110kV變電站綜合設計畢業(yè)設計

1、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）開題報告系（部）： 電氣工程與自動化 2012年 3 月 18 日 （學生填表）課題名稱110kv變電站綜合設計學生姓名專業(yè)班級課題類型工程設計指導教師職稱課題來源自選1綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據和意義電能的發(fā)、變、送、配電和用電，幾乎是在同一時間完成，須互相協(xié)調和平衡。變電和配電是為了電能的傳輸和合理的分配，在電力系統(tǒng)中占很重要的地位，其都是由電力變壓器完成的，因此變電所在供電系統(tǒng)中的作用是不言而喻的。為了保證在變送過程中的供電可靠性，必須要滿足的是變電所的設計規(guī)范。2研究的基本內容，擬解決的主要問題1）、選擇主變的臺數(shù)和容量；2）、確定電氣一次主接

2、線，計算短路電流；3）、選擇各導線的型號和截面，選擇一次設備；4）、繼電保護的配置和任務書的完成。3研究步驟、方法及措施變電站一次主接線設計，變電站平面布置情況，設備運行情況，短路電流計算，設備選擇和校驗，論文的完善和整理，答辯完成。4研究工作進度第一階段 熟悉課題，查閱資料；第二階段 熟悉變電站的運行情況，確定一次主接線；第三階段 計算短路電流，選擇設備，確定保護方案；第四階段 完善設計和論文，準備答辯。5主要參考文獻1何仰贊.電力系統(tǒng)分析，華中科技大學出版社2姚春球.發(fā)電廠電氣部分，電力工業(yè)出版社3周澤存.高電壓技術，電力工業(yè)出版社6教研室意見教研室主任簽字： 年 月 日110kv變電站綜

3、合設計摘 要變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設備及配電網絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經濟的輸送到每一個用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎?！?】隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)

4、中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。關鍵詞：變電站、負荷、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、補償裝置 110kv substation designabstractthe substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the transmission and the distribution. it obtains the electric power from the electric power

5、 system, through its function of transformation and assign, transport and safety. then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. as an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control

6、, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.with the power of new and high technology, the complexity of the rapid development of power system, from generation to the power supply in all areas, through the use of new t

7、echnologies, is constantly changing. substation power system as a key link in the same new technology fully development.key words: substation, load, transmission system, distribution,，correction equipment目錄前言1第1章 緒論21.1設計背景材料及說明21.1.1待設計變電站概況21.1.2變電站負荷情況及所址選擇2第2章 電氣主接線設計42.1 110kv電氣主接線設計42.3 10kv電氣

8、主接線設計52.4 變電站電氣主接線設計5第3章 負荷計算及無功補償63.1 負荷分析63.2 負荷計算63.3 無功補償63.3.1 無功補償?shù)哪康?3.3.2 無功補償?shù)呐渲?第4章 主變壓器選擇74.1 主變壓器的選擇原則74.2 主變壓器的臺數(shù)確定74.3 主變壓器的容量確定7第5章 短路電流的計算85.1 短路電流的影響85.2 等效計算電路圖85.3 短路電流計算8第6章 主要電氣設備選擇86.1高壓側配電系統(tǒng)設備86.1.1高壓斷路器的選擇86.1.2高壓隔離開關的選擇86.1.3高壓熔斷器的選擇86.2母線、低壓配電設備及保護設備的選擇86.2.1 10kv母線選擇86.2.2

9、低壓配電設備及保護設備的選擇86.2.3絕緣子和穿墻套管的選擇8第7章 短路電流的計算87.1二次回路的定義和分類87.2二次回路的接線要求87.3繼電保護的裝置選擇與整定87.4 10kv線路設置過電流保護裝置8第8章 防雷與接地228.1 防雷擊保護228.1.1 直擊雷保護238.1.2 侵入波保護238.1.3 避雷器的裝設238.2 接地裝置的設計22結論9謝 辭10參考文獻11附錄13外文資料翻譯14前言變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，變電所設計質量的好壞，直接關系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行，為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量，根據系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，

