180萬噸地面變電所設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 電力電容器的保護根據《繼電保護與自動裝置設計技術規程》規定，本變電所的6KV電力電容器裝設如下保護：電容器和斷路器之間連線的多項短路保護，采用兩相式電流速斷保護。電容器內部故障的保護，采用橫差保護。兩相電流速斷保護采用DL11型電流繼電器，接線方式不完全星形，而發生多相短路故障時，電流速斷瞬時動作于跳閘，橫差保護采用DL11型電流繼電器，接線方式為三角形。(1)電流速斷保護動作電流: =(A)式中： n= =40 =選用DL11/10繼電器整定值為9A靈敏度校驗 2滿足要(2)內部故障的橫差保護① 電流互感器的變比選擇INCT≤1/2NmaxIN=1/2440=80A式中：Amax每祖電容器組最大安裝臺數IN單臺電容器額定電流因橫差保護所用的電流互感器反映的故障電流很小，而正常工作電流很大，因此電流互感器的變化應盡量選擇小些，使電流互感器的額定電流INCT≤80A。取INCT=75A Kid=75/5動作電流：式中：QN單臺電容器額定容量Km靈敏系數取 β單臺電容器故障無件允許的百分數取75%故選用同類加強型電流互感器DL11/，~。 6KV母線聯絡柜保護原理及整定 保護裝置的裝設原則6KV母線是本系統的一個重要組成部分，當母線發生多相短路，過流和失壓時，將使連接在故障母線上的所有元件在修復故障母線期間或換到另一組無故障的母線上的運行，以免停電。本設計的6KV母線的保護，除利用主變壓器一次側帶時限，過流保護來實現外，同時還在二次側斷路器上裝設帶時限電流閉鎖，電壓速斷作為母線的保護，該保護為二相式。本設計的母線聯絡斷絡器裝設如下保護：電流速斷保護，作為母線耐壓試驗時的速動保護并做為配出線電流速斷保護的后備保護。 保護裝置的接線方式，圖見主變保護圖。 保護裝置的整定計算：閉鎖元件的動作電流按式Ian=Ik2min/KmKid=5410300=選用DL11/20型電流繼電器整定值為10A，按式592Val=Vmin/KrecKv=35/60=式中:=27VIa電流元件動作電流Vrmin配出線最遠點短路時最小殘余電壓Kv電壓互感器變比6000/100(1)電流速斷保護整定① 按電流互感器一次額定電流計算動作電流Iaq=KrelKalINCT/Ki=41500/300=26A式中： Kal過負荷系數取4INCT電流互感器一次額定電流1500AKi電流互感器的變比為1600/5② 5410/26300=2經校驗其靈敏系數不符合要求，因此需要按最小允許靈敏系數重新整定。③ 按最小靈敏系數重新整定Iaq=Ikimin/KmKi=5410/2 300= 故重新整定值為Iaq=8A，選用DL11/10型電流繼電器。(2)過電流保護整定① 動作電流Iaoc=KrecIam/KictKi=916/300= 取Iaoc=5A② 靈敏度校驗5410/5300=Km=2 故滿足要求③ 后備保護靈敏系數=4970300= Km= 故滿足要求式中：Ik2min取K3點最小工相短路電流穩態值經校驗，滿足后備保護的需要。④ 保護裝置的動作時限動作時限應較配出線過電流保護最大時限大一時限價段?T=，則本裝置的動作時 T=T1+=第7章 防雷保護與安全接地規劃設計電力系統中電氣設備的絕緣，在正常工作時只承受額定電壓。由于某種原因，造成設備的電壓異常升高，其數值大大超過設備的額定電壓，使設備絕緣級擊穿或閃絡，這就是過電壓，過電壓分內部過電壓和大氣過電壓兩種。內部過電壓是由于系統的操作、故障或某些不正常運行狀態，使系統發生電磁能量的轉換而產生的過電壓。內部過電壓的大小與電網電壓成正比，最大不超過相電壓的7倍。大氣過電壓是指由雷云直接對地面上的電氣設備放電或對設備附近的物體放電在電力系統中引起的過電壓。前者稱直接雷擊過電壓，其值可達數百萬伏，電流可達數十萬安，危害性極大；后者稱感應過電壓，其幅值一般不30KV，個別可達500~600KV。