變電站初步設計分析
結合設計,闡述了變電站一次部分的設計思路,并從設備選型、總平面布置等方面提出了設計中應注意的幾個(gè)問(wèn)題。指出設計師要設計好作品,必須具備豐富的知識和經(jīng)驗。
變電站設計分為電氣一次和二次部分。主要零件主包裝
包括:電氣主接線(xiàn)類(lèi)型、高低壓電氣設備選型、導線(xiàn)設計、電工施工
建筑布局、接地裝置等。二次部分主要包括:設備繼電保護
電源系統的控制、測量、信號和操作等。以下是壽陽(yáng)的組合
針對110千伏變電站,簡(jiǎn)要分析了變電站一次部分的設計思路及注意事項
幾個(gè)方面。
1110kV變電站簡(jiǎn)介
其實(shí)變電站是一個(gè)礦區的區域性變電站,110kv、35kv、10kv三個(gè)電壓等級,很重要。
1.1電源和負載條件
本變電站110千伏電源兩路分別從附近220千伏變電站110千伏側東側較好、第三間隔引出,架空連接。導線(xiàn)采用LGJ-240/40鋼芯鋁絞線(xiàn),全長(cháng)1.8公里,架設雙回路鐵塔,全線(xiàn)架設避雷針。較大負荷有功功率:25.2MW較大負荷無(wú)功功率:13.4MW110kV母線(xiàn)功率因數補償后為:0.91;補償后全礦視在功率:27.74MVA
1.2短路參數
采集的供電側110千伏變電站短路參數為:1)三相短路
電流有效值,4.625kA2)三相短路沖擊電流,11.768kA3)三個(gè)階段
短路全電流,6.968kA .經(jīng)計算,本站110kV母線(xiàn)三相短路
電流有效值為4.398kA,三相短路沖擊電流為11.216kA35kV母線(xiàn)
三相短路電流有效值為3.487kA,三相短路沖擊電流為8.891 ka a :
10kV母線(xiàn)三相短路電流有效值為8.213kA,三相短路沖擊電流
是20.9441kA。
1.3主接線(xiàn)和主要電氣設備的選擇
110kV采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn),35kV采用雙母線(xiàn)分段接線(xiàn),10kV采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。兩臺主變壓器(一用一備),SS9-31500/110自冷低損耗功率干式變壓器,電壓比110 2x 2.5/38.5 2x 2.5/10.5kv;110kV側斷路器選用LW30-126G/315。類(lèi)型,電流互感器LVQB-110,隔離開(kāi)關(guān)GW5-110II,電壓互感器JDQXF-110,避雷器Y10W-100/260;35kV側配電設備選用GGN-40.5(S)型雙母線(xiàn)固定式高壓開(kāi)關(guān)柜,配有ZL2型真空斷路器和CT17-35彈簧操動(dòng)機構。10kV配電設備采用KYN28A12(Z)金屬安裝抽出式開(kāi)關(guān)柜,ABB公司的VD4真空斷路器安裝在進(jìn)、分段柜內,VSl真空斷路器安裝在其他出線(xiàn)柜內;無(wú)功補償選用GI-1高壓靜電電容柜。
1.4布置方式
110kV側配電設備設置在室外,采用管狀鋁母線(xiàn)半高布置,共8個(gè)間隔。由西向東,有I段、11段PT和避雷器間隔、1號進(jìn)線(xiàn)間隔、2號進(jìn)線(xiàn)間隔、1號主變間隔、分段間隔、2號主變間隔、2號備用出線(xiàn)間隔;35kV、10kV側配電裝置設在室內,單列布置。35kV有6個(gè)反饋口,10kV有18個(gè)反饋口。10kV補償裝置位于電容器室,呈雙排布置。補償和進(jìn)線(xiàn)柜共6個(gè),預留兩個(gè)備用位置。 #p#分頁(yè)標題#e#
1.5防雷接地
變電站站場(chǎng)設置5根高35m的避雷針,防止直擊雷,在110千伏、35千伏、10千伏母線(xiàn)和主變壓器35千伏、10千伏出口安裝避雷器(柜),防止雷電波侵入。站內所有電氣設備正常不帶電的金屬外殼和開(kāi)莊電纜的金屬護套均按規定要求可靠接地
主要電氣設備選擇采用無(wú)油設計。隨著(zhù)供配電技術(shù)的快速發(fā)展,少油斷路器等配電裝置逐漸被淘汰,取而代之的是安全性能更好、操作維護更方便的電氣設備如六氟化硫、真空斷路器等?;谏鲜鲈?,在現有檢查的基礎上,站內110kV斷路器的電流互感器和電壓互感器選用六氟化硫設備,室內配電柜的35kV和10kV斷路器選用真空斷路器,以更好地滿(mǎn)足供配電的需要。
2.2室外配電設備的布置