10、擬建設一座110/10kv的區(qū)域性降壓變電所，本文是針對石油管道區(qū)域內生產和生活用電的需要，進行變電所的設計。110kv變電站屬于高壓網絡，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網絡及導線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據。本變電所的初步設計包括了：（1）總體接線方式選擇（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）高低壓配電系統(tǒng)設計與系統(tǒng)接線方案選擇及電氣設備的選擇（5）繼電保護

11、的選擇與整定（6）防雷與接地等內容。 第1章 緒論1.1 設計背景材料及說明1.1.1 待設計變電站概況按照先行的原則，依據遠期負荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kv變電所。該變電所建成后，主要對本區(qū)用戶供電為主，尤其對本地區(qū)大用戶進行供電。改善提高供電水平。同時和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網，提高了本地供電質量和可靠性。 某地有110kv變電站一座，向全鎮(zhèn)范圍內供電。共有主變2臺，容量為40+31.5mva，現(xiàn)有110kv線路2回，分別來自110kv聯(lián)美變電站（聯(lián)沖線）和南豐變電站（沖豐線）。目前大沖站的最大負荷為3.88萬千瓦，到2003年，此地的用電量將達2.27億千瓦時，最大負荷達4.53

12、萬千瓦。隨著工業(yè)的發(fā)展與工業(yè)區(qū)的開發(fā)，對電力電量的需求也相應的增加，預計到2005年，全鎮(zhèn)用電量將達3.08億千瓦時，最大負荷達6.16萬千瓦；2010年，用電量將達到5.73億千瓦時，最大負荷達到11.46萬千瓦。表1-1 用電負荷統(tǒng)計（單位：千瓦）用電單位負荷統(tǒng)計（kw）負荷類別火車站2500i洗衣機廠3500ii首飾廠3000ii寶元鞋廠12000ii市一中800ii市中心小學400ii市水泥廠1700ii明珠旅店1800ii百惠商城2000ii市政府1650i博愛醫(yī)院750i市公安局1800i中心市場1000i百樂休閑中心900i其他散戶5000iii合計38800表1-2 負荷性質分

13、析結果表負荷等級負荷值（kw）占總負荷百分比（%）i860022.16ii3020077.841.1.2 變電站所址選擇變電站地址選擇與總布置是一門科學性、綜合性、政策性很強的工程，是電力基本建設工作的主要組成部分。站址選擇是否正確，總布置是否合理，對基建投資、建設速度、運行的經濟性和安全性起著十分重要的甚至決定性的作用。實踐證明，凡是重視前期工作，站址選擇得好，總布置合理而又緊湊的，則投資省、建設快、經濟效益高，反之，將給電力建設造成損失和浪費，甚至影響安全供電。 1、 站址選擇的基本要求 1.1 靠近負荷中心 變電站站址的選擇必須適應電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和布局的要求，盡可能的接近主要用戶，靠近

14、負荷中心。這樣，既減少了輸配電線路的投資和電能的損耗，也降低了造成事故的機率，同時也可避免由于站址遠離負荷中心而帶來的其它問題。 1.2 節(jié)約用地 節(jié)約工程用地是我們的國策，我們需要遵循技術經濟合理的原則，合理布置，盡可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等經濟效益高的土地。用地要緊湊，因地制宜，用劣地作為站址選擇方案是決定一個設計方案好壞的主要條件之一。隨著北京經濟建設的飛速發(fā)展，城區(qū)用電量的增加，單獨拿出一塊土地用于變電站建設是很困難且不經濟的，所以我們應該適當發(fā)展地下式變電站，全部設備均設置在高層建筑的地下室，以適

