110kv變電站電氣一次部分設計發電廠課程設計報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 表16 LA10/500/5電流互感器型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷(Ω)10%倍數1S熱穩定倍數動穩定倍數二次負荷(Ω)倍數LA10500/51060110 電壓互感器的型式應根據使用條件選擇：6－20KV屋內配電裝置，一般釆用油浸絕緣結構，也可釆用樹脂繞注絕緣結構的電壓互感器。 35－110KV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結構的電壓互感器，220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器。當需要和監視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞級連接成星形，以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。（1）110KV選擇電壓互感器JCC－110型，其參數如下表所示：表17 JCC－110型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)連接組1級3級單相(屋外式)JCC110500100020001/1/11212（2）35KV選擇電壓互感器JDJJ－35型，其參數如下表所示：表18 JDJJ－35型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)1級3級單相(屋外式)JDJJ351502506001200（3）10KV選擇電壓互感器JDZ－10型，其參數如下表所示：表19 JDZ－10型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)1級3級單相JDZ1010000/10080150300500高壓熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設備免受過載和短路電流的損害。按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋內式，對于一些專用設備的高壓熔斷器應選專用系列；我們常說的保險絲就是熔斷器類。其結構一般包括熔絲管、接觸導電部分、支持絕緣子和底座等部分，熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細粒。熔件是利用熔點較低的金屬材料制成的金屬絲或金屬片，串聯在被保護電路中，當電路或電路中的設備過載或發生故障時，熔件發熱而熔化，從而切斷電路，達到保護電路或設備的目的金屬纏繞墊。高壓熔斷器工作于35kV 及以下電力變壓器。而且需要滿足熔斷器額定電壓UN≥安裝處電網額定電壓USN；熔斷器熔管的額定電流IFTN≥熔體額定電流IFSN，而且熔體額定電流IFSN=KImax（K為可靠系數，～，此處選擇K=）。（1）35KV選擇熔斷器RW935型，其參數如下表所示：表20 RW935型熔斷器系列型號額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)備注RW935352000保護戶外電壓互感器（2）10KV選擇熔斷器RN210型，其參數如下表所示：表21 RN210型熔斷器系列型號額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)備注RN2101000保護戶內電壓互感器 母線的選擇及校驗在變電站和發電廠，為了匯集、分配和傳輸電能，常常需要設置母線。變電站屋內和屋外配電裝置的主母線、變壓器等電氣設備與配電裝置母線之間的連接導線、各種電器之間的連接導線，統稱為母線。母線的選擇內容包括：確定母線的材料、截面形狀、布置方式；選擇母線的截面積；校驗母線的動穩定和熱穩定；對重要的和大電流的母線，校驗其共振頻率；對于110kV及以上的母線，還應校驗能否發生電暈。母線截面的選擇有兩種方法：（1）按最大長期工作電流選擇；（2）按經濟電流密度選擇。發電廠及變電站主母線按最大長期工作電流選擇，出口母線及較長回路的導線，則按經濟電流密度選擇。110KV母線選LGJQ400的加強型鋼芯鋁絞線 35KV母線選用(12010)型單條矩形鋁母線10KV母線選用(1004)型單條矩形鋁母線 （1）電力電纜應按以下條件進行選擇和校驗：①電纜芯線材料及型號②額定電壓③截面選擇④允許電壓降校驗⑤熱穩定校驗電纜的動穩定由廠家保證，可不必校驗。 故10KV出線電纜選擇電纜 防雷及過電壓保護裝置設計雷電放電所產生的雷電流高達數十、甚至數百千安，從而會引起巨大的電磁感應，機械效應和熱效應。從電力工程的角度來看，最值得我們注意的兩個方面是：雷電放電在電力系統中引起很高的雷電過電壓，有時也稱為大氣過電壓，它是造成電力系統絕緣故障和停電事故的主要原因之一；雷電放電所產生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀，燃燒，使導體熔斷或通過電動力引起機械損壞。變電所是多條輸電線路的交匯點和電力系統的樞紐。變電所的雷害事故比較嚴重，往往導致大面積的停電。其次，變電設備的內絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具有自恢復功能，一旦因雷國電壓而發生擊穿，后果十分嚴重。總之，變電所的防雷保護與輸電線路相比，要求更嚴格、措施更嚴密可靠。應妥善采用獨立避雷針和構架避雷針，其聯合保護范圍應覆蓋全所保護對象。根據《電力設備過電壓保護技術規程》SDJ7—76規定：第70條：獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m。第71條：110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在其構架或房頂上；6KV及以上的配電裝置，允許將避雷針裝在其構架或房頂上；35KV及以下高壓配電裝置構架或房頂上不宜裝設避雷針。裝在構架上的避雷針應與接地網連接，并應在其附近裝設集中接地裝置。避雷針與主接地網的地下連接點至變壓器接地線與主接地網的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。在主變壓器的門型構架上，不應裝設避雷針、避雷線。第72條：110KV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門型架上；35KV配電裝置可將線路的避雷線引接到出線門型架上，但應集中接地裝置。具體保護措施如下：：裝設避雷針或裝設獨立避雷針：裝設獨立避雷針：裝設獨立避雷針 過電壓保護參考《電力設備過電壓保護規程》SDJ7—79中的規定：第78條：變電站的每相母線上都應裝設閥型避雷器,應以最短的接地線與配電裝置的主接地網連接，同時應在其附近架設集中接地裝置。第80條：大接地短路電流系統中的中性點不接地變壓器如中性點絕緣按線電壓設計，應在中性點裝設保護裝置。第83條：與架空線聯絡連接的三繞組變壓器的35KV繞組，如有開路運行的可能，應采用防止靜電感應電壓危害該繞組絕緣的措施。