1、-PAGE . z化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：110KV降壓變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要變電所是電力系統(tǒng)的重要組成局部，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的平安與經(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。這次設(shè)計(jì)以110kV降壓變電所為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的原始資料確定變電所的主接線；通過負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)變電所的一次設(shè)備進(jìn)展了選擇和校驗(yàn)。同時(shí)完成防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞: 變電所電氣主接線；短路電流計(jì)算；一次設(shè)備；防雷保護(hù)目錄前言6第一章原始資料分析7 1.1 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)71.2 電源負(fù)荷地理位置情況7第二章電氣主接

2、線設(shè)計(jì)92.1 主接線接線方式92.2 電氣主接線的選擇11第三章所用電的設(shè)計(jì)13 3.1 所用電接線一般原則133.2 所用電接線方式確定133.3 備用電源自動(dòng)投入裝置13第四章短路電流計(jì)算16 4.1 短路計(jì)算的目的164.2 短路計(jì)算過程16第五章繼電保護(hù)配置245.1 變電所母線保護(hù)配置245.2 變電所主變保護(hù)的配置24第六章防雷接地266.1 避雷器的選擇266.2 變電所的進(jìn)線段保護(hù)276.3 接地裝置的設(shè)計(jì)27結(jié)論31致32參考文獻(xiàn)33前言本次設(shè)計(jì)題目為110KV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)任務(wù)旨在表達(dá)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)進(jìn)展綜合運(yùn)用的能力，同時(shí)檢驗(yàn)

3、本專業(yè)學(xué)習(xí)三年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。此次設(shè)計(jì)首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷開展趨勢。通過對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對(duì)負(fù)荷資料的分析，平安，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，在根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)備進(jìn)展了選型校驗(yàn)，同時(shí)考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置，因此對(duì)繼電保護(hù)做了簡要說明。對(duì)于來自外部的雷電過電壓，則進(jìn)展了防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)，最后對(duì)整體進(jìn)展規(guī)劃布置,從而完成110kV變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第一章原始資料分析1.1

4、 本所設(shè)計(jì)電壓等級(jí)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的電壓等級(jí)為：110/35KV1.2 電源負(fù)荷地理位置情況1、電源分析與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個(gè)，其中110KV兩個(gè)，35KV一個(gè)。具體情況如下：1110KV系統(tǒng)變電所該所電源容量(即110KV系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘?為200MVA(以火電為主)。在該所等電壓母線上的短路容量為650MVA，該所與本所的距離為9KM。以一回路與本所連接。2110KV火電廠該廠距離本所12KM，裝有3臺(tái)機(jī)組和兩臺(tái)主變，以一回線路與本所連接，該廠主接線簡圖如圖1.1：圖 1.1 110KV火電廠接線圖335KV系統(tǒng)變電所該所距本所7.5KM.以一回線路相連接，在該所高壓母線上的短路容

5、量為250MVA.。以上3個(gè)電源，在正常運(yùn)行時(shí)，主要是由兩個(gè)110KV級(jí)電源來供電給本所。35KV變電所與本所相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用。當(dāng)3個(gè)電源中的*一電源出故障，不能供電給本所時(shí)，系統(tǒng)通過調(diào)整運(yùn)行方式，根本是能滿足本所重要負(fù)荷的用電，此時(shí)35KV變點(diǎn)所可以按合理輸送容量供電給本所。2、負(fù)荷資料分析135KV負(fù)荷表1.1 35KV負(fù)荷參數(shù)表用戶名稱容量MW距離KM備注化工廠3.515類負(fù)荷鋁廠4.313類負(fù)荷水廠1.85類負(fù)荷注：35KV用戶中，化工廠，鋁廠有自備電源210KV遠(yuǎn)期最大負(fù)荷3本變電所自用負(fù)荷約為60KVA；4一些負(fù)荷參數(shù)的取值：負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.85，負(fù)荷同

6、期率 Kt=0.9c，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tma*4800小時(shí)/年，表中所列負(fù)荷不包括網(wǎng)損在，故計(jì)算時(shí)因考慮網(wǎng)損，此處計(jì)算一律取網(wǎng)損率為5%，各電壓等級(jí)的出線回路數(shù)在設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際需要來決定。各電壓等級(jí)是否預(yù)備用線路請自行考慮決定。第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要核心局部，也是電力構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選擇出*種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。2.1 主接線接線方式 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件母線或母線隔離開關(guān)等故障時(shí)檢修，均需使整

7、個(gè)配電裝置停電，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)非故障母線的供電。適用圍： 35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。 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，保證正常段母線不連續(xù)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關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)穿插跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用圍： 35KV

8、配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)；110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)。 單母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。 橋型接線1、橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷器數(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)停運(yùn)；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)，線路需較長時(shí)期停運(yùn)。適用圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。2、外橋形接線優(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

