变电所主变压器台数和容量及主接线专项方案的选择.docx
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变电所主变压器台数和容量及主接线专项方案的选择
三、变电所主变压器及主接线方案选取
3.1变电所主变压器台数选取
变压器台数应依照负荷特点和经济运营进行选取。
当符合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器:
有大量一级或二级负荷;季节性负荷变化较大;集中负荷较大。
结合本厂状况,考虑到二级重要负荷供电安全可靠,故选取两台主变压器。
3.2变电所主变压器容量选取。
每台变压器容量
应同步满足如下两个条件:
1)任一台变压器单独运营时,宜满足:
2)任一台变压器单独运营时,应满足:
,即满足所有一、二级负荷需求。
代入数据可得:
=(0.6~0.7)×1169.03=(701.42~818.32)
。
又考虑到本厂气象资料(年平均气温为
),所选变压器实际容量:
也满足使用规定,同步又考虑到将来5~负荷发展,初步取
=1000
。
考虑到安全性和可靠性问题,拟定变压器为SC3系列箱型干式变压器。
型号:
SC3-1000/10,其重要技术指标如下表所示:
变压器
型号
额定
容量
/
额定
电压
/kV
联结组型号
损耗/kW
空载
电流
%
短路
阻抗
%
高压
低压
空载
负载
SC3-1000/10
1000
10.5
0.4
Dyn11
2.45
7.45
1.3
6
(附:
参照尺寸(mm):
长:
1760宽:
1025高:
1655重量(kg):
3410)3.3电气主接线概念
发电厂、变电所一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传播和分派电能一次设备一次设备构成,普通又称为电气主接线。
主接线代表了发电厂(变电所)电气某些主体构造,是电力系统网络构造重要构成某些。
它对电气设备选取、配电装置布置、继电保护与自动装置配备起着决定性作用,也将直接影响系统运营可靠性、灵活性、经济性。
因而,主接线必要综合考虑各方面因素,经技术经济比较后方可拟定出对的、合理设计方案。
3.4电气主接线设计需要考虑问题
在进行变电站电气接线设计时,需要重点考虑如下某些问题:
(1)需要考虑变电所在电力系统中位置,变电所在电力系统中地位和作用是决定电气主接线重要因素。
变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、公司变电所、还是分支变电所,由于它们在电力系统中地位和作用不同,对其电气主接线可靠性、灵活性和经济性规定了也不同。
(2)要考虑近远期发展规模,变电所电气主接线设计,应依照5到电力发展规划进行。
依照负荷大小、分布、增长速度、依照地区网络状况和潮流分布,分析各种也许运营方式,来拟定电气主接线形式以及连接电源灵数和出线回数。
(3)考虑负荷重要性分级和出线回数多少对电气主接线影响,对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一种电源失去后,应保证所有一级负荷不间断供电,且当一种电源失去后,应保证大某些二级负荷供电。
(4)考虑主变台数对电气主接线影响,变电所主变台数对电气主接线选取将产生直接影响,传播容量不同,对主接线可靠性,敏捷性规定也不同。
(5)考虑备用容量有无和大小对电气主接线影响,发、送、变备用容量是为了保证可靠供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运状况下应急规定。
电气主接线设计要依照备用容量有无有所不同,例如,当断路器或母线检修时,与否容许线路、变压器停运;当线路故障时容许切除线路、变压器数量等,都直接影响着电气主接线形式。
3.5主接线方案选取
3.5.1电气主接线设计基本规定
电气主接线应满足如下基本规定:
a具备一定灵活性
主接线在力求简朴、明了、操作以便同步,也规定有一定灵活性,以适应系统不同运营方式规定。
1)调度时,应可以灵活投入和切除发电机、变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在事故运营方式、检修运营方式以及特殊运营方式下系统调度规定。
2)检修时,可以以便停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网运营和对顾客用电。
3)扩建时,可以容易从初期接线过渡到最后接线。
在不影响持续供电或停电时间最短状况下,投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次某些改建工作量最小。
b操作应尽量简朴、以便
主接线应简朴清晰、操作以便,尽量使操作环节简朴,便于运营人员掌握。
复杂接线不但不便于操作,还往往会导致运营人员误操作而发生事故。
但接线过于简朴,也许又不能满足运营方式需要,并且也会给运营导致不便或导致不必要停电。
c可靠性
供电可靠性是电力生产和分派首要任务,保证供电可靠性是电气主接线最基本规定。
分析和研究主接线可靠性普通应从如下几方面综合考虑:
(1)变电站在电力系统中地位和作用
变电站都是电力系统重要构成某些,其可靠性应与系统相适应。
例如:
对一种中小型变电站主接线就毋须规定过高可靠性,也就没有必要采用太复杂接线形式;而对于一种大型发电厂或超高压变电站,由于它们在电力系统中地位很重要,供电容量大、范畴广,发生事故也许使系统稳定运营遭破坏,甚至崩溃,导致巨大损失。
因而,其主接线应采用供电可靠性高接线形式。
(2)变电站运营方式及负荷性质
电能特点是:
发电、变电、输电和用电同步完毕。
而负荷性质按其重要性又有Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类之分。
因而,依照发电厂运营方式和负荷规定,进行详细分析,以满足必要供电可靠性。
(3)断路器检修时与否会影响对顾客供电。
(4)设备和线路故障或检修时,停电线路多少和停电时间长短,以及能否保证对重要顾客供电。
d经济
主接线在保证安全可靠、操作灵活以便基本上,还应使投资和年运营费用小,占地面积至少,使其尽地发挥经济效益。