大氣過電壓不僅對電力系統有很大危害，而且也可能使建筑物受到破壞，并能點燃易燃易爆品，危及人身安全，故應加強防雷措施。 防直擊雷的保護 防直擊雷的措施變電所室外布置的電氣設備，需要裝設避雷針的保護，避雷針裝設在室外的四角，使室外的設備和建筑物全部置于避雷針的保護范圍之內。為了防止在避雷針落雷時，造成向被保護物反擊的情況，避雷針與被保護物之間留有一定距離，這一計算按下式進行：地上部分：Sk≥+ （71）Sk≥5m地下部分：Sd≥ （72）S≥5m式中：RS接地裝置的沖擊接地電阻取10ΩHx被保護物的高度取9m所以本設計中的Sk＞5m Sd＞3m 避雷針的高度及位置的確定根據室外設備布置的道路的寬度范圍，結合避雷針與被保護的地上，地下距離，避雷針的位置確定：四只避雷針之間的相對距離：針 D34=D12=46mD13=D24=50mD14=D23=68m已知：進線門型架構高9米，母線架構高7米，高壓室高5m。因為： D34=D12=46/7=D13=D24=50/7=D14=D23=68/7=，即保護的高度hx=9mh1=h2=9+=留有一定富裕系數針1和2取20mh3=h4=9+=留有一定富容系數針3和針4取24m：因h＜30m，故P取1針針2: r1= r2=()=2029=12m ho=hD12/7==bx=(hohx)=()=針針4: r3= r4=2425=26mr3′= r4′= =2429=18mr3″= r4″= =2427=22m ho=h1D34/7==′bx34=(hohx)=()=″bx34=(hohx)=()=bx34=(hohx)=()=針3的保護范圍r1=12m r3=26m=504=46mho=hD13/7=2046/7=bx13=(hohx)=()=:r1=12 r4=26mD141=D14—（h1—h1）=68—4=64mb14=（ho—hx）=（—9）=經校檢bx＞0所以避雷針可保護整個變電所設備故符合要求。 作避雷針保護范圍平面圖由各D/2或D1/2作相應的兩針間的中垂線，量取各相應的bX值，由bX端點作對應針的保護圖切線（對不等高的避雷針做真空避雷針的保護圖切線）即得到全部保護范圍，本設計變電所所有被保護的物都包括在內達到保護要求，計算合理。 內過電壓的抑制，采用不重燃斷路器，帶有分閘并聯的電阻的斷路器，可將內過壓幅值限制在計算倍數以內，電網采用磁吹避雷器或氧化鋅避雷器，并能抑制這種過電壓。，在斷路器斷口裝并聯電阻就能將過電壓倍數限制在計算值數以內，裝閥式避雷器于主變與斷路器之間亦能。 對60KV進線段的保護為了使60KV進線段得到保護，本設計 在60KV終端桿的頂部加裝兩個獨立避雷針，針高為3m與桿塔構成兩個獨立的避雷針，全高為20m經過計算和校驗，60KV進線段全部得到保護，這里不再復計算。 對雷電入侵波的防護因本設計的變電所為沿1—2公里架設避雷線，所以不設進線避雷線保護，本設計采用每組60KV母線和6KV母線上均裝設閥型避雷器，并且所有避雷器以最短的接地線同配電裝置的主接地網連接同時在其附近裝設集中裝置接地、60KV閥型避雷器與主變壓器的距離不超過最大允許間距，6KV側的兩段母線上均裝有閥型避雷器分別裝設在各側的電壓互感器柜內。根據系統電壓為60KV中性點為非接地系統選擇Fz0型閥式避雷器，該避雷器是由2XFz0+ XFz0+FZ5組裝成的避雷器技術表型號額定電壓滅弧電壓有值工頻放電阻值RV—20微秒沖擊電壓幅值波形為10/20微秒沖擊電幅下殘壓幅值不大于KV不小于不大于220 kv3 KA5 KA10KVFz606014017335 kv227250Fs60616192830校驗：避雷器的額定電壓：Ve=60KV 合格避雷器的滅弧電壓：Vm=系統內部過電壓:Vn=40UP=60 3= 小于工頻放電電壓Vg≥140KV（2）6KV母線上裝設的閥式避雷器的選擇（3）放電記錄器的選擇選用JS4型放電記錄器安裝，在60KV避雷器上。 