郑州大学110kV变电所毕业设计

TX 110kV变电站设计 110kV 及以上的配电装置,一般将避雷针装在配电装置的架构或房顶上,但在土壤电阻率大于1000??m的地区,宜装设独立避雷针。否则,应通过验算,采取降低接地电阻或加强绝缘等措施 60kV 的配电装置,允许将避雷针装在配电装置的架构或房顶上,但在土壤电阻率大于500??m 的地区,宜装设独立避雷针。 35kV 及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针。装在架构上的避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。装有避雷针的架构上,接地部分与带电部分间的空气中距离不得小于绝缘子串的长度;但在空气污秽地区,如有困难,空气中距离可按非污秽区标准绝缘子串的长度确定。避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。在变压器的门型架构上,不应装设避雷针、避雷线。 (4)规程第72条:

110kV 及以上配电装置,可将线路的避雷线引接到出线门型架构上,土壤电阻率大于1000??m 的地区,应装设集中接地装置。35~60kV 配电装置,在土壤电阻率不大于500??m 的地区,允许将线路的避雷线引接到出线门型架构上,但应装设集中接地装置。在土壤电阻率大于500??m 的地区,避雷线应架设到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电装置的一档线路的保护,可采用独立避雷针,也可在线路终端杆塔上装设避雷针。 (5)规程第74条:

独立避雷针、避雷线与配电装置带电部分间的空气中距离,以及独立避雷针、避雷线的接地装置与接地网间的地中距离,应符合下列要求:

1)独立避雷针与配电装置带电部分、发电厂和变电所电力设备接地部分、架构接地部分之间的空气中距离,应符合下式要求:

Sk ≥ 0.3Rch + 0.1H (11.1)

式中 Sk —空气中距离,m;

Rch —独立避雷针的冲击接地电阻,Ω; H—避雷针校验点的高度,m。

2)独立避雷针的接地装置与发电厂、变电所接地网间的地中距离,应符合下式要求:

Sd ≥.0.3 Rch (11.2)

式中 Sd —地中距离,m。

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3)除上述要求外,对避雷针和避雷线,Sk 不宜小于5m, Sd 不宜小于3m。

11.3 雷电侵入波保护设计

(1)保护措施:避雷器结合进线段保护

(2)避雷器的设置:《电力设备过电压保护技术规程》SDJ7-79中的规定

第78条:变电站的每相母线上都应装设阀型避雷器,应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接,同时应在其附近架设集中接地装置。

第80条:大接地短路电流系统中的中性点不接地变压器如中性点绝缘按线电压设计,应在中性点装设保护装置;如中性点绝缘按线电压设计,但变电所为单进线且为单台变压器运行,也应在中性点装设保护装置。

第83条:与架空线联络连接的三绕组变压器的10kV绕组,如有开路运行的可能,应采用防止静电感应电压危害该绕组绝缘的措施。在其一相出线上装设一只阀型避雷器。

第85条:变电站3~10kV配电装置,应在每相母线和每路架空线上装设阀型避雷器。

避雷针保护范围计算见“附录四”

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12 配电装置与电气总平面设计

12.1 配电装置基本要求

配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常运行情况下,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。可以说,配电装置是具体实现电气主接线功能的重要装置。为此配电装置应满足以下基本要求: 1、保证运行可靠 2、保证工作人员的安全 3、力求提高经济性 4、具有扩建的可能

根据《高压配电装置设计技术规程》SDJ5-79的规定:

第1.0.1条 高压配电装置(简称配电装置)的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策,并应根据电力系统条件,自然环境特点和运行、要求,合理地制订布置方案和选用设备,并积极慎重地采用新布置、新设备和新材料,使设计做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。

第4.1.4条 配电装置中相邻带电部分的额定电压不同时,应按较高的额定电压确定其安全净距。

第4.1.5条 屋外配电装置带电部分的上面或下面不应有照明、通信和信号线路架空跨越或穿过;屋内配电装置带电部分的上面不应有明敷或动力线路跨。 第4.2.1条 考虑地理情况的环境条件,因地制宜,节约用地。35kV及以下宜采用屋内布置。

