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(18) 保证运行可要。按照系统和自然条件,合理选择设备,在布置上力求整齐.清晰,保证具有组足够的安全距离。
(19) 保证人身安全和要求。 (20) 便于检修、巡视和操作。
(21) 在保证安全的前提下,不止紧凑,力求节约材料和降低造价成本。 (22) 安装和扩建方便。
5.2.2 配电装置设计的基本步骤
(23) 根据配电装置的电压等级、电器的形式、出线多少、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的形式。
(24) 拟定配电装置的配置图。
(25) 按照所选定的外型尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便来要求,遵照《配电装置设计规程》的有关规定,并参考配电装置的典型设计手册,设计绘制配电装置的平断面图。
5.3 屋内配电装置
5.3.1 概述
屋内配电装置的结构,除与电气主接线形式、电压等级、母线容量、断路器形式、出线回路数、出线方式及有无电抗器等有密切关系外,还与施工、检修条件、运行经验和习惯有关。随着新设备和新技术的采用,运行和检修经验的不断丰富,配电装置的结构和型式将会不断地发展。
发电厂和变电所中6~10.5KV的屋内配电装置,按其布置型式,一般可以分为三层、二层和单层式。三层式是将所有电器依其轻重分别布置在各层中,它具有安全、可靠性高,占地面积少等特点,但其结构复杂、施工时间长,造价较高,检修和运行不大方便。二层式是将断路器和电抗器布置在底层。与三层式相比,它的造价较低,运行和检修较方便,但占地面积有所增加。三层式和二层式均用于出线有电抗器的情况。单层式占地面积较大,如容量不太大,通常采用成套开关柜,以减少占地面积。35~220KV的屋内配电装置,只有二层和单层式。
5.3.2 屋内配电装置的若干问题
(26) 母线及隔离开关
母线经常装在配电装置的上部,一般呈水平、垂直和直角三角形布置。水平布置不如垂直布置便于观察,但建筑部分简单,可降低建筑物的高度,安装机械强度比较容易,因此在中、小容量发电厂和变电所的配电装置中采用较多。垂直布置时,相间距离可以取得较大,无需增加间隔深度;支柱绝缘子装在水平隔板上,绝缘子间的距离可取较小值。因此,母线结构可获得较高的机械强度。但垂直布置的结构复杂,并增加建筑高度。垂直布置可用于20KV以下、短路电流很大的装置中。直角三角形布置方式,其结构紧凑,可充分利用间隔的高度和深度,但三相为非对称布置,外部短路时,各相母线和绝缘子机械强度均不相同,这种布置方式可用于6~38.5KV大、中容量的配电装置中。
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母线相间距离a决定于相间电压,并考虑短路时母线和绝缘子的机械强度与安装条件。在6~10.5KV小容量装置中,母线水平布置时,约为250~350㎜;垂直布置时,约为700~800㎜;
双母线(或分段母线)布置中的两组母线应以垂直的隔墙(或板)分开,这样,在一组母线故障时,不会影响另一组母线,并可安全地检修。
在负荷变动或温度变化时,硬母线将会胀缩,如母线很长,又是固定连接,则在母线、绝缘子和套管中可能会产生危险的应力。为了将它消除,必须按规定加装母线补偿器。不同材料的导体相互连接时,应采取措施,防止产生电化腐坏。
母线隔离开关,通常设在母线的下方。为了防止带负荷误拉隔离开关引起飞弧造成母线短路,在3~38.5KV双母线布置的屋内配电装置中,母线与母线隔离开关之间宜装设耐火隔板。两层以上的配电装置中,母线隔离开关宜单独布置在一个小室内。
为了确保设备及工作人员的安全,屋内配电装置应设置:防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地闸刀、误拉合断路器、误入带电间隔等(常称五防)电气误操作事故的闭锁装置。
(27) 断路器及其操动机构
断路器通常设在单独的小室内。油断路器(或含油设备)小室的形式,按照油量多少及防爆结构的要求,可分为敞开式、封闭式以及防爆式。四壁用实体墙壁、顶盖和无网眼的门完全封闭起来的小室称为封闭小室;如果小室完全或部分使用非实体的隔板或遮拦,则称为敞开小室;当封闭小室的出口直接通向屋外或专设的防爆通道,则称为防爆小室。为了防火安全,屋内38.5KV以下的断路器和油浸互感器,一般安装在两侧有隔墙(板)的间隔内;38.5KV及以上,则应安装在有防爆墙的间隔内。总油量超过100㎏的油浸电力变压器,应安装在单独的防爆间隔内。当间隔内单台电器设备总油量在100㎏以上时,应设置粗油或挡油设施。断路器的操动机构设在操作通道内。手动操动机构和轻型远距离控制的操动机构均装在壁上,重型远距离控制的操动机构则落地安装在混凝土基础上。