15、應城市建設的要求。如北京電力設計院設計的北太平莊110 kv地下變電站和甘家口110 kv地下變電站，這些變電站占地面積小，但造價頗高，重點要解決好通風與防火問題，這將是城市特別是中心城區(qū)電力發(fā)展的趨勢。 1.3 地質條件的要求 隨著對農業(yè)的保護及對農民利益保護的不斷加強，注重山區(qū)的電力建設是非常必要的。不僅對于農業(yè)的發(fā)展有重要作用，也會為北京郊區(qū)開展旅游事業(yè)及提高山區(qū)人民生活水平提供前提條件，電力深入山區(qū)，供電范圍大，交通不便，所以選好站址是非常重要的。 選址階段的工程地質勘測內容主要是研究和解決站址穩(wěn)定性和建站的可行性，查明地質構造、巖性、水文地質條件等，并對站址的穩(wěn)定性作出基本評價。土建

16、專業(yè)在勘測內容詳盡的情況下，對站址的抗震是否有利，作出正確的評估。由于變電站設施造價很高，如果把變電站建在不利于建筑物抗震的地段，若發(fā)生地震就可能發(fā)生滑坡、山崩、地陷等災害。對國家財產造成損壞。對于北京地區(qū)，由于城市周圍大都被山區(qū)所包圍，滑坡、洪水都是可能發(fā)生的。在選址前一定要對山區(qū)地質有充分的了解。查明地下水埋藏條件是評價水文地質條件的重要依據。一般在收集地區(qū)性的水文地質資料的基礎上，結合所址具體位置，進行分析研究。對含水層的巖性、厚度、分布規(guī)律、滲透系數(shù)、出水量等盡可能的詳細了解。在水文地質條件較復雜，水源地較難確定時，工程選址階段的水源勘探尤為重要。必須進行必要的勘探，有條件時還應觀察地

17、下水位，采取水樣進行水質分析，以便科學地、可靠地判斷變電站的供水水源。 第2章 電氣主接線設計現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農業(yè)生產和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。【2】1 、運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2、 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出

18、設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。 3、 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。4、 經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經濟效益。5、應具有擴建的可能性由于我國工農業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要

19、決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質、出線數(shù)目的多少、電網的結構等。2.1 110kv電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負荷增長而擬建的。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站110kv側和10kv側，均為單母線分段接線。110kv220kv出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kv110kv系統(tǒng)中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。根據以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖2.1單母線分段帶旁母接線圖2.2雙母線帶旁路母線接線對圖2.1及圖2.2所示方案、

20、綜合比較，見表1-1。表2-1 主接線方案比較表項目 方案 方案方案技術 簡單清晰、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斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易擴建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 倒閘操作復雜，容易誤操作經濟 設備少、投資小 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技術上（可靠性、靈活性）第種方案明顯合理，在經濟上則方案占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站應具有較高的可靠性和靈活性。經綜合分析，決定選第種方案為設計的最終方案。 2.2 10

21、kv電氣主接線610kv配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合，上述兩種方案如圖2.5及圖2.6所示。圖2.5單母線分段接線圖2.6雙母線接線對圖2.5及圖2.6所示方案、綜合比較，見表1-3表1-3主接線方案比較項目 方案方案單分方案雙技術 不會造成全所停電 調度靈活 保證對重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調度靈活擴建方便便于試驗易誤操作經濟 占地少 設備少設備多、配電裝置復雜 資和占地面大經過綜合比較方案在經濟性上比方案好，且調度靈活也可保證供電的可靠性。所以

22、選用方案。2.3 站用電接線一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖2.7及圖2.8所示。圖2.7單母線分段接線圖2.8單母線接線對圖2.7及圖2.8所示方案、綜合比較，見表2-4。表2-4 主接線方案比較 方案方案單分方案單技術不會造成全所停電調度靈活保證對重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作擴建時需向兩個方向均衡發(fā)展 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經濟占地少設備少 備少、投資小經比較兩種方案經濟性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。第3章 負荷計算及無功補償3.1 負荷分析僅靠目前此地僅有的

