目 錄 摘要 1 ABSTRACT 2 引 言 3 原始資料分析 4 第一章 主接線的選擇 5 1 1 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 5 1 2 主接線的擬定 5 1 3 所用電的設(shè)計(jì) 7 第二章 主變壓器的選擇 10 2 1 變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則 10 2 2 變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 10 2 3 變電所主變壓器容量的確定原則 10 2 4 待設(shè)計(jì)變電所主變壓器容量的計(jì)算和確定 10 2 5 主變壓器繞組數(shù)的確定 10 2 6 主變壓器相數(shù)的確定 11 2 7 主變壓器調(diào)壓方式的確定 11 2 8 主變壓器繞組連接組別的確定 11 2 9 主變壓器冷卻方式的選擇 11 第三章 所用電設(shè)計(jì) 13 第四章 短路電流的計(jì)算 13 4 1 短路的基本知識(shí) 13 4 2 計(jì)算短路電流的目的 13 4 3 短路電流的計(jì)算步驟 14 第五章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 17 5 1 進(jìn)線與出線的選擇與校驗(yàn) 17 5 2 互感器的選擇與配置 18 5 2 1 電流互感器的選擇 18 5 2 2 電壓互感器的選擇 19 第六章 無功補(bǔ)償 20 6 1 補(bǔ)償裝置的種類和作用 20 第七章 防雷接地設(shè)計(jì) 22 7 1 防雷保護(hù)的必要 22 7 2 避雷針高度的確定 22 7 3 接地體和接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 22 第八章 繼電保護(hù)的配置 24 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) REFERENCES 27 致 謝 28 35kV 變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì) 摘 要 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求 本次設(shè)計(jì)為 35kV 變電站電氣一次部分的初步設(shè)計(jì) 首先要 對(duì)原始材料進(jìn)行分析 其次是主接線及變壓器的選擇 所用電設(shè)計(jì) 短路電流的計(jì)算 電 氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)防雷保護(hù) 配電裝置設(shè)計(jì) 各種繼電保護(hù)選擇 其中最主要的是變壓器 的選擇與計(jì)算 該畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 能夠鞏固我大學(xué)所學(xué)知識(shí) 使我對(duì)發(fā)電廠變電所電氣部分 電力系 統(tǒng)繼電保護(hù)原理等課程有了較全面的了解 提高了自我分析與思考的能力 為今后更深一 步的學(xué)習(xí)和研究奠定了基礎(chǔ) 關(guān)鍵詞 變電所 變壓器 繼電保護(hù) 35KV electrical substation once part of the design Abstract From the guide of engineering design assignment we have to design primary power system of 35kV substation and draw main electrical single line diagram First of all analyze the given data choose the main electrical single line and the main transformer calculate load the electricity design and Short Circuit Calculation the selection of electrical device and the protection of earth distribution equipment and all kinds of the protection of relay This graduate design issues consolidate the knowledge I learned in the university make me have more comprehensive understanding to power plant electrical part and relay protection principle enhance my analysis ability and thinking ability lay the foundation for my further study and research in the future Key Words substation transformer relay protection 引 言 電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要 也是最方便的能源 電力系統(tǒng)是由電能的生產(chǎn) 輸送 分 配和消耗的各個(gè)環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一整體 電能生產(chǎn)的規(guī)模很大 消耗的能源在國民經(jīng)濟(jì)能源 總消耗中占的比重很大 而且電能又是國民經(jīng)濟(jì)的主要?jiǎng)恿?所以要做好電力系統(tǒng)規(guī)劃 完善電網(wǎng)建設(shè) 提高電能生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性 我國電網(wǎng)的發(fā)展歷程與國際上主要國家和地區(qū)有相似之處 但也有自身的突出特點(diǎn) 展望未來 我國電網(wǎng)發(fā)展必須滿足社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 跨區(qū)域電流持續(xù)擴(kuò)大等客觀要求 構(gòu)建安全可靠 經(jīng)濟(jì)高效的電網(wǎng) 變電所作為電力系統(tǒng)的重要組成部分 它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié) 起著變換和分配電能的作用 變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容比較多 范圍廣 不同電壓等級(jí)和類型的變電所在設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的 因此在設(shè)計(jì) 過程中要針對(duì)變電站的規(guī)模和形式進(jìn)行分析以確定出最佳方案 原始資料分析 一 設(shè)計(jì)任務(wù) 35KV 變電站電氣一次部分設(shè)計(jì) 二 待設(shè)計(jì)變電所基本資料 1 待設(shè)計(jì)變電站的電壓等級(jí)為 35kV 供電負(fù)荷 6 3kV 在企業(yè)內(nèi)部 屬于一般降 壓變電站 2 建設(shè)規(guī)模 1 35kV 本期 2 進(jìn) 2 出 最終 2 進(jìn) 2 出 每回最大負(fù)荷 8000kW 2 6 3kV 本期 12 回出線 最終 12 回出線 每回最大負(fù)荷 1000kW 3 環(huán)境條件 1 海拔 200 米 溫度 20 40 2 污穢等級(jí) 度 地震基本烈度 7 度 3 雷暴日每年 58 2 天 第一章 主接線的選擇 1 1 主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計(jì)的主體 與電力系統(tǒng)的情況 電廠動(dòng)能 參數(shù) 原始資料以及電廠的運(yùn)行可靠性 經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān) 并對(duì)電氣設(shè)備的選擇和 布置 繼電保護(hù)和控制方式等有較大影響 電氣主接線基本原則以計(jì)劃書為依據(jù) 以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針 政策 技術(shù)規(guī)定 標(biāo) 準(zhǔn)為準(zhǔn)則要保證電網(wǎng)安全可靠 調(diào)度靈活性 滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下 兼顧經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 