9、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)，變壓器較長時(shí)期停運(yùn)。適用圍：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，故障率較少的情況。 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關(guān)，只停該回路。2調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到*一組母線上，能靈活地適應(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。向雙母線的左右任何的一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。4便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)展試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開

10、，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。2當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了防止隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用圍：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)出線回路數(shù)超過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，出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或110-220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。 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)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的

11、。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)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。2.2 電氣主接線的選擇2.2.1 35kV電氣主接線根據(jù)資料顯示,由于35KV的出線為4回，一類負(fù)荷較多，可以初步選擇以下兩種方案：1單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等級(jí)為35kV60kV，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。2雙母接線接線表2.2 35KV主接線方案比擬方案工程方案單母分段帶旁母方案雙母接線技術(shù)

12、單清晰、操作方便、易于開展可靠性、靈活性差旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)展不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案。2.2.2 110kV電氣主接線根據(jù)資料顯示，由于110KV沒有出線只有2回進(jìn)線，可以初步選擇以下兩種方案：1橋行接線,根據(jù)資料分析此處應(yīng)選擇橋接線。2單母接線。表2.2 110KV主接線方案比擬方案工程方案橋接線方案單母分段技術(shù)線清

13、晰簡單調(diào)度靈活，可靠性不高簡單清晰、操作方便、易于開展可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少使用的斷路器少備少、投資小經(jīng)比擬兩種方案都具有接線簡單這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。可選用投資小的方案第3章 所用電的設(shè)計(jì)變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷，因此，在所用電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照運(yùn)行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電所開展規(guī)劃，妥善解決因建立引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)到達(dá)經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電所平安，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。3.1 所用電接線一般原則1)滿足正常運(yùn)行時(shí)的平安,可靠,靈活,經(jīng)濟(jì)和檢修,維護(hù)方便等一般要求。2)盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響

14、圍,并盡量防止引起全所停電事故。3)充分考慮變電所正常,事故,檢修,起動(dòng)等運(yùn)行下的供電要求,切換操作簡便。 所用變?nèi)萘啃褪酱_實(shí)定站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)所變壓器停運(yùn)時(shí)，其另一臺(tái)變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的6070%。由于=60KVA且由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)所變壓器應(yīng)各自承當(dāng)30KVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承當(dāng)70%為42KVA。應(yīng)選兩臺(tái)50KVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。表 3.1 S9-50/10變壓器參數(shù)表型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗

15、負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接圍低壓S9-50/10105%10;6.3;60.4Y,yn00.170.872.843.2 所用電接線方式確定所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母分段接線選兩臺(tái)所用變壓器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)一樣，并且分別接在不同的母線上。3.3備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(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，保證用戶不連續(xù)供電。 BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，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)裝置簡稱備自投或BZT裝置。 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

16、。2有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作為備用。3降壓變電所裝有備用變壓器和互為備用的母線段。4生產(chǎn)過程中*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)省建立投資，簡化繼電保護(hù)裝置，限制短路電流，提高母線殘壓。 BZT的工作過程及要求2BZT裝置應(yīng)滿足的根本要求：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，工作母線無電壓才允許備用電源合閘。4BZT裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作是應(yīng)發(fā)出信號(hào)。5BZT裝置動(dòng)作過程應(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

17、投入故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。BZT裝置應(yīng)由低電壓啟動(dòng)局部和自動(dòng)重合閘局部組成，低電壓啟動(dòng)局部是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動(dòng)重合閘局部在工作電源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延時(shí)間將備用電源的斷路器自動(dòng)投入。變電所BZT裝置工作過程：1110KV側(cè)BZT：當(dāng)*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)。235KV側(cè)BZT: 當(dāng)*一條35KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器切斷工作電源， BZT動(dòng)作，將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障側(cè)。310KV側(cè)、所用電BZT：當(dāng)*一條10KV母線或所用電母線故障導(dǎo)致母線

18、失壓，故障側(cè)斷路器斷開，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)。-. z第4章 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)，為了比擬各種接線方案或確定*一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)展必要的短路電流計(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平安、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)展全面的短路電流計(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

19、和相對(duì)地的平安距離。4在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)展整定計(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)算過程4.2.1 110KV短路電流計(jì)算1根據(jù)資料,110KV火電廠的阻抗可歸算為以下圖4.1 110KV火電廠接線圖圖4.2 110KV火電廠阻抗圖在短路計(jì)算的根本假設(shè)前提下，選取=100MVA，UB=0.135=0.432各繞組等值電抗取17，取6，取10.5=0.179圖4.3 110KV火電阻抗最簡圖=即火電廠的阻抗為0.232。2)又根據(jù)資料所得,可將變電所視為無限大電源所以取同理:因35KU變電所的短路容量為250MVA所以火電廠到待設(shè)計(jì)的變電所距離12KM，阻抗為每千米0.4歐