110kV配電設備采用管狀鋁母線(xiàn)半高方式布置。之所以采用這種布置,是因為車(chē)站占地有限,并結合了當前流行的設計理念。110kV配電裝置一般包括普通中型裝置、半高裝置、高裝置等。普通中型設備在內運行歷史悠久,在各地運行、維護、安裝、檢修經(jīng)驗豐富。但由于面積大,目前設計中一般不用;半高配電設備布局緊湊清晰,占地少,用鋼量接近普通中性布局。除設備上方的帶電母線(xiàn)外,其余布局與中型布局相似,能更好地適應操作人員和維護人員的習慣和需要。目前,這種方法已得到廣泛應用;高型裝置可以大大減少占地面積,但由于用鋼量大,土建投資大,安裝、檢修、運行維護門(mén)檻差,很少在110kv級使用。
2.3110kV主接線(xiàn)方式
采用單母線(xiàn)分段連接方式,但母線(xiàn)按雙母線(xiàn)類(lèi)型布置。雖然排列方式
提高了一部分造價(jià),但較好地結合了變電站的實(shí)際情況并兼顧了后期發(fā)展??紤]到進(jìn)線(xiàn)的特殊性(雙回路鐵塔架空線(xiàn)路引入)及110kV備用出線(xiàn)的走廊問(wèn)題,再加上本站所處地位相當重要,以后一旦需要發(fā)展,勢必再增加110kV出線(xiàn),此時(shí)改為雙母線(xiàn)布置方式相當容易,只需再增加部分電氣設備即可。2.435kV主接線(xiàn)及電氣設備選型
35kV配電裝置采用雙母線(xiàn)固定式高壓開(kāi)關(guān)柜。本站有110kV35kV及10kV三個(gè)電壓等級,其中35kV側負荷較大、饋線(xiàn)回路較多((3對,共6回),若用一般的單母分段接線(xiàn)型式,則由于其出線(xiàn)均為架空方式且每對出線(xiàn)均需引自不同母線(xiàn)段的原因,勢必會(huì )造成出線(xiàn)交叉多場(chǎng)外線(xiàn)路走廊困難的局面,再加上雙母線(xiàn)在運行的安全性及管理的方便上有較大的優(yōu)勢,故此種情況下推薦采用雙母接線(xiàn)型式是較為有利的。鑒于使用環(huán)境及設計人員的偏好,企業(yè)變電站35kV配電柜選用手車(chē)式的較多,手車(chē)式配電柜質(zhì)量、性能雖好,但其手車(chē)比較重,一般一個(gè)人難以操作,再考慮到一般變電站女值班人員較多的實(shí)際情況,選用固定式柜比較切合實(shí)際。#p#分頁(yè)標題#e#
2.5進(jìn)出線(xiàn)布置
進(jìn)出線(xiàn)布置實(shí)用、簡(jiǎn)潔、整齊。本站兩回110kV電源是采用雙回路鐵塔架設的輸電線(xiàn)路引入的,基于此種情況設計因地制宜地將兩個(gè)進(jìn)線(xiàn)間隔相鄰布置,這樣可以方便進(jìn)線(xiàn)且能簡(jiǎn)化進(jìn)線(xiàn)架構布置;35kV配電室的進(jìn)線(xiàn)采用軟導線(xiàn)架空方式,兩回進(jìn)線(xiàn)均與戶(hù)內進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜垂直對應,戶(hù)內進(jìn)出線(xiàn)間隔布置均勻、直觀(guān);10k配電室的進(jìn)線(xiàn)采用硬母線(xiàn)支柱架設方式,在較好地排列室內配電柜順序后,兩回進(jìn)線(xiàn)垂直引入室內,由于該進(jìn)線(xiàn)走廊較長(cháng),如此排列后顯得簡(jiǎn)潔整齊。以往的設計中,室內母線(xiàn)橋架一般均為敞開(kāi)型的,其成本較低且又檢修方便,但安全距離要求較高。在現今饋出線(xiàn)較多的大型變電站中,使用敞開(kāi)型橋架很難滿(mǎn)足檢修安全距離,使用封閉母線(xiàn)橋架即可解決此問(wèn)題??傊?,在滿(mǎn)足安全實(shí)用的前提下,美觀(guān)整齊的布置在大多數情況下是值得實(shí)現的,就猶如建筑物需要一個(gè)漂亮的外觀(guān)一樣,當然在安全性與美觀(guān)性矛盾的情況下另當別論。
2.6接地裝置設置
除按有關(guān)電力規程、規范配置接地裝置外,設計還結合了電力系統運行反措要求,在110kV側電壓互感器、電流互感器接地處設置了集中接地,即每組壓互及流互周?chē)O1。根垂直接地極,并以水平接地體連成環(huán)形,然后與主接地體相連,連接點(diǎn)不得少于4處
3結語(yǔ)
變電站一次部分的設計是一門(mén)綜合學(xué)科,要求設計人員既要掌握電氣專(zhuān)業(yè)知識,又必須結合實(shí)際設計。以上的特點(diǎn)并不適用所有110kV變電站的設計,它只是某種條件下的一種設計思路,但從中可以得到的啟示是:在滿(mǎn)足電力規程規范各項要求后,特別要注意電工建構筑物的設計及總平面圖的布置,布置既要安全實(shí)用兼顧發(fā)展,又要美觀(guān)大方。這個(gè)階段設計人員需開(kāi)動(dòng)腦筋多比較各種方案,才能做出經(jīng)濟合理的設計。
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