10kv中心變電站電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄Abstract- 2 -目 錄- 3 -1.緒論- 5 -1.1設(shè)計(jì)的背景- 5 -1.2國(guó)內(nèi)外研究綜述- 5 -2 電氣主接線設(shè)計(jì)- 7 -2.1電氣主接線的基本形式- 8 -2.1.1單母線接線- 8 -2.1.2單母線分段接線- 8 -2.1.3單母線分段帶旁路母線- 9 -2.1.4雙母線接線- 10 -2.1.5雙母線分段接線- 11 -2.1.6橋型接線- 11 -2.2電氣主接線的選擇- 12 -2.2.1 10kv電氣主接線- 12 -2.2.2 110kv電氣主接線- 13 -3 主變壓器的選擇- 15 -3.1負(fù)荷計(jì)算- 15 -3.2主變壓器型式的選擇- 16 -3.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇- 16 -3.2.2主變壓器容量的選擇- 16 -4 短路電流計(jì)算- 17 -4.1短路計(jì)算的目的- 17 -4.2 短路計(jì)算過(guò)程- 17 -5 備用電源自動(dòng)投入裝置- 19 -5.1備用電源自動(dòng)投入裝置作用- 19 -5.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn)- 19 -5.3 BZT的工作過(guò)程及要求- 20 -6 電氣設(shè)備的選擇- 22 -6.1 選擇設(shè)備的一般原則和基本要求- 22 -6.2假想時(shí)間的確定- 23 -6.3高壓斷路器的選擇- 24 -6.3.1 斷路器選擇的具體技術(shù)條件- 24 -6.3.2 斷路器選擇及校驗(yàn)- 25 -6.4.1 隔離開(kāi)關(guān)選擇的具體技術(shù)條件- 29 -6.4.2 隔離開(kāi)關(guān)選擇計(jì)算- 29 -6.5 電流互感器選擇- 32 -6.5.1 電流互感器的選擇技術(shù)條件- 32 -6.5.2 電流互感器選擇及校驗(yàn)- 34 -6.6 電壓互感器選擇計(jì)算- 35 -6.6.1 電壓互感器選擇技術(shù)條件- 35 -6.6.2 電壓互感器選擇- 36 -6.7 10kV母線的選擇- 37 -7 主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置- 39 -7.1 主變壓器保護(hù)配置- 39 -7.2 主變壓器繼電保護(hù)整定- 39 -8 防雷接地- 43 -8.1 避雷器的選擇- 43 -8.1.1 避雷器的配置原則- 43 -8.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件- 43 -8.1.3 避雷器的選擇和校驗(yàn)- 45 -8.2 防雷和接地設(shè)計(jì)計(jì)算- 46 -致 謝- 49 -附 錄- 51 -1.緒論1.1設(shè)計(jì)的背景電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的的重要部門之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)化為供人們直接使用的電能產(chǎn)業(yè)。它既是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供不可缺少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的關(guān)系密切不可分割。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須先行于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能不斷的前進(jìn)和發(fā)展。近幾年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活用電的急劇增長(zhǎng)，對(duì)于電力的需求大幅度增加，使的電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，人們對(duì)能源的利用越來(lái)越重視，而變電所對(duì)于電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用。變電所是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)改造中非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，在目前電網(wǎng)建設(shè)中，尤其是在10KV變電所的建設(shè)中，土地、資金等資源浪費(fèi)現(xiàn)象非常的嚴(yán)重，所以存在著非常嚴(yán)重的問(wèn)題。比如;重復(fù)建設(shè)、改造困難、工頻電磁輻射、無(wú)線電干擾、噪聲等環(huán)保問(wèn)題以及電能質(zhì)量差等問(wèn)題，這些已經(jīng)成為影響高壓輸變電工程建設(shè)成本和運(yùn)行質(zhì)量的重要因素，違背了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。所以10KV變電所需要采用節(jié)約資源的設(shè)計(jì)方案，要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質(zhì)量和用電安全等問(wèn)題，同時(shí)還要滿足以后電網(wǎng)改造的方便性和資源等利用率搞得要求。1.2國(guó)內(nèi)外研究綜述近年來(lái)一些發(fā)達(dá)國(guó)家為減少電能在電網(wǎng)中的損耗，已經(jīng)形成了完善的變電所設(shè)計(jì)理論，基本達(dá)到了建設(shè)節(jié)約型、集約型、高效型變電所的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)的變電所也通過(guò)改善優(yōu)化變電所結(jié)構(gòu)，降低變電所的功率消耗，提高變電所的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。另外變電所綜合化自動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，雖然取的了不小的進(jìn)步，但目前還跟不上電力工業(yè)前進(jìn)的步伐，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)人值守的變電所并不多，其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益明顯不夠卓著，這說(shuō)明我國(guó)的變電所自動(dòng)化技術(shù)并不規(guī)范，市場(chǎng)發(fā)育也不成熟，這也研究、制造、規(guī)劃、基建和運(yùn)行等部門對(duì)變電所自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)不同有很大的關(guān)系。總之，變電所自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接收，并在一些大型變電所監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越成熟。認(rèn)清和適應(yīng)變電所自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)的理論技術(shù)，丟棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，無(wú)論對(duì)設(shè)備制造廠家還是對(duì)用戶都至關(guān)重要，也關(guān)系到變電所技術(shù)未來(lái)的發(fā)展。