23、一個110kv變電站是遠遠不夠滿足負荷增長需求的。若按照城市電網規(guī)劃設計導則的要求，主變容量按1.82.1來計算，2005年大沖共需要110kv主變容量約111129兆伏安，而目前此地主變容量只有80mva，還需要增加3149mva。為滿足用電負荷增長的需要到2005年建設新的110kv變電站是十分必要的。而且大沖鎮(zhèn)現(xiàn)有的10kv線路大部分是放射形網，無法形成合理的環(huán)網和分段，結構比較單一和薄弱，供電可靠性差。加上部分線路供電半徑大、用戶多、負荷重，線路壓降過高，供電質量差，但城南變電站建成后可承擔大沖鎮(zhèn)南部的用電負荷，釋放大沖站的供電能力，提高大沖鎮(zhèn)的供電可靠性、改善電能質量和降低網損。3.

24、2 負荷計算各組負荷的計算：1有功功率 p=kxpei2無功功率 q=ptg3視在功率 s=式中：pei：每組設備容量之和，單位為kw；kx：需用系數(shù)；cos:功率因數(shù)。總負荷的計算：1有功功率 p=k1p2無功功率 q= k1q3視在功率 s=4自然功率因數(shù)： cos1= p/s式中：k1組間同時系數(shù)，取為0.850.9。 電力系統(tǒng)中的無功功率就是要使系統(tǒng)中無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負荷及網絡中的無功損耗相平衡;按系統(tǒng)供電負荷的功率因數(shù)達到0.95考慮無功功率平衡。變電站所供負荷的總數(shù)：p總=38800kw變電站所供一類負荷總數(shù)：p總1=8600kw變電站所供二類負荷總數(shù)：p總2=

25、30200kw0.096mva3.3 無功補償3.3.1 無功補償?shù)哪康臒o功補償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)基本的常識，在這里不多作特別的說明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9（本次設計要求功率因為為0.95以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設電容器補償無功。3.3.2 無功補償?shù)挠嬎?計算考慮主變損耗后的自然因數(shù)cos1：p1=p+pbq1=q+qbcos1= p1 /2取定補償以后的功率因數(shù)： cos2為0.95：3計算補償電容器的容量：qc=k1p(tg1+ tg2

26、)式中：k1=0.80.94計算補償電容器的個數(shù)： nc=qc / qc式中：qc單個電容器的容量，單位kavr。按照3的整數(shù)倍取定補償器的個數(shù)nc s，然后計算出實際的補償容量：qc s = nc s * qc5計算補償以后實際的功率因數(shù)，補償后實際的功率因數(shù)大于0.9為合理cos2= p /10kv： cos10.9 選cos1=0.9來考慮： p=38800kws=388000.90=43111kvaq=43111tang=20822kvar 110kv： cos20.85選cos2=0.85來考慮; p=38800kws=388000.85=45647kvaq=45647tang=28

27、301kvar表3-1 負荷計算結果表電壓等級有功功率（kw）無功功率（kw）視在功率（kva） 10kv 38800 20822 43111 110kv 38800 28301 45647主接線采用兩臺高壓并聯(lián)補償電容器，每臺主變安裝一臺。電容器組的額定容量：4800kvar,單y接線 第4章 主變壓器選擇4.1主變壓器的選擇原則為了保證每年電容按10%的增長，并在10年內能滿足要求， 并按下例方案進行綜合考慮：1.明備用方式，即2臺主變壓器的容量都滿足要求，任何情況下都只有1臺運行，兩臺主變壓器互相備用。2.暗備用方式，即2臺主變壓器的容量之和滿足要求。正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一

28、臺運行，因此，每臺變壓器的容量應滿足安全用電的要求,即保證、類負荷的供電，一般要求能滿足全部負荷的70%-80%。3.在設計中，初期主變壓器可采用明備用方式，隨著負荷的增加和發(fā)展，后期可采用暗備用方式。【3】4.2 主變壓器臺數(shù)確定主變臺數(shù)確定的要求：1.對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。2.對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。4.3 變電所主變壓器容量的確定主變

