雙回路10kv變配電所設計畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 情況，簡單介紹以下幾種二次回路。變配電所的操作電源是供高壓斷路器控制回路、繼電保護回路、信號回路等二次回路所需要的工作電源。操作電源對變配電所的安全可靠運行起著極為重要的作用，正常運行時能保證斷路器的合閘和跳閘；事故狀態下，在母線電壓降低甚至消失時，應能保證繼電保護系統可靠地工作，所以要求其充分可靠，容量足夠并具有獨立性。本工程中變配電所的二次回路采用帶免維護鉛酸蓄電池、鎘鎳電池組儲能的硅整流的直流操作電源，在一次系統電壓正常時直流負荷由開關電源輸出的直流電直接供電，此時蓄電池組處于浮充狀態用于彌補電池的自放電損失；當一次系統發生故障時，浮沖充的蓄電池組開始向直流負荷供電，保證二次回路特別是繼電保護回路及斷路器跳閘回路可靠工作，其原理圖詳見附錄圖紙。為監視供電系統的運行狀態和計量一次系統消耗的電能，保證供電系統安全、可靠、優質和經濟合理地運行，本工程設計時在變配電裝置中裝設了一定數量的電氣測量儀表。電氣測量的任務是監視供電系統的運行狀態和計量一次系統消耗的電能，保證供電系統安全、可靠、優質和經濟合理地運行。電氣測量的要求是對電氣測量儀表，要保證其測量范圍和準確度滿足變配電設備運行監視和計量的要求，并力求外形美觀，便于觀測，經濟耐用等。 高壓斷路器的控制回路是指用控至開關或遙控命令操作斷路器跳、合閘的回路，它主要取決于斷路器的操動機構的形式和操作電源的類別。本工程中斷路器采用了彈簧操動機構，其控制方式為開關柜就地控制。 信號回路是用來指示一次設備運行狀態的二次回路。信號按用途分，有位置信號、事故信號和預告信號。斷路器位置信號是用來顯示斷路器正常工作的位置狀態，一般紅燈亮，表示斷路器處于合閘位置；綠燈亮，表示斷路器處于跳閘位置。事故信號是用來顯示斷路器在事故情況下的工作狀態。一般紅燈閃光，表示斷路器自動合閘；綠燈閃光，表示斷路器處于跳閘位置。預告信號是在系統出現不正常狀態時或故障初期發出的報警信號。1．繼電保護的任務：（1）有選擇性將故障組件從供電系統中快速、自動切除，使其損壞程度減至最輕，保證最大限度地迅速恢復無故障部分的正常運行（2）反應電氣組件的異常運行狀態，根據運行維護的具體條件和設備的承受能力，發出警報信號、減負荷或延時跳閘。2．對繼電保護裝置的基本要求：（1）選擇性 當供電系統發生故障時，只有離故障最近的保護裝置動作，切除（2）速動性 為防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統運行的穩定性，因此在系統發生故障時，保護裝置應盡快地動作，切除故障。（3）可靠性 保護裝置在應該動作時必須動作，不應該拒動作；而在不應該動作時不能誤動作。（4）靈敏度 保護裝置的靈敏度是表征保護裝置對其保護區故障和不正常工作狀態反應能力的一個參數。如果保護裝置對其保護區內極輕微的故障都能及時地反應動作，說明保護裝置的靈敏度高。本工程采用直流操作電源，采用靜態電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器組成定時限過電流保護和短時限或無時限電流速斷保護，保護采用三相三繼電器式。配置如下表61：表61繼電保護配置序號保護對象保護裝置備注1電源進線短時限電流速斷保護、定實現過電流保護、失壓保護失壓保護根據供電部門要求裝設2分段母線電流速斷保護電流速斷保護合閘瞬間收入，合閘后自動解除3干式變壓器電流速斷保護、定時限過電流保護、溫度保護Dyn11聯結變壓器，利用高壓側的三相式過電流保護兼作單相接地保護，其低壓側總斷路器作為過負荷保護。根據第五章短路電流的計算結果，本工程變配電所高低壓母線有關短路數據見表62。表62 變電所高低壓母線短路數據計 算 點最大運行方式下三相短路電流/A最小運行方式下兩相短路電流/A最小運行方式下單相（接地）短路電流/A高壓母線短路時的實際值4500A低壓母線短路時的實際值22210A16690A16860A低壓母線短路電流流過高壓側（保護安裝處）的折算值I2k3max=1KTIk3max=I2k3max=2√3KTIk2max=550AI2k3max=1√3KTIk2max=390A注：變壓器為Dyn11連接，線電壓比＝25。詳見供電工程電力系統中的繼電保護是按斷路器配置裝設的，繼電保護必須按斷路器分級進行整定。