发电站变电站自学知识理解1218资料.docx
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发电站变电站自学知识理解1218资料
本笔记作主要是自学及请教知识的总结笔记,在设计事件中设计该部分后,及时的记录设计的经验和思考,便于以后的设计查阅和知识的系统积累.
一部分电气总的布置及主接线
一.主接线的方式选择
主接线方式应充分的考虑变电站、高压配电装置的运行方式和要求,考虑接线方式的可靠性是否满足变电站重要性要求的同时,从经济和保护配置的方便性上尽量简化接线,保证主接线操作方便,减少误操作的可能性;
同时短路计算,短路电流是否过大,若过大可以改变主接线方式,或者加限流电抗器、或者选择较大阻抗的变压器。
1.A配电装置的接地刀闸的配置规范,母线接地刀配置的数量根据电磁感应的强度;
B110kv~220kv的母线PT和避雷器共用一个隔离开关(双地刀),没有配置熔断器,35kv及其一下的配置了熔断器;
CGIS配电装置的出线回路出线侧和母线接地刀应采用具有关合稳定电流能力的快速接地开关(一般只有出线侧的为快速接地开关,1.防GIS内部故障爆炸,2.断感应的潜供电流),外壳应多点接地;
D220KV母线不利用PT的接地开关而是单独设置的考虑方式?
(通过计算电磁感应的强度,再确定的设置数量和位置,一般是双母线的情况,一条母线运行对另一台母线影响较大)
E变电站、火电站中压开关柜内的每一条馈线都设置了地刀,有的进线也设置了接地开关;变电站的开关柜中设置了带电指示器,火电站中没有设置。
2.布置上,使道路和电缆(低压、控制)最短,不同等级线路不架空交叉。
3.A凡是装有断路器的回路均装设电流互感器;
B电流互感器的组数和用处(根据二次的需要配置):
220kV出线,6组,5P20一套线路保护、5P20二套线路保护及故障录波合用、5P20一套母线保护、5P20二套母线保护、0.5测量、0.2电度;
110kV主变,4~5组,5P20差动保护、5P20主变后备保护与故障录波合用、0.5测量、0.2计量;
110kV出线,4~5组,5P20保护(距离保护、保护自算零序电流保护)、5P20故障录波、0.5测量、0.2计量;
35kV出线,3组,5P20保护、0.5测量、0.2计量;
35kV母联,2组,5P20保护、0.5测量;
10kV出线,3组,5P20保护、0.5测量、0.2计量;
10kV母联,2组,5P20保护、0.5测量;
综合来看,需要根据该部分需要配置什么保护、是否要计量;录波一般在110kv及以上线路和主变压器、高压厂用变、发电机使用,测量是都需要,录波可以和次要的保护合用一组线圈,要么独用。
C当条件受限时,测量和保护、测量和自动装置可共用电流互感器一个绕组,保护或自动装置安装在前。
D电流互感器安装在断路器的线路侧或者主变侧,绕组之间尽量保证保护的交叉,保护用靠近电流来的一侧、计量靠近设备侧、测量等放在中间;
E电流互感器在3kv~10kv采用两相或三相,要根据具体的工程来确定,两相更经济、三相更可靠;(见笔记本)
4.A电压互感器的组数和用处(根据二次的需要配置):
110kV母线PT,3组,3P开口三角形(零序)、0.5保护和测量、0.2计量;
35kV母线PT,3组,3P开口三角形(零序)、0.5保护和测量、0.2计量;
10kV母线PT,3组,3P开口三角形(零序)、0.5保护和测量、0.2计量;
110kV线路PT(单相TYD),2组,线路保护(距离保护)、线路测量;
10kV~35kV线路PT(单相),1组,线路测量和同期;
B当条件受限时,测量和保护、测量和自动装置可共用电压互感器一个绕组,选用保护级别,保护装置或自动装置在前。
C是否使用线路PT看是否检测对面有压、同期时使用,若为单侧电源可以不设;110kv及以上的通常在A相设置电容式电压互感器(无隔离开关);35kv及以下的常设单相浇注式PT;
