220KV變電站一次側(cè)設(shè)計畢業(yè)論文

1、東北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計說明書 東 北 電 力 大 學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 電力 系 電力系統(tǒng)自動化 專業(yè) 泰安 函授站、學(xué)生 一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題 220kv變電站一次側(cè)設(shè)計 二、 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自 2012年 月 日起至2012年 月 日止。三、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進行地點： 山東泰安 四、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容要求；原始資料數(shù)據(jù)和參考資料：新建一座220kv/110kv/35kv降壓變電所（電氣部分設(shè)計）；l 原始資料：1、主變壓器規(guī)范（本所裝設(shè)兩臺）型號：sfpsz9-120000/220；22022.5%/121/38.5kv容量比：100/100/50接線組別：y0/y0

2、/-12-11短路電壓百分數(shù)：ud高-中%=14；ud高-低%=23； ud中-低%=82、220kv線路每回最大輸送功率為150mva 110 kv線路每回最大輸送功率為50mva 35 kv線路共五回，每回輸送容量為10mva 220kv側(cè)通過的穿越功率為60mva35kv主要向本地區(qū)的大型廠礦企業(yè)供電3、變電所的地理位置（b為要設(shè)計的變電所） 4、所用變負荷序號設(shè)備名稱容量kw備注1主要通風機66兩臺主變2采暖通風1.53蓄電池通風0.54220/110kv配電裝置加熱50操作機構(gòu)加熱535kv配電室通風206硅整流充電器30cos=0.77照明78其它60 載波通訊、維修5、系統(tǒng)阻抗值

3、（最大運行方式sj=100mva，uj=up）6、本地區(qū)環(huán)境及氣象條件：（1）、本地區(qū)海拔高度在1000m以下；（2）、月平均最高氣溫25oc；（3）、本地區(qū)為非污穢地區(qū)，交通方便。l 要求設(shè)計內(nèi)容：1、電氣主接線方案確定，繪出主接線圖；2、短路電流計算及電氣設(shè)備選擇；3、所用電的選擇，繪出所用電接線圖；4、變電所平面布置，繪出平面布置圖及任一間隔斷面圖；5、防雷規(guī)劃：l 設(shè)計成品1、說明書一份；2、圖紙四張：平面布置圖、電氣主接線圖、間隔斷面圖、所用電接線圖。 目 錄（包括每一章、每一節(jié)的標題和頁數(shù)） 第一章 電氣主接線的設(shè)計電氣主接線又稱一次接線，它是發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中傳送電能的通

4、路。主接線是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體。主接線的設(shè)計是否正確、對供電可靠性、運行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟合理等起著決定性的作用。根據(jù)本次設(shè)計的要求，主接線必須按下列條件設(shè)計： （1）必須保證對用戶的供電可靠性。（2）具有一定的工作靈活性，以適應(yīng)電力裝置的工作情況。（3）電路應(yīng)盡可能簡單明顯、操作方便。（4）在滿足工作可靠性、靈活性、操作性的同時，還應(yīng)保證合理性。（5）主接線還應(yīng)考慮將來發(fā)展的可能性。變電所的選擇應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的位置，回路數(shù)，設(shè)備的特點，負荷的性質(zhì)以及系統(tǒng)原始資料確定，并且應(yīng)滿足安全的可靠性，靈活性，操作應(yīng)盡可能的簡單方便，經(jīng)濟應(yīng)合理等方面的要求。本次設(shè)計的變電所為地區(qū)

5、重要變電所，位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點上，高壓側(cè)以交換或接受功率為主，供電給地區(qū)的中壓側(cè)和附近的低壓側(cè)負荷。全所停電后，將引起地區(qū)電網(wǎng)的瓦解，影響整個地區(qū)供電。1.1 220kv側(cè)電氣主接線的設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，220kv側(cè)共有3回出線，其中2條系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線，1條與220kv的變電所相連，每回線輸送的容量為150mva，該母線有穿越功率通過，因此該側(cè)母線主接線必須有很高的可靠性和靈活性，才能保證與其連接的系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的正常運行。方案一：雙母線接線電氣工程手冊規(guī)定：在地區(qū)重要變電所中，110kv-220kv配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時，一般采用雙母線接線。因為本所出線回路為3回

6、，但母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后，要求迅速恢復(fù)供電，母線設(shè)備檢修時，不影響對用戶的供電，所以宜采用雙母線接線。雙母線接線中有兩組母線，其中一組母線為工作母線，另一組母線為備用母線。所有回路都可以經(jīng)過各自的母線的隔離開關(guān)，接到任一組母線上。雙母線接線的優(yōu)點：供電可靠,輪流檢修母線時，不中斷裝置的工作和向用戶的供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路；工作母線發(fā)生故障時，可迅速恢復(fù)裝置的供電, 任一回路斷路器拒動時，可利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器來斷開該回路；調(diào)度靈活,各個電源和各個回路可任意分配到某一組母線上;擴建方便,向任一方向擴建,均不影響兩組母線的電源和符合均勻分配;便于試驗