相間短路保護應動作于斷路器的跳閘機構，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。根據高低壓母線的短路數據，進行電源進線、變壓器部分的繼電器的選擇和繼電保護整定，整定過程及結果見表63，64。 I=2Ic= 電流互感器電流比為150：5 Krel= Ki=150:5=30表63 變壓器繼電保護整定計算保護名稱整定項目整定計算公式繼電器選型及整定值 定時限過電流保護動作電流選用JL83C靜態電流繼電器，動作電流整定為5A靈敏系數 合格動作時限選用JS114C靜態時間繼電器，短延時電流速斷保護動作電流選用JL84C靜態電流繼電器，動作電流整定為40A靈敏系數合格表64 電源進線繼電保護整定計算保護名稱整定項目整定計算公式繼電器選型及整定值定時限過電流保 護動作電流選用JL83C靜態電流繼電器，動作電流整定為5A靈敏系數合格動作時限選用JS114C靜態時間繼電器，,電 流速 斷保 護動作電流選用JL84C靜態電流繼電器，動作電流整定為40A靈敏系數合格7 配變電所電氣裝置布置及照明設計變電所所址選擇應遵循以下原則：變電所的位置應接近負荷中心、接近電源側、同時應該考慮進出線方便、設備運輸方便；為確保變電所安全運行，應避開有劇烈震動、高溫、污染源、積水、漏水、地勢低洼、易燃易爆等區域；10kV配電所可與鄰近的10/；高層建筑的10kV配電所，宜設在地下一層或首層；當建筑物超過100m時，也可以在高層區的避難層；變電所根據GB500531994《10kV及以下變電所設計規范》、GB503522005《民用建筑設計通則》規定。 根據上述要求，考慮到變壓器的獨立性和安全性，并經技術比較后確定本工程10kV變電所地址選擇在校區中心。有人值班。低壓最大供電距離350m。本項目中變電所的選址為下圖所示的位置變電所裝有2臺干式變壓器，十面高壓中置式開關柜，19面低壓抽出式開關柜，一面直流電源屏，變電所設值班室。變電所為室內變電所，附近無積水場所。本工程變電所的位置附近無劇烈震動或高溫、無污染源、無積水或漏水、地勢低洼、易燃易爆等區域。本工程為室內型獨立變電所。本工程變電所為單層布置，不單獨設值班室。由于變壓器為干式并帶有IP2X防護外殼，所以，可與高低壓開關柜設置于一個房間內（變配電室）。由于低壓開關柜數量較多，故采用雙列面對面布置形式。高壓開關柜、低壓開關柜及變壓器的相對位置是基于電纜進出線方便的考慮。由于干式變壓器防護外殼只有IP20X，故未于低壓開關柜貼鄰安裝，兩者低壓母線之間采用封閉母線連接。雙列布置的低壓開關柜母線之間也采用架空封閉母線連接。為保證運行安全，變配電室兩端設有通向通道的門，與值班室經過通道相同。同時，變配電室內留有發展空間和安全工具放置與設備檢修區域。本工程（配）變電所的總體布置見附錄圖紙。本工程高壓配電裝置為中置式開關柜，采用單列布置，柜前后通道寬度為900 mm,滿足規范要求。柜前后通道寬度見表61。表61 高壓開關柜前后通道寬度（mm）通道分類柜后維護通道固定柜柜前操作通道手車柜操作通道規范要求本工程規范要求本工程規范要求本工程單列布置80090015001500單車長+12002400本工程變壓器采用干式變壓器帶IP20防護外殼，與配電裝置布置在同一房間內，變壓器與墻、門的凈距見表62，滿足規范要求。表62 變壓器與墻、門的最小凈距（m）變壓器容量（1000VA）干式變壓器（帶IP20外殼）規范要求本工程金屬外殼距后壁，側墻凈距金屬外殼與門凈距相鄰兩臺干變正面間距 低壓配電裝置布置本工程低壓配電裝置為成套固定式開關柜，采用單列布置，柜前后通道寬度見表63。從表中知，布置均滿足要求。表63 柜前后通道寬度通道分類柜后維護通道固定柜柜前操作通道規范要求本工程規范要求本工程單列布置1000—1500—雙列面對面布置1000100020002000雙列背對背布置1500—1500— 變配電所電氣照明設計為了變配電所正常照明，本工程需進行電氣照明的設計。設計的主要內容包括照度的選擇、光源的利用、燈具的選擇與布置、照明計算、方案確定等。本變配電所的照明按照明方式看對光照方向、照度等無特殊要求，故采用一般照明即可。本工程變配電所的電氣照明設見附錄。8 變電所接地裝置布置本工程電氣設備接地類型有高壓安全保護接地、防雷接地、變壓器中性點工作接地、低壓安全保護接地，采用一套公共接地裝置。