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煤矿地面变电所设计说明


第 一 章 矿 井 (区 )概 况
一、概述
1、 目 的 与 任 务 变电所是电力配送的重要环节,也是煤矿生产供电的关键环节。变电 所 设 计 质 量 的 好 坏 ,直 接 关 系 到 电 力 系 统 的 安 全 、稳 定 、灵 活 和 经 济 运 行 , 为满足煤矿对生产发展的需要,提高供电的可靠性和电能质量。随着国民 经 济 的 发 展 , 农 业 生

产 的 增 长 需 要 , 切 要 求 增 长 供 电 容 量 , 新 建 35kV 工 迫 拟 变电所。变电站是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的 安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能 的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接 关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确 定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。此设计任务旨在体现自己 对本专业各科知识的掌握程度,培养自己对本专业各科知识进行综合运用 的 能 力 ,同 时 检 验 本 专 业 的 学 习 结 果 ,是 毕 业 前 的 一 次 综 合 性 训 练 ,是 对 所 学知识的全面检查。通过本次毕业设计,既有助于提高自己综合运用知识 的能力,同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。 2、 矿 井 概 述 : 本矿井位于七台河市茄子河区东部, 地跨茄子河区、桃山区,东起铁 东 -新 富 附 近 ,西 止 308 省 道 ;南 自 万 宝 村 断 层 ,北 至 华 楠 县 边 界 。东 西 长 40~ 150km, 南 北 宽 135km 左 右 , 面 积 约 127 平 方 公 里 。 百 年 最 高 洪 水 位 0.2 米 ,交 通 便 利 ,地 处 山 区 , 所 在 海 拔 高 度 120M。 最 高 年 平 均 气 温 8 摄 氏 度 ,月 平 均 气 温 16 摄 氏 度 。该 矿 采 用 综 合 开 拓 方 式 ,年 产 200 万 吨 ,服 务 年 限 为 100 年 , 瓦 斯 等 级 为 2 级 , 煤 尘 爆 炸 指 数 为 0.15% 二、拟建变电站概况 1、 本 变 电 所 电 源 以 双 回 路 与 5km 外 的 电 厂 相 连 。 该 电 厂 为 汽 轮 机 发
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电 , 带 有 电 压 自 动 调 节 , 电 压 等 级 为 35KV, 电 源 容 量 为 3000MVA。 2、 电 源 出 口 相 对 阻 抗 为 : 系 统 最 大 方 式 的 容 量 为 : 2900 MVA, 电 抗 为 : 0.518; 系 统 最 小 的 方 式 为 2100 MVA, 电 抗 为 : 0.584; 系 统 最 大 负 荷 利 用 小 时 数 为 : TM=5660h 3、本 矿 变 电 所 电 源 由 双 回 LGJ-240 架 空 导 线 与 电 厂 相 连 ,线 路 长 度 为 5.3KM, 架 线 是 铁 塔 与 水 泥 杆 结 合 , 跨 跃 部 分 用 塔 式 , 其 它 部 分 用 水 泥 杆 。 地线采用复合地线,具有避雷、通迅作用。 三、变电所的任务和位置 1、 矿 区 负 荷 的 分 布 情 况 ( 1) 地 面 高 压 供 配 电 自 35/6KV 矿 井 地 面 变 电 所 所 有 馈 出 线 以 电 缆 为 主 :其 中 电 缆 出 为 :主 、 副 提 升 井 ,压 风 机 房 、地 面 低 压 配 电 所 ,选 煤 厂 ,锅 炉 房 400V 变 电 所 ,井 下变电所各 2 回。架空馈出为:风井二回,污水处理厂、居住区各一回。 ( 2) 地 面 低 压 配 电 在 锅 炉 房 设 置 6.3/0.4KV 变 电 所 , 设 SL7-6.3/0.4KV 电 力 变 压 器 两 台 , 装 选 用 MCC 配 电 屏 一 台 , 担 负 锅 炉 房 动 力 及 照 明 电 源 。 ( 3) 井 下 供 电 、 自 主 变 电 所 引 两 回 电 缆 ,经 副 井 提 升 井 进 入 井 下 变 电 所 ,采 用 矿 用 防 爆 变 压 器 两 台 ,矿 用 低 压 配 电 柜 12 台 ,分 别 向 水 泵 ,所 内 变 压 器 ,升 下 照 明 供电。 2、 变 电 所 任 务 变 电 所 任 务 是 从 电 力 系 统 接 受 电 能 、变 换 电 压 和 分 配 电 能 ,主 要 为 井 下 煤碳生产提供电能而设,它负责主、副提升井绞车,地面主扇风机,井下 的主排水泵,井底车场的动力及各采区提供电能,同进担负地面选煤厂,
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生产锅炉,集中供热、宿舍及矿医院照明等,变电所是接受分配控制和保 护的枢纽,是分配能源的接力站。 3、 变 电 所 的 位 置 确 定 其任务是将中央变电所送的高压电能变为低压电能, 将此电力配送到 并 采掘工作面及附近用电设备。它的位置选择是否合理,对采区供电安全及 供 电 质 量 有 直 接 影 响 。采 区 变 电 所 的 位 置 决 定 于 低 压 供 电 电 压 、供 电 距 离 、 采煤方法及采区巷道布置方式、采煤设备的容量大小等因素。1 采区变电 所 位 置 确 定 原 则 (1)变 电 所 处 于 负 荷 中 心 , 低 压 供 电 距 离 合 理 保 证 供 电 质 使 量 而 又 节 省 电 缆 。 铠 装 电 缆 截 面 不 超 过 95mm 、 套 电 缆 截 面 不 超 过 70mm 在 橡 的 条 件 下 , 保 证 采 区 内 供 电 电 压 不 低 于 该 设 备 额 定 电 压 的 95% 。 (2)附 近 巷 道 应 有 轨 道 ,便 于 运 输 采 区 变 电 所 的 大 型 电 气 设 备 。(3)变 电 所 内 通 风 良 好 。保 证 变 电 所 硐 室 温 度 不 超 过 附 近 巷 道 温 度 5~C。(4)变 电 所 硐 室 围 岩 稳 固 ,易 于 维 护 ,防 止 淋 水 ,顶 底 板 坚 固 ,顶 板 无 滴 水 现 象 。(5)根 据 采 区 生 产的特殊性要求,尽可能由一个变电所向采区全部电气设备供电。在采区 内 生 产 期 间 减 少 迁 移 次 数 。另 外 ,采 区 变 电 所 硐 室 不 得 设 在 工 作 面 平 巷 中 。 根 据 以 上 要 求 , 通 常 采 区 变 电 所 设 置 在 采 区 装 车 站 附 近 , 或 设 置 在 上 (下 ) 山 与 运 输 平 巷 交 叉 处 , 或 两 上 (下 )山 之 间 的 联 络 巷 中 。 本设计的矿山变电所,地面工业广场已统一考虑了压煤问题以及运输、 通讯、水暖等设施,所以变电所的所址一般选择在靠近井口的工业广场边 缘地带。 确定变电所的位置时, 在保证变电所安全的基础上, 几种可行方案, 应 对 根据变电所所址的各项要求进行技术和经济比较,最后确定最佳方案。

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第二章 变压器的选择
一、用电负荷计算 1、 负 荷 资 料 的 来 源 本设计用的负荷统计表是由矿山机电科和变电所提供,经指导教师审核而 确定。 2、 负 荷 计 算 的 方 法 计算用的所有参数如:功率因数,需用系数,不同时系数等其它参数,均 由《电工手册》和教材查得,计算的方法是采用需用系数法。 负荷统计表如下: 全矿负荷统计及相关数据 离 工作 35kv 负 设备 荷 等 名称 级 主 井 1 提 升 副 井 1 提 升 扇 风 1 机 1 扇 风 1 机 2 压风机 1 0 0 600 K T 300 5/3 900 0.86 0.86 0. 2 0 600 K T 800 2/1 800 0.87 0.82 2. 2 0 600 K T 800 2/1 800 0.87 0.82 2. 4 0 600 C Y 1000 2/1 1000 0.85 0.82 0. 4 v 600 C Y 1400 2/1 1400 0.87 0.84 0. 4 型 电 压 路 容量 类 型式 kv 台数 kw km 工作 量 线 电机 单机 / 总容 系数 安装 设备 需用 因数 功率 变电

Kx

cos ?

所的 距离

4

地 面 1 低 压 机修厂 综 采 3 车 间 洗煤厂 2 3

600 C 0 600 C 0 600 C 0 600 K 0 600 1200 0.76 0.84 0. 5 480 480 0.70 0.78 0. 6 450 450 0.60 0.75 0. 3 1350 1250 0.76 0.82 0. 05

大汪村

3 0 600

K 12/ C 0 600 X 680 4 C 0 X

450

0.80

0.80

2. 5

排水泵 井 下

1

2720

0.86

0.86

0. 8

2 低 压

2600

0.72

0.78

三、无功功率补偿 电 网 输 出 的 功 率 包 括 两 部 分 ;一 是 有 功 功 率 ;二 是 无 功 功 率 . 直 接 消 耗 电 能 ,把 电 能 转 变 为 机 械 能 ,热 能 ,化 学 能 或 声 能 ,利 用 这 些 能 作 功 ,这 部 分 功 率 称 为 有 功 功 率 ;不 消 耗 电 能 ;只 是 把 电 能 转 换 为 另 一 种 形 式 的 能 ,这 种 能 作 为 电 气 设 备 能 够 作 功 的 必 备 条 件 ,并 且 ,这 种 能 是 在 电 网 中 与 电 能 进 行 周 期 性 转 换 ,这 部 分 功 率 称 为 无 功 功 率 , 如 电 磁 元 件 建 立 磁 场 占 用 的 电 能 , 电 容 器 建 立 电 场 所 占 的 电 能 .电 流 在 电 感 元 件 中 作 功 时 ,电 流 超 前 于 电 压 90℃ .而 电 流 在 电 容 元 件 中 作 功 时 ,电 流 滞 后 电 压 90℃ .在 同 一 电 路 中 ,电 感 电 流 与 电 容 电 流 方 向 相 反 ,互 差 180℃ .如 果 在 电 磁 元 件 电 路 中 有 比 例 地 安 装 电 容 元 件 ,使 两 者 的 电 流 相 互 抵 消 ,使 电 流 的 矢 量 与 电 压 矢 量 之 间 的 夹 角 缩 小 ,从 而 提 高 电 能 作 功 的 能 力 ,这 就 是 无 功 补 偿 的 道 理 。 1、 变 电 所 自 然 功 率 因 数 由 用 电 负 荷 的 计 算 知 变 电 所 的 自 然 功 率 因 数 为 cosφ〈 0.76〈 0.95.补 偿 前功率因数低,需人工补偿。
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2、 功 率 因 数 低 的 影 响 ( 1) 降 低 电 力 系 统 的 供 电 能 力 。 、 ( 2) 增 加 电 网 的 功 率 损 耗 。 、 ( 3) 增 大 电 网 中 的 电 压 损 失 , 降 低 供 电 质 量 。 、 ( 4) 增 加 电 能 成 本 。 、 3、 提 高 功 率 因 数 的 措 施 1)提 高 自 然 功 率 因 数 : 未 装 设 人 工 补 偿 装 置 时 的 功 率 因 数 称 为 自 然 功 率因数。一般从设备选择和运行上采取减少无功功率需求量,如合理选择 感应电动机,使其额定功率与拖动的负载相匹配;调整变压器负荷分配使 其在最佳负荷状态下运行;合理安排和调整工艺流程,改善机电设备的工 况;控制机床、电焊机等用电设备空载运行的时间;在生产条件允许的情 况下,采用同步电动机代替感应电动机。 (2) 人 工 补 偿 : 装 用 无 功 功 率 补 偿 设 备 进 行 人 工 补 偿 。 电 力 用 户 常 用 的 无 功补偿设备是电力电容器,又称并联电容器、静电电容器。 4、 功 率 因 数 的 改 变 经 计 算 全 矿 功 率 因 数 cos Φ = 9194/11743=0.783<0.95 若 功 率 因 数 偏 低 ,在 保 证 供 用 电 设 备 的 有 功 功 率 不 便 的 前 提 下 ,电 流 将 增 大 。这 样 电 能 损 耗 和 导 线 截 面 增 加 ,提 高 了 电 网 初 期 投 资 的 运 行 费 用 。 电流增大同样会引起电压损失的增大。为了减少电能转化的损耗,降低投 资,一般采用电力电容器进行补偿。 需 要 电 容 器 的 容 量 : Qc= P z ( tgΦ 1- tgΦ 2) 式中 Qc— — 补 偿 电 容 器 的 容 量 , 单 位 : 千 乏 Pz— — 总 有 功 功 率 , 单位:千瓦 (2-8)

tgΦ 1— — 补 偿 前 的 功 率 因 数 , tgΦ 2— — 补 偿 后 的 功 率 因 数 ,

cos ?1 = 0.789 cos ? 2 = 0.95
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计 算 可 知 , tgΦ 1= 0.776, tgΦ 2=0.329 Qc= 9194×(0.776-0.329) =4109 选 择 GR-1C-08 型 电 容 柜 , 容 量 为 270 千 法 。 需 用 电 容 柜 的 数 量 : N=4109÷270=15.2 取 16 个 柜