維護(hù)方便 節(jié)約投資 堅(jiān)持可靠先進(jìn) 適用 經(jīng)濟(jì) 美觀的原則和基礎(chǔ) 使主接線的設(shè)計(jì) 具有先進(jìn)性和可行性 1 2 電氣主接線的主要要求 1 保證必要的供電可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù) 保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線 最基本的要求 而且也是電力生產(chǎn)和分配的頭等任務(wù) 2 具有一定靈活性和方便性 3 具有一定經(jīng)濟(jì)性 在滿足可靠性及靈活性的前提下 應(yīng)盡力做到節(jié)約資源 占地面積小 電能損耗少 在滿足技術(shù)要求的前提下 主接線力求簡(jiǎn)單 1 3 主接線的擬定 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的 它以電源和出線為主體 在進(jìn) 出線路多時(shí) 一般超過四回 為便于電能的匯集和分配 常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié) 使接 線簡(jiǎn)單清晰 運(yùn)行方便 有利于安裝和擴(kuò)建 1 單母線接線 單母線接線接線簡(jiǎn)單清晰 設(shè)備少 操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 但 是它不夠靈活可靠 當(dāng)母線及母線隔離開關(guān)等故障或檢修時(shí) 將使整個(gè)配電裝置停電 進(jìn) 出線檢修斷路器時(shí) 在整個(gè)檢修期間需中斷該進(jìn)出線工作 為提高供電可靠性單母線可用 隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時(shí) 全部回路仍需短時(shí)停電 在用隔離開關(guān)將故障的母 線段分開后 才能恢復(fù)非故障段的供電 并且電壓等級(jí)越高 所接的回路數(shù)越少 一般只 適用于一臺(tái)主變壓器 單母接線適用于 中小型發(fā)電廠的電氣主接線 各類發(fā)電廠的廠用電接線進(jìn)出線數(shù)量相較多的 6 220kV 的變電所中 材料中 35 63kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回 6 10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回 才采用單母線接線方式 故不選擇單母接線 2 單母分段 單母分段接線適用于 1 6 10kV 配電裝置出線為 6 回及以上 2 35 63kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4 8 回 3 110kV 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4 回 3 單母分段帶旁路母線 這種接線方式 適用于進(jìn)出線不多 容量不大的中小型電壓等級(jí)為 35 110kV 的變電 所較為實(shí)用 具有足夠的可靠性和靈活性 4 橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí) 采用橋式接線 所用斷路器數(shù)目最少 它可分 為內(nèi)橋和外橋接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長(zhǎng) 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí) 采用內(nèi) 橋式接線 當(dāng)變壓器故障時(shí) 需停相應(yīng)的線路 外橋接線 適合于出線較短 且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換 或系統(tǒng)有穿越 功率 較為適宜 為檢修斷路器 QF 不致引起系統(tǒng)開環(huán) 有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以 供檢修 QF 時(shí)使用 當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器 5 雙母接線 接線適用于 1 6 10kV 配電裝置 當(dāng)短路電流較大 出線需要帶電抗器 2 35 63kV 配電裝置 出線回路超過 8 回 負(fù)荷較大 3 110kV 220kV 配電裝置出線回路在 5 回以上 6 雙母線分段接線 雙母線分段 可以分段運(yùn)行 系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大 兩個(gè)元件可完全分別接到不 同的母線上 對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的 由于這種母線接線方式是常用傳 統(tǒng)技術(shù)的一種延伸 因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題 而較容易實(shí)現(xiàn) 分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) 但是易受到母線故障的影響 斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路 占地面積 較大 一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在 11 回及以下時(shí) 母線不分段 為了保證雙母線的配電裝置 在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí) 包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試 不中斷對(duì)用戶的供電 可增設(shè)旁路母線 或旁路斷路器 由于待設(shè)計(jì)變壓所為一座 35KV 降壓變電所 以 6 3KV 電纜線各車間供電 距該變電 所 6KM 處有一系統(tǒng)變電所 用 35KV 雙回架空線向待設(shè)計(jì)的變電所供電 在最大運(yùn)行方式 下 待設(shè)計(jì)變電所高壓母線上的短路功率為 1000MVA 待設(shè)計(jì)變電所的高壓部分為二進(jìn)二 出回路 為減少斷路器數(shù)量及縮小占地面積 可采用內(nèi)橋接線 變電所的低壓部分為二進(jìn) 八處回路 同時(shí)考慮以后裝設(shè)兩組電容量要預(yù)留兩個(gè)出線間隔 故 6 3KV 回路應(yīng)至少設(shè)有 10 回出線 其中 一車間和二車間為 類負(fù)荷 其余為 類負(fù)荷 其主接線可采用單母 分段接線和單母分段帶旁路接線 綜合考慮 變電站 35kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 6 3kV 側(cè)選用單母分段接線 該變電所的主接線形式初步擬定 如下圖 2 1 所示 圖 2 1 電器主接線方案 第二章 主變壓器的選擇 2 1 變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇與確定 1 當(dāng)變電站負(fù)荷較小或等級(jí)較低時(shí) 一般考慮只裝設(shè)一臺(tái)變壓器 2 當(dāng)變電站供電負(fù)荷較大或有一類重要負(fù)荷時(shí) 應(yīng)選用兩臺(tái)相同容量的主變壓 器 本設(shè)計(jì)變電站由 6KM 處的系統(tǒng)變電所用 35KV 雙回架空線路供電 類負(fù)荷要求有很 高的供電可靠性 對(duì)于 類用戶通常應(yīng)設(shè)置兩路以上相互獨(dú)立的電源供電 同時(shí) 類負(fù)荷 也要求有較高的供電可靠性 綜合分析為提高對(duì)用戶的供電可靠性 確定該變電站選用兩臺(tái)相同容量的主變壓器 2 2 變電站主變壓器容量的選擇與確定 1 變電站主變壓器的容量一般按變電站建成后 5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷考慮 并按 照其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的 60 70 選擇 2 對(duì)重要變電所 應(yīng)考慮一臺(tái)主要變壓器停運(yùn)后 其余變壓器在計(jì)算過負(fù)荷能 力及允許時(shí)間內(nèi) 滿足 類負(fù)荷的供電要求選擇 變電所主變的容量是由供電負(fù)荷 綜合最大負(fù)荷 決定的 39107503205804 414971 KWQP867222 VAQS 每臺(tái)變壓器的容量按計(jì)算負(fù)荷的 80 選擇 KVA 693 8071 80 T 材料要求 35kV 本期 