變電站電氣主接線設(shè)計.doc

變電站 變電站變電站 目錄第一部分 設(shè)計任務(wù)書介紹3第二部分 電氣主接線方案確定4一 電氣主接線設(shè)計原則4二 擬定主接線方案51. 原始資料分析52. 各類接線的適用原則53. 擬定方案中設(shè)計方案比較64. 畫出主接線草圖10第三部分 主變形式確定11一 相數(shù)確定11二 主變電器繞組及接線方式11三 冷卻方式11四 確定主變型號及參數(shù)11第四部分 短路電流計算14一 短路計算目的14二 短路計算的一般規(guī)定14三 具體短路計算15第五部分 電氣設(shè)備選擇17一 各種電氣設(shè)備選擇原則171. 母線形態(tài)選擇172. 按穩(wěn)定選擇短路情況校驗(yàn)173. 確定設(shè)備型號時，盡量減少品種17二 母線形式選擇17三 斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器17第六部分 防雷保護(hù)及接地裝置22一 防雷保護(hù)的論述，保護(hù)概念及意義22二 選擇避雷器型號23第七部分 總結(jié)（每個同學(xué)獨(dú)立完成并附在報告中）24第八部分 附錄34一 短路電流計算34二 電氣設(shè)備校驗(yàn)計算36三 主要設(shè)備清單43四 主接線圖44第九部分 參考書目45 第一部分 設(shè)計任務(wù)書介紹 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為110kv變電站電氣主接線的初步設(shè)計，并繪制電氣主接線圖，該變電站設(shè)有兩臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kv，35kv和10kv三個電壓等級。110kv電壓等級采用雙母線接線，35kv和10kv電壓等級都采用單母線分段接線。 本次設(shè)計中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計，短路電流計算，主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括短路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，母線，熔斷器等），各電壓等級配電裝置設(shè)計。 本課程設(shè)計為某工廠總降壓變電所的設(shè)計，該變電所要求的電壓等級分別為35kv和10kv，其符合均為一、二級負(fù)荷，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計算及無功補(bǔ)償確定變電所的形式，變電所的主接線方案，短路電流計算，主要用電設(shè)備選擇和校驗(yàn)，變電所鑒定繼電保護(hù)和防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計等。 本設(shè)計以35110kv變電所設(shè)計規(guī)范 、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 、35110kv高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)政策，所選設(shè)備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 關(guān)鍵詞：降壓變電站；電氣主接線；變壓器；設(shè)備選型；無功補(bǔ)償。 第二部分 電氣主接線方案確定 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接影響。主接線設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)的最佳方案。一：電氣主接線設(shè)計原則（1） 考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用 變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站。由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。（2） 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。（3） 考慮負(fù)荷的重要性和出線回路多少對主接線的影響 對一、二級負(fù)荷，必須有兩個獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負(fù)荷不間斷供電：三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。（4） 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響 變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。（5） 考慮備用量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或 母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時，是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。二：擬定主接線方案（1） 原始資料分析 由任務(wù)書知該系統(tǒng)電壓等級為100/35/10kv。主變壓器近期兩臺，遠(yuǎn)期兩臺。35kv側(cè)近期出現(xiàn)5回，遠(yuǎn)期出現(xiàn)8回。10kv電壓側(cè)出線本期5回，遠(yuǎn)期9回。系統(tǒng)可視為一無窮大系統(tǒng)，有充足的有功及無功功率。系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。樞紐變電所距離設(shè)計變電所為50公里，建議采用雙回LGJ-185導(dǎo)線。所用電：占總負(fù)荷1%。