利 用 电 力 电 容 补 偿 容 量 为 Qc= 270×16= 4320 千 法 补 偿 后 变 电 所 总 无 功 功 率 : Qz= 7306-4320=2986 千 法 补 偿 后 的 功 率 因 数 : cos ?= 0.951 满 足 要 求 。 由 于 煤 矿 变 电 所 6 千 伏 供 电 采 用 单 母 线 分 段 ,电 容 器 分 别 安 装 在 一 、 二 , 段 母 线 上 。 每 段 补 偿 电 容 器 容 量 1440 千 乏 。 别 安 装 5 个 电 容 柜 。 三 故 分 共计十六个电容柜。满足无功功率的补偿要求。 三、变电所主变压器的选择。 1、 35/6.3KV 变 电 所 设 计 规 范 ( GB50059-92) ( 主 变 台 数 的 确 定 ) 第 3.1.2 条 在 有 一 、 二 级 负 荷 的 变 电 所 中 宜 装 设 两 台 主 变 压 器 , 当 技 术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧 电力网取得足够容量的备用电源时,可装设一台主变压器。 第 3.1.3 条 装 有 两 台 及 以 上 主 变 压 器 的 变 电 所 , 当 断 开 一 台 时 , 其 余 变 压 器 的 容 量 不 应 小 于 60%的 全 部 负 荷 , 并 应 保 证 用 户 的 一 、 二 级 负 荷 。 已 知 系 统 情 况 为 系 统 通 过 双 回 35kV 架 空 线 路 向 待 设 计 变 电 所 供 电 , 且 在该待设计变电所的负荷中,同时存在有一、二级负荷,故在设计中选择 两台主变压器。 2、 主 变 压 器 容 量 的 确 定 ( 1) 主 变 压 器 容 量 一 般 按 变 电 所 建 成 后 5 至 10 年 的 规 划 负 荷 选 择 , 并 适 当 考 虑 到 远 期 10 至 20 年 的 负 荷 发 展 。 ( 2) 根 据 变 电 所 所 带 负 荷 的 性 质 和 电 网 结 构 来 确 定 主 变 的 容 量 。对 于 有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压

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器 容 量 在 计 及 过 负 荷 能 力 后 的 允 许 时 间 内 ,应 保 证 用 户 的 一 级 和 二级负荷。 3、 主 变 相 数 的 选 择 ( 1) 变 压 器 采 用 三 相 或 单 相 , 主 要 考 虑 变 压 器 的 制 造 条 件 , 可 靠 性 要 求及运输条件等因素。 ( 2) 当 不 受 运 输 条 件 限 制 时 , 在 110kV 及 以 下 的 发 电 厂 和 变 电 所 , 均 应选用三相变压器。 4、 主 变 绕 组 连 接 方 式 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行。 电力系统采用的绕组连接方式只有 Y 和△,高、中、低三侧绕组如何组合 要根据具体工程来确定。 35kV 亦 采 用 Y 连 接 , 我 国 35kV 及 以 上 电 压 , 压 器 绕 组 都 采 用 Y 0 连 接 ; 变 其中性点多经过消弧线圈接地。 35kV 以 下 电 压 , 压 器 绕 组 都 采 用 △ 连 接 。 变 由 于 待 设 计 变 电 站 为 35kV 电 压 等 级 降 压 至 6.3kV 故 绕 组 连 接 方 式 为 Y 0 / △。根据该待设计变电所负荷分析确定:采用两台主变压器。 5、 是 否 选 择 有 载 调 压 变 压 器 由 于 我 国 电 力 不 足 ,缺 电 严 重 ,电 网 电 压 波 动 较 大 ,变 压 器 的 有 载 调 压 是 改 善 电 压 质 量 ,缺 少 电 压 波 动 的 有 效 手 段 ,对 电 力 系 统 ,一 般 要 求 35kv 及以上变电所至少采用一级有载调压变压器。 6、 主 变 冷 却 方 式 主 变 一 般 采 用 的 冷 却 方 式 有 自 然 风 冷 却 、强 迫 油 循 环 风 冷 却 、强 迫 油 循 环水冷却、强迫导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却,大 容量变压器一般采用强迫油循环冷却变压器,在发电厂水源充足情况下, 为缩短占地面积,大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却。近年来随着 变压器制造技术发展,在大容量变压器中,采用了强迫油循环导向冷却方 式,它是用潜油泵将冷油压入线圈之间和铁芯的油道中,故此冷却方式效 率更高。 据上所述 因 S 总 =96078.4317*0.6=57647.06KVA 7、 所 以 选 择 变 压 器 为 变 压 器 型 号 SFZ9-35/30000( 北 京 变 压 器 厂 ) 额 定 容 量 ( kVA) 30000

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电 压 组 合 ( kV) 联结组标号 空 载 损 耗 ( kW) 负 载 损 耗 ( kW) 空载电流% 短路阻抗% 外 形 尺 寸 ( mm) 规 矩 ( mm)

高 35 ± 8 * 1.25 % Yn/d11 37.6 96.50 1.05 16.7

低 6.3

长 × 宽 × 高 6700 × 4510 × 5400

2040 × 1475

变压器型号中字母代表的含义: S-在 第 一 位 表 示 三 相 , 在 第 三 、 第 四 则 表 示 三 绕 组 F-代 表 油 浸 风 冷 Z-代 表 有 载 调 压 J-代 表 油 浸 自 冷 L-代 表 铝 绕 组 或 防 雷 P-代 表 强 迫 油 循 环 风 冷 D-代 表 自 耦 , 在 第 一 位 表 示 降 压 , 在 末 位 表 示 升 压 X-代 表 消 弧 线 圈

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第三章 电气主接线的选择
一、电气主接线的依据 1.一 般 变 电 所 多 为 终 端 和 分 支 变 电 所 。 电 压 为 35kV, 但 也 有 110kV。 2.变 电 所 根 据 5 至 10 年 电 力 系 统 发 展 规 划 进 行 设 计 。 3.对 于 一 类 负 荷 , 当 失 去 一 个 电 源 时 应 保 证 不 停 电 ; 对 于 二 类 负 荷 , 当 失 去一个电源时,应保证不全部停电;对于三类负荷可以只有一个电源。 4.系 统 中 应 有 一 定 的 备 用 容 量 ,运 行 备 用 容 量 不 应 小 于 8%,以 适 应 负 荷 突 增 、机 组 检 修 和 事 故 停 运 三 种 情 况 。设 计 主 接 线 时 ,还 应 考 虑 检 修 母 线 或 断 路 器 时 是 否 允 许 线 路 故 障 、变 压 器 或 发 电 机 停 运 。故 障 时 允 许 切 除 的线路、变压器的数量等。 5.当 配 电 装 置 在 电 力 系 统 中 居 重 要 地 位 、 负 荷 大 、 潮 流 变 化 大 且 出 线 回 路 数多时,宜采用双母线或双母分段的接线方式。 6.采 用 单 母 线 或 双 母 的 35KV 至 110kV 配 电 装 置 , 当 断 路 器 为 少 油 或 压 缩 空 气 时 , 除 断 路 器 有 条 件 停 电 检 修 外 , 应 设 置 旁 路 设 施 ; 当 110kV 出 线 在 四 回 及 以 上 、35kV 出 线 在 六 回 及 以 上 时 ,宜 采 用 带 专 用 旁 路 断 路 器 的 旁 路 母 线 。 当 断 路 器 为 SF6 时 , 可 根 据 系 统 的 实 际 情 况 , 有 条 件 的 可 不 设 旁 路 设 施 ; 当 需 要 设 置 旁 路 设 施 , 且 110kV 出 线 在 六 回 及 以 上 、 35kV 出线在八回及以上时,可采用带专用旁路断路器的旁路母线。 二、电气主接线的基本要求 可靠性: 1.断 路 器 检 修 时 不 应 影 响 对 重 要 负 荷 供 电 ; 2.断 路 器 或 母 线 故 障 及 母 线 检 修 时 , 尽 量 减 少 停 运 的 回 路 数 和 停 运 时 间,并要保证对一类负荷和大部分二类负荷的供电; 3.尽 量 避 免 变 电 站 全 部 停 电 的 可 能 。 灵活性: 1.主 接 线 应 满 足 调 度 、 检 修 及 扩 建 时 的 灵 活 性 ; 2.调 度 时 可 以 灵 活 的 切 除 和 投 入 变 压 器 和 线 路 , 调 配 电 源 和 负 荷 , 满 足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要 求。
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3.检 修 时 , 可 以 方 便 地 停 运 断 路 器 、 母 线 及 继 电 保 护 设 备 , 进 行 安 全 检修而不影响电网的运行和对用户的供电。 4.扩 建 时 可 以 容 易 的 从 初 期 接 线 过 渡 到 最 终 接 线 , 在 不 影 响 连 续 供 电 或停电时间最短的情况下,投入新装机组变压器或线路而不互相干 扰,并且对一次和二次部分改建的工作量最少。 经济性: 1.主 接 线 应 力 求 简 单 ,以 节 省 断 路 器 、隔 离 开 关 、电 流 和 电 压 互 感 器 、 避雷器等一次设备; 2.继 电 保 护 和 二 次 回 路 不 过 于 复 杂 , 以 节 省 二 次 设 备 和 控 制 电 缆 ; 3.能 够 限 制 短 路 电 流 , 以 便 选 择 廉 价 的 电 气 设 备 或 轻 型 设 备 ; 4.能 满 足 系 统 安 全 和 继 电 保 护 的 要 求 。 三、主接线形式 1.单 母 线 接 线 只 设 一 条 母 线 , 源 和 线 路 接 在 一 条 母 线 上 。单 母 线 接 线 具 有 简 单 清 晰 、 电 设 备 少 、投 资 少 、运 行 操 作 方 便 且 有 利 于 扩 建 等 优 点 ,但 可 靠 性 和 灵 活 性差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,必须断开全部电源, 造 成 全 所 停 电 ;此 外 ,在 检 修 断 路 器 时 ,也 造 成 该 回 路 停 电 。故 不 采 纳 。 2.单 母 线 分 段 接 线 单 母 线 分 段 接 线 借 助 分 段 断 路 器 对 单 母 线 进 行 分 段 ,对 重 要 用 户 可 以 从 不 同 分 段 上 进 行 引 接 ,有 两 个 电 源 供 电 。当 一 段 母 线 发 生 故 障 时 ,自 动 装 置 将 分 段 断 路 器 跳 开 ,保 证 正 常 母 线 不 间 断 供 电 ,提 高 了 供 电 的 可 靠 性和灵活性。 仅便于分段检修母线, 且可以减少母线故障影响范围。 不 而 但一段母线检修时,将会造成该母线上的变压器停运。 3.单 母 线 分 段 带 旁 母 接 线 在 单 母 线 分 段 接 线 的 基 础 上 加 装 一 条 旁 路 母 线 ,可 以 在 检 修 出 线 断 路 器 时 不 致 中 断 该 回 路 供 电 ,提 高 了 供 电 的 可 靠 性 ,但 倒 闸 操 作 复 杂 ,可 靠 性 差 ,对 于 该 待 设 计 变 电 站 为 终 端 变 电 站 ,出 线 回 路 数 较 多 ,此 中 接 线 方式不能达到可靠性和灵活性的要求。故不采纳。 4.双 母 线 接 线

