變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1 前言 在這次設(shè)計(jì)的選題上我是根據(jù)自己現(xiàn)在所實(shí)習(xí)的崗位來(lái)確定的，題目是 110KV 降壓變電站的部分設(shè)計(jì)，而且我認(rèn)為這次選題也是很好的結(jié)合了我在學(xué)校所學(xué)的工廠供電這門課程，讓實(shí)踐和理論知識(shí)相結(jié)合。 學(xué)習(xí)了工廠供電 ,為了更好的掌握這門功課，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)的正常工作需要 ,我們進(jìn)行了這次設(shè)計(jì) .要完成這次設(shè)計(jì)就必須了解工廠供電的基本知識(shí) .包括供電系統(tǒng)的一般原則 ,內(nèi)容和程序 .須要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算 ,無(wú)功補(bǔ)償以及繼電保護(hù)。 首先介紹工廠供電設(shè)計(jì)的基本知識(shí) ,包括供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容和程序 ,供電設(shè)計(jì)依據(jù)的主要技術(shù)基礎(chǔ) ,供電設(shè)計(jì)常用的電 氣圖形符號(hào)和文字符號(hào) .接著依次講述負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 ,變配電所主接線方案的設(shè)計(jì) ,短路計(jì)算及一次設(shè)備選擇 ,繼電保護(hù)及二次回路的選擇 ,變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,供配電線路的設(shè)計(jì)計(jì)算 ,防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)最重要的設(shè)計(jì)原則和方法 ,我們認(rèn)為 ,就是在設(shè)計(jì)中一定要遵循國(guó)家的最新標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范 .因此設(shè)計(jì)中著力介紹與工廠供電設(shè)計(jì)有關(guān)的最新標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定和要求 .限于我們的水平 ,加之時(shí)間非常的緊促 ,因此設(shè)計(jì)書中可能有錯(cuò)漏和不妥之處 ,是很難避免的 ,請(qǐng)老師批評(píng)指正。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目 110kV降 壓變電站電氣一次部分設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 本所位于某市區(qū)。向市區(qū)工業(yè)、生活等用戶供電，屬新建變電所。 電壓等級(jí)： 110kV：近期 2回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2回； 10kV： 近期 12回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2回。 電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖、負(fù)荷資料及所址條件見附件。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )應(yīng)達(dá)到的主要指標(biāo) 1、變電所總體分析； 2、負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器選擇； 3、電氣主接線設(shè)計(jì)； 4、短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇； 5、配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)。 三、設(shè)計(jì) (論文 )成品要求 2 1畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 1份； 2圖紙： 1套 （ 電氣主接線）。 附件： 一 . 題目： 110kV降壓變電站電氣一次部分設(shè)計(jì) 二 . 原始資料 (一 ) 建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模 本所位于市區(qū)。向市區(qū)工業(yè)、生活等用戶供電，屬新建變電所。 電壓等級(jí)： 110/10kV 線路回?cái)?shù)： 110kV：近期 2回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2回； 10kV：近期 12回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2回。 （二）電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖 附注： 1.圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式； 2.最小運(yùn)行方式下： S1=1300MVA， XS1=0.65； S2=170MVA， XS2=0.75。 3 (三 ) 負(fù)荷資料（ 10kV負(fù)荷的同時(shí)率 kt取 0.85） 列表如下頁(yè)。 （四）所址條件 1 地理位置示意圖如上所示 2 地形 、 地質(zhì) 、 水文 、 氣象條件 所址地區(qū)海拔 200米，地勢(shì)平坦，非強(qiáng)地震地區(qū)。 年最高氣溫 +40C，年最低氣溫 -20C，年平均溫度 +15C，最熱月平均最高溫 +32C。最大覆冰厚度 b=10mm。最大風(fēng)速 25m/s,，屬于我國(guó)第六標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 線路從系統(tǒng) 2（ S2） 110KV 母線出發(fā)至變電所南墻止。全長(zhǎng) 10km。