7、,當個別回路需單獨試驗時,可將該回路分開,單獨接至一組母線上。缺點：隔離開關(guān)多，容易發(fā)生故障；用隔離開關(guān)進行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作；有色金屬消耗量大，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)濟性較差；不便于實現(xiàn)全自動化和無人值班。接線方案圖如下：dl方案二：單母線分段接線電氣工程設(shè)計手冊規(guī)定，110kv-220kv配電裝置出線回路數(shù)3-4條，宜采用單母線分段接線。本設(shè)計中有3回，所以宜采用單母線分段接線。單母線分段接線的優(yōu)缺點：優(yōu)點：接線簡單清晰，操作方便，使用電器少；配電裝置建造費用低；隔離開關(guān)僅在檢修時隔離電壓用，不用它進行倒閘操作，誤操作少。缺點：任一段母線及母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，要停止該段母線上所有的

8、工作；任一段母線及母線隔離開關(guān)檢修時，要停止該段母線上所有電路的工作。當出線為雙回路時,常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。接線方案圖如下：根據(jù)本次設(shè)計對主接線的要求，將以上兩種方案進行比較：（一） 供電可靠性 方案一：通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修任一母線，而不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路，其他回路仍與系統(tǒng)保持聯(lián)系，能保證穿越功率的順利通過，能保證供電可靠性。方案二：一段母線故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。（二） 靈活性方案一：各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈

9、活的適應(yīng)系統(tǒng)各種運行方式和潮流變化的需要。方案二：任一元件發(fā)生故障或檢修時，該段母線配電裝置均需停電，不具備靈活性。（三） 經(jīng)濟性、可靠性方案一：考慮5-10年的發(fā)展前景時，母線可以向任一方向擴展，并且不會影響兩組母線和負荷的均勻分布，占地面積小，費用少。方案二：考慮5-10年的發(fā)展前景時，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。綜合以上比較可知，在本次設(shè)計的地區(qū)重要變電所中，雙母線接線可以適應(yīng)要求，且較單母線分段更優(yōu)越。又因sf6斷路器檢修周期長，性能好，所以220kv側(cè)選用雙母線接線方式。1.2 110kv側(cè)電氣主接線的設(shè)計本次設(shè)計變電所中,110kv出線共有4回,其中2回為系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)

10、線，2回為110kv變電所的接線，每回出線輸送的容量為50mva。主接線的選擇與比較方案一：電氣工程手冊規(guī)定，在本地區(qū)主要變電所中110kv-220kv配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線為4回及以上時，一般采用雙母線接線，因本所出線為4回，母線上電源較多，輸送功率較大，母線故障后，要迅速恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時，不影響對用戶供電，宜采用雙母線接線。方案二：規(guī)程規(guī)定，在110kv220kv配電裝置中，出線不超過4回時，一般采用單母線分段的接線方式。方案一二優(yōu)缺點的比較，在上一節(jié)已經(jīng)論述，在此不再重復(fù)。從任務(wù)書可知a、c兩變電所有穿越功率通過，同時母線故障時，單回路供電系統(tǒng)中無其它備用電源，

11、方案二不能滿足要求，方案一不但克服以上缺點，而且滿足了安全可靠性，靈活性，經(jīng)濟性，考慮510年的發(fā)展遠景，所以采用雙母線供電。 1.3 35kv側(cè)主接線方案的設(shè)計 35kv側(cè)所帶負荷為地方性負荷,需要經(jīng)常的操作切換,對于主接線的要求不是很高,在力求滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的情況下，要求接線簡單，清晰。主接線的選擇和比較：方案一：電氣設(shè)計手冊中規(guī)定3560kv配電裝置，出線在4-8條出線時，宜采用單母線分段的接線方式，且一般不設(shè)旁路母線，如果出現(xiàn)斷路器不允許停電檢修時，可以設(shè)置其它旁路設(shè)施，因此可以采用單母線分段的接線方式。方案二：35kv-60kv配電裝置中，當出線在兩回及以上時，可采用單母

12、線接線。下面從三個方面對以上兩種方案進行比較：可靠性：方案一：當任一母線檢修時，只須斷開該側(cè)的電源，非檢修側(cè)正常工作，減少停電范圍，同時重要用戶可采用雙電源供電，保證其供電可靠性，任一出線隔離開關(guān)檢修時，該出線必須停電。方案二：當母線檢修或運行故障時，各回路必須停止工作，當出線斷路器檢修時，該出線必須停止工作。靈活性：方案一：分段斷路器可以分開運行，亦可接通運行，任一母線故障時，可跳開分段斷路器，保證非故障母線正常運行；當分段斷路器斷開運行時，任一電源故障時，分段dl可自動投入，以保證全部出線的正常運行，同時此運行方式可限制短路電流。方案二：操作維護簡單方便，接線清晰，有利于擴建，但運行方式唯

13、一。經(jīng)濟性：方案一：此接線方式共需12臺隔離開關(guān)8臺斷路器，投資少，占地面積小。方案二：此接線方式共需7臺斷路器，10臺隔離開關(guān)。綜合以上兩種方案，方案一比方案二調(diào)條件優(yōu)越些，符合本次設(shè)計的要求，所以選擇方案一，采用單母線分段接線。第二章 短路電流計算說明2.1短路點的確定短路是電力系統(tǒng)中最嚴重的故障，短路使電壓降低，短路回路電流增大，它能破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常工作。為了滿足校驗和選擇電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體以及為了繼電保護的整定計算。因此，發(fā)電廠和變電所電氣部分的設(shè)計及運行，都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障情況。短路可分為：d(1)單相短路，d(2)兩相短路，d(3)三相短路等，本次設(shè)

