《110kV变电站电气一次部分初步设计》

三峡电力职业学院毕业设计/三峡电力职业学院毕业设计/论文#隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。隔离开关的结构简单，动作要可靠。电压互感器选择依据《电力工程设计手册》对电压互感器配置的规定1．电压互感器的配置与数量和配置、主接线方式有关，并应满足测量、保护周期和自动装置的要求。电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。.6〜220KV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否需要装设压互，应视各回出线外侧装设压互的情况和需要确定。.当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。电压互感器应按下列技术条件选择和校验(1)一次回路电压；(2)二次电压；(3)二次负荷；(4)准确度等级；电压互感器的型式应按下列使用条件选择3〜20KV屋内配电装置宜采用油浸绝缘结构，也可采用环氧树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。35KV配电装置宜采用电磁式电压互感器。110KV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。用于中性点直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100V，用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为 100/3V。电压互感器是二次回路中测量和保护用的电压源，通过它反映系统的运行状况,它的作用是将一次高压变为二次侧的低电压便于测量，也将二次回路和高压系统隔离，以保证安全。电压互感器的技术条件正常工作状态：一次回路电电流，二次负荷，准确度等级；承受这电压能力和环境条件。对于35〜110KV配电装置一般采用油浸式绝缘结构电磁式PT,而对于220KV以上的配电装置，使用电容式PT。电流互感器选择根据《导体和电器选择设计技术规定》第9.0.3条：3〜20KV屋内配电装置的电流互感器，应根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。根据《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)1．凡装有断路器的回路均应装设电流互感器；2．发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等也应装设电流互感器；3．对直接接地系统，按三相配置；对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配；电压互感器的技术条件(1)电流互感器的二次额定电流优两种1A和5A,一般强电系统取5A；(2)电流互感器的型式选择，一般35KV及以上的配电装置采用油浸瓷箱式的绝缘结构的独立的电流互感器；(3)一次电流的选择，当CT用于测量时，应比回路中的正常工作电流大1/3左右，保证测量仪表的最佳工作状态；(4)进行动稳定，热稳定校验。绝缘子和穿墙套管根据《导体和电气选择设计技术规程》屋外支柱绝缘子宜采用棒式支柱绝缘子。屋外支柱绝缘子需倒装时，可用悬挂式支柱绝缘子。屋内支柱绝缘子宜采用联和胶装的多棱式支柱绝缘子。屋内配电装置宜采用铝导体穿墙套管。对于母线型穿墙套管应该校核窗口允许穿过的母线尺寸。高压穿墙套管有瓷绝缘和油纸电容式绝缘两种。瓷绝缘的穿墙套管适用于交流电压6〜35KV系统，油纸电容式绝

缘适用于交流电压60〜500KV中性点直接接地系统。电气设备表导体选择一览表表4-3导体选择一览表\项目电压、等级主母线主变引下线负荷出线110KVLGJQ-185LMY矩形母线（单条25X4）/35KVLMY矩形母线（单条40X5）LMY矩形母线（单条63X10）/10KVLMY矩形母线（单条125X10）LMY矩形母线（双条125X8）ZLQ三芯电缆（单根）断路器和隔离开关选择一览表表4-4断路器和隔离开关设#^目'断路器隔离开关110KV出线LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV分段LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV主变引下线LW11-110/1600GW4-110D/600-5035KV出线LW8-35/1600/35KV分段LW8-35/1600/35KV主变引下线LW8-35/1600/10KV出线ZN-10/1600-31.5/10KV分段ZN-10/1600-31.5/10KV主变引下线ZN-10/1600-31.5/

