GZB水电站电气一次设计说明书(7)

2018-12-22 23:03

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雷电波的幅值,防止设备上的过电压不超过其中击耐压值,同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。

避雷针的作用:将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地,从而保护设备,避雷针必须高于被保护物体,可根据不同情况或装设在配电构架上,或独立装设,避雷线主要用于保护线路,一般不用于保护变电所。

避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备,它实质是一个放电器,与被保护的电气设备并联,当作用电压超过一定幅值时,避雷器先放电,限制了过电压,保护了其它电气设备。

一、避雷针的配置原则

1)电压110KV及以上的配电装置,一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上,但在土壤电阻率大于1000n米的地区,宜装设独立的避雷针。

2)独立避雷针(线)宜设独立的接地装置,其工频接地电阻不超过10欧。 3)35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针,因其绝缘水平很低,雷击时易引起反击。

4)在变压器的门型架构上,不应装设避雷针、避雷线,因为门形架距变压器较近,装设避雷针后,构架的集中接地装置,距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15m的要求。

二、避雷器的配置原则

1)配电装置的每组母线上,应装设避雷器。

2)旁路母线上是否应装设避雷器,应租在旁路母线投入运行时,避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。

3)220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器,并尽可能靠近设备本体。

4)220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近增设一组避雷器。

5)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 6)110KV—220KV线路侧一般不装设避雷器。 6.2 接地装置的说明

1.概述

接地装置由埋设在土壤中的金属接地体和接地线组成。将电气设备的某个部分用金属导体与接地体相连,称为接地。

电气设备的接地,按其作用可分为工作接地、保护接地和防雷接地三种。 (1)工作接地。为了我保证电力系统正常运行,将电力系统中的某些点加以接地。例如:在中性点直接接地的系统中将变压器星形绕组的中性点接地;电压互

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感器一次侧线圈的中性点接地等。

(2)保护接地。将电气设备的外壳或装设电气设备的架构等金属部件加以接地,称为保护接地也叫安全接地。这是为了避免设备绝缘损坏时工作人员触及而发生触电事故。对高压设备,保护接地电阻不宜超过10欧,对低压设备则不宜超过4欧。

(3)防雷接地。为了泄掉雷电流避雷针等防雷设备必须有可靠的接地。

这三种既然地有时是难以分开的,都要用一些接地装置来实现。接地装置的接地体可分为自然接地体和人工接地体。 1、自然接地体

埋设在水下或地中的各种构筑物金属部件,包括金属管道、井管、金属结构和钢筋混凝土基础等,可作为接地装置的自然接地体,但可燃液体会气体的金属管道除外。 2、人工接地体

人工接地体是专门为接地需要而在地下埋设的接地体。人工接地体有垂直和水平两种敷设方式。垂直接地体一般用长约2.5~3m的角钢、圆钢或钢管垂直打入地下,上端埋入地下0.3~0.5m,以使接地电阻不因冬季土壤表面冻结和夏季水分蒸发而引起很大变动。水平接地体多用扁钢或直径不小于6mm的圆钢在地中水平敷设,埋于地下0.5~1.0m处。对于有强烈腐蚀性的土壤,接地体的接地线厚度和截面应适当加大,或采取镀锌、镀锡等防腐蚀措施。由于水平接地体施工比较方便,所以接地网常以水平接地体为主,并组成网格形,使地面电位比较均匀,另辅之以若干垂直接地体,两者组成复式接地网。

一般情况下,应该首先利用自然接地体,在接地电阻达不到要求时,可加设一些人工接地体,连成总接地网。为减小接地电阻,要求所有的连接应采用焊接。对大接地短路电流系统的发电厂和变电所,必须装入人工接地体构成全厂统一接地网。总接地网的接地电阻主要根据工作接地的要求来决定(因其要求的接地电阻值最小)同时也可满足保护接地和防雷接地的要求。但是独立避雷针则应单独设置自己的接地体。

2.接地电阻的说明

接地电阻是指接地电流经接地体泄到大地中的所遇到电阻。接地装置的接地电阻,主要决定于接地体周围土壤的导电情况,除与土壤的成分直接有关外,还受土壤的温度、湿度等因素的影响。 1) 工频接地电阻

工频接地电流所遇到的接地电阻称为工频接地电阻,是指在低频率小电流的情况下,用接地电阻测量仪表所能量到的电阻。其允许值是根据入地故障电流I的大小、接地装置上出现电压时间的长短、允许出现的对地电位和接触

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的机会多少而制定的。 2) 冲击接地电阻

雷电流的特点是峰值高,且等值频率高。当雷电流入地时,在接地体附近形成了极高的电场强度,会使土壤发生电弧或火花放电,使该区域内土壤电阻率大为降低,其作用相当于增大了接地体的几何尺寸。因此,同一接地装置的冲击接地电阻会小于其工频接地电阻;但另一方面,雷电流等值频率高则会因电感的存在而阻碍电流流向接地体远端流通,使雷电流不能沿接地体全长向地中流散。这种效应又会使冲击接地电阻增大。一般冲击接地电阻可用下式表示:

Rsh??R 式中 Rsh—冲击接地电阻,一般要求小于10欧;

R—工频接地电阻; ?—接地体冲击系数,其值在0.2~0.5范围内变化,多数情况下?<1;当接地体很长时,也有?>1(因此过分加长接地体并不能继续减小冲击接地电阻); 6.3 主变中性点放电间隙保护