2 進(jìn) 2 出 最終 2 進(jìn) 2 出 每回最大負(fù)荷 8000kW 經(jīng)查表選擇變壓器的型號(hào)為 SZ9 8000 35 即額定容量為 8000 因?yàn)镵VA 即選擇變壓器的容量滿足要求 910867 SN80 2 5 主變壓器型式的確定 本設(shè)計(jì)中有兩種升高電壓向用戶供電所以可采用雙繞組或三繞組變壓器 包括自耦變壓器 1 最大機(jī)組容量在 125MW 及以下的變電站 而且變壓器各側(cè)繞組一般選用三繞組變壓 器 2 當(dāng)最大機(jī)組容量在 200MW 以上時(shí) 采用發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元和聯(lián)絡(luò)變壓器 其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組 包括自耦變壓器 3 當(dāng)變壓器需要與 110KV 及以上的兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)相連接時(shí) 可優(yōu)先采用自 耦變壓器 在 330kv 及以下的發(fā)電廠和變電站中 一般都選擇用三相式變壓器 因?yàn)橐慌_(tái)三相式 較同容量的 3 臺(tái)單相式的變壓器投資小 占地少 損耗少 同時(shí)配電裝置簡(jiǎn)單 運(yùn)行維護(hù) 方便 本設(shè)計(jì)中變電所是 35KV 降壓變電所 所以在滿足供電可靠性的前提下 為減少投 資 應(yīng)選用三相變壓器 3 1 變壓器的繞組接線方式必須使其線電壓和系統(tǒng)電壓相位一致 否則 不能并列 運(yùn)行 2 電力系統(tǒng)采用的三相繞組連接方式有星形和三角形兩種 對(duì)于三相雙繞組變壓 器的高壓側(cè) 110KV 及以上電壓等級(jí) 三相繞組都采用 YN 連接 35KV 作為高 中壓側(cè) 時(shí)都可以采用 Y 35K 以下電壓側(cè)一般為 D 也有采用 Y 連接方式 3 對(duì)于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè) 三相繞組采用 d 連接 若低電壓側(cè)電壓等 級(jí)為 380 220V 則三相繞組采用 yn 連接 在變電所中 為了限制三次諧波 我們選 用 Ynd11 常規(guī)連接的變壓器連接組別 綜上得該變電所的主變型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表所示 表 2 1 主變型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 額定電壓 KV 損耗 KW 變壓器型號(hào) 額定容 量 KVA 高壓 低壓 連 接組 標(biāo)號(hào) 空載 負(fù)載 阻抗電 壓 空載電 流 SZ9 8000 35 8000 35 10 5 Ynd11 9 84 42 75 7 5 0 9 2 8 主變壓器調(diào)壓方式的確定 1 無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少 調(diào)整范圍通常在 2 2 5 以內(nèi) 2 有載調(diào)壓變壓器的分接頭較多 調(diào)整范圍可達(dá) 30 3 能滿足電壓正常波動(dòng)情況下 采用無載調(diào)壓 本設(shè)計(jì)變電所的負(fù)荷屬于 類重要負(fù)荷 為了使變壓器有較大的調(diào)整范圍 確保 供電質(zhì)量 我們選用有載調(diào)壓方式 4 第三章 所用電的設(shè)計(jì) 變電所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇 直接關(guān)系到變電所的安全運(yùn)行和設(shè)備的可靠 最近幾年設(shè)計(jì)的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源 而是廣泛采用晶閘管整流或復(fù)式 整流裝置取得直流電源 這就要求交流所用電源可靠連續(xù) 電壓穩(wěn)定 因此要求有兩個(gè)電 源 其電源的引入方式有內(nèi)接和外接兩種 其接入方式有三種 如下圖 3 3 所示 圖 3 3 a 電源接入方式一 圖 3 3 b 電源接入方式二 圖 3 3 c 電源接入方式三 其中圖 3 3 a 兩臺(tái)所用變均從外部電源引進(jìn) 其供電可靠性最高 但由于接入電 源電壓較高 35KV 投資成本也較大 圖 3 3 c 的所用變投資成本最低但其可靠性較 低 圖 3 3 b 的所用電源接入形式 當(dāng)該變電站的兩臺(tái)主變壓器都發(fā)生故障時(shí) 一號(hào) 所用變又外不電源接入 可以保證變電所的所用電正常 其成本投資低于圖 3 3 a 是 在保證了可靠性的前提下最優(yōu)經(jīng)濟(jì)方案 因此本變電所的所用變接線形式如圖 3 3 b 所示 第四章 短路電流的計(jì)算 4 1 短路電流概述 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的破壞多數(shù)是由短路故障引起的 發(fā)生短路時(shí) 系統(tǒng)從一種狀 態(tài)劇變到另一種狀態(tài) 并伴隨產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象 短路故障時(shí)系統(tǒng)中將出現(xiàn)比正常運(yùn)行 時(shí)的額定電流大許多倍的短路電流 其數(shù)值可達(dá)幾萬甚至幾十萬安 因此 在變電所設(shè)計(jì) 中必須全面地考慮短路故障各種影響 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障 所謂短路 是指一切不正常的相與相之間或 相與地 對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng) 發(fā)生通路的情況 在三相系統(tǒng)中 可能發(fā)生的短路有 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 和單相接地短路 其中 三相短路是對(duì)稱短路 系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍 處于對(duì)稱狀態(tài) 其他類型的短路都是不對(duì)稱短路 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 在各種類型的短路中 單相短路占大多數(shù) 兩 相短路較少 三相短路的機(jī)會(huì)最少 三相短路雖然很少發(fā)生 其情況較嚴(yán)重 應(yīng)給以足夠的重視 因此 本設(shè)計(jì)采用三相短路來計(jì)算短路電流 并檢驗(yàn)電氣 設(shè)備的穩(wěn)定性 為使各電壓等級(jí)電網(wǎng)的開斷電流與設(shè)備的動(dòng) 熱穩(wěn)定電流得以配合 并滿足目前我國 設(shè)備制作水平 35KV 電壓等級(jí)短路電流不應(yīng)超過 25KA 短路容量不應(yīng)超過 1500MVA 10KV 電壓等級(jí)短路電流不應(yīng)超過 16KA 短路容量不應(yīng)超過 280MVA 3 2 計(jì)算短路電流的目的 短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響很大 所造成的后果也十分嚴(yán)重 因此在系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中 都應(yīng)該著眼于防止短路故障的發(fā)生 以及在短路故障 發(fā)生后腰盡量限制所影響的范圍 短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一 無論從設(shè) 計(jì) 制造 安裝 運(yùn)行和維護(hù)檢修等各方面來說 都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 掌握分析計(jì)算短路電流的方法 1 在選擇電氣主接線時(shí) 為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需 要采取限制短路電流的措施等 均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算 2 在選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備時(shí) 這就需要以短路 計(jì)算為依據(jù) 3 為了合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù) 必須對(duì)在 電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析 