水電廠電氣部分設計-資料下載頁

　　

【正文】 ? ? ? ? 熱、動 穩校驗： 2 2 219 .7 4 [ ( ) ] 10 [ ( ) ]kQ k A S k A S? ? ? ? kAkAish ?? 可見，電壓損失、殘壓、熱動穩均滿足要求，所以電抗器 XKGKL104008 型。 高壓熔斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電器設備免受過載和短路電流的損害，保護電壓互感器的高壓熔斷器只須與開斷能力兩項進行選擇。 ⑴ 額定電壓選擇 ： NSN UU ? ⑵ 額定電流選擇 ： 熔斷 器的額定電流選擇，包括熔管和熔體的額定電流的選擇。為了保證熔斷器器殼不致損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應大于、等于熔體的額定電流，即：NfsNft II ? 為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路用電動機自啟動等沖擊電流時誤動作，保護 kV35 及經下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇： maxKIINfs ? K 為可靠系數， 不計電動機自啟動時 ~?K , maxI 為變壓器回路最大工作電流。 ⑶ 熔斷器開斷電流校驗： INft≥ INfs取 ?K , 35kV 側： 供Ⅱ類負荷的出線回路： AKII N fs 4 a x ???? 供Ⅲ類負荷的出線回路： 1 .2 3 8 .2 2 4 5 .8 6 4NfsIA? ? ? 10kV 側： AKII N fs a x ???? 表 517 熔斷器如下表所示 電壓 等級 負荷出線 RN1系列 RN3 系列 額定電壓 kV 額定電流 kA 額定電壓 kV 額定電流 kA 35kV 側 供Ⅱ類負荷的出線 —— —— 35 200 供Ⅲ類負荷的出線 —— —— 35 100 10kV 側 10kV 側 10 200 —— —— 6 配電裝置 配電裝置是發電廠和變電所的重要組成部分。它是根據主接線做的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備連接而成，用來接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設地點的不 同，可分為屋內和屋外配電裝置。 (1)屋內配電裝置的特點是： ① 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小； ② 維修、巡視和操作在室內進行，不受氣候影響； ③ 外界空氣的污染對電器的影響較小，因此可以減少維護工作量。同時，由于污染小，還可延長設備的使用壽命。 ④ 房屋建設時，需要征用大量的土地，投資較大。 (2)屋外配電裝置的特點是： ① 土建工作量和費用較小，建設用期短； ② 擴建方便； ③ 相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業； ④占地面積大； m a x0 0 0 00 0 0 0. 08 0. 6 1. 03 5400LNIUx I ?? ? ? ? ? ? ? 17 ⑤受外界環境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣； ⑥不良氣候對設 備維修和操作有影響。 (3)配電裝置的型式選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜，節約用地，并結合運行及檢修要求，通過技術經濟比較確定。一般情況下，在大中型發電廠中， 35kV及以下的配電裝置宜采用屋內式； 110kV及以上多為屋外式。當在污穢地區或市區建 110kV屋內和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內式。因此本廠配電裝置采用屋內配電裝置。 (4)配電裝置應滿足以下基本要求： ①配電裝置的設計必須貫徹執行國家基本建設方針和技術經濟政策，如節約土地。 ②保證運行可靠。按照系統和自然條件合理選擇設備 ，在布置上力求整齊，清晰，保證具有足夠的安全距離。 ③便于檢修，巡視和操作。 ④在保證安全的前提下，布置緊湊，力爭節約材料和降低造價。 ⑤安裝和擴建方便。 屋內配電裝置 屋內配電裝置的結構型式與電氣設備的類型和主接線的形式，出線回路數多少及有無電抗器等因素有著密切的關系。同時還與施工，檢修，運行經驗，生活習慣等因素有關。 (1)布置方式的確定： 發電廠 610kV屋內配電裝置的布置方式一般分為三層、二層及單層式，綜合考慮施工的復雜程度投資，選擇二層式，將斷路器和電抗器布置在底層。 (2)母線及隔離開 關的布置 ① 母線裝在配電裝置的上部，考慮到母線電壓 6kV，短路電流大，選用垂直式，母線相間距離為 700800，兩組母線以垂直的隔墻分開。 ② 隔離開關通常設在母線的下方，為防止帶負荷誤動作引起電弧，而造成母線短路，母線與母線隔離開關之間宜裝設耐火隔板。 (3)斷路器及操動機構布置 斷路器通常設在單獨小室內，布置在兩側有隔墻的間隔內即可，可和互感器同放一室。操動機構為電磁型設在操作通道內，由于其重量大，所以落地裝在混基礎上。 (4)配電裝置通道和出口的布置 通道均設有開關裝置，則維護通道 ；操作 機構為固定式，則操作通道 m；防爆通道 ； 配電裝置室長度大于 7m，兩端均設置出口；由于電纜出線較多，為方便敷設和維護，宜采用電纜隧高 ，兩側設數層電纜支架，在充分考慮防雨雪，風沙及污穢等條件下，開窗采光及通風，還應裝事故通風設備。 7 防雷部分設計 概述 在電力系統中除了內部過電壓影響系統的供電可靠性 ,還有大氣過電壓 ,就是所說的雷擊過電壓。雷擊過電壓會使電氣設備發生損壞，造成停電事故。為保證電力系統的正常安全可靠運行，必須做好電力系統的大氣過電壓保護。 雷電過電壓的形成 與危害 ⑴直擊雷：雷電直接對電氣設備或建筑物進行放電，稱為直接雷擊或直擊雷。直擊雷過電壓又引起數萬安的強大雷電流通過被擊物體而入地，產生破壞性很大的熱效應和機械效應，擊壞設備，引起火災，甚至造成人身傷亡。 ⑵感應雷：雷電落在電氣設備附近或雷動在電氣設備上方移動時，通過無暇感應或電磁感應在電氣設備上呈現出數萬乃至數千萬伏的感應過電壓，稱作感應雷或間接雷擊。 ⑶入侵雷：當輸電線路上遭受直接雷或感應雷產生的雷電波侵入發電廠或變電所，產生過電壓擊壞電氣設備，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。 電氣設備的防雷保護 防止雷電對設備的造成過電壓， 從被保護物體上方引導雷電通過，并安全埋入大地，防止雷電直擊，減小在其保護范圍內的電器設備（架空輸電線路及通電設備）和建筑物遭受直擊雷的概率 。因為電氣設備的結構和工作性質的不同，所采取的措施也不同。 ⑴發電廠和變電所的防雷保護 18 發電廠和變電所電氣設備對直擊雷的防護主要采用避雷針；對入侵雷的防護采用進線保護和避雷保護的綜合措施，即用進線保護限制雷電流的幅值和陡度，用避雷器限制雷電過電壓的同值。 ⑵架空輸電線路的防雷 保護 電線路采用裝設避雷線的方法防止線路遭受直擊雷引起跳閘次數，可采用系統中性點經消弧線圈接地工作方式，為避免雷擊跳閘造成供電中斷，可采用自動重合閘裝置。 ⑶配電網的防雷保護 除了對配電變壓器高低壓側以及柱上斷路器必須裝設避雷器或放電間隙保護外，對配電線路本身主要應適當提高其絕緣水平，應廣泛采用重合閘，以減少斷線和停電事故。 發電廠是電力系統的心臟，萬一發生損壞設備的事故，往往會帶來嚴重的后果，造成重大的損失。設計中重點對發電機、變壓器組、線路的防雷保護進行配置。 ⑷直配旋轉電機的防雷保護 完善進線保護的同 時，還應采用性能良好的閥型避雷器或金屬氧化物避雷器，來保護電機的主絕緣，同時還應考慮裝設電容器和中性點避避雷器，以保護匝間絕緣和中性點絕緣。 避雷針的選擇 ⑴ 避雷針的配置原則 ①獨立式避雷針宜裝設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區，其工頻接地電阻 10eR??。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網連接，但避雷針與主接地網的地下連接點沿接地線的長度不得小于 15m。 ②立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 110 .2 0 .1 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在地中距離 2 ? ，且 2 3dm? ，式中 iR 為沖擊接地電阻。 ⑵ 避雷針的保護范圍 ① 針的保護范圍如圖 71， 高度為 Xh 的水平面上，其保護半徑 Xr 可按下式計算 : 當 2X hh ?時， ()XXr h h p?? 當 2X hh ?時， ( 2 )XXr h h p?? 式中： h 為避雷針高度（ m）； Xh 為被保護物體的高度（ m）； p 為高度影響系數（ 30hm? 時，p＝ 1； 30 120hm?? 