在距離 系統(tǒng) 2北墻 0.25、 5、 8、 9.98km處轉(zhuǎn)角 90 、 002 5 4 5 0、 、 78 四次進(jìn)入變電所。 全線為黃土層地帶，地耐力 2.4kg/cm ， 天然容重 =2g/ 3cm 。內(nèi)摩擦角023 ，土壤電阻率 100cm， 地下水位較低，水質(zhì)良好，無(wú)腐蝕性。土壤熱阻系數(shù)tp=120Ccm/wm。土溫 20C。 負(fù)荷資料表 電壓 等級(jí) 負(fù)荷名稱 最大負(fù) 荷 (MW) 穿越功率(MW) 負(fù)荷組成（ %） 自 然 力 率 Tmax (h) 線長(zhǎng)(km) 近期 遠(yuǎn)景 近期 遠(yuǎn)景 一級(jí) 二級(jí) 110kV 市系線 10 18 10 市甲線 10 18 10 備用 1 10 備用 2 12 棉紡廠 1 2 2.5 20% 40% 0.75 5500 3.5 4 10kV 棉紡廠 2 2 2.5 20% 40% 0.75 5500 3.5 印染廠 1 2 3 30% 40% 0.78 5000 4.5 印染廠 2 2 3 30% 40% 0.78 5000 4.5 毛紡廠 2 2.5 20% 40% 0.75 5000 2.5 針織廠 1 1.5 20% 40% 0.75 4500 1.5 柴油機(jī)廠1 3 4 25% 40% 0.8 4000 3 柴油機(jī)廠2 3 4 25% 40% 0.8 4000 3 橡膠廠 1 1.5 30% 40% 0.72 4500 3 市區(qū) 1 1.5 2 20% 40% 0.8 2500 2 市區(qū) 2 1.5 2 20% 40% 0.8 2500 2 食品廠 1.2 1.5 15% 30% 0.8 4000 1.5 備用 1 1.5 0.78 備用 2 1.5 0.78 機(jī)修變：這個(gè)變電所主要對(duì)機(jī)修車間供電，車間負(fù)責(zé)工廠零部件的加工，若中止供電，不會(huì)帶來(lái)太大的損失，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 廠前區(qū)變：主要是負(fù)責(zé)工作人員的日常辦公照明，空調(diào)的制冷，若中止供電，不會(huì)帶來(lái)太大的損失，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 空分變：這個(gè)環(huán)節(jié)在生產(chǎn)上非常重要，負(fù)責(zé) 把所需的氣體從空氣中分離出來(lái)，如果突然失電，將會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)停止，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 合成變：和空分變一樣也是生產(chǎn)環(huán)節(jié)上不可缺少的，它主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)原料氨氣的合成，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 循環(huán)水變：主要對(duì)高壓水泵提供電源，使冷卻水循環(huán)，負(fù)責(zé)工廠生產(chǎn)設(shè)備的散熱，如果失電設(shè)備將因溫度過(guò)高無(wú)法運(yùn)行或損壞，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 包裝變：主要是對(duì)包裝車間供電，將生產(chǎn)出來(lái)的成品進(jìn)行最后的包裝，失電對(duì)生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生影響，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 復(fù)合肥變：這個(gè)變電所失電將直接不能進(jìn)行生產(chǎn)，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 所用變：主要提供總變 電所的日常用電，這個(gè)電是很重要的，如果失電，監(jiān)控器，微機(jī)系統(tǒng)將停電。工作人員將不知道電壓，電流以及頻率等等的波動(dòng)情況，會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工廠的生產(chǎn)。所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 共用變：這個(gè)變電所失電不會(huì)對(duì)生產(chǎn)有很大影響，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。 6KV 側(cè)負(fù)荷大小 在以下的計(jì)算中， Kd 表示需要系數(shù)， tany 表示功率因素角的正切值。 機(jī)修變： Kd=0.15， tany=1.73。 P=600 KW P30=0.15600=90 KW Q30=1.7390=155.7 kvar S30=179.8 kVA I30=30.4 A 廠前區(qū)變： Kd=1， tany=0。 P=1200 KW P30=11200=1200 KW Q30=0 kvar 5 S30=34.6 kVA I30=115.4 A 空分變： Kd=0.8， tany=0.75。 P=4000 KW P30=0.84000=3200 KW Q30=0.753200=2400 kvar S30=34.6 kVA I30=115.4 A 合成變： Kd=0.8， tany=0.75。 P=8000 KW P30=0.88000=6400 KW Q30=0.756400=4800 kvar S30=8000 kVA I30=769.8 A 循環(huán)水變： Kd=0.8， tany=0.75。 P=8000 KW P30=0.88000=6400 KW Q30=0.756400=4800 kvar S30=8000 kVA I30=769.8 A 包裝變： Kd=0.15， tany=1.73。 P=600 KW P30=0.15600=90 KW Q30=1.7390=155.7 kvar S30=179.8 kVA I30=30.4 A 復(fù)合肥變： Kd=0.75， tany=0.75。 P=1400 KW P30=0.751400=1050 KW Q30=0.751050=787.5 kvar S30=1312.5 kVA I30=152.3 A 所用變： Kd=1， tany=0。 