畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-110kv變電站設(shè)計(jì) (3).doc

摘摘 要要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)全面、 系統(tǒng)，工廠(chǎng)用電量迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo) 也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不 僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠 性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。 變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的 接線(xiàn)方式所構(gòu)成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等 功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作 為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式才能適用現(xiàn) 代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代 通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分 隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。 110kv 變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及的方面多，考慮問(wèn)題多， 分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶(hù)負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷 計(jì)算，確定用戶(hù)無(wú)功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電 站的接線(xiàn)方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行短路電流計(jì) 算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。 隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng) 域中通過(guò)新技術(shù)的使用都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān) 鍵環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 ： 變電站; 負(fù)荷; 輸電系統(tǒng); 配電系統(tǒng); 高壓網(wǎng)絡(luò); 補(bǔ)償裝置 目錄 第一章第一章 緒緒 論論1 1.待設(shè)計(jì)變電所地位及作用1 2.變電站負(fù)荷情況及所址概況1 第二章第二章 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)2 2.1 110kv 電氣主接線(xiàn).2 2.2 35kv 電氣主接線(xiàn).4 2.3 10kv 電氣主接線(xiàn).5 2.4 站用電接線(xiàn)8 第三章第三章 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇8 3.1 負(fù)荷計(jì)算8 3.2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定8 3.3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定10 第四章第四章 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算11 4.1 各回路最大持續(xù)工作電流11 4.2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果11 第五章第五章 主要電氣設(shè)備選擇主要電氣設(shè)備選擇.13 5.1 高壓斷路器的選擇14 5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇15 5.3 各級(jí)電壓母線(xiàn)的選擇15 5.4 絕緣子和穿墻套管的選擇16 5. 5 電流互感器的配置和選擇.16 5.6 電壓互感器的配置和選擇17 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).21 致致 謝謝.22 - 1 - 第一章第一章 緒緒 論論 1.待設(shè)計(jì)變電所地位及作用 按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建 1 中型 110kv 變電所。該 變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶(hù)供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶(hù)進(jìn)行供電。改善提高 供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。 110kv 出線(xiàn) 4 回，2 回備用 35kv 出線(xiàn) 8 回，2 回備用 10kv 線(xiàn)路 12 回，另有 2 回備用 2.變電站負(fù)荷情況及所址概況 本變電站的電壓等級(jí)為 110/35/10。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng) s1 為 600mva， 容抗為 0.38, 系統(tǒng) s2 為 800mva，容抗為 0.45.線(xiàn)路 1 為 30km, 線(xiàn)路 2 為 20km, 線(xiàn)路 3 為 25km。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 40 攝氏度，年最底氣溫- 5 攝氏度，年平均 氣溫 18 攝氏度。出線(xiàn)方向 110kv 向北，35kv 向西，10kv 向東。 所址概括，黃土高原，面積為 100100 平方米，本地區(qū)無(wú)污穢，土壤電阻率 7000.cm。 本論文主要通過(guò)分析上述負(fù)荷資料，以及通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短 路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線(xiàn)選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì)。 待設(shè)計(jì)變電站 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 2 - 第二章第二章 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)、變電站分工完成整個(gè)電 力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線(xiàn)的好壞不僅影響到發(fā)電廠(chǎng)、變電站和電 力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠(chǎng)、變電站主接 線(xiàn)必須滿(mǎn)足以下基本要求。 1.運(yùn)行的可靠 斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線(xiàn)路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí) 間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶(hù)的供電。 2.具有一定的靈活性 主接線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的， 而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范 圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。 3.操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便 主接線(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù) 雜的接線(xiàn)不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線(xiàn)過(guò)于 簡(jiǎn)單，可能又不能滿(mǎn)足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停 電。 4.經(jīng)濟(jì)上合理 主接線(xiàn)在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小， 占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 5.