光明60kv降压变电所电气部分设计毕业设计

光明60kv降压变电所电气部分设计毕业设计内容摘要：

伏系统接线仍拟定单母线分段的接线方式。 对单母线分段与单母线分段带旁路的接线方式进行经济比较如表。 表 旁路比较 接线方式 断路器 刀闸 CT PT 避雷器 单母线分段 少 少 少 相同 相同 单母线分段带旁路 多 多 多 相同 相同 根据上述分析比较，本次设计变电所的一次侧采用内桥接线，二次侧的采用单母线分段接线，二次侧采用单母线分段接线虽然比采用单断路器的双母线接线供电可靠性低，但本次设计二次侧可以用备用手车式断路器代用，使线路停电的时间非常短。 另外，友邻变电所的所有重要负荷均采用双回路供电。 可见，经过以下措施，完全可以弥补单母线分段接线供电可靠性不高的缺陷，所以本次设计变电所的一次侧采用内桥接线 ，二次侧的主接线采用单母线分段接线。 13 第四章 短路电流的计算 短路电流计算的目的 （ 1）电气主接线的选择； （ 2）选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下，都能正常工作，保证安全可靠，而且在发生短路时保证不损坏； （ 3）选择断电保护装置。 短路的基本类型 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路和单相接地短路，其中三相短路是对称短路。 为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。 cjI ：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。 I ：超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。 I ：稳态短路电流有效值。 短路电流计算的基本假定 （ 1）正常运行时，三相系统对称运行； （ 2）所有电源的电动势相位角相； （ 3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生变化； （ 4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间； （ 5）不考虑 短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； （ 6）元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围； （ 7）输电线路和电容略去不计。 光明 60kV 降压变电所电气部分设计 14 一般规定 （ 1）验算导体和电器动稳定、热稳定，以及电器开断电流所用的短路电流，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式。 而不按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式； （ 2）选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响； （ 3）选择导体的电 器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点； （ 4）导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。 计算步骤 （ 1）画等值电抗图。 ①首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻； ②选取基准容量和基准电压； ③计算各元件的电抗标么值。 （ 2）选择计算短路点。 ①求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流； ②各 点三相短路时的最大冲击电流和短路容量； ③列出短路电流计算数据表。 计算方法 标么值法：取基准容量 SB=100MVA，基准电压 UB=Uav，计算用公式如下。 线路电抗： XL*= RXL2avBUS （ ） 变压器电抗： X*= eBK SSU 100% （ ） 15 短路电流周期分量有效值： IK*=*1X （ ） 短路电流冲击值： imi = （ ） 标么值转为有名值： IK= IKBBUS3 （ ） 网络化简 若各电源点的电势是相等 的，即电源点间的转移电抗中将不会有短路电流流过，根据这样的概念，在网络变化中应用由多支路星形变为具有对角线的多角形公式推倒出∑Y法，即  YXXad （ ） 多电源星形网络化简 在实际计算中，利用上式及倒数法，则计算更为简便以下图为例。 图 41 多电源接线图 网络变换如下所示 图 42 简化图 光明 60kV 降压变电所电气部分设计 16 令 NXXXXY 1....111 321  （ ）  YXW （ ） 则由 WXX d 11  ， WXX d 22  ， WXX d 33  „ WXX NNd  可求得 双电源网络化简 如果有两个电源支路，转移电抗 X1d和 X2d可用星角变换求得 图 43双电源接线图 网络变换可得 图 44双电源接线简化图 有图可得 dX1 ， dX2 即 2111 X XXXXX d  （ ） 1222 X XXXXX d  （ ） 17 第五章 主要电气设备的选择 一般原则 （ 1）应满足正常工作状态下的电压和电流的要求； （ 2）应满足安装地点和使用环境条件要求； （ 3）应满足在短路条件下的热稳定和动稳定要求； （ 4）应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质； （ 5）对电流互感器的选择应计其负载和准确度级别。 母线的选择 （ 1）母线的选择 ①电流分布良好； ②散热良好； ③有利于提高电晕超始电压； ④安装检修方便，连接简单。 （ 2）导体截面选择和检验 ①按经济电流密度选择 对于全年平均负荷较大，母线较长，传输容量也较大的回路，均应按经济电流密度选择 S=JIg （ ） S：经济截面 gI ：工作电流 A J：经济电流密度 查 1995 年电力部颁发的经济电流密度表 ②按短路动稳定检验 光明 60kV 降压变电所电气部分设计 18 一般要求： YXJ   XJ ：母线最大相间计算应力 Y ：母线材料的允许应力 ③按短路热稳定检验 S   fdzktCI （ ） S: 所选导体截面 mm2 C: 热稳定系数 rK : 集肤效应系数 所以本次设计的光明变电所选择的主母线为 LGJ240/30 型。 