14、計主要計算以上三種方式短路電流，產(chǎn)生短路的原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣破壞。絕緣破壞多是由于未及時發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備缺陷，以及設(shè)計、安裝、運行維護不良所致。所以計算短路電流的目的，是為了在電器裝置的設(shè)計和運行中用來選擇電氣設(shè)備，選擇限制短路電流的方式，設(shè)計繼電保護裝置和分析電力系統(tǒng)的故障等。計算短路電流首先應(yīng)確定短路點，各個電壓等級母線設(shè)置短路點，使其通過電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的短路電流為最大。本次設(shè)計短路點的選擇共確定3個，分別在220kv、110kv、35kv側(cè)電壓等級的母線上。本次設(shè)計短路電流計算用于各元件阻抗采用標幺值，基準容量sj=100mva，基準電壓取各級平均額定電壓uj=up2.2短路計

15、算計算短路電流用的計算電路圖是一種簡化了的單線圖，只需畫出與計算短路電流有關(guān)的元件以及它們之間的連接，并在各元件旁注明它們的參數(shù)。計算電路圖還應(yīng)考慮到發(fā)電廠或變電所本身及其所在電力系統(tǒng)的發(fā)展情況。 2.2.1短路電流計算在計算短路電流之前先根據(jù)已知條件sn=120mva；短路電壓百分數(shù)：ud1-2%=14.0 ud1-3%=23.0 ud2-3%=8.0ud1%=0.5(ud1-2% +ud1-3% -ud2-3%)=0.5(14+23-8)=14.5ud2%=0.5(ud1-2% +ud2-3% -ud1-3%)=0.5(14+8-23)=-0.5ud3%=0.5(ud2-3% +ud1-3

16、% -ud1-2%)=0.5(8+23-14)=8.5以sj=100mva uj=220kv計算變壓器的等值阻抗：x1*= ud1%sb/(100sn)=14.5100/(100150)=0.121 x2*= ud2%sb/(100sn)=-0.5100/(100150)=-0.004 x3*= ud3%sb/(100sn)=8.5100/(100150)=0.071 算出y型變壓器三邊的標幺阻抗值x1*=0.121；x2*=-0.004；x3*=0.071兩臺變壓器并聯(lián)后如上圖所示。1）如果220kv母線d1處短路，那么總阻抗標幺值x1=i=1/xd1*=（1/0.0331）0.261=7.

17、6ka短路計算時間tjs=tb+td=3.6+0.04=3.64（s）根據(jù)計算電抗查短路電流計算曲線，并換算成有名值后，所得短路電流有名值i=7.6ka；i1.82=8.5ka；i3.64=8.6ka；短電流的熱效應(yīng)qdt=tjs=3.64=259.11ka2.s沖擊電流ich=1.9i=2.697.6=19.35ka。2）如果110kv母線d2處短路，那么總阻抗標幺值x2=i=1/xd1*=（1/0.0521）0.523=10.18ka短路計算時間tjs=tb+td=3.6+0.04=3.64（s）根據(jù)計算電抗查短路電流計算曲線，并換算成有名值后，所得短路電流有名值i=10.18ka；i1.

18、82=11.2ka；i3.64=11.6ka；短路電流的熱效應(yīng)qdt=tjs=3.64=1972ka2.s沖擊電流ich=1.9i=2.6910.18=25.9ka。3）如果35kv母線3處短路，那么總阻抗標幺值x3=0.071+i=1/xd1*=（1/0.08518）1.561=18.3ka短路計算時間tjs=tb+td=3.6+0.04=3.64（s）根據(jù)計算電抗查短路電流計算曲線，并換算成有名值后，所得短路電流有名值i=18.3ka；i1.82=18.4ka；i3.64=18.7ka；路電流熱效應(yīng)qdt=tjs=3.64=2178ka2.s沖擊電流ich=1.9i=2.6918.3=46

19、.63ka。第三章 電氣設(shè)備的選擇與校驗一、高壓電氣設(shè)備的選擇應(yīng)滿足的一般要求：1、應(yīng)盡量滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景規(guī)劃。2、應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境校驗。3、應(yīng)力求技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。4、與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5、同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。6、選用新品種應(yīng)具有可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級審定。二、技術(shù)條件選擇高壓電器，應(yīng)能長期在工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持運行。（一） 長期的工作條件1、電壓選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓umax不得低于該回路的最高運行電壓ug，即：umaxug2、電流選用的高壓電氣

20、設(shè)備的額定電流ie不得低于所在回路各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流ig即ieig；由于變壓器回路短路時過電流能力很大，雙回路的工作電流變化，幅度也比較大，故計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際情況確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式回路持續(xù)工作電流的要求。3、機械荷載所選電器端子的允許負荷，應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。1、 校驗的一般原則（1） 電器在選擇后應(yīng)按照作最大可能通過的短路電流動、熱穩(wěn)定性校驗，校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地的系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中單相、兩相接地短路較三相嚴重時，應(yīng)按照嚴

