電力系統設計.ppt

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110kV降壓變電所電氣部分初步設計舉例一、設計基礎數據 1、設計依據(包括負荷統計、主管部門報批文件、協議書等)。 2、工程性質: 新建、工程分二期 3.所址地理及氣象條件 本變電所向地區工業中心及職工住宅小區供電。附近有公路經大道至本變電所,砂石高坡地,四周開闊。屬?、蚣墯庀髤^,最高氣溫40℃、最低氣溫-20℃,主導風向冬季為西北風,夏季為東南風,最大風速25m/S、海拔600m,最大凍土層厚0.6m,地震級為6度。 4.建設規模 本變電所是由地區變電所通過110kV架空線路供電的終端變電所,第一期工程先上一臺20000kVA的三繞組變壓器,一條110kV進線。遠景規劃為二臺20000kVA三繞組變壓器,一條110kV進線,一條110kV出線。地區變電所端采用SF6—110型斷路器,后備保護的動作時間為3.5s 5.負荷情況 本變電所10kV出線6回,送往縣城,每回負荷2000kW,假定cosφ=0.8; 35kV出線4回,向北給鄉鎮供電,每個鄉鎮變電所變壓器2臺,總容量為3200kVA,線路總長約70km,35kV出線每回按6000kVA負荷計算。5.系統情況 系統至本變電所110kV母線的標么電抗(Sd=1OOMVA)為;最大運行方式時0.25,最小運行方式時0.3;主運行方式時0.28。6.設計內容 本設計只作電氣部分的初步設計,不作施工設計和土建設計。主要設計范圍為:①確定電氣主結線;②確定電氣布置原則;③短路電流計算,④主導體和電氣設備的選擇,⑤繼電保護配置和整定計算;⑥確定二次系統的原則方案;⑦確定防雷和接地保護方案,⑧所用電,⑨直流操作電源:⑩照明。 二、電氣部分設計說明2.1.主結線 本變電所110kV遠景規劃只有兩回進出線路,且有穿越功率,當負荷小的季節尚有可能退出一臺主變壓器運行,故宜采用外橋式接線,本期工程暫采用線路一變壓器組接線。l0kV出線較多,用戶又較重要,擬采用單母線斷路器分段接線方式。35kV側采用單母線隔離開關分段接線,施工設計時預留出將來改用斷路器分段的位置。一期工程主結線見圖附I—1。2. 主變壓器選擇 因為35千伏側負荷較大,故將零阻抗置于該側。主變壓器中性點應留有經消弧線圈接地的可能;若系統調度部門沒有明確要求,中性點可以暫不接地。 35千伏側的總負荷 10千伏側的總負荷若一臺主變壓器停運,另一臺承擔全部負荷,其負荷率為195%,應采取措施減負荷。正常并列運行的負荷率為97.5%。 擬選用SFSL-20000/110型三繞組變壓器,其容量比為:100/100/50;電壓比為: 接線方式位YN,yn0,d11;阻抗電壓為: Uk12=10.5 ﹪; Uk13=18﹪;Uk23=6.5 ﹪; 第一期工程主變壓器負荷率為3 電氣布置 110千伏和35千伏采用戶外式,10千伏采用戶內式成套配電裝置。戶外配電裝置采用中型布置,110千伏用門型構架,35千伏用型構架安裝母線。間隔跨度110千伏用8米,35千伏用5米。各級電壓的配電裝置,主變壓器和控制室的安裝位置和朝向,應有利于進出線的方便和巡視工作的便利。一期工程平面布置見圖附I-2。 4.短路電流計算 按無限大容量處理,基準容量取100MVA。用于設備選擇時,按最終規??紤];用于繼電保護整定計時,按第一期工程考慮。第三章為短路電流計算部分。5.主要電器設備選擇 計算溫度取最熱月份的平均溫度;最大負荷利用小時數2500小時,經濟電流密度取1.15A/mm2。盡量選擇同型號的設備,以利于維護。見設備選擇部分。 2.4 繼電保護配置1 主變壓器保護主變壓器設置以下保護裝置: ①瓦斯保護,輕瓦斯作用于信號,重瓦斯作用于跳閘; ②縱聯差動保護; ③復合電壓啟動的過電流保護,以第一時限跳35千伏母線分段開關,第二段時限跳主變壓器35千伏側開關,第三段時限跳主變壓器三側開關。