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双 母 线 接 线 具 有 两 组 母 线 ,每 回 线 路 都 经 一 台 断 路 器 和 两 组 隔 离 开 关 分 别 和 两 组 母 线 相 连 ,母 线 之 间 通 过 母 线 联 络 断 路 器 连 接 ,有 了 两 组 母 线 后 运 行 的 可 靠 性 和 灵 活 性 得 到 了 大 大 的 提 高 。检 修 任 意 母 线 时 ,可 以 把 全 部 电 源 和 线 路 倒 换 到 另 一 条 母 线 上 ,不 会 停 止 对 用 户 的 供 电 。线 路 断 路 器 停 电 检 修 时 , 临 时 用 母 联 断 路 器 代 替 ,但 必 须 将 该 回 路 短 时 停 电 , 可 用“ 跨 条 ”将 断 路 器 遗 留 接 口 接 通 ,然 后 投 入 母 联 断 路 器 向 该 回 路 供 电 , 对可以短时停电的负荷比较合适。但操作比较复杂,须接“跨条”,安 全可靠性差,同时并不能避免对线路的停电。 5.双 母 线 带 旁 母 接 线 在双母线接线方式的基础上增加一条旁路母线的接线方式不仅具有双 母 线 的 所 有 优 点 ,而 且 可 以 避 免 双 母 线 检 修 断 路 器 时 必 须 进 行 短 时 停 电 的 缺 点 ,充 分 保 证 供 电 的 可 靠 性 。对 于 出 线 较 多 的 变 电 站 ,由 于 断 路 器 检 修 故 障 较 多 ,母 联 断 路 器 长 期 被 占 用 ,对 变 电 站 的 安 全 不 利 。可 以 增 加 一 条 旁 路 断 路 器 代 替 检 修 或 故 障 的 断 路 器 ,由 于 现 在 线 路 保 护 多 采 用 微 机 保 护 ,更 改 定 值 十 分 方 便 ,使 旁 路 断 路 器 可 以 发 挥 很 大 作 用 。可 见 双 母 线 带 旁 母 接 线 方 式 具 有 供 电 可 靠 ,检 修 方 便 ,调 度 灵 活 等 优 点 。但 该 接 线 方 式 隔 离 开 关 较 多 ,在 运 行 中 隔 离 开 关 作 为 操 作 电 器 ,容 易 发 生 误操作,必须配合防误闭锁装置。故不采纳。 6.变 压 器 — — 线 路 单 元 接 线 该 接 线 方 式 最 简 单 、设 备 最 少 、不 需 要 高 压 配 电 装 置 。适 合 只 有 一 台 变 压 器 和 一 回 线 路 时 。当 线 路 故 障 或 检 修 时 ,变 压 器 停 运 ;变 压 器 故 障 或 检修时,线路停运。故不采纳。 7.一 台 半 断 路 器 接 线 两 个 元 件 引 线 用 三 台 断 路 器 接 往 两 组 母 线 组 成 一 台 半 断 路 器 接 线 。运 行 时 ,两 组 母 线 和 全 部 断 路 器 都 投 入 工 作 ,形 成 多 环 状 供 电 ,具 有 较 高 的 供 电 可 靠 性 和 灵 活 性 ,任 一 母 线 故 障 或 检 修 均 不 致 停 电 ;除 联 络 断 路 器 故 障 时 与 其 相 连 的 两 回 线 路 短 时 停 电 外 ,其 他 任 何 断 路 器 故 障 或 检 修 时 都 不 会 中 断 供 电 ;甚 至 两 组 母 线 同 时 故 障 或 检 修 时 ,仍 不 会 造 成 系 统 解 裂。该接线运行方便,操作简单,隔离开关只在检修时作为隔离电器, 不 作 为 操 作 电 器 ,提 高 了 安 全 性 。为 进 一 步 提 高 接 线 可 靠 性 ,并 防 止 联
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络 断 路 器 故 障 可 能 同 时 切 除 两 组 电 源 线 路 ,可 尽 量 把 同 名 元 件 布 置 在 不 同串上, 时元件分别接入不同母线, 将变压器和出线同串交叉布置, 同 即 但 必 须 增 加 配 电 装 置 间 隔 。该 接 线 方 式 运 行 灵 活 ,可 靠 性 高 ,但 需 增 加 较 多 断 路 器 ,占 地 面 积 较 大 ,继 电 保 护 配 置 复 杂 ,经 济 性 差 。故 不 采 纳 。 8.3~ 5 角 形 接 线 多 角 形 接 线 的 各 断 路 器 互 相 连 接 而 成 闭 合 的 环 形 ,是 单 环 形 接 线 。为 减 少 因 断 路 器 检 修 而 开 环 运 行 的 时 间 ,保 证 角 形 接 线 运 行 的 可 靠 性 ,以 采 用 2~ 5 角 形 为 宜 。 并 且 变 压 器 与 出 线 回 路 以 对 角 对 称 布 置 。 此 外 , 当 进 出 回 路 数 较 多 时 ,我 国 个 别 水 电 厂 采 用 了 双 连 四 角 形 接 线 ,形 成 多 环 形 ,从 而 保 证 了 供 电 的 可 靠 性 。但 断 路 器 数 量 增 多 ,有 的 回 路 连 着 三 个 断路器,布置和继电保护复杂,没有推广使用。故不采纳。 单母线分段接线与双母线接线的技术经济比较: 单母线分段接线 可靠性 一段母线发生故障, 动装 自 置可以保证正常母线不间断 供电。重要用户可以从不同 分段上引接。 1. 各 个 电 源 和 各 个 回 路 负 荷 可以任意分配到某一组母 母线由分段断路器进行分 段 。当 一 段 母 线 发 生 故 障 时 , 灵活性 由自动装置将分段断路器跳 开,不会发生误操作。 线上,能灵活的适应系统 中各种运行方式的调度和 潮流变化的需要。 2. 当 母 线 故 障 或 检 修 时 , 隔 离开关作为倒换操作电 器,容易误操作。 经济性 当进出线回路数相同的情况下,单母线分段接线所用的 断路器和隔离开关少于双母线接线。 总结:对比两种接线方式,我认为单母线分段接线方式较适合设计要求, 故采用单母线分段接线方式。 主接线图如下所示
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双母线接线 出线回路数较多,断路器 故 障 或 检 修 较 多 ,母 联 断 路 器 长期被占用,对变电站不利。

Y △

Y △

14

3、 主 接 线 的 正 常 运 行 方 式 和 故 障 检 修 间 的 运 行 方 式 1) 正 常 情 况 下 进 线 一 供 电 。 1#变 压 器 运 行 供 电 , 2#变 压 器 备 用 。 、 2) 如 果 发 生 供 电 故 障 情 况 时 , 根 据 事 故 处 理 情 况 , 1#变 压 器 停 止 运 行 , 、 2#变 压 器 开 始 供 电 运 行 。 4、 切 换 线 路 的 操 作 顺 序 在停送电操作时,应严格遵守“倒闸操作”的有关规定。 1) 断 路 器 QF 与 隔 离 开 关 QS 之 间 、 送 电 时 : 先 合 QS, 后 合 QF 停 电 时 : 先 断 QF, 后 断 QS 2、 两 个 隔 离 开 关 QS 之 间 送 电 时 : 先 合 母 线 侧 QS, 后 合 线 路 侧 QS 停 电 时 : 先 断 线 路 侧 QS, 后 断 母 线 侧 QS 为 避 免 断 路 器 QF 与 隔 离 开 关 QS, 隔 离 开 关 与 隔 离 开 关 之 间 的 误 操 作 , 在 它们之间加装机械和电气连锁装置。 二、变电所屋内外的布置 1.变 电 所 布 置 的 一 般 要 求 变压器一般采用落地式布置,安装在钢筋混第一节变电所布置的一般 求 变电所布置的一般要求: 1 设 备 布 置 应 紧 凑 合 理 ,便 于 设 备 的 操 作 、巡 视 、搬 运 、检 修 和 实 验 , 还要考虑发展的可能性。 2.各 房 间 的 位 置 年 个 安 排 合 理 。配 电 室 的 位 置 要 便 于 进 出 线 ;低 压 配 电室尽量靠近变压器室;电容器室尽量与高压配电室相毗邻;控制室、值 班室和辅助间的位置要便于工作人员工作和管理。 3.尽 量 利 用 自 然 采 光 和 自 然 通 风 。 变 压 器 室 和 电 容 室 尽 量 避 免 西 晒 , 控制室尽量可能超南。 4.配 电 室 、控 制 室 、值 班 室 等 地 面 ,一 般 应 比 室 外 高 出 150mm~300mm, 附设在车间内的变电所可与车间地面相平。变压器室的地面标高视需要而 定 5.有 人 值 班 的 变 电 所 应 单 独 的 控 制 室 或 值 班 室 , 设 有 其 它 辅 助 间 及 并 生活设施 2.当 低 压 配 电 装 置 的 安 装 长 度 不 超 过 6m 时 , 屏 后 维 护 走 廊 允 许 一 个 其 出 口 ; 当 该 长 度 为 6~15m 时 , 两 端 各 设 一 个 出 口 , 当 该 长 度 超 过 15m 时 , 除 两 端 各 设 一 个 出 口 外 , 中 间 应 增 加 出 口 , 使 两 出 口 之 间 距 离 不 超 过 15m 出 口 的 宽 度 不 得 小 于 0.8m。 当 屏 后 维 护 走 廊 的 净 宽 超 过 3m 时 , 则 不 受 上 述要求的限制。
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3.屋 内 低 压 配 电 装 置 的 遮 拦 高 度 不 应 低 于 网 状 遮 拦 1.7m, 栏 1.2m。 栅 无 孔 遮 拦 1.7m。 4. 无 遮 拦 裸 导 体 布 置 在 走 廊 上 方 离 地 高 度 小 于 表 (10 - 2) 中 的 c 值 时 , 应 设 置 遮 拦 保 护 , 遮 拦 高 度 不 应 小 于 1.9m.。 3.低 压 配 电 室 1.低 压 配 电 装 置 一 般 设 在 单 独 的 低 压 配 电 室 内 , 对 有 人 值 班 的 变 电 所 , 其低压配电室允许与值班室合并,此时低压配电装置的正面距离墙不宜小 于 3m. 2.对 采 用 集 中 控 制 的 厂 房 或 车 间 (如 选 煤 厂 等 )允 许 与 控 制 室 合 并 , 时 此 低 压 配 电 屏 组 与 控 制 屏 组 之 间 , 如 为 单 列 布 置 时 其 间 距 不 小 于 0.8m。 2.低 压 配 电 屏 一 般 离 墙 布 置 , 屏 后 维 护 走 廊 和 正 面 操 作 走 廊 的 宽 度 见 表 (10- 3)。 屏 的 两 端 有 通 道 时 屏 侧 面 应 有 防 护 板 , 两 侧 距 墙 不 的 小 于 0.8m。 当 一 侧 靠 墙 时 应 留 有 200mm 的 间 隙 。 4.当 屏 的 数 量 在 3 台 及 一 下 时 , 也 可 选 用 单 面 维 护 的 配 电 屏 靠 墙 安 装 , 此 时 屏 后 距 墙 应 留 有 25mm 的 间 隙 , 屏 侧 面 距 墙 应 留 有 200mm 的 间 隙 。 5.当 配 电 室 长 度 为 8m 以 上 时 , 应 设 两 个 门 , 并 尽 量 布 置 在 两 端 。 当 只 设一个门时,此门不应通向高压配电室。 6.用 同 一 低 压 配 电 室 供 给 给 一 类 负 荷 用 电 时 , 线 分 段 处 越 南 感 设 有 防 母 火隔板或防火隔墙,供给一类负荷的电缆不应通过同一电缆沟。 7.低 压 配 电 室 的 高 度 应 和 变 压 器 室 综 合 考 虑 ,一 般 可 参 考 以 下 尺 寸 :与 抬 高 地 坪 变 压 器 室 相 邻 时 , 高 度 4~4.5m; 与 不 抬 高 地 坪 变 压 器 室 相 邻 时 , 高 度 3.5~4m; 配 电 室 为 电 缆 进 线 时 , 高 度 为 3m. 8.配 电 室 采 用 架 空 进 线 时 , 线 配 电 屏 应 与 变 压 器 室 隔 墙 进 线 孔 的 同 一 进 中心线上。 4.变 压 器 1.变 压 器 室 的 布 置 形 式 及 主 要 尺 寸 与 进 、 出 线 方 式 和 采 用 设 备 有 关 。 变压器室在布置上有地坪抬高和不抬高两种, 坪抬高与否取决于变压 地 器室的通风方式和通风面积,当变压器室的进出风窗面积不满足通风条件 时, 应将变压器室的地坪抬高。 般“出风”影响变压器室的高度, 进 则 一 “ 风”影响变压器室的地坪。地坪不抬高时,变压器室的高度一般为 3.5m~4.8m; 地 坪 抬 高 时 , 地 坪 下 面 是 进 风 洞 , 地 坪 抬 高 的 高 度 一 般 为 0.8m、 1.0m 和 1.2m 三 种 , 变 压 器 室 的 高 度 一 般 相 应 地 增 加 4.8m~5.7m 凝土基础上。 屋 外 相 邻 油 浸 变 压 器 间 ,当 油 量 超 过 2500kg 时 ,其 防 火 净 距 35kv 不 得 小 于 5m; 63kv 不 得 小 于 6m; 否 则 , 应 设 防 火 隔 墙 。 防 火 隔 墙 的 高 度 不 宜 低 于 变 压 器 油 枕 顶 端 , 长 度 应 大 于 贮 油 池 两 侧 各 0.5m。 当 变 压 器 油 量 在 1000kg 以 上 时 , 应 在 其 下 面 设 置 能 容 纳 100 油 量 的 贮
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油 池 或 20 油 量 的 贮 油 池 或 挡 油 墙 。 当 没 有 20 的 贮 油 池 或 挡 油 墙 时 , 应 设 油将油排到安全处所的设施,且不应引起污染危害,贮油池面积按设备外 廓 加 1m 计 。 贮 油 池 内 一 般 铺 设 厚 度 为 250mm 的 卵 石 层 ( 卵 石 直 径 宜 为 50mm~80mm)。 为 防 止 雨 水 流 入 贮 油 池 , 贮 油 池 四 壁 高 应 高 出 地 面 100mm。 并用水泥抹面。 屋 外 布 置 的 其 他 充 油 设 备 , 当 单 个 油 箱 的 油 量 达 1000kg 以 上 时 , 也 应 按上述要求设置贮油池。 变 压 器 的 布 置 位 置 ,除 应 满 足 安 全 净 距 和 防 火 距 ,还 应 考 虑 变 压 器 各 侧 的 引 线 长 度 尽 量 缩 短 。 为 此 变 压 器 的 位 置 应 与 进 线 架 构 和 6(10)kv 配 电 室 内的进线开关柜尽量布置在同一中心线上。