21、重情況下校驗。（2） 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。2、 短路的熱穩(wěn)定條件校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定條件時，應(yīng)滿足it2rtqdt式中qdttjs內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)itt秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值tt秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流時間校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間tjs，公式tjs=tb+td式中tb繼電保護的后備保護的動作時間td繼電保護的全分閘時間3、 短路的動穩(wěn)定條件應(yīng)滿足：ichidf（ichidf）ich（ich）短路沖擊電流峰值（有效值）idf（idf）電器允許通過極限電流峰值（有效值）（三）絕緣水平：在

22、工作電壓和過電壓作用下，電器內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性，應(yīng)由電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平確定。三、環(huán)境條件1、 溫度 普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度-300c時正常運行2、風速：一般高壓電器可在不大于35m/s環(huán)境下使用3、污穢：本地區(qū)為非污穢地區(qū)4、溫度：月平均最高氣溫250c5、海拔：本地區(qū)海拔高度在1000m以下6、地震3.1斷路器的選擇與校驗按額定電壓和額定電流選擇斷路器，同一電壓等級選用同一型號，按最大工作回路工作電流，選為典型事例，進行動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性校驗。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制保護電器，它的作用是使電壓為1000kv以上的高壓線路在正常負荷時接通

23、或斷開，在線路發(fā)生短路故障時，高壓斷路器將故障線路自動斷開，使非故障部分正常運行，在斷路器中最主要的問題是如何熱熄滅觸頭分開瞬間所產(chǎn)生的電弧，所以它必須具備一種可靠的滅弧裝置。1. 選擇高壓斷路器的類型，目前我國斷路器的生產(chǎn)情況6220kv一般為少油斷路器。110330kv當少油斷路器的性能不能滿足技術(shù)要求時，可選擇壓縮空氣斷路器或sf6斷路器。2. 根據(jù)安裝地點選擇戶內(nèi)式或戶外式。3. 斷路器的額定電壓ue不小于裝設(shè)回路所在電網(wǎng)額定電壓 ueuq4. 斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)工作電流imax5. 校核斷路器的斷流能力iekdiiekd：斷路器動靜觸頭剛分時，實際斷開短路電流

24、周期分量的有效值。當斷路器的額定電流較系統(tǒng)的短路電流很多時，為了簡化計算，也可以有次暫態(tài)短路電流進行選擇，即iekdi6. tjs=tb+td 式中tjs：校驗短路熱穩(wěn)定所用的時間（s）tb：繼電保護裝置后備保護動作時間（s）td：斷路器的全分閘時間（s）7. 短路的熱穩(wěn)定條件校驗i2rtqdt式中qdt：在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ka2.s）it: t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定時間(ka)t:設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s)8. 按短路關(guān)合電流選擇：ieqichieq：關(guān)合電流 ich：短路電流沖擊值（ka）短路的動穩(wěn)定校驗：idfichidf：電器允許的極限通過電流峰值ich

25、：短路沖擊電流峰值（ka）9. 根據(jù)對斷路器操作控制的要求，選擇與斷路器配用的操作機構(gòu)。(一)220kv的電壓等級斷路器選用戶外式，因為110kv220kv主接線未設(shè)旁路母線，故斷路器應(yīng)選用可靠性高，檢修周期長的sf6斷路器，對于110kv以上的電網(wǎng)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切斷故障，應(yīng)選用固有分閘時間不大于0.04s的斷路器,sf6斷路器滿足其要求,因此選用戶外式sf6斷路器.其型號為lw6-220/3150a,50ka 其數(shù)據(jù)見下表：計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)ug 220kvue 220kvimax 393.6ie 3150ai 7.6kaiekd 50kaich 19.35kaieg 125kaqdt

26、 1543 ka.si2rt 7500ka.sich 19.35kaidf 125ka操作機構(gòu)cy3-3三臺分相操作校驗,根據(jù)上表比較可知:ieimax iekdi iedich動穩(wěn)定:idfich 熱穩(wěn)定i2rtqdtlw6-220/3150a 50ka滿足要求(二)110kv側(cè)斷路器的選擇與校驗選擇戶外式sf6斷路器,型號為lw6-110w/3150a,31.5ka技術(shù)數(shù)據(jù)如下:計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)ug 110kvue 110kvimax 262a ie 3150ai 10.18kaiekd 50kaich 25.9kaieg 125kaqdt 1972 ka2.si2rt 2976ka2.s

27、ich 25.9kaidf 125ka操作機構(gòu)cy3-3三臺分相操作校驗,根據(jù)上表比較可知:ug=ue ieimax iekdi iedich動穩(wěn)定:idfich 熱穩(wěn)定i2rtqdtlw6-110w/3150a 31.5ka滿足要求(三)35kv電壓等級斷路器的選擇與校驗 35kv戶內(nèi)式，zn39-35/1600a,25ka,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下:計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)ug 35kvue 35kvimax 165a ie 1600ai 18.3kaiekd 25kaich 46.63kaieg 65kaqdt 2178 ka2.si2rt 2500ka2.s操作機構(gòu)cd10-電磁機構(gòu)校驗:通過上表比較可