20、110KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離9KM，阻抗為每千米0.4歐35KV變電所到到待設(shè)計(jì)的變電所距離7.5KM，阻抗為每千米0.4歐*= 待設(shè)計(jì)變電所中各繞組等值電抗該變電所的兩臺(tái)型號(hào)規(guī)格一樣所以另一個(gè)變壓器的阻抗和一樣。根據(jù)主接線圖可簡化為以下列圖型圖4.4 主接線阻抗簡化圖當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)將圖四可轉(zhuǎn)化為以下列圖行圖4.5 K1點(diǎn)短路阻抗圖又因?yàn)镋1是有限大電源(將0.263改為0.264)所以查短路電流周期分量運(yùn)算曲線取T=0S ,可得4.324=(4.324+5.525+1.134) =5.514KA沖擊系數(shù)取1.85.5141.8=14.034KA=(4.324+5.525+1.1

21、34) 4.2.2 35KV側(cè)短路計(jì)算根據(jù)圖四進(jìn)展變換圖4.6 星三角形轉(zhuǎn)化圖圖4.7 K2點(diǎn)短路阻抗圖=0.9100.9100.9375=0.853查計(jì)算曲線取T為0S ,可得1.225 =(1.225+1.6+1.616) =6.930KA6.931.8=17.638KA=(1.225+1.6+1.616) 第5章 繼電保護(hù)配置繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在此設(shè)計(jì)變電站繼電保護(hù)結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運(yùn)用微機(jī)繼電保護(hù)裝置及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動(dòng)化水平。5.1 變電所母線保護(hù)配置1、110KV、35KV線路保護(hù)局部：1)距離

22、保護(hù) 2)零序過電流保護(hù)3)自動(dòng)重合閘 4)過電壓保護(hù)2、10KV線路保護(hù)：1)10kV線路保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流速斷及過流保護(hù)、實(shí)現(xiàn)三相一次重合閘。2)10kV電容器保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流過流保護(hù)、過壓、低壓保護(hù)。3)10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置5.2 變電所主變保護(hù)的配置電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所是110kv降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全所停電，影響變電所供電可靠性。 主變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反響

23、于油箱部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。2、差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。 主變壓器的后備保護(hù)1、過流保護(hù)為了反響變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。2、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。3、變壓器的零序過流保護(hù)對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，

24、用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所只有局部變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。-. z第6章 防雷接地變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供給的來源，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)備的平安運(yùn)行。變電所的雷害來自兩個(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

25、保護(hù)圍之，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生還擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所裝設(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)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離裝設(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平安地將雷電流引入，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)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。6.1 避雷器的選擇 避雷器的配置原

26、則1配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。2旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。3220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。4220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。5三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 避雷器選擇技術(shù)條件1、型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，按下表選擇如表8.1:表 6.1 避雷器型號(hào)選擇表型號(hào)型式應(yīng)用圍FS配電用普通閥型10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3-220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置FC

27、Z電站用磁吹閥型330KV及需要限制操作的220KV以及以下配電*些變壓器中性點(diǎn)FCD旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋型號(hào)含義： F閥型避雷器； S配電所用；Z發(fā)電廠、變電所用； C磁吹；D旋轉(zhuǎn)電機(jī)用；J中性點(diǎn)直接接地2、額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。6.2變電所的進(jìn)線段保護(hù)8為使避雷器可靠的保護(hù)變壓器，還必須設(shè)法限制侵入波陡度和流過避雷器的沖擊電流幅值。因?yàn)楸芾灼鞯臍垑号c雷電流的大小有關(guān)，過大的雷電流致使過高，而且閥片通流能力有限，雷電流假設(shè)超過閥片的通斷能力，避雷器就會(huì)壞。因此，還必須增加輔助保護(hù)措施配合避雷器共同保護(hù)變壓器，這一輔助措施就是進(jìn)線段。如果線路沒有進(jìn)線段保

28、護(hù)，雷直擊變電所附近導(dǎo)線時(shí)，流過避雷器的雷電流幅值和陡度是有可能超過容許值的。因此，為了限制侵入波的陡度和幅值，使避雷器可靠動(dòng)作，變電所必須有一段進(jìn)線段保護(hù)。本設(shè)計(jì)中采用的是在進(jìn)線進(jìn)線12km圍裝設(shè)避雷器。6.3接地裝置的設(shè)計(jì)接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的*一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。設(shè)計(jì)原則1、由于變電站各級(jí)電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設(shè)計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997交流電氣裝置的接地中R2000/I是非常困難的。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個(gè)很明顯的區(qū)別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要到達(dá)0.5，而是允許放寬到

