某冶金機械修造廠總降壓變電所及配電系統設計-資料下載頁

【導讀】本文詳細介紹了某煤礦地面35kV變電所的設計。文中對該變電所的負荷計。保護方案的擬定與整定以及變電所的防雷與接地皆有詳細的說明。的選擇和校驗作了詳細的說明和分析。設計中除采用了一些固定方式的保護和常規保護，通過電力監控綜。發揮整體優勢，進行全系統的信息綜合管理。表示衷心的感謝和崇高的敬意。

　　

【正文】 單相、兩相接地短路較三相嚴重時，應按嚴重情況校驗。 安徽理工大學畢業設計 19 ② 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩定。當熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩定。 (2)短路的熱穩定條件 (51) 式中 kQ ――在計算時間 ts 秒內，短路電流的熱效應 J ； It ――秒內設備允許通過的熱穩定電流 有效值（ kA）； t――設備允許通過的熱穩定電流時間（ s）。 (3)短路的動穩定條件 (52) I (53) 式中 shi ――短路沖擊電流峰值（ kA）； shI ――短路全電流有效值（ kA）； dfi ――電器允許的極限通過電流峰值（ kA）； dfI ――電器允許的極限通過電流有效值（ kA）。 3)絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規定的標準數 值時，應通過絕緣配合計算，選用適當的過電壓保護設備。 環境條件 按《交流高壓電器在長期工作時的發熱》（ GB76374）的規定，普通高壓電器在環境最高溫度為 +40 C? 時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環境溫度高于 +40 C? （但不高于 +60 C? ）時，每增高 1 C? ，建議額定電流減少 %；當低于 +40 C? 時，每降低 1 C? ，建議額定電流增加 %，但總的增加值不得超過額定電流的 20%。普通高壓電器一般可在環境最低溫度為 30C? 時正常運行。 本次設計的變電所所在地區最高氣溫 C??? 45max? ；最熱月平均最高溫度Cavm ??? 29? 。對于屋外安裝場所的電器最高溫度選擇年最高溫度，最低溫度選擇年最低溫度，可見最高氣溫為 +45 C? ，由 規定知在選擇電器設備時額定電流應減少 %，電器設備可正常運行。 安徽理工大學畢業設計 20 各種電氣設備的選擇 斷路器的選擇 除需滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。 隔離開關的選擇 隔離開關的主要用途： (1)隔離電壓，在檢修電氣設備時，用隔離開關將被檢修的設備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 (2)倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關配合斷路器，協同操作來完成。 (3)分、合小電流。 配電所高壓開關柜的選擇 35KV 高壓開關柜及柜內元氣件的選擇： 高壓開關柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運行，高壓電器應按下列原則選擇 a按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關電流選擇 b按短路條件，及動穩定性、熱穩定性和持續時間校驗 c按環境溫度、濕度、海拔、介質狀態等選擇。 d按各類高壓電器的不同點，如短路器的操作性能，互感器的二次側負載和準確等級，熔斷器的上下級選擇性配合等運行選擇 以下我們以高壓開關柜為單位進行開關柜及柜內電器的選擇，開關柜均選擇手車式開關柜 GFC35型 1)電流互感器的選擇 在 高壓電網中，計量儀表的電 流線圈和繼電保護中繼電器的電流線圈都是通過電流互感器通電的，這樣可以隔離高壓電，有利于運行人員的安全。 (1)電流互感器的選擇與校驗主要有以下幾個條件 電流互感器額定電壓應不低于裝設點線路額定電壓 根據一次負荷電流 Ic選擇電流互感器變比 根據二次回路的要求選擇電流互感器的準確度并校驗準確度 校驗動穩定度和熱穩定度 (2)動穩定度倍數 Kes和熱穩定倍數 K， t 為電流穩定時間。因此，按下列公式分別校驗動穩定度和熱穩穩定度即可。 安徽理工大學畢業設計 21 動穩定度校驗 )3(12 skNes IIK ?? 