28、知,zn39-35/1600a 25ka型號滿足要求。3.2隔離開關(guān)的選擇與校驗隔離開關(guān)是用來專門開斷或切換電路的一種開關(guān)，但是因為這種開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，所以它不能斷開負載電流和短路電流，對隔離開關(guān)的具體要求有：（1） 隔離開關(guān)應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定，動穩(wěn)定，機械強度和絕緣強度（包括斷口絕緣、對地絕緣、相間絕緣）。（2） 要有自鎖功能，以防止在運行中由于電流的電動力作用使觸頭間的接觸變壞，或短路時短路電流的電動力使隔離開關(guān)自動斷開。（3） 隔離開關(guān)應(yīng)操作方便，體積小，重量輕，價格便宜。 隔離開關(guān)的選擇條件：1、 根據(jù)配電裝置的類型特點，選擇隔離開關(guān)的類型。2、 根據(jù)安裝地點選擇戶外式、戶內(nèi)式3

29、、 隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)回路所在電網(wǎng)的額定電壓4、 隔離開關(guān)的額定電流應(yīng)大于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流5、 動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足ichidf6、 動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足qdti2rt7、 根據(jù)對隔離開關(guān)的操作，控制的要求，選擇配用的操動機構(gòu)，隔離開關(guān)一般采用操動機構(gòu)，戶內(nèi)8000a以上宜采用電動和手動兩種操作方式。一、 220kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇220kv電壓等級選擇戶外式，母線隔離開關(guān)選gw16-220w/1600a。出線隔離開關(guān)gw7-220dw/1250a其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)ug 220kvue 220kvimax 396.3aie 1600a(1250a)i 7.6kaqdt

30、 1543ka2sit2t 7500ka2sich 19.39 125操作機構(gòu):gw16-220w主刀cjt 電動(cs1t-手動) gw7-220dw主刀cjs 電動(cs1t- 手動校驗:根據(jù)上表比較可知:ug=ue ieimax it2t qdt動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定均滿足要求二、110kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇和校驗根據(jù)接線型號選擇戶外式：母線隔離開關(guān)gw16-110dw/1250a出線隔離開關(guān)gw4-110dw/630a出線隔離開關(guān)gw4-110w/630a其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)ug 110kvue 110kvimax 262 aie 1250a(630 a)i 10.18kaqdt 1

31、972ka2sit2t 短路耐受電流ich 25.9 80（峰值耐受電流）操作機構(gòu):gw16-220dw gw7-110dw主刀cjt電動(csa手動)主刀ci5電動(cs14g2 手動)校驗:根據(jù)上表比較可知:ug=ue ieimax it2t qdt動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定均滿足要求三、35kv電壓等級隔離開關(guān)的選擇與校驗35kv配電裝置本次工程設(shè)計選擇戶內(nèi)手車式高壓開關(guān)柜，其隔離為車插頭與開關(guān)柜成套供應(yīng)：四、隔離開關(guān)使用說明與配置：為了保證檢修時人身安全，使用隔離開關(guān)時，有的帶有一個接地刀閘，有的帶有兩個接地刀閘，現(xiàn)說明如下：1、 接在母線兩側(cè)的隔離開關(guān)，一個帶有接地刀閘，一個不帶接地刀2、 出線

32、側(cè)的隔離開關(guān)配置為帶雙接地刀閘3、 母線側(cè)隔離開關(guān)配為帶單接地刀閘4、 母線pt回路上的配置為帶單接地刀閘5、 變壓器中性點采用專用接地刀閘。3.3電壓互感器的選擇與校驗互感器包括電壓互感器和電流互感器，是交流電路中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)常見的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況。選擇電壓互感器和電流互感器應(yīng)滿足繼電保護自動裝置和測量儀表的要求一、 電壓互感器電壓互感器的配置原則：1、各電壓等級母線上應(yīng)裝電壓互感器（母線pt、測量繼保）2、35kv以上電源聯(lián)絡(luò)線在線路側(cè)裝設(shè)一只電壓互感器一、母線電壓互感器1、型式的確定：110kv220

33、kv一般裝用戶外油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器，220kv及以上配電裝置，當容量和準確讀度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。2、結(jié)構(gòu)方式：采用三個單相三線圈電壓互感器，主二次繞組連接成星形以供電給測量表記，繼電器以及絕緣檢查電壓表，附加的二次繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過器供電給保護極端器和接地信號繼電器。3、準確度：電壓互感器的準確度是額定二次負荷下的準確級，用于電度計量，準確度不應(yīng)低于0.2級；用于電壓測量，不應(yīng)于1級；用于繼電保護不應(yīng)低于3級。 由于超高壓線路要求雙套主保護，并考慮到后備保護、自動裝置和測量儀表的要求，電壓互感器一般具有三個二次繞組，即兩個主二次繞組，一個輔助