电压互感器与电流互感器表4-5电压互感器和电流互感器fj-j—y电压等级设备类型，一『\110KV35KV10KV电压互感器JDR-110JDX6-35JSJW-10分段电流互感器LCWB6-110GYW2600/5LCZ-35400/5LZZJB6-101500/5出线电流互感器LCWB6-110GYW275/5100/5LCZ-3575/5LZZJB6-10主变引下线电流互感器LCWB6-110GYW2200/5LCZ-35400/5LMZB6-102000/510KV各出线电流互感器选择如下表4-6电流互感器负荷类型型号负荷类型型 号备用1、2LZZJB6-10(200/5)棉纺厂1、2LZZJB6-10(300/5)印染厂LZZJB6-10(300/5)市区1、2LZZJB6-10(300/5)针织厂LZZQB6-10(200/5)印染厂1、2LZZJB6-10(300/5)食品厂LZZJB6-10(200/5)并联电容器LZZJB6-10(300/5)毛纺厂LZZJB6-10(150/5)计算选择过程见附录H。第5章配电装置及电气总平面布置设计5.1概述配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是根据主接线的联结方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。它主要包括开关设备、保护装置和辅助设备。配电装置按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。对配电装置的基本要求1．符合国家技术经济政策，满足有关规程要求。2．保证运行可靠。设备选择合理，布置整齐、清晰，保证有足够的安全距离。3．节约用地。4．运行安全和操作、巡视、检修方便。5．便于安装和扩建。6．节约用材，降低造价。配电装置特点屋内配电装置的特点（1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；（2）维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响；（3）外界污秽空气对电器影响较小，可减少维护工作量；（4）房屋建筑投资较大。屋外配电装置的特点（1）土建工作量和费用较少，建设周期短；（2）扩建比较方便；（3）相邻设备之间距离大，便于带电作业；（4）占地面积大；（5）受外界环境影响，设备运行条件差，须加强绝缘；（6）不良气候对设备维修和操作有影响。配电装置类型及应用根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可以分为中型、半高型和高型等。1．中型配电装置：中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。这种布置特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置用在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装枪修方面积累了比较丰富的经验。2．半高型配电装置：半高行配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置。半高型配电装置介于高型和中型之间。具有以下优点：（1）占地面积约在中型布置减少30%；（2）节省了用地，减少高层检修工作量；（3）旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很方便。缺点：上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不够方便。3．高型配电装置，它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5%，但其耗钢多，安装检修及运行条件均较差，一般适用下列情况：（1）配电装置设在高产农田或地少人多的地区；（2）原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；（3）场地狭窄或需要大量开挖。配电装置的确定本变电所三个电压等级：即110KV、35KV、10KV根据《电力工程电气设计手册》规定，110KV及以上多为屋外配电装置，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所110KV采用屋外配电装置，35KV及10KV采用屋内配电装置。设计的变电站位于市郊区，地质条件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以该变电所220KV及110KV电压等级均采用普通中型配电装置，具有运行维护、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰、运行可靠、不易误操作、各级电业部门无论在运行维护还是安装检修方面都积累了比较丰富的经验。若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及经济性，所以，本次设计的变电所，110KV、35KV采用户外，10KV采用户内，该变电所是最合适的。电气总平面布置电气总平面布置的要求1．充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等；2．出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线；3．符合外部条件，安全距离要符合要求。电气总平面布置根据《变电所总布置设计技术规定》SDGJ63—84等1.0.1条规定：变电所的总平面布置必须全面贯彻现行的各项技术经济的政策精心设计，努力创新，因地制宜，合理布置，充分利用荒地，坡地，劣地，不占或少占良田，认真做好技术经济论证，选择最佳设计方案，提高经济效益，为安全运行创造条件。