变电所电气一次系统设计毕业论文正文

变电所电气一次系统设计毕业论文正文内容摘要：

G─改进式 隔离开关的选择方法可参照断路器，其内容包括：（ 1）选择型式；（ 2）选择额定电压；（ 3）选择额定电流；（ 4）校验动稳定；（ 5）校验热稳定。 隔离开关的选择如下表： 表 32 隔离开关选择结果 电压等级 型号 额定电压（ KV） 额定电 流 （ A） 动稳定电流（ KA） 热稳定电流（ KA） 110kV GW7110D 110 600 55 14（ 5） 10kV GN610T 10 400 52 14（ 5） 互感器的选择 互感器既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件，同时也是隔离元件。 互感器可分为电流互感器和电压互感器，它们既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件，同时也是隔离元件。 它们将一次系统的高电压、大电流，转变为低电压、小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。 互感器的具体作用是： （ 1）将一次系统各级电压均变成 100V（或对地 100V/ 3 ）以下的低电压，将一次系统各回路电流均变成 5A（或 1A、 ）以下的小电流，以便于测量仪表及继电器的小型化、系统化、标准化。 （ 2）将一次系统 与二次系统在电气方面隔离，同时互感器二次侧必须有一点可靠接地，从而保证了二次设备及人员的安全。 为使电力系统正常运行并保证电能质量，且在短路后迅速将故障元件切除不致使故障范围扩大，必须通过二次设备以实现测量、控制、监察及保护，二次设备的输入信号由互感器取得，互感器在主接线中的配置，总是与一次设备运行要求及主接线形式有关。 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 14 无论是电压互感器还是电流互感器，都要求二次侧有一点可靠接地，以防止万一互感器绝缘损坏，高电压会窜入二次回路危及二次设备和人身的安全。 电流互感器的选择 电流互感器包括一次绕组，二次绕组及铁芯，一次绕组线径较细而匝数很少，二次绕组则较细很多，一次绕组串联接入一次电路，通过一次绕组的电流，只取决于一次回路负载的多少与性质，而与二次侧负载无关，而其二次电流在理想情况下仅取决于一次电流。 正常工作时，电流互感器二次侧接近于短路状态。 在所有支路均应按测量及继电保护要求，装设相应的电流互感器。 在发电机、主变压器、大型厂用变压器和 110kV 及以上大接地电流系统各回路中，一般应三相均装设电流互感器，而对于非主要回路一般仅在 A、 C两相上安装。 一般采用双铁芯或多铁芯的电流 互感器，可分别供给测量和保护使用。 有些 35kV 及以上等级断路器两侧套管内装有电流互感器，就不必另外装设了。 选择电流互感器时，首先要根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、准确等级、额定电流比 K；其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路连接导线的截面积；最后校验其动稳定和热稳定。 电流互感器的型号的表示和含义： L─电流互感器 A─穿墙式 C─瓷绝缘或瓷箱串级式 D、 P─差动保护用 W─户外型或防污型 J─加大容量 B─保护用或防爆型 F─复匝式 M─母线型 Z─浇注绝缘式 电流互感器的选择如下表： 表 33 电流互感器选择结果 安装地点（母线） 型号 额定电流比 1s 热稳定倍数 动稳定倍数 110kV LCWD110 1000/5 75 130 10kV LBJ10 300/5 100 180 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 15 电压互感器的选择 电压互感器（又称 PT）是将高电压变成低电压的设备，分为电磁式电压互感器和电容分压式互感器两种。 电压互感器的配置原则为工作母线和备用母线都应装一组三绕组电压互感器，母线如分段应在各分段上安装一组三绕组电压互感器。 普通电能测量选用。 3~35kV 电压互感器高压侧一般经隔离开关和高压熔断器接入高压电网，低压侧也应装低压熔断器。 110kV 及以上的电压互感器可直接经由隔离开关接入电网，不装高压熔断器。 380kV 的电压互感器可经熔断器直接接入电网，而不用隔离开关。 