34、二次繞組。其中一個主二次繞組的準確度不應(yīng)低于0.2級，按以上原則，選擇母線電壓互感器如下：（1） 220kv電壓等級電壓互感器的選擇：220kv 采用戶外油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器：型號：jdcf-220w2，變比為220/0.1/0.1/0.1kv具有3個二次繞組，第一個主二次繞組用于計量，準確度為0.2級，星形接線;第二個主二次繞組用于保護，測量表記等，星形接線；第三個為輔助繞組，開口三角形接線，用于絕緣監(jiān)察。（2） 110kv電壓等級電壓互感器的選擇：110kv 采用戶外油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器：型號：jdcf-110w ，變比為110/0.1/0.1/0.1kv具有3個二次繞組，

35、第一個主二次繞組用于計量，準確度為0.2級,星形接線；第二個主二次繞組用于保護，測量表記等，星形接線；第三個為輔助繞組，開口三角形接線，用于絕緣監(jiān)察。（3） 35v電壓等級電壓互感器的選擇：35kv 采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)：型號：jdjj2-35w，變比為35/0.1/0.1/kv具有2個二次繞組，第一個主二次繞組用于計量，準確度為0.2級，星形接線;第二個為輔助繞組，開口三角形接線，用于絕緣監(jiān)察。一、線路電壓互感器：接在110kv及以上線路側(cè)的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊時，應(yīng)盡量與耦合電容結(jié)合，統(tǒng)一選用電壓互感器。當線路上無載波通訊時，也可選用單相電磁式電壓互感器。1、 220kv線路電壓互

36、感器選用電容式電壓互感器型號：tyd220/0.005h，220/0.1/0.1kv2、 110kv線路電壓互感器選用單相電磁式電壓互感器型號：jdcj110w，110/0.1/0.1/0.1kv四、電壓互感器的二次負荷：本次設(shè)計不校驗。3.4電流互感器的選擇與校驗（一） 電流互感器的配置：1、 凡需斷路器控制的電路應(yīng)裝設(shè)電流互感器2、 同步發(fā)電機與變壓器中性點上應(yīng)裝設(shè)電流互感器（零序保護）3、 35kv及以下小接地系統(tǒng)中，根據(jù)規(guī)程規(guī)定結(jié)合實際情況裝設(shè)，本工程三相均裝設(shè)了電流互感器。4、 110kv及以下大接地系統(tǒng)中，三相均裝設(shè)。5、 在變壓器回路宜采用套管式電流互感器，當準確度和所用組數(shù)，不

37、能滿足要求時，需選擇獨立式電流互感器。（二） 220kv電流互感器的選擇與校驗1、線路側(cè)：線路側(cè)電流互感器選用戶外式油浸絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式lcwbt-220w型，額定變比為2600/5校驗：（1） 熱穩(wěn)定性：樣本參數(shù)熱穩(wěn)定電流：221ka（5s）實際短路電流為7.6ka所以滿足熱穩(wěn)定要求。（2） 動穩(wěn)定性：樣本參數(shù)動穩(wěn)定電流221ka（5s） 根據(jù) kdkdieich103 而 kdie=255 實際短路沖擊電流，ich=19.35ka所以滿足動穩(wěn)定要求2、變壓器回路：選用套管式lrd-220型一次電流范圍：6003、220kv側(cè)變壓器中性點回路上：ie=314.9ie=314.9a根據(jù)規(guī)程規(guī)定

38、:可按變壓器額定電流的1/3選擇,故選擇lrd-110-b型 電流范圍為100300a,可選電流600/5三、110kv側(cè)電流互感器的選擇：1、線路回路：ue=110kv，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，可選擇lcwb6-110w2額定變比為2600/5校驗：(1)熱穩(wěn)定性：樣本參數(shù)：1s熱穩(wěn)定電流：31.545ka實際穩(wěn)態(tài)短路電流為:i=10.18ka所以滿足熱穩(wěn)定要求.(2) 動穩(wěn)定性：樣本參數(shù)：動穩(wěn)定電流：80115ka實際短路電流為25.9ka，所以滿足動穩(wěn)定要求。2、變壓器回路：選用套管式lrd-110型，1200a3、110kv側(cè)變壓器中性點側(cè)：ie=120001.05/110=661a 1/3ie

39、=220a故可選則lrd-60-b型電流互感器，一次電流范圍220600a，可選變比600/5四、35kv側(cè)電流互感器的選擇：1、出線回路：選擇戶內(nèi)樹脂澆注瓷支柱絕緣結(jié)構(gòu)獨立電流互感器，其型號為：lcz-35出線電流互感器，可選變比300600/5a，其短路時熱穩(wěn)定電流19.539ka，動穩(wěn)定電流63.6127.2ka主進線電流互感器 ie=1039a選變比為150/5a其短路時穩(wěn)定電流80ka；動穩(wěn)定電流為160ka實際穩(wěn)態(tài)短路電流i=18.3ka，所以兩種電流互感器滿足熱穩(wěn)定要求。實際短路沖擊電流ich=46.6ka，所以兩種電流互感器均滿足動穩(wěn)定要求。準確度等級的確定：電流互感器的準確度