因第一期工程中35千伏母線無分段斷路器,故暫用兩段時限; ④主變壓器10千伏側設過電流保護,作為10千伏出線和10千伏母線的后備保護,以第一段時限跳10千伏母線分段開關,第二段時限跳主變壓器10千伏側開關; ⑤主變壓器110千伏側和10千伏側均設過負荷保護,動作與信號。2. 35千伏線路保護 因電流速斷保護的保護范圍不能滿足要求,所以采用電壓速斷保護作為主保護,過電流保護作為后備保護。3. 10千伏線路保護 按規定應設電流速斷保護和過電流保護,若電流速斷保護的保護范圍太小,可只設為電流保護。 2.5 主控制室和二次回路 1. 主控制室按有人值班設計,在室內設主變壓器,110千伏線路,35千伏線路,母線分段開關的控制屏和保護屏,并盡可能與實際位置相對應,以減少控制電纜的交叉和數量。各個屏按∏形布置,開口側朝向戶外配電裝置,便于值班人員觀察。主要控制屏在正面,直流屏和所用電屏分在兩側;中央信號屏置于正面一側。 2. 斷路器的控制主變壓器,110千伏線路,35千伏線路和個分段開關均在主控制室操作,采用燈光監視。10千伏開關在戶內配電室就地操作,也采用燈光監視。3. 事故信號和預告信號 由于斷路器數量較多,因此設重復動作的事故信號和預告信號,在中央信號屏集中解除。預告信號分瞬時和延時動作兩種。 10千伏就地操作的各安裝單位,其動作信號均在中央信號屏上設光字牌。4. 所用電 采用電容器儲能得硅整流電源,所以選用兩臺所用變壓器,一臺SL7-30/10型結與10千伏母線2段上,另一臺SL7-50/35型結與35千伏側。兩臺互為備用,且在低壓側裝設備用電源自動投入裝置,以提高供電可靠性。 5. 直流系統 一組硅整流裝置對正常運行時直流負荷供電,包括控制,信號和繼電保護等直流負荷;另一組硅整流裝置作為斷路器的合閘直流電源,正常運行時也可對上述直流負荷供電。國產GKA型成套整流設備即可滿足要求,他的輸入電壓為380伏,輸出直流電壓220伏,電流600安。 6. 照明 變電所主控制室和10千伏內配電裝置室,設乳白色球形燈具及事故照明。辦公室和休息室等房間設常用照明燈具,戶外采用投光燈和局部照明。近出門設吸頂燈。 2.6 防雷保護及接地裝置 ① 戶外與戶內配電裝置及主控制室的建筑物,設獨立避雷針防護直擊雷,其保護范圍應包括線路的終端塔桿。 ② 在各。省略部分。 ,保護裝置安裝處的殘余電壓分別為 檢驗保護范圍: ⅰ. 最大運行方式下的保護范圍為 式中: 。 解上式得 ,因此保護線路長度 占線全長的71%,符合要求。 ⅱ. 最小運行方式下的保護范圍為 解上式得 , 即保護線路長度 : 占線路全長(18公里)的75%,符合要求。 2.電流閉鎖元件;為提高裝置的可靠性和靈敏性,電壓速斷保護采用電流元件進行閉鎖,電流繼電器按躲過最大負荷電流整定,即35千伏線路采用電流閉鎖電壓速斷保護作為主保護。 3. 定時限過電流保護;作為35千伏的線路后備保護,其動作電流為保護的靈敏系數為 符合要求 5. 10千伏線路保護 ⑴ 電流速斷保護;按躲過線路末端最大短路電流整定,即校驗保護的靈敏度 (即保護范圍)解上式得 , 即 ,長約為1km,相當于線路全長的30%以上,大于15%。 2. 定時限流保護 符合要求第六章.防雷保護計算 運行中的電氣設備,可能受到來自外部的雷電過電壓的作用。必須采取有效的過電壓防護器具,實現防雷保護。 避雷器和避雷針是防止直接雷擊過電壓的有效措施。因避雷線對絞線要求較高,所以選用避雷針 (如果雷電活動強烈則可以采用雙避雷線)。避雷針的保護范圍是根據模擬試驗和運行試驗來確定的,因為雷電放電電路路徑受多種偶然因素影響,因此要保證被避雷針保護的設備不受雷擊是不現實的,一般避雷針的保護范圍是指雷擊幾率在0.1%左右的空間范圍而言的。避雷針接地的主要要求: 獨立避雷針宜設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區,其工頻接地電阻不宜超過10。當有困難時,該接地裝置可與主接地網連接。