【導(dǎo)讀】題目:220KV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化

　　

【正文】 A）（ 32o C） ?（ 610? Pa） gmaxI （ A） minS（ mm2 ） ?（ 610? Pa） 母線橋 2（ 63 10?） 矩形鋁排 平放 1458 70 780 80 31 匯流母線 （ 80 10?） 矩形鋁排 平放 990 70 825 84 備注 母線平放，相間距離 250mm，跨距 1200mm 第七節(jié) 支持絕緣子及穿墻套管的選擇 選擇結(jié)果如下表所示： 設(shè)備名稱 安裝地點(diǎn) 類型 型號(hào) PHF （ N） jF （ N） 支柱絕緣子 母線橋 戶外 ZA10Y 2205 170 戶內(nèi) ZS10 3000 700 穿墻套管 匯流母線 戶內(nèi) CLB10 2500 560 備注 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 28 第五章 繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 第一節(jié) 變電所主變保護(hù)的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大型電力變壓器，由于其造價(jià)昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時(shí)間也很長(zhǎng)，必然造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，本設(shè)計(jì)中主變保護(hù)配置如下： 一、主變壓器的主保護(hù) 瓦斯保護(hù) 對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦 斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 側(cè)電源斷路器。 差動(dòng)保護(hù) 對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。 二、主變壓器的后備保護(hù) 過流保護(hù) 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。 而本次所設(shè)計(jì)的變電所，電源側(cè)為 220KV 和 110KV，主要負(fù)荷在 10KV 側(cè)，即可裝設(shè)兩套過電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè) 110KV 側(cè)并裝設(shè) 方向元件，電源側(cè) 220KV 側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個(gè)時(shí)限 ts和 tⅢ，時(shí)限 定原側(cè)為 tⅢ≥ tⅡ +△ t，用 U切除三側(cè)全部斷路器。 過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。 變壓器的零序過流保護(hù) 對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零 序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。 第二節(jié) 220KV、 110KV、 10KV 線路保護(hù)部分 一、 220KV 線路保護(hù) 220KV 線路的安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有著相當(dāng)重要的影響，所以，本工程為 220KV線路配置的保護(hù)如下： 光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 距離保護(hù) 零序過流保護(hù) 過電流保護(hù) 二、 110KV 線路保護(hù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 30 由于 110kV 側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，所以穩(wěn)定性要求較高，所以， 110KV 線路保護(hù)配置如下： 距離保護(hù) 零序方向保護(hù) 過電流保護(hù) 三、 10KV 母線保護(hù) 對(duì)于 10KV 母線接線方式為單母線分段，可以配置的保護(hù)主要有：過流保護(hù)，帶時(shí)限跳分段開關(guān)，并利用裝在變壓器，斷路器的后備保護(hù)來切除故障。 四、 10KV 出線保護(hù) 電流保護(hù)：線路故障瞬時(shí)跳開所在線路的斷路器 過電流保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù) 第六章 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避 雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。 避雷針的配置原則： 1）電壓 110KV 及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000n米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。 2）獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置，其工頻接地電阻 不超過 10n。 3） 35KV 及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)易引起反擊。 4）在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在裝置中距離很難達(dá)到不小于 15M 的要求。 對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的 電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 避雷器的配置原則 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)看旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3） 220KV 以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4） 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 32 設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 6） 110KV— 220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避 雷器 第二節(jié) 避雷器參數(shù)計(jì)算與選擇 一、 220KV 避雷器 （ 1） 避雷器的滅弧電壓： KVVCV mdmi 0 22 5 ???? （ 2） 避雷器的工頻放電電壓：gfxV xggfx VK0? 直接接地 110~220KV， K0 0=3 KVV gf x ??? （ 3） 避雷器的殘壓： KVVKV mibhbc ?? （ 4） 避雷器的沖擊放電電壓： KVVV bcch fs 3 ?? 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)選取 FZ220J 型閥型避雷器能滿足要求。 二、 110KV 避雷器 （ 1）避雷器的滅弧電壓： KVVCV mdmi 0 2 ???? （ 2） 避雷器的工頻放電電壓： xggfx VKV 0? 直接接地 110~220KV， K0=3 KVV gf x 2193/ ??? （ 3） 避雷器的殘壓： KVVKV mibhbc 3 62 ?? （ 4） 避雷器的沖擊放電電壓： KVVV bcchf s ?? 根據(jù)以 上計(jì)算數(shù)據(jù)選取 FZ110J 型閥型避雷器能滿足要求。 三、 10KV 避雷器 （ 1）避雷器的滅弧電壓： KVCV mdmi ???? （ 2）避雷器的工頻放電電壓：gfxV KVV gf x ??? （ 3） 避雷器的殘壓： KVVKV mibhbc 422 ?? （ 4） 避雷器的沖擊放電電壓： KVVV bcchfs ?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 33 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)選取 FZ10 型閥型避雷器能滿足要求。 以上選擇各級(jí)電壓等級(jí)避雷器參數(shù)如下表： 型號(hào) 額定電 壓有效值 KV 滅弧電壓KV 工頻放電電壓有效值KV 沖擊放電電壓峰值(μ s及μ s)不大于 KV 8/20μ s 雷電沖擊波殘壓峰值不大于KV 不小于 不大于 5KA 10KA FZ220J 220 200 448 536 620 652 715 FZ110J 110 100 224 268 326 326 358 FZ10 10 26 31 45 45 50 由于本次所設(shè)計(jì)選擇變壓器為分級(jí)絕緣，即 220KV 中性點(diǎn)絕緣等級(jí)為 110KV，110 中性點(diǎn)絕緣等級(jí) 為 35KV，所以 220KV 中性點(diǎn)應(yīng)與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相同的避雷器，故 220KV 中性點(diǎn)裝設(shè) FZ110， 110 中性點(diǎn)裝設(shè) FZ40避雷器。 第七章 配電裝置的選擇及電氣總平面布置 第一節(jié) 配電裝置 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)： ①由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較??；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響。 雙母線接線的 220KV 配電裝置采用屋外高型布置。 內(nèi)橋式接線的 110KV 配電裝置采用屋外中型布置。 10KV 的單母線分段接線采用屋內(nèi)成套 開關(guān)柜 JYN10 型手車式開關(guān)柜單層布置。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 35 第二節(jié) 平面配置 2 20k V 配 電裝置1 10k V 配 電裝置預(yù)留調(diào)相機(jī)房配電裝置10kV控制樓通信室 220KV 高壓配電裝置平面布置圖 附錄 1：電氣主接線圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 36 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V1 0 K VT 1 T 2 附錄 2： 參考文獻(xiàn) ⑴《發(fā)電廠電氣部分》中國(guó)電力出版社 ⑵《電力工程手冊(cè) 1， 2 冊(cè)》能源部西北電力設(shè)計(jì)院編 水利水電出版社 ⑶《電力繼電保護(hù)原理》中國(guó)水利電力出版社 ⑷《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》水利電力出版 社 ⑸《電氣設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)》國(guó)防工業(yè)出版社 ⑹《供電技術(shù)》西安理工大學(xué) 余健明 同相前 蘇文成 編 ⑺《工廠供電》劉介才 主編 ⑻《中型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》丁疏山 雷振山 主編 ⑼《高電壓技術(shù)》 張一塵 主編 中國(guó)電力出版社 ⑽《電力工程類專題課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 王士政 中國(guó)水利電力出版社