29、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)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年的負荷發(fā)展。2.根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的6070%。【4】綜合上述各種因數(shù)，確定該站主壓器采用2臺50000mva的變壓器。當前我國電力系統(tǒng)基本都是三相制接線，相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運行，并能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。所以該站選擇三相供電。結合該地區(qū)的實際情況，故采用雙卷變壓

30、器，電壓等級為110kv與10kv。因為該地區(qū)110kv電壓不是很穩(wěn)定，為了保證10kv供電系統(tǒng)電壓質量，本站采用有載調壓方式，這樣才能達到隨時調整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110kv側中性點經隔離開關接地，同時裝設避雷器保護。綜合上述幾種情況，結合廠家的一些產品情況，故本站的主變壓器選用的型號：sz10-50000/110。變電站全部負荷s=45647kva變壓器的初選容量s=80%s=0.8045647=36517kva選兩臺50000kva的變壓器。主變壓器：250000kva三相雙卷自冷型油浸變壓器。電壓等級：110kv/10kv無功補償容量：44800kvar第5

31、章 短路電流的計算5.1短路電流的影響所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當它通過電氣設備時，設備的載流部分變形或損壞，選用設備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其它設備的正常運行?！?】5.2 等效計算電路圖圖5-1 短路電流計算圖5.3. 短路電流計算進行計算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標幺值

32、法。標幺值的概念是：某量的標幺值=所謂基準值是衡量某個物理量的標準或尺度，用標幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標幺值。【6】1輸電線路已知輸電線路的長度為 ，每公里電抗值為 ，線路所在區(qū)段的平均電壓為 ，則輸電線路電抗相對于基準容量 和基準電壓 的標幺值為2變壓器變壓器通常給出短路電壓百分數(shù)，得 圖5-2 短路等效電路圖（1）本設計選sj=100mva取uj1=37kv，則ij1=ka=1.561ka 取uj2=10kv，則ij2=ka=5.77ka（2）計算各元件阻抗的

33、標幺值系統(tǒng)電抗： （3）求電源至短路點的總阻抗k1點: k2點: k3點:（4）求短路電源的周期分量、沖擊電流和短路容量 （5）短路電流的計算結果如下表：表5-1 短路電流計算結果表短路點短路容量sd(mva)短路電流周期分量（有效值）id(ka)短路沖擊電流（有效值）ish(ka)短路沖擊電流（峰值） ish(kv) 110kv進線側（k1）960.64.9957.59212.635110kv分列運行（k2）260.315.01922.82838.298110kv并列運行（k3）438.825.31938.48564.563第6章 主要電氣設備選擇6.1 高壓側配電系統(tǒng)設備6.1.1 高壓斷

34、路器的選擇高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。1高壓斷路器的主要參數(shù)：額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在40度時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的結構和介質有關；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應的能力；動穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。2選擇時，除按一

35、般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性等各項指標。按工作環(huán)境選擇：選擇戶外或戶內，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應該大于或等于所在電網的額定電壓，即：；按額定電流選擇：應該等于或大于負載的長時最大工作電流，即：；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性：it2ti2tima；校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性：；校驗高壓斷路器的斷流容量（或開感覺斷電流）：熔斷斷流容量按校驗；【7】根據上述分析并查資料：110kv高壓斷路器選擇sf6110w型高壓六氟化硫斷路器；6.1.2 高壓隔離開關的選擇1高壓隔離開關的作用：高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線

36、路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備。2形式結構：高壓隔離開關一般有底座、支柱絕緣子、導電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構，單相或三相操動。高壓隔離開關主刀閘與接地刀閘間一般都設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關、接地開關根據不同的安裝場所有各種不同的安裝方式。3選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環(huán)境溫度不高于+400c，戶內產品環(huán)境溫度不低于-100c，戶外產品環(huán)境溫度不低于-300c；戶內產品空氣相對濕度在+250c