P=100 KW P30=1100=100 KW Q30=0 kvar S30=100 kVA I30=16.6 A 公 用變： Kd=0.7， tany=0。 P=500KW P30=0.7500=350KW Q30=0 kvar S30=350 kVA I30=58.3 A 6 所以，總的有功計(jì)算負(fù)荷 P30 90+1200+3200+6400+6400+90+1050+100+350 18880 KW Q30=155.7+2400+4800+4800+155.7+787.5=13400 Kvar 所以： S 188802+134002 23152 KVA 考慮線損、同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量： S1=231520.81.05 19448 KVA 計(jì)算結(jié)果如下表所示（表 2-1） 名稱 P （ KW） P30（ KW） Q30 (kvar) S30 ( KVA ) I30 ( A ) 機(jī)修變 600 90 155.7 179.8 30.4 廠前區(qū)變 1200 1200 0 34.6 115.4 空分變 4000 3200 2400 34.6 115.4 合成變 8000 6400 4800 8000 769.8 循環(huán)水變 8000 6400 4800 8000 769.8 包裝變 600 90 115.7 179.8 30.4 復(fù)合肥變 1400 1050 787.5 1312.5 152.3 所用變 100 100 0 100 16.6 共用變 500 350 0 350 58.3 第三章：主變壓器的選擇 一、主變臺(tái)數(shù)的確定 變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。而且這樣就更加的保證了運(yùn)行的可靠性，此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。 二、主變?nèi)萘康拇_定 1、主變壓器容量一般按變電所建成后 5-10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10-20年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)工廠變電所，主變壓器容量應(yīng)與工廠規(guī)劃擴(kuò)建相結(jié)合。 2、根據(jù)變電所所帶負(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)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷后的允許時(shí)間內(nèi)， 應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70 -80。此變電所是化工廠總變電所，屬于重要負(fù)荷變電所，所以當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，另一臺(tái)也能保證全部負(fù)荷不斷電。 有以上規(guī)程可知，此變電所單臺(tái)主變的容量為： S=S1 KVA 7 還要考慮到工廠即將有新項(xiàng)目建設(shè)。 所以應(yīng)選容量為 25000 KVA 的兩臺(tái)主變壓器。 三、主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有 y 和 ，高、中、低三側(cè) 繞組如何要根據(jù)具體情況來(lái)確定。 我國(guó) 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y 連接； 35KV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線接地。 35KV 及以下電壓，變壓器繞組都采用 連接。 有以上知，此變電站 110KV 側(cè)采用 Y 接線， 6KV 側(cè)采用 接線。 主變中性點(diǎn)的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng) 消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 在本設(shè)計(jì)中 110KV 變壓器采用中性點(diǎn)直接接地方式。但是由于上一級(jí)配電站中性點(diǎn)已經(jīng)接地，這里就不需要接地。主變繞組采用的接線方式為 Ynd11。 四、 主變的調(diào)壓方式 由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定性，需要調(diào)壓操作頻率較高，而且大多數(shù)的設(shè)備屬于二級(jí)負(fù)荷不能停電進(jìn)行調(diào)壓。 所以，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 本設(shè)計(jì)中主變壓器的型號(hào)是： SFPSL 25000/110 第四 章 : 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇 一、 補(bǔ)償裝置的意義 無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，為感應(yīng)式電器設(shè)備（電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)）提供足夠的無(wú)功，保證正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 二、無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定 根據(jù)該廠的實(shí)際情況，采用高壓集中補(bǔ)償，考慮功率因數(shù)不能低于 0.9，該廠未補(bǔ)償前的功率因數(shù)為 0.88，補(bǔ)償后要求達(dá)到 0.98。 所以補(bǔ)償容量為： Qc=P30 (tany1-tany2)=18880tan(arccos0.88)-tan(arccos0.98) kvar=4170 kvar 故在此設(shè)計(jì)中，在電容器額定電壓 6.3kv 情況下，取 4200 kvar。 