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摘要:本文从常规变电站站用变的站用电接线系统、站用变压器容量选择、站用电系统保护及整定计算等进行了介绍。
关键字:站用电 保护整定 计算
中图分类号: TM411 文献标识码: A 文章编号:
1站用电系统
站用电系统是向变电站内电气一、二次设备、站内生活设施、照明设备等提供安全可靠的交流工作电源的动力系统,其负荷主要是:主变压器的冷却风扇、蓄电池组的充电设备、站内采暖通风、断路器操作机构加热、照明及检修用电等。
1.1站用电系统接线
1.1.1站用电系统采用三相四线制,系统中性点直接接地,系统额定(标称)电压380/220V。站用电母线采用单母线分段型式接线,最终变电站为2台站用变。
1.1.2站用变压器容量
新建变电站要求每台站用变按全站计算负荷选择。
1.1.3运行方式:正常情况下,由1台站用变供站内全部动力电源,分段或联络断路器合闸位置。当运行的站用变故障或失压时,由互投装置自动投切到另一站用变低压侧。
1.1.4供电方式
1.1.4.1站用电负荷宜由站用配电屏(柜)直配供电,对重要负荷应采用分别在两段母线上的双回路供电方式;
1.1.4.2强油风(水)冷主变压器冷却装置、有载调压装置及带电滤油装置,宜共同设置互为备用的双回路电源进线。并只在冷却装置控制箱内自动切换。
1.1.4.3330~500kV变电站的控制楼、通信楼,可根据负荷需要,分别设置专用配电屏向楼内负荷供电。专用屏宜采用单母线接线。
1.1.4.4断路器、隔离开关的操作及加热负荷,可采用按配电装置区划分的、分别在两段站用电母线上的回路供电方式:
1)各区域分别设置环行供电网络,并在环网中间设置刀开关以开环运行;
2)各区域分别设置专用配电箱,向各间隔负荷辐射供电,配电箱电源进线一路运行、一路备用。
1.2站用变压器运行方式
根据《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》中,第4.1.1条:所用变压器“两台容量相同,互为备用(分列运行)”、“每台工作变压器按全所计算负荷选择”。在《35kV~110kV无人值班变电所设计规程(DL/T5103-1999)》第6.3.1条也有同样规定。
根据《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》条文说明中,第4.1.1条,1992年调查结果:“两台站用工作变压器分列运行相互备用”与“一台工作一台明备用”方式比较,全停事故明显降低,全停事故率分别为和;1983年的调查资料,“一台工作一台明备用”方式下全停事故率高达,平均3~4年就一次。调查结果证明,变电站装设两台容量相同且分列运行相互备用的站用工作变压器,保证了站用电系统的可靠性和灵活性。
所以,建议110kV变电站的站用变应采用两台容量相同、互为备用的站用变压器。而目前,实际设计中,站用变压器一台容量为50kVA,供站内正常动力、电热、照明等负荷;另一台容量为100kV,用于检修主变时的真空滤油及其冬季加热。
1.3站用电系统保护及整定计算
对高压侧采用断路器的站用变,高压侧配置电流速断保护和过电流保护,同时,利用高压侧的过电流保护兼作单相短路保护。
计算用站用变压器接线图,见图2.
