某22060kv降压变电所电气工程部分设计降压变电所电气工程部分

某22060kv降压变电所电气工程部分设计降压变电所电气工程部分内容摘要：

件，尽量使占地面积小。 15 、电能损失小 经济合理地选择主 变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 主接线的接线方式选择 主接线的预定方案 本次设计的变电所电压等级为 220kV/60kV， 220kV 侧进线为 4 回， 60kV侧出线为 9回。 根据主接线设计必须满足供电可靠性、保证电能质量、满足灵活性和方便性、保证经济性的原则，初步拟定以下主接线方案。 对 220kV 侧和 60kV 侧接线方式进行论证 （一） 220kV 侧 主接线方案 方案一： 220kV 侧 拟采用 双母线接线 方式。 16 其优点是： 可以轮流检修母线而不影响供电，只需将要检修的那组母线上所连接的电源和线路通过两组母线隔离开关的倒闸操作，全部切换到另一组母线上。 检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。 当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔离开关进行检修，不影响其它回路。 一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连接回路的供电，即被切除回路可迅速恢复送电。 运行高度灵活。 电源和线路可以任意分 配在某一组母线上，能够灵活地适应系统中各种运行方式和潮流变化的要求。 扩建方便。 双母线接线方式可以沿着预备的扩建端向左右扩建，而不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。 便于实验。 在个别回路需单独进行实验时，可将该回路单独接至一组母线上。 其缺点是： 任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电。 一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该母线再故障，将造成全停事故。 母联断路器故障，将造成配电装置全停。 当母线故障或检修时，隔离开关 作为切换电器，容易发生误操作。 在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。 方案二： 220kV侧 拟采用 双母线带旁路接线 方式。 17 旁路母线双母线母联兼旁路断路器 其优点是： 检修任意一条线路不需停电。 运行调度灵活。 其缺点是： 增加专用旁路断路器和配电装置空间 ,投资增多。 （二） 60kV 侧 主接线方案 方案一 60kV 侧拟采用 单母线分段接线方式。 其优点是： 18 用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。 当一段母线 发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 其缺点是： 当一段母线式母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。 当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案二 60kV 侧 拟采用 双母线接线 方式。 9回出线 其优点是： 可以轮流检修母线而不影响供电，只需将要检修的那组母线上所连接的电源和线路通过两组母线隔离开关的倒闸操作，全部切换到另一组母 19 线上。 检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。 当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔离开关进行检修，不影响其它回路。 一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连接回路的供电，即被切除回路可迅速恢复送电。 运行高度灵活。 电源和线路可以任意分配在某一组母线上，能够灵活地适应系统中各种运行方式和潮流变化的要求。 扩建方便。 双母线接线方式可以沿着预备的扩建端向左右扩建，而不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。 便于实验。 在个别回路需单独进行实验时，可将该回路单独接至一组母线上。 其缺点是： 任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电。 一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该母线再故障，将造成全停事故。 母联断路器故障，将造成配电装置全停。 当母线故障或检修时，隔离开关作为切换电器，容易发生误操作。 在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。 根据《 220kV 变电所设计规范》规定，当变电所装有两台主变压器时，220kV 侧宜采用双母线接线， 60kV 侧宜采用 单母线分段接线， 当出线回数为 12 回及以上时，宜采用双母线接 线。 本变电所在经过经济性、技术上比较，结合设计任务书中的给定 60kV侧出线回数为 9回的条件及对上述方案的比较。 因此， 220kV 侧采用双母线接线为接线方式， 60kV 侧采用单母线分段 20 接线方式。 这样减少了投资，也便于将来的扩建。 21 第 3 章 互感器的选择设计 电流互感器的选择 火电厂和变电所的电流 感器的选择应符合 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定 的要求，其选择和配置应按下列条件： ⑴ 形式：电流以互感器的型式应根据使用环境条 件和产品情况选择，对于60KV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。 ⑵ 一次回路电压 Ue≥ Ug ，一次回路电流 ≤ Ie，电力变压器中性点，电流互感器的一次额定电流，应大于变压器允许的不平衡电流，一般可按变压器额定电流的 30%选择，安装在放电间隙回路中的电流互感器，一次额定电流按 100A 选择。 中性点非直接接地系统中的零序电流互感器应按下列条件选择和校验： ① 由二次电流及保护灵 敏度确定一次回路起动电流 ① 按电缆根数及外径选择电缆式零序电流互感器窗口直径 ③ 按一次额定电流选择母线式零序电流互感器母线截面 ⑶ 准确等级：电流以互感器准确等级的确定需先知电流互感器二次回路所接测量仪表和继电保护的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。 