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第四章 短路电流的计算
一、短路电流的计算目的: 在发电厂和变电所的电气设计中,短路电流的计算是一个重要环节。 其计算的目的主要有以下几个方面: ( 1)在 选 择 电 气 主 接 线 时 ,为 了 比 较 各 种 接 线 方 案 ,或 确 定 某 一 接 线 是 否 需 要采取限制短路电流的措施等,均需要进行必要的短路电流计算; ( 2)在 选 择 电 气 设 备 时 ,为 了 保 证 设 备 在 正 常 运 行 和 故 障 情 况 下 都 能 安 全 可 靠 的 工 作 ,同 时 又 力 求 节 约 资 金 ,这 就 需 要 进 行 全 面 的 短 路 电 流 计 算 。 ( 3)在 计 算 屋 外 高 压 配 电 装 置 时 ,按 短 路 条 件 校 验 软 导 线 的 相 间 和 相 对 地 的 安全距离。 ( 4)在 选 择 继 电 保 护 方 式 和 进 行 整 定 计 算 时 ,须 以 各 种 短 路 时 的 短 路 电 流 为 依据。 ( 5) 接 地 装 置 的 设 计 也 需 要 进 行 短 路 电 流 的 计 算 。 二、短路电流计算的一般规定: ( 1) 计 算 的 基 本 情 况 : 1.电 力 系 统 中 所 有 电 源 均 在 额 定 负 荷 下 运 行 ; 2.所 有 同 步 电 机 都 具 有 自 动 调 整 励 磁 装 置 ; 3.短 路 发 生 在 短 路 电 流 为 最 大 值 的 瞬 间 ; 4.所 有 电 源 的 电 动 势 相 位 角 相 同 ; 5.应 考 虑 对 短 路 电 流 值 有 影 响 的 所 有 元 件 。 不 考 虑 短 路 点 的 电 弧 电 阻 但 对异步电动机的作用, 在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值 仅 时才予以考虑。 ( 2)接 地 方 式 :计 算 短 路 电 流 时 所 用 的 接 地 方 式 ,应 是 可 能 发 生 最 大 短 路 电 流的正常接地方式(即最大运行方式),而不能用仅在切换过程中可 能并列运行的接地方式。 ( 3)计 算 容 量 :应 按 本 工 程 设 计 规 划 容 量 计 算 ,并 考 虑 电 力 系 统 的 远 景 发 展 计 划 ( 一 般 考 虑 本 工 程 建 成 后 5~ 10 年 ) ( 4)短 路 种 类 :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 接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相(或两相)接地短路较三 相短路情况严重时,则应该按严重情况的情况校验。 ( 5)短 路 计 算 点 :在 正 常 接 地 方 式 时 ,通 过 电 气 设 备 的 短 路 电 流 为 最 大 的 点 成 为 短 路 计 算 点 。 对 于 6~ 10kv 出 线 与 厂 用 分 支 线 回 路 , 在 选 择 母 线 至 母 线 隔 离 开 关 之 间 的 引 线 、套 管 时 ,短 路 计 算 点 应 该 取 在 电 抗 器 前 , 选择其余的导体和电器时,短路计算点一般取在电抗器后。 三、计算步骤: ( 1) 选 择 短 路 计 算 点 ;
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( 2) 画 出 等 值 网 络 图 ; ( 3) 化 简 等 值 网 络 ; ( 4) 求 计 算 电 抗 ; ( 5) 短 路 次 暂 态 短 路 电 流 I″
3 ( 3)

、 计 算 短 路 电 流 周 期 分 量 Ik

3

( 6) 计 算 短 路 电 流 冲 击 值 Ik ; ( 7) 绘 制 短 路 电 流 计 算 结 果 表 。 表 6 短路计算结果 短路计算点 Ik 3 I″ 3 d1 d2 d3 3.861 3.1970 2.886 3.861 3.1970 2.886

Ik 3 (kA) 1.938 5.0227 15.8693

Ish 3 (kA) 4.943 12.8079 40.4667 9.8822 22.5792

d4 2.4667 2.4667 3.8754 d5 1.6103 1.6103 8.8546 系 统 图 ( 图 1) 及 需 要 计 算 的 短 路 点 ( 图 2) 如 下 图 所 示

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二、计算短路电路中各元件的电抗标幺值 架 空 线 路 X1=0.4*25*100/36.75*36.75=0.7404 X2=0.4*15*100/36.75*36.75=0.4442 X3=0.4*4*100/10.5*10.5=1.4512 X4=0.4*7*100/10.5*10.5=2.5397 变压器 X1= X1-2=10.5, X1-3=17.5, X2-3=6.5

1 1 ( X1-2+ X1-3- X2-3) = ( 10.5+17.5-6.5) =0.1075 200 200 1 1 ( X1-2+ X2-3- X1-3) = ( 10.6+6.5-17.5) =0 200 200 1 1 ( X1-3+ X2-3-X1-2) = ( 17.5+6.5-10.5) =0.0675 200 200

X2=

X3=

三、短路点短路电流计算
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1 、 d1 点 短 路 X总 = 0.518/2=0.259 短 路 电 流 标 幺 值 I′ =1/X总 =1/0.259=3.861 稳态短路电流 I=I′ *100/√ 3Uav=3.861*100/√ 3*115=1.938 冲 击 电 流 ich=2.55*I=2.55*1.938=4.943 2 、 d2 点 短 路 X总 = 0.518/2+0.1075/2=0.3128 短 路 电 流 标 幺 值 I′ =1/X总 =1/0.3128=3.1970 稳态短路电流 I=I′ *100/√ 3Uav=3.1970*100/√ 3*36.75=5.0227 冲 击 电 流 ich=2.55*I=2.55*5.0227=12.8079 3 、 d3 点 短 路 X总 = 0.518/2+(0.1075+0.0675/2)=0.3465 短 路 电 流 标 幺 值 I′ =1/X总 =1/0.3465=2.886 稳态短路电流 I=I′ *100/√ 3Uav=2.886*100/√ 3*10.5=15.8693 冲 击 电 流 ich=2.55*I=2.55*15.8693=40.4667 4 、 d4 点 短 路 X总 = 0.518/2+0.1075/2+(0.7404/3∥ 0.4442/3)=0.4054 短 路 电 流 标 幺 值 I′ =1/X总 =1/0.4054=2.4667 稳态短路电流 I=I′ *100/√ 3Uav=2.4667*100/√ 3*36.75=3.8754 冲 击 电 流 ich=2.55*I=2.55*3.8754=9.8822 5 、 d5 点 短 路 X总 = 0.518/2+(0.1075+0.0675/2)+(1.4512/3∥ 2.5397/4)= 0.6210 短 路 电 流 标 幺 值 I′ =1/X总 =1/0.6210=1.6103 稳态短路电流 I=I′ *100/√ 3Uav=1.6103*100/√ 3*10.5=8.8546 冲 击 电 流 ich=2.55*I=2.55*8.8546=22.5792 短路电流计算

K1 点 短 路 :
( 1) 最 大 运 行 方 式 :

x ? min = 0.28 ∑

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? ′′ I K1 = I 0.2 = I ∞ = I K1 ? I d 1 =

1 x ∑
? min

I d1

=

1 × 1.56 = 5.571 kA 0.28 1

′′ S K1 = S 0.2 = S ∞ = =

x

∑ min

?

Sd

1 × 100 = 357 MVA 0.28

′′ i sh1 = 2.55 I K1 = 2.55 × 5.571 = 14.2 kA ′′ I sh1 = 1.52 I K1 = 1.52 × 5.571 = 8.46 kA
( 2) 最 小 运 行 方 式 :

x ? max = 0.37 ∑
′′ I K1 = 1 x I d1 = 1 × 1.56 = 4.21 kA 0.37

∑ max

?

( ′′ I K21) = 0.866 I K1 = 0.866 × 4.21 = 3.65 kA

K2 点 短 路
( 1) 最 大 运 行 方 式 :

x ? min = X 1 + X 3 = 0.27 + 0.92875 = 1.1985 ∑
′′ I K 2 = I 0.2 = I ∞ = = 1 x
?

Id2



min

1 × 9.16 = 7.64 kA 1.1985

22

′′ S K 2 = S 0.2 = S ∞ =
=

1 x ∑
? min

Sd

1 × 100 = 83.43 MVA 1.1985

( 2) 最 小 运 行 方 式 :

x ? max = X 1 + X 3 = 0.37 + 0.92875 = 1.298 ∑
′′ I K2 = 1

x

∑ max

?

Id2 =

1 × 9.16 = 7.05 kA 1.298

( ′′ I K22) = 0.866 I K 2 = 0.866 × 7.05 = 6.11 kA

K15 点 短 路 :
( 1) 最 大 运 行 方 式 :

x ? min = X 1 + X 3 = 0.28 + 0.92875 = 1.208 ∑
′′ I K15 = I 0.2 = I ∞ = = 1

x



?

Id2

min

1 × 9.16 = 7.58 kA 1.208 1

′′ S K15 = S 0.2 = S ∞ =

x



?

Sd

min

= 1 1.208 × 100 = 82.78 MVA
′′ i sh15 = 2.55 I K15 = 2.55 × 7.58 = 19.32 kA ′′ I sh15 = 1.52 I K15 = 1.52 × 7.58 = 11.52 kA
( 2) 最 小 运 行 方 式 :

x ? max = 0.37 + 0.92875 = 1.298 ∑
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′′ I K2 =

1 x ∑ max
?

Id2 =

1 × 9.16 = 7.05 kA 1.298

( ′′ I K22) = 0.866 I K 2 = 0.866 × 7.05 = 6.1 kA

K3 点 短 路 :
( 1) 最 大 运 行 方 式 : (下 井 电 缆 两 并 行 运 行 )

x ? min = X 1 + X 3 + X 4 2 ∑

= 0.37 + 0.92875 + 0.251 2 = 1.4245
′′ I K 3 = I 0.2 = I ∞ =
=

1 x ∑ min
?

Id2

1 × 9.16 = 6.43 kA 1.4245 1

′′ S K3 = S 0.2 = S ∞ = =

x



?

Sd

min

1 × 100 = 70.2 MVA 1.4245

′′ i sh3 = 2.55 I K13 = 2.55 × 6.43 = 16.39 kA ′′ I sh13 = 1.52 I K 3 = 1.52 × 6.43 = 9.77 kA
( 2) 最 小 运 行 方 式 :

x ? max = X 1 + X 3 + X 4 ∑ = 0.37 + 0.92875 + 0.251 = 1.55 1 1 ′′ I K3 = ? Id2 = × 9.16 = 5.9kA 1.55 x max ∑
( ′′ I K23) = 0.866 I K 3 = 0.866 × 5.9 = 5.117 kA
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以 上 只 对 短 路 点 K1 , K 2 , K15 , K 3 进 行 了 计 算 , 其 它 的 短 路 点 计 算 结 果 , 列 表 4-1 给 出 , 不 再 列 出 详 细 的 计 算 过 程 。 表 3.1 运行方式 短路参数计算结果汇总表 最小

最大运行方式

短路参数

I K ( kA)
5. 571

(3 )

i sh

I sh
( kA) 8. 46

S K ( MVA)
( kA) 357 14. 2 19.48

( I K2 )

备注

( kA) 4.21 35kV 母 线

K1 K2

7.64

83. 43 2

11.61

6. 11

6kV 母 线

K3

井下变电 6. 43 70. 2 16.39 9. 77 5.117 所

K4
短路 点

5.68

62.02

15.57 18.71

8.63

4.72

大汪村

K5

7.34

80 7

11.15

5.88

地面低压

K6

14.22 5.58 60.9 9 8.48 4.56 扇风机 2

K7

18.20 7.14 78 7 10.85 5.73

主井提升 机 副井提升

K8 K9

7.14

78

18.20

10.85

5.73 机

7.27

79.4
25

18.53

11.05

5.74

机修厂

K 10

5.45 7.05 7.35 7.08 6.73 7.58

59.45 53.64 80.32 54.1 73.5 82.78

13.9 17.97 18.74 17.98 17.16 19.32

8.28 10.71 11.17 10.74 10.22 11.52

4.45 5.67 5.9 5.68 5.43 6. 1

扇风机 1 洗煤厂 压风机 综采车间 排水泵 电抗器

K 11 K 12
K 13

K 14
K 15

短路电流的限制及限流电抗器的选择 在煤矿供电系统中,由于电力系统的容量大,故短路电流可能达到很 大 的 数 值 。如 不 加 以 限 制 ,不 但 设 备 选 择 困 难 ,且 也 不 很 经 济 。故 增 大 系 统 电抗,限制短路电流是必要的。加载电抗器的目的就是为了限制短路电流。 由短路计算井下短路容量:

′′ S t = I K 3 S d = 6.43 × 100 = 64.3 MVA
按 规 定 6kV 当 断 流 容 量 在 100MVA 时 , 应 折 半 使 用 , 仅 为 50MVA ,

S t >50MVA, 因 此 需 选 择 限 流 电 抗 器 。

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第五章
一、高压断路器选择

变电所一次设备的选择校验

1、 选 择 高 压 断 路 器 类 型 6-10kv 一 般 选 用 少 油 断 路 器 , 110-330kv 当 少 油 断 路 器 不 满 足 要 求 时 , 可 选 压 缩 空 气 断 路 器 和 SF 6 断 路 器 , 500kv 一 般 采 用 SF 6 断 路器。 2、 根 据 安 装 地 点 选 户 外 式 或 户 内 式 。 3、 断 路 器 额 定 电 压 不 小 于 装 设 电 路 所 在 电 网 额 定 电 压 。 4、 断 路 器 额 定 电 流 不 小 于 通 过 断 路 器 的 最 大 持 续 电 流 。 5、 校 核 断 路 器 断 流 能 力 Iekd≥ Izk I e k d -断 路 器 额 定 开 断 电 流 I z k -断 路 器 触 头 刚 分 开 时 实 际 开 断 的 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 为简化计算,也可用次暂态短路电流进行选择 当 断 路 器 开 断 时 间 t k <0.1s 时 ,由 于 电 力 系 统 中 大 容 量 机 组 出 现 , 快速保护和高速断路器的使用,故在靠近电源外短路点,短路电 流中非周期分量所占比例较大,因此在校核断流能力,计算被开 断的短路电流时,应计及非周期分量影响。 6、 按 短 路 关 合 电 流 选 择 , 应 满 足 断 路 器 额 定 关 合 电 流 不 小 于 短 路 冲 击 电 流 ieg≥ ich 一 般 等 于 电 动 稳 定 电 流 。 7、 动 稳 定 校 验 短 路 冲 击 电 流 应 不 大 于 断 路 器 极 限 通 过 电 流 i e w ≥ i c h . 8、 热 稳 定 校 验 短 路 热 效 应 不 大 于 断 路 器 在 ts 时 间 内 允 许 热 效 应 I r t≥ Qd I r -断 路 器 ts 内 的 允 许 热 稳 定 电 流 。 9、 根 据 对 断 路 器 操 作 控 制 要 求 , 选 择 与 断 路 器 配 用 的 操 动 机 构 。 二、隔离开关的选择 1、 根 据 配 电 装 置 布 置 的 特 点 , 选 择 隔 离 开 关 类 型 2、 根 据 安 装 地 点 选 择 户 内 式 或 户 外 式 3、 隔 离 开 关 额 定 电 压 大 于 装 设 电 路 所 在 电 网 的 额 定 电 压 4、 隔 离 开 关 额 定 电 流 大 于 装 设 电 路 最 大 持 续 工 作 电 流
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2

5、 动 稳 定 校 验 满 足 6、 热 稳 定 校 验 满 足

ich≤ idw Qd≤ Ir t
2

7、 根 据 隔 离 开 关 操 作 控 制 要 求 , 选 择 配 用 的 操 动 机 构 , 一 般 采 用 手 动 操 作 , 户 内 800A 以 上 , 户 外 220kv 高 位 布 置 的 隔 离 开 关 和 330kv 隔 离 开 关 ,宜 采 用 电 动 操 作 机 构 ,当 有 压 缩 空 气 系 统 时 ,可 采 用 气 动 操 作 机构。 三、电流互感器选择 1、 根 据 安 装 地 点 和 安 装 使 用 条 件 选 择 电 流 互 感 器 型 式 ,6~20kv 屋 内 配 电 装 置 可 选 瓷 绝 缘 结 构 或 树 脂 浇 注 绝 缘 结 构 ,35kv 及 以 上 配 电 装 置 一 般选用油浸瓷箱式绝缘结构,有条件可选套管式电流互感器 2、 按 一 定 电 路 的 电 压 和 电 流 选 择 电 流 互 感 器 的 一 次 额 定 电 压 和 额 定 电 流时,必须满足为保证供给测量仪表的准确度,电流互感器的一次 正常工作电流值,应尽量接近其一次额定电流。电流互感器的二次 额 定 电 流 , 一 般 选 用 5A, 在 弱 化 系 统 中 选 用 1A 3、 根 据 二 次 负 荷 要 求 , 选 择 电 流 互 感 器 的 准 确 度 级 。 电流互感器的准确度级不得低于所供测量仪表的准确度级, 包括 也 测量的准确度, 仪表只供估计电气参数时, 流互感器可用 3 级, 当 电 当 用 于 继 电 保 护 时 ,宜 根 据 继 电 保 护 的 要 求 选 用“ D”或“ B”和“ J” 级 4、 根 据 选 定 的 准 确 度 级 , 校 验 电 流 互 感 器 的 二 次 负 荷 , 并 选 择 二 次 连 接导线截面。 为保证电流互感器能在选定的准确度级下工作,二次侧所接的 负荷,必须小于或等于选定准确度级下的额定二次负荷,即发 电厂和变电所中应采用铜芯控制电缆,连接导线截面不应小于 1.5mm 5、 动 稳 定 校 验 动 稳 定 倍 数 Kd 等 于 内 部 允 许 通 过 极 限 电 流 峰 值 与 一 次 额 定 电 流 之比,对于瓷绝缘结构电流互感器,应校验互感器绝缘瓷套端 部受到相间电动力,则以满足. 35kV 侧 断 路 器 和 隔 离 开 关 :
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计算数据 UN Imax I" ich 6.3kV 侧 断 路 器 : 计算数据 UN Imax I" ich 0.4kV 侧 断 路 器 : 计算数据 UN Imax I" ich 6.3kV 470.59A 15.8693kA 40.4667kA 第六节 35kV 989.77A 5.0227kA 12.8079kA 35kV 629.86A 1.938kA 4.943kA Ue Ie Ickd ie

LW6B-126 40.5kV 3150A 40kA 100kA

GW14-126 40.5kV 630A -------

ZN12-35 Ue Ie Ickd ie 35kV 1250A 25kA 63kA

ZN28A-10 Ue Ie Ickd ie 配电装置的规划 6.3kV 1250A 20kA 50kA

发 电 厂 和 变 电 所 电 气 主 接 线 中 ,所 装 开 关 电 器 、载 流 导 体 以 及 保 护 和 测量电器等设备,按一定要求建造而成的电工建筑物,称为配电装置。它 的作用是接受和分配电能。 一、配电装置分类及特点 屋 内 配 电 装 置 是 将 电 气 设 备 安 装 在 屋 内 。特 点 是 占 地 面 积 小 ,运 行 维 护和操作条件较好,电气设备受污秽和气候条件影响较小;但须建造房 屋 , 投 资 较 大 。 35kV 及 以 下 采 用 此 配 置 。 屋 外 配 电 装 置 是 将 电 气 设 备 装 置 在 屋 外 。特 点 是 土 建 工 程 量 小 ,投 资 少,建造工期短,易扩建;但占地面积大,运行维护条件差,易受污秽和 气 候 条 件 影 响 。 110kV 及 以 上 多 采 用 此 配 置 。
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二、配电装置的基本要求 1.配 电 装 置 的 设 计 和 建 造 ,应 认 真 贯 彻 国 家 的 技 术 经 济 政 策 和 有 关 规 程 的要求,特别应注意节约用地,争取不占或少占良田。 2.保 证 运 行 安 全 和 工 作 可 靠 。 设 备 要 注 意 合 理 选 型 , 布 置 应 力 求 整 齐 、 清 晰 。在 运 行 中 必 须 满 足 对 设 备 和 人 身 的 安 全 距 离 ,并 应 有 防 火 、防 爆措施。 3.便 于 检 修 、 操 作 和 巡 视 。 4.在 保 证 上 述 条 件 要 求 下 , 应 节 约 材 料 , 减 少 投 资 。 5.便 于 扩 建 和 安 装 。 三 、 35 kV 侧 配 电 装 置 规 划 母线和隔离开关:用管形硬母线,并应支柱绝缘子安装在支架上, 与隔离开关配合,以节省占地面积。 变压器:变压器基础为双梁形,上面铺以铁轨。轨距为。变压器下 面 设 置 贮 油 池 ,尺 寸 为 7700 × 5510 × 6400 。贮 油 池 内 铺 设 厚 度 为 0.40m 的 卵 石 层 。 断 路 器 : 采 用 高 位 布 置 方 式 。 安 装 在 约 2m 高 的 混 凝 土 基 础 上 。 四 、 6.3 kV 侧 配 电 装 置 配 置 6.3kV 电 压 等 级 侧 , 采 用 单 层 屋 内 配 电 装 置 。 高 压 开 关 柜 采 用 GBC 型 开关柜,单列独立式布置。 高 压 开 关 柜 的 前 面 是 操 作 通 道 ,开 关 柜 出 线 侧 为 维 护 通 道 。开 关 柜 的 后面用金属网门与维护通道隔开,防止工作人员误入隔间造成事故。 母 线 装 设 在 配 电 装 置 上 部 ,三 相 母 线 水 平 布 置 ,两 段 母 线 用 垂 直 隔 板 隔开。断路器装在一个单独间隔内。 五 、 0.4 kV 侧 配 电 装 置 配 置 该 侧 采 用 单 层 屋 内 配 电 装 置 。 用 成 套 配 电 装 置 。 压 开 关 柜 GG-1A(F) 选 高 型开关柜。采用单列独立式布置。 高 压 开 关 柜 的 前 面 是 操 作 通 道 ,开 关 柜 出 线 侧 为 维 护 通 道 。开 关 柜 的 后面用金属网门与维护通道隔开,防止工作人员误入隔间造成事故。

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母 线 装 设 在 配 电 装 置 上 部 ,三 相 母 线 水 平 布 置 ,两 段 母 线 用 垂 直 隔 板 隔开。电流互感器与断路器装在同一间隔内。

