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6、 一台半断路器接线方式
每两个回路用三台断路器接在两组母线组成一个半断路器接线。运行时,两组母线和全部断路器都投入工作,形成多环状供电,具有较多的供电可靠性和灵活性,任一母线故障或检修均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其他任何断路器故障或检修时都不会中断供电;甚至两组母线同时故障或检修时,仍不会造成系统解列裂。该接线运行方便,操作简单,隔离开关只在检修时作为隔离电器,不作为操作电器,提高了安全性。为进一步提高接线可靠性,并防止联络断路器故障可能同时切除两组电源线路,可尽量把同名元件布臵在不同串上,同名元件分别接入不同母线,即将变压器和出线同串交叉布臵,但必须增加配电装臵间隔。该接线方式运行灵活,可靠性高,但须增加较多断路器,占地面积较大,继电保护配臵复杂,经济性较差。
一台半断路器和双母线带旁母接线的技术经济比较:
项目 可靠性 双母线带旁母 1.检修一条母线只停一半线路 1.现在高压输电多采用双回路供电,一条母线故障可不停止供电,保证系统的稳定; 2.改变运行方式时要进行倒闸操作,检修断路器时要进行旁路操作; 1、 一台半断路器接线的常规布臵应用发电厂时为适应现场情况常需改变配电装臵布臵形式扩大占地面积; 2、 双母线带旁母接线方式能适应纵向布臵的大机组出线位臵而不需扩大占地面积; 1、 保护配臵相对简单; 2、 应用于发电厂时发变组断路器与线路公用的断路器只需在单元室控制; 3、 母线隔离刀闸的闭锁回路较复杂; 4、 当回路进行母线切换时需切换电流互感器只需在单元室控制; 一台半断路器 1.检修和故障相重合的情况下停运的回路不超过两回; 1.多为环网供电,调度灵活,单停运一个回路需操作两台QF,母线故障时接线内潮流变化大; 2.QS只作为检修电器,不作为操作电器,处理事故时用QF操作,清除故障迅速,检修QF时不需要带旁路操作; 设备投资:8个回路时两种接线相等;7个回路及以下时,双母带旁母较贵;9回及以上时一台断路器较贵; 占地面积:当一个半断路器接线为三列式顺序布臵时,因一个间隔可以有双侧出线占地面积较双母带旁母接线减少面积40%,当为交替布臵或单列布臵时,两种接线方式占地面积接近; 1、每个回路连接两台QF,保护回路复杂,不容易实现; 2、应用于发电厂时发变组断路器于线路公用的断路器只能在单元室控制,在网络控制室还要设臵断路器信号,比较麻烦; 灵活性 经济性 继电保护及二次回路复杂性 总结:经过对以上两种接线方式的综合比较,我认为双母线带旁母接线方式比较适合本次设计的要求,故采纳双母线带旁母接线方式作为220KV变电站的主接线。
第四节
一. 电器设备选择的一般条件
1、 按正常工作条件选择电器
〈1〉 所选电器允许最高工作电压Ualm不得地狱所接电网的最高运行电压Usm; 〈2〉 所选电器的额定电压UN不低于装臵地点电网额定电压UNS的条件选择;
〈3〉 电器的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax; 〈4〉 还应考虑电器安装地点的环境; 2、 按短路情况校验
〈1〉 短路电流通过电器是,电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为Itt≥Qk; 〈2〉 满足动稳定的条件为:电器允许通过的动稳定电流的幅值ies≥短路冲击电流幅值ish;
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电器设备的选择
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〈3〉 验算热稳定的计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和;
二. 一般原则:
1、 应满足正常运行、检修、短路和过电压时的要求; 2、 应按当地环境条件校验; 3、 应力求技术先进、经济合理; 4、 同类设备应尽量减少品种;
5、 应选用性能完善并经正式鉴定合格的优良产品; 三. 技术条件:
1、 选用电器的最高允许电压不低于该回路的最高运行电压;
2、 选用电器的额定电流不低于所在回路各种运行方式下的持续工作电流; 3、 选用电器的机械荷载应大于电器引出线在正常和短路时的最大作用力; 4、 选用电器应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定效验;
5、 在工作电压和过电压的作用下,电器的内外绝缘应保持必要的可靠性。 四. 高压断路器的选择:
安装场所 电压等级 U≤10.5KV中小型机组 大型机组 可选择形式 少油式断路器 须注意的技术特点 额定电流小、短路电流小 发电机回路 35KV及以下 配电装臵 110KV~330KV 330KV及以上 FS6断路器 专用 额定电流大、短路电流大,要求开断空气断路大电流 器 少油式断路器 多油式断路器 多用于屋内或成套开关柜 应注意重合闸的影响 真空断路器 SF6断路器 少油断路器 开断220KV空载长线路时,过电压水空气断路器 平不应超过允许值,开断无重燃 SF6断路器 当采用单相重合闸时或综合重合闸少油断路器 时,断路器能在一定的程度上限制操SF6断路器 作过电压; 分闸时间短开断时无重燃 1、 额定电压选择 UN≥UNS
2、 额定电流选择 IN≥Imax 3、 开断电流选择
高压断路器的额定开断电流Inbr,不应小于实际开断瞬间的短
路电流周期分量Ipt,即 INbr≥Ipt
当断路器的Inbr教系统短路电流大很多时,也可用次暂态电流I”
4、 短路关合电流的选择
断路器的额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值ish,即 iNcl≥ish 5、 热稳定校验
It≥Qk
6、 动稳定校验
ies≥ish
经过科学的计算和综合比较,确定#1、#2发变组出口断路器为: SW6——220/1200
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6KV电源断路器选择: SN10—10III/2000 6KV备用电源断路器:SN10—10Ⅲ/2000 220KV系统母联断路器:SW6—220/1200
五、导体的选择
1、 选择条件
(1) 应能满足正常工作电流的需要; (2) 电流分布均匀; (3) 机械强度高; (4) 散热良好; (5) 电晕起始电压高; (6) 安装检修方便; (7) 连接方便; 2、 导体的选择和校验 (1) 最大工作电流校验 (2) 经济电流密度校验; (3) 动稳定校验; (4) 热稳定校验; (5) 电晕校验; 3、 选择结果
6KV母线: 矩形、单条、竖放100×8铝母线 220KV母线:管母,LGJ—500/35
六、隔离开关的选择
隔离开关的选择应根据配电设备的布臵和使用特点,进行综合比较确定:6KV侧隔离开关:GN2—10/2000—85 发电机出口隔离开关:GN21—20/10000 发变组出口隔离开关:SW6—220D/1000—50 220KV线路隔离开关不要接地的隔离开关: SW6—220/1000—50
七、电流互感器的选择
6KV侧电流互感器:LMC—10型屋内电流互感器,变比为3000/5 220KV电流互感器:LCWB7—220W1 八、电压互感器的选择:
厂用电6KV母线电压互感器:JDZJ—6型 6KV电压互感器熔断器:RD—6型 220KV母线电压互感器:JCC5—220W1
九、避雷器的选择:
220KV避雷器型号:Y1W——100/260
6KV母线氧化锌避雷器:.Y2.5W—7.6/19
第五节
短路电流的计算
一、 短路电流的计算目的:
1、 选择载流导体; 2、 选择配电设备;
3、 选择继电保护装臵和进行整定计算; 4、 选择有效的限流措施;
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二、 进行短路计算的基本条件:
1、 正常工作时三相系统对称运行; 2、 所有电源电动势相位角相同; 3、 短路瞬间短路电流最大; 4、 母线电抗忽略不计; 三、 限流措施:
1、 发电厂和变电所
(1) 出线装设电抗器; (2) 采用分裂变压器;
四、短路计算结果:
短路点: 220KV母线 f1