三、并聯(lián)電容器裝置的分組 由于電容器是采用的高壓集中補(bǔ)償，考慮到整個(gè)變電站的運(yùn)行方式（母線分段），所以要考慮到只投入一條母線進(jìn)行運(yùn)行時(shí)也要能夠進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式，電容器分為每組2100 kvar 并聯(lián)在 6KV 母線上。 四、并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（ Y）和三角形（ ）兩種。經(jīng)常使用的還有由星 形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。 從電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分） P502 頁(yè)表 9-17 中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于 10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。 8 中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。 第五章： 電氣主接線的初步設(shè)計(jì)及方案選擇 參考資料： 1、發(fā)電廠電氣設(shè)備（于長(zhǎng)順主 編）第十章 2、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分）第二章 一、電氣主接線的概況 1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 2、在選擇電氣主接線 時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) 1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 2）、發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 3）、負(fù)荷大小和重要性 4）、系統(tǒng)備用容量大小 5）、系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料 3、主接線設(shè)計(jì)的基本要求 1）、安全性 2）、可靠性 3）、靈活性 4）、經(jīng)濟(jì)性 二、電氣主接線的選擇設(shè)計(jì) 電氣主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線。 1、單母線分為單母線不分段（圖 4-1），單母線分段 (圖 4-2) 圖 4-1 單母線不分段接線 圖 4-2 單母線分段接線 單母線不分段的優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少以及配電裝置的建造費(fèi)用低；缺點(diǎn)是可靠性和靈活性較差。這種接線方式只實(shí)用于容量較小和對(duì)供電可靠性要求不高的中小型工廠。 單母線分段的優(yōu)點(diǎn)： 母線檢修時(shí)可以分段進(jìn)行，出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)過(guò)倒閘操作切除故障段，保證另一段繼續(xù)運(yùn)行，比單母線不分段提高了可靠性。 2、 雙母線接線（圖 4-3） 圖 4-3 雙母線接線 雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：兩條母線互為備用，具有較高的可靠性和靈活性。一般只用在要求很高 的大型工廠。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，使用設(shè)備多，建造費(fèi)用高。 3、橋式接線分為外橋、內(nèi)橋和全橋 外橋式接線（圖 4-4） 圖 4-4 外僑式接線 外僑式接線一般情況下適用于電源線路較短，故障檢修機(jī)會(huì)較少，但變電所負(fù)荷變動(dòng)較大且需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。 內(nèi)橋式接線（圖 4-5） 圖 4-5 內(nèi)橋式接線 內(nèi)橋式接線一般情況下適用于電源線路較長(zhǎng)，故障檢修機(jī)會(huì)較多，且變壓器不需要經(jīng)常切換 9 的總降壓變電所。 全橋式接線（圖 4-6） 圖 4-6 全橋式接線 全橋式接線在檢修和進(jìn)行倒閘操作時(shí)比內(nèi)外橋更加的方便，但是建造投資的費(fèi)用比內(nèi)外橋高。 根據(jù)實(shí)際情況最后選擇電氣主接線的基本形式為單母線分段全橋式接線。 三、主接線中的設(shè)備配置 第六章 各級(jí)配電裝置的配置 在變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載留導(dǎo)體以及保護(hù)和測(cè)量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 一、配電裝置的要求 （ 1） 配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別 注意應(yīng)節(jié)約用地，爭(zhēng)取不占或少占良田。 （ 2） 保證運(yùn)行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 （ 3） 便于檢修、操作和巡視。 （ 4） 便于擴(kuò)建和安裝。 （ 5） 在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。 二、配電裝置的分類及使用范圍 配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝用的成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點(diǎn)是占地面 積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較小；但需建造房屋，投資較大。 屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 在發(fā)電廠和變電所中，一般 35KV 及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置， 110KV 及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但 110KV 及以上的配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在 屋內(nèi)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但耗用鋼材較多，造價(jià)較高。目前我國(guó)生產(chǎn)的 3 35KV 各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。 由以上各種方案比較得： 在本設(shè)計(jì)中， 110KV 采用屋內(nèi)配電裝置。 第七章 短路電流的目的及結(jié)果 一、短路電流計(jì)算的目的 在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算提供依據(jù)等。 二、短路電流計(jì)算的結(jié)果 10 1、確定基準(zhǔn) 值 設(shè) Sd=500MVA， Ud=Uc，即高壓側(cè) Ud1=115kV,低壓側(cè) Ud2=6.3kV，則 Idl=Sd/1.732 Ud1=500MVA/1.732115 kV=2.5 kA Id2= Sd/1.732 Ud2=500MVA/1.7326.3kV=45.8 kA 2、 計(jì)算短路電路中各元件的標(biāo)幺值 （ 1）電力系統(tǒng) X1=100/500 MVA=0.2 （ 2）架空線路 由圖 12-12 得 X0=0.35/km,而線路長(zhǎng) 10km，故 X2=（ 0.3510） 500MVA/（ 115 kV） 2=0.13 （ 3）電力變壓器 查表可得 UZ%=8%，故 X3=8/100500 MVA/25000 kVA=1.6 因此繪制等效電路圖，如圖 7-1 所示。 、計(jì)算 K-1 點(diǎn)（ 110kV 側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 （ 1）總電抗標(biāo)幺值 XZ（ K-1） =X1+X2=0.2+0.13=0.33 （ 2）三相短路電流周期分量有效值 IZ（ K-1） =Id/ XZ（ K-1=2.5 kA/0.33=7.58 kA (3) 其他短路電流 I（ 3） =7.58 kA ish =2.557.58=19.32kA Ish=1.517.58=11.45 kA (4) 三相短路容量 S（ k-1） =Sd/ XZ（ K-1=1515.2 MVA 4、計(jì)算 K-2 點(diǎn)（ 6.3 kV）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 （ 1）總電抗標(biāo)幺值 XZ（ K-2） =X1+X2+X3=0.2+0.13+1.6=1.93 （ 2）三相短路電流周期分量有效值 IZ（ K-2） =Id/ XZ（ K-2=45.8 kA/6.3=7.27 kA (3) 其他短路電流 I（ 3） =7.27 kA ish =1.847.27= 13.38kA Ish=1.097.27=7.92 kA (4) 三相短路容量 S（ k-2） =Sd/ XZ（ K-2=259.07MVA 以上計(jì)算結(jié)果綜合如表 7-1 所示。 表 7-1 短路計(jì)算表結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 Ik I（ 3） I ish Ish S（ k K-1 7.58 7.58 7.58 19.32 11.45 1515.2 K-2 7.27 7.27 7.27 13.38 7.92 259.07 三、變電所一次設(shè)備的選擇效驗(yàn) 1、 在本設(shè)計(jì)中 110KV 側(cè)斷路器采用 SF6 高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比 SF6 高壓 11 斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)得到廣泛的應(yīng)用。 在本設(shè)計(jì)中， 110KV 的配電裝置采用戶內(nèi)式，所以斷路器也采用戶內(nèi)式。 這里選擇的斷路器型號(hào)為 ZF5-110 效驗(yàn) ZF5-110 斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 110KV 額定電流 1250A 額定開斷電流 31.5KA 動(dòng)穩(wěn)定電流 63KA 熱穩(wěn)定電流 25KA 額定關(guān)合電流 31.5KA 由上表知： 1）斷路器的額定電壓為 110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。 2）該斷路器的最大持續(xù)工作電流： Imax=1.05In=1.05Sn/(1.732Un)=1.0525000/(1.732110)=137.8A 該斷路器的額定電流為 1250A 最小的），大于通過(guò)該斷路器的最大持續(xù)工作電流 137.8A 斷路器的斷流能力 此斷路器的額定開斷電流 Iekd=31.5KA 短路電流周期分量： Izk=7.58KA IekdIzk 2、此斷路器的額定關(guān)合電流 Ieg=80KA ish =19.32KA Ieg ish 3、 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=80KA Ish =7.92KA idw Ish 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=25KAQd，滿足要求。 4、電流互感器選擇 由電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）中比較分析得，在本設(shè)計(jì)中宜采用 LCWB 110（ W）型號(hào)的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電壓 110KV 額定電流 600A 準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn) 0.5 短時(shí)熱穩(wěn)定電流 15.8-31.6(KA) 動(dòng)穩(wěn)定電流 40-80(KA) 此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國(guó)際和 IEC 的有關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強(qiáng)度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。 