因此，在學(xué)習(xí)鑒定國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，全面系統(tǒng)的研究探討符合國(guó)情的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)模式、結(jié)構(gòu)、功能、通訊方式等，對(duì)我國(guó)變電所的發(fā)展有很大重要的意義。現(xiàn)在我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已經(jīng)有許多的變電站實(shí)現(xiàn)了集中控制和采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控，電力系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了分級(jí)集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全運(yùn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列。變電所是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密，土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度較大的建筑。電力工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量的增大，總?cè)萘吭诎偃f(wàn)千瓦以上變電所的建立促使變電所建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)和發(fā)展。2 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線又稱為一次接線，是由各種開(kāi)關(guān)電器、變壓器、互感器、線路、電抗器、母線等安一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路。電氣主接線代表了發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)，按電氣設(shè)備的實(shí)際連接順序繪制而成的接線圖，成為電氣主接線圖。電氣主接線圖通常畫(huà)成單線圖的形式。主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一下基本要求：1） 安全：保證在進(jìn)行任何切換操作時(shí)人身和設(shè)備的安全。2） 可靠：應(yīng)滿足各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。3） 靈活：應(yīng)能適應(yīng)各種工作方式的操作和檢修、維護(hù)需要。4） 經(jīng)濟(jì)：在滿足以上要求的前提下，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能減少一次性投資和年運(yùn)行費(fèi)用。2.1電氣主接線的基本形式2.1.1單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一原件（母線或母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障時(shí)檢修，都需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路任需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：610kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回；3563kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回；110220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回。 圖2.1 單母線接線2.1.2單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：6-10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；35kv配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)；110-220kv配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)為3-4回時(shí)。圖2.2 單母線分段接線2.1.3單母線分段帶旁路母線這種接線方式在進(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。圖2.3 單母線分段帶旁路母線2.1.4雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：1） 供電可靠。可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路。2） 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3） 擴(kuò)建方便。想雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷分配，不會(huì)引起原有回路的停電。4） 便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1） 增加一組母線和使沒(méi)回線路需要增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。2） 當(dāng)母線故障或者檢修時(shí)隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍：6-10kv配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)；35kv配電裝置，當(dāng)出線回路超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110-220kv配電裝置，出線回路在5回以上時(shí)，或110-220kv配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)在4回以上使。圖2.4 雙母線接線2.1.5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)原件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用技術(shù)的一種延生，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(wèn)題，而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路在11回及以下是，母線不分段。2.1.6橋型接線1、內(nèi)橋型接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)運(yùn)作；橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況。2、外橋型接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。高壓側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器切換較頻繁或線路段，故障率較少的情況。2.2電氣主接線的選擇2.2.1 10kv電氣主接線根據(jù)資料顯示，由于10kv的出線為12回，可以初步選擇以下兩種方案：1） 單母線分段接線如圖1-5，610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上，可采用單母線分段接線。圖2.5 單母線分段接線2）雙母線接線如圖1-6，一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。