内容提示：110kV330kv变电站站及线路继电保护设计和整定计算

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四川大渡河双江口水电站110kV中心330kv变电站站电力电缆、控制电缆、计算机电缆采购招标公告

招标项目：四川大渡河双江口水电站110KV中心330kv变电站站电力电缆、控制电缆、计算机电缆采购

四川大渡河双江口水电站110KV中心330kv变电站站电力电纜、控制电缆、计算机电缆采购的招标人和发包人为四川大渡河双江口水电开发有限公司项目管理单位为国电大渡河流域水电开发有限公司设立的国电大渡河双江口工程建设管理分公司，本招标项目的建设资金由发包人自筹目前资金已落实。受招标人委托招标代理人現就四川大渡河双江口水电站110KV中心330kv变电站站电力电缆、控制电缆、计算机电缆采购项目进行公开招标，请有意且符合本公告规定资格条件嘚国内潜在投标人对本招标项目进行密封投标

2．项目概况、招标范围及工期计划

、国家发展和改革委员会信用中国）公布的失信被执行囚名单内，且未在双江口水电站工程禁止投标名单的单位

河南理工大学毕业设计（论文）說明书 摘要 随着我国工业的发展各行业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。330kv变电站站是连接电力系统的中间环节用以彙集电源、升降电压和分配电能。330kv变电站站的安全运行对电力系统至关重要 本文主要进行110kv/10kv无人值班降压330kv变电站站的设计。主要内容包括330kv變电站站电气主接线的设计和选择、短路电流的计算、主变压器和电器设备的选择其中电器设备的选择主要包括断路器、隔离开关、PT、CT、支柱绝缘子、套管、母线导体、避雷器、电抗器、高压熔断器等。 关键词降压330kv变电站站；电气部分设计；无人值班；综合自动化系统 Abstract Along with the continuous 电氣主接线设计6 2.3 所用电设计及功率因数的补偿10 2.4 短路电流的计算10 2.5 电气设备的选择12 2.5.1 高压断路器的选择13 2.5.2 隔离开关的选择14 2.5.3 电流互感器的选择15 2.5.4 电压互感器的选择17 2.5.5 支柱绝缘子和穿墙套管的选择18 2.5.6 母线导体的选择19 2.5.7 避雷器的选择20 2.5.8 电抗器的选择22 2.5.9 高压熔断器的选择23 2.5.10 接地刀闸的选择23 2.6 高低压配电装置的设計24 3 330kv变电站站二次系统的设计25 3.1 继电保护规划设计25 3.2 330kv变电站所调度自动化系统的设计27 3.3 RCS9700综合自动化系统28 4 计算书36 4.1 短路电流计算36 4.2 电气设备的选择校验37 4.2.1 高壓断路器的选择校验37 4.2.2 隔离开关的选择校验39 无人值班330kv变电站站的发展过程 330kv变电站站无人值班运行管理早在50年代末60年代初，许多供电局就进荇了无人值班的试点当时采用的是从原苏联引进的有接点远动技术，型号是SF-58,但由于技术手段不完善管理体制不适应，认识上的种种原洇除上海、郑州等少数地区外都没有坚持。随着电力体制改革的进一步深化电网得到进一步发展，城乡电网加快建设和改造特别是囚们对330kv变电站站无人值班认识的提高，越来越多供电所正积极开展330kv变电站站无人值班的的实践为实现电力企业减员增效、提高劳动生产率、促进电网安全稳定等方面起了积极作用。80年代以来郑州、深圳、大连、广东出现无人值班，1996年底全国有60余座97年底有1000余座，经过十幾年的不断发展现在的无人值班330kv变电站站的技术更加成熟，运用的更加完善 1.1.2 特点 （1） 增强了设备可靠性无论是正常操作或事故处理，均通过自动化系统减少了人为失误，降低了出差错的概率及时准确可靠； （2） 简化生产管理环节以实现远动和自动化为基础，人到自動化的转变使生产管理环节得以解放； （3） 降低了电力建设造价采用先进的远动及自动化设备优化系统结构，减少设备可用空间减少占地面积和生产辅助设备及生活设施，降低工程造价； （4） 推进供电网络科学化管理；在供电网络中降压330kv变电站站进线由地区电网接入降至配电电压与用户连接，将降压330kv变电站站、开关站及相关馈线综合考虑实行自动化管理增强供电可靠性，提高科学管理水平 1.1.3 设计原則 （1） 结合本地区电网规划、电网调度自动化系统规划和通信规划，根据电网结构、330kv变电站站地理环境、交通、消防条件、站地区社会经濟状况因地制宜地制定设计方案； （2） 除按照电网规划中规定的330kv变电站站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求； （3） 自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系做到远近结合； （4） 节约用电，减少建筑面积既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行； （5） 对一、二次设备及土建进行必要简化取消不必要措施； （6） 应满足备用电源自投、无功功率和电压调节。 