Imax=1.05In=1.05Sn/（ 1.732Un） =1.0525000/（ 1.732110） =137.8A Ie1=300A, Ie1Imax 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： LH 的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 表示。熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 等于 1S 內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 (KrIe1)2tQd (KrIe)2t=(I 熱 min/IeIe)2t=(15.8)21=249.64A Qd=27.65 (KrIe1)2tQd 符合要求 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： LH 的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kr 表示。 Kd 等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰 12 值與一次額定電流之比。 （ Kd21/2Ie1） I(3)ch （ Kd21/2Ie1） =21/240=56.56KA(按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算 ) ish =13.38KA (Kd21/2Ie1) ish 符合要求。 5、電壓互感器的選擇 從電氣工程設(shè)備手冊(cè)（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇 JCC 系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕 緣，戶外安裝互感器，適用于交流 50HZ 電力系統(tǒng)，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。 型號(hào)含義： J:電壓互感器， C:串級(jí)絕緣， C:瓷箱式。 在這里選用的是與斷路器 SF6 配套的電流互感器 ZF5-110。 四、變壓器進(jìn)出線與鄰近線的選擇 1、 110kV 高壓進(jìn)線的選擇 采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，接往 110kV 公用干線。 1） 按發(fā)熱條件選擇 由 I30=I1N.T=90A 及室外環(huán)境溫度 40 ,查表可得 ,初選 LJ-25,其 40 時(shí)的 Ial100A I30,滿足發(fā)熱件。 2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，最小允許截面 Amin=35mm2，因此 LJ-25 不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選為 LJ-35。 由于此電路很短不需要效驗(yàn)電壓損耗。 2、變壓器出線的選擇 變壓器的出線用的是母線來(lái)連接變壓器的出線端和進(jìn)線柜。 本設(shè)計(jì)中母線的截面按長(zhǎng)期允許電流選擇。 按長(zhǎng)期允許電流選擇時(shí)，所選母線截面積的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)大于裝設(shè)回路中最大持續(xù)工作電流即， IyImax Iy=kIye Iy 指基準(zhǔn)環(huán)境條件下的長(zhǎng)期允許電流 K 指綜合校正系數(shù) 6KV 母線截面選擇： Imax=1.05Ie=210.8 應(yīng)選用載流量為 1837（ A）的雙槽形母線， 其參數(shù)如下： h(mm) ： 75， b(mm)： 35， t(mm)： 4， r(mm)： 6 雙槽形導(dǎo)體截面積 S(mm2)： 1040，集膚效應(yīng)系數(shù)： 1.012。 6KV 柜出線電纜的選擇如表 7-2 所示 名稱 柜號(hào) I30 電纜的型號(hào)選擇 機(jī)修變 0624 30.4 YJV22 395 備用 0620、 0612、 0613 _ _ 廠前區(qū) 0618、 0619 115.4 YJV22 395 空分 0616、 0617 115.4 YJV22 395 包 裝 0614、 0615 30.4 YJV22 395 循環(huán)水 0610、 0611 769.8 4XYJV22 3300 合成 0608、 0609 769.8 4XYJV22 3300 所用 0606、 0607 16.6 YJV22 395 13 復(fù)合肥 0623 152.3 YJV22 395 公用 0625 58.3 YJV22 395 表 7-2 電力電纜型號(hào) 1、 10kV 高壓柜出線的效驗(yàn) 1） 按發(fā)熱條件選擇 由 I30=I1N.T=115.4A 及室內(nèi)環(huán)境溫度 30 ,查表 可得 ,初選 YJV22 395,其 35 時(shí)的Ial126A I30,滿足發(fā)熱件。 2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。 查表得， Jec=2.0A/ mm2，最小允許截面 Amin=57.7mm2，因此 YJV22 395 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 由于此電路很短不需要效驗(yàn)電壓損耗。 2） 按發(fā)熱條件選擇 由 I30=I1N.T=769.8A 及室內(nèi)環(huán)境溫度 30 ,查表可得 ,初選 4XYJV22 3300,其 35 時(shí)的Ial800A I30,滿足發(fā)熱件。 2、效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得， Jec