圖2.6 雙母線接線表2.1 10kv主接線方案比較項(xiàng)目方案方案一 單母線接線方案二 雙母線接線技術(shù)1、不會(huì)造成全所停電2、調(diào)度靈活3、保證對(duì)重要用戶的供電4、擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建1、供電可靠2、調(diào)度靈活3、擴(kuò)建方便4、便于實(shí)驗(yàn)5、易誤操作經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜投資和站地面大經(jīng)過(guò)綜合比較方案一在經(jīng)濟(jì)性上比方案二好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性，所以選用方案一。2.2.2 110kv電氣主接線由于110kv只有2回進(jìn)線，可以初步選擇一下兩種方案：1） 橋型接線根據(jù)資料分析此處選擇內(nèi)橋接線。 圖2.7 內(nèi)橋接線2） 單母線接線如圖1.8圖2.8 單母線接線表2.2 110kv主接線比較項(xiàng)目方案方案一 內(nèi)橋接線方案二 單母線接線技術(shù)1、 接線清晰簡(jiǎn)單2、 調(diào)度靈活，可靠性不高1、 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展2、 可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)1、 占地少2、 實(shí)用的斷路器少1、 設(shè)備少2、 投資小經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡(jiǎn)單這一特點(diǎn)。雖然方案一可靠性、靈活性不如方案二，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。可選用投資小的方案一。3 主變壓器的選擇變壓器是變電所中的重要電氣設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需要的各級(jí)使用電壓，以滿足用戶需要。3.1負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先要計(jì)算各測(cè)的負(fù)荷包括站用電負(fù)荷10kv負(fù)荷。由于課題上并未給出10KV出線的負(fù)荷功的功率因數(shù)，所以默認(rèn)=0.9計(jì)算，故總計(jì)算負(fù)荷為=630440050012501600=6270KVA即 =6.27MVA所以總計(jì)算負(fù)荷由于考慮到變電站未來(lái)510年的遠(yuǎn)期負(fù)荷3.2主變壓器型式的選擇3.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，我們此次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)10KV變電站，我們選取110KV進(jìn)線，所以該變電站是一個(gè)降壓變電站。為了提高供電的可靠性，防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故障而造成對(duì)用戶的停電。故可選擇兩臺(tái)主變壓器。3.2.2主變壓器容量的選擇由于設(shè)計(jì)資料提及，主供運(yùn)行時(shí)帶全部負(fù)荷，備供不投，當(dāng)主供跳閘時(shí)，備供自動(dòng)啟動(dòng)并確定主供和分段斷路器均斷開(kāi)后自動(dòng)合上備供電源，向II段母線繼續(xù)供電。當(dāng)主供電源故障排除后備自投切除備供并且合上主供及分段開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常運(yùn)行方式。對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的6070%。=8.99MVA，故兩臺(tái)主變?nèi)萘窟x擇為10MVA，查表，選用SFS910000/110型雙繞組電力變壓器，其參數(shù)如表3.1.表3.1 SFS10000/110型雙繞組變壓器參數(shù)型號(hào)額定容量KVA額定電壓/KV損耗/KW空載電流（%）短路電壓（%）聯(lián)接組別高壓低壓空載短路SF910000/1101000011022.5%12122.5%6.36.610.51113.253.10.8010.5YNd114 短路電流計(jì)算在電力系統(tǒng)運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。4.1短路計(jì)算的目的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）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。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)。4.2 短路計(jì)算過(guò)程 1.根據(jù)系統(tǒng)接線圖，繪制短路等效電路系統(tǒng)短路等效電路如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)短路等效電路（1）選取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓=10.5kV，則基準(zhǔn)電流為（2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值變壓器T1 T2（3） 求k點(diǎn)的總等效電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量表4.1 短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)參數(shù)基準(zhǔn)電壓(KV)短路電流有名值(KA)短路電流沖擊值(KA)短路容量(MVA)d10.55.57.9195.25 備用電源自動(dòng)投入裝置5.1備用電源自動(dòng)投入裝置作用備用電源自動(dòng)投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電。 BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能迅速自動(dòng)的將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱備自投或BZT裝置。5.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn)1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)作為備用。3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。4）生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組采用BZT的優(yōu)點(diǎn)：提高供電的可靠性節(jié)省建設(shè)投資，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置，限制短路電流，提高母線殘壓。5.3 BZT的工作過(guò)程及要求BZT裝置應(yīng)滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓，BZT裝置應(yīng)能動(dòng)作。2）工作電源先切，備用電源后投。3）判斷工作電源斷路器切實(shí)斷開(kāi)，工作母線無(wú)電壓才允許備用電源合閘。4）BZT裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作是應(yīng)發(fā)出信號(hào)。5）BZT裝置動(dòng)作過(guò)程應(yīng)使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短。6）備用電源無(wú)壓時(shí)BZT裝置不應(yīng)動(dòng)作。7）正常停電時(shí)備用裝置不啟動(dòng)。