103736404程萍发电厂Word格式.docx
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1.3.2隔离开关的工作原理3
1.4互感器3
1.4.1电流互感器特点3
1.4.2电压互感器特点3
1.5电抗器3
1.6母线4
1.7高压熔断器4
1.8防雷保护装置4
1.9绝缘子4
1.9.1绝缘子的种类4
1.9.2绝缘子的作用4
2各种电气设备的选择原则4
2.1变压器4
2.1.1变压器容量的基本估算4
2.2.2.1利用计算负荷法估算4
2.2.2.2利用最经济运行效果法估算4
2.2.2.3按年电能损耗最小法选择变压器5
2.2断路器5
2.2.1选择型式5
2.2.2选择额定电压5
2.2.3选择额定电流5
2.2.4校核额定开断能力5
2.2.5校核动稳定5
2.2.6校验热稳定5
2.3隔离开关5
2.4互感器5
2.5电抗器6
2.5.1按额定电压选择6
2.5.26
2.7高压熔断器6
2.7.1保护电压互感器的高压熔断器6
2.7.2保护一般回路的熔断器6
2.8防雷保护装置6
2.9绝缘子6
3电流互感器的选择与校验7
3.1电流互感器的选择7
谢辞10
参考文献………………………………………………………………………11
变电所电气设备的选择校验
程萍
通过对变电所电气设备的构成介绍,了解变电所电气设备的选择原则以及校验过程。
变压器是变电站的主要设备,电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。
开关设备,它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。
电压互感器和电流互感器,它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。
用来限制短路电流的限流电抗器一般选用NKL系列铝线电抗器或FFL系列铝线分裂电抗器。
变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器。
关键词:
变电所;
变压器;
断路器;
隔离开关;
母线;
绝缘子;
电抗器
变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分为:
升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
变电所电气设备主要分为一次设备和二次设备(此次论文主要涉及的是一次设备),其中:
一次设备主要有:
发电机、变压器、电压互感器、避雷器、断路器、母线、电流互感器、隔离开关、接地开关、开关柜和配电屏、各种规格的电力电缆等。
二次设备主要有:
电站计算机监控系统设备(含系统工作站、操作员工作站、语音报警工作站、厂内通讯工作站、远程通信工作站、工程师工作站、打印机服务器、GPS时钟系统、网络通信设备及其它、UPS、光缆、操作台、LCU等);
机组保护及辅机控制设备(含发电机继电保护屏、主变压器继电保护屏、机组故障录波屏、机组辅助设备控制系统、机组振动摆度测量系统、机组火灾报警装置、电气调速器屏、端子箱等);
机组励磁系统;
机组状态检测系统;
高压系统保护及自动装置;
公用系统设备;
厂(站)用交、直流控制电源系统;
通信系统;
工业电视系统;
控制电缆和电气试验设备等。
1变电所有哪些主要电气设备构成
1.1变压器
变压器是变电站的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。
电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。
1.1.1变压器的分类
变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。
前者用于电力系统送端变电站,后者用于受端变电站。
变压器的电压需与电力系统的电压相适应。
为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。
按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。
有载调压变压器主要用于受端变电站。
1.2断路器
高压断路器是电力系统中最重要的开关设备,它既可以在正常情况下接通或断开电路,又可以在系统故障情况下自动地迅速断开电路。
断开电路时会在断口处产生电弧,为此断路器设有专门的灭弧装置。
灭弧能力是断路器的核心性能。
1.2.1断路器的分类
断路器的种类很多。
按灭弧介质可分为油断路器(少油和多油)、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等;
按安装场所可分为户内式和户外式。
1.2.2断路器结构和工作原理
1.2.2.1少油断路器
