前比较常见的一种高压开关柜,全名称为:户金属铠装移开式开关设备。额定电压3.6KV-12KV,其特点是配装的真空断路器为中重式,即断路器位于开关柜前柜的中部,因此下部空间节省下来可用于其它方案的扩展或作为电缆室用。此高压开关柜装有PT柜,可用于计量。
4.3.4 选择无功功率补偿电容器选择
本厂的功率因数为:
cos??P30S?3100.5?0.67
304633.8要将功率因数提高至0.9,必须装设的无功补偿装置容量为:
Qc?Q30?Q30'?P30(tan?1?tan?2)?P30?qc?3100.5?0.59?1829.3选择并联电容器型号为BW10.5-30-1W,电容器数量由
n=Qc/qc=1800/30=60
确定为60个,总补偿容量为1800kvar。
(4.64)
(4.65)
5 变电所继电保护及故障分析
5.1 本系统故障分析
本设计35/10KV系统为单母线分段接线,所接负荷属于三级负荷居多,仅锅炉房为二级负荷。
1) 本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲,其主要故障为相间短路、单相接地、两相接地和三相接地。
2) 电力变压器的故障,分为外部故障和部故障两类。
① 变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障,它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。
② 变压器的部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。
③ 变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及油位过低。
3)补偿电容器故障:电容常见故障有电容器部元件故障、部极间短路故障、部或外部极对壳短路故障。此外还会发生电容器与断路器之间连接线以及电容器组部连线上的相间短路故障和接地故障等
5.2 线路继电保护装置选择
根据线路的故障类型,设置相应的继电保护装置如下:
1)35KV线路的保护,采用两段式电流保护,即电流速断保护和过电流保护,此外还装设有单相接地保护和自动重合闸装置
2)10KV备用电源线路保护,采用两段式电流保护和单相接地保护 3)10KV母线保护,采用定时限过电流保护和防母线接地保护 4)通往各车间的线路保护,采用两段式电流保护
5)补偿电容器的保护,采用过电流保护、失压保护和过压保护,
5.3 主变压器继电保护装置选择
变压器为变电所的核心设备,根据其故障和不正常运行的情况,从反映各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发,设置相应的保护
1)针对外部故障设置的保护:采用两段式电流保护,因为35KV进线长度较短,所以其与进线线路保护共用一套保护装置。
2)防止部故障及油面降低设置瓦斯保护。
3)异常运行保护和必要的辅助保护:温度保护(以检测变压器的油温,防止变压器油劣化加速)。
5.5 本设计继电保护原理概述
1)线路电流速断保护:是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的,以动作电流的大小来控制保护装置的保护围;有无时限电流速断和延时电流速断,采用三相三电流继电器的星形接线方式,本设计选用无时限电流速断保护。
2)线路过电流保护:是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障,其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证,有定时限过电流保护和反时限过电流保护;本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器,采用三相三电流继电器的星形接线方式,选用定时限过电流保护,作为电流速断保护的后备保护,来切除电流速断保护围以外的故障,其保护围为本线路全部和下段线路的一部分。
3)线路单相接地保护:在中性点不接地系统中,若发生单相接地故障时,只有很小的接地电容电流,而相间电压仍然是对称的,因此可暂时继续运行。但这毕竟是一种故障,而且由于非故障相对地电压要升高为原对地电压的3倍,因此对线路绝缘是一种威胁,如果长此下去,可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路。这将引起开关跳闸,线路停电。因此,在系统发生单相接地故障时,必须通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置,发出警报信号,以便运行值班人员及时发现和处理。
4)自动重合闸装置:电力系统中的不少故障特别是架空线路上的短路故障大多是暂时性的,这些故障在断路器跳闸后,多数能很快地自行消除。因此,如果采用自动重合闸装置使断路器自动合闸,迅速恢复供电,可大大提高供电可靠性。
5)变压器瓦斯保护:是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器部故障:当变压器部发生故障时,电源使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时,油箱气体缓慢的产生,气体上升聚集在继电器里,使油面下降,继电器动作,接点闭合,这时让其作用于信号,称为轻瓦斯保护;故障严重时,油箱产生大量的气体,在该气体
作用下形成强烈的油流,冲击继电器,使继电器动作,接点闭合,这时作用于跳闸并发信,称为重瓦斯保护。
6)补偿电容器的失压和过压保护:这两种保护属于技术性保护,所有电容器组均应装设失压和过压保护,过压保护主要是防止电容器长期过电压运行;失压保护主要是防止电容器失去电压后在带有电荷的情况下立即重合造成电容器损坏。
6 保护装置的整定与微机实现
6.1 线路保护整定计算
6.1.1 35KV线路保护整定计算
1.定时限过电流保护 1)整定动作电流
Iop.1?KrelIl.max1.2?(1.5?80.5A)??170.5A Kre0.85(6.1) (6.2)
Iop.KA? KrelKw1.2?1?Il.max??(1.5?80.5A)?5.68AKreKi0.85?(150/5)式中:Krel—保护装置动作电流整定的可靠系数,对电磁式继电器,Krel=1.2
Kre—继电器返回系数,一般取为0.85 Kw—保护装置接线系数 Ki—电流互感器的变比
Il.max—线路最大负荷电流,可取为(1.5~3)I30
取继电器动作电流为6A,则过电流保护装置的动作电流Iop.1=(KiIop.KA)/Kw=180A 2)整定动作时间
因为材料给出的上一级某区域变电站配备有定时限过电流保护和电流速断保护,定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s,所以此处整定的动作时间应比上一级动作时间减少0.5s,所以动作时间整定为1s
3)灵敏度校验
Sp= I(2)zq1min /Iop.1=2.15/0.17=12.6>1.5 (I(2)zq1min=0.866 I(3)zq1min=2.15)
所以灵敏度校验合格 2.电流速断保护
因为过电流保护整定动作时间为1s,所以需装设瞬动的电流速断保护装置 1) 整定动作电流
Iqb.1=KrelIk.max=1.2×4.1KA=4.92KA
(6.4) (6.3)