40、是在額定二次負荷下的準確等級，用于電度計量的電流互感器，準確級不應(yīng)低于0.2級，用于電流電壓測量的不應(yīng)低于1級，用于繼電保護的電流互感器，應(yīng)用“d”或“b”級，同時應(yīng)校驗額定10%倍數(shù)，以保證過電流時的誤差不超過規(guī)定值。3.5 母線的選擇在發(fā)電廠和變電所中各級配電裝置的母線，各種電器之間的連接，以及發(fā)電機、變壓器等電氣設(shè)備與相應(yīng)配電裝置母線之間的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線、管形裸導(dǎo)線或絞線。母線的作用是匯集分配和傳送電能。母線在運行中有很大的功率通過，在短路時，其中有巨大的短路電流通過，要承受短路電流的熱和力效應(yīng)的沖擊。因此，必須經(jīng)過計算，分析比較，合理選用母線材料、截面形狀和截面積

41、。以達到安全、經(jīng)濟運行的要求。母線選擇的一般要求1、母線導(dǎo)體的選擇（1）截流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料，純鋁成型導(dǎo)體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導(dǎo)體強度稍低，110kv以上配電裝置敞露布置不宜采用。（2）鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀一般均為管形。鋁錳合金導(dǎo)體載流量大，但強度較差，采用一般的補強措施可廣泛使用。2、導(dǎo)體形式，本工程選用的硬導(dǎo)體形式（1）矩形導(dǎo)體：單片矩形導(dǎo)體具有集膚效應(yīng)系數(shù)小，散熱條件好，安裝簡單，連接方便等優(yōu)點，一般使用于工作電流i2000a的回路中，本設(shè)計35kv配電裝置母線選用矩形鋁導(dǎo)體母線。（2）管形母線：管形母線是空心導(dǎo)體，集膚效應(yīng)系數(shù)小，且利于提

42、高電暈的起始電壓，戶外配電裝置使用管形導(dǎo)體，且有占地面積小，架構(gòu)簡明，布置清晰等優(yōu)點，本設(shè)計110kv、220kv配電裝置母線選用鋁錳管母線。3、導(dǎo)體截面的選擇和校驗裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇或校驗：（1）工作電流（2）經(jīng)濟電流密度（3）電暈（4）動穩(wěn)定或機械強度；（5）熱穩(wěn)定。裸導(dǎo)體應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗：（1）環(huán)境溫度（2）日照（3）風速（4）海拔高度。二、220kv配電裝置的母線的選擇與校驗1、按回路持續(xù)工作電流選擇220kv母線的工作電流計算應(yīng)按潮流分布計算，該回路每回最大輸送功率150mva，穿越功率60mva，母線可能最大潮流為150mva+60mva=21

43、0mva i gmax= =551.1a選擇鋁錳合金管，lf-21y，100/90，載流量=2350a，溫度校正系數(shù)k=0.816因此kixu=0.8162350=1918 i gmax =551.1a所以滿足導(dǎo)體允許載流量要求2、導(dǎo)體截面的校驗（1）氣象條件：最大風速max=25m/s，內(nèi)過電壓風速vn=15m/s，最高氣溫+400c，最低氣溫-300c（2）220kv母線三相短路電流峰值：ich=19.35ka（3）結(jié)構(gòu)尺寸，跨距z=13m，支持金具長0.5m，計算跨距zfs=13m0.5m=12.5m。相間距離a=3.0m。gw16-220型隔離開關(guān)靜觸頭加金具重p=15kg，裝于母線跨

44、距中央?？紤]合適的伸縮量，母線結(jié)構(gòu)采用每兩跨設(shè)一個伸縮接頭。因此，可按兩跨梁進行計算。（4）地震：可按9度地震烈度校驗（5）導(dǎo)體型號及技術(shù)特性。導(dǎo)體選用lf-21y型100/90鋁錳合金，導(dǎo)體材料的溫度線膨脹系數(shù)ax=23.210-6(1/0c)，彈性模數(shù)e=71105（n/cm2）=7.1105（kg/cm2）,慣性矩j=169(cm4),導(dǎo)體密度=2.73（g），導(dǎo)體截面s=149（mm2），自重ql=4.08kg/m，導(dǎo)體截面系數(shù)w=33.8cm2，最大允許應(yīng)力xu=8820n/cm23、最大彎距和彎曲應(yīng)力在電力工程電氣設(shè)計手冊表8-19中列出15跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)，對所需進行計算的母線

45、只需按連續(xù)跨數(shù)和支撐方式求出，將最大支座處及跨中的內(nèi)力系數(shù)代入統(tǒng)一的公式即可進行計算。（1）正常狀態(tài)時，母線所受的最大彎距mmax和應(yīng)力max計算。正常狀態(tài)時母線所受的最大彎距由母線自重產(chǎn)生的垂直彎距、集中載荷產(chǎn)生的垂直彎距及最大風速產(chǎn)生的水平彎距組成，其計算公式如下： 母線自重產(chǎn)生的垂直彎矩mcz為：從手冊查得均布載荷最大彎矩系數(shù)為0.125彎矩為:mcz=0.125q1j3 zfs2 9.8=0.1254.0812.529.8=780.9(nm)集中載荷產(chǎn)生的垂直彎矩mcf為:從手冊查得集中載荷最大彎矩系數(shù)為0.188彎矩為:mcz=0.188q1j39.8=0.1251512.59.8=