37、時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產品要求空氣相對濕度不大于85%）；戶外產品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內產品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經常性的劇烈震動。戶外產品的使用環(huán)境為普通型，用于級污穢區(qū)，防污型用于級（中污型）、級（重污型）污穢區(qū)。根據設計條件，選擇戶外型高壓隔離開關，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合6-500kv電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構等組成，單相或三相連聯(lián)動進行操作。戶外隔離開關可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內。根據上述條件和要求并查表有：11

38、0kv側的高壓隔離開關選擇gw4-110iid型；10kv側的高壓隔離開關選擇gw13-63d型。表6-1 高壓隔離開關的選擇型號gw13-63d（中性點隔離開關）gw4-110d額定電壓（kv）63110額定電流（a）6301250動穩(wěn)定電流峰值（ka）5080熱穩(wěn)定電流（ka）1631.5操動機構cj6cj2-xg6.1.3 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種過流保護元件,由熔件與熔管組成。當過載或短路時，熔件熔斷，達到切斷故障保護設備的目的。電流越大，熔斷時間越短。在選擇熔件時，除保證在正常工作條件下（包括設備的起動）熔件不熔斷外，還應該符合保護選擇性的要求。高壓熔斷器的選擇：除按環(huán)境、電

39、網電壓、電源選擇型號外，還必須按校驗熔斷器的斷流容量；選擇的主要指標是選擇熔件合熔管的額定電流，熔斷器額定電流按選。所選擇的熔件應在長時最大工作電流及設備起動電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下開關熔斷；要求熔斷器特性應與上級保護裝置的動作時限相配合（即動作要有選擇性）。 對保護變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的1.52倍選擇。根據上述條件并查表有：110kv側的高壓熔斷器選擇rw6-110型熔斷器。10kv側的高壓熔斷器選擇rw3-10型熔斷器。rw6-110型高壓熔斷器主要是由上下棒形絕緣子、接觸導電系統(tǒng)、并聯(lián)的主副熔絲管以及推桿等部分組成，用于110kv線路和變壓器的短路及過負

40、荷保護。rw3-10型高壓熔斷器是由絕緣子、接觸導電系統(tǒng)及熔絲管等部件組成，用于10kv輸電線路和變壓器的短路與過負荷保護。6.2 母線、低壓配電設備及保護設備的選擇6.2.1 10kv母線選擇 主壓器低壓側引出線經濟電流密度選擇工作電流：a 母線計算截面： 選用標準截面12510 的銅母線允許電流3610大于工作電流2749.37a，滿足要求。熱穩(wěn)定性校檢： 滿足要求 動穩(wěn)定性校檢：母線采用平放裝設：母線最大跨度，已知進線的絕緣子間距離取2米即可。所以母線選擇tmy-12510的銅母線6.2.2 低壓配電設備及保護設備的選擇1斷路器、隔離開關、熔斷器的選擇方法與高壓側的相同2電流互感器的選擇

41、電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分別向測量儀表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器一次側匝數(shù)少，串接在主電路中，二次線圈與負載的電流線圈串聯(lián)，接近短路狀態(tài)。電流互感器的選擇條件：（1）.額定電壓大于或等于電網電壓： （2）.原邊額定電壓大于或等于長時最大工作電流: （3）.二次側總容量應不小于該精度等級所規(guī)定的額定容量: （4）.校驗：內部動穩(wěn)定按：電流互感器額定一次電流；：動穩(wěn)定倍數(shù)。外部動穩(wěn)定按: 表 6-2 電流互感器額定電壓因數(shù)標準值額定電壓因數(shù)額定時間初級繞組接地法和系統(tǒng)接地方式1.2連續(xù)任一網絡中相與相間1.2連續(xù)中性點有效接地系統(tǒng)中相與地間1.530s1.