5.接地方式
A110kv及以上的通常采用直接接地方式,110kv~220kv可以部分接地部分不接地运行,330kv及550kv系统必须全部接地运行;绝缘有全绝缘(中性点的绝缘水平与系统一样)和分级绝缘(中性点绝缘比系统低一个等级);中性点上安装了放电间隙,当系统以有效接地方式运行单相接地时,其不放电,当系统为不接地运行单相接地时,其放电,防止工频过电压。
B10kv~3kv、35kv、66kv通常不接地或经消弧线圈接地,要根据接地电容电流的大小(通常10A)来确定接地方式(《设计手册》、《过电压保护和绝缘配合》规程P1),在变电站和电厂中一般安装过补偿来确定。
C400v通常直接接地,引出中线,保证负荷不平衡时电压的平衡和相电压的使用。
D如果变压器没有中性点或没有引出,采用专用接地变压器(有的工程通常将接地和站用和在一起)。
E发电厂中,发电机电压的消弧线圈可安装在发电机的中性点上,也可安装在厂用变的中性点上;当发电机与变压器为单元连接时,消弧线圈应安装在发电机中性点上。
6.变压器的绕组,见笔记本的总结
7.A0.4kv~35kv配电变压器的两侧均应装避雷器保护,110kv及以上的进变压器侧也安装了避雷器;
B0.4kv~35kv出线柜安装避雷器,110KV及以上出线根据重要性安装,一般情况均在进线侧安装了避雷器;
C母线均安装了避雷器,与PT安装在一起;
9.断路器的设置要根据运行方式的可靠性和有效的断开故障段、减少停电出发,如:
厂用电的工作段进线就要设置断路器,在备用电投入后,才能有效的保证切除故障和利用备用,而备用的进线可以不用断路器,
内桥接线的备自投闭锁问题:
具体分析见论文。
10.电容补偿装置
A电容补偿装置分为直接供电的末端变压器的补偿计算和枢纽变电站、地区性变电站的补偿计算;
末端变压器补偿:
母线上负荷所需补偿和变压器所需补偿之和
枢纽变和地区性变:
按经济无功负荷确定补偿、按提高变电站母线电压补偿、按降低线路损耗补偿、统计法补偿
B当缺资料时,对35~110kv变电站按主变容量的10%~30%补偿
C6、10、KV的补偿单组一般选2000、3000、6000kvar,380v的补偿单组2000kvar以下,35kv一般选10000、15000、20000kvar。
D电容补偿配的电抗器:
3次,12%~13%;5次,4.5%~5%;7次,2.5%~3%
E该部分的总结见笔记本总结
F
.
1.1电网的110kv变电站的母线A有其他的出线时,其母线的潮流与电网密切相关,潮流方向不定。
A母线电压的确定要由电网的总体潮流计算确定,一般由电网完成,或者由设计单位在做变电站的可研时完成,同时主变容量也在可研阶段研究完成,或者根据电网的规划确定。
主变的调压分接头范围根据求得的A母线电压范围来确定。
该站的电容补偿一般作变压器的无功补偿,按主变的10%~30%补偿,若系统对该站的补偿有着特殊的要求时,会对补偿提出要求,补偿装置根据适中的大小分组(一般为2组),母线B的电压值由变压器分接头选择和电容补偿来保持要求值,电网变电站的补偿量和分接头的选择由系统的调度确定。
1.2当110kv为终端站时,潮流只有从上级流入A母线,取得上级110kv母线的电压范围,求取A母线的电压范围,再求取主变的调压范围。
2.1企业终端的35kv变电站:
取得A母线上级35kv母线电压的范围,推算出A母线电压范围,选取主变的调压范围。
该站的电容补偿在B母线上一般作主变的无功补偿,其他的下级负荷补偿在就地400V母线进行补尝,使功率因素达到电力公司的规定值。
G.电力系统设计手册说明:
H.仅对变压器的无功损耗进行补偿,大概为变压器的10%;如果下面的负荷功率因素总体来说在0.85左右,要保证变压器的高压侧的功率因素为0.95,则补偿为变压器的21%。
11.A火电站的厂用高压柜、PC、MCC哪些回路应该设置WH表、电流表、电压表?