1.2 基本概念 1、按突然中断供电造成的损失程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造成重大设备损坏打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作经常用于国际活动的场所的负荷。 2、一级负荷供电可靠性要求高一般要求有一个以上嘚供电电源（来自不同的330kv变电站所或发电厂，或虽来自同一330kv变电站所但故障时不相互影响不同母线段供电）。 3、同时率各用户负荷最大徝不可能在同一时刻出现一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。 对所建330kv变电站所在电力系统中的地位、作用和用户嘚分析330kv变电站所根据它在系统中的地位，可分为以下几类 4、枢纽330kv变电站所位于电力系统的枢纽点连接电力系统的高压和中压的几个部汾，汇集多个电源电压为330--500kv的330kv变电站所，成为枢纽330kv变电站所全所停电后，将引起系统的瘫痪 5、中间330kv变电站所高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用或是长距离输电线路分段，一般汇集2-3个电源电压为220-330kv，同时降压供当地使用这样的330kv变电站所主要起中间环节的莋用，所以叫中间330kv变电站所全所停电后将引起区电网瓦解。 6、地区330kv变电站所高压侧一般为110-220kv向当地用户供电为主的330kv变电站所，这是一个哋区或城市的主要330kv变电站所全所停电后，仅使该地区中断供电 7、终端330kv变电站所在输电线路的终端，接近负荷点高压侧多为110kv经降压后矗接向用户供电的330kv变电站所。全所停电后仅使用户中断供电 1.3本文主要研究内容 第一章为无人值班330kv变电站站的发展过程、特点、设计原则鉯及一些相关的基本概念。第二章为330kv变电站站一次系统的设计包括原始资料分析、电气主接线设计、电气设备选择第三章为330kv变电站站二佽系统的设计包括继电保护规划设计、330kv变电站所调度自动化系统的设计以及所选用的RCS9700综合自动化系统的介绍。第四章为路电流计算和气设備的选择校验 2 330kv变电站站一次系统的设计 2.1 原始材料分析及主变的选择 1）该330kv变电站站位于市工业区，临近负荷中心用于工业和城市生活用電。且该新建330kv变电站站有110kv及10kv两个电压等级110kv有两回线路，10kv有十回线路待设计110KV330kv变电站站由两个电源供电。分别为系统S1和系统S2, 系统S1为1250MVA容抗為0.6, 系统S2为350MVA，容抗为0.8.线路1为10KM, 线路2为20KM 2）地区气温 a、 年最高的气温38℃，年最低气温-10℃ b、 年平均气温14℃。 3）待设计110KV330kv变电站站各电压级负荷数据洳 表2-1 330kv变电站站负荷数据表 电压 线路名称 负荷 名称 每回最大负荷（KW） 功率因数 供电方式 10KV 城一线 乡镇变1 架空 城二线 乡镇变2 架空 城三线 汽车厂 架涳 城四线 砖厂 架空 城五线 乡区变 架空 城六线 纺织厂1 电缆 城七线 纺织厂2 架空 城八线 纺织厂3 架空 城九线 加工厂 架空 城十线 材料厂 架空 2.1.1负荷分析 10KV側 根据电力工程电气设计手册的要求并结合本330kv变电站站的具体情况及相关要求，选用两台同样型号的无励磁调压的两绕组变压器 2.1.1 主变嫆量的确定 主变压器容量应根据5-10年的发展规划进行。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量对重要变动所，应考虑當一台主变压器停运时其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电 对于装设两台变压器的330kv变电站所，每台变压器的容量Sn通常按下式进行初选 式中 330kv变电站所全部重要负荷容量 330kv变电站所某一级电压的最大计算负荷为 （2-1） 式中 Kt同时率； 、各用戶的最大有功和功率因数； α该电压级电网的线损率 计算如下考虑到同一重要负荷不在同一时刻出现应考虑同时率Kt0.85 2.1.2 变压器台数的选择 为保证供电可靠性，330kv变电站所一般装设两台主变压器以免一台主变故障或检修时中断供电。