29、5，但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5，接地電阻放寬是有附加條件的，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施; 考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，3-10kV避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后不應(yīng)損壞; 應(yīng)采取均壓措施，并驗(yàn)算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求, 施工后還應(yīng)進(jìn)展測量和繪制電位分布曲線。2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上幾點(diǎn)要求，還是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既不是0.5，也不是5，而應(yīng)根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過5都是合格的。 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析220kv及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶

30、布置按經(jīng)歷設(shè)計(jì)，水平接地帶間距通常為5m-8m。除了在避雷針線和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶穿插點(diǎn)設(shè)置2.5m-3m的垂直接地極，進(jìn)所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)構(gòu)造是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。長孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)歷確定，沒有輔助的計(jì)算程序和對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)展分析，設(shè)計(jì)簡單而粗略。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣局部的導(dǎo)體散流大約是中心局部的3-4倍，因此，地網(wǎng)邊緣局部的電場強(qiáng)度比中心局部高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟(jì)性差。在220kV及以下的變電工程中采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬?duì)較小，地網(wǎng)面積不大，缺點(diǎn)不太突出。而

31、在500kV變電站采用，上述缺點(diǎn)的表現(xiàn)會(huì)十清楚顯，建議500kV變電站不采用長孔或方孔地網(wǎng)。 降低接地網(wǎng)電阻的措施1、利用地質(zhì)鉆孔埋設(shè)長接地極根據(jù)接地理論分析，接地網(wǎng)邊緣設(shè)置長接地極能加強(qiáng)邊緣接地體的散流效果，可以起到降低接地電阻和穩(wěn)定地網(wǎng)電位的作用。如果用打深井來裝設(shè)長接地極，則施工費(fèi)很高，如利用地質(zhì)勘察鉆孔埋設(shè)長接地極，施工費(fèi)將大大節(jié)省。但需注意：利用地網(wǎng)邊緣的地質(zhì)鉆孔，間距不小于接地極長的兩倍；鉆孔要伸入地下含水層方可利用，工程中我們曾經(jīng)進(jìn)展過實(shí)測，未插入到含水層的長接地極降阻效果差。2、使用降阻劑在高土壤電阻率區(qū)的接地網(wǎng)施工中使用降阻劑，無論是變電還是發(fā)電工程例子都很多。20世紀(jì)的70

32、年代到80年代，使用較多的是膨潤土降阻劑和碳基類降阻劑。據(jù)了解，多個(gè)使用降阻劑的工程，接地完工后測量接地電阻情況都不錯(cuò)，但由于缺乏長期的跟蹤監(jiān)測，對(duì)降阻劑性能的長效性和對(duì)接地極材料的腐蝕性的信息返回少。確實(shí)也有質(zhì)量差的降阻劑，降阻效果不能持久，對(duì)接地網(wǎng)造成腐蝕，引起各地對(duì)降阻劑使用意見分岐。 3、利用地下水的降阻作用,深井接地,引外接地。當(dāng)變電站附近有低土壤電阻率區(qū)水塘、水田、水洼地，可以敷設(shè)輔助接地網(wǎng)與所主接地網(wǎng)連接，這種方式叫引外接地。這也是降低接地電阻的有效措施。4. 擴(kuò)大接地網(wǎng)面積我們知道，在均勻分布的土壤電阻率條件下，接地電阻與接地網(wǎng)面積的平方成反比，接地網(wǎng)面積增大，則接地電阻減小，

33、因此，利用擴(kuò)大接地網(wǎng)面積來降低接地電阻是可能預(yù)見的有效降阻措施。 接地刀閘的選擇1、110KV側(cè)接地刀閘的選擇：根據(jù)系統(tǒng)電壓可以選擇JW2-110型接地刀閘。表6.2 JW2-110型接地刀閘參數(shù)表型號(hào)額定電壓Ue(kV)最高工作電壓長期通流能力(A)全波8/20全波沖擊對(duì)地耐壓KV動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流2S(kA)2JW2-10110KV12660030.510040根據(jù)系統(tǒng)電壓可以選擇JW-35型接地刀閘。表6.3 JW2-35型接地刀閘參數(shù)表型號(hào)額定電壓Ue(kV)最高工作電壓長期通流能力(A)全波8/20全波沖擊對(duì)地耐壓KV動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流2S(kA)JW-3535KV3755020并聯(lián)。結(jié)論變電所設(shè)計(jì)是一個(gè)思維創(chuàng)造和運(yùn)用的過程，在這個(gè)過程中，我做到了學(xué)以致用，使設(shè)計(jì)思維在設(shè)計(jì)中得到鍛煉和開展。在相關(guān)資料的幫助下能結(jié)合自己的思路去設(shè)計(jì)，有許多地方是不懂的，但在師傅的指導(dǎo)和幫助下得以解決。在設(shè)計(jì)期間，自己動(dòng)手