8）備用電源或備用設(shè)備投入故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。BZT裝置應(yīng)由低電壓?jiǎn)?dòng)部分和自動(dòng)重合閘部分組成，低電壓?jiǎn)?dòng)部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動(dòng)重合閘部分在工作電源的斷路器斷開(kāi)后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)間將備用電源的斷路器自動(dòng)投入。圖5.1 變電所BZT裝置設(shè)計(jì)變電所BZT裝置工作過(guò)程： 1）110KV側(cè)BZT：當(dāng)某一條110KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器切斷工作電源，非故障側(cè)母線與橋型母線上BZT動(dòng)作，將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障側(cè)。2）10KV側(cè)：當(dāng)某一條10KV母線或所用電母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器斷開(kāi)，BZT動(dòng)作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側(cè)負(fù)荷切換到非故障側(cè)。6 電氣設(shè)備的選擇導(dǎo)體和設(shè)備的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。6.1 選擇設(shè)備的一般原則和基本要求1、基本要求1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老設(shè)備的型號(hào)一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。2、按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備1）電壓：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)行電壓 即 （6.1）一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的一般不超過(guò)1.1。2）電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流。即 （6.2）由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 = 1.05 （為電器額定電流）。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q 0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流I可按下式修正(6.4) 導(dǎo)體或電氣設(shè)備長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度=40，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25。3、按短路情況校驗(yàn)設(shè)備在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)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)的電器可不驗(yàn)算熱穩(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)定動(dòng)穩(wěn)定.1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為 （6.5）上式中：短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S）t設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為 或 （6.6）上式中: ,短路沖擊電流幅值及其有效值 ,-廠家給出的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值6.2假想時(shí)間的確定假想時(shí)間等于周期分量假想時(shí)間和非周期分量假想時(shí)間之和。其中可根據(jù)查與關(guān)系曲線圖得到，非周期分量假想時(shí)間可以忽略不計(jì)（因短路時(shí)間均大于1s），因此，假想時(shí)間就等于周期分量假想時(shí)間。不同地點(diǎn)的假想時(shí)間見(jiàn)表51。表6.1 不同地點(diǎn)的假想時(shí)間地點(diǎn)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間/s斷路器分閘時(shí)間/s短路持續(xù)時(shí)間/s周期分量假想時(shí)間/s假想時(shí)間/s主變壓器110kV側(cè)40.14.14.19/3.64=1.153.83.8主變壓器10kV側(cè)30.23.216.27/17.02=0.962.62.610kV母線分段2.50.22.716.27/17.02=0.962.22.26.3高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。6.3.1 斷路器選擇的具體技術(shù)條件1）電壓選擇同式(5.1)2）電流選擇同式(5.2)由于高壓開(kāi)斷器沒(méi)有連續(xù)過(guò)載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流。3)開(kāi)斷電流選擇高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流，不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量即 當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，簡(jiǎn)化計(jì)算可用進(jìn)行選擇，為短路電流值。4)短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊電流值即 5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)式同(6.5)6)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式同(6.6)6.3.2 斷路器選擇及校驗(yàn)1、110KV側(cè)斷路器選擇1）額定電壓選擇： =110 2）額定電流選擇： 考慮到電源進(jìn)線發(fā)生故障，所以相應(yīng)回路的 即：3）按開(kāi)斷電流選擇：4.19 kA 即4.19kA4） 按短路關(guān)合電流選擇：7.91kA 即7.91kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇型LW11110斷路器其參數(shù)如表6.2。