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第六章 继电保护的配置
一、电力系统中继电保护的作用 ( 1) 自 动 、 迅 速 、 有 选 择 性 地 将 故 障 元 件 切 除 , 使 故 障 元 件 迅 速 切 除,避免元件遭到破坏,保证其它无故障元件迅速恢复正常运 行。 ( 2) 反 映 电 气 元 件 的 不 正 常 运 行 状 态 , 并 根 据 运 行 维 护 的 条 件 , 动 作 于 发 信 号 、减 负 荷 或 者 跳 闸 ,此 时 一 般 不 需 要 保 护 迅 速 动 作 , 而且根据电力系统及其元件的危害程度有一定延时,以免不必 要的动作或者由于干扰引起的误动作。 二、对继电保护的基本要求 (1)选 择 性 (2)速 动 性 (3)灵 敏 性 (4)可 靠 性 三、主设备继电保护原则 随 着 电 力 系 统 的 增 大 ,大 容 量 的 发 电 机 组 不 断 增 多 ,在 电 力 设 备 上 装 设完善的继电保护装置,不仅对重要而昂贵的设备减少在各种短路和异常 运行时造成的损坏,在经济效益上也有显著效果。因此,在主设备的保护 设计中,应要求保护在配置、原理接线和设备选型等方面,根据主设备的 运行工况及结构特点,达到可靠、灵敏、快速且有选择性的要求。 四、保护电源 主设备保护装置的电源主要有三种类型: ( 1) 有 发 电 厂 或 变 电 所 的 直 流 电 源 供 电 的 方 式 。一 般 电 磁 型 和 整 流 型保护装置都采用此种方式。 ( 2) 由 逆 变 电 流 装 置 单 独 供 电 的 方 式 。因 逆 变 电 源 也 由 蓄 电 池 直 流 电 源 供 电 , 又 经 逆 变 整 流 稳 压 等 回 路 转 换 , 抗 干 扰 性 能 好 ,故 一般晶体管和集成电路型保护装置采用此方式。 ( 3) 电 阻 降 压 稳 压 或 单 独 由 蓄 电 池 供 电 方 式 。为 分 散 供 电 或 集 中 供 电,此方式只用于消耗功率较少的继电器。
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电源装置应满足如下要求: ( 1) 保 证 供 电 可 靠 ,因 整 流 型 或 晶 体 管 型 保 护 多 为 成 套 装 置 ,消 耗 功率较大,一般多由直流母线单独供电,对供电回路应设电 源监视装置。 ( 2) 电 源 应 有 较 好 的 抗 干 扰 性 能 。 五、线路保护及配置 1、 35kV 线 路 保 护 配 置 <1> 反 映 接 地 短 路 保 护 的 装 置 :对 于 35kV 线 路 ,如 不 需 要 装 设 全 线 速 动 保 护,则宜装设反时限零序电流保护作为接地短路的主保护及后备保 护。 <2> 反 映 相 间 短 路 的 保 护 配 置 :对 于 35kV 线 路 ,要 考 虑 是 否 装 设 全 线 速 动 保 护 ,如 装 设 全 线 速 动 保 护 ,则 除 此 之 外 ,还 要 装 设 相 间 短 路 后 备 保 护和辅助保护。 2、 6.3kV 及 以 下 中 性 点 非 直 接 接 地 电 网 中 线 路 保 护 配 置 <1> 相 间 短 路 的 电 流 、 电 压 的 配 置 根据有关规程,相间短路保护应按下列原则配置: 1)、保 护 的 电 流 回 路 的 电 流 互 感 器 采 用 不 完 全 星 形 接 地 ,各 线 路 保 护 用 电 流 互 感 器 均 装 设 在 A、 C 两 相 上 , 以 保 证 在 大 多 数 两 点 接 地 情 况 下 只 切除一个接地故障点。 2) 、 采 用 远 后 备 保 护 方 式 。 3)、线 路 上 发 生 短 路 时 ,应 快 速 切 除 故 障 ,以 保 证 非 故 障 部 分 的 电 动 机 能 继续运行。 <2> 单 相 接 地 零 序 电 流 保 护 的 配 置 中性点非直接接地系统发生单相接地时,由于接地电流小,一般只在 发 电 厂 和 变 电 所 的 母 线 上 装 设 单 相 接 地 监 视 装 置 。监 视 装 置 反 映 零 序 电 压 ,动 作 于 信 号 。规 程 规 定 ,对 于 条 件 安 装 零 序 电 流 互 感 器 的 线 路 , 当 单 相 接 地 电 流 能 满 足 保 护 的 选 择 性 和 灵 敏 性 要 求 时 ,应 装 设 动 作 于 信 号 的 单 相 接 地 保 护 ,对 不 能 安 装 零 序 电 流 互 感 器 的 线 路 ,而 单 相 接 地保护能够躲过电流回路中不平衡电流的影响。 六、主变保护的选择
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1、 电 力 变 压 器 继 电 保 护 装 置 的 配 置 原 则 ( 1) 应 装 设 反 映 于 内 部 短 路 和 油 面 降 低 的 瓦 斯 保 护 。 ( 2) 应 装 设 反 映 变 压 器 绕 组 和 引 出 线 的 多 相 短 路 及 绕 组 匝 间 短 路 的 纵差动保护或电流速断保护。 ( 3) 应 装 设 作 为 变 压 器 外 部 相 间 短 路 和 内 部 短 路 的 后 备 保 护 的 过 电 压保护。 ( 4) 为 防 止 中 性 点 直 接 接 地 系 统 中 外 部 接 地 短 路 故 障 的 变 压 器 零 序 保护。 ( 5) 防 止 大 型 变 压 器 过 励 磁 的 变 压 器 过 励 磁 保 护 及 过 电 压 保 护 。 ( 6) 为 防 止 相 间 短 路 的 饿 变 压 器 阻 抗 保 护 。 ( 7) 为 防 止 变 压 器 过 负 荷 保 护 。 2、 变 压 器 的 主 保 护 ( 8) 当 变 压 器 油 箱 内 部 短 路 时 , 短 路 点 的 电 弧 使 变 压 器 油 分 解 , 形 成瓦斯气体。重瓦斯保护动作于断路器跳闸,是变压器的主保 护,而轻瓦斯保护主要作用于信号。 ( 9) 当 变 压 器 线 圈 和 引 出 线 发 生 相 间 短 路 以 及 变 压 器 发 生 匝 间 短 路 时,其保护瞬时动作,而且这种保护由差动保护来完成,因此 差动保护是变压器的主保护。 3、 依 据 : 电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 饰 设 计 规 范 》 《 第 4.0.1 条 对 电 力 变 压 器 的 下 列 鼓 掌 及 异 常 运 行 方 式 ; 装 设 响 应 的 保 应 护装置。 (1)绕 组 及 其 引 出 线 的 相 间 短 路 和 在 中 性 点 直 接 接 地 侧 的 单 相 接 地 短路 (2)绕 组 的 匝 间 短 路 (3)外 部 相 间 短 路 引 起 的 过 电 流 (4)中 性 点 直 接 接 地 地 电 力 网 中 外 部 接 地 短 路 的 过 电 流 以 及 中 性 点 过电压。 (5)过 符 合 (6)油 面 减 低 。 (7)变 压 器 温 度 声 高 或 油 箱 压 力 升 高 或 冷 却 系 统 故 障
34

第 4.0.2 条 0.8MVA 及 以 上 的 油 浸 式 变 压 器 和 0.4MVA 及 以 上 的 车 间 内 油 浸 式 变 压 器 ,均 应 装 设 瓦 斯 保 护 。当 壳 内 故 障 产 生 轻 微 瓦 斯 或 油 面 下 降 时 , 应 瞬 时 动 作 于 信 号 ;当 产 生 大 量 瓦 斯 时 ,应 动 作 于 断 开 变 压 器 各 侧 断 路 器 。 当变压器安装处电源无侧无断路器或短路开关时,可动作于信号。 第 4.0.3 条 对 变 压 器 引 出 线 ,套 管 及 内 部 的 短 路 故 障 ,应 装 设 响 应 的 保 护 装置, 10MVA 及 以 上 的 单 独 硬 性 变 压 器 和 6.3MVA 及 以 上 的 并 列 运 行 变 压 器 , 应装设纵联差动保护 第 4.0.4 条 变 压 器 的 纵 联 差 动 保 护 应 符 合 下 列 要 求 : (1)应 能 躲 过 励 磁 涌 流 和 外 部 短 路 产 生 的 不 平 衡 电 流 。 (2)差 动 保 护 范 围 应 包 括 变 压 器 套 管 及 其 引 出 线 。 如 不 能 包 括 引 出 线时,应采取快速切除故障的辅助措施。 第 4.0.5 条 对 由 外 部 相 间 短 路 引 起 的 变 压 器 第 4.0.6 外 部 相 间 短 路 保 护 应 符 合 下 列 规 定 :三 线 圈 变 压 器 ,宜 装 于 主 电源侧和主符合侧。 第 4.0.10 条 高 压 侧 为 单 电 源 , 低 压 侧 无 电 源 的 降 压 变 压 器 , 不 宜 装 设 准们的零序保护。 4、 过 负 荷 保 护 装社于变压器一相上的过负荷信于装置,动作后延时给出信号,过负荷装 置保护动作时,仅给住信号感,引起值班人员的注意。过负荷信号装置的 动 作 时 间 应 比 同 一 设 备 之 过 电 流 保 护 的 最 长 动 作 时 间 长 , 般 取 9-10 秒 就 一 能满足要求。 供电系统继电保护配置情况 以下对矿区变电所继电保护装置情况做一下总体的介绍。 ( 1) 变 电 所 进 线 侧 断 路 器 设 定 时 限 过 流 保 护 ; ( 2) 主 变 压 器 设 置 瓦 斯 保 护 、 温 度 保 护 、 差 动 保 护 、 过 流 保 护 、 过 负荷保护等 5 种保护;
35

( 3) 6kV 母 联 保 护 由 变 压 器 的 后 备 保 护 来 实 现 , 设 置 限 时 速 断 保 护 , 作为配出线过流保护的后备, 用电流速断为配出线电流速断保护的后备; 采 ( 4)6kV 出 线 ,对 于 井 下 、变 电 所 附 近 的 低 压 变 压 器 以 及 较 长 的 线 路 设 置 速 断 保 护 和 过 流 保 护 ,过 流 保 护 的 动 作 时 间 为 3s;对 出 线 较 短 的 线 路 和电容器一般只设无时限的过流保护。 ( 5) 电 容 器 的 继 电 保 护 , 对 电 容 器 组 和 断 路 器 之 间 连 接 线 的 短 路 , 装设瞬时速断和定时限过流保护;内部故障采用熔断器保护,另外还有过 电压保护和低电压保护。 35kv 进 线 保 护 35KV 进 线 设 置 限 时 速 断 和 过 流 保 护 。 限时速断保护的整定计算 ( 1) 动 作 电 流 由 第 四 章 的 表 4-1 可 知 ,6KV 母 线 上 的 最 大 三 相 短 路 电 流 为 7.64kA,则 一次动作电流
) I op = k co I k(3max =1.2 × 7.64 ×

6 .3 =1.561 KA 37

限 时 速 断 保 护 的 接 线 方 式 采 用 V 型 接 线 , 接 线 系 数 k wc =1, 电 流 继 电 器 选 用 电 磁 型 继 电 器 , 返 回 系 数 k re =0.85, 但 限 时 速 断 无 须 考 虑 返 回 系 数 , 井 花 沟 矿 进 线 开 关 的 CT 变 比 为 200/5, 则 二 次 动 作 电 流 :

I op.r =

k wc 1 I op = × 1561 =39A k TA 40

由 计 算 ,选 用 电 磁 式 电 流 继 电 器 DL-20,电 流 整 定 范 围 为 12.5- 50A。
36

( 2) 灵 敏 度 检 验 查 表 3-1 可 知 , 35KV 母 线 上 的 最 小 二 相 短 路 电 流 为 4.21KA, 则

K lm =
( 3) 动 作 时 限 过流保护的整定计算 ( 1) 动 作 电 流

( ) I d2min 4.21 ? = =2.69>1.5 ′′ I dz 1.561

符合要求

t op = 0.5 s

该 站 的 总 负 荷 为 10000KVA, 则 进线的最大长时负荷电流为

I f ?max =
一次动作电流

S ca

3U N

=

10000 3 × 35

= 164 A

I

/// dz

=

K k/// K zq Kh

× I f max =

1.2 × 1.5 × 164 = 347.3 A 0.85

过流保护的接线方式是选用二相三继电器接线(可以提高远后备保护 的 灵 敏 度 ) 接 线 系 数 k wc =1, 选 用 电 磁 型 电 流 继 电 器 , 返 回 系 数 k re =0.85, , CT 变 比 为 200/5, 则 二 次 动 作 电 流 :

I op.r =

k wc 1 × I op = 347.3=8.68A k TA 40

由 计 算 , 选 用 DL-19 电 流 继 电 器 , 电 流 整 定 范 围 为 5- 20A ( 2) 灵 敏 度 检 验 a.近 后 备 灵 敏 度 检 验 查 表 3-1 可 知 , 35KV 母 线 上 的 最 小 二 相 短 路 电 流 为 4.21KA,则

K lm ( 进) =

I d ?min ?本末 I
/// dz

=
37

4210 = 12.1 >1.5 347.3

合格

b.远 后 备 灵 敏 度 检 验 查 表 3-1 可 知 , 6KV 母 线 上 的 最 小 二 相 短 路 电 流 为 6.11KA, 则

ks =
( 3) 动 作 时 间

2

? 6 .3 ? I (2 ) k min ? ? 347.3 = 21 > 1.2 3 ? 37 ?

合格

t op = 2 s

35kv 母 线 开 关 保 护 35kV 母 联 开 关 设 置 速 断 保 护 。 其 与 35kV 进 线 的 限 时 速 断 一 样 , 故 用 电 磁 式 电 流 继 电 器 DL- 20, 电 流 整 定 范 围 为 12.5- 50A。 灵 敏 度 校 验 也 同 35kV 进 线 限 时 速 断 校 验 一 样 , 校 验 合 格 。 主变器保护 主 变 压 器 设 置 瓦 斯 保 护 、温 度 保 护 、差 动 保 护 、过 流 保 护 、过 负 荷 保 护 等保护。 瓦 斯 保 护 按 常 规 保 护 ,即 重 瓦 斯 0.8m/s 时 动 作 于 调 闸 ,轻 瓦 斯 300cm 时动作于信号。 温 度 保 护 55 C 时 启 动 风 冷 , 85 C 时 动 作 于 信 号 。 主变差动保护 矿 区 35kV 变 电 所 主 变 压 器 是 三 台 S F L 1 — 1 0 0 0 0 / 3 5 变 压 器 , 连 接 组 为 Y/ ? - 11, 采 用 DCD- 2 型 差 动 继 电 器 保 护 。 网 络 参 数 : 35kV 母 线 归 算 至 平 均 电 压 为 37kV 的 最 大 运 行 方 式 三 相 短 路 电 流 为 5.571kA, 最 小 运 行 方 式 下 的 两 相 短 路 电 流 为 4.21kA; 6kV 母 线 归 算 至 平 均 电 压 为 6.3kV 的 最 大 运 行 方 式 三 相 短 路 电 流 为 7.64kA, 最 小 运 行 方 式 下 的 两 相 短 路 电 流 为 6.11kA。把 6kV 侧 短 路 参 数 归 算 到 35kV 侧 后 ,
38
0 0 2

最 大 运 行 方 式 三 相 短 路 电 流 为 7.64 × 6.3 37 = 1.3kA, 最 小 运 行 方 式 两 相 短 路 电 流 为 6.11 × 6.3 37 = 1.04 kA。 下 面 对 差 动 保 护 进 行 整 定 计 算 。 ( 1)计 算 变 压 器 各 侧 一 次 额 定 电 流 ,选 出 电 流 互 感 器 变 比 ,并 计 算 各 侧 电 流互感器二次回路额定电流,计算结果如下表。 各侧数值 名称 35kV 侧 各侧额定电流 A 接线方式 计算变比 选择变比 二次回路电流 A

I NT 1 = 10000

(

3 × 35 = 164

)

6kV 侧

I NT 2 = 10000

(

3 × 6.3 = 916

)

(

3 * 164 5 = 284 5

)

?