12.2 配电装置分类

配电装置按电气设备装设地点不同,可分为屋内配电装置和屋外配电装置;按其组装方式,又可分为装配式和成套式。在现场将电器组装而成的称为装配配电装置;在制造厂按要求预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套后运至现场安装使用的称为成套配电装置。

(1)屋内配电装置的特点:①由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小;②维修、巡视和操作在室内进行,可减轻维护工作量,不受气候影响;③

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外界污秽空气对电气设备影响较小,可以减少维护工作量;④房屋建筑投资圈套,建设周期长,但可采用价格较低的刻内型设备。

(2)屋外型配电装置的特点:①土建工作较大和费用较小,建设周期短;②与屋内配电装置相比,扩建比较方便;③相信设备之间距离较大,便于带电作业;④与屋内配电装置相比,占地面积大;⑤受外界环境影响,设备运行条件较差,须加强绝缘;⑥不良气候对设备维修和操作有影响。

(3)成套配电装置的特点:①电气设备布置在封闭或半封闭的金属(外壳或金属框架)中,相间和对地距离可以缩小,结构紧凑,占地面积小;②所有电气设备已在工厂组装成一体,如SF6全封闭组合电器、开关柜等,大大减少现场安装工作量,有等于缩短建设周期,也便于扩建和搬迁;③运行可靠性高,维护方便;④耗用钢材较多,造价较高。

在发电厂与变电所的设计中,配电装置的选择是根据电气主接线的形式、其在电力系统中的地位、周围环境、气象、交通、地质地形等情况,因地制宜地做综合的技术经济比较之后得出的。

12.3 配电装置的最小安全净距

因电压等级、安装地点以及布置型式的不同,各种型式配电装置的结构尺寸有很大差异,在设计中需要综合考虑电气设备的外形尺寸、安装布置、运行环境、检修、维护和运输等各种情况下的安全距离。对于敞露在空气中的配电装置,在各种间隔距离中,最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相带电部分之间的空间最小安全净距,即所谓的A1和A2值。最小安全净距的含义是:在此距离下,无论是处于最高工作电压之下,还是处于内外过电压之下,空气间隙均不致被击穿。这些标准尺寸是在理论分析、试验以及运行实践的总结等基础上加以综合得出的。表7.1和表7.2是我国设计规程规定的屋内、屋外配电装置最小安全净距。表7.1和表7.2种B、C、D、E等值均系在A1 值基础上再考虑一些其它实际因素得出的。

在工程中,实际采用的安全距离均大于表中所列数值,这是因为在确定这些距离时,还考虑了减小相间短路的可能性;软到现在短路电动里、风摆、温度、覆冰及弧垂摆动下乡鉴于相对地间距离的减小;降低大电流导体周围钢构的发热与电动力;减小电晕损失以及带电检修等因素。

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表12.1 屋内配电装置的最小安全净距 单位:mm 符号 适用范围 1.带电部分与接地部分之间 A1 2.网状和板状遮栏向上延伸线距地2.3m处与遮栏上方带电部分之间 1.不同相带电部分之间 A2 2.断路器和隔离开关断口两侧带电部分之间 1.栅状遮栏至 带电部分之间 B1 2.交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 B2 网状遮栏至带电部分之间 无遮栏裸导体与地(楼)之间 平行的不同时检修的无遮栏裸导体之间 通向屋外的出线套管之屋外通道的路面 175 200 225 250 280 400 650 950 1050 1900 825 850 875 900 930 1050 1300 1600 1700 2550 75 100 125 150 180 300 550 900 1000 2000 75 100 125 150 180 300 550 850 950 1800 额定电压/kV 3 6 10 15 20 35 60 110J 110 220J C 2375 2400 2425 2450 2480 2600 2850 3150 3250 4100 D 1875 1900 1925 1950 1980 2100 2350 2650 2750 3600 E 4000 4000 4000 4000 4000 4500 4500 5000 5000 5000 注:1.J系指中性点直接接地系统。 2.板状遮栏时,值B2 值可取A1+30。

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