35kv側(cè)，類荷采用雙回路供電；類荷占總負(fù)荷40%；其余為類負(fù)荷。10kv側(cè)類負(fù)荷采用雙回路供電；類負(fù)荷占總負(fù)荷35%；其余為類負(fù)荷。（2） 各類接線的適用原則單母線接線：其供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)火變壓器，在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可保證電源并列工作，有能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。各出線回路輸送功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配于母線上，以減少功率在母線上的傳輸。單母線分段接線：可以提高供電可靠性和靈活性。對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電；而兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分該接線使段，任一段母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。該接線適用于小容量發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置，一般每段母線上所接發(fā)電容量為12MW左右，每段母線出線不多于5回；變電站有兩臺主變壓器時的610kv配電裝置；3563kv配電裝置出線48回；110220kv配電裝置出線34回。雙母線接線：雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一電源和出線的回路都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）來實(shí)現(xiàn)。有兩組母線后，與單母線相比，投資有所增加，但運(yùn)行的可靠性和靈活性大為特高。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于以下情況：進(jìn)出線回數(shù)較多，容量較大，出線帶電抗器的610kv配電裝置；3560kv出現(xiàn)數(shù)超過8回，或鏈接電源較大，負(fù)荷較大時；110kv出現(xiàn)數(shù)為6回及以上時；220kv出現(xiàn)數(shù)為4回及以上時。（3） 擬定方案中設(shè)計方案比較110kv電氣主接線方案比較 方案一方案二 方案比較 一、雙母接線二、單母分段接線優(yōu)點(diǎn)（1） 供電可靠（2） 調(diào)度靈活（3） 擴(kuò)建方便故障時停電范圍小缺點(diǎn)造價高，因?yàn)樵黾恿艘唤M母線及其隔離開關(guān)，增加了配電裝置構(gòu)架及占地面積；當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)做倒換操作電器，容易誤操作，但可以裝斷路器的連鎖裝置加以克服使用的分段斷路器的數(shù)量較多，配電裝置和運(yùn)行較復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)出線較多或需對重要負(fù)荷采用兩條出線供電時增加了出線數(shù)目且常使架空線交叉跨越，是整個母線系統(tǒng)可靠性受到限制35kv電氣主接線方案比較方案一方案二 方案比較 一：單母分段接線二：雙母接線優(yōu)點(diǎn)故障時停電范圍?。?） 供電可靠（2） 調(diào)度靈活（3） 擴(kuò)建方便缺點(diǎn)使用的分段斷路器的數(shù)量較多，配電裝置和運(yùn)行較復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)出線較多或需對重要負(fù)荷采用兩條出線供電時增加了出線數(shù)目且常使架空線交叉跨越，是整個母線系統(tǒng)可靠性受到限制造價高，因?yàn)樵黾恿艘唤M母線及其隔離開關(guān)，增加了配電裝置構(gòu)架及占地面積；當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)做倒換操作電器，容易誤操作，但可以裝斷路器的連鎖裝置加以克服10kv主接線方案比較方案一方案二 方案比較一：單母接線二：單母分段接線優(yōu)點(diǎn)接線簡單，操作方便，設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸、擴(kuò)建方便。故障時停電范圍小缺點(diǎn)（1） 可靠性差（2） 調(diào)度不方便使用的分段斷路器的數(shù)量較多，配電裝置和運(yùn)行較復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)出線較多或需對重要負(fù)荷采用兩條出線供電時增加了出線數(shù)目且常使架空線交叉跨越，是整個母線系統(tǒng)可靠性受到限制經(jīng)過上述初步設(shè)計的兩種方案中各等級電氣主接線的優(yōu)缺點(diǎn)比較最優(yōu)方案確定為方案二。即：110kv側(cè)采用單母分段接線，35kv側(cè)采用雙母線接線，10kv側(cè)采用單母分段接線。（4） 畫出主接線草圖 第三部分 主變壓器形式確定一相數(shù)確定 在330Kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_三相式變電器較同容量的三臺單項(xiàng)式變壓器投資小、損耗小、占地少，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到自造、運(yùn)輸?shù)葪l件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，也可選用單相變壓器。 容量為600MW機(jī)組單元連接的主變壓器和500kv電力系統(tǒng)中的主變壓器應(yīng)綜合考慮運(yùn)輸和制造條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可采用單相組成三相變壓器。