图2.110kV变电站站用变短路电流计算接线图
1.3.1原始参数
1.3.1.1高压系统电抗
站用变压器容量:100kVA;
站用变压器电压比:10.5/0.4kVA;
正序和负序电抗:
正序和负序电阻:,系统电阻忽略不计。
站用变压器
正序和负序阻抗:
正序和负序电阻:
正序和负序电抗:
查看《工厂配电设计手册》得站用变压器零序电抗、电阻近似参数(使用100kVA铝芯站用变压器):
零序电阻:
零序电抗:
1.3.1.3电力电缆
1) 电力电缆型号选择
站用变低压侧额定电流:;
工作電流:;
根据查得的资料,的空气敷设中载流量为157.9A、埋土敷设中载流量为185.5A,可以采用。
电缆长度:。
2)阻抗计算
查《工厂配电设计手册》,得站用电力电缆单位电抗、电阻:
单位正序和负序电阻:
单位正序和负序电抗:
单位零线零序电阻:
单位相线零序电抗:
单位零线零序电抗:
得当时,电力电缆阻抗
正序和负序电阻:
正序和负序电抗:
相线零序电阻:
零线零序电阻:
相线零序电抗:
零线零序电抗:
电缆零序电阻:
电缆零序电抗:
1.3.2短路计算
1.3.2.1点三相短路
注意:除本条采用、的计算条件,进行标么值计算,用于高压侧保护装置整定计算外,其余均折算到400V侧,有名值计算。
站用变压器低压侧短路时折算到高压侧穿越电流的换算关系见《工厂配电设计手册》。
1)根据最新整定计算书,得10kV母线的系统参数:
10kV母线系统最大运行方式下正序阻抗标么值:
10kV母线系统最小运行方式下正序阻抗标么值:
2)站用变阻抗标么值:
最大运行方式下三相短路
标么值:
有名值:
最小运行方式下二相短路
标么值:
有名值:
最大负荷电流:
1.3.2.2点三相短路(400V侧)
系统至短路点总阻抗
正序总电阻:
正序总电抗:
正序总阻抗:
得三相短路电流:
换算到10kV侧:
1.3.2.3点单相短路(400V侧)
系统至短路点总阻抗
零序总阻抗:
得单相短路电流:
换算到10kV侧:不接地相
接地相
1.3.3灵敏度效验
根据孟庆炎等编著水利电力出版社1993年《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》第391页,“6~10kV电力变压器继电保护整定计算”,得
电流速断保护定值:
过电流保护定值:
站用变压器低压侧点两相短路时,过电流保护灵敏度:
速断:,不满足,保护范围不能至站用变压器低压侧出口,必须靠近后备过电流保护补救。
过电流:,满足。
电缆L末端点两相短路时,过电流保护灵敏度:
,满足。
电缆L末端点单相短路时,过电流保护灵敏度:
非接地相:,不满足;
接地相:,满足。
1.3.4结语
通过上述整定计算,在常规变电站站用变压器(接线)低压侧进线电力电缆末端(点,电缆长度,电缆型号)短路时高压侧保护装置的灵敏度基本满足要求。因为单相接地在三相内各相均可能发生,所以,利用高压侧过电流保护兼作单相短路保护时,必须三相配置。
存在的问题是:由于数据查找困难,计算精度较粗略。所以,为保证灵敏度,可以采取增加电力电缆截面或降低过电流保护定值等措施。
参考文献
[1]《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》.中华人民共和国国家经济贸易委员会,2002
[2]《工厂配电设计手册》.水利电力出版社,1983
[3]孟庆炎.《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》编著,水利电力出版社,1993
关键字:站用电 保护整定 计算
中图分类号: TM411 文献标识码: A 文章编号:
1站用电系统
站用电系统是向变电站内电气一、二次设备、站内生活设施、照明设备等提供安全可靠的交流工作电源的动力系统,其负荷主要是:主变压器的冷却风扇、蓄电池组的充电设备、站内采暖通风、断路器操作机构加热、照明及检修用电等。
1.1站用电系统接线
1.1.1站用电系统采用三相四线制,系统中性点直接接地,系统额定(标称)电压380/220V。站用电母线采用单母线分段型式接线,最终变电站为2台站用变。
1.1.2站用变压器容量
新建变电站要求每台站用变按全站计算负荷选择。
1.1.3运行方式:正常情况下,由1台站用变供站内全部动力电源,分段或联络断路器合闸位置。当运行的站用变故障或失压时,由互投装置自动投切到另一站用变低压侧。
1.1.4供电方式
1.1.4.1站用电负荷宜由站用配电屏(柜)直配供电,对重要负荷应采用分别在两段母线上的双回路供电方式;
1.1.4.2强油风(水)冷主变压器冷却装置、有载调压装置及带电滤油装置,宜共同设置互为备用的双回路电源进线。并只在冷却装置控制箱内自动切换。
1.1.4.3330~500kV变电站的控制楼、通信楼,可根据负荷需要,分别设置专用配电屏向楼内负荷供电。专用屏宜采用单母线接线。
1.1.4.4断路器、隔离开关的操作及加热负荷,可采用按配电装置区划分的、分别在两段站用电母线上的回路供电方式:
1)各区域分别设置环行供电网络,并在环网中间设置刀开关以开环运行;
2)各区域分别设置专用配电箱,向各间隔负荷辐射供电,配电箱电源进线一路运行、一路备用。
1.2站用变压器运行方式
根据《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》中,第4.1.1条:所用变压器“两台容量相同,互为备用(分列运行)”、“每台工作变压器按全所计算负荷选择”。在《35kV~110kV无人值班变电所设计规程(DL/T5103-1999)》第6.3.1条也有同样规定。
根据《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》条文说明中,第4.1.1条,1992年调查结果:“两台站用工作变压器分列运行相互备用”与“一台工作一台明备用”方式比较,全停事故明显降低,全停事故率分别为和;1983年的调查资料,“一台工作一台明备用”方式下全停事故率高达,平均3~4年就一次。调查结果证明,变电站装设两台容量相同且分列运行相互备用的站用工作变压器,保证了站用电系统的可靠性和灵活性。
所以,建议110kV变电站的站用变应采用两台容量相同、互为备用的站用变压器。而目前,实际设计中,站用变压器一台容量为50kVA,供站内正常动力、电热、照明等负荷;另一台容量为100kV,用于检修主变时的真空滤油及其冬季加热。
1.3站用电系统保护及整定计算
对高压侧采用断路器的站用变,高压侧配置电流速断保护和过电流保护,同时,利用高压侧的过电流保护兼作单相短路保护。
计算用站用变压器接线图,见图2.