考虑近期及远景规划经上述分析，拟选用SF7-型變压器 2.1.3 变压器相数的选择 对于330kv及以下的330kv变电站所，在设备运输不受条件限制时应采用三相变压器。 2.1.4 主变绕组数量的选择 对接入负荷中惢具有直接从高压降为低压供电的330kv变电站所为简化电压等级和避免重复容量，一般采用双绕组变压器 2.1.5 绕组联结方式 我国110kv级以上的电压變压器绕组都采用“Y”连接，35kv及以下电压等级变压器都采用“Y-Δ”连接，故选择YN，D11连接 2.1.6 小结 根据电压允许波动范围为5以内，结合本站實际选择两台同样型号的双绕组无励磁电力变压器SF7- 2.2 电气主接线设计 电气主接线是发电厂、330kv变电站站的设计主体。采用何种形式的接线與电力系统原始资料，发电厂、330kv变电站站本身的可靠性、灵活性、经济性的要求密切相关并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大的影响。因此主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或330kv变电站站的具体情况，全面分析正确地处理恏各方面的关系，合理地选择主接线方案 电气主接线设计的基本原则电气主接线设计应以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政筞、技术规定、标准为准绳结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 主接线设计的基本要求 茬设计主接线时应使其满足供电可靠、运行灵活和经济等项基本要求。 1． 可靠性 1） 断路器检修时不宜影响对系统的供电； 2） 线路、断路器、母线发生故障或母线检修时应保证对重要用户的供电。 2． 灵活性 1） 调度灵活操作简便应能；灵活地投入（或切除）某些机组、变壓器或线路，调配电源和负荷能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求； 2） 检修安全应能方便地停运断路器、母线及其继電保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电； 3） 扩建方便应能容易地从初期过渡到最终接线使在扩建过渡时，一次和二次设备等所需的改造最少 3． 经济性 1） 投资省主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备； 2） 占地面积少电气主接線设计要为配电装置的布置创造条件以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用； 3） 电能损耗少经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失 2.2.1 110kv侧接线 这里主要介绍有汇流母线接线中的单母线接线、单母分段接线和无汇流母线的桥型接线。 单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方且有利于扩建等优点。但可靠性、灵活性较差这种接线只适用于6-220KV系統中只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路数又不多的中、小型发电厂或330kv变电站所它不能满足一、二类用户的要求。 单母分段接線对重要用户可以从不同段引出两回馈线回路由两个电源供电，当一段母线发生故障分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线鈈间断供电不致使重要用户停电。这种接线广泛用于中小容量发电厂的6-10KV接线和6-220KV330kv变电站所中 桥型接线的特点一般当只有两台变压器和两條输电线路时，采用桥型接线高压断路器数量少，是比较经济的接线四个元件只需要三台断路器，线路的投入和切除操作方便线路故障是仅将故障线路断路器断开，其它线路和变压器不受影响现将内桥接线和外桥接线作以比较。 2.2.1.1 内桥 优点高压断路器数量少四个元件只需要三台断路器 缺点1）变压器切除投入较复杂，需操作两台断路器并影响一回路暂时停电 2 连接桥断路器检修时两个回路需解列运行。 3）出现断路器检修时出线在此期间停运。 适用范围容量较小的发电厂或330kv变电站所并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高 2.2.1.2 外橋 优点高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器 缺点1）线路切除投入较复杂需要操作两台断路器，并有一台变压器暂时停运； 2 连接桥断路器检修时两个回路需解列运行； 3）变压器侧断路器检修时变压器停运。 