少油断路器中的绝缘油仅作为灭弧介质和触头开断后触头间的绝缘介质,而以瓷或其他绝缘材料作为带电体与地之间的绝缘介质。
它用油少,还具有钢材消耗量少、体积小、重量轻、占地面积小等优点,在我国的电力工业中获得了广泛的应用。
1.2.2.2多油断路器
多油断路器以绝缘油作为灭弧介质,同时还是带电体与接地外壳的绝缘介质,因而用油量大,故障时还有燃爆危险,且耗钢材多,占地面积大。
1.2.2.3六氟化硫断路器
由于六氟化硫气体的电气绝缘性好,所以六氟化硫断路器的断口可承受更高电压,灭弧能力更强,触头从分离位置到息弧位置的行程很短,且检修周期长。
1.2.2.4真空断路器
由于高真空的绝缘强度很高,所以真空断路器具有触头开距短、熄弧快、体积小、重量轻、无爆炸危险、无污染等优点。
1.3隔离开关
隔离开关(俗称刀闸)没有灭弧装置。
它既不能断开正常负荷电流,更不能断开短路电流,否则即发生“带负荷拉闸刀”的严重事故。
此时产生的电弧不能熄灭,甚至造成飞弧(相间或相对地经电弧短路),会损坏设备并严重危及人身安全。
1.3.1隔离开关的分类
隔离开关种类很多。
按安装地点可分为户内式和户外式两种,按级数可分为单极和三极两种;
按支持瓷柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式;
按闸刀运动方向可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动和插入式等。
1.3.2隔离开关的工作原理
传动绝缘子一端与闸刀相连,另一端与装在公共转轴上的拐臂铰接。
操作机构驱动拐臂转动时,顶起传动绝缘子,从而使闸刀与固定触头分离。
1.4互感器
互感器分为电流互感器和电压互感器,它们既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件,同时也是隔离元件。
它们将一次系统的高电压、大电流,转变为低电压、小电流,供测量、监视、控制及继电保护使用。
1.4.1电流互感器特点
(1)一次绕组线径较粗而匝数很少;
二次绕组线径较细而匝数较多。
(2)一次绕组串联接入一次电路,同父哦一次绕组的电流,之取决一次回路负载的多少与性质,而与二次侧负载无关;
而其二次电流在理想情况下仅取决于一次电流。
(3)电流互感器的额定变比近似等于二次与一次匝数之比。
1.4.2电压互感器特点
(1)电磁式电压互感器就是一台小容量的降压变压器。
一次绕组匝数很多。
而二次绕组匝数较少。
(2)一次绕组并接于一次系统,二次侧各仪表亦为并联关系。
(3)二次绕组说接负荷均为高阻抗的电压表及电压继电器,故正常运行时二次绕组接近于空载状态(开路)。
1.5电抗器
用来限制短路电流的限流电抗器一般选用NKL系列铝线电抗器或FFL系列铝线分裂电抗器。
1.6母线
为了汇集、分配和传输电能,常常需要设置母线。
变电所的母线分为发电机出口母线、发电机电压(汇流)母线和升高电压(汇流)母线。
1.7高压熔断器
高压熔断器应根据额定电压、额定电流、型式种类、开断电流、保护的选择性等进行选择。
1.8防雷保护装置
变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器。
避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。
1.9绝缘子
绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。
1.9.1绝缘子的种类
绝缘子通常分为可击穿型和不可击穿型。
按结构可分为柱式(支柱)绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。
按应用场合又分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。
其中用于线路的可击穿型绝缘子有针式、蝶形、盘形悬式,不可击穿型有横担和棒形悬式。
用于电站、电器的可击穿型绝缘子有针式支柱、空心支柱和套管,不可击穿型有棒形支柱和容器瓷套。
架空线路中所用绝缘子,常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。
现在常用的绝缘子有:
陶瓷绝缘子,玻璃钢绝缘子,合成绝缘子,半导体绝缘子。
1.9.2绝缘子的作用
为了防止浮尘等污秽在绝缘子表面附着,形成通路被绝缘子两端电压击穿,即爬电.故增大表面距离,即爬距,沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离叫爬距.爬距=表面距离/系统最高电压.根据污秽程度不同,重污秽地区一般采用爬距为31毫米/每千伏。
2各种电气设备的选择原则
2.1变压器
变压器容量的选择是一个全面、综合性的技术问题,没有一个简单的公式可以表示。