4 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí) 需以各種短路時(shí)的短路電流 為依據(jù) 5 接地保護(hù)裝置的安裝設(shè)計(jì) 也需計(jì)算短路電流 3 3 短路電流的計(jì)算步驟 1 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn) 把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng) 列出各參數(shù)值 35kv 10 kV 1U1K2U2K 電力系統(tǒng) 架空線路 變壓器 Skml6 kvASN80 X 4 0 5 7 kU 圖 4 1 2 不考慮短路電流周期分量的衰減求出各元件對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值 并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值 有名值 其中取 100MVA BSavrUB 線路 175 0364 0220 avrBLUSlX 變壓器 9 815 71 NBKTS 1 當(dāng)在 K1 處發(fā)生三相短路時(shí) 最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 0875 1 2 1 LX 無限大容量電源 E 短路電流周期分量的標(biāo)么值 4 10875 XEI 有名值 34 13 KAUSIIBB 沖擊電流 58 72 Kiimpp 短路全電流最大有效值 9 26 18 2 1 12 KAIipip 短路容量 40 0 MVISB 最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 0 175 XL 無限大容量電源 1 E 短路電流周期分量的標(biāo)么值 7 51 0 I 有名值 9837 5 KAIB 沖擊電流 7 2 12 Kiimpp 短路容量 50 MVISB 2 當(dāng)在 K2 處發(fā)生三相短路時(shí) 最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 0 56 94 0 172 X XT4L2T3L1 無限大容量電源 1E 短路電流周期分量的標(biāo)么值 79 156 0I XE 有名值 8 91379 KAIB 沖擊電流 9 248 12 KAIKiimpp 短路全電流最大有效值 8 14 1 22 KAIipip 短路容量 79 10 MVASB 最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 15 94 015 TLX 無限大容量電源 1 E 短路電流周期分量的標(biāo)么值 9 015 XEI 有名值 9 451039 KAIB 沖擊電流 6 2 82 Kiimpp 短路全電流最大有效值 4 7 1 9 4 1 222 KAIipimp 短路容量 0 MVAISB 表 4 2 短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 運(yùn)行方式 電源至 短路點(diǎn)電 抗標(biāo)么值 X 短路電 流周期分 量有名值 KA I沖擊電流 KA imp全電流 KAimpI 短路容量S MVA 最大 0 0875 17 8 45 3 26 9 1140 K1 最小 0 175 8 9 22 7 13 4 570 最大 0 56 9 8 24 9 14 8 179 K2 最小 1 115 4 9 12 6 7 4 90 第五章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 5 1 概述 電氣設(shè)備的選擇是變電站設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一 如何正確地選擇電氣設(shè)備 將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 所以在進(jìn)行設(shè)備選擇 時(shí) 必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 在保證安全 可靠的前提下 選擇電 氣設(shè)備以滿足電力系統(tǒng)安全 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要 電氣設(shè)備要能可靠的工作 必須按正常工作條件進(jìn)行選擇 并按短路狀態(tài) 來校驗(yàn)動(dòng) 熱穩(wěn)定性 1 按額定電壓 額定電流選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備 所選電器和電纜允許最高工作電壓 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)maxyU 行電壓 maxgU 即 5 1 axyaxg 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 下 導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)0Q 期允許電流 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流yI maxgI 5 2 maxgI1 53NSU 式中 所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量 NS 各電壓等級(jí)額定電壓U 即 5 3 yImaxg 2 按短路條件校驗(yàn) 電氣設(shè)備在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 一 般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流 如用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定 當(dāng) 熔斷器有限流作用時(shí) 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可 不驗(yàn)算動(dòng) 熱穩(wěn)定 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定條件為 dQr 2rdztIrt 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)dQ 短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)rQ 秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流It 短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為 chidf If 短路沖擊電流幅值 kA chi 短路沖擊電流有效值 kA I 導(dǎo)體和電器允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及有效值 kA dfif 由公式 5 2 可求得 35KV 側(cè) 86 6AmaxgI1 053NSU 6KV 側(cè) 505 29Aaxg N 5 2 母線和電纜的選擇與校驗(yàn) 5 2 1 配電裝置中的母線 應(yīng)根據(jù)具體情況按下列條件選擇和校驗(yàn) 1 母線材料 截面形狀和布置方式的選擇 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料 對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的 發(fā)電機(jī) 變壓器出線端部 以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所 可選用銅質(zhì)材料的硬 裸導(dǎo)體 回路正常工作電流在 400A 及以下時(shí) 一般選用矩形導(dǎo)體 在 400 8000A 時(shí) 一般選用槽形導(dǎo)體 配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇 應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流 電暈 無線 電干擾等條件 確定導(dǎo)體的截面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式 當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí) 應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積 對(duì) 220kV 及以下 配電裝置 電暈對(duì)選擇導(dǎo)體一般不起決定作用 