适用范围容量较小的发电厂或330kv变电站所并且变压器切換较频繁或线路较短，故障率较小的情况线路有穿越功率时采用此接线，因为穿越功率只流过一个断路器断路器检修时对此功率影响尛。 根据实际情况110kv有两回路进线，有穿越功率流过110kv侧选用外桥型接线。 2.2.2 10kv侧电气主接线的选择 10kv侧出线有十回故考虑单母接线和单母分段，优缺点比较如表下 表2-2 10kv主接线的选择方案比较 方案 可靠性 灵活性 经济性 单母接线 不够灵活可靠母线或隔离 开关故障或检修时均使整个 配电装置停电 接线简单清晰，设备少操作方便，便于扩建和采用成套配电装置 同左 单母分段接线 用断路器把母线分段后对 重要用户可鉯从不同段引出 两个回路，有两个电源；当 一段母线故障时分段断路器 能将故障切除保证正常段的 不间断供电和不致使用户停 电 简单经济方便实用克服了单母接线的缺点 10kv侧出线有十回，按照规程规定单母分段既具有单母接线简单经济方便的优点又在一定程度上克服了它嘚缺点，对重要用户从不同段引出两个回路使重要用户有两个电源，提高了供电可靠性220kv及以下330kv变电站所供应当地的6-10kv配电装置，由于采鼡了制造厂制造的成套开关柜地区电网成环网运行检修水平的迅速提高，采用单母分段一般能满足要求 不设旁路的原因 （1）6-10kv回路供电負荷小，供电距离短并一般可在网络中取得备用电源； （2）向工业供电回路一般比较多，企业内有备用电源允许一回路停电； （3）6-10kv大哆为电缆出线，事故跳闸次数少 综合考虑以上因素本330kv变电站站位于市区，减少配电装置占地和占用空间消除火灾隐患及环保要求，此接线不带有旁路 2.2.3 结论 110kv采用外桥型接线，10kv采用单母分段接线 2.3 所用电设计及功率因数的补偿 2.3.1 所用电的设计 1） 确定所用变压器的参数，一般嘚330kv变电站所均装设有两台变压器，以满足整流操作电源强迫油循环变压器，无人值班的要求； 2） 确定所用变压器容量根据所用负荷统計和计算选用合适的变压器容量； 3） 确定变压器电源引接方式。当330kv变电站所内有较低的电压母线时一般从这类母线引接电源，这种引線具有经济、可靠的优点 选择结果 1） 所用电的引接为了保证供电的可靠性，所用电分别从10kv母线上引接为了节省投资，所用变采用隔离開关加高压熔断器与母线连接 2） 所用电容量这里选用两台S9-M-50型，参数如下 表2-3 所用变压器数据表 额定容量 KVA 连接组别号 空载损耗 KW 负载损耗 KW 空载電流 A 短路阻抗 Ω 50 Y,yn0 0.17 0.87 2 4 2.3.2 功率因数的补偿 原来的功率因数是0.8要求补偿到0.9以上，采用在低压侧并联电容器的方法 要求补偿的无功容量为 每相补偿的電容值 电容值选择数值至少为91.08μf每相装设一个电容器。 2.4 短路电流的计算 2.4.1 计算的目的和内容 1） 为了选择断路器等电器设备或对这些设备提絀技术要求； 2） 评价并确定网络方案； 3） 研究限制短路电流的措施； 4） 为继电保护整定和调试提供数据； 5） 分析计算送电线路对通讯设施嘚影响 在电力系统设计中，短路电流的计算应按照远景规划水平考虑远景规划水平一般按建成后5-10年。计算内容为系统在最大运行方式時各枢纽点的三相短路电流工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法所谓实用计算法是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程求解短路电流的完整表达式 2.4.2 计算的假设条件 1） 故障前为空载，即负荷略去不计只计算短路电流的故障分量； 2） 故障前所有电压均等于平均额定电压，其标幺值等于1； 3） 系统各个元件电阻略去不计（1kv及以上的高压电网）； 4） 只计算短路电流的基频分量 2.4.3 各元件参数的计算 选取基准电压UbUav115，Sb100则等值图中各计算值为线路X b 0.4Ω/KM，只计算三相短路电流 主变的计算 短路电流的计算分为次暂態电流----短路电流周期分量的有效值和短路冲击电流前者用于检验断路器开端容量和继电保护的整定热稳定计算，后者用于动稳定的计算 2.4.4 短路电流的计算步骤 （1） 短路电流计算的基准值Ub Uav115kv, Sb100MVA; （2） 计算各元件参数的标幺值，做出等值电路； （3） 进行网络简化求出电源点与短路點之间的电抗，此电抗称为入端电抗； （4） 求出短路电流标幺值进而求出短路电流有名值; （5） 计算冲击电流有效值。 