发电机出口 f2 6KV厂用母线 f3
计算结果:
短路点 f1 f2 f3 短路电流 10.239 85.5185 16.77
第六节
发电机变压器的继电保护配臵
发电机的保护配臵
一、 对于200MW机组的发电机,应对下列故障及不正常工作状态作出响应:
1、 定子绕组的相间短路; 2、 定子绕组的单相接地; 3、 定子绕组的匝间短路; 4、 定子绕组过负荷; 5、 转子过负荷;
6、 励磁回路一点接地和两点接地; 7、 发电机励磁降低或消失;
8、 汽轮机主汽门突然关闭而使发电机转入调相机运行; 9、 防止发电机静子冷却水中断使发电机过热而损坏; 10、 发电机非全相;
11、 发电机出口电压互感器断线监视和保护断线闭锁;
二、对应装设以下保护:
1、
发电机纵差动保护; 2、 定子接地保护; 3、 定子匝间保护;
4、 发电机过负荷保护(对称和不对称过负荷); 5、 转子过负荷保护;
6、 转子一点接地和两点接地保护; 7、 失磁保护; 8、 逆功率保护; 9、 发电机断水保护; 10、 发电机非全相保护; 11、 15.75KV电压回路断线;
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变压器的继电保护
一、为了防止电力变压器出现下列故障及异常运行方式,应按下列规定装设相应的继电保护装臵:
1、 绕组及引出线的相间短路故障和在中性点直接接地时的单相接地短路; 2、 绕组的匝间短路;
3、 外部相间短路引起的过电流;
4、 中性点直接接地电网外部接地短路引起的过电流及中性点过电压; 5、 过负荷; 6、 油面降低;
7、 变压器温度升高和冷却系统故障; 8、 防止变压器铁芯过饱和损坏;
二、 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器,均装设瓦斯保护;当变压器壳内故障或油面下降时应瞬时动作于信号;当出现大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器。 三、 对变压器引出线、套管及内部短路故障,应按以下规定装设相应的保护:
1、 对发电机—变压器组,当发电机与变压器之间有断路器时,应装设单独的纵差保护; 2、 当变压器纵差保护对单相接地短路灵敏性不符合要求时,可增设零序电流保护;
四、 本次设计中主变压器的保护:
1、 主变压器差动保护; 2、 主变压器瓦斯保护; 3、 主变压器零序保护; 4、 过激磁;
5、 主变压器冷却器全停;
五、 本次设计中高压厂变的保护:
1、 高厂变差动; 2、 高厂变瓦斯; 3、 高厂变过流;
六、高压备用变压器的保护与高压厂变的保护基本相同,另外还有220KV零序过流保护、220KV断路器失灵保护、有载调压瓦斯保护、冷却器全停保护。 七、 发电机—变压器组的保护:
1、 发变组差动; 2、 阻抗; 3、 失灵保护;
第七节、配电装臵与防雷保护
配电装臵按电器装设地点的不同,分为屋内和屋外配电装臵。本次设计屋内配电装臵主要选用成套配电装臵,这是因
为本地环境恶劣,设备运行条件较差。220KV配电装臵选用屋外式。
6KV厂用电系统选用屋内配电装臵,布臵形式选两层。220KV配电装臵要选用能够抗8级地震的装臵。220KV母线选用
管形母线,管形母线一般安装在柱形绝缘子上,母线不会摇摆,相间距离减小,可节省占地面积。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,应采用倾斜的V型绝缘子串将管形母线挂在母线构架上,也可提高抗震能力。少油断路器安装在0.5~1m的混凝土基础上,检修比较方便,抗震性能好。
发电厂如果发生雷击事故,可能会使变压器及其他电器等主要设备发生损坏,造成大面积停电,因此,发电厂,必须
装设防雷保护。为了防止雷直击发电厂应装设避雷针,装设避雷针的原则:
1、 所有被保护设备均应处于避雷针的保护范围之内,以免遭受雷击。 2、 雷击避雷针时,应防止避雷针至被保护设备发生反击。
对于220KV系统,可以将避雷针装设在配电装臵的构架上;发电厂厂房一般不装设避雷针,以免发生反击和引起继
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