二主變壓器繞組及接線方式 在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的百分之十五及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無功補(bǔ)償設(shè)備時，適宜采用三繞組變壓器。變壓器繞組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星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。機(jī)組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，機(jī)組容量為200MW以上的發(fā)電廠采用發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接入系統(tǒng)，多繞組變壓器一般用于600MW級大型機(jī)組啟動兼?zhèn)溆米儔浩鳌Ｈ鋮s方式 油浸式電力變壓器的冷卻方式隨其形式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 中小型變壓器通常采用依靠裝在變壓器油箱上面的片狀或管型輻射式冷卻器及電動風(fēng)扇的自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式散發(fā)熱量。容量在31.5MVA及以上的大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，在發(fā)電廠水源充足的情況下，為壓縮占地面積，也可采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。容量在350MVA及以上的特大變壓器，一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。四確定主變壓器型號及參數(shù) 變電所主變壓器容量一般按建所后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的百分之五十到七十。1. 變電所負(fù)荷總?cè)萘?S=3500+1000+1000+1800+1000+1500+1220+3500+2000+1000+1500+800+1000+1800+200+1000+2000=25820KVA S=25820*0.7=18074KVA由以上計算，查手冊選擇主變壓器型號如下： 型號及容量額定電壓連接組損耗阻抗電壓空載電流空載負(fù)載高中高低中低高 中 低SSZ9-20000/1101108*1.25%或1218*1.25%35或38.52*2.5%6.3,6.610.5,11YNyn0d1123.311210.517-186.50.5 表1-1 主變壓器型號與參數(shù)2. 所用變壓器的選擇 由任務(wù)書知，所用電占總負(fù)荷的1%，則即10kv側(cè)總負(fù)荷的1%： S=S10*1%=(2000+1000+1500+800+1000+1800+200+1000+2000)*1%=113kv由以上計算查表選擇所用變壓器如下：型號 額定容量KVA額定電壓連接機(jī)損耗短路阻抗空載電流空載負(fù)載S11-R125-10125高壓6 6.3 10 10.5 11 低壓0.4Yyn0 Yzn11 Dyn110.241.84.01.7 表1-2 站用變壓器型號及參數(shù) 第四部分 短路電流計算一 短路計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面： 1 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。 2 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全，可靠的工作，同時又立求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定。 3 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。 4合理地配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)：（1）電氣主接線比選；（2）選擇導(dǎo)體和電器；（3）確定中性點(diǎn)接地方式；（4）計算軟導(dǎo)線的短路搖擺；（5）確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離；（6）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。二 短路計算的一般規(guī)律1.計算的基本情況（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。（2）所有同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。（3）短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。（4）所有電源的電動勢相位角相等。（5）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻，對異步電動機(jī)的作用。僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。2.接線方式計算短路電流時所用的接線方式，硬是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3. 計算的一般步驟（1）選擇計算短路點(diǎn)。 （2）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。 首先去掉系統(tǒng)中的所有分支，線路電容，各援建的阻抗。 選取基準(zhǔn)容量Sn和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。 