变压器容量的选择与负荷种类和特性、负荷率、需要率、功率因数、变压器有功损耗和无功损耗、电价(包括基本电价)、基建投资、(包括变压器价格及安装土建费用和供电贴费)、使用年限、变压器折旧、维护费以及将来的计划等因数有关。
2.1.1变压器容量的基本估算
变压器容量的基本估算主要有以下三种方面。
2.2.2.1利用计算负荷法估算
先求出变压器所要供电的总计算负荷,然后按下式估算。
变压器总容量=总计算负荷+考虑将来的增容裕量。
2.2.2.2利用最经济运行效果法估算
所选择的变压器,其最佳经济负荷和实际使用负荷相等或接近,即:
变压器容量约等于S/贝塔m,式中S--实际使用负荷,KVA;
贝塔m--所选择变压器最高效率时的负荷率。
按上式选择的变压器容量往往偏大,按最高效率相应的的负荷率贝塔m所选择的变压器在最高效率的工况下运行,不一定会使企业得到最好的经济效益。
这是由于没有综合考虑影响经济选择企业变压器的各种因数的缘故。
2.2.2.3按年电能损耗最小法选择变压器
该方法适用于不同的企业性质和生产班制及负荷曲线的场合,它是根据年电能损耗最小为原则来选择变压器容量的,因此,从节能角度看较合理。
计算结果表明,变压器容量应在使用负荷和最高经济负荷之间进行选择。
一班制企业,可按使用负荷选择变压器容量,也可略留裕量;
二班间断和三班间断的企业,可分别按比例使用负荷高一级和二级左右的容量选择变压器;
三班连续制企业,可按最经济负荷选择变压器。
然而该方法只考虑年电能损耗最小这一点,还未考虑其他因数,因此,还是不全面的。
按变压器年电能损耗最小和运行费用最低、并综合考虑变压器装设的投资来确定变压器安装容量,才是经济合理的。
2.2断路器
断路器的选择内容包括:
2.2.1选择型式
断路器型式的选择,应在全面了解其使用环境的基础上,结合产品的价格和已运行设备的使用情况加以确定。
2.2.2选择额定电压
所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压。
2.2.3选择额定电流
若实际使用地点的关键温度不同于给定标准值时,应注意对断路器额定电流进行修正。
2.2.4校核额定开断能力
2.2.5校核动稳定
2.2.6校验热稳定
2.3隔离开关
隔离开关选择方法可参照断路器,其内容包括:
1选择型式
2选择额定电压
3选择额定电流
4校核动稳定
⑤校验热稳定
2.4互感器
选择电流互感器时,首先要根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、准确等级、额定电流比;
其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路链接导线的截面积;
最后校验其动稳定和热稳定。
①结构和准确度的确定
②额定电压的选择
③额定电流的选择及额定电流比的确定
④二次回路链接导线截面积的计算
⑤热稳定校验
⑥动稳定校验
2.5电抗器
5.5.1按额定电压选择
一般选择电抗器额定电压与安装处电网额定电压相同。
5.5.2
选择电抗器的额定电流必须大于可能流过电抗器的最大长期工作电流。
电抗器基本设有过载能力,选择时应有适度裕度。
2.6母线
母线的选择内容包括
①确定母线的材料、截面形状、布置方式
②选择母线的截面积
③校验母线的动稳定和热稳定
④.对重要的和大电流的母线,校验其共振频率
⑤对110kv以上的母线,还应交验能否发生电晕
2.7高压熔断器
2.7.1保护电压互感器的高压熔断器
保护电压互感器的高压熔断器,一般选择RN2型,其额定电压应高于或等于所在电网的额定电压(但限流式则只能等于电网电压),额定电流通常均为0.5A
2.7.2保护一般回路的熔断器
①熔体的额定电流应为回路负荷电流的1.5-2.5倍
②熔断器的额定电流应大于熔体的额定电流。
③上、下级熔断器的安-秒特性要互相配合。
2.8防雷保护装置
在发电厂中,户外布置的电力变压器、配电装置、发电机电压引出线,以及油处理室、露天油罐、主变压器修理间等,均应装设直击雷保护装置。
主厂房、主控制室和35kv以下的户内配电装置,一般不需设置直击雷保护装置,仅将其屋顶金属结构接地即可。
2.9绝缘子
支柱绝缘子应按安装地点和额定电压选择,并进行短路动稳定校验。
3.电流互感器的选择与校验
3.1电流互感器的选择
(1)电流互感器选择的具体技术条件如下:
1)一次回路电压:
式中:
——电流互感器安装处一次回路工作电压;
——电流互感器额定电压。
2)一次回路电流:
——电流互感器安装处的一次回路最大工作电流;
——电流互感器原边额定电流。
当电流互感器使用地点环境温度不等于
时,应对
进行修正。
修正的方法与断路器
的修正方法相同。
3)准确级
准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。
互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级;