(28) 互感器和避雷器
电流互感器无论是干式或油浸式,都可和断路器放在同一小室内。穿墙式电流互感器应尽可能作为穿墙套管使用。
电压互感器经隔离开关和熔断器(110KV及以上只用隔离开关)接到母线上,它需占用专用的间隔,但同一间隔内,可以装设几个不同用途的电压互感器。考虑在110KV侧计费, 110KV出线安装三相电压互感器。
当母线接有架空线路时,母线上应装避雷器,由于其体积不大,通常与电压互感器共占一个间隔(以隔层隔开),并可共用一组隔离开关。
(29) 配电装置的通道和出口
配电装置的布置应便于设备操作、检修和搬运,故需设置必要的通道。凡用来维护和搬运各种电器的通道,称为维护通道;如通道内设有断路器(或隔离开关)的操动机构、就地控制屏等,称为操作通道;仅和防爆小室相通的通道,称为防爆通道。
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为了保证工作人员的安全及工作便利,配电装置室长度大于7m时,应有两个出口(最好设在两端);当长度大于60m时,在中部适当的地方宜再增加一个出口。配电装置室的门应向外开,并装弹簧锁,以便从内部不用钥匙开门。相邻配电装置室之间如有门时,应能向两个方向开启。
(30) 电缆隧道及电缆沟
电缆隧道及电缆沟是用来放置电缆的。电缆隧道为封闭狭长的构筑物,高1.8m以上,两侧设有数层敷设电缆的支架,可放置较多的电缆,人在隧道内能方便地进行电缆的敷设和维修工作,但其造价较高,一般用于大型电厂。电缆沟则为有盖板的沟道,够宽与深不足一米,敷设和维修电缆必须揭开水泥盖板,很不方便,沟内容易积灰和积水,但土建施工简单,造价较低,常为变电所和中、小型发电厂所采用。
(31) 配电装置室的采光和通风
配电装置室可以开窗采光和通风,但应防止雨雪、风沙、污秽和小动物进入室内的措施。配电装置室应按事故排烟要求,装设足够的事故通风装置。
表5-1 屋内配电装置的安全净距(mm)
额定电压(kV) 符号 适用范围 10 110J 110 220J A1 1、带电部分至接地部分之间 2、网状和极状遮栏向上延伸线距地2.3m处当遮栏上方带电部分之间 125 850 950 1800 A2 1、不同相的带电部分之间 2、断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间 125 900 1000 2000 B1 1、栅状遮栏至带电部分之间 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 875 1600 1700 2550 B2 C 网状遮栏至带电部分之间 无遮栏裸导体至地(楼)面之间 225 2425 950 3150 1050 3250 1900 4100 D 平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间 1925 2650 2750 3600 E
通向屋外的出线套管至屋外通道的路面 33 4000 5000 5000 5500 兰州理工大学成人教育毕业设计(论文)
5.4 屋外配电装置
5.4.1 屋外配电装置的分类
根据电器和母线布置的高度,屋外配电装置可分为中型,半高型和高型。
中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内,并装在一定高度的基础上,使带电部分对地保持必要的高度,以便工作人员能在地面上安全的活动;中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。
高型和半高型配电装置的母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上,并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的,称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置的,则称为半高型配电装置。由于高型与半高型可以大量的节省占地面积,因此,高型和半高型得到较广泛的运用。
5.4.2 屋外高压配电装置的若干问题
(32) 母线及构架
屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝绞线、扩径软管母线和分裂导线,三相呈水平布置,用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的档距,但档距越大,导线弧垂越大,因而导线相间及对地距离就要增加,母线及跨越线构架的宽度和高度就要增大。硬母线常用的有矩形、管形和组合管形。矩形用于38.5KV及以下的配电装置中,管形则用于60KV及以上的配电装置中。管形母线一般安装在拄式绝缘子上,母线不会摇摆,相间距离和缩小,与剪刀式隔离开关配合可以节省占地面积;管形母线直径大,表面光滑,可提高电晕起始电压。但管形母线易产生微风共振和存在端部效应,对基础不均匀下沉比较敏感,支柱绝缘子抗震能力较差,采用倾斜的V型绝缘子串将管行母线挂在母线构架上,可提高抗震能力。
屋外配电装置的构架,可由型钢或钢筋混凝土制成。钢构架机械强度大,可以按任何负荷的尺寸制造,便于设备固定,抗震能力强,运输方便,但金属消耗大,需要经济维护。钢筋混凝土构架可以节约大量钢材,也可以满足各种强度和尺寸的要求,经久耐用,维护简单。钢筋混凝环形杆可以在工厂成披生产,并可分段制造,运输和安装也比较方便,但不便于固定设备。以钢筋混凝土环形杆和镀锌钢梁组成的构架,兼有二者的优点,目前,已在我国220KV及以下的各种配电装置中广泛的使用。由钢板焊成的板箱式构架和钢管混凝土柱,则是一种用材少,强度高的结构形式,适用于大跨度的500KV配电装置。
(33) 电力变压器
变压器基础一般作成双梁形并铺以钢轨,轨距等于变压器的滚轮中心距。为了防止变压器发生事故时,燃油流失使事故扩大,单个油箱的油量超过1000 kg以上的变压器,按照放火要求,在设备下面需设置贮油池或挡油墙,其尺寸应比设备外廓大一米,贮油池内一般铺设厚度不小于0.25米的卵石层。
主变压器与建筑物的距离不应小于1.25米,且距变压器5米以内的建筑物,在变压器总高度以下及外廓两侧各3米的范围内,不应有门窗和通风孔。当变压器油量超过2500kg以上时,两台变压器之间的放火净距不应小于5-10米,副布置困难应设防火墙。
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(34) 电器的布置
按照断路器在配电装置中所占据的位置,可分为单列、双列和三列布置。断路器的排列方式,必须根据主接线、场地地形条件、总体布置和出线方向等多种因素合理选择。
少油断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器安装在0.5-1米的混凝土基础上,其优点是检修比较方便,抗震性能好,但低式布置必须设置围栏,因而影响通道的畅通。一般在中型配电装置中,断路器和互感器多采用高式布置,即把它们安装在约高2米的混凝土基础上,基础高度应满足:① 电器支柱 绝缘最低裙边的对地距离为2米;② 电器间的连接对地面距离应符合C值要求。
(35) 电缆沟和通道
屋外配电装置中电缆沟的布置,应使电缆所走的路径最短。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间,大型变电所的纵向电缆沟,因电缆数较多,一般分为两路。采用弱电控制和晶体管继电保护时,为了抗干扰,要求电缆沟采用辐射形布置,并应减少控制电缆沟与高压母线平行的长度,增大两者间的距离,使电磁和静电耦合减为最小。
为了运输设备和消防的需要,应在主要的设备近铺设行车道。大中型变电所内一般均应铺设宽为3米的环形道。
屋外配电装置内应设置0.8-1米的巡视小道,以便于运行人员巡视设备,电缆沟盖板可作为部分巡视小道。
5.4.3 屋外配电装置安全净距
设计配电装置确定带电导体之间和导体对接地构造的距离时还要考虑减少相间短路的可能性及减小电动力。如软导线在短路电动力,风摆,温度大呢个因素作用下使相间及对地距离了的减小,隔离开关。开断允许电流不致发生相间和接地故障,以及减小大电流导体附近的铁磁物质的发热。110KV及以上还要考虑减小电晕损失,带电检修等因素。 屋外配电装置的安全净距(mm)
表5-2 屋外配电装置的安全净距(mm) 额定电压(KV) 符号 适用范围 3-10 1、带电部分至接地部分之间 2、网状遮栏向上延伸线距地2.5m处与遮栏上方带电部分之间 1、不同相的带电部分之间 2、断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间 1、设备运输时,其外部至无遮栏带电部分之间 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间 4、带电作业时的带电部分至接地部分之间 1、网状遮栏至带电部分之间 35 A1 200 35 400 400 1150 500 110J 110 900 1010 A2 200 1000 1100 B1 950 1650 1750 B2
300 1000 1100