【正文】 本科畢業(yè)論文 7 主系統(tǒng)保護配置整定 26 7 主系統(tǒng)保護配置整定 變壓器繼電保護配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟損失。 上限值： gfxgfs UU ? 式（ ） 避雷器的殘壓： mhbhbc UkU ? 式（ ） 指波形為 8/20 s? 的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。對于非直接接地， 20KV 及以下 dC =， 35KV 及以上dC =； 對直接接地 dC =。 ○ 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，雷擊時易引起反擊。 ○ 2 ．獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 5id R h d m? ? ?且；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離 2 idR? ，且2 3dm? ，式中 iR 為沖擊接地電阻。設(shè)計中重點對發(fā)電機、變壓器組、線路的防雷保護進行配置。 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護應(yīng)包括電機主絕緣 、匝間絕緣和中性點絕緣的保護。 ②入侵雷 當(dāng)輸電線路上遭受直接雷或感應(yīng)雷產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠或變電所，產(chǎn)生過電壓擊壞電氣設(shè)備，稱為雷電波入侵或入侵雷，由于雷電波侵入造成的雷害事故占全部雷害事故的一半以上，因此需采取特別措施。發(fā)電廠所遭受的累害可能來自兩個方面：雷直擊于發(fā)電廠、雷擊線路，沿線路向發(fā)電廠入侵的雷電波。 s It2t 6400(KA)2 s It2t 3969(KA)2 s 式（ ） 220KV 側(cè) : I= I2 = I4= 式（ ） 周期分量熱效應(yīng) : Qpt= (I2+10I22+I42) tk/12= (KA)2 本科畢業(yè)論文 5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計 19 10KV 側(cè) : INbr≥ I= 式（ ） 110KV 側(cè) : INbr≥ I= 式（ ） 4) 短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流 INcl 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值 Ish，即 INcl≥ Ish。 本科畢業(yè)論文 5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計 18 ○ 2 設(shè)備的擺放原則 設(shè)備的擺放的主接線的可靠性和經(jīng)濟性以及系統(tǒng)的安全性有一定影響，因此，在擺放設(shè)備時，應(yīng)綜合考慮其可靠性和經(jīng)濟性，在保證運行安全可靠的前提下，應(yīng)盡可能使設(shè)備布置緊湊、美觀，檢修、巡視和操作方便，力求 節(jié)約材料和減少占地面積，以降低投資。 ○ 1 設(shè)備選擇的原則 選擇設(shè)備時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。 主接線中設(shè)備配置的一般原則 對電氣主接線的基本要求， 概括的說應(yīng)該包括供電的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性以及操作的方便性和擴建的可能性等方面。 我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度為 40℃ ，如周圍環(huán)境溫度高于40℃ （但≦ 60℃ ）時，其允許電流一般可按每增高 1℃ ，額定電流減少 %進行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 +40℃ 時，額定電流可增加 %，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。例如：當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔高度超過制造部門的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當(dāng)海拔在本科畢業(yè)論文 5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計 17 1000— 3500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則電器允許最高工作電壓要下降 1%。 IN 應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 IN≥ Imax。 按正常工作條件選擇電器 ○ 1 額定電壓和最高工作電壓 所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最 高運行電壓，即 Ualm≥ Usm。車站和城關(guān)所選 輸電導(dǎo)線型號為： 95 / 20LGJ ? 。 式（ ） 經(jīng)濟截面 2/ 229ec ecA I j mm??。 輸電導(dǎo)線的選擇與校驗 由原始資料分析可得，待建火電廠的本地負荷主要由 10KV母線承擔(dān)，包括了鋼廠、紙廠、車站、城關(guān)。 選取 SB=100MVA UB=Uav 短路等效電路圖如圖所示：本科畢業(yè)論文 4 短路電流的計算 12 圖 短路等效電路圖 1) 12 0 .2 3 2 1 0 0 / (1 2 / 0 .8 ) 1 .5 4 7xx? ? ? ? 式（ ） 2) 34 16 100 / ( 25 / ) 824xx? ? ? ? 式 （ ） 3) 56 % / 100 100 / 746k T Nx x U S? ? ? ? 式（ ） 4) 78 % / 100 100 / 254k T Nx x U S? ? ? ? 式（ ） 5) 9 25 100 / ( 2 25 ) 25x ? ? ? ? 式（ ） 6) 10 10. 5 / 100 ( 4 31. 5 ) 833x ? ? ??? ? ? ? 式（ ） 7) 11 0 .2 4 1 0 0 / ( 2 2 5 ) 0 .4 8x ? ? ? ? 式（ ） 8) 12 10. 5 / 100 ( 2 31. 5 ) 667x ? ? ??? ? ? ? 式（ ） 9) 13 100 / 100 ? ? ? 