接地措施由《煤礦電工手冊》，查得60KV和6KV側接地電阻高低壓設備的聯合接地電阻值均不大于4Ω，根據《電設備接地設計技術規程》規定，本設計的保護接地的電阻值為不大于4Ω。 接地裝置的敷設根據變電所地質情況，綜合考慮決定采用人工工頻接地裝置，該裝置的垂直埋入地下的鋼管和水平埋入地下的鋼帶聯接組合而成的。其中垂直接地體為主，水平接地體為輔，垂直接地體采用φ502500mm的鋼管垂直埋入地下，其頂端距離地面800mm，相互之間間距5000，用404扁鋼帶相連接。己知：土壤為砂質粒土。P01000Ωcm土壤電阻率：P=ΦP0=104Ωcm （73）式中:φ—P0《電工手冊》104Ωcm 接地電阻的計算：利用簡化式：RV=KP=104104=式中：K—簡化計算系數得K=104垂直體的根數：n≥==30根。 （74）式中：。Rd接地電阻的要求值為4n。 ：本設計變電所接地母線改接地支線均采用404扁鋼帶，其截面校驗為：S= 404式中：Ike—單相接地短路系統電流穩態值，對中性點非接地系統按不超過30KA計算。tf短路電流持續時間根據要求，獨立避雷針的接地電阻應不大于10Ω，為此本設計的四支獨立的避雷針接地裝置均采用φ502500的鋼管垂直埋設。：R==104102=45Ω不考慮管間的屏蔽作用采取φ502500的鋼管工頻接地電組為:Rf=R/nne=45/41=沖擊接地電阻為：Rs=2Rf==＜10Ω （75）式中：2—單獨接地體的沖擊系數（）1. 接觸雷壓、跨步電壓：當發生短路時；按地網表面的最大接觸電勢：Fjmax=EvEe=KnKdKAIid （76）==式中:Kn均壓帶影響系數Kn=+=Ijd電網單相接地電流Ijd=re（Ln+35Lc）/350=6（7+358）/350、接地電勢允許值：Ec=50+=50+104=275V＞Ejmax跨步電PY壓的值：Esm=KsEc=KsIjdRid== （77）式中：Ks—=50+=50+104=305V＞Esm符合要求。第8章 變電所室內外配電裝置的設計本變電所的主要變壓器及一次電壓60KV側的設備均采用室外布置，其室外配裝置的最小凈距滿足規程要求。本設計的兩臺變壓器中心距為16m，變壓器與建筑物之間的距離為17m， 60KV配電裝置的有關尺寸弧垂母 線 出 線 線間距離門型母線架 出 線 架構高度母線架構 出線架構 門型母線架 出 線 支架高度隔離開關 電流互感器 電壓互感器 避 雷 器 SWZ—60 室外布置的縱向尺寸見附圖變電所平面布置圖，由于本變電所屬于二級電壓變電所，故變壓器布置在高低配電裝置之間（60KV與6KV之間）高壓進線正對主變壓壓器高壓端60KV室外母線橋,將主變6KV端與室內的受電柜相連，主變壓器采用落地布置，下設有積油坑，坑內鋪設卵石層。本變電所的60KV側設有寬7m半徑10米的環形車道,為了便于檢修和安裝的需要，同時利用控制電纜的電纜溝蓋板作為巡視，操作和檢修屋外配電裝置的通道，各設備之間的距離及與建設物之間的距離均滿足設計規程中的最小安全凈距和防水要求。本變電所的外圍墻采用2米高的實體圍墻，大門采用輕型鐵門，變電所與礦區公里連接。本設計的室內6KV配電裝置采用雙側離墻均有距離放置，靠主變壓器的進線形式采用鋁排進線而另一側出線形式為：電纜出線—架空線出線形式,并設有PK11型控制臺。本設計變電所室內布置有高壓室、配電室、配電間、控制室、載波室、休息室、辦公室、修理室等為單層建筑，建筑在主建筑的一側，室內的電容器與電壓互感器柜兩組稍離墻有段距離放置并經過電纜與高壓配電室內的控制柜相連。結 論本設計主要完成了年產為180萬噸煤礦地面變電所的設計，根據負荷計算的結果對該變電所電力系統的運行方式進行分析和設計，并結合該變電所的實際情況，確定出最合適的運行方式進行優化。同時考慮到煤礦供電系統的特點，對變電所的負荷進行分組，達到合理，經濟的的目的，同時對功率因數進行補償。通過短路計算電流的計算，確定了系統的主接線及運行方式，同時對校驗電氣設備，繼電保護整定，采