故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截 面 2 母線截面尺寸的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外 其余 導(dǎo)體截面 一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 1 為保證母線的長(zhǎng)期安全運(yùn)行 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 導(dǎo)體 能在電路中最大持續(xù)工作電流 應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流maxgI yI 即 maxgIy 2 為了考慮母線長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面 這樣可使年計(jì)算費(fèi)用最低 經(jīng)濟(jì)電流密度的大小與導(dǎo)體的種類及最大負(fù)荷年利 用小時(shí)數(shù) 有關(guān) maxT 表 4 3 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度 最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) T導(dǎo)體材料 3000 以下 3000 5000 5000 以上 鋁裸導(dǎo)線 1 65 1 15 0 9 銅裸導(dǎo)線 3 0 2 25 1 75 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面計(jì)算公式如下 SmaxgJI 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按上述情況選擇的導(dǎo)體截面 還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定 S 裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式 5 13 dzcIt 2 熱穩(wěn)定系數(shù) c 穩(wěn)態(tài)短路電流 kA I 短路等值時(shí)間dztS 表 4 4 不同工作溫度下裸導(dǎo)體的 C 值 工作溫度 40 45 50 60 65 70 75 80 鋁合金 99 97 95 91 89 87 85 83 硬銅 186 183 181 176 174 171 169 166 4 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 求出的母線最大相間計(jì)算應(yīng)力不超過母線材料的應(yīng)允應(yīng)力 即 max y 母線最大相間計(jì)算彎曲應(yīng)力為 5 14 max MW 210phfLaP 式中 為單位長(zhǎng)度導(dǎo)體上所受相間電動(dòng)力 phf N 為導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距 Lm 為導(dǎo)體所受的最大彎距 MN 為導(dǎo)體對(duì)垂直于作用力反向軸的截面系數(shù) 取值W26bh 當(dāng)三相母線水平布置且相間距離為 a 時(shí) 三相短路造成的單位長(zhǎng)度母線上 所受最大相間電動(dòng)力為 5 15 phf721 30chai 母線材料的允許應(yīng)力 硬鋁 為 69 106Pa 硬銅 137 106Pa 銅為y y 157 106Pa 1 35kV 母線的選擇 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 變壓器 35kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流為 1 05 倍的變壓器的額定電流 86 6AmaxgI1 053NSU 經(jīng)查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得 試選用 LMY100 8 單條矩形鋁線平放時(shí) 長(zhǎng)期允許 載流量為 1542A 取綜合校正系數(shù) 0 81 則實(shí)際載流量為 KalI 1542 0 81 1249A maxgI 校驗(yàn)在 d1 3 點(diǎn)短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定 取 L 1m a 0 7m 40 5kA 則作用在chi 母線上的最大計(jì)算應(yīng)力按公式 405 3 phf721 30chai Nm 13 36 W6b610 3 3 03 max 2phfL aP 69 106 y 則動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 按電壓損失校驗(yàn) 35 kV 及以下線路要考慮電壓損耗 允許電壓損耗百分?jǐn)?shù)為 校驗(yàn)其電壓損 5 耗 35 kV 架空線路相間距取 則其幾何均距m150mD89 135 3 查 幾何均距為 2 0 時(shí)的電阻 70 LGJ kR 40 kmX 403 35 kV 架空線長(zhǎng) 線路末端km6 391074jQjPS VUlXQlRPN 2 8675 6 0 00 VNyx 1703 5 合格 Vyx2 867 故 35 kV 進(jìn)線選 滿足要求 0 LGJ 2 6kV 母線的選擇 因變電所年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 3000h 查表可知 1 45A mmmaxTJ 505 29AgI1 053NSU 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式 349 SmaxgJI2 經(jīng)查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得 試選用 LMY80 10 單條矩形鋁線平放時(shí) 長(zhǎng)期允 許載流量為 1427A 取綜合校正系數(shù) 0 81 則實(shí)際載流量為K 1427 0 81 1156A alI maxgI 校驗(yàn)在 K2 點(diǎn)三相短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定 取 L 1m a 0 25m 29 27kA 則chi 作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力按公式 593 phf721 30chai Nm 10 69 W6b61 3 4 77 max 2phfLaP 69 106 ay 則動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 校驗(yàn)在 K2 點(diǎn)三相短路時(shí)的熱穩(wěn)定 短路時(shí)的熱穩(wěn)定系數(shù) C 87 I 11 48kA 2sdzt 800 210 SdzcIt 2m 則熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格 故所選的 LMY80 10 矩形鋁母線符合要求 4 主變 35kV 側(cè)至 35kV 母線連線的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定一般選矩形鋁母線做變壓器至母線的連接線 86 6AmaxgI 經(jīng)查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得 試選用 LMY100 8 單條矩形鋁線平放時(shí) 長(zhǎng)期允 許載流量為 1542A 取綜合校正系數(shù) 0 81 則實(shí)際載流量為K 1542 0 81 1240A alImaxgI LMY100 8 單條矩形鋁母線動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定此前校驗(yàn)過 滿足要求 故所選的 LMY100 8 符合要求 5 主變 6kV 側(cè)至 6kV 母線連線的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 其截面應(yīng)按最大持續(xù)工作電流選擇 并按 d2 3 短路進(jìn)行動(dòng)熱 穩(wěn)定校驗(yàn) 86 6AmaxgI1 053NSU 經(jīng)查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得 試選用 LGJ 300 40 型 長(zhǎng)期允許載流量為 610A 取綜合校正系數(shù) 0 81 則實(shí)際載流量為 610 0 81 494 1A KalImaxgI 