高压断路器的选择 （ 1）选择条件； （ 2）设备种类、型式和结构； （ 3）断路器额定电压 eU 大于电网电压 ewU ， ewe UU  ； （ 4）高压断路器的额定电流 eI 应大于或等于它的最大持续工作电流 maxgI ， 即 maxge II  （ 5）动稳定校验：断路器的极限通过电流峰值 dwi 应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流 1ci ， 即 1cdw ii  （ 6）热稳定校验 高压断路器的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热量； （ 7）开断电流能力； （ 8）关合能力 所以本次设计的光明变电所 60 千伏侧选择断路器型号为 LW963 型。 主变 10 千伏侧选择断路器型号为 VS110型真空断路器。 19 隔离开关的选择 隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断 路器的开断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。 (1)额定电压 (2)额定电流 (3)型式和结构 (4)动稳定校验 (5)热稳定校验 所以本次设计的光明变电所 60 千伏侧选择隔离开关型号为 GW5— 63 型。 主变 10千伏侧选择隔离开关型号为 GN2— 10型。 电流互感器的选择 （ 1）种类的选择，对于 620 千伏屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构，对于 35 千伏及以下配电装置，宜采用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器。 有条件时，尽量采用套管式电流互感器。 （ 2）按一次额定电压和额定 电流选择 ewe UU  , maxge II  (3)按准确度级和副边负荷选择 为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感器二次侧所接负荷 2S 应不大于该准确级所规定的额定容量 eS2。 （ 4）热稳定校验 （ 5）动稳定校验 所以本次设计光明变电所 60 千伏侧选择的电流互感器为 LZW— 60 型。 10 千伏侧选择的电流互感器为 LZZBJ9— 10 型。 电压互感器的选择 光明 60kV 降压变电所电气部分设计 20 （ 1）装置种类和型式选择 对于 320千伏屋内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构，在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器。 （ 2）按一次回路电压选 211 ee UUU  U1：电网电压 Ue1：电压互感器一次绕组额定电压 （ 3）按准确级和容量选 用于电度计量的电压互感器，准确度不低于 ，用于电流、电压测量的准确度不应低于 1级，用于继电保护不应低于 3 级。 二次负荷变化范围 所以本次设计友邻变电所选择的 60kV 电压互感型号为 JDCF— 60 型， 10kV 电压互感器型号为 JDZ— 10 型。 21 第六章 防雷保护规划设计 变电所的保护对象 A类：电工装置 B类：需要采取防雷措施的建筑物和构筑物 电工装置的防雷保护 （ 1）电压为 110kV 以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于3560kV 的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护； （ 2）电压为 110kV 及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的出线门型构架上； （ 3）在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针； （ 4）主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下 ①若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地； ②若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地； ③若结构为非导体的屋顶时，采用避雷带保护，该避雷带的网格为 810m。 每隔1020设引下线接地。 防雷设计要求和所需资料 雷电过电压保护主要是 （ 1）防止雷电直击于电气设 备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护； （ 2）对于 60kV 及以下的电气设备，应尽量减小感应过电压，一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对电容或采用阀型避雷器保护； （ 3）防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、电容器和相应的进线保护段进行保护。 光明 60kV 降压变电所电气部分设计 22 防雷保护设计所需资料 （ 1）要求变电所附近气象资料； （ 2）要求变电所主接线图及电器设备布置图； （ 3）其它需要保护的设备和设施； （ 4）变压器入口电容。 防雷保护措施 （ 1）在变电所的四角分别安装一支 14 米高的避雷针； （ 2）在 60kVI、Ⅱ段母线分别安装一组避雷器； （ 3）在 10kVI、Ⅱ段母线分别安装一组避雷器； （ 4）在主变中性点安装一台避雷器； （ 5）在 60kV 电源进线，采用避雷线保护。 23 第七章 继电保护和自动装置的规划设计 继电保护的配置 变压器的保护 ①配置原则 ； 反映变压器绕组和引出线的相间短路的纵差保护或速断保护，对其中。