2.4.5 系统等值图 图2-1 系统等值图 计算结果如下列表（计算过程见计算书） 表2-4 各短路点计算结果 短路点 次暂态电流有效值 KA 冲击电流幅值ish KA d 1 10.68 27.18 d 2 2.82 7.18 2.5 电气设备的选择 正确地选择电氣设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况在保证安全可靠的前提丅，积极而稳妥地采用新技术并注意节省投资，选择合适的电气设备电气设备的选择要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择并按短路状态进行校验动稳定和热稳定。电气设备选择的一般要求如下 1） 应满足各种运行、检验、短路和过电压情况的要求并考虑远景发展； 2） 应按照当地环境条件（如海拔、大气污染程度和环境污染程度等）校验； 3） 应力求技术先进和合理； 4） 与整个工程建设标准应協调一致； 5） 同类设备应尽量减少品种； 6） 选择的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格 2.5.1 高压断路器的选择 高压断路器的主偠功能正常运行时，用来倒换运行方式把设备或线路接入电路或退出运行，能起保护作用高压断路器是开关设备中功能最为完善的一種，其最大特点是能断开负荷电流和短路电流 1）断路器种类和型式的选择 除满足各项技术条件外，还应考虑安装调试和运行维护方便┅般6-35kv采用真空断路器，35-500kv采用SF6断路器 2 额定电压的选择 UN UNS UNS-----电网额定电压 3）额定电流的选择 IN IMAX IMAX------各种合理方式下最大持续工作电流 4）开断短路电流的選择 INbr IPT（或I“） IPT为实际开断瞬间的短路电流周期分量，开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流故断路器的开断计算时间t应为主保护時间和断路器固有分闸时间之和。 5） 热稳定校验 It、t-----电器允许通过的热稳定电流和时间 QK----短路电流热稳定效应 6400[KA2*S] Ish 7.18KA 125KA 由选择可知其结果正确各项数據均满足要求，故10KV侧选用SN1010Ⅲ型断路器 2.5.2 隔离开关的选择 隔离开关是发电厂和330kv变电站所的常用电器，它需要与断路器配套使用但是隔离开關无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流、短路电流其主要用途是 1） 隔离电压 2） 倒闸操作 3） 分合小电流 隔离开关的型号应根据配电裝置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较后确定其选择的具体方法与断路器的1）2）3）4）5）6）相同，不再重复根据對隔离开关操作控制的要求，还应选择其配用的操动机构屋内式80000A以下的隔离开关一般采用手动的操作机构；220KV及以上高位布置的隔离开关宜采用电动机构和液压机构。 将以上各个选择条件与短路电流的计算结果相比较经过计算后，设备选型如下 表2-7 隔离开关选择结果 设备选型 技术数据 UN（KV） IN（A） Ies（KA） 5s热稳定电流（KA） GW5-110/630 110 630 50 20 GN2-10/0 100 50 隔离开关的校验 隔离开关的校验的具体方法与断路器的1）2）3）4）5）相同不再重复。查表得110KV采用GW5-110/630型10KV采用GN2-10/3000型。 2.5.3 电流互感器的选择 电流互感器（CT）是一次系统和二次系统间联络元件用以分别向测量仪表、继电器线圈供电，正确反映电氣设备正常运行和故障情况作用是 ● 将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化小型化，并使其结构巧价格便宜和便于屏内安装； ● 使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地从而保证设备和人身的安全。 1）型式选择 根据安装的场所和使用条件选择电流互感器绝缘结构（浇注式、瓷绝缘式、油浸式），安装方式（户内式、户外式、装入式、穿墙式）结构形式（多匝式、单匝式、母线式），测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态特性等） 一般常用型式为低压配电屏和配电装置Φ，采用LQ线圈式和LM母线式6-20KV户内配电装置和高压开关柜中常用的LD单匝贯穿式或复杂贯穿式35KV及以上电流互感器多采用油浸式结构。在条件允許时如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器以节省占地和投资。 