为了保护变压器中性点,尤其是不接地高压器中性点的绝缘,通常在变压器中性点上装设避雷器外,还需装设放电间隙,直接接地运行时零序电流保护起作用动作,接地变压器,避雷器作后备;变压器不接地时,放电间隙和零序过电压起保护作用,大气过电压时,线路避雷器动作,工程过电压时,间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低,无法与放电间隙无法配合,故选用阀型避雷器。

第七章 厂用变压器的选择

7.1 厂用电源引接方式

1.厂用工作电源的引接

厂用工作电源对可靠性要求很高,工作电源的引接方式与电气主接线有密切联系。当主接线具有发电机电压母线时,厂用高压工作电源从机压母线上引接;当发电机、变压器采用单元接线时,厂用高压工作电源从主变压器的低压侧引接;当主接线为扩大单元时,厂用高压工作电源从发电机出口或主变低压侧引接。

厂用低压工作电源,一般厂用高压母线段上引接;当无高压厂用母线段时,从发电机母线上或从发电机出口直接接入低压厂用变压器,以取得380/220V低压工作电源。

因为本发电机、变压器采用单元接线且采用双绕组主变压器,故厂用高压工作电源从发电机出口直接引接。

2.厂用备用电源的引接

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当事故情况下厂用负荷失去了工作电源时,即会自动切换到备用电源上继续运行。因此,要求厂用备用电源具有供电的独立性,并有足够的容量。最好与系统紧密联系,在全厂停电情况下扔能从系统获取厂用电源。有以下几种方式:

从发电机母线的不同分段上引接厂用备用变压器;

从与电力系统联系紧密的升高压母线上引接厂用高压备用变压器,如有两级与系统联系的升高压,尽量选用较低一级以节省投资;

从联络两级升高压的联络变压器的第三绕组引接厂用备用变压器; 从外部电网中引接专用线路(经济性差极少采用)。

本电厂是一级升压且发电机组采用单元接线,故直接从220KV母线上直接引接厂用备用变压器,且为分裂绕组变压器。 7.2 厂用变压器型式选择

目前生产的厂用变压器有油浸式和干式两种,油浸式变压器的有点是订货容易、价格便宜,缺点是油浸式变压器需要布置单独的屋内,且要设置防爆、通风散热及事故排油等设施。干式变压器的冷却介质是空气,没有爆炸和火灾蔓延的危险,布置灵活、维护方便,由于干式变压器的绝缘水平比相同电压等级的油浸式变压器低,因此不允许直接与架空线连接,否则要经过不短于500m的电缆或采用灭弧电压较低的避雷器作为进线保护。此外,干式变压器不宜布置在潮湿或尘埃较多的场所,其过负荷能力也较低。综合比较,采用干式变压器比较合适本电厂。

7.3 厂用变额定电压的选择

厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定,变压器一次、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。对于本设计的发电机电压为13.8KV的143MW和194MW的机组厂用电均采用6kV,故设有13.8/6.3kV的高压厂用变压器和242/6.3-6.3KV的厂用备用变压器。供给厂内动力机械的低压厂用变压器,常采用380V。一般大型电厂供动力用的变压器中性点都不接地,但设备外壳应接在接地网上,均为保护接地。照明负荷以380/220V三相四线制的中性点直接接地系统供电。 7.4 厂用变压器容量及台数选择

厂用变压器容量的选择,应保证在正常情况下满足全厂厂用负荷的供电,不应由于过负荷过热而影响其使用寿命,在一般事故或检修条件下,应有足够的备用容量,以保证发电机组正常运行。

变压器的容量应按厂用电高压计算负荷的110%与厂用电低压计算负荷

之和进行选择,而厂用低压工作变压器的容量应留有10%左右的裕度。厂用高压

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备用/起动变压器应与最大一台厂用高压工作变压器的容量相同。厂用低压备用变压器的容量应与最大一台厂用低压工作变压器的容量相同。厂用变压器容量与厂用变压器台数及备用容量方式有关。

对厂用高压分裂绕组变压器其各绕组容量应按下式计算: 计算负荷:SC=1.1SH+SL;

高压绕组:Sts1≥∑SC-Sr; 低压绕组:Sts2≥SC

式中 SH—厂用电高压计算负荷之和;SL—厂用电低压计算负荷之和

SC—厂用变压器分裂绕组计算负荷,kV·A; Sr—分裂绕组两分支重复计算负荷,kV·A。

因为厂用高压工作电源从发电机出口直接引接,故选用七台厂用变压器和一台备用/起动变压器。

第八章 二次回路的设想

8.1 配电装置的设置

1.概述

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求,由开关设备,保护和测量电器,母线装置和必要的辅助设备构成,用来接受和分配电能。 配电装置按电气设备装置地点不同,可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式,又可分为:由电气设备在现场组装的配电装置,称为配式配电装置和成套配电装置

2.配电装置的基本要求

配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器﹑保护和测量电器,母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常情况下,用来接受和分配电能,而在系统发生故障时,迅速切断故障部分,维持系统正常运行。为此,应满足以下要求: (1)保证运行可靠 (2)便于操作﹑巡视和检修 (3)保证工作人员的安全 (4)力求提高经济性 (5)具有扩建的可能

3.配电装置的设计原则

(1)节约用地;

(2)运行安全和操作巡视方便; (3)考虑检修和安装条件;

(4)保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行;

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