应在满足安全运行的前提下，尽量简化。1．屋外配电装置要考虑道路的设置：根据《变电所总平面设计技术规定》SDG63—84：①所外道路应利用已有道路或现成道路；②当路基宽度小于5.5m时且道路两端不能通过时，适当位置设置错车道；③所外道路宜采用中级路面，根据施工条件可采用次高级路面；④所内路面宽度为3.5m；220KV及以上变电所，有所大门至主空楼、主变前和调相机各路面可宽至4〜5m；⑤所内道路转弯半径不小于7m；⑥巡视道路路面宽度宜为0.7〜1.0m。2．根据各侧、各回路相序排列尽量一致的原则。按面向出线，由远到近，由上到下为A、B、C相。.《高压配电装置技术规程》SDJ5-85第4.4.4条规定：储油池和挡油板的长度尺寸一般较设备外廓尺寸每边相应大1m。储油池内一般铺设厚度不小于250mm的卵石层（卵石的直径为50〜80mm）。.《高压配电装置技术规程》SDJ5-85第4.4.6条规定：油量在2500kg以上的变压器或电抗器与油量在600kg以上的充油设备之间其防火净距不小于5m。.根据《变电所总布置设计技术规定》SDGJ63-84第3.2.1条：主控楼的位置在便于运行人员相互联系，便于巡视检查和观察屋外设备和减少电缆长度，避开噪音影响地段，在可布置的主配电装置一侧，配电装置之间结合前面设施进行布置。.端子箱、配电箱电缆沟的位置：电缆沟应位于各条母线下方，然后通向主控室，端子箱位于电缆沟旁。．配电装置方位选择结果。进线方位由负荷分布的实际情况，尽量避免交110KV设在变电站南部，35KV可设在变电所北部，10KV侧设在变电站西北部。主变位置位于变电所110KV配电装置与主控楼之间，见平面布置图。第6章防雷保护设计变电站的防雷保护具有以下特点变电站属于“集中型”设计，直接雷击防护以避雷针为主。变电站设备与架空输电线相联接，输电线上的过电压波会运动至变电站，对电气设备过程威胁。因此变电站要对侵入波过电压进行防护，主要手段是避雷器。变电站内都安装有贵重的电气设备，如变压器等，这些电气设备一旦受损，一方面会对人民的生活和生产带来巨大损失，造成严重后果；另一方面，这些设备的修复困难，需要花费很长时间和大量金钱，给电力系统本身带来重大经济损失。所以变电站要采取周密的过电压防护措施。变电站直击雷防护户外配电装置一般都采用避雷针做为直击雷保护，本变电站直击雷防护采用避雷针，变电站围墙四角各布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。我国规定：110KV以上的配电装置，一般将避雷针装在构架上，但在土壤电阻率大于1000Q/M的地区，仍装设独立避雷针，以免发生反击。35KV及一下的配电装置应采用独立避雷针来保护。60KV的配电装置，在土壤电阻率大于500Q/M的地区宜采用独立避雷针，在土壤电阻率小于500Q/M的土壤容许采用构架避雷针。侵入波过电压防护雷电波入侵（高电位侵入）:架空线路遭受雷击或感应累的影响,在线路上形成沿线路传播的高电压行波.此种电压波入侵到建筑物内或进入电气设备造成过电压。据统计城市中雷击事故的50%-70%是由于这种雷电波侵入造成的。因此，在工厂中应予以重视，对其危害给予足够的防护。为防止线路侵入雷电波的过电压，在110KV进线，10KV母线桥及10KV每段母线上分别安装氧化锌避雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变110KV侧中性点装设氧化锌避雷器。10KV并联电容器根据规定装设氧化锌避雷器保护。

第7章避雷针保护范围的计算方法设避雷针的高度为h(m),被保护的物体的高度为t(m),则避雷针的有效高度为ha=h一匕，在h高度上避雷针保护范围的半径，由下式计算:h>-2时，h<-2时，r=(hh>-2时，h<-2时，x xar=(1.5h—2h)Pxxp=当h<p=当h<30m,p=1,30m<h<120m时，130=5.5h跖；h>120按120m计算。从避雷针定点向下作45度斜线，此斜线旋转形成的锥体，构成hx>h/2时的保护范围，从地平面距避雷针1.5h处按照下步骤计算。两针之间的保护范围由通过1，2,o,三个点的圆弧画出o点的高度按下式计算：人人Dh=h-——。 7P式中的D为两针之间的距离，p为校正系数，在o截面上高度水平的最小保护宽度为2b，当bx>r时，取bx=r。bx为两避雷针间的最小保护宽度。为了达到联合保护效果，两针间的距离之比D/h不宜大于5。避雷针保护范围计算见附录田。第8章展望电力工业是国民经济的重要基础工业，其发展速度必须超前于国民经济的发展。现在电力工业的特点是：大容量的发电机组，超高压输电线路，包含水电、火电和核电的巨大联合电网。这些都对发、变电工程的设计提出了更高要求。在国内随着电力系统的发展，电网结构越来越复杂，各级调度中心也获得前所未有的发展，传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的要求。因此，在电力行业中变电站综合动化技术引起了越来越多的重视，并得到了广泛的应用，它是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统。还有现在我们所提到的无人值班变电站也相继得到了应用。变电站自动化和无人值班站是当今电网调度自动化领域的两大热门课题。变电站自动化则是一项新技术，是在微机技术和网络通信技术的基础