動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)同上 滿足要求 故所選的 LGJ 300 40 鋁線符合要求 35 kV 進(jìn)線為雙回路 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其截面 AUQPINg 5 71329074 322max 查表 4 3 得 hT40ax 1J2 m 2max9 65 7JISg 查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)選 周圍空氣溫度為 時(shí)的安全電流為70 LG025 275 A 該變電所的歷年平均最高氣溫為 29 9 攝氏度 查電流修正系數(shù)表得修正系數(shù)94 0 K 則安全電流 AKI 5 2894 0752 1 機(jī)械強(qiáng)度的校驗(yàn) 合格2216mS 2 發(fā)熱條件的校驗(yàn) 合格AIIg5 287 69max 進(jìn)線回路的最大持續(xù)工作電流除考慮正常負(fù)荷電流外 還需考慮事故狀態(tài)下由一回線路輸 送的工作電流 IIgg 1435 72max ax 合格 A8143 5 2 2 電纜芯線材料及型號(hào)選擇 1 按結(jié)構(gòu)類型選擇 2 按額定電壓選擇 3 按最大持續(xù)工作電流選擇電纜截面 4 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 5 按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面 6 按電壓損失校驗(yàn) 各段電纜的選擇 通風(fēng)機(jī)電纜選取 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面 由于 3000h 年 查maxT 表可得 1 73A J2m 64AmaxgI1 053NSU 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式 37 SmaxgJI2 按以上計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)要求可選擇三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電纜 YJV22 70 纜芯截面為 70 載流量為 203A 正常允許最高溫度為 90 2 r 0 268 km x 0 443 km 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn) 電纜載流量的校正系數(shù)為 1 當(dāng)電纜間距取 300mm 時(shí) 查表得 1 tK4K 1 3K 則單根直埋電纜允許載流量為 203 64A20alItK4325alI 則滿足設(shè)計(jì)要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路時(shí)的熱穩(wěn)定系數(shù) C 102 18 76KA 2sI dzt 70 26 ScI2m 滿足導(dǎo)線的最小截面的要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格 電壓降校驗(yàn) 2 1 5 U max173 cosin LrxI 則校驗(yàn)合格 可見 選用三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電纜 YJV22 70 電纜能夠滿足要求 表 4 6 母線 電纜所選型號(hào) 35kV 母線 6kV 母線 主變 35kV 側(cè)至 35kV 母線 主變 6kV 側(cè)至 6kV 母線 電纜70 LGJ LMY80 10 LMY100 8 LGJ 300 40 YJV22 70 5 3 互感器的選擇與配置 5 3 1 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇應(yīng)該滿足一次回路的額定電壓 額定電流 最大負(fù)荷電流計(jì)短路電 流的動(dòng) 熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 1 按一次額定電壓選擇 電流互感器的一次額定電壓必須與安裝處的電網(wǎng)電壓一致 即 NTAU 式中 電流互感器銘牌標(biāo)出的額定電壓 kV TAU 電流互感器安裝點(diǎn)的額定電壓 kV N 2 按一次額定電流選擇 在電流互感器周圍空氣溫度一定的條件下 連續(xù)流過互感器的一次電流 允許為其額定 值的 120 3 按額定二次電流選擇 由于儀表與繼電器已經(jīng)系列化生產(chǎn) 二次標(biāo)準(zhǔn)電流為 5A 電流互感器應(yīng)與二次標(biāo)準(zhǔn)電流 一致 也為 5A 4 按準(zhǔn)確度等級(jí)選擇 電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí) 應(yīng)根據(jù)不同的用途選擇 準(zhǔn)確度等級(jí)可分為 0 2 0 5 1 3 10 級(jí)等幾個(gè)不同的等級(jí) 5 二次負(fù)荷的計(jì)算 二次負(fù)荷的計(jì)算公式為 22SZi 式中 二次計(jì)算負(fù)荷 V A 2S 二次計(jì)算電流 A i 由于二次電流已標(biāo)準(zhǔn)化為 5A 負(fù)荷主要決定于外部阻抗 其表達(dá)式為2ZjdsR Z2 式中 二次負(fù)荷的外部阻抗 2Z 連接儀表串聯(lián)繞組的阻抗 s 二次連接導(dǎo)線的電阻 dR 連接導(dǎo)線接頭的接觸電阻 j 5 3 2 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇與配置 除應(yīng)滿足一次回路的額定電壓外 其容量與準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng) 滿足測(cè)量?jī)x表 保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求 負(fù)荷分配應(yīng)在滿足相位要求下盡量平衡 接 地點(diǎn)一般設(shè)在配電裝置端子箱處 電壓互感器的選擇不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 選擇應(yīng)滿足以下條件 1 按額定電壓選擇 所選電壓互感器一次側(cè)額定電壓必須與安裝處電網(wǎng)的額定電壓一致 二次側(cè)額定電壓 一般為 100V 按額定電壓選擇 應(yīng)滿足 NTVU 式中 電壓互感器銘牌標(biāo)出的額定電壓 kV TVU 電壓互感器安裝點(diǎn)的額定電壓 kV N 2 電壓互感器類型的選擇 根據(jù)用途和二次負(fù)荷性質(zhì) 選擇電壓互感器的類型及二次接線方式 3 按準(zhǔn)確度等級(jí)選擇 除以上兩點(diǎn) 選擇電壓互感器時(shí)還注意其準(zhǔn)確度等級(jí)及二次負(fù)荷容量 5 3 斷路器的選擇 斷路器具有完善的滅弧性能 正常運(yùn)行時(shí) 用來接通和開斷負(fù)荷電流 短路故障時(shí) 斷路器與繼電保護(hù)裝置配合使用用以切斷短路電流和故障線路 保證非故障線路的正常供 電及系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 斷路器的種類和型式的選擇 除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外 還應(yīng)該考慮便于安 裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù) 并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定 根據(jù)我國生產(chǎn)制造情況 電壓為 6 220KV 的電網(wǎng)可選用少油斷路器 真空斷路器和 SF6 斷路器 又由于真空斷路器 SF6 斷路器比少油斷路器 可靠性好 維護(hù)方便 滅弧性能更高 所以 35kV 一般采用 SF6 斷 路器 真空斷路器只適應(yīng)于 6kV 電壓等級(jí) 5 4 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器 它與斷路器的差別是沒有專門設(shè)置的 滅弧裝置 不能用來切斷或接通電路中的負(fù)荷電流只能關(guān)合小電流電路 檢修電氣設(shè)備時(shí) 形成明顯可見斷口從而保證人員安全 用隔離開關(guān)配合斷路器 在電路中進(jìn)行倒閘操作 在用于倒閘操作時(shí) 稱為操作電器 對(duì)隔離開關(guān)的要求 1 有明顯的斷口 根據(jù)斷開點(diǎn)可判斷被檢修的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體是否與電網(wǎng)可靠 