46、345.5(nm)最大風速產(chǎn)生的水平彎矩msf，取風速不均勻系數(shù)為a=1，取空氣動力系數(shù)k=1.2，最大風速max=25m/s則風壓f=akd1=1.20.1=4.69(kg/m)msf=0.125 fl2js9.8=0.1254.6912.529.8=897.7(nm)正常狀態(tài)時母線承受的最大彎矩及應(yīng)力為:mmax=1440.4(nm)max =100=100=4262(n/cm2)此值小于材料的允許應(yīng)力8820n/cm2,故滿足要求。（2）短路狀態(tài)時母線所受的最大彎矩由導(dǎo)體自重、集中載荷、短路電動力及對應(yīng)于內(nèi)過電壓情況下的風速所產(chǎn)生的最大彎矩組成。 短路電動力產(chǎn)生的水平彎矩msd及短路電動

47、力系數(shù) fd=1.76=1.760.58=1.27(kg/m)msd=0.125fd129.8=0.1251.2712.529.8=243(nm)在內(nèi)過電壓情況下的風速產(chǎn)生的水平彎矩msf及風壓ff=dkd1=11.20.1=1.69(kg/m)msf=0.125 fl2j39.8=0.1251.6911.529.8=273.8(nm)短路狀態(tài)時母線所承受的最大彎矩及應(yīng)力為:md=1238nmd=100=100=3662.7(n/cm2)此值小于材料短路時允許應(yīng)力8820n/cm2，故滿足要求。（3） 地震時母線所受的最彎矩md2和d2為地震時母線所受的最大彎矩由導(dǎo)體自重、集中載荷，地震力及地

48、震時的計算風速所產(chǎn)生的最大彎矩組成。 地震力產(chǎn)生的水平彎矩mdx為：mdx=0.1250.54.0812.529.8=390.46(nm) 地震時計算風速所產(chǎn)生的最大彎矩msf及風壓f=a kd1=11.20.1=0.293(kg/m)msf=0.125 fl2j39.8=0.1250.29312.529.8=56.1(nm)地震時母線所承受的最大彎矩及應(yīng)力為:mdz=1211nmd=100=100=3584.9(n/cm2)此值小于材料短路時允許應(yīng)力8820n/cm2，故滿足要求。(4)撓度的校驗?zāi)妇€輜重產(chǎn)生的撓度,由單跨梁力學(xué)公式，在x=0.425ljs處有最大撓度.從手冊表8-19查得均

49、布荷重撓度計算系數(shù)為0.521。可求得y1=0.521=0.521=4.3(cm)集中載荷產(chǎn)生的撓度,由單跨梁力學(xué)公式，在x=0.425ljs處有最大撓度從手冊8-19查得集中荷重撓度計算系數(shù)0.911,則y2=0.911=0.911=2.72(cm) 合成撓度,由以上計算可知跨距中產(chǎn)生的y1和y2的位置不同,但相差不遠,故仍按兩者位置相同的嚴重情況考慮，即y=y1+y2=4.3+2.72=7.02（cm）此值大于0.5d1=5cm，故不滿足要求。一般配電裝置中，yxu(0.511.0)d因本設(shè)計為重要配電裝置中撓度校驗公式，可以看出適當加大金具支持長度，對調(diào)整撓度效果很明顯，所以220kv配

50、電裝置母線選管徑大一號的lf-21y型110/100鋁錳合金管。三、110kv配電裝置母線的選擇與校驗110kv母線的最大工作電流選擇：i gmax= =661a選擇鋁錳合金管，lf-21y，100/90，載流量=2350a，溫度校正系數(shù)k=0.816因此kixu=0.8162350=1918 i gmax =661a所以滿足導(dǎo)體允許載流量要求2、導(dǎo)體截面的校驗（1）氣象條件：最大風速max=25m/s，內(nèi)過電壓風速vn=15m/s，最高氣溫+400c，最低氣溫-300c（2）110kv母線三相短路電流峰值：ich=25.9ka(3)結(jié)構(gòu)尺寸，跨距z=8m，支持金具長0.5m，計算跨距zfs=

51、8m0.5m=7.5m。相間距離a=1.5m。gw16-220型隔離開關(guān)靜觸頭加金具重p=10kg，裝于母線跨距中央?？紤]合適的伸縮量，母線結(jié)構(gòu)采用每兩跨設(shè)一個伸縮接頭。因此，可按兩跨梁進行計算。（4）（5導(dǎo)體型號及技術(shù)特性。導(dǎo)體選用lf-21y型100/90鋁錳合金，導(dǎo)體材料的溫度線膨脹系數(shù)ax=23.210-6(1/0c)，彈性模數(shù)e=71105（n/cm2）=7.1105（kg/cm2）,慣性矩j=169(cm4),導(dǎo)體密度=2.73（g），=2.73（g），導(dǎo)體截面s=1491（mm2），自重ql=4.08kg/m，導(dǎo)體截面系數(shù)w=33.8cm2，最大允許應(yīng)力xu=8820n/cm23、最大彎距和彎曲應(yīng)力從220kv母線的計算中可以看到