42、2連續(xù)帶自動切除接地故障的中性點非有效接地系統(tǒng)中相與間1.930s1.2連續(xù)中性點非有效接地系統(tǒng)中相與地間根據上述選擇條件并查表有：110kv側的電流互感器選擇dp-ldjk120j型零序電流互感器。3電壓互感器的選擇電壓互感器一次側是并接在高壓側，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)，一次側匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。電壓互感器的類型及接線按相數(shù)分單相、三相三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來分有雙線圈和三線圈；實際中廣泛應用三相三線五柱式（yy）。（1）在使用中應注意：不能短

43、路，熔斷器應完好；二次側的一端及外殼應接地；在接線時應該注意極性，保證準確測量；保持清潔。（2）電壓互感器的技術要求與說明：電壓互感器能在1.1倍額定電壓下長期運行，并能在8小時內無損傷的承受2倍額定電壓，當額定電壓在330kv以上時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定操作沖擊耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值；當額定電壓在330kv以下時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定短。時工頻耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值。額定電壓因數(shù)，即在規(guī)定時間內仍然能滿足熱性能和準確級要求的最高一次電壓與額定一次電壓的比值，額定電壓因數(shù)與互感器初級繞組接線方式有關。電壓互感器的誤差極限：在額定頻率、80%-

44、100%額定電壓間任一電壓值，功率因數(shù)為0.8（滯后）、二次負荷為25%-100%額定負荷中任一值下，各準確等級的電壓互感器誤差不超過下表所列限值，對保護用電壓互感器，在額定頻率、5%額定電壓及額定電壓因數(shù)相對應的電壓、二次負荷為25%-100%額定負荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時，電壓互感器誤差限值不超過下表中3p、6p兩項值；在2%額定電壓、二次負荷為25%-100%額定負荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時，電壓互感器誤差限值不超過下表中3p、6p兩項限值的兩倍。對于中性點有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓繞組的標準準確級為3p或6p，對于中性點非有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓

45、繞組的標準準確級為6p，如果有次級繞組，次級繞組帶有保護準確級，二次負荷在25%-100%額定負荷下、功率因數(shù)為0.8（滯后）下，剩余電壓繞組還應滿足規(guī)定的準確級。表6-3 電壓互感器誤差極限準確級電壓誤差（%）相位誤差（）（crad）0.10.150.150.20.2100.30.50.5200.611.0401.233.0不規(guī)定不規(guī)定3p3.01203.56p6.02407.06.2.3 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導電體、絕緣子和金具來實現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長沿

46、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。穿墻套管用于母線在屋內穿過墻壁和天花板以及從屋內向屋外穿墻時使用，635kv為瓷絕緣，60220kv為油浸紙絕緣電容式?！?】第7章 變電站二次回路設計7.1 二次回路的定義和分類二次設備是指測量表計、控制及信號設備、繼電保護裝置、自動裝置和運動裝置等。根據測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設備互相連接關系的電路，稱為二次接線或二次回路。按二次接線的性質來分，有交流回路和直流回路，按二次接線的用途來分，有操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。【9】7.2 二次回

47、路的接線要求繼電保護裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連結與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報警信號，以達到對系統(tǒng)進行保護的目的。繼電保護應滿足以下的要求： 1選擇性：當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求只離故障點最近的保護裝置動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其它部分仍然正常運行。滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，靠近故障點的保護裝置不動作(拒動作)，而離故障點遠的前一級保護裝置動作(越級動作)，這就叫“失去選擇性”。2速動性：為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應盡快動作，切除故障。

48、3可靠性：保護裝置在應該動作時，就應該可靠動作，不應拒動作，而在不應該動作時就不應該誤動作。保護裝置的可靠程度，與保護裝置的元件質量、結線方案以及安裝、整定和運行維護等多種因素有關。4靈敏性：表征保護裝置對其保護區(qū)內故障和不正常工作狀態(tài)反應能力的一個參數(shù)，如果保護裝置對其保護區(qū)內故障輕微的故障能力都能及時地反應動作，就說明保護裝置的靈敏度高。靈敏度用保護裝置的保護區(qū)內在電力系統(tǒng)最小運行方式時的最小短路電流與保護裝置一次動作電流的比值來表示，這一比值就稱為保護裝置的靈敏系數(shù)或靈敏度?！?0】7.3繼電保護的裝置選擇與整定測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸入信號輸出信號繼電保護的種類很多，但是就一般情況來