時， h?） hh xh xr x 圖 71 單支避雷針地保護范圍 ②雷針的選擇： 假設本廠的長為 120 米，寬為 100 米，被保護物的高度為 10 米，則： ( 1 . 5 2 ) ( 1 . 5 3 0 2 1 0 ) 1 2 5xxr h h p m? ? ? ? ? ? ? ? 由圖 72 可知： 本廠需采用 5 根單支避雷針才能使全廠處于被保護的范圍內。 19 圖 72 單支避雷針地設置 避雷器的選擇 和配置 避雷器應按下列條件選擇： ⑴ 型式 選擇避雷器型號時，應考慮 被保護電器的絕緣水平和使用特點，按表 71 選擇： 表 71 避雷器型號及應用范圍 類型 型號 型式 FS 配電用普通閥型 10kV 以下配電系統、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3~220kV 發電廠、發電廠配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 330kV 及需要限制操作的 220kV以及以下 FCD 旋轉電機用磁吹閥型 用于旋轉電機、屋內 ⑵ 額定電壓 避雷器的額定電壓應與系統額定電壓一致。 一般國產閥式避雷器的保護特性與各種電器的具有均可配合，故此項校驗從略 。 ⑶校驗項目 ① 滅弧電壓： mdmh UCU ? dC — 接地系數。對于非直接接地， 20kV 及以下 dC =， 35kV 及以上 dC =；直接接地dC =。 mU — 最高工作允許電壓，為電網額定電壓的 倍。 ②工頻放電電壓的下限值： xggfx UkU 0? 0k — 內部過電壓允許計算倍數，對非直接接地 63kV 及以下 0k =4； 110kV 及以下 0k =；對直接接地 110～ 220kV， 0k =3。 xgU — 設備最高運行相電壓（ kV）。 ③工頻放電電壓的上限值： gfxgfs UU ? ④ 避雷器的殘壓： mhbhbc UkU ? 指波形為 8/20 s? 的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產生的電壓峰值。我國標準規定： 220kV 及以下避雷器沖擊電流幅值為 5kA。 bhk — 避雷器的保護比， FZ 型 bhk =～ ， FCZ 型 bhk =～ 2。 ⑤ 避雷器沖擊放電電壓的上限值： bcchfd UU ? 根據避雷器配 置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器中性點接地必須裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間。 35kV 側避雷器的選擇和校驗 ⑴型式的選擇 根據設計規定選用 FCZ 系列磁吹閥式避雷器。 20 ⑵額定電壓的選擇： UN=UNS=35kV 因此選 FCZ35 避雷器，其參數如下表 72： ⑶滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓： 1 . 1 5 1 . 1 5 3 5 4 0 . 2 5mNU U k A? ? ? ? 直接接地： ???? mdmh UCU kV，滿足要求。 ⑷工頻放電電壓校驗： 下限值： ???? xgg fx UkU kV 表 72 避雷器參數 型 號 額定電壓（ kV） 滅弧電壓有效值（ kV） 工頻放電電壓有效值（ kV） 沖擊放電電峰值（ ? ）不大于（ kV） 8/20 s? 沖擊殘壓不大于（ kV） 不小于 不大于 FCZ35 70 80 95 110 120 上限值： ???? g fxg fs UU kV＜ 95kV 上、下限值均滿足要求。 ⑸殘壓校驗： 0 ????? mhbhbc UkU kV＜ 120kV 滿足要求。 ⑹沖擊放電電壓校驗： ?? bcchfd UU kV＜ 110kV，滿足要求。 所以，選 FCZ35 型避雷器滿足要求。 10kV 側避雷器的選擇和校驗 ⑴型式的選擇 根據設計規定選用 FCZ 系列磁吹閥式避雷器。 ⑵額定電壓的選擇： UN=UNS=10kV 因此選 FZ10 避雷器，其參數如下表 73： ⑶滅弧電壓校驗：最高工作允許 電壓： 1 . 1 5 1 . 1 5 1 0 1 1 . 5mNU U k V? ? ? ? 直接接地： kVUCU mdmh ???? ，滿足要求。 ⑷工頻放電電壓校驗： 下限值： 0 3 1 1 . 5 3 1 9 . 9 1g fx x gU k U k V? ? ? ? 表 73 避雷器參數 型號 額定電壓（ kV） 滅弧電壓有效值（ kV） 工頻放電電壓有效值（ kV） 沖擊放電電峰值（ ? ）不