西北工業(yè)大學出版社 2《電力系統(tǒng)繼電保護》 增訂版 主編賀家李宋從矩 中國電力出版社 3《供配電系統(tǒng)》 主編雍靜 機械工業(yè)出版社 4《安全 用電》 主編蘇景軍薛婉瑜 中國水利水電出版社 5《 220～ 500KV 變電所設計技術規(guī)程》 6《中國電力百科全書》 中國電力出版社 7《畢業(yè)設計指導書》 四川某學院 3