普通应当从如下几方面考虑:
1)投资小:
主接线应简朴清晰,以节约开关电器数量,减少投资;要恰当采用限制断路电流办法,以便选用价廉电器;二次控制与保护方式不应过于复杂,以利于运营和节约二次设备投资。
2)占地面积少:
主接线要为配电装置布置创造节约土地条件,尽量使占地面积减少。
3)电能损耗少:
在发电厂或变电站中,正常运营时,电能损耗重要来自变压器,应经济合理地选取变压器型式、容量和台数,尽量避免两次变压而增长电能损耗。
e扩建也许性
由于近年来,国内经济建设高速发展,各地区电力负荷需求近年来增长不久,特别是江苏省沿江地区,电力需求增长不久。
而本课题要设计变电站正好处在该地区,因而,在选取主接线时,要充分考虑到具备扩建也许性,并且预留出适当扩建空间。
3.5.2电气主接线基本形式
主接线总体分类:
a单母线接线
母线起汇集和分派电能作用。
每一条进出线回路都构成一种接线单元,每个接线单元都与母线相连,可分为:
1)接线办法及工作规定,见图1。
⑴主母线作用
⑵开关电器配备
线路有反馈电也许或为架空配电线应装设
⑶操作程序“先通后断”原则
合:
;
分:
。
2)特点
⑴长处:
简朴、经济。
①接线简朴(设备少)、清晰、明了;
②布置、安装简朴,配电装置建造费用低;
③断路器与隔离开关间易实现可靠防误闭锁,操作安全、以便,母线故障几率低;
④易扩建和采用成套式配电装置。
⑵缺陷:
不够灵活可靠。
①主母线、母隔故障或检修,全厂停电;
②任一回路断路器检修,该回路停电。
图1单母线
b双母线接线
1、不分段双母线
1)接线办法及运营方式见图2。
2)特点:
可轮流检修母线而不影响正常供电
检修任一母线侧隔离开关时,只影响该回路供电
工作母线发生故障后,所有回路短时停电并能迅速恢复供电
可运用母联断路器代替引出线断路器工作
便于扩建
由于双母线接线设备较多,配电装置复杂,运营中需要用隔离开关切换电路,容易引起误操作;同步投资和占地面积也较大。
图2双母线
3.5.310kV侧单母线和双母线接线比较
6~10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时,可采用单母线分段接线。
而双母线接线普通用于引出线和电源较多,输送和穿越功率较大,规定可靠性和灵活性较高场合。
110kV终端变电站10kV某些普通采用单母线分段,互为备用。
由课题所给条件进行综合分析:
对图1和图1所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较,见表1
表1主接线方案比较
方案
项目
方案Ⅰ单母线
方案Ⅱ双母线
技术
①不会导致全所停电
②调度灵活
③保证对重要顾客供电
④任一断路器检修,该回路必要停止工作
①供电可靠
②调度灵活
③扩建以便
④便于实验
⑤易误操作
经济
①占地少
①设备少
①设备多、配电装置复杂
②投资和占地面大
通过综合比较方案Ⅰ在经济性上比喻案Ⅱ好,且调度和灵活性也可以保证供电可靠性。
因此选用方案Ⅰ。
七、变电所二次回路方案选取及继电保护整定
7.1二次回路方案选取
7.1.1二次回路电源选取
二次回路操作电源有直流电源,交流电源之分。
蓄电池组供电直流操作电源带有腐蚀性,并且有爆炸危险;由整流装置供电直流操作电源安全性高,但是经济性差。
考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化,投资大大减少,且工作可靠,维护以便。
这里采用交流操作电源。
7.1.2高压断路器控制和信号回路
高压断路器控制回路取决于操作机构形式和操作电源类别。
结合上面设备选取和电源选取,采用弹簧操作机构断路器控制和信号回路。
7.1.3电测量仪表与绝缘监视装置
这里依照GBJ63-1990规范规定选用适当电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。
a)10KV电源进线上:
电能计量柜装设有功电能表和无功电能表;为理解负荷电流,装设电流表一只。
b)变电所每段母线上:
装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。
c)电力变压器高压侧:
装设电流表和有功电能表各一只。
d)380V电源进线和变压器低压侧:
各装一只电流表。
e)低压动力线路:
装设电流表一只。
7.1.4电测量仪表与绝缘监视装置
在二次回路中安装自动重叠闸装置(ARD)(机械一次重叠式)、备用电源自动投入装置(APD)。
7.2继电保护整定
继电保护规定具备选取性,速动性,可靠性及敏捷性。
由于本厂高压线路不很长,容量不很大,因而继电保护装置比较简朴。
对线路相间短路保护,重要采用带时限过电流保护和瞬时动作电流速断保护;对线路单相接地保护采用绝缘监视装置,装设在变电所高压母线上,动作于信号。
继电保护装置接线方式采用两相两继电器式接线;继电保护装置操作方式采用交流操作电源供电中“去分流跳闸”操作方式(接线简朴,敏捷可靠);带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。
型号都采用GL-25/10。
其长处是:
继电器数量大为减少,并且可同步实现电流速断保护,可采用交流操作,运营简朴经济,投资大大减少。
本次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置;在低压侧采用有关断路器实现三段保护。
7.2.1变压器继电保护
变电所内装有两台10/0.4
1000
变压器。
低压母线侧三相短路电流为
,高压侧继电保护用电流互感器变比为200/5A,继电器采用GL-25/10型,接成两相两继电器方式。
下面整定该继电器动作电流,动作时限和速断电流倍数。
a)过电流保护动作电流整定:
,
故其动作电流:
动作电流整定为9A。
b)过电流保护动作时限整定
由于此变电所为终端变电所,因而其过电流保护10倍动作电流动作时限整定为
。
c)电流速断保护速断电流倍数整定
取
,故其速断电流为:
因而速断电流倍数整定为:
。
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