在其一相出線上裝設一只閥型避雷器。第85條：變電站3～10KV配電裝置，應在每相母線和每路架空線上裝設閥型避雷器。故：，110KV，35KV每段母線上均裝一組避雷器，35KV側在一相上裝一個避雷器，110KV中性點為分級絕緣且裝有隔離開關，故需裝一個避雷器避雷器選擇結果：110KV母線接避雷器選FZ110型，其參數如下表所示：表22 FZ110型避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ1104FZ30J11010022426835KV母線接避雷器選FZ35型，其參數如下表所示：表23 FZ35避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ352FZ1535418410410KV母線接避雷器選FZ10型，其參數如下表所示：表24 FZ10型避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ10單獨元件102631第二部分 變電站電氣一次部分設計計算書六、負荷計算 主變負荷計算各電壓等級負荷計算公式如下： 式中： —— 某電壓等級的計算負荷；—— 同時系數（；）； —— 該電壓等級電網的線損率，一般取5%；、 —— 各用戶的負荷和功率因數；因此，變電站各電壓等級負荷計算結果如下，（a)35kV負荷理論計算結果：（b) 10kV負荷理論計算結果：主變總負荷為：根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60% — 70%。當一臺停運時，另一臺承擔總負荷的70%容量為：這便是選取主變的容量依據。對于站用變，有故取選取容量為400KVA的站用變壓器七、短路電流計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求；評價確定網絡方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設計與調試提供依據；分析計算送電線路對通訊網絡設施的影響等。在電力系統設計中，短路電流的計算應按遠景規劃水平年來考慮，遠景規劃水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。計算內容為系統在最大運行方式時，短路點的三相短路電流。工業與民用建筑中正常的生產經營﹑辦公等活動以及人民的正常生活，都要求供電系統保證持續﹑安全﹑，系統會經常出現故障，使正常運行狀態遭到破壞。短路是系統常見的嚴重故障。所謂短路，就是系統中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統發生短路的原因很多，主要有：（1）設備原因電氣設備、元件的損壞。如：設備絕緣部分自然老化或設備本身有缺陷，正常運行時被擊穿短路；以及設計、安裝、維護不當所造成的設備缺陷最終發展成短路的功能。（2）自然原因氣候惡劣，由于大風、低溫、導線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應，設備過電壓，絕緣被擊穿等。（3）人為原因工作人員違反操作規程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業安全工作規程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物帶電設備內形成短路事故等。供電系統發生短路后，電路阻抗比正常運行時阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數百倍以上，它會帶來以下嚴重后果：（1）短路電流的熱效應巨大的短路電流通過導體，短時間內產生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設備過熱而損壞。（2）短路電流的電動力效應由于短路電流的電動力效應，導體間將產生很大的電動力。如果電動力過大或設備結構強度不夠，則可能引起電氣設備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。（3）短路系統電壓下降短路造成系統電壓突然下降，對用戶帶來很大影響。例如，異步電動機的電磁轉矩與端電壓平方成正比。同時電壓降低能造成照明負荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學習。（4）不對稱短路的磁效應當系統發生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應所產生的足夠的磁通在鄰近的電路內能感應出很大的電動勢。（5）短路時的停電事故短路時會造成停電事故，給國民經濟帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。（6）破壞系統穩定造成系統瓦解短路可能造成的最嚴重的后果就是使并列運行的各發電廠之間失去同步，破壞系統穩定，最終造成系統瓦解，形成地區性或區域性大面積停電。（1）電主接線比選短路電流計算可為不同方案進行技術經濟比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據。（2）選擇導體和電器如選擇斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設備動力穩定，計算三相短路電流穩態有效值用以校驗電氣設備及載流導體的熱穩定性，計算三相短路容量以校驗短路器的遮斷能力等。（3）確定中性點接地方式對于35kV、10kV供配電系統，根據單相短路電流可確定中性點接地方式。（4）選擇繼電保護裝置和整定計算在考慮正確、合理地裝設保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現的最大短路電流值，還應計算最小運行方式下可能出現的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據需要計算單相接地電流等。（1）短路點的選取：各級電壓母線、各級線路末端。（2）短路時間的確定：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，確定計算短路電流的時間。（3）短路電流的計算：最大運行方式下最大短路電流；最小運行方式下最小短路電流；各級電壓中性點不接地系統的單相短路電流。計算的具體項目及其計算條件，取決于計算短路電流的目的。供配電系統某處發生短路時，要算出短路電流必須首先計算出短路點到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數的計算有兩種方法：標幺值法和有名值法。（1）標幺值法標幺制是一種相對單位制，標幺值是一個無單位的量，為任一參數對其基準值的比值。標幺值法，就是將電路元件各參數均用標幺值表示。由于電力系統有多個電壓等級的網絡組成，采用標幺值法，可以省去不同電壓等級間電氣參量的折算。在電壓系統中宜采用標幺值法進行短路電流計算。（2）有名值法有名值法就是以實際有名單位給出電路元件參數。這種方法通常用于1KV以下低壓供電系統短路電流的計算。計算步驟：(1) 選擇計算短路點。畫等值網絡圖。1）首先去掉系統中的所有分支、線路