應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線(xiàn)時(shí)還要考 慮到具有擴(kuò)建的可能性。 變電站電氣主接線(xiàn)的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷 的性質(zhì)、出線(xiàn)數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 2.1 110kv電氣主接線(xiàn) 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為 地區(qū)性負(fù)荷。變電站 110kv 側(cè)和 10kv 側(cè)，均為單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。110kv220kv 出線(xiàn) 數(shù)目為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線(xiàn)數(shù)目為 4 回及以上的配電裝置。在 - 3 - 采用單母線(xiàn)、分段單母線(xiàn)或雙母線(xiàn)的 35kv110kv 系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器 時(shí)，可設(shè)置旁路母線(xiàn)。 根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線(xiàn)方案，如圖 1.1 及圖 1.2 所示。 圖 2-1 單母線(xiàn)分段帶旁母接線(xiàn) 圖 2-2 雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn) 對(duì)圖 2.1 及圖 2.2 所示方案、綜合比較，見(jiàn)表 2-1。 表 2-1 主接線(xiàn)方案比較表 項(xiàng)目 方案 方案方案 技 術(shù) 簡(jiǎn)單清晰、操作方 便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方 式靈活、便于事故 處理、易擴(kuò)建 母聯(lián)斷路器可代替 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 4 - 需檢修的出線(xiàn)斷路 器工作 經(jīng) 濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線(xiàn)分段斷路器 兼作旁路斷路器節(jié) 省投資 占地大、設(shè)備多、 投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁 路斷路器節(jié)省投資 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案占優(yōu)勢(shì)。 鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第種方 案為設(shè)計(jì)的最終方案。 2.2 35kv 電氣主接線(xiàn) 電壓等級(jí)為 35kv60kv，出線(xiàn)為 48 回，可采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，也可采用雙 母線(xiàn)接線(xiàn)。為保證線(xiàn)路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶(hù)的供電，采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接 線(xiàn)時(shí)，可增設(shè)旁路母線(xiàn)。但由于設(shè)置旁路母線(xiàn)的條件所限（35kv60kv 出線(xiàn)多為雙回 路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為 23 天。 ）所以，35kv60kv 采用 雙母線(xiàn)接線(xiàn)時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線(xiàn)，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開(kāi)關(guān)。 據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖 1.3 及圖 1.4 所示。 圖 2.3 單母線(xiàn)分段帶旁母接線(xiàn) - 5 - 圖 2.4 雙母線(xiàn)接線(xiàn) 對(duì)圖 2.3 及圖 2.4 所示方案、綜合比較。見(jiàn)表 2-2 表 2-2 主接線(xiàn)方案比較 項(xiàng)目 方案方案單方案雙 技 術(shù) 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于 發(fā)展 可靠性、靈活性差 旁路斷路器還可以代替出線(xiàn) 斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線(xiàn) 斷路器，保證重要用戶(hù)供電 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤操作 經(jīng) 濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線(xiàn)分段斷路器兼作旁路 斷路器節(jié)省投資 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 投資和占地面大 經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案 ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案。 2.3 10kv電氣主接線(xiàn) 610kv 配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)目為 6 回及以上時(shí)，可采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。而雙 母線(xiàn)接線(xiàn)一般用于引出線(xiàn)和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較 高的場(chǎng)合。 上述兩種方案如圖 2.5 及圖 2.6 所示。 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 6 - 圖 2.5 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 圖 2.6 雙母線(xiàn)接線(xiàn) 對(duì)圖 2.5 及圖 2.6 所示方案、綜合比較，見(jiàn)表 2-3 表 2-3 主接線(xiàn)方案比較 項(xiàng)目 方案方案單分方案雙 技術(shù) 不會(huì)造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對(duì)重要用戶(hù)的供電 任一斷路器檢修，該回 路必須停止工作 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤操作 - 7 - 經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 投資和占地面大 經(jīng)過(guò)綜合比較方案在經(jīng)濟(jì)性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。 所以選用方案。 2.4 站用電接線(xiàn) 一般站用電接線(xiàn)選用接線(xiàn)簡(jiǎn)單且投資小的接線(xiàn)方式。故提出單母線(xiàn)分段接線(xiàn)和單 母線(xiàn)接線(xiàn)兩種方案。 上述兩種方案如圖 2.7 及圖 2.8 所示。 圖 2.7 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 8 - 圖 2-8 單母線(xiàn)接線(xiàn) 對(duì)圖 2.7 及圖 2.8 所示方案、綜合比較，見(jiàn)表 2-4。 表 2-4 主接線(xiàn)方案比較 經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。 第三章第三章 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 3.1 負(fù)荷計(jì)算 要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線(xiàn)側(cè)的最大持續(xù)工作電流。 首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷） 、10kv 負(fù)荷、 35kv 負(fù)荷和 110kv 側(cè)負(fù)荷。 