熱穩定度校驗 imaNt TItIK 22)( )3(1 ?? 這里我們選 LCZ— 35 型 額定一次電流 AA ? 動穩定校驗 查表額定一次電流 20~600A 時，動穩定倍數 150?esK 4 4 2 4 2 6202020020202002 )5(1 ?????????? skNes IIK （ 合格） 熱穩定校驗 查表的熱穩定倍數 65?tK 則 1 3 0 0 02 0 0651 ???? Nt IK ??????? didi IttItt （合格） (3)電流互感器的型號含義 L—— 電流互感器 J—— 澆注絕緣 C—— 瓷絕緣 D—— 差動保護 2)電壓互感器的選擇 電壓互感器是測量高壓的，其有次線路繞組與高壓電路并聯額定電壓與電路電壓 同一等級，將高電壓變為低電壓，供計量和繼電器保護用，電流互感器二次側額定電壓通常為 100V ，在這個柜中我們采用 VV 型電壓互感器。 電壓互感器應按裝設地點的條件及一次電壓、二次電壓、準確度級等 條件進行選擇。由于它的一、二次側均有熔斷保護，故不需進行短路穩定度的校驗。 電壓互感器的準確度也與其二次負荷容量有關，滿足的條件與電流互感器的相同，即 22 SS N ? ，這里 2S 為二次側所有并聯的儀表、繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即 ? ??? 222 UU QPS 式中， ? ?? )co s( ?uu SP ， ?? ? )sin( ?uu SQ ，分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功功率和總無功功 率。 電壓互感器的選項如下： 額定電壓與供電電壓相同合適類型由于二次側裝有熔斷器，無需力校驗，熱安徽理工大學畢業設計 22 穩定校驗這里選擇 JDJ2— 35 型 3)熔斷器的選擇 保護電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗額定電流這里選 RN2— 35 型額定電流 ，最大斷開電流 17A 三相最大斷流容量M VAM VA 1 3 71 0 0 0 ? （合格） 4)斷路器的選擇 線路正常時，用來通斷負荷電流，線路故障時，用來切斷巨大的短路電流。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強的滅弧能力，因此斷路器額定容量必須大于安裝處短 路容量，期額定短流能力 必須大于安裝處的短路電流即滿足 )3(),3(. knkn IQFISQFS ?? 這里我們選 SN— 35 型油斷路器額定電壓 35KV，額定電流 1000A，額定斷開電流 16KA，額定容量 1000MVA 經校驗： M V ASM V AQFS kn 1371 0 0 0)3(1 0 0 0. ???? KAIKAQFI kn 4 4 9 )3(16. ???? 均滿足要求 斷路器型號意義： S—— 少油式斷路器 D—— 多油式斷路器 K—— 空氣斷路器 C—— 磁吹斷路器 L—— 六氟化硫斷路器 Z—— 真空斷路器 N—— 戶內型 W— — 戶外型 SN – 35 型 S—— 產品名稱（少油式斷路器） N—— 安裝條件（戶內式） 35—— 額定電壓（千伏） 5)避雷器的選擇 FZ— 35型型號說明 F—— 閥式避雷器 Z—— 電站用 35—— 額定電壓 安徽理工大學畢業設計 23 使用條件 使用地點的海拔高度不超過 1000 米，高于 1000 米的區域，選用高原型避雷器； 使用地區的環境溫度不高于 +40。 C，不低于 40。 C； 戶內和戶外； 沒有劇烈震動和沖擊的場所； 沒有嚴重污穢或腐蝕金屬、絕緣見的氣體的 5） 10KV 高壓開關柜及柜內設備選擇 GFC— 10A 型手車式高壓開關柜 GFC— 10A 型手車式高壓開關柜用于交流頻率 50 赫茲、額定電壓 3~10 千伏，額定電流 900 安以下三相單母線系統，作為接受或分配電能及控制電機等用。 柜內的主要設備有斷路器、電流互感器、電壓互感器、熔斷器等。 斷路器 SN10— 10 型高壓少油斷路器是三相、戶內式高壓電氣設備。適用于餓帝國電壓為 10KV、交流 50Hz的電力系統中，供工礦企業、發電廠、變電所和具有相同要求的場所，作為電力設備和電力線路的控制和保護之用，也可用于操作較頻繁的地方和開斷電容器組，能進行快速自動重合閘操作。其技術數據如下： 額定電壓 10KV，最高工作 電壓 ，額定電流 630A，額定斷流容量 300MVA，熱穩定電流為 16KA。 