见二次系统部分的(三.测量、计量、计度、录波系统)
B火电站的6kv开关柜每个出线柜都安装有计量表Wh;
C变电站高、中压,若需要计量的,计量wh是在集控室集中组屏的,其他的电流、电压的测量时进入的保护装置、通信到主控室控制台,在开关柜上不设置仪表;
12.低压供电且负荷电流为50A及以下时,宜采用直接接入式电能表;负荷电流为50A以上时,宜采用经电流互感器接入式的接线方式。
13.电压互感器宜采用简单接线,当需要零序电压时(开口三角型),(3~20)kv宜采用三相五柱式或单个单相式电压互感器;
用于中性点直接接地的系统其剩余绕组额定电压为100V,用于中性点非直接接地的系统其剩余绕组额定电压为100/3V,电压变比分为接线电压(没分数)和接相电压
电抗器型号:
CKGKL-干式空心串联电抗器(户外)
CKSC-高压干式铁芯串联电抗器(户内CK-串联电抗S-三相C-成型固体)
11.消弧线圈
1.当中性点非直接接地系统的电容电流大于规程规定值时,采用消弧线圈接地。
2.消弧线圈一般采用过补偿,其容量:
W=(1.35Un*Ic)/√3
《设计手册》P261
3.接于YN,d接线的双绕组或YN,yn,d接线的双绕组变中性点的消弧线圈容量,不得超过变压器三相总容量的50%,并不得大于三绕组变压器的任一绕组的容量。
4.接于YN,yn变的消弧线圈容量不得超过变压器三相总容量的20%。
5.不应接在外铁型或三台变组合的变压器中性点。
6.变压器无中性点或未引出时,装专用接地变,其容量与消弧线圈的容量相配合。
7.消弧线圈是补偿工频电容电流,能灭工频接地弧光,但不能灭高频弧光,所以有装置采用了高频弧光时,直接将接地相接地,由保护立即跳闸。
8.消弧线圈安装位置见《设计手册》P261
二.短路电流及设备的选择校验
在选择电气设备时,注意温度(环境温度设定线40℃)、海拔(设定线1000m)、运动部分的防冻破冰、7及以上设备的抗震条件、污染程度。
导体和电器选择设计技术规定:
该部分的绝缘配合问题见高电压技术部分。
1.A导线的选择:
110kv及其以下的母线宜选择软导线,220kv及其以上母线宜选择管型应导线。
B20kv及以下的电压的硬母线选择:
4kA及以下,选矩形;4kA~8kA,选槽型或管型;8kA以上,选管型。
C钢母线只用在额定电流小而短路电动力大货不重要的场合下使用,如变压器中性点的母线。
D经济电流密度曲线、导体的载流量表见《导体和电器选择设计技术规定》
2.3kV~35kV的配电装置常采用开关柜,CT、PT宜选择树脂浇注绝缘的,断路器采用真空断路器(真空断路器断开电流时会产生较大过电压),110kV及以上断路器选择SF6
3设备校验的短路电流应按照10~15年的规划容量来进行计算,且按照短路电流最严重的情况验算;
短路电流安装最严重的运行方式来考虑计算
4.电压互感器的选择:
A其相应的线圈数和用处见上面、其绕组的电压选择见上面;
B35KV及其以下的PT前面安装了熔断器,所以不校验其热稳定性和动稳定性,低压的熔管选择100A,熔体选择10~20A;中压的熔管选择10A,熔体选择0.5A
C在110KV及以上的变电站中,10KV母线的PT配置了消谐装置(XHG-10),是在什么情况下使用(有无一个定量性的参数)?
怎么使用?