Y

916 5 1000 5 = 200
I w 2 = 916 200 = 4.58

300 5 = 60
I w1 = 284 60 = 4.7

首 先 确 定 基 本 侧 ,基 本 侧 是 指 继 电 器 中 差 动 线 圈 的 首 端( 正 极 性 ) 。由 上 表 可 以 看 出 ,35kV 侧 电 流 互 感 器 二 次 回 路 电 流 电 流 大 于 6kV 侧 ,因 此 确 定 35kV 侧 为 基 本 侧 。 ( 2)计 算 保 护 装 置 基 本 侧 一 次 动 作 电 流 ,按 躲 过 穿 越 性 故 障 时 的 最 大 不 平 衡 电 流 ( I dz1 ) 躲 过 变 压 器 空 载 投 入 或 故 障 切 除 后 电 压 恢 复 时 的 励 磁 涌 流 、 ( I dz 2 ) 躲 过 二 次 回 路 断 线 电 流 ( I dz 3 ) 三 个 条 件 计 算 , 取 其 最 大 者 为 基 、 本侧一次动作电流。以下进行计算。

I dz1 = k k (k tk ?I + ?U + ?f wc % )I k 3 max

= 1.3 × (1 × 0.1 + 0.05 + 0.05) × 1300 = 337.96
I dz 2 = 1.3I NT 1 = 1.3 × 164 = 213 A
I dz 3 = 1.3I f max = 1.3 × 164 = 213 A
由 以 上 计 算 ,应 按 躲 过 外 部 故 障 不 平 衡 电 流 的 条 件 ,选 用 35kV 侧 一 次 动 作 电 流 , I dz1 = 337.96 A
39

( 3) 确 定 差 动 线 圈 ( 基 本 侧 ) 匝 数 平 衡 线 圈 I、II 分 别 接 于 35kV 侧 及 6kV 侧 。计 算 基 本 侧( 35kV)继 电 器动作电流:

I dz? j? jb = (k jx I dz? jb ) ntA =
35kV 侧 工 作 匝 数

(

3 × 337.96 60 = 9.76 A
取 Wd′ = 6 匝

)

Wd′ = 60 9.76 = 6.15 匝

35kV 侧 继 电 器 实 际 动 作 电 流 为 I dz ? j ? jb = 6 = 10 A。 ( 4) 确 定 6kV 侧 平 衡 线 圈 的 匝 数

′ WbII =

IW 1 ? IW 2 4.7 ? 4.58 Wd = × 7 = 0.18 匝 IW C 4.58

′ 取 WbII = 0 匝

6kV 侧 继 电 器 的 实 际 动 作 电 流 为 I = 60 6 = 10 A ( 5) 计 算 由 于 实 用 匝 数 与 计 算 匝 数 不 等 而 产 生 的 相 对 误 差

?f =

Wb′∏ ? Wb ∏ 0.18 ? 0 = = 0.029 0.18 + 6 Wb′∏ + Wd

?f <0.05 且 相 差 很 小 , 故 不 用 核 算 动 作 电 流 。
( 6) 初 步 确 定 短 路 线 圈 抽 头 选 取“ c-c”抽 头 ,所 选 抽 头 是 否 合 适 ,应 在 保 护 装 置 投 入 运 行 时 ,变 压器空载投入试验确定。 ( 7) 校 验 最 小 灵 敏 度 按 最 小 运 行 方 式 下 , 6kV 侧 两 相 短 路 校 验

K min =
( 8) 差 动 保 护 计 算 结 果

I d min 1561 × 3 60 = = 4 .5 > 2 I dz 10

合格

有 以 上 计 算 , 主 变 压 器 选 用 差 动 保 护 , 短 路 线 圈 “ c- c” 差 动 线 圈 6 、 匝 ; 6kV 接 线 方 式 侧 Y 形 ,变 比 1000/5;35kV 接 线 方 式 侧 ? ,变 比 300/5;
40

主变过流保护 为了防止外部短路引起变压器线圈的过电流, 作为差动和瓦斯保护的 并 后 备 保 护 ,变 压 器 还 必 须 装 设 过 电 流 保 护 。过 电 流 保 护 动 作 应 躲 过 变 压 器 的 最大工作电流整定。 一次动作电流为:

I op =

k co 1.2 I L max = × 1.3 × 164 = 300.98 A k re 0.85
300.98 300.98 = = 5.016 A k TA 300 5

继电器动作电流为:

I op =

选 用 继 电 器 DL- 18, 2.5-10A 灵敏度校验:
) I k(2min . = 1248 300.98 = 4.16 > 1.5 ks = I op

符合要求。

1248A 为 变 压 器 二 次 侧 最 小 运 行 方 式 下 的 两 相 短 路 电 流 折 算 到 变 压 器 一 次 侧 的 电 流 值 。 动 作 时 限 整 定 为 3s。 主变过负荷保护 变压器过负荷大都是三相对称的,所以过负荷保护可采用单电流继电 器接线方式,经过一定延时作用于信号,保护装置的动作电流按躲过变压 器额定电流整定。 一次动作电流为:

I op.ol =
继电器动作电流:

k co I NT 1.05 × 164 = = 202.58 A k re 0.85

41

I op =

I op.ol kTA

=

202.58 = 3.38 A 300 5

动 作 时 限 整 定 为 10s, 选 用 继 电 器 DL- 17, 1.5-6A。 6kv 母 联 保 护 6kV 母 联 保 护 设 置 限 时 速 断 保 护 。 一次动作电流:
) I op = I k(2min 1.5 = 6.11 1.5 = 4073 A .

二 次 动 作 电 流 ( 6kV 母 联 开 关 CT kTA = 600/5, k wc = 1 ) :

I op.r =

k wc 1 I op = × 4073 = 33.94 A kTA 120

选 用 电 磁 式 电 流 继 电 器 DL- 20, 电 流 调 节 范 围 12.5- 50A。 各 6kv 出 线 保 护 以 主 井 提 升 机 为 例 , 对 6kV 出 线 保 护 进 行 说 明 。 主 井 提 升 机 设 置 速 断 保护和过流保护,具体选型和校验如下。 ( 1) 设 置 速 断 保 护 : 一 次 动 作 电 流 I op
) I k(2min 5.73 . = = = 3.82 kA 1 .5 1 .5

继电器动作保护电流

I op =

3.82 = 47.75 A 400 5

由 计 算 , 选 用 继 电 器 DL- 20, 12.5-50A 。 ( 2) 过 流 保 护 :

42

一次动作电流

I op =

k co k ol 1.2 × 3 × 233 I ca = = 986 A k re 0.85
I op = 986 = 12.33 A 400 5

继电器动作电流

动 作 时 限 整 定 为 1.5s, 选 用 继 电 器 DL- 19, 5-20A。 ( 3) 灵 敏 度 校 验

ks =

) I k(2min 5.73 × 10 3 . = = 5.81 > 1.5 所 选 符 合 条 件 。 I op 986

( 4) 最 终 计 算 选 择 结 果 如 下 表 5-1: 表 5-1 主 井 提 升 机 下 线 保 护 继电 接线 设备 方式 方式 号 47.75 速断 主井 V形 回路 过电 流 12.33 1.5s A 400/5 DL-19 5-20A A 0s 400/5 DL-20 A 12.5-50 保护 定值 时间 变比 器型 范围 继电器

以 上 只 对 6kV 出 线 ,主 井 回 路 保 护 进 行 了 详 细 的 计 算 ,对 其 它 6kV 各 出 线 , 不 再 给 出 详 细 计 算 , 可 查 表 5-2 给 出 。

表 5-2 接 保护 设备 线 方式 方 定值

6kV 出 线 保 护 汇 总 时 变比 间 继电器型号 围 继电器范

43



400/ 速断 主井 V形 提升 过电 12.33A 流 速断 地面 V形 低压 过电 12.07A 流 速断 扇风 V形 机 1 过电 8. 18A 流 速断 副井 V形 提升 过电 12.33A 流 速断 扇风 V形 机 2 过电 8. 18A 流 s 5 1.5 300/ DL-18 5-10A 50.67A s 0s 5 5 300/ DL-21 25-100A 1.5 400/ DL-19 5-20A 47.75A s 0s 5 5 400/ DL-20 12.5-50A 1.5 300/ DL-18 5-10A 49.94A s 0s 5 5 300/ DL-20 12.5-50A 1.5 300/ DL-19 5-20A 65.3A s 0s 5 5 300/ DL-21 25-100A 1.5 400/ DL-19 5-20A 47.75A 0s 5 DL-20 12.5-50A

44

400/ 速断 机修 V形 厂 过电 6. 35A 流 速断 电抗 V形 器 过电 10. 6A 流 速断 洗煤 V形 厂 过电 9. 12A 流 速断 压风 V形 机 过电 18.21A 流 速断 综采 V形 车间 过电 7. 9A 流 速断 排水 V形 泵 过电 8. 67A 流 s
45

47.72A

0s 5 1.5 s 150/

DL-20

12.5-50A

DL-18 5 300/ DL-21 5 1.5 s 300/ DL-19 5 300/ DL-21 5 1.5 s 300/ DL-18 5 300/ DL-21 5 1.5 s 150/ DL-19 5 300/ DL-21 5 1.5 s 150/ DL-18 5 300/ DL-21 5 1.5 300/ DL-18 5

5-10A

67.78A

0s

25-100A

5-20A

63A

0s

25-100A

5-10A

65.56A

0s

25-100A

5-20A

63.21A

0s

25-100A

5-10A

60.33A

0s

25-100A

5-10A

注:电抗器数量为 2 个,下井电缆为 4 根。

46

第七章 防雷保护设计
一、变电所的防雷装置 1、 型 式 选择避雷器时,应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。 阀型避雷器的应用 型号 FZ FCZ 型式 变电站用普 通阀型 变电站用磁 吹阀型 1、 330KV 及 需 要 限 制 操 作 过 电 压 的 220KV 及 以 下 配 电装置; 2、 降 低 绝 缘 的 配 电 装 置 ; 3、 布 置 场 所 特 别 狭 窄 或 高 烈 度 地 震 区 ; 4、 某 些 变 压 器 的 中 性 点 。 注:配电装置中包括变压器。 2、 额 定 电 压 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 二、防雷保护设计 1、 变 电 所 的 防 雷 保 护 ( 1)直 击 雷 防 护 在 变 电 所 屋 顶 装 设 避 雷 针 或 避 雷 带 ,并 引 入 两 根 接 地 线 与变电所公共接地装置相连。 变电所为独立式,在其外面的适当位置装设独立避雷针,其装设的高 度应使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直 击雷防护范围以内是,则可不另设独立避雷针。按规定,独立避雷针的接 地 装 置 接 地 电 阻 RE ≤ 10 ? 。 通 常 采 用 3~6 根 长 2.5m, φ 50mm 的 钢 管 , 在 装 避 雷 针 的 杆 塔 附 近 作 一 排 或 多 边 形 排 列 ,管 间 距 离 5m,打 入 地 下 ,管 顶 距 地 面 0.6m 。 接 地 管 间 用 40mm × 4mm 的 镀 锌 扁 钢 焊 接 相 连 。 引 下 线 用 25mm×4mm 的 镀 锌 扁 钢 , 下 与 接 地 体 焊 接 相 连 , 并 与 装 避 雷 针 的 杆 塔 及 其 基 础 内 的 钢 筋 相 焊 接 ,上 与 避 雷 针 焊 接 相 连 。避 雷 针 采 用 φ 20mm 的 镀 锌 圆 钢 , 长 1~1.5m。 独 立 避 雷 针 的 接 地 装 置 与 变 电 所 公 共 接 地 装 置 应 有 3m 以 上距离。
47