图2.110kV变电站站用变短路电流计算接线图
1.3.1原始参数
1.3.1.1高压系统电抗
站用变压器容量:100kVA;
站用变压器电压比:10.5/0.4kVA;
正序和负序电抗:
正序和负序电阻:,系统电阻忽略不计。
站用变压器
正序和负序阻抗:
正序和负序电阻:
正序和负序电抗:
查看《工厂配电设计手册》得站用变压器零序电抗、电阻近似参数(使用100kVA铝芯站用变压器):
零序电阻:
零序电抗:
1.3.1.3电力电缆
1) 电力电缆型号选择
站用变低压侧额定电流:;
工作電流:;
根据查得的资料,的空气敷设中载流量为157.9A、埋土敷设中载流量为185.5A,可以采用。
电缆长度:。
2)阻抗计算
查《工厂配电设计手册》,得站用电力电缆单位电抗、电阻:
单位正序和负序电阻:
单位正序和负序电抗:
单位零线零序电阻:
单位相线零序电抗:
单位零线零序电抗:
得当时,电力电缆阻抗
正序和负序电阻:
正序和负序电抗:
相线零序电阻:
零线零序电阻:
相线零序电抗:
零线零序电抗:
电缆零序电阻:
电缆零序电抗:
1.3.2短路计算
1.3.2.1点三相短路
注意:除本条采用、的计算条件,进行标么值计算,用于高压侧保护装置整定计算外,其余均折算到400V侧,有名值计算。
站用变压器低压侧短路时折算到高压侧穿越电流的换算关系见《工厂配电设计手册》。
1)根据最新整定计算书,得10kV母线的系统参数:
10kV母线系统最大运行方式下正序阻抗标么值:
10kV母线系统最小运行方式下正序阻抗标么值:
2)站用变阻抗标么值:
最大运行方式下三相短路
标么值:
有名值:
最小运行方式下二相短路
标么值:
有名值:
最大负荷电流:
1.3.2.2点三相短路(400V侧)
系统至短路点总阻抗
正序总电阻:
正序总电抗:
正序总阻抗:
得三相短路电流:
换算到10kV侧:
1.3.2.3点单相短路(400V侧)
系统至短路点总阻抗
零序总阻抗:
得单相短路电流:
换算到10kV侧:不接地相
接地相
1.3.3灵敏度效验
根据孟庆炎等编著水利电力出版社1993年《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》第391页,“6~10kV电力变压器继电保护整定计算”,得
电流速断保护定值:
过电流保护定值:
站用变压器低压侧点两相短路时,过电流保护灵敏度:
速断:,不满足,保护范围不能至站用变压器低压侧出口,必须靠近后备过电流保护补救。
过电流:,满足。
电缆L末端点两相短路时,过电流保护灵敏度:
,满足。
电缆L末端点单相短路时,过电流保护灵敏度:
非接地相:,不满足;
接地相:,满足。
1.3.4结语
通过上述整定计算,在常规变电站站用变压器(接线)低压侧进线电力电缆末端(点,电缆长度,电缆型号)短路时高压侧保护装置的灵敏度基本满足要求。因为单相接地在三相内各相均可能发生,所以,利用高压侧过电流保护兼作单相短路保护时,必须三相配置。
存在的问题是:由于数据查找困难,计算精度较粗略。所以,为保证灵敏度,可以采取增加电力电缆截面或降低过电流保护定值等措施。
参考文献
[1]《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程(DL/T5155-2002)》.中华人民共和国国家经济贸易委员会,2002
[2]《工厂配电设计手册》.水利电力出版社,1983
[3]孟庆炎.《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》编著,水利电力出版社,1993