49、說，它是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成的，其原理圖如下：圖7-1 繼電保護裝置的原理框圖測量部分從被保護對象輸入有關信號，再與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據測量部分各輸出量的大小、性質、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后確定保護應有的動作行為。由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出報警信號或跳閘信號?！?1】主變壓器設置以下保護:1電流速斷保護；2氣體保護；3溫度監(jiān)視；4縱聯(lián)差動保護。7.4 10kv線路設置過電流保護裝置1電力變壓器的零序電流保護：變壓器低壓側若采用“變壓器干線式”供電時，其二次側出線至低壓切斷電器的距離較長，發(fā)生單相接地短路的可能性較大一些。如果

50、高壓側裝設的過電流保護裝置對低壓側單相短路保護的靈敏度不能達到所規(guī)定要求時，可考慮在低壓側中性線上裝設零序電流保護裝置來組單相接地保護，其整定值應躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，國家標準規(guī)定這個不平衡電流不超過低壓側額定線電流的25%，于是由于零序電流互感器的變比為150/1，所以；=0.524 s0.50.7s所以符合要求。式中 =1.21.3稱可靠系數(shù)。保護時限取0.50.7s。保護靈敏度按變壓器低壓側干線末端發(fā)生單相短路來校檢，規(guī)定 1.251.5。繼電器常用感應式gl型系列。2縱聯(lián)差動保護帶有階梯式時限的過電流，在靠近電源端發(fā)生故障后不能瞬時切斷，而電流速斷保護因有死

51、區(qū)，它僅保證瞬時斷開被保護繞組的一部分。為了使作為重要設備的變壓器發(fā)生故障后能全部瞬時切斷，可采用縱聯(lián)差動保護裝置。差動保護是反映被保護元件兩側電流的差額而動作的保護裝置。差動保護范圍包括變壓器繞組、兩側套管和引出線所能出現(xiàn)的各種短路故障。 idql不平衡電流；ik(w)m外界短路時的最大短路電流；ktx同型系數(shù)，差動保護中采用兩種互感器，當它們型號相同時，ktx=0.5；當它們型號不同時，取ktx=1；fwe互感器的誤差，取最大值10%。為了防止誤動作，必須使差動保護的動作電流大于最大不平衡電流。為了提高差動保護的靈敏度，又必須設法減少不平衡電流。3瓦斯保護瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油

52、浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按gb50062-92規(guī)定，800kva及以上的一般油浸式變壓器和400kva及以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，利用油浸式電力變壓器內部故障時產生的氣體進行工作。它有兩個觸點：一個是“輕瓦斯觸點”，另一個是“重瓦斯觸點”。在變壓器正常運行時，氣體繼電器兩對觸點都是斷開的。當變壓器油箱內部發(fā)生輕微故障時，“輕瓦斯觸點”接通。當變壓器油箱內部發(fā)生嚴重故障時，“重瓦斯觸點”接通。如果變壓器油箱漏油，“輕瓦斯觸點” 與“重瓦斯觸點”會先后接通。重瓦斯的動作值是按油流速度來整定的，對油浸自冷變壓器通常整定在0.6-1.0米秒。對于強迫油循環(huán)的變壓器整定為1.1-1.2米秒。瓦斯動作的主要優(yōu)點是動作快，靈敏度高，結構簡單，能反映變壓器油箱內的各種故障，可靠性比較高，安裝簡單，其缺點是不能反映油箱以外故障（如變壓器套管以及引出線上的故障），因此瓦斯保護不能取代變壓器的其他保護。規(guī)范還規(guī)定容量在1000kva及以上的油浸式變壓器應裝設溫度保護。通常采用一個溫度繼電器安裝在變壓器的油箱壁上來測量油箱溫度，當油箱溫度超過允許值時，溫度繼電器的觸點接通，去觸發(fā)信號裝置發(fā)出預告信號。4過電流保護