电磁式电压互感器安装在非直接接地的系统中,且当系统运行状态发生突变时,可能产生铁芯励磁饱和引发并联谐振,为防止此类铁磁谐振的发生,在电压互感器一次中性点或开口三角装消谐器或开口三角形加电阻。
在变电站中,线路较长时,空合或低载合闸(电容电流大)会产生过流,断线的弧光电流产生的电容电流引起谐振,所以在PT或母线上安装消谐器。
在电厂中,有经济条件时也安装上了消谐器。
(见下面过电压部分的具体叙述)
DPT一次接地方式及应用:
三个单相互感器接成星型—星型。
当互感器一次侧中性点不接地时,可用于供电给接于相间电压和相电压的仪表及继电器,但不能供电给绝缘检查电压表。
当互感器一次侧中性点接地时,可用于供电给接于相间电压的仪表和继电器以及绝缘检查电压表(所以通常一次侧都是接地的方式)。
如系统高压侧为中性点有效接地系统,则可用于测量相电压的仪表;如系统高压侧为非有效接地系统,则不允许接入测量相电压的仪表。
E三相式互感器有三柱式和五柱式两种,采用星型连接。
三柱式互感器一次侧中性点不能接地,五柱式互感器一次侧中性点可以接地。
接地或不接地时的适用范围同上【电流互感器和电压互感器选择及计算导则】。
F测量用:
0.10.20.51.03.0;保护用:
3P6P(通常测量保护公用取0.5);剩余绕组:
6P
GPT用于中性点直接接地的系统中时,其剩余绕组额定电压为100V;用于中性点非直接接地的系统中时,额定电压为100/3V。
H单相三相式的选择:
35kV及以上系统一般采用单相式电压互感器。
20kV及以下系统可采用单相式或三相式(三柱或五柱)电压互感器。
(通常电压互感器都是有单相PT组合成的使用)。
5.电流互感器的选择:
A二次可以采用5A、1A,电压等级为110KV及以上时宜采用1A;《仪表规范》
B电流互感器安装正常工作电流选变比、可以采用多变比的方式,如200-400/5(200~400/5,前者是调整一次的串并联,后者是取二次分接头);中性点的电流互感器按主变的容量的30%计算;(若电流互感器安照工作电流选择,是否能承和测短路电流)注意互感器的应用地方,所选的型号后很大的区别:
母线用、电缆用、穿墙用、户内、户外,粗略的整理见笔记本;
C35KV的户外电流互感器有时跟断路器做成一套;
D在实际工程中,电流互感器的动稳定和热稳定时按照其他电气设备的方法校验的,未按设计手册来校验;
E测量用电流互感器二次负荷不应超出范围:
测量用的3、5级:
50%~100%,其他:
25%~100%。
F电流互感器额定电流的选择:
负荷运行的In≥1.25Ib=Ib/0.8;直起电动机:
In≥1.5Ib=3Ib/2;计量用:
工作电流宜在额定电流的2/3以上。
计量负荷变化大时,用S类型的。
G5P20:
在20倍工作电流时,保证互感器的误差在5%以内。
H电流互感器的选择还应考虑负荷的可能发展,为以后负荷留足裕量;110KV及以上的电流互感器,用小变比去卡现阶段的工作电流,综合远期大变比能够满足远期工作电流的要求。
同时,现在采用的保护测量设备均为电子设备,电流变比较大,对精度也没有多少影响。
6.断路器的选择:
A断路器的额定电压不应低于系统的最高电压(12、40.5、126、252、363、550kV)
B断路器的额定耐受时间,110kV及以下为4S,在220kV及以上时为2S。
7.隔离开关的选择:
A隔离开关的额定电压也为:
12、40.5、126、252、363、550kV
8.变压器的选择:
A35kv及以上的变压器一般选择的有载调压变压器,因为一般其母线的电压时不稳定,且负荷也变化。
9.熔断器的选择:
A熔断器的电压不得低于电网电压、选择等于电网电压;
B保护电压互感器的熔断器,只按电压和开断电流选择,不管额定电流;发电机出口PT的高压侧熔断器额定电流应与发电机定子接地保护相配合,以免电压互感器二次侧故障引起发电机定子接地保护动作;
10.电容器的选择:
1)投切一组电容器是引起的电压波动不应超过2.5%。