根據規范要求，獨立變電所電氣設備公共接地裝置的接地電阻要求不大于4歐，對于防雷裝置的共同接地，接地電阻不大于1歐。自然接地體的種類較多，其工頻接地電阻的計算方法復雜并且各不相同，在工程設計中，可以通過實際測量或查閱有關手冊換算獲得。人工接地體的材料可采用水平敷設的圓鋼、扁鋼、垂直敷設的角鋼、圓鋼等。接地裝置的導體截面，應符合熱穩定與均壓的要求，且不應小于表71所列規格。表71鋼接地體和接地線的最小規格類 別地上地下屋內屋外圓鋼直徑（毫米）扁鋼截面（cm2）厚 度（毫米）角鋼厚度（毫米）52432648484844鋼管管壁厚度（毫米）作為接地體作為接地線變電所的接地裝置，除利用自然接地體外，還應敷設人工接地網。但對10千伏及以下變電所，若用建筑物的基礎作接地體且接地電阻又滿足規定值時，可不另設人工接地。人工接地網的外緣應閉合，外緣各角應做成圓弧形。當不能滿足接觸電勢或跨步電勢的要求時，人工接地網內應敷設水平均壓帶。獨立變電所采用人工接地裝置（建筑內變電所，可利用主體建筑物的基礎鋼筋作自然接地體。若接地電阻不滿足要求，則需補打人工接地體）。獨立變電所采用人工接地裝置，本工程人工接地裝置設計具體計算如下：（1）確定人工接地體所需的總電阻本工程中的變電所10kV側屬于小電流接線系統，其接地電流可近似估算需要補充人工接地體，人工接地體所需的總電阻（2）單根人工接地體鋼管的接地電阻根據任務書，得土壤電阻率，利用式（101）可得，（3）人工接地裝置需用的鋼管數量和最終的接地方案：根據，考慮到管間的屏蔽效應，初步選定為10根。以和n＝10查閱資料，取，利用式（102）取： 為使得接地體均勻對稱，可按偶數布置接地體。選用 12根直徑50mm，并用605 mm2 的扁鋼連接，呈環形布置。（4）校驗接地線的短路熱穩定：鋼質接地線熱穩定系數，則接地線的最小截面應符合：實際接地線截面為605＝ mm2，短路熱穩定條件合格。故選擇截面為605＝160mm2 接地線。 接地布置及等電位聯結本工程接地裝置的布置見附錄圖紙電16所示。本工程采用人工接地方式，選用12根直徑為50mm，使用605 mm2 的扁鋼連接，呈環形布置。人工接地的總電阻為。使用605 mm2 的扁鋼作為接地干線沿電纜溝敷設一圈，所有接地裝置與之連接。進出建筑物的金屬管道，建筑物金屬構件，基礎鋼筋等須與接地裝置相連以構成等電位聯結，采用兩只等電位聯結箱。總結日子一天天過去，眨眼間，我們的畢業設計也即將到達尾聲。畢業設計是大學學業生涯的最后一個環節，是對所學基礎知識和專業知識的一種綜合應用，更是對我們所學知識的一種檢測與豐富，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程對我們的學習能力、獨立思考及工作能力也是一個培養。本設計主要對宏仁商貿集團雙回路10KV變電所進行了研究和設計，主要工作包括兩個方面：其一，對變電所的變配電工作情況進行了分析，對無功功率補償進行了計算、分析和設計，對變電所進出線、一次設備的選擇、變電所的主接線方案的設計等進行了研究，提出了有效的技術方案；其二，對變電所的二次回路和繼電保護進行了工程設計，設計方案中從根本上解決了變壓器工作過程中的電流沖擊問題和小負荷時振蕩問題，并使變電所具有防雷保護功能。通過本項目的研究，我得到如下一些結論：（1）負荷計算是供電計算的基本依據，它的正確與否直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。只有準確的計算負荷，才能為接下來的工作提供保障，在這次的設計中，我也出現許多次的錯誤，導致我每次都要一步一步改起，工作量很大。（2）短路計算為高低壓器件的選擇提供了數據，每一步都至關重要。 （3）電纜線的選擇繁瑣而又需要耐心，我們要先設定一個數值，然后進行計算，最后根據計算出的結果選擇最終的型號和參數。 當然，這次畢業設計給我的影響和啟發還有許多，我會在以后的工作中繼續本著刻苦鉆研的精神，腳踏實地的做下去。致謝這次畢業設計的完成實在是充滿了挑戰，期間出現許多繁雜的問題。在此我要感謝我的指導老師薛豐進老師對我悉心的指導，感謝老師在整個過程中細心的幫助，讓我不斷的進步，最終完成畢業設計。在設計過程中，我通過圖書館查閱大量有關資料，與學長交流經驗，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也