工作母线和备用母线都应装设一组三绕组电压互感器 ，而旁路母线可不装。 母线如分段应在各分段上各装一相三绕组电压互感器。 35kV 以上无电源使不装，有电源时，可装一台单相双绕组或单相三绕组电压互感器。 110kV 及以上线路，为了节约投资和占地，载波通信和电压测量课公用耦合电容，故一般选择电压电容分压式电压互感器。 电压互感器的选择内容包括：根据安装地点和用途，确定电压互感器的结构类型、接线方式和准确级；确定额定电压比；计算电压互感器的二次负荷，使其不超过相应准确度的额定容量。 电压互感器的型号的表示和含义： J、 Y─电压互感器 D─单相 S─三相 W─五柱三绕组 R─电容型 G─干式 Z─环氧浇注绝缘 F─测量和保护二次绕组分开 电压互感器的选择如下表： 表 34 电压互感器选择结果 安装地点 型号 一次线圈 二次线圈 辅助线圈 最大容量（ VA） 重量（ kg） 110kV母线 YDR110 100/ 3 10kV 母线 JSJW10 10/ 3 高压熔断器的选择 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 16 熔断器是用于保护短路和过负荷的最简单的电器。 其容量小，保护性差，仅用于 35kV及以下电压等级，在发电厂中主要用于电压互感器短路保护。 熔断器的核心部件是装于外壳中的熔体。 保护电压互感器的高压熔断器，一般选 2RN 型，其额定电压应高于或等于所在电网电压的额定电压 (但限流式则只能等于电网电压 )，额定电流通常均为 ，其开断电流IIbr 。 熔断器的型号的表示和含义： R─熔断器 N─户内 W─户外 高压熔断器应根据额定电压、额定电流、型式种类、开断电流、保护的选择性等进行选择。 高压熔断器的选择如下表所示： 表 35 高压熔断器选择结果 安装地点 型号 最大切断电流（ KA） 备注 10kV 母线 RN2 17 保护屋内 TV 母线的选择 为了汇集、分配和传输电能，常常需要设置母线。 变电站屋内和屋外配电装置的主母线、变压器等电气设备与配电装置母线之间的连接导线、各种电器之间的连接导线，统称为母线。 母线的选择内容包括：（ 1）确定母线的材料、截面形状、布置方式；（ 2）选择母线的截面积；（ 3）校验母线的动稳定和热稳定；（ 4）对重要的和大电流的母线，校验其共振频率；（ 5）对于 110KV 及以上母线，还应校验能否发生电晕。 其选择情况如下表所示： 表 36 母线选择结果 电压等级 选择结果 计算结果 型号 S（ mm2） Ial（ A） S（ mm2） Igmax(A) 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 17 110kV 侧 LGJ 150 315 10kV 侧 矩形 2（ 10100 ） 2840 绝缘子和穿墙套管的选择 110KV 及 35KV 母线均为软导体，故需要户外悬式绝缘子，按照以往经验， 110KV 通常选为 8片，而 35KV 则选为 3 片；无需穿墙套管。 10KV 母线为户内矩形硬导体，需要支柱绝缘子和穿墙套管。 支柱绝缘子应按安装地点和额定电压选择，并进行短路动稳定校验；穿墙套管应按安装地点、额定电压和额定电流选择，并按短路电流进行动、热稳定校验。 其选择情况如下表所示： 表 37 绝缘子与穿墙套管选择结果 类别 型号 高度（ mm） 机械负荷（ kg） 支柱绝缘子 ZNA10 125 375 穿墙套管 CLB110 505 750 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 18 4 继电保护规划 继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠运行的重要技术措施之一。 在现代化的电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持电力系统的正常运行。 继电保护的任务和作用如下： （ 1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。 （ 2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整，允许带有一定的延时。 （ 3）与电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。 