將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)么電抗。 繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 （3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射性等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xod。 （4）求計算電抗X （5）由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到X=3.5） 計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量。 計算短路電流周期分量有名值和短路容量。三 具體短路計算1. 短路點(diǎn)在110kv側(cè)：短路電流的標(biāo)幺值I1=0.625KA短路電流的有名值I1=3.14KA短路沖擊電流Ish1=8.44KA2. 短路點(diǎn)在35kv側(cè)： 短路電流的標(biāo)幺值I2=0.231KA 短路電流的有名值I2=3.6KA 短路沖擊電流Ish2=9.673. 短路點(diǎn)在10kv側(cè)： 短路電流的標(biāo)幺值I3=0.17KA 短路電流的有名值I3=9.35KA 短路沖擊電流Ish3=25.12KA 第五部分 電氣設(shè)備選擇一各種電氣設(shè)備選擇原則1. 母線形態(tài)選擇變電所屋內(nèi)屋外配電裝置的主母線、變壓器電氣設(shè)備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線稱為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮：母線的材料、截面形狀、截面積的大小、校驗(yàn)?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。2. 按穩(wěn)定選擇短路情況校驗(yàn)3. 確定設(shè)備型號時，盡量減少品種二 母線形式選擇電壓等級材料形狀截面積（mm2）載流量（A）放置方式110kv鋁矩形50*4613豎放35kv鋁矩形50*4613豎放10kv鋁矩形63*101221豎放三 .斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、熔斷器 1.斷路器、隔離開關(guān)選擇： 110kv斷路器、隔離開關(guān)選擇表計算數(shù)據(jù)LW11-110GW2-110UNS 110kvUN 110KVUN 110KVImax 105.4AIN 1600AIN 600AI 3.14KAINbr 31.5KA-ish 8.44KAINc1 80KA-Qk 40.3(KA)2SIt2t 3969(KA)2SIt2t 980(KA)2Sish 8.44KAies 80KAies 50KA 35kv斷路器、隔離開關(guān)選擇表計算數(shù)據(jù)SW2-35/600GW5-35GUNS 35kvUN 35KVUN 35KVImax 327.7AIN 600AIN 600AI 3.6KAINbr 6.6KA-ish 9.67KAINc1 17KA-Qk52.62(KA)2SIt2t 174.24(KA)2SIt2t 1024(KA)2Sish 9.67KAies 17KAies 72KA 10kv斷路器、隔離開關(guān)選擇表計算數(shù)據(jù)SN10-10/2000G2-10/2000UNS 10kvUN 10KVUN 10KVImax 1154.7AIN 2000AIN 2000AI 9.35KAINbr 43.3KA-ish 25.12KAINc1 130KA-Qk354.9(KA)2SIt2t 7499(KA)2SIt2t 13005(KA)2Sish 25.12KAies 130KAies 85KA 2.電流互感器的選擇條件： 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓和小電流，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)裝置等。 （1）.電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下： 一次回路電壓： UcUn 式中：Uc-電流互感器安裝處一次回路工作電壓： Un-電流互感器額定電壓。 一次回路電流： IgmaxIn 式中：Igmax-電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流。 In-電流互感器原邊額定電流。 （2）準(zhǔn)確級 為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。對測量精確度要求較高的大容量發(fā)電機(jī)和變壓器、系統(tǒng)干線、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)或供電企業(yè)、之間的電量交換的關(guān)口計量點(diǎn)，適宜用0.2級；裝于重要回路（如中小型發(fā)電機(jī)和變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、有收費(fèi)電能計量的出線等）中的互感器，準(zhǔn)確級應(yīng)采用0.20.5級；對供運(yùn)行監(jiān)視、100MW及以下發(fā)電機(jī)組的廠用電、較小用電負(fù)荷以及供電企業(yè)內(nèi)部考核經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析的電能表和控制盤上儀表，其電流互感器應(yīng)為0.51級。 （3）.動穩(wěn)定校驗(yàn)： ichI1NK 式中：ich-短路電流沖擊值； I1N-電流互感器原邊額定電流； K-電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Qk（ImKl）2 式中：Qk-短路熱效應(yīng) Im-電流互感器原邊額定電流 Kl-t秒時的熱穩(wěn)定倍數(shù)。 （5） 電流互感器的確定： 根據(jù)以上條件，各電流互感器選擇結(jié)果如下表位置型號額定電流比A級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級二次負(fù)荷倍數(shù)110kv側(cè)LCWD-1000(2*50)(2*600)/5D1/D2 0.5D1 D2 0.51.2-1.2 1.220 1575150變壓器35kv側(cè)LCW-3515-1000/50.5/30.5 3242 228 56510035kv出線側(cè)LCW-3515-1000/50.5/30.5 3242 228 565 10010kv側(cè)LA-10300-400/5 0.5/30.5 30.40.4-107513510kv出線側(cè)LA-10300-400/50.5/30.5 30.40.4-10751353. 電壓互感器的選擇： （1）.一次電壓Ul： 1.1UNUl0.9UN 式中：Ul-電壓互感器額定一次線電壓，其允許被動范圍為10%UN （2）二次電壓U2：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況按相關(guān)資料進(jìn)行選擇。 （3）準(zhǔn)確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)介入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定。 （4）二次負(fù)荷：S2Sn 式中：S2-二次負(fù)荷 Sn-對應(yīng)于在測量儀表所要求的最高準(zhǔn)確登記下，電壓互感器的額定容量。 （5）根據(jù)以上條件，各電壓互感器選擇結(jié)果如下表：型號二次繞組額定容量額定電壓最大容量0.20.513一次繞組二次繞組輔助繞組JDCF-110WB100150-110/0.1/0.12000JDJJ-35015025060035/0.1/0.1/1200JDZJ1-100508020010/0.1/0.1/400第六部分 防雷保護(hù)及接地裝置一防雷保護(hù)的論述，保護(hù)概念及意義對直擊雷的保護(hù)一般來用避雷針或避雷線。由線路入侵的雷電波電壓；其主要防護(hù)措施是在發(fā)電廠，變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器。以限制入侵雷電波的幅值。使設(shè)備上的過電壓不超過其沖擊耐壓值。在變電所60KV側(cè)和10KV側(cè)母線分別設(shè)置閥型避雷器，其型號分別為FZ60 ，F(xiàn)Z10對于3560KV的配電裝置中，以防止雷擊時引起的反擊，閃絡(luò)可能一般采用獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)。并應(yīng)滿足不發(fā)生反擊要求，并且使所有的電氣設(shè)備都在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，為了防止避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣間隙被擊穿，而造成反擊事故。110kv 的屋外配電裝置，將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對于10kv 和35kv 的屋內(nèi)配電裝置，為防止雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能，采用獨(dú)立的避雷針。主變壓器用獨(dú)立的避雷針。屋外組合導(dǎo)線，采用獨(dú)立的避雷針。變電站的保護(hù)范圍分為三種：1）電工裝置，包括屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線和母線橋等。2）需要采取防雷措施的建筑物和構(gòu)造物，按著在發(fā)生火花時能否引起爆炸或火災(zāi)。凡是在建筑物長期保存或經(jīng)常發(fā)生瓦斯、蒸汽、塵埃與空氣的混合物，可能引起電火花發(fā)生爆炸，以及引起房屋破壞和人身事故者。但在因電火花發(fā)生爆炸時，不致引起巨大的破壞或人身事故者。凡遭受直擊雷時，僅有火災(zāi)及機(jī)械破壞危害，且對建筑物內(nèi)部的人有危害者。3）不需專門防雷保護(hù)的建筑物。在變電站中的建筑物裝設(shè)直擊保護(hù)裝置，諸如屋內(nèi)外配電裝置，主控室等。變電站遭受雷害可能來自兩個方面：雷直擊于變電站，雷擊線路，沿線路向變電所入侵的雷電波。1)應(yīng)該采用避雷針或避雷線對高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷保護(hù)并采取措施防止電擊。2)應(yīng)該采取措施防止或減少發(fā)電廠和變電所近區(qū)線路的雷擊閃絡(luò)并在廠、所內(nèi)適當(dāng)配置閥式避雷器以減少雷電侵入波過電壓的危害。3)按本標(biāo)準(zhǔn)要求對采用的雷電侵入波過電壓保護(hù)方案校驗(yàn)時，校驗(yàn)條件為保護(hù)接線一般應(yīng)該保證2km外線路導(dǎo)線上出現(xiàn)雷電侵入波過電壓時，不引起發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備絕緣損壞。雷電所引起的大氣過電壓將會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)前變電所中采用的防雷保護(hù)措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計性，故防雷措施也是相對的，而不是絕對的。二選擇避雷器型號 為保證弱電設(shè)備的正常運(yùn)行，可從以下幾方面采取措施： （1）采用多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小。 （2）改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。 （3）改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。 （4）除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。 （5）所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個接地網(wǎng)。 （6）在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。 直擊雷防護(hù)技術(shù)以避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線為主要，其中避雷針是最常見的直擊雷防護(hù)裝置。 在變電所60KV側(cè)和10KV側(cè)母線分別設(shè)置閥型避雷器，其型號分別為FZ60 ，F(xiàn)Z10對于3560KV的配電裝置中，以防止雷擊時引起的反擊，閃絡(luò)可能一般采用獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)。110kv 的屋外配電裝置，將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對于10kv 和35kv 的屋內(nèi)配電裝置，為防止雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能，采用獨(dú)立的避雷針。主變壓器用獨(dú)立的避雷針。屋外組合導(dǎo)線，采用獨(dú)立的避雷針。 產(chǎn)品型號系統(tǒng)額定電壓（KV）MOA額定電壓（KV）持續(xù)運(yùn)行電壓(KV)直流1MA殘壓KV雷電沖擊殘壓KV持續(xù)運(yùn)行電壓下全電流標(biāo)稱放電電流KAY5WZ-17/45101713.624456005HY5WZ-17/45351713.624456005Y10W-100/26011010084145260100010 第七部分 個人總結(jié)課程設(shè)計個人總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，這段時間是我們小組在大學(xué)期間不可多得的美好記憶。他給了我們很多的感受和經(jīng)驗(yàn)，讓我們在飽受酸甜苦辣的同時也體會到集體的力量和成功的喜悅。在我們以后的人生中，這些感受和經(jīng)驗(yàn)將會充實(shí)我們的生活，美化我們的人生。首先，我們接過任務(wù)書，是的設(shè)計?？吹竭@個任務(wù)書，我很激動，因?yàn)檫@個設(shè)計對我們專業(yè)來說是對過去學(xué)到的知識的一個很好的認(rèn)證與總結(jié)。其次，我們就去書店大量的查資料，為后續(xù)工作提供大量的信息庫，雖然天氣很熱，但在我們的心里都是高興的。最后，小組討論，將自己所收集的資料集中在一起做一個對比，提出一些方案，從中選擇出好的方案，進(jìn)行深一步的討論、分析與計算，從中得到結(jié)果。在這次的課程設(shè)計中，并不是一帆風(fēng)順的，雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。關(guān)于組織能力，雖然我這一次擔(dān)任了小組長，但是還是有所欠缺。這里要感謝小組所有同學(xué)的配合。在一起做設(shè)計時，各人有個人的主見與思想，如何整合這些也是另外一大難題。此次設(shè)計讓我明白了人際的一些東西，如何當(dāng)一個組織者，特別是做一個見成效的組織者仍有待學(xué)習(xí)與提高。同時老師也很辛苦，對我們進(jìn)行檢查進(jìn)度和講評，通過檢查進(jìn)度，老師了解到大家普遍的問題和遇到的困難，并一一解決了。使我們有了新的認(rèn)識，能夠更好的完成課程設(shè)計。我也總結(jié)出了在設(shè)計之中自己問題的不足，比如設(shè)計的不足，計算的失誤等等，這是我們對知識有了一個更好的認(rèn)識，使得自己有了一個新的提高。我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 在課程設(shè)計這樣集體的任務(wù)之中，光靠團(tuán)隊(duì)里的一個人或幾個人是不可能完成好的，合作的原則就是要利益均沾，責(zé)任公擔(dān)。同時這也是對團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。 此次設(shè)計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。第八部分 附錄一短路電流計算1. 變壓器參數(shù)的計算基準(zhǔn)值的選?。篠B=100MVA Ud取各側(cè)平均額定電壓及Ud1=115kv Ud2=37kv Ud3=10.5kv主變壓器參數(shù)計算：U1-2%=10.5 U1-3%=18 U2-3%=6.5U1%=0.5(10.5+17-6.5)=10.5kvU2%=0.5(10.5+6.5-17)=0kvU3%=0.5(17+6.5-10.5)=6.5電壓器電抗標(biāo)幺值：XT1=U1%*UN2*SB/(100*UB2*SN)=10.5*110 *100/（100*115 *20）=0.525XT2= U2%*UN2* SB/(100*UB2*SN)= 0*35 *100/（100*37*20）=0XT3=U3%*UN2*SB/(100*UB2*SN)=6.5*10 *100/（100*10.5 *20）=0.3252. 系統(tǒng)等值電抗：導(dǎo)線采用LGJ-185 XR=0.41*50*100/115 =0.163. 