由公式 （2-1） %1 cos 1 n i tc p ks 式中 某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷 sc 同時(shí)系數(shù)（35kv 取 0.9、10kv 取 0.85、35kv 各負(fù)荷與 10kv 各負(fù)荷之 kt 間取 0.9、站用負(fù)荷取 0.85） 項(xiàng)目 方案方案單分方案單 技 術(shù) 不會(huì)造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對(duì)重要用戶(hù)的供電 任一斷路器檢修，該回 路必須停止工作 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均 衡發(fā)展 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、 易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少 設(shè)備少、投資小 - 9 - %該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線(xiàn)損率，一般取 5% p、cos各用戶(hù)的負(fù)荷和功率因數(shù) 3.1.1 站用負(fù)荷計(jì)算 s 站=0.85(91.5/0.85)(1+5%) =96.075kva 0.096mva 3.1.2 10kv 負(fù)荷計(jì)算 s10kv=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)0.85+3/94 (1+5%) =38.675wva 3.1.3 35kv 負(fù)荷計(jì)算 s35kv=0.9(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85(1+5%) =27.448mva 3.1.4 110kv 負(fù)荷計(jì)算 s110kv=0.9(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) (1+5%)+ s 站 =68.398+0.096 =68.494mva 3.2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 3.2.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 主變臺(tái)數(shù)確定的要求： 1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝 設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專(zhuān)用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變 壓器的可能性。 考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線(xiàn)中已考 慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。 3.2.2 變電所主變壓器容量的確定 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 10 - 主變壓器容量確定的要求： 1.主變壓器容量一般按變電站建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn) 期 1020 年的負(fù)荷發(fā)展。 2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù) 荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后 的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器 容量就能保證全部負(fù)荷的 6070%。s=68.494mva 由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái) 總 主變壓器應(yīng)各自承擔(dān) 34.247mva。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān) 70%為 47.946mva。故 選兩臺(tái) 50mva 的主變壓器就可滿(mǎn)足負(fù)荷需求。 3.2.3 變電站主變壓器型式的選擇 具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器 容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器 采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且 規(guī)程上規(guī)定 對(duì)電力系統(tǒng)一般要求 10kv 及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本 站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國(guó) 110kv 及以上電壓變壓器繞組都采用 y 連接； 0 35kv 采用 y 連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地。35kv 以下電壓變壓器繞組都采用 連接。 故主變參數(shù)如下： 電壓組合及分接范圍阻抗電壓空載 電流 連接組 型號(hào) 高壓中壓低壓高-中高-低中-低 sfsz9- 50000/110 1108 1。25% 3855 % 105 11 10.51756.5 13 yn，y n0,d11 - 11 - 3.3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 3.3.1 站用變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站 具有兩臺(tái)主變壓器和兩段 10kv 母線(xiàn)，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站 用變壓器，并采用暗備用的方式。 3.3.2 站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用。考慮到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式， 正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿(mǎn)載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變 壓器因故障被斷開(kāi)后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。 s 站=96.075/(1-10%) =106kva 3.3.3 站用變型式的選擇 考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無(wú)油化過(guò)渡的目 標(biāo)，可選用干式變壓器。 故站用變參數(shù)如下： 電壓組合 型號(hào) 高壓 高壓分 接范圍 低壓 連接組 標(biāo)號(hào) 空載損 耗 負(fù)載 損耗 空載 電流 阻抗 電壓 s9-200/10 10;6.3;6 5%0.4y,yn00.482.61.34 因本站有許多無(wú)功負(fù)荷，且離發(fā)電廠(chǎng)較近，為了防止無(wú)功倒送也為了保證用戶(hù)的 電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償。 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 12 - 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第 3.7.1 條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容 補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中 性點(diǎn)不接地的星型接線(xiàn)。 電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定“對(duì)于 35-110kv 變電所，可按主變壓器額定容量 的 10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o(wú)功量，地區(qū)無(wú)功或距離電源點(diǎn)接近的變電 所，取較低者。地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無(wú)功 缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。 第四章 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算 4.1 各回路最大持續(xù)工作電流 根據(jù)公式 = （3-1） smax3ueig max 式中 - 所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量 smax - 各電壓等級(jí)額定電壓 ue - 最大持續(xù)工作電流 ig max = smax3ueig max =/ ig maxsmax3ue 則：10kv =38.675mva/10kv ig max3 =2.232ka 35kv =27.448 mva/35kv ig max3 =1.58ka 110kv =68.494 mva/110kv ig max3 =3.954 ka 4.2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果 短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的且很?chē)?yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路 電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶(hù)的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損 壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠(chǎng)變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短 - 13 - 路電流進(jìn)行計(jì)算。 