2)10kv一般选2000、3000、6000;35kv和63kv一般选10000、1500、20000kvar。
3)接线形式:
△接线、双△接线:
短路电流大、对电抗器要求高、保护难、布置困难。
Y型接线:
用于1.6kv及以上的并联电容器组。
双Y型接线:
用于10kv及以上的大电容组。
4)在中性点非直接接地的系统中,并联电容采用Y型或双Y型接线。
在中性点直接接地的系统中采用Yo接线。
5)电抗器的安装地点根据电容器的接线方式、电抗器的动热稳定电流、绝缘水平及母线短路容量确定。
二部分高压配电装置
当地震度在7度以上时,考虑安装的特殊要求;当在8度9度时,对设备的选择和布置方式都有特殊要求,具体见《电力设施抗震设计规范》。
一.配电装置的总体布置要求
1.屋外电气设备外绝缘体最低部分距地至少2500mm,少于要设置固定遮拦。
屋内电气设备外绝缘体最低部分距地至少2300mm,少于要设置固定遮拦;
2.配电装置的上下不得有照明、通信线路架空穿过,(屋内不得从下)
3.布置的最小电气距离见《高电压配电装置设计技术规程》
4.110kv及以上屋外配电装置不应带电检修,间距不考虑带电检修。
5.注意基础承受各方位的拉力、拔力在承受范围内。
二.变压器相关的布置
1.屋内干变与外墙净距不小于600mm,干变之间不小于1000mm,油变的安装净距及油池的设置见《高电压配电装置设计技术规程》
2.油变设有事故油池时,可以设置容纳20%油量的油池,排油管>150mm;油变没设置事故油池时,应设置100%油量的油池;事故油池的容量按最大一台油变的油量100%设置;
3.油变间的间距不满足要求时,应设置防火墙隔离;
4.门窗的设置
配电室长于7m时,设置两个出口;配电室设置向外开的防火门,配电室之间设置双向开的;油变与汽机房、配电楼、主控楼集控楼的间距不宜小于10m,当<5m时,不应在该方向上设门窗,当5m><10m时,可设甲级防火门,>10m不限;
三.屋外高压配电装置
1.道路的布置要求:
通车的检修、消防通道宽度为4m,道路尽量设成环形,在不能满足时,应有倒车的条件;人通过的巡视路宽0.7~1m,可以利用电缆沟;
2.配电装置采用软导线时要做拉力计算、弧垂校验。
3.各建筑物及配电装置的距离、防火等级、布置应满足《火力发电厂与变电站设计防火规范》
四.屋内开关柜布置
1.开关柜的布置要满足规程要求的前后距离,保证其检修和维护的通道,屏后一般在800~1000mm;低压双排屏前2300mm(2000mm),单排屏前1800mm(1500mm);高压双排屏前2500mm(2000mm),单排屏前2000mm(1500mm);屏后是维护通道,屏前是检修通道。
当空间受限时,后背靠墙布置时,需要在屏前可以进行维护。
2.开关柜的电缆沟:
当屏面数较少时,可以在屏底开电缆沟,这样可以满足施工的需要,当屏的面数较多时,宜在屏后开电缆沟,高压开关柜还应在屏前开一个二次电缆沟
3.在提配电室的大小时,应该考虑到前后左右的布置需要、屏的面数及预留的屏面数。
4.硬母线要做力的计算,确定支撑绝缘子和设备的承力。
五.高压设备注意点
六.中压开关柜及设备的注意点
1.开关柜中的发热问题是局部发热问题,特别是断路器插头处,同时柜内加热器也是一个局部发热源,可能会对临近设备造成寿命缩短的危害
2.为了解决插头发热的隐患,最好安装上温度在线监测仪,设备小,投资不大,将其测量报警上传至后台。
3.额定电流在2500A以上的开关柜一定要配置强迫通风(中压设计技术)。
三部分发点小室及母线桥的安装
一.发电机小室是发电机出现至主变的小室,该小室分位两层:
0m层和5m层
1.5m层布置的封闭母线
2.0m层布置了励磁变柜、PT柜(几组PT布置在一面柜子中)、高压厂用变压器、高压开关柜(高厂变出来,布置在小室内)、发电机出线下中性线柜、整流屏、励磁调节柜
二.设计的注意内容
1.各安装的尺寸和定位
2.电气安全距离的保证
3.小室内的电缆沟的布置,与电缆部分衔接;小室内的接地在接地部分完成