当所供仪表要求不同准确级时,应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。
与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求:
与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。
仪表的准确级为1.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。
仪表的准确级为2.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。
用于电能测量的互感器准确级:
0.5级有功电度表应配用0.2级互感器;
1.0级有功电度表应配用0.5级互感级,2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器;
2.0级有功电度表及3.0级无功电度表,可配用1.0级级互感器。
一般保护用的电流互感器可选用3级,差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级,零序接地保护可釆用专用的电流互感器,保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。
(2)电流互感器的校验
1)动稳定校验:
(3.8)
——短路电流冲击值;
——电流互感器一次额定电流;
——电流互感器动稳定倍数。
2)热稳定校验:
(3.9)
——最大短路电流;
——短路电流发热等值时间;
——电流互感器一次额定电流。
——t秒时的热稳定倍数。
3)110KV,10KF电流互感器的选择与校验
根据如下条件选择电流互感器:
一次回路电压:
一次回路电流:
110KV侧电流互感器安装处的一次回路最大工作电流
10KV侧电流互感器安装处的一次回路最大工作电流
各电流互感器的选择结果见下表:
表3.5电流互感器的型号及参数
参数
位置
型号
额定电
流比(A)
级次
组合
准确
二次负荷(Ω)
10%倍数
1S热稳定倍数
动稳定倍数
0.5级
1级
倍数
110KV
LBG-110
2500/5
0.5/B
B/B
0.5B
2.0
15
75
130
10KV侧
LBJ-10
6000/5
0.5/D
1/D
D/D
0.5
1
D
2.4
<
10
50
90
电流互感器的校验
(1)110KV侧电流互感器
动稳定:
符合要求
热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
(2)10KV侧电流互感器
谢辞
论文能够顺利完成,离不开老师、同学和朋友的耐心及帮助。
在他们的帮助下,论文能够不断的完善,最终帮助我完整的写完了整个论文。
另外,要感谢在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。
通过此次的论文,我学到了很多知识,跨越了传统方式下的教与学的体制束缚,在论文的写作过程中,通过查资料和搜集有关的文献,培养了自学能力和动手能力。
并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识,这可以说是学习方法上的一个很大的突破。
在以往的传统的学习模式下,我们可能会记住很多的书本知识,但是通过毕业论文,我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西,学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。
在这其中学到的知识在以后的工作生活中会起到很大的帮助作用,使我受益匪浅。
同时,在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态,首先我明白了做学问要一丝不苟,对于出现的任何问题和偏差都不要轻视,要通过正确的途径去解决,在做事情的过程中要有耐心和毅力,不要一遇到困难就打退堂鼓,只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。
在工作中要学会与人合作的态度,认真听取别人的意见,这样做起事情来就可以事倍功半。
最后再次感谢艾老师在这些学时课程里的细心讲解,丰富了我的知识面,我今后也会更加努力认真的研究问题,努力做的更好!
参考文献:
[1]范锡普.发电厂电气部分.第二版.北京:
水利水电出版社,1985
[2]王士政.发电厂电气部分.第三版.北京:
水利水电出版社,2002
[3]赵修明.电流互感器.济南:
山东科技出版社,1990
[4]能源西北电力设计院.电力工程电气设计手册.北京:
水利水电出版社,1991
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