电力系统各电气元件之间通常用断路器互相连接，每台断路器都装有相应的继电保护装置，当发生故障时可以向断路器发出跳闸脉冲，切除故障部分，其余部分仍能正常运行。 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。 在电力系统中，为了使故障能可靠地被切除，一个电气元件通常装有多套保护装置，人们将这些保护分别称为主保护和后备保护。 反应被保护元件上的故障，并能在较短时间内将故障切除的保护称为主保护；后备保护就是在主保护不能动作时，动作将故障切除。 根据保护范围和装置的不同有近后备和远后 备两种方式。 继电保护的基本原理是利用被保护线路或者设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。 保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。 本变电站继电保护配置如下： （ 1）变压器保护装置设置：按照《继电保护和安全自定装置技术规程》的要求，并考虑到采用微机保护的具体情况，采用双主双后的配置方式：差动保护、复合电压闭锁的过电流保护、过负荷保护、零序过电流保护及瓦斯、油温、油位、绕组温度、压力释放等非电量保护。 （ 2） 110kV 线路保护设置：设置距离保护，以差动保护为主保护，以电流保护为后备。 所谓距离保护，就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定动作时间的一种保护装置，短路点越靠近保护安装处，其测量阻抗就越小，则保护的时华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 19 限就越短；反之，短路点越远，其测量阻抗就越大，则保护动作时间就越长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。 所谓纵联差动保护，是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位的原理构成的。 为此，在线路两端安装了具有相同型号和变比的电流互感器，将线路两端电流互感器二次侧的同名端连接在一起。 110kV 线路保护设置：设置差动保护瞬时动作于跳闸；过流保护为后备保护，动作时间 t0= 秒。 （ 3） 10kV 线路保护设置：设置两断式电流保护。 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 20 5 防雷规划 电力系统中电气设备的绝缘会受到两种过电压的危害：一种是外部过电压，又叫大气过电压，是由雷电活动所引起的过电压；另一种是内部过电压，是由开关操作和系统故障而引起的过电压。 无论哪种形式的过电压，都会对设备绝缘构成威胁。 如果过电压使设备绝缘击穿，由于电气设备本身还带有工频交流电压，则当短暂过电压引起的击穿电流过去之后，工频交流电也将流过其击穿通道，从而造成短路事故。 为此，对电气设备必须加装必要的过电压保护设施。 对直击雷的防护措施：通常采用避雷针、避雷线进行保护。 对感应雷的防护措施：较低电压等级的电气设备及母线，因其绝缘水平较低，不可太靠近容易引雷的物体，以免发生“反击”；采用避雷器泄放感应过电压。 对雷电侵入波的防护措施：主要为安装多组避雷器。 另外，其进线断保护有利于减少雷 电侵入波的危害。 对内部过电压的防护措施：采用灭弧性能良好不重燃的断路器、限制工频电压升高的并联电抗器、保护间隙、限制内部过电压的磁吹避雷器、阻尼电阻、电容器以及合理的运行操作方式避免发生谐振等。 变电站是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。 线路雷害事故往往只导致电网工况的短时恶化，变电所的雷害事故就要严重得多，往往导致大面积停电。 其次，变电设备的内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自恢复功能，一旦因雷电过电压而发生击穿，后果十分严重。 不过另一方面，变电站的地域比较集中，不像线路那样绵亘延伸，因而也比较 容易加强集中保护。 总之，变电站的防雷保护与输电线路相比，要求更严格、措施更严密、可靠。 变电所中出现的雷电过电压有两个来源：（ 1）雷电直击变电所；如果让雷电直接击中变电所设施的导电部分，则出现的雷电过电压很高，一般会引起绝缘的闪络或击穿， 所以必须装设避雷针或避雷线对直击雷进行防护，让变电所中需要保护的设备和设施均处于其保护范围之内。 按照安装方式的不同。