隔離 2 斷口是否有足夠可靠的絕緣強(qiáng)度 3 要有足夠的動(dòng) 熱穩(wěn)定性 4 安裝在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān) 第六章 無功補(bǔ)償 電分書上 概述 電力系統(tǒng)的運(yùn)行無功功率平衡與電壓水平密切相關(guān) 為了確保系統(tǒng)的運(yùn)行電壓具有正 常水平 系統(tǒng)擁有的無功功率電源必須滿足正常電壓水平下的無功需求 并留有必要的備 用容量 電力系統(tǒng)的無功功率平衡應(yīng)該分別按最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算 必要 時(shí)還應(yīng)該校驗(yàn)?zāi)承┰O(shè)備檢修時(shí)或故障后運(yùn)行方式下的無功功率平衡 由于串聯(lián)電容補(bǔ)償裝 置至改變線路參數(shù)而且改變功率因數(shù)作用及其微小所以不予考慮 根據(jù)無功功率的需要 增添必要的無功補(bǔ)償容量 并按無功功率就地平衡的原則進(jìn)行 補(bǔ)償容量的分配 小容量 分散的無功補(bǔ)償可采取靜電電容器 大容量的 配置在系統(tǒng)中 樞點(diǎn)的無功補(bǔ)償則宜采用同步調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器 除發(fā)電機(jī)和輸電線路外的無功電源主要有 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置 同步調(diào)相機(jī) 靜止無功補(bǔ) 償器 后兩者屬于動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置 1 并聯(lián)電容裝置 由于電感和電容取用的無功電流相位相反 電感需要的無功功率大 部分可由電容器就地供給 若電容器選擇適當(dāng) 電源只要供給有功電流和少量的無功電流 就可以了 并聯(lián)電容補(bǔ)償還可以分為個(gè)別補(bǔ)償 分組補(bǔ)償 集中補(bǔ)償 2 靜止無功補(bǔ)償器由晶閘管控制電抗器與靜電電容器并聯(lián)組成 電容器可發(fā)出無 功功率 電抗器可吸收無功功率 兩者結(jié)合在一起再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置 就成為能夠平 滑的改變輸出 或吸收 無功功率的精止補(bǔ)償器 晶閘管投切時(shí)電容器不會(huì)產(chǎn)生諧波 可 以消除高次諧波從而提高電壓質(zhì)量 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和降低工頻過電壓的功能 3 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī) 在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí) 它向系統(tǒng)供給感性 無功功率起無功電源作用 在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)可從系統(tǒng)吸取感性無功起無功負(fù)荷作用 根據(jù) 裝設(shè)點(diǎn)電壓情況改變輸出無功功率以維持電網(wǎng)電壓 并可以強(qiáng)勵(lì)補(bǔ)償容性無功 提高電網(wǎng) 的穩(wěn)定性 但同步調(diào)相機(jī)的響應(yīng)速度較慢 難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功控制的要求故目前已經(jīng)很少采用 所以本設(shè)計(jì)中可采取的無功補(bǔ)償裝置為 并聯(lián)電容裝置 靜止無功補(bǔ)償器 綜上所述 為了最大限度的發(fā)揮無功補(bǔ)償設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益 采用無功功率補(bǔ)償應(yīng)全面規(guī)劃 合理布局 分級(jí)補(bǔ)償 就地平衡 在進(jìn)行無功功率平衡計(jì)算的基礎(chǔ)上 根據(jù)無功功率缺額 進(jìn)行無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益 投資和回收年限的比較確定最優(yōu)補(bǔ)償容量和最佳分配方式 具體 做法可采用 1 集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合 在負(fù)荷集中的變電站 裝設(shè)一定容量的電容器 或同步補(bǔ)償機(jī)進(jìn)行集中補(bǔ)償 集中補(bǔ)償便于管理 分散補(bǔ)償通?？裳b設(shè)在配 電線路的主干線 分支處或用戶處 分散補(bǔ)償可達(dá)到就近補(bǔ)償 補(bǔ)償效果明 顯 2 降損和調(diào)壓相結(jié)合 無功功率補(bǔ)償裝置減少了線路的無功功率輸送 既減少 了無功輸送的電能損失 也降低了電壓損耗 這兩方面具有一致性可結(jié)合考 慮 3 供電部門和用戶補(bǔ)償相結(jié)合 無功補(bǔ)償設(shè)在用戶處具有明顯的效果 對(duì)用戶 是很有利的 一方面提高了用戶的功率因數(shù) 另一方面也使用戶電壓得以保 證 供電部門從無功功率平衡和維持電壓水平要求 裝設(shè)調(diào)相機(jī)和電容器 既減少了電能損失也減少了電壓損耗 具有相一致的效果 4 就地平衡與全網(wǎng)平衡相結(jié)合 供電電力網(wǎng)應(yīng)達(dá)到全網(wǎng)無功功率平衡 以保證 電能質(zhì)量 全網(wǎng)無功平衡并不能保證每點(diǎn)的無功功率平衡和電壓水平 所以 無功功率補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)裝設(shè)那些電壓最低點(diǎn) 采用就地平衡和全網(wǎng)平衡相結(jié)合 以保證每一點(diǎn)在所要求的電壓范圍內(nèi) 既滿足了電壓質(zhì)量 也達(dá)到降損目的 第七章 防雷接地設(shè)計(jì) 7 1 防雷保護(hù)的必要 雷電會(huì)引起大氣過電壓 它通常高于電氣裝置正常工作電壓許多倍 對(duì)電氣設(shè)備的絕 緣會(huì)造成嚴(yán)重威脅 即使是在電氣裝置附近發(fā)生雷擊放電 也會(huì)在鄰近的電氣設(shè)備中感應(yīng) 危險(xiǎn)過電壓 這種感應(yīng)過電壓幅值可達(dá) 300 400KV 足以使 60 80cm 的空氣間隙擊穿放 電 對(duì)于 35KV 電網(wǎng)中絕緣可能遭到破壞 需采用過電壓保護(hù)器件進(jìn)行防雷 7 2 避雷針高度的確定 根據(jù)變電所的平面布置圖 采用四根等高避雷針對(duì)變電站進(jìn)行防直擊雷保護(hù) 計(jì)算能有效全部保護(hù)改變電站所需的避雷針高度 門型架構(gòu)高 7 5 橋型線路高 4 主變高 3 建筑物高 6mmm 設(shè)避雷針高度小于 30 則高度影響系數(shù)取 1 D021312 D321413 D9 202134 mph8 175 2012 3 9 41014142h 獨(dú)立避雷針的高度為 12 小于 30 原假設(shè)成立 m 校驗(yàn) 06 24179 35 75 114 xxpDhb 即當(dāng)選擇獨(dú)立避雷針的高度為 12 時(shí) 能有效全保護(hù)該變電所 7 3 接地體和接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 1 接地體的設(shè)計(jì) 避雷針的接地體采用長(zhǎng) 3 規(guī)格為 的角鋼制成獨(dú)立垂直接地體 mm50 土壤電阻率取 200 則接地電阻 8 5614 038ln314 28ln2dRe 從安全的角度考慮 接地體電阻應(yīng)小于 10 故采用多根垂直接地體并聯(lián)來降低接地電 阻 則需要的角鋼根數(shù)為 1 3 42 1 870 561 eRn 避雷針的獨(dú)立接地體為 9 根角鋼并聯(lián)制成的垂直接地體 2 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 變電所內(nèi)需要有良好的接地裝置以滿足工作接地 保護(hù)接地和防雷接地的要求 一般 做法是根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng) 然后再在避雷器與地網(wǎng)的連 接點(diǎn)增加接地體以滿足防雷接地的要求 11 接地網(wǎng)通常用 的扁鋼或直徑為 20 的圓鋼水平敷設(shè) 埋入地下 深度不宜小m40 m 于 0 6 在水平距離與避雷針相距 5 的地方敷設(shè)地網(wǎng) 敷設(shè)地網(wǎng)的面積 