适用范围 3~ 220KV 发 电 厂 、 变 电 所 的 配 电 装 置

( 2) 雷 电 侵 入 波 的 防 护 ① 在电源进线的终端杆上装设阀式避雷器。引下线与公共接地网焊接 相连,上与避雷器接地端螺栓相连。 ② 在高压配电室内装设有开关柜,其中配有避雷器,靠近主变压器。 主变压器主要靠此避雷器来保护,防护雷电侵入波的危害。 2、 本 设 计 的 发 电 机 和 主 变 处 所 用 的 避 雷 器 选 用 普 通 阀 型 避 雷 器 FZ 型 。 具体配置为: 1、 在 发 电 机 的 出 处 装 避 雷 器 , 防 止 发 电 机 出 口 出 现 过 电 压 。 2、 在 主 变 的 变 压 器 装 避 雷 器 , 防 止 主 变 的 高 压 侧 出 现 过 电 压 。 3、 在 变 压 器 中 性 点 处 装 避 雷 器 , 防 止 变 压 器 中 性 点 处 出 现 过 电 压 。 4、 在 电 压 互 感 器 的 进 线 端 装 避 雷 器 : 防 止 进 线 出 现 过 电 压 。

防雷保护及措施

变电所的防雷 变电所的防雷设计原则 变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护 试验方便,在此前提下,力求经济合理的原则。 变电所主要防雷设备 防止雷电直击的主要设备有避雷针、避雷线;防止雷电波沿架空线路 侵 入 电 气 设 备 和 建 筑 物 内 部 的 主 要 设 备 有 避 雷 器 等 。避 雷 针 有 单 支 、多 支 , 等高和不等高之分;避雷器有阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。

48

防雷设计基本经验 (1) 在 作 防 雷 保 护 设 计 前 , 应 到 当 地 气 象 部 门 了 解 最 新 的 当 地 年 平 均 雷暴日数和年平均雷暴次数,以便确定设计标准。 (2) 根 据 开 关 场 布 置 形 式 ,确 定 避 雷 针 的 个 数 、高 度 。如 箱 式 变 电 站 , 因占地面积较小,可采用高度较高的单支避雷针,以求降低工程造价的目 的 。 如 35kV、 6kV 设 备 均 在 户 外 , 设 备 布 置 为 水 平 排 列 , 尽 量 选 多 个 高 度 低些的等高的独立避雷针,以求布置均称,整体美观的效果。 (3) 充 分 利 用 进 线 终 端 杆 的 高 度 , 设 计 安 装 避 雷 针 。 (4) 选 择 两 支 避 雷 针 时 , 两 针 距 离 与 避 雷 针 高 度 之 比 不 宜 大 于 5。 (5) 避 雷 针 与 主 变 压 器 应 尽 量 保 持 15~ 20m 的 距 离 , 避 免 对 主 变 压 器 的逆闪络和逆变换电压。 (6) 应 充 分 考 虑 跨 步 电 压 的 危 险 。 建 议 避 雷 针 距 主 控 室 的 距 离 不 宜 小 于 10m, 独 立 避 雷 针 距 道 路 应 在 3m 以 上 。 (7) 接 地 电 阻 必 须 符 合 各 种 规 程 、 规 范 的 要 求 。 (8) 在 设 计 标 准 和 设 备 选 型 应 考 虑 留 有 适 当 的 裕 度 。 变电所的防雷设计 防止雷电直击的主要设备是避雷针,避雷针由接闪器和引下线、接地 装置等组成。 避雷针位置的确定,是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电 所设备平面布置图的情况而确定,避雷针的初步选定安装位置与设备的电

49

气距离应符合各种规程规范的要求,初步确定避雷针的安装位置后,再根 据下列公式进行计算,校验是否在保护范围之中。 露天的变电所建筑和电气设备通常用避雷针或避雷线防止直击雷,用 避雷器防止由线路侵入的雷电波对变电所内的电气设备造成破坏。 ( 1) 避 雷 针 避雷针的组成要素:接闪器、引下线、接地体。

避雷针的保护范围以它对直击雷所保护的空间来表示。单支避雷针的 保护范围如图 1 所示。图中:

图 7-1 h- 避 雷 针 高 度 hx- 被 保 护 物 高 度 ; h α - 避 雷 针 的 有 效 高 度 , h α = h- h x ; rx- 对 应 hα 的 避 雷 针 有 效 保 护 半 径 。
50

rx 的 计 算 方 法 : 当 h x ≥ h/2 时 , 当 h x < h/2 时 ,

rx = (h ? h x ) p = hα p rx = (1.5h ? 2h x ) p

( m) ( m)
- 1) (7

式 中 , h- 避 雷 针 高 度 ; hα - 避 雷 针 的 有 效 高 度 ; p- 高 度 影 响 系 数 , h≤ 30m 时 为 1, 30< h≤ 120m 时 为 5.5 / h 。 两支或两支以上避雷针的保护范围计算方法可以参考相关设计手册。 本次《供电技术课程设计》要求在总降压变电站根据户内外配电装置 和 建 筑 的 面 积 和 高 度 , 设 计 3 支 避 雷 针 以 防 御 直 击 雷 。 一 支 为 25m 独 立 避 雷 针 , 外 两 支 为 置 于 户 内 配 电 装 置 建 筑 物 边 缘 的 15m 高 的 附 设 式 避 雷 针 。 另 要求保护整个变电所不受直接雷击。 ( 2) 避 雷 线 单 根 避 雷 线 的 保 护 范 围 如 图 7-2 所 示 。

图 7-2 单 根 避 雷 线 的 保 护 范 围
51

其 保 护 范 围 rx 为 : 当 h x ≥ h/2 时 , 当 h x < h/2 时 ,

rx = 0.47(h ? hx ) p rx = (h ? 1.53hx ) p

( m) ( m)
( 7- 2)

式 中 各 参 数 意 义 见 式 ( 7- 1) 。 ( 3) 避 雷 器 常用的避雷器有: 管型避雷器 阀型避雷器 氧化锌避雷器 避雷器用于限制由线路侵入的雷电波对变电所内的电气设备造成过电 压 ,其 一 般 装 设 在 各 段 母 线 与 架 空 线 的 进 出 口 处 。避 雷 器 与 被 保 护 设 备 的 距 离 愈 近 愈 好 ,并 装 在 冲 击 波 侵 入 方 向 。必 要 时 用 下 式 计 算 允 许 的 最 大 保 护 距 离。

Lmax ≤

(U jef ? U chf )v 2α

( m)

式 中 , L m a x - 避 雷 器 与 被 保 护 设 备 的 最 大 保 护 距 离 , m; α - 冲 击 波 波 头 陡 度 , 对 6~35kV 系 统 取 150 ~ 300kV / ?s ; v- 雷 电 冲 击 传 播 速 度 , 300m / ?s ; U c h f - 避 雷 器 冲 击 放 电 电 压 , kV; U j c f - 被 保 护 设 备 的 绝 缘 冲 击 耐 压 值 , kV。 如 缺 乏 相 关 数 据 , 可 按 5 倍额定电压计算。

52

图 7-3

单 体 避 雷 器 的 保 护 面 积 为 572 m

2

本 变 电 站 有 三 根 避 雷 针 ,高 度 都 为 25 米 ,其 中 每 两 根 之 间 的 保 护 范 围外测,可按两根时计算。 1# - 2# 2# - 3# 距离 距离 47 米

32 米 距离 33 米

3# - 1# 保 护 物 的 高 度 为 h x =12 米 当 h x < h/2 时 ,

rx = (1.5h ? 2h x ) p

= 13.5m

三 只 避 雷 针 的 保 护 范 围 见 图 7-3 所 示 。 二、变电所的接地设计 如 果 变 电 所 接 地 设 计 不 合 理 ,可 能 造 成 接 地 系 统 局 部 电 位 超 过 安 全 值 规定,给运行人员的安全带来威胁,还可能因反击对低压或二次设备以及 电缆绝缘造成损坏,使高压窜人控制保护系统、变电所监控和保护设备会
53

发生误动、拒动,酿成事故,甚至因此而扩大事故,有时会带来巨大的经 济损失和社会影响。同时,由于电力系统的发展扩大,接地短路电流越来 越大、所区土壤电阻率越来越大,这就给变电所接地设计和施工造成了困 难。针对这些情况,文章就如何作好变电所接地设计,使其达到安全运行 的要求进行了探讨。 1、 设 计 原 则 由 于 变 电 所 各 级 电 压 母 线 接 地 故 障 电 流 越 来 越 大 ,在 接 地 设 计 中 要 满 足 电 力 行 业 标 准 DL/ T 621-1997《 交 流 电 气 装 置 的 接 地 》 中 第 5.1.1 条 要 求 及 R≤ 2000 / I 是 非 常 困 难 的 。 现 行 标 准 对 接 地 电 阻 值 规 定 要 放 宽 到 5Ω ,但 是 放 宽 是 有 附 加 条 件 的 ,这 就 是 需 要 满 足 接 地 标 准 的 相 关 规 定 ,根 据 工 程 的 具 体 条 件 , 在 不 超 过 5Ω 的 某 一 个 范 围 内 都 是 合 格 的 。 这 就 为 我 们接地设计和施工增加了灵活性,不必在变电所的接地工程中花费巨额投 资 , 追 求 0.5Ω 的 接 地 电 阻 值 。 所 以 , 现 行 标 准 并 没 有 降 低 对 接 地 网 整 体 性的要求,而是对接地网的安全性要求更高更全面了,这就是接地设计必 须遵循的原则和运行对接地网的考核要求。 2、 简 单 接 地 设 计 接 地 设 计 一 般 可 分 为 方 格 地 网 、不 等 间 距 地 网 或 者 通 过 降 低 接 地 电 阻 措 施 来 达 到 接 地 目 的 , 为 本 设 计 中 35kv 供 电 系 统 , 做 简 单 的 接 地 设 计 , 作 可 一般采用方格网接地。 方格地网 方 格 地 网 的 设 计 简 单 ,但 因 为 接 地 网 边 缘 部 分 的 导 体 散 流 大 约 是 中 心 部 分 的 3-4 倍 , 因 此 , 方 格 地 网 边 缘 部 分 的 电 场 强 度 比 中 心 部 分 高 , 电 位
54

梯度较大,整个地网的电位分布不均匀,接地钢材用量多,经济性差。在 220 kV 及 以 下 的 变 电 工 程 中 , 缺 点 不 太 突 出 。 在 500 kV 变 电 所 采 用 方 格 网 ,上 述 缺 点 的 表 现 十 分 明 显 ,建 议 500 kV 变 电 所 的 接 地 网 不 采 用 方 格 地 网。

55

结束语
在 设 计 过 程 中 ,秉 着 严 谨 认 真 的 态 度 , 介 绍 了 设 计 此 方 案 所 要 进 行 的 各 个部分,有短路的计算,设备的选择,变电所类型的确定。此外,还有二 次回路保护的设计以及接地装置的设计。 在 这 次 的 设 计 中 ,查 阅 了 大 量 的 文 献 资 料 ,和 同 学 老 师 讨 论 相 关 的 知 识 和问题,使我进一步熟悉和掌握了变电站设计的有关内容,同时也提高了 信息资料的运用能力。并且进一步培养和提高了运用所学知识解决实际问 题的能力和创新精神,锻炼了自主学习、独立工作和团结协作的能力,端 正了学习态度,树立了严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风,为我 更好地适应以后的工作了坚实基础。 但 是 ,由 于 我 的 水 平 有 限 ,设 计 写 的 较 肤 浅 ,如 有 错 误 和 不 当 之 初 ,肯 请老师能给以指导。

56

参考文献 [1] 黄 纯 华 、 葛 少 云 编 著 .工 厂 供 电 , 天 津 大 学 出 版 社 , 2001 [2] 王 崇 林 、 邹 有 明 主 编 .供 电 技 术 . 煤 炭 工 业 出 版 社 , [3] 尹 克 宁 编 著 .电 力 工 程 . 中 国 电 力 出 版 社 , 2005 [4] 姚 春 球 主 编 . 发 电 厂 电 气 部 分 . 中 国 电 力 出 版 社 , 2003 [5] 崔 景 岳 等 编 著 . 煤 矿 供 电 . 煤 矿 工 业 出 版 社 , 1988 [6] 孙 国 凯 等 编 著 . 电 力 系 统 继 电 保 护 原 理 [7] 李 景 恩 等 编 著 . 矿 井 供 电 中 国 水 利 水 电 出 版 社 2002 1996

煤 炭 工 业 出 版 社 , 1996

[8]电 力 工 程 电 气 设 计 手 册 . 水 利 水 电 出 版 社 , 1987 [9]谢 秀 颖 等 主 编 . 电 气 照 明 技 术 , 2003 [10]于 健 明 等 主 编 . 供 电 技 术 , 机 械 工 业 出 版 社 2008 [11]熊 信 银 等 主 编 . 电 气 工 程 基 础 , 华 中 科 技 大 学 出 版 社 2005 [12]赵 学 泉 等 主 编 . 电 源 电 路 , 电 子 工 业 出 版 社 1995

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