式（ ） 10) 214 10 0 10 0 / 11 5 25x ? ? ??? ? ? 式（ ） 本科畢業(yè)論文 4 短路電流的計算 13 11) 215 16 30 10 0 / 11 5 0. 09 07xx? ? ? ?? ? ? ? 式（ ） 12) 217 18 20 10 0 / 11 5 0. 06 05xx? ? ? ?? ? ? ? 式（ ） ○ 1 當(dāng) d1 點短路時，系統(tǒng)額定電流： IB=SB/（ 31/2VB） =100/(31/2 230)= 式（ ） 25MW 發(fā)電機額定電流 IN1 =(PN/COSΦ )/ (31/2VB) =(25/)/( 31/2 230 = 式（ ） 12MW 發(fā)電機額定電流 IN2 =(PN/COSΦ )/ (31/2VB) =(12/)/( 31/2 230) = 式（ ） 支路 1： 25MW 發(fā)電機 主變 短路點 d1：轉(zhuǎn)移電抗，計算電抗 Xf1 =(+) /2= 式（ ） Xjs1 = (50/)/100 = 式（ ） 支路 2： 12MW 發(fā)電機 主變 聯(lián)絡(luò)變 短路點 d1：轉(zhuǎn)移電抗，計算電抗 Xf2 =（ +） /2++= 式（ ） Xjs2 = (250/)/1000 = 式（ ） 支路 3： 110KV 系統(tǒng) 短路點 d1：轉(zhuǎn)移電抗，計算電抗 Xf3 = Xs = 式（ ） Xjs3 = Xf3 = 式（ ） 系統(tǒng)提供的短路電流： Ips =1/ Xjs3 =1/ = 式（ ） ○ 2 當(dāng) d2 點短路時，系統(tǒng)額定電流：式（ ） IB=SB/（ 31/2VB） =100/(31/2 115)= 式（ ） 25MW 發(fā)電機額定電流 IN1 =(PN/COSΦ )/ (31/2VB) =(50/)/( 31/2 115) = 式（ ） 12MW 發(fā)電機額定電流 IN2 =(PN/COSΦ )/ (31/2VB) =(12/) /( 31/2 115) = 式（ ） 支路 1： 25MW 發(fā)電機 主變 聯(lián)絡(luò)變 短路點 d2: 轉(zhuǎn)移電抗，計算電抗 本科畢業(yè)論文 4 短路電流的計算 14 Xf4 =++ （ ） Xjs4 = (400/)/1000 = 式（ ） 由于計算曲線只做到 Xjs = 為止。 短路電流計算的目的是為設(shè)備的選型提供依據(jù)；初步考察短路事故對發(fā)電廠以及系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性的影響，為電廠主接線形式的選定、繼電保護裝置的選擇和整定計算提供依據(jù)。 短路電流的計算中，常采用以下假 設(shè)和原則： ○ 1 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ○ 2 所有電源的電動勢相位角相同； ○ 3 系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流以及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 120度電角度； ○ 4 電力系統(tǒng)中，各個器件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化而變化； ○ 5 同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包 括強行勵磁 ） ； 本科畢業(yè)論文 4 短路電流的計算 11 ○ 6 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ○ 7 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ○ 8 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，器件的電阻都忽略不計； ○ 9 器件的參數(shù)都取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； ○10輸電線的電容略去不計； ○11用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。 ○ 3 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大的點。因此，短路電流計算是一個非 常有必要、而且必須進行的工作。①通過短路電流計算，可以在選擇電氣主接線時，比較各種接線方案。備用電源從聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓側(cè) 引接，經(jīng)低壓分裂繞組變壓器降壓后接在兩段共用備用母線上。 本科畢業(yè)論文 3 廠用電設(shè)計 9 廠用電接線形式的擬定 依據(jù)對廠用電接線的基本要求，在本次設(shè)計中，廠用電接線采用單母線分段的接線方式。首先，廠用電接線應(yīng)保證對廠用負荷進行可靠和連續(xù)供電，使電站主機安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性、并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進性。 ○ 3 由于本電站工程分兩期進行，所以在廠用電設(shè)計上應(yīng)當(dāng)充分考慮連續(xù)施工或分期擴建時的供電問題。 本科畢業(yè)論文 2 電氣主接線 7 表 所選變壓器型號及參數(shù)表 發(fā)電機 型 號 額定電壓(KV) 額定容量 (MW) 同步電抗 （ dx ） 功率因數(shù) G G2 QF2122 12 G G4 QF2252 25 表 所選發(fā)電機型號及參數(shù)表 變 壓 器 型 號 額定 容量 (KVA) 額定電壓 (KV) 空載 電流 (%) 聯(lián) 結(jié) 組 高壓 中 / 低壓 主 變T1,2 110/63007 ?S 6300 110 YNd11 主 變 T3,4 110/315007 ?SFL 31500 110 YNd11 廠用變 12501SJL 1250 10 12/ 0 ?YY 本科畢業(yè)論文 3 廠用電設(shè)計 8 3 廠用電設(shè)計 廠用電接線方式的選擇 廠用電按 其負荷的重要性一般分為事故保安負荷、Ⅰ類負荷、Ⅱ類負荷、Ⅲ類負荷。由于四臺發(fā)電機都屬于小型機組，為限制短路電流，提高可靠性，四臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器，兩低壓側(cè)分別接 到兩段母線上，達到相互備用的效果。 110KV 及以上電壓等級，變 壓器的接線方式為“ YN”連接，選