斷路器額定遮斷容量必須大于安裝處的短路容量，其額定斷流能力 INQF 必須大于安裝處的短路電流 即滿足 )3(kn SQFS ? )3(kn IQFI ? 校驗 M V AM V ASQFS kn )3( ??? KAKAIQFI kn 5 1 )3( ??? INQF≥Ik 均符合要求。 電流互感器 LZJC— 10 型電流互感器為澆注絕緣戶內型電流互感器，適用于交流 50HZ、10KV 以上的高 壓線路上，供電流、電能和功率測量及繼電保護用。其技術數據如下： 額定一次電流： 5~1500A，額定二次電流： 5A，電流互感器的級次組合為 。 動穩定校驗： 查表額定一次電流 5~400A，動穩定倍數為esnshes KTAIIK ????? )3(.150 滿足所需要求。 安徽理工大學畢業設計 24 熱穩定校驗： 熱穩定倍數 75?tK 1 5 0 0 0202051 ???TAIK n 1 5 0 0 04 5 1 1 2 ????TT j 滿足所需要求。 電壓互感器 JDZJ— 10 型為單像三線圈澆注式戶內型電壓互感器 。適用于交流 50HZ、 10KV以下，中性點不直接接地的供電系統，供測量電壓、電能和功率以及繼電保護、自動裝置和信號裝置使用。 熔斷器 RN2— 10 型熔斷器供電壓互感器做短路保護之用，當短路電流值達到最大值之前，熔斷器即將電路切斷，其熔斷電流為 ~，一分鐘內熔體熔斷。并聯電容器 安徽理工大學畢業設計 24 6 變電所二次回路 二次回路的定義和分類 所謂二次設備，是指測量表計、控制及信號器具，繼電保護裝置、自動裝置、遠動裝置等，這些設備構成了發電廠、變電所的二次系統。根據測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設備互 相連接關系的電路，稱為二次回路或二次接線。 由于的二次回路的使用范圍廣、元件多、安裝分散，為了設計、運行和維護方便，通常又可分成幾類。 按二次回路電源性質分為交流回路和直流回路。交流回路是由電流互感器、變電所用變壓器和電壓互感器供電的全部回路；直流回路是由直流電源的正極到負極的全部回路。 按二次回路的用途可分為操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。 電測量儀表與絕緣監視裝置 電測量儀表 這里的“電測量儀表”按 GBJ631990《電力裝 置的電測量儀表裝置設計規范》定義，是對電力裝置回路的電力運行參數作經常測量、記錄用的儀表和作計費、技術經濟分析考核管理用的計量儀表的總稱。 為了監視供電系統一次設備的運行狀態和計量一次系統的消耗的電能，保證供電系統安全、可靠、優質、和經濟合理地運行，工廠供電系統的電力裝置中必須裝設一定數量的電測量儀表。 電測量儀表按其用途，分為常用測量儀表和計量儀表，兩類。前者是對一次電路的電力運行參數作經常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進行供用電的技術經濟考核分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電能表。 絕緣監視裝置 絕緣監視裝置用于小接地電流的電力系統中，以便及時發現單相接地故障，設法處理，以免單相接地故障發展為兩相接地短路，造成停電事故。 安徽理工大學畢業設計 25 供電系統的自動裝置 運行經驗表明，電力系統的故障特別是架空線路故障大多是暫時暫時性的，這些故障在斷路器跳閘后，多數能很快地自行消除。例如雷擊閃絡或鳥獸造成的線路短路故障，往往在雷閃過后或鳥獸電死以后，線路大多能恢復正常運行。因此，如果采用自動重合閘后又自動重合閘裝置，使斷路器在自動跳閘后又自動重新合閘，大多能恢復供電，從而大大提高了供 電可靠性，避免因停電而給國民經濟帶來巨大的損失。 安徽理工大學畢業設計 26 7 繼電保護方案及整定 概述 供電系統在運行中可能發生一些故障和不正常的運行狀態。常見的主要故障是單相短路和接地短路。不正常的運行狀態主要是指電流超過額定值引起的過負荷，斷線、接地及漏電等不正常工作情況。 短路故障往往造成嚴重后果，并伴隨著強烈的電弧、發熱燃燒和電動力，使回路內的電氣設備損壞。 長期的過負荷使設備絕緣老化和損壞；斷線易引起電動機過負荷；對于中性點不接系統，接地可能形成電弧接地過電壓，并使其它兩相對地電壓升高 倍，兩種過電壓都可能引起相間短路。在煤礦井下，接地能引起火災或瓦斯、煤塵爆炸。因此，當故障或不正常運行狀態發生時必須及時消除。 為了保證