短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn) 行短路電流計(jì)算。可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有個(gè)，即 110kv 母線(xiàn)短 路（k1 點(diǎn)） ，35kv 母線(xiàn)短路（k2）點(diǎn)，10kv 電抗器母線(xiàn)短路（k3 點(diǎn)） ，0.4kv 母線(xiàn)短 路（k4 點(diǎn)） 。 計(jì)算結(jié)果:(計(jì)算過(guò)程見(jiàn)附錄) 當(dāng) k1 點(diǎn)斷路時(shí): =5.58ka =14.2 =8.43 =1111.4 i ichich s 當(dāng) k2 點(diǎn)斷路時(shí): =1.85ka =4.7 =2.8 =120.2 i ichich s 當(dāng) k3 點(diǎn)斷路時(shí): =38ka =96.7 =57.4 =691 i ichich s 當(dāng) k4 點(diǎn)斷路時(shí): =1000ka =2542 =1510 =692.8 i ichich s 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 14 - 第五章主要電氣設(shè)備選擇 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法 也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作， 為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： 1. 應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行檢修短路和過(guò)電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 2. 應(yīng)滿(mǎn)足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 3. 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 4. 同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 5. 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 6. 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未 經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正 常運(yùn)行。 1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓 umax 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 ug,即， umaxug 2. 電流 選用的電器額定電流 ie 不得低于 所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電 - 15 - 流 ig ，即 ieig 校驗(yàn)的一般原則： (1). 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路 電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。 (2). 用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 3. 短路的熱穩(wěn)定條件 qd irt 2 qdt在計(jì)算時(shí)間 ts 內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ka2s） itt 秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（ka2s） t設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 ts 按下式計(jì)算 t=td+tkd 式中 td 繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（s） tkd斷路的全分閘時(shí)間（s） 4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條 件是： ii dwch iidwch 上式中 短路沖擊電流幅值及其有效值 ichich 允許通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值 idwidw 5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng) 按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。 由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì) 算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足各種可能方式 下回路持續(xù)工作電流的要求。 5.1高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè) 備。 tdtd td qqd iii 222“ 2/10 12 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 16 - 型式選擇： 本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便 減少備用件的種類(lèi)，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。 選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求： 1. 在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也 應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 2. 在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。 3. 應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。 4. 應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安 裝維護(hù)方便。 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)由化目標(biāo)，且由于 sf6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在 110kv 側(cè)采用六氟 化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng) 而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú) 污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作 功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度 快，開(kāi)斷近區(qū)故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于 35kv 及以下的電壓等級(jí)中。所以，35kv 側(cè)和 10kv 側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工 作電流及短路電流得知 電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流 ir t ir 2 動(dòng)穩(wěn)定電流 110kvlw14-110110kv 31500a31.53 5 . 31 2 80ka 35kvzn23-3535kv1600254 25 2 63ka 10kvzn-1010kv600a8.7ka 5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還 可以拉、合小電流電路。 選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求： - 17 - 1. 隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。 2. 隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下， 不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 3 .隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 4. 隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降 低操作時(shí)的過(guò)電壓。 5. 隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。 6. 帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作。 又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知 電壓等 級(jí) 型號(hào) 額定電 壓 額定電 流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110kvgw4-110g110kv 1000a80 35kvgw4-3535kv1000a50 10kvgn8-1010kv600a75 5.3各級(jí)電壓母線(xiàn)的選擇 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線(xiàn)，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容： 、選擇母線(xiàn)的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式； 、選擇母線(xiàn)截面的大??； 、檢驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定； 、對(duì) 35kv 以上母線(xiàn)，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈； 、對(duì)于重要母線(xiàn)和大電流母線(xiàn)，由于電力網(wǎng)母線(xiàn)振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)?線(xiàn)自振頻率。 110kv 母線(xiàn)一般采用軟導(dǎo)體型式。指導(dǎo)書(shū)中已將導(dǎo)線(xiàn)形式告訴為 lgjq-150 的加強(qiáng) 型鋼芯鋁絞線(xiàn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 35kv 母線(xiàn)應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。lgj185 型鋼芯鋁絞線(xiàn)即滿(mǎn)足熱穩(wěn) 定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體 lgj70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。 本變電所 10kv 的最終回路較多，因此 10kv 母線(xiàn)應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選 lgj 150 型鋼芯鋁絞線(xiàn)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求，則同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體 lgj70， 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 18 - 故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。 5.4 絕緣子和穿墻套管的選擇 在發(fā)電廠(chǎng)變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo) 電體、絕緣子和金具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐 熱、耐潮濕。 選擇戶(hù)外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子 在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。 穿墻套管用于母線(xiàn)在屋內(nèi)穿過(guò)墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用， 635kv 為瓷絕緣，60220kv 為油浸紙絕緣電容式. 5.5電流互感器的配置和選擇 參數(shù)選擇 1. 技術(shù)條件 正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓， 二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)， 短路穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過(guò)電壓能力絕緣水平，泄露比 2. 環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度。 型式選擇 35kv 以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷 絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 35kv 以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)， 如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少 占地。 110kv 側(cè) ct 的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)35kv 及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電 流互感器常用 l(c)系列。 - 19 - 出線(xiàn)側(cè) ct 采用戶(hù)外式，用于表計(jì)測(cè)量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流 的 1/3 左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作、并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。 根據(jù) ue ug max ijig max 選擇型號(hào)為 lcwb6-110w 型 35kv 側(cè) ct 可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長(zhǎng)期工作電流選 lcz-35 系列 ct 電壓等級(jí)型號(hào) 110kvlcwb-6-110 35kvlcz-35 10kvlmc-10 5.6 電壓互感器的配置和選擇 參數(shù)選擇 1. 技術(shù)條件 (1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī) 械負(fù)荷 (2)承受過(guò)電壓能力絕緣水平，泄露比距。 2. 環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度，海拔高度，地震烈度。 1.620kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地位狹窄 的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感 器。 2.35110kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 3. 110kv 側(cè) pt 的選擇 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)248 頁(yè)，35-110kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電 磁式電式互感器，接在 110kv 及以上線(xiàn)路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線(xiàn)路上裝有載波通訊， 應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 110kv 變電站設(shè)計(jì) - 20 - 35kv 及以上的戶(hù)外裝置，電壓互感器都是單相的出線(xiàn)側(cè) pt 是當(dāng)首端有電源時(shí)， 為監(jiān)視線(xiàn)路有無(wú)電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘. 額定電壓（v） 二次繞組額定 輸出（va） 電 容 量 型號(hào) 一次繞 組 二次繞 組 剩余電 壓繞組 0.5 級(jí)1 級(jí) 高壓 電容 中壓 電容 載 波 耦 合 電 容 ydr-110 110000/ 3 100/ 3100 150v a 300v a 12.55010 準(zhǔn)確度為: 電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)要求進(jìn)行 選擇。所以選用 ydr-110 型電容式電壓互感器。 35kv 母線(xiàn) pt 選擇： 35-11kv 配電裝置安裝臺(tái)單相電壓互感器用于測(cè)量和保護(hù)裝置。 選四臺(tái)單相帶接地保護(hù)油浸式 tdjj-35 型 pt 選用戶(hù)內(nèi)式 額定電壓(v) 型號(hào) 一次繞組二次繞組 剩余電壓繞 組 接線(xiàn)方式 tdjj