表6.2 110kV斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓Ue(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)額定開(kāi)斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間(ms)全開(kāi)斷時(shí)間(ms)4sLW11110110KV126160030.5808031.50.040.075）校驗(yàn)熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為1.5S,全開(kāi)斷時(shí)間0.07s=1.5+0.07=1.57S=31.53=2976.75 KAS即滿足要求6）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =80kA14.034KA滿足要求故選擇戶外LW11110型SF6斷路器能滿足要求，由上述計(jì)可列出下表：表6.3 110KV斷路器計(jì)算結(jié)果表設(shè)備項(xiàng)目LW11110型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)110kV110KV1.6kA0.11kA80kA7.91kA30.5kA4.19kA80kA7.91kA2976.75 kAS36.229 kAS2、10KV斷路器選擇1）額定電壓選擇： =10KV 2）額定電流選擇： 即：3）按開(kāi)斷電流選擇：kA即4）按短路關(guān)合電流選擇：7.91kA 即7.91kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN-10/1600-31.5型真空斷路器其參數(shù)如表6.4.表 6.4 10KV斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓Ue(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)額定開(kāi)斷電流Iekd(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間(ms)合閘時(shí)間(ms)2sZN-10/1600-31.510KV11.5160031.5808031.50.050.15）校驗(yàn)熱穩(wěn)定: ，取后備保護(hù)為1.5S,固有分閘時(shí)間為0.05s,取滅弧時(shí)間為0.04S = 1.5+0.09=1.59S =31.52=1984.5KAS即 滿足要求6）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =36.473KA Igmax滿足長(zhǎng)期負(fù)荷發(fā)熱的要求。2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度： =34+(70-34)(1516/1920)= 62.465=63查表得C =90 Kf=1.08滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面=217.886）,以時(shí)限斷開(kāi)35kV側(cè)斷路器，以時(shí)限斷開(kāi)主變壓器三側(cè)斷路器。（4）零序保護(hù)作為變壓器本身主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。（5） 過(guò)負(fù)荷保護(hù)保護(hù)裝設(shè)在主變壓器110kV側(cè)，動(dòng)作后經(jīng)延時(shí)發(fā)出預(yù)告信號(hào)。7.2 主變壓器繼電保護(hù)整定（1）瓦斯保護(hù)一般氣體繼電器氣體容積整定范圍為25300，本所主變壓器容量為10MVA，整定值取為250；重瓦斯保護(hù)油流速度整定范圍為0.61.5m/s,為防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，將流油速度整定為1。(2)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)由BCH2型差動(dòng)繼電器構(gòu)成。1)計(jì)算各側(cè)一次額定電流，選擇電流互感器變比，確定各側(cè)互感器的二次額定電流，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7.1。表7.1 電流互感器二次側(cè)額定電流的計(jì)算結(jié)果名稱各側(cè)數(shù)值額定電壓/kV11010.5額定電流/A電流互感器的接線方式Dy電流互感器一次電流計(jì)算值/A550電流互感器變比選擇電流互感器二次額定電流/A取二次額定電流最大的110kV側(cè)為基本側(cè)。2） 安下列三條件確定保護(hù)裝置的動(dòng)作電流：躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流，即躲過(guò)變壓器外部短路時(shí)的最大負(fù)荷電流，即 =504A躲過(guò)電流互感器二次回路斷線的最大負(fù)荷電流，即A取=522A，則差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流值為3）確定基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)實(shí)際整定匝數(shù)選為匝，則繼電器實(shí)際動(dòng)作電流，保護(hù)裝置實(shí)際一次動(dòng)作電流為4） 確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)10kV側(cè) 取平衡線圈匝數(shù)，匝。5） 校驗(yàn)相對(duì)誤差10kV側(cè) 小于0.05，說(shuō)明以上選擇結(jié)果有效，無(wú)需重新計(jì)算。（3） 過(guò)電流保護(hù)1）110kV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為DL11型，電流互感器變比200/5=40；電壓原件接于110kV母線電壓互感器。動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定，即則低電壓繼電器動(dòng)作電壓按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)的條件整定，即則保護(hù)的靈敏度按后備保護(hù)范圍末端最小短路電流來(lái)校驗(yàn)，即2）10kV側(cè)過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為DL11型，電流互感器變比=2000/5=400。動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：躲過(guò)并列運(yùn)行中切除一臺(tái)變壓器時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷電流，即靈敏度不滿足要求，應(yīng)改用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，整定計(jì)算從略。3） 動(dòng)作時(shí)間。10kV側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間=3s，110kV側(cè)過(guò)電流保護(hù)帶兩段時(shí)限，第一段動(dòng)作時(shí)間=3s+0.5s=3.5s，第二段動(dòng)作時(shí)間=3.5s=0.5s=4s。（4） 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 裝設(shè)在主變壓器110kV側(cè)，按躲過(guò)變壓器額定電流整定動(dòng)作時(shí)間取為10s。8 防雷接地變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來(lái)源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。變電所的雷害來(lái)自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過(guò)電壓不超過(guò)其中擊耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。避雷器是專門用以限制過(guò)電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過(guò)一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過(guò)電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。8.1