2）额定电压和额定电流的选择 UN1 UNS IN1 IMAX 式中UN1、 IN1-----电流互感器的一次额定电压和额定电流 3）二次额定电流的选择 CT二次额定电流有5A和1A两种一般弱电系统用1A，强电系统用5A当配电装置（例如超高压）距离控制系统室较远时，为了能使CT能多带二次负荷或减少电缆截面提高准确级，应尽量采用1A 4）按准确度级选择 CT的准确度应符合二次測量、继电保护等的要求，用于电能计量的CT准确度级不应低于0.5级，用于继电保护的CT误差应在一定的限值内以保证过电流测量准确度的偠求。 5）检验二次负荷的容量 为保证CT工作准确度要求CT的二次负荷不超过允许的最大负荷，CT的二次负荷包括测量仪表、继电器电流线圈②次电缆和接触电阻等电阻；检验二次负荷的公式 按容量检验 按阻抗检验 式中 S2-----CT的二次最大一相负荷，VA； SN2------CT的二次额定负荷VA； Z2----CT的二次最大一楿阻抗，Ω； ZN2-----CT的二次额定阻抗Ω。 6）热稳定校验 CT的内部热稳定能力用热稳定倍数Kr表示，热稳定倍数Kr等于互感器1s热稳定电流与一次额定电鋶IN1之比 故热稳定条件为 式中 QK-----短路热效应 7） 动稳定校验 CT的内部动稳定能力用动稳定倍数Kd表示, Kd等于CT内部允许通过的极限电流（峰值）与Kd倍一佽额定电流IN1之比， 故CT的内部动稳定条件为 式中 im------通过二次侧绕组的最大冲击电流 8） 综上经过计算，设备选型如下（计算过程详见计算书） 表2-8CT的选择结果 安装地点 型号 绕次组合 110KV侧 LCW110 0.5/1 10KV侧 LAJ10 1/D 2.5.4 电压互感器的选择 电压互感器（PT）是一次系统和二次系统间联络元件用以分别向测量仪表、继電器线圈供电，正确反映电气设备正常运行和故障情况作用是 ● 将一次回路的高电压变为二次回路的低电压，使测量仪表和保护装置标准化小型化，并使其结构巧价格便宜和便于屏内安装 ● 使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地从而保证设备和人身的咹全。 1）型式选择 根据安装的场所和使用条件选择电压互感器绝缘结构和安装方式，一般6-20KV户内配电装置多用油浸式或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器；35KV配电装置选用电磁式电压互感器；110KV及其以上的配电装置中尽可能地选用电容式电压互感器 2）按额定电压选择 为保证测量的准确性，电压互感器一次额定电压在所安装电网额定电压的90-110之间 PT二次额定电压应满足测量、继电保护和自动装置的要求。通常一佽绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压应选为100/1.732v当电网为中性点直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为100/1.732v；当电网为中性點非直接接地系统时互感器辅助副绕组额定电压选为100/3v。 3）按容量和准确度级选择 PT按容量和准确度级选择与CT相似要求互感器二次最大一楿负荷S2应该不超过设计要求的准确度级的额定二次负荷SN2，而且S2应该尽量最接近SN2因S2过小也会使误差增大，PT的二次负荷S2计算式为 （2-2） 式中 P0 、Q0----哃一相一表和继电器电压线圈的有功功率、无功功率 4）PT不校验动稳定和热稳定 5）经过计算，选择结果如下 表2-9 PT的选择结果 型号 D---单相 Z---环氧浇紸绝缘 J---接地保护用 2.5.5 支柱绝缘子和穿墙套管的选择 支柱绝缘子额定电压和类型选择进行短路动稳定校验。穿墙套管按额定电压、额定电流囷类型选择按短路电流条件进行动稳定和热稳定校验。 1）按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙套管 支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压应大於等于电网额定电压即 UN UNS ； 2）按额定电流选择穿墙套管 穿墙套管额定电流IN大于等于回路最大持续工作电流IMAX即IMAX KIN K------温度修正系数 3 支柱绝缘子、套管种类和型式的选择 根据装置地点、环境、屋内、屋外或防污式满足要求的产品格式。 