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10kV變電所一次部分及二次回路設(shè)計(jì)“免費(fèi)論文}
10kV變電所一次部分及二次回路設(shè)計(jì) 
摘要
本文為10kV變電所一次部分設(shè)計(jì)及二次回路設(shè)計(jì)。包括變電所主接線方案的確定、短路電流計(jì)算、低壓配電屏、高壓開關(guān)柜的選擇、高低壓電氣設(shè)備的校驗(yàn)、防雷與接地設(shè)計(jì)、二次回路方案及繼電保護(hù)的選擇。
1、 變電所主接線方案的選擇
電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。
1.1 設(shè)計(jì)主接線的原則
采用分段單母線或雙母線的110～220kV配電裝置，當(dāng)斷路點(diǎn)不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁路母線。對(duì)于屋內(nèi)配電裝置或采用SF6全封閉電器的配電裝置，可不設(shè)旁母。35～6kV配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)橹匾脩舳嘞惦p回路供電，且斷路器檢修時(shí)間短，平均每年約2～3天。如線路斷路器不允許停電檢修時(shí)，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。6～10kV配電裝置，可不設(shè)旁路母線，對(duì)于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨(dú)供電，以及不允許停電的單母線，分段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母線，采用雙母線6～10kV配電裝置多不設(shè)旁路母線。
對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。
1.2 主接線方案選擇
根據(jù)具體的負(fù)荷及變壓器等相關(guān)設(shè)備的參數(shù)，確定該變電所高壓采用單母線、低壓采用單母線分段的主接線方式。
2、 短路電流的計(jì)算
要選擇和校驗(yàn)電器，必須先對(duì)線路進(jìn)行短路計(jì)算。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。
(1) 短路對(duì)電力系統(tǒng)的危害
①短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；
②短路時(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的運(yùn)行；
③短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失很大；
④嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；
本次設(shè)計(jì)采用的是歐姆法進(jìn)行短路計(jì)算。
600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-5531.png" width="460" height="183" />
圖2.5 短路計(jì)算電路
(2) 短路計(jì)算結(jié)果見表2.1所示
表2.1 短路計(jì)算表
3、低壓配電屏的確定
3.1 低壓電器的選擇條件
(1) 低壓斷路器的選擇
①按工作環(huán)境選擇
根據(jù)使用地點(diǎn)的條件選擇，如戶內(nèi)式、戶外式，若工作條件特殊，尚需選擇特殊型式(如隔爆型)。
②按額定電壓選擇
低壓斷路器的額定電壓，應(yīng)等開或大于所在電網(wǎng)的額定電壓。
③按額定電流選擇
低壓斷路器的額定電流，應(yīng)等于或大于負(fù)載的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流。
(2) 電壓互感器的選擇
一次額定電壓的選擇，電壓互感器一次額定電壓600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21153.png" width="29" height="25" />應(yīng)與接入電網(wǎng)的電壓U1相適應(yīng)。
(3) 低壓隔離開關(guān)的選擇
它的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，和熔斷器配合使用。
隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓，長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。
3. 2 低壓配電屏的選擇
本設(shè)計(jì)選擇固定式低壓配電屏PGL2型。
4、 高壓開關(guān)柜的選擇
本次設(shè)計(jì)，變壓器容量為630kVA，電壓比10/0.4kV。選用手車式開關(guān)柜KYN28—12(Z)。裝有ZN63-10型真空斷路器1個(gè)，可以通斷線路正常的負(fù)荷電流，也可以進(jìn)行短路保護(hù)。
高壓開關(guān)柜上面的高壓母線，通常采用LMY型硬鋁母線，對(duì)于主變壓器容量在1250kVA，及以下的變電所，高壓母線一般采用LMY-40600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-22893.png" width="13" height="14" />4的規(guī)格。本變電所變壓器630kVA，因此可采用LMY-3(40600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-12115.png" width="13" height="14" />4)的高壓母線。
5 高、低壓電器的校驗(yàn)
選擇好高壓開關(guān)柜和柜內(nèi)的高壓設(shè)備，可對(duì)選用的電器設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。
5.1 高壓開關(guān)柜中高壓電器的校驗(yàn)
ZN63-10/630型真空斷路器的校驗(yàn)見表5.1所示。
表5.1 ZN63-10/630校驗(yàn)表
5.2 低壓開關(guān)柜中低壓電氣設(shè)備的校驗(yàn)
(1) DW10型低壓斷路器的校驗(yàn)見表5.2所示。
表5.2 DW10校驗(yàn)表
6、 繼電保護(hù)的選擇
對(duì)于高壓側(cè)為6～10kV的變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kV·A及以上的油浸式變壓器和400kV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)(又稱氣體繼電保護(hù))。容量在400kV·A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)(通稱“輕瓦斯”)，動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)(通稱“重瓦斯”)，一般均動(dòng)作于跳閘。
在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：
(1) 對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)。
(2) 除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。
(3) 保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開的各側(cè)斷路器。
7、 防雷與接地的設(shè)計(jì)
7.1 防雷設(shè)計(jì)
避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。
7.3 接地設(shè)計(jì)
凡是與架空線路相連的進(jìn)出線，在入戶處的電線桿進(jìn)行接地，可以達(dá)到重復(fù)接地的目的，每個(gè)電纜頭均要接地。
按規(guī)定10kV配電裝置的構(gòu)架，變壓器的380V側(cè)中性線及外殼，以及380V電氣設(shè)備的金屬外殼等都要接地，其接地電阻要求600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-4126.png" width="62" height="24" />。
6根直徑50mm的鋼管作接地體，用40mm600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-17876.png" width="13" height="14" />4mm的扁鋼連接在距變電所墻腳2m，打入一排600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-25586.png" width="28" height="22" />50mm，長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體。每隔5m打入一根，管間用40mm600)makesmallpic(this,600,1800);' src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-4683.png" width="13" height="14" />4mm的扁鋼連接。接地裝置所用材料見表7.1所示。
表7.1 接地裝置材料表
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