但為了防止經過接地網反擊35kV及以下設備,要求避雷針與主接地網的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網的地下連接點,沿接地體的長度不得小于15米。經15米長度,一般能將接地體傳播的雷擊過電壓衰減到對35kV及以下設備不危險的程度。 獨立避雷器不應設在人經常通行的地方,避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3米,或則應采取均壓措施,或鋪設碩石或瀝青地面。 電壓110kV及以上的配電裝置,一般將避雷針裝在配電裝置的架構或房頂上,但在土壤電阻大于1000的地區,宜裝設獨立避雷針?;蛘?,應通過計算,采取降低接地電阻或加強絕緣等措施,防止造成反擊事故。 避雷針與主接地網的地下連接點至變壓器接地線與主接地網的地下連接點,沿接地體的長度不得小于15米。110kV及以上配電裝置,可將線路的避雷線引到出線門型構架上,土壤電阻率大于1000的地區,應裝設集中接地裝置。 根據變電所布置情況,擬設四支25米高的獨立避雷針。他們之間的距離S12=71m,S13=59m,S24=63m,S34=96m.35千伏母線構架高5.5米,110千伏母線構架高7.3米,出線構架分別為7.3米和10米。 避雷針在13米高的控制室保護半徑為12米,在十米高的保護半徑為17.5米,在7.3米高的保護半徑為22.9米。 兩針之間保護范圍上限最低點的高度分別為: h012=25-71/7m=14.85m; h013=25-59/7m=16.57m; h024=25-63/7m=16m; h034=25-96/7m=11.29m; h023=25-96/7m=11.29m. 兩針間在10米高水平面一側的最小保護寬度為: bx12=1.5*(14.85-10)m=7.28m;bx13=1.5*(16.57-10)m=9.85m; bx2.4=1.5*(16-10)m=9m;bx34=1.5*(11.29-10)m=1.94m; bx23=1.5*(11.29-10)m=1.94m. 110KV的設計變電所電氣主接線一、設計任務: 2×15MVA、110KV/35KV/10KV變電所電氣主接線二、設計內容: ①原始資料的分析,擬定1~3個電氣主接線方案、并比較選優, ②計算短路電流(容量標么值取Sd=100MVA) ③主要電氣設備選擇:如母線,斷路器、電抗器、互感器等, ④進行技術經濟比較。 ⑤繼電保護配置或屋內外配電裝置設計。 ⑥編寫設計說明書一份 ⑦用手工或計算機繪制變電所主接線圖一張。 三、原始資料: 變電所性質:本所為供地區用電的降壓終端變電所 工程性質: 新建、工程分二期 一期工程:110KV兩回與系統連接,35KV出線二回,送較遠地區負荷,總負荷為8MVA。其中一、二級負荷為4MVA;10KV出線6回,總負荷為5MVA其中一、二級負荷為3MVA.35KV出線按電流200A,10KV出線按電流100A設計。 · 二期工程:110KV出線不變,35KV增加二回出線,負荷增加8MVA。其中一、二級負荷為3MVA.10KV出線增加4回;負荷增加為3MVA,其中一、二級負荷為2MVA;(10KV,10回出線用戶如下: 化工廠二回,鋼廠二回,水廠二回,市區用電二回,備用二回,35KV煤礦二回,鋼廠二回) 35KV年最大負荷利用小時Tmax=5000小時,10KV,Tmax=3000小時。 變電所所在地海拔1000m,年最高溫度為+40℃,最熱月平均最高溫度為+40℃,年平均溫度+15℃,年最低溫度為-8℃。 110KV、35KV、10KV線路及變壓器主保護動作時間為0秒,110KV線路后備保護動作時間為1秒,35KV和10KV線路后備保護動作時間為2秒,少油式斷路器電弧持續時間為0.04秒。 系統情況:系統送至本所110KV線路為90KM,線路系統側的短路容量為2000MVA。本章結束點此進入下一章
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