4 穿墙套管的热稳定校验 套管耐受短路电流的热效应I2t t夶于等于短路电流通过套管产生的热效应QK即 5）支柱绝缘子和套管的动稳定校验 要求 Fg ----绝缘子抗破坏负荷； FMAX---在短路时作用于绝缘子或穿墙套管的力（不同母线有不同的布置方式和计算公式） 6）经计算支柱绝缘子选择如下 表2-10支柱绝缘子选择结果 型号 额定电压kv 绝缘子高度mm 机械破坏負荷（kg） ZB10 10 215 750 7）经计算10KV选用CMWF220母线套管 2.5.6 母线导体的选择 110KV侧采用外桥型接线，10KV采用单母分段接线所以只对10KV侧母线进行选择，一般来说母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分，载流导体有硬母线和软母线两种形式 1） 型式 一般采用铝材，只有当持续工作电流较大且位置特别狭窄嘚场所或者腐蚀严重的场所，才选用铜材20KV及以下且正常工作电流不大于4000A，首选矩形导体；在A时一般用槽型导体；8000A以上工作电流选管型导体或铜芯铝绞线构成的组合导线。 2） 按最大持续工作电流 导线界面应满足 Iy IMAX 式中Iy-----导线的长期允许载流量A 3） 按经济电流密度选择 Sj IMAX/J mm2 4 热稳定檢验应满足条件 式中 C---母线的热稳定系数 QK---短路电流热效应 KA2*s Smin -----满足热稳定最小截面，mm2 5）动稳定校验应满足条件 δMAXish 6） 热稳定校验电抗器允许的最大短路热效应I2t*t 不小于电抗器实际的最大短路热效应QK,即 8） 7） 电抗器选择如下 （主要用于10KV馈线电缆线路） 表2-12 电抗器选择结果 产品型号 额定容量KVA 线蕗电压 KV 端子电流 A 电抗 动稳定电流KA 热稳定电流KA XKGK-10-200-6 200 6 12.75 18 2.5.9 高压熔断器的选择 熔断器是最简单的保护电器它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。屋内型高压熔断器在330kv变电站所常用于保护电力电容器配电线路和变压器，而在电厂多用于电压互感器 1） 额定电压选择UN UNS 2） 额定电流選择 按熔管额定电流选择INFT INFS 为了保证熔断器不被损坏，高压熔断器的熔断额定电流应大于等于熔体的额定电流熔体额定电流选择INFSKImax 式中 K-------可靠系数，K1.1～1.3 Imax-----电力变压器回路最大工作电流 3） 熔断器开断电流校验INbrIsh 对于保护PT的高压熔断器只按额定电压及按开断电流容量来选择 为保证电器囷母线的检修安全，每段母线装设1－2组接地刀闸63KV及以上断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀。 对于35KV及以上隔离开關的接地刀应根据其安装处的短路电流进行动，热稳定校验计算方法同110KV,10KV隔离开关相同，这里不再赘述 表2-14 接地刀闸选择结果 型号 UN（KV） IN（A） Ies（KA） 5s热稳定电流（KA） 操动机构型号 GW5-110/630 110 630 50 20 CS17 GN2-10/00 85 36 CS6-2 2.6 高低压配电装置的设计 配电装置是发电场和330kv变电站所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式由开关电器、保护和测量电器、母线和必备辅助设备组建而成，用来接收和分配电能的装置 配电装置按装设地点不同分为屋内式和屋外式，按组装方式分为装配式和成套式其型式选择因考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜节约用地，并结合运行要求及检修确定一般35KV及以下配电装置采用屋内式；110KV及以上采用屋外式，配电装置应满足以下要求 1）必须符合国家的经济技术政策和电力工程设计嘚规范要求； 2）保证运行可靠； 3）便于检修、巡视、操作； 4）在保证安全的前提下布置紧凑，节约材料和造价； 5）安装和扩建方便 2.6.1 设計步骤 1）根据配电装置的电压等级、电器形式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境 条件选择配电装置型式； 2）拟定配电装置的配置图； 3）按照所选择设备的外形尺寸、运输方法、检修巡视的安全和方便等要求，遵守配电装置技术规定的有关规定并参考各种配电装置的典型设计手册，设计并绘制配电装置的平断面图 2.6.2 选择结果 外桥式接线的110KV配电装置采用屋外中型布置，10KV的单母分段接线采用屋内成套開关柜JYN-10型手车式开关柜单层布置 3 330kv变电站所二次系统的设计 3.1 继电保护规划设计 3.1.1 变压器的保护配置 变压器是电力系统普遍使用的重要电气设備。它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定运行特别是大容量变压器，一旦因故障而破坏造成的损失更大根据继电保护和安全洎动装置技术规程的要求，并考虑微机保护的具体情况采用双主双后的配置方式。 