10kV變電所一次部分及二次回路設(shè)計“免費論文}
10kV變電所一次部分及二次回路設(shè)計 
摘要
本文為10kV變電所一次部分設(shè)計及二次回路設(shè)計。包括變電所主接線方案的確定、短路電流計算、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、防雷與接地設(shè)計、二次回路方案及繼電保護的選擇。
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)備圖形符號和文字符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(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，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動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，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較后方可確定。
1.1 設(shè)計主接線的原則
采用分段單母線或雙母線的110～220kV配電裝置，當斷路點不允許停電檢修時，一般需設(shè)置旁路母線。對于屋內(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，因為重要用戶多系雙回路供電，且斷路器檢修時間短，平均每年約2～3天。如線路斷路器不允許停電檢修時，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，對于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨供電，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。
對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應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。若能滿足繼電保護要求時，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、 短路電流的計算
要選擇和校驗電器，必須先對線路進行短路計算。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。
(1) 短路對電力系統(tǒng)的危害
①短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；
②短路時電壓要驟降，嚴重影響電氣設(shè)備的運行；
③短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失很大；
④嚴重的短路要影響電力系統(tǒng)的運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列；
本次設(shè)計采用的是歐姆法進行短路計算。
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 短路計算電路
(2) 短路計算結(jié)果見表2.1所示
表2.1 短路計算表
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，應等于或大于負載的長時最大工作電流。
(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" />應與接入電網(wǎng)的.電壓U1相適應。
(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)備與線路在檢修時與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無滅弧裝置，和熔斷器配合使用。
隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓，長時最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。
3. 2 低壓配電屏的選擇
本設(shè)計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，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，可以通斷線路正常的負荷電流，也可以進行短路保護。
高壓開關(guān)柜上面的高壓母線，通常采用LMY型硬鋁母線，對于主變壓器容量在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
選擇好高壓開關(guān)柜和柜內(nèi)的高壓設(shè)備，可對選用的電器設(shè)備進行校驗。
5.1 高壓開關(guān)柜中高壓電器的校驗
ZN63-10/630型真空斷路器的校驗見表5.1所示。
表5.1 ZN63-10/630校驗表
5.2 低壓開關(guān)柜中低壓電氣設(shè)備的校驗
(1) DW10型低壓斷路器的校驗見表5.2所示。
表5.2 DW10校驗表
6、 繼電保護的選擇
對于高壓側(cè)為6～10kV的變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大于0.5～0.7s時，還應裝設(shè)電流速斷保護。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)定應裝設(shè)瓦斯保護(又稱氣體繼電保護)。容量在400kV·A及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時(通稱“輕瓦斯”)，動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時(通稱“重瓦斯”)，一般均動作于跳閘。
在本設(shè)計中，根據(jù)要求裝設(shè)過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護。對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側(cè)：
(1) 對于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)。
(2) 除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。
(3) 保護裝置對各側(cè)母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。
7、 防雷與接地的設(shè)計
7.1 防雷設(shè)計
避雷器的接地端應與變壓器低壓側(cè)中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進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
凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處的電線桿進行接地，可以達到重復接地的目的，每個電纜頭均要接地。
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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