四部分厂用(10kv及以下)接线配置图
一.低压配电装置设备的选择设置
1.电动机开关柜柜不设置电度表和电流表,由马达保护器实现,当没有马达保护器时,视情况设置一只电流互感器和相应的电度表。
当保护器的自带CT不满足时,设置外带三相电流互感器。
当电动机较大时(55kw),设置一只零序电流互感器。
(具体见火电厂厂用电设计技术规范)
2.电葫芦、起重机等滑线的设备是电源供到滑线,其在该处取电,所以在开关柜上不设置CT和测量表计。
3.照明、检修箱、空调、轴流风机的回路不设置CT和测量表计。
4.下级电源的开关柜设置一只电流表、单相电度表、电流表,做考核时用。
5.低压分段处的中性线没有分断,直接与其他段相接,保证在某些段停止后,中性线任然连接在变压器中性点上。
6.如工业水泵、消防水泵等,平时不频繁操作,且功率大,为了提高其可靠性,采用了框架断路器控制来代替普通塑壳开关+接触器的控制,框架断路器有二次回路,可以控制其通断,塑壳开关没有二次回路,不能通过二次来控制其通断。
二.低压配电装置的总结记录
1.在低压开关柜中没有专门PE线,在照明部分时,从照明配电箱处接出PE线,配电箱处接地,接至照明设备(TN-C-S)。
2.在做订货图时,留出30~40%的备用柜位。
备用柜位的用意:
回路抽屉的备用,当某一回路的设备故障时,将备用的抽屉换上取,这要求选用的断路器差不多、保护装置及接线一样、抽屉高度一样才能是有效的备用;设计中设备增加的备用;设计完成后,用户自己增加设备电源时的备用。
这种备用主要针对现场施工、及以后业主运行时增加一些小容量的负荷,多为8E/2的抽屉。
3.选择低压断路器时,电动机的可以根据电动机容量配合系数选择,其他电源回路要考虑容量的发展和备用后再配合系数选择。
额定电流按照最大工作电流的1.3倍向上选接近的断路器,其短路分断能力按变压器容量查曲线确定,一般在31KA以下。
自动脱扣器的额定电流小于或等于断路器额定电流,与之接近配合,要确定脱扣器的整定电流在该脱扣器的设置范围内,脱扣器的过载整定一般是最大工作电流除以0.8(即乘以1.25)。
脱扣器的过负荷整定值≤1.45倍工作电流(低压配电设计)。
(一般把脱扣器的额定电流作为过载的整定电流,配电的瞬时脱口在12倍左右,电动机的瞬时脱口在8~10倍左右,电动机的保护主要依靠马达保护器来完成)
脱扣器分为:
热磁式和电子式脱扣器,有的可以整定,有的不能整定(见具体样本)。
脱扣器有电动机和配电型的区分,其保护功能和动作曲线不一样。
脱扣器的整定值分为L过载保护(0.4~1In);S延时短路保护(1~10In),电动机的为堵转保护(3~10In);I瞬时短路保护(1.5~12In);G接地故障保护(0.2~1In)
4.在用电回路中注意电动机回路和馈线回路的保护的区别,所以在选择脱扣器时注意区分两种。
5.低压电缆的截面选择按照最大工作电流来选择,与断路器的额定电流配合一个系数,保证断路器保护到电缆。
6.大电流回路在采用框架断路器时,注意框架断路器是自带电流电压互感器还是需要外配CT和PT,若是外配则在开关柜中由一次人员配置好。
7.母线上的PT选择时,考虑好是那些二次负荷使用,二次负荷使用时用的是单相电压、三相相电压或线电压;这样配置PT的接线形式:
V-V(AB\BC的线电压电压)、Y-Y(可取相电压和相电压)。
8.断路器的选择时,不仅注意平时注意的额定值,还必须将开断电流体现出来。
9.电动机的接触器放的位置:
若电动机的位置在开关柜处看不到时,将接触器设置到电动机的旁的控制箱中(较远时),若在视野范围时(近距离),设置在开关柜上。
原因是,当电动机远而把接触器设置在开关柜上时,开关柜上要一套启停来调试接触器,电动机要一套启停用于就地控制,所以二次设计上合理性差。
10.电动机的控制的远方指后台DCS的控制,
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