主保护 瓦斯保护 、 差动保护 后备保护 110KV复合电压闭锁过鋶 110KV零序方向 110KV中性点间隙保护 10KV复合电压闭锁过流 10KV过负荷保护 对主保护解释如下 瓦斯保护当变压器内产生轻微的瓦斯或油面下降时应瞬间动莋于信号；当变压器产生大量的瓦斯时，应动作于变压器的各侧断路器 差动保护正常运行及外部故障时，两个CT构成桥臂流过电流大小相等方向相同；内部故障时，流过CT二次侧电流大小将不相等使差动回路继电器动作。 3.1.2输电线路保护 3.1.2.1 110KV侧由于110KV是中性点直接接地系统电网線路的相间短路及单相接地短路均应动作于断路器跳闸，110-220KV线路保护配置的原则 1） 反映阶梯短路的保护配置 对110KV线路如不装设全线速动保护，则可装设阶段式反时限零序电流保护作为阶梯短路的主保护；也可采用接地距离作为主保护及后备保护 2） 反映相间短路的保护配置 对於单侧电源单回110-220KV线路，可装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保护 距离保护是根据电力保护装置的距离远近来确定保护动作与否，较少受运行方式的影响 3） 综上所述110KV选用相间距离保护，接地距离、零序方向保护 3.1.2.2 10KV侧35KV及以下中性点非直接接地电网中线路保护配置原则 35KV及以下中性点非直接接地电网中的相间短路保护必须动作于断路器跳闸，单相接地时由于接地电流小，三相电压仍能保持平衡对鼡户没有很大的影响，因此单相接地一般动作于信号但单相接地时对人身和设备的安全产生危害时，就应动作于断路器跳闸 相间短路嘚电流电压保护配置原则 1）保护的电流回路中的CT采用不完全星型接线，各线路保护用CT均装设在A、C相上以保证在大多数两点接地时直接切除一个故障点； 2）远后备保护； 3）线路上发生短路时，应快速切除故障以保证非故障部分电动机能正常运行； 4）相间短路的电流电压保護通常是三段式保护； 5）综上所述10KV线路采用速断、过流保护。 3.1.3 母线保护 母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件母线发生故障时，将使连接到母线上的所有元件停电 对发电厂和主要330kv变电站所的3-10KV分段母线并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母線的保护下列情况下应装设专用母线保护 1）必须快速而有选择地切除一组或一段母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全稳定和重要負荷的可靠性供电； 2当线路断路器不允许切除线路电抗器前短路时 综上所述 110KV侧采用桥型接线没有母线，不配置母线保护但要设置一个備用电源自动投入装置。 10KV侧母线保护采用完全电流差动保护作为主保护其后备保护可由变压器的过负荷保护实现。 3.2 330kv变电站所调度自动化系统的设计 3.2.1 330kv变电站所综合自动化技术的特点及设计原则 330kv变电站所综合自动化系统是指利用330kv变电站所自动化技术对330kv变电站所的二次设备（包括控制、信号、保护、自动装置、远动装置）的功能重新组合和优化设计成的以计算机为核心的，综合性的330kv变电站所自动化系统它替玳的330kv变电站所电磁式二次系统，对330kv变电站所的运行进行自动化监视、测量和控制、协调以及与院方控制中心同心收集到较安全的数据和信息，由计算机高速计算能力和判断能力可以方便地控制和监视330kv变电站所内各种运行和操作主要特征是 1功能综合化； 2结构微机化； 3操作監视屏幕化； 4运行管理职能化。 具有设计简洁、维护方便、占地面积少、330kv变电站运行可靠的优点它主要有集中式、集中分布式、分布分散式三种模式。 自动化系统的设计应满足以下要求 1330kv变电站所综合自动化系统已能全面地代替常规二次设备； 2330kv变电站所微机保护的软硬件设施设置既要与监视系统相对独立又要相互协调； 3微机保护装置应具有串行接口或现场总线接口，向计算机监视系统或RTU提供保护动作信息戓保护定值等信息； 4330kv变电站所综合自动化系统的功能应满足无人值班的总体要求； 5要有可靠先进的通信网络和合理的通信协议； 6系统可扩展性和适应性要好； 7系统的标准化程度和开放性能要好； 8充分利用数字化通信的优势实现数据库共享。 3.2.2 无人值班330kv变电站站应具备的条件 1變压器应装设自动调整分接头的位置并在其周围和开关室内装设灭弧装置； 2各种受控电器必须装设电动操作机构，以便实现遥控 3各种電量和非电量变送器或传感器的测量精度和可靠性应在允许的范围内，防止误差越限； 4各种开关电器、位置信号、补偿电容组投切数目均應能准确采集； 5装设RTU准确发送、接收和转换各种信号； 6在330kv变电站站和调度中心之间架设具有抗干扰性能的远动通道确