系統(tǒng)為無窮大系統(tǒng)，有充足的有功及無功功率，依據(jù)本變電所選定的主接線方式，按照設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值電路圖如下： 當(dāng)短路點(diǎn)在110kv母線側(cè)時，網(wǎng)絡(luò)簡化圖如下： Xf1=0.16*1000/100=1.6短路電流標(biāo)幺值：I1=1/X1=0.625KA額定電流：IN=100/(*115)=0.502KA IN=0.502*1000/100=5.02KA短路電流有名值：I=0.625*5.02=3.14KA短路沖擊電流：ish=1.9*3.14=8.44KA 當(dāng)短路點(diǎn)在35kv母線側(cè)時，網(wǎng)絡(luò)簡化圖如下：由圖化簡得：Xf2=0.16+（0.525+0）（0.525+0）=0.423 X2= Xf2* SN/ SB=0.432*1000/100=4.32短路電流標(biāo)幺值：I2=1/X2=0.231KA額定電流：IN=100/(*37)=1.56KA IN=1.56*1000/100=15.6KA短路電流有名值：I=0.231*15.6=3.6KA短路沖擊電流：ish=1.9*3.6=9.67KA 當(dāng)短路點(diǎn)在10kv母線側(cè)時，網(wǎng)絡(luò)簡化圖如下：由圖化簡得：Xf3=0.16+（0.525+0.325）（0.525+0.325）=0.585 X3= Xf3* SN/ SB=0.585*1000/100=5.85短路電流標(biāo)幺值：I3=1/X3=0.17KA額定電流：IN=100/(*10.5)=5.5KA IN=5.5*1000/100=55KA短路電流有名值：I=0.17*5.5=9.35KA短路沖擊電流：ish=1.9*9.35=25.12KA二電氣設(shè)備校驗(yàn)計算.母線形式選擇：1.母線截面積選擇 各種電壓等級的配電裝置中，主母線和下引線以及臨時裝設(shè)的母線，一般均按長期發(fā)熱允許電流選擇截面積。因此，必須滿足在正常運(yùn)行中，通過母線的最大長期工作電流不應(yīng)大于母線的長期發(fā)熱允許電流，即： KIalImax式中： Ial：相應(yīng)于環(huán)境溫度為25及母線的長期允許電流。 Imax：通過母線的最大長期工作電流。 K：溫度修正系數(shù)K= 0為母線額定溫度，通常0=25, 為母線安裝地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度，al為母線長期允許溫度，al=70。（1） 電壓等級110KV母線選擇：K= =1由題知：Imax=1.05 SN/ UN=1.05*20000/(*110)=110.2AKIal=1*610110.2由發(fā)電廠電氣部分查附表得：應(yīng)選用50*4的矩形鋁母線、橫截面積為200mm2，豎放，Ial=613A（2）電壓等級35KV母線選擇：K= =1由題知：Imax=1.05 SN/ UN=1.05*20000/(*35)=346.4AKIal=1*610346.4由發(fā)電廠電氣部分查附表得：應(yīng)選用50*4的矩形鋁母線、橫截面積為200mm2，豎放，Ial=613A（3）電壓等級10KV母線選擇：K= =1由題知：Imax=1.05 SN/ UN=1.05*20000/(*10)=1212.4AKIal=1*12211212.4由發(fā)電廠電氣部分查附表得：應(yīng)選用63*10的矩形鋁母線、橫截面積為630mm2，豎放，Ial=1221A2.母線校驗(yàn)：（1）110KV側(cè)母線校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：母線正常運(yùn)行的正常溫度為：w=+（al-）* (Imax/ Ial)2=25+(70-25)(110.2/613)2=33.1由發(fā)電廠電氣部分得：C=99Smin=64.1mm2200mm2 則熱穩(wěn)定性滿足。動穩(wěn)定校驗(yàn)：110KV短路沖擊電流為ish=8.44KA，相間距離a為0.4m，絕緣子跨距L為1m。fph=1.73*10-7*L*ish2*/a=1.73*10-7*1*84402*1/0.4=30.8N/mWph=3.3*b2h=3.3* 0.0042*0.05=2.64*10-6m3ph=fph*L2/10Wph=30.8*1/（10*2.64*10-6）=1.17*106Pa由b/h=4/50=0.08，（2b-b）/（b+h）=0.074由發(fā)電廠電氣部分導(dǎo)體形狀系數(shù)查得：K=0.37Fb=2*10-7Kish2/b=2*10-7*0.37*84402/0.004=1317.8PaLbmax=0.08mLbmaxL 則滿足動穩(wěn)定性電暈校驗(yàn)：電暈臨界電壓 取m1=0.9，m2=1.0，=1.0，則：Ucr=49.3 m1 m2rlg（Dm/r）=49.3*0.9*1.0*1.0*0.85*lg（50.4/0.85）=67KV則邊相電壓：1.06*67=71.02KV中間相電壓：0.96*67=64.32KV實(shí)際運(yùn)行電壓：110/=63.5KV經(jīng)校驗(yàn)不會發(fā)生電暈。（2）35KV側(cè)母線校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：母線正常運(yùn)行的正常溫度為：w=+（al-）* (Imax/ Ial)2=25+(70-25)(346.4/613)2=39.4由發(fā)電廠電氣部分得：C=99Smin=73.27mm2200mm2 則熱穩(wěn)定性滿足。動穩(wěn)定校驗(yàn)：35KV短路沖擊電流為ish=9.67KA，相間距離a為0.4m，絕緣子跨距L為1m。fph=1.73*10-7*L*ish2*/a=1.73*10-7*1*96702*1/0.4=40.44N/mWph=3.3*b2h=3.3* 0.0042*0.05=2.64*10-6m3ph=fph*L2/10Wph=40.44*1/（10*2.64*10-6）=1.5*106Pa由b/h=4/50=0.08，（2b-b）/（b+h）=0.074由發(fā)電廠電氣部分導(dǎo)體形狀系數(shù)查得：K=0.37Fb=2*10-7Kish2/b=2*10-7*0.37*96702/0.004=1729.9PaLbmax=0.25m LbmaxL 則滿足動穩(wěn)定性電暈校驗(yàn)：電暈臨界電壓 取m1=0.9，m2=1.0，