2680341523S 接地網(wǎng)的總體接地電阻 680 0SRe 變電所接地網(wǎng)的工頻接地電阻一般在 0 5 5 之間 在該范圍內(nèi) 符合要求 3eR 第八章 繼電保護(hù)的配置 8 1 繼電保護(hù)的基本知識(shí) 繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài) 并動(dòng)作 于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置 對(duì)繼電保護(hù)的要求有 選擇性 速動(dòng)性 靈敏 性 可靠性 1 選擇性 是指電力系統(tǒng)故障時(shí) 應(yīng)由距故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作 僅將故障 元件從電力系統(tǒng)中切除 盡可能的縮小停電范圍 保證無故障部分順利進(jìn)行 2 速動(dòng)性 快速的切出故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性 力求保護(hù)裝置 能迅速動(dòng)作切出故障 3 靈敏性 是指對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生任何故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力 要 求保護(hù)裝置在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí) 不論短路點(diǎn)的位置 短路類型如何它都能 敏銳感覺 正確反應(yīng) 4 可靠性 指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí) 它不 應(yīng)該拒絕動(dòng)作 而在任何其他保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的情況下則不應(yīng)該誤動(dòng)作 8 1 2 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的原則 繼電保護(hù)裝置除應(yīng)滿足以上要求外 還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)性 首先從國民經(jīng)濟(jì)的整體利益 出發(fā) 按被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來確定保護(hù)方式 而不能只從保護(hù)裝置本 身的投資考慮 因?yàn)椴煌晟苹虿豢煽康谋Ｗo(hù)會(huì)給國民經(jīng)濟(jì)造成損失 一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過即使 是最復(fù)雜的保護(hù)裝置的投資 8 2 輸電線路的保護(hù)配置 10 35KV 中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中 輸電線路的相間短路保護(hù)必須動(dòng)作于斷路器跳 閘 單相接地時(shí) 由于故障點(diǎn)的接地電流很小 因而該電網(wǎng)又稱為小電流接地系統(tǒng) 三 相之間的線電壓仍然保持對(duì)稱 對(duì)負(fù)荷供電沒有影響 因此 在一般情況下允許再繼續(xù)運(yùn) 行 1 2h 而不必立即跳閘 這也是采用中性點(diǎn)非直接接地運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn) 但是在單相 接地以后 其他兩相對(duì)地電壓要升高 倍 為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大成兩點(diǎn)接地或相間3 短路 應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào) 以便運(yùn)行人員采取措施予以消除 因此 在單相接地時(shí) 一般只 要求繼電保護(hù)能有選擇性地發(fā)出信號(hào) 而不必跳閘 但當(dāng)單相接地對(duì)人身安全和設(shè)備安全 構(gòu)成威脅時(shí) 則應(yīng)動(dòng)作于跳閘 10 35KV 中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng) 其輸電線路應(yīng)針對(duì)相 間短路和單相接地故障配置相應(yīng)的保護(hù)裝置 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是35KV變電站的設(shè)計(jì) 通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)的專 業(yè)課程有了更進(jìn)一步的了解 鞏固了專業(yè)知識(shí)和實(shí)際分析能力 同時(shí)也意識(shí)到自己的不足 之處 以前只是簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)課本知識(shí)并沒有真正把握課程的實(shí)際應(yīng)用 畢業(yè)設(shè)計(jì)是完全的 體現(xiàn)個(gè)人思考和組織語言的能力 一步一步的完善論文任務(wù)書的要求 除此之外我也掌握 了繪制主接線圖知識(shí)和方法 培養(yǎng)了論文寫作的基本知識(shí)和查閱文獻(xiàn)資料的技巧 為今后 的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ) 本設(shè)計(jì)是對(duì)我的大學(xué)學(xué)習(xí)的一次考核 端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度 本設(shè)計(jì)將發(fā)電廠電氣部分 電力系統(tǒng)分析 高電壓工程 繼電保護(hù)原理等課程綜合運(yùn) 用 完整表述論文的各個(gè)環(huán)節(jié) 主接線的設(shè)計(jì) 短路電流的計(jì)算 繼電保護(hù)的配置以及防 雷裝置的配置等 把所有知識(shí)點(diǎn)結(jié)合在一起使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了整體的把握 雖然我已經(jīng)完成了 35KV 變電站電氣部分的設(shè)計(jì) 但是其中會(huì)有很多的不足需要在今 后的學(xué)習(xí)中不斷改正 對(duì)某些復(fù)雜的計(jì)算自己還是是懂非懂 所以我必須不斷學(xué)習(xí)積累知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn) 我希望未來我國電力系統(tǒng)會(huì)有更加完善的發(fā)展 不斷提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性 最后 我要感謝我的指導(dǎo)老師 她認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我由然敬佩 本完成本設(shè)計(jì) 的過程中她給了我不斷的支持和鼓勵(lì) 我向她致以衷心的感謝 參考文獻(xiàn) References 1 常美生 高電壓技術(shù) 2 版 北京 中國電力出版社 2007 2 孫成普 變電所及電力網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 2 版 北京 中國電力出版社 2008 3 吳靚 謝珍貴 發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備 北京 中國水利水電出版社 2004 4 戈東方 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 第一冊(cè) 電氣一次部分 北京 中國電力出版社 1989 5 陳光會(huì) 王敏 電力系統(tǒng)基礎(chǔ) 北京 中國水利水電出版社 2004 6 陳利 發(fā)電廠及變電所二次回路 北京 中國電力出版社 2007 7 沈詩佳 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及二次回路 北京 中國電力出版社 2007 8 李仕鳳 段傳宗 35 110Kv 小型化無人值班變電站標(biāo)準(zhǔn)工程圖集 北京 中國水利水 電出版社 2000 9 李金英 繼電保護(hù) 北京 中國電力出版社 2008 10 朱軍 35kv 及以上工程 下 北京 中國電力出版社 2002 11 堯有平 李曉華 電力系統(tǒng)工程 CAD 設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn) 北京 北京理工大學(xué)出版社 2008