电压互感器选择 电压互感器的选择和配置应按下列条件： （ 1）型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择： ① 60KV配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。 ② 110KV 以上配电装置，当容量和准确等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。 ③ SF6 全封闭组合电器的电压互感器采用电磁式，在需要检查和监视一次回路单相接地时 22 （ 2）电压互感器一次额定电压应允许177。 10%的波动范围，二次电压应根据使用情况选择。 （ 3）准确等级：电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，在电压互感 器二次回路，同 一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确等级。 （ 4）电压互感器二次负荷容量应大于或等于二次负荷的容量。 23 第 4 章 继电保护和自动装置的规划 总则 1．继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，当确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面： （ 1）电力设备和电力网的结构特点和运行特点； （ 2）故障出现的概率和可能出现的结果； （ 3）电力系统近期发展情况； （ 4）经济上的合理性； （ 5）国内和 国外的经验。 2．继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。 确定电力网结构，厂站主接线和运行方式时，必须与继电保护和安全自动装置的配置统筹考虑，合理安排。 继电保护和安全自动装置的配置方式，要满足电力网结构和厂站接线的要求，并考虑电力网和厂站运行方式的灵活性。 对导致继电保护和安全自动装置不能保证电力系统安全运行的电力网结构形式、厂站主接线形式、变压器接线方式和运行方式，应限制使用。 3．为便于运行管理和有利于性能配合，同一电力网或同一厂站内的继电保护和自动装置的型式，不宜品种过多。 一般规定 1．电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置。 电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。 2．继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 （ 1）可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作； 24 （ 2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障； （ 3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。 （ 4）速 动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。 3．制定保护配置方案时，对稀有故障，根据对电网影响程度和后果应采取相应措施，使保护能按要求切除故障。 对两种故障同时出现的稀有情况，仅保证切除故障。 4．在各类保护装置接于电流互感器二次绕组时，应考虑到既要消除保护死区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。 5．当采用远后备方式时，变压器后面发生短路，以及在电路助增作用很大的相邻线 路上发生短路的情况下，如果为了满足相邻保护区末端短路时的灵敏性要求，将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可以缩小后备保护作用的范围。 6．如由于短路电流衰减，系统振荡和电弧电阻的影响，可能使带时限的保护拒绝动作时，应根据具体情况，设置按短路电流或阻抗初始值动作的瞬时测定回路或采取其他措施。 但无论采用哪种措施，都不应引起保护误动作。 7．电力设备或电力网的保护装置，除预先规定的以外，都不允许因系统振荡引起误动作。 8．在电力系统正常运行情况下，当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护误动作时，应装设断线闭 锁或采取其他措施，将保护装置解除工作并发出信号。 当保护不致误动作时，应设有电压回路断线信号。 25 9．为了便于分别校验保护装置和提高其可靠性。 主保护和后备保护宜做到回路彼此独立。 10．采用交流操作的保护装置时，短路保护可由被保护电力设备或线路的电流互感器取得操作电源，变压器的瓦斯保护、中性点非直接接地电力网的接地保护和自动低频减载等，可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源。 必要时，可增加电容储能作为跳闸的后备电源。 电力变压器保护 本次设计中双绕组变压器的保护： （ 1）瓦斯保护：对变压器内部的 匝间短路、内部放电、内部进入气体进行保护并作为非电器量保护。 纵联差动保护：对变压器内部的和引出线、套管短路故障进行保护，并作为主保护； （ 2）复合电压起动的过电流保护，负序电流和单相式低电压起动的过电流保护，对由外部相间短路引起的变压器过电流进行保护，并作为后备保护； （ 3）零序电流保护及零序间隙电流保护； （ 4）对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。 母线保护 220kV母线： （ 1）装设能快速有选择地切除故障的母线保护； （ 2）断路器失灵保护； （ 3）非全相运行保护。 60kV 母线： 26 （ 1）不完全电流差动式母线保护； （ 2）母联断路器保护； （ 3）断路器失灵保护。 线路保护 220kV 线路配置两套微机保护，包括零序电流保护、纵联保护、距离保护、综合自动重合闸。 66kV 线路配置距离保护、过流保护、方向保护、平衡保护。 所用变配置 瓦斯保护 ,过流保护。 安全自动装置 （一）一般规定： 在电力系统中，应装设安全自动装置，以防止系统稳定破坏或事故扩大，造成大面积停电，或对重要用户的供电长时间中断。 电力系统安全自动装置，是指在电力网中发生故障或异常运行时，起控制作用的自动装置。 安全自动装置因满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 （二）自动重合闸装置： 220kV 线路配置综合重合闸装置。 60kV 线路配置三相一次自动重合闸装置。 主变压器配置三相一次自动重合闸。 60kV 侧母线和 220kV 侧母线采用母线重合闸装置。 27 装设故障滤波器。 （三）自动投入装置： 应装设备用电源和备用设备的自动投入装置。 28 第 5 章 短路电流的 计算。