畢業(yè)設(shè)計(jì)220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)（主接線圖）

1、南京工程學(xué)院繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院（本科）220kv 降 壓 變 電 所電氣部分初步設(shè)計(jì)函 授 站班 級(jí)學(xué)生姓名 朱海峰指導(dǎo)老師 畢老師日 期 2012.06 目 錄第一篇 降壓變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書第二篇 降壓變電所設(shè)計(jì)說明書第三篇 降壓變電所計(jì)算書第一篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)二、待建變電所基本資料1. 設(shè)計(jì)變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。2. 本變電所的電壓等級(jí)為220 kv/110 kv /10kv，220kv是本變電所的電源電壓，110kv和10kv是二次電壓。3. 待設(shè)計(jì)變電所的電源，由對(duì)側(cè)220kv變電所雙回線

2、路及另一系統(tǒng)雙回線路送到本變電所；在中壓側(cè)110kv母線，送出2回線路至煉鋼廠；在低壓側(cè)10kv母線，送出11回線路至地區(qū)負(fù)荷。4. 該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。三、用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下：表1 110kv用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用戶名稱最大負(fù)荷(kw)cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)煉鋼廠420000952265表2 10kv用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷(kw)cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)（%）1礦機(jī)廠13000.872502機(jī)械廠17002453汽車廠17002724電機(jī)廠17002365煉油廠11002766飼料廠9001- 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)= 5600 h（見p137b），同時(shí)率

3、取 0.9 ，線路損耗取 6 %。四待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接情況：圖1 待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖第二篇 降壓變電所設(shè)計(jì)說明書一、該變電所在系統(tǒng)中的地位以及所供用戶分析該變電所為220kv降壓變電所，地處城市近郊，地勢平坦、交通方便，向開發(fā)區(qū)煉鋼廠供電負(fù)荷約42mw，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷.電壓等級(jí)為220kv/110kv/10kv，220kv是本變電所電源電壓，有4回線路，110kv送出兩回線路，10kv送出11回線路，由此可見該變電所為樞紐變電所，用戶中重要負(fù)荷約占65%，均采用雙回路供電方式。二、主變壓器的選擇1、主變臺(tái)數(shù)：根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊的要求，根據(jù)本變電所的具體

4、情況及保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響對(duì)重要用戶的供電，故選用兩臺(tái)同樣型號(hào)的主變。2、主變?nèi)萘浚焊鶕?jù)選擇原則和已確定選用兩臺(tái)主變壓器，主變壓器總?cè)萘靠扇∽畲筘?fù)荷pmax的1.6倍，且計(jì)及每臺(tái)變壓器有40%的過負(fù)荷能力，當(dāng)一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)能滿足70%以上的負(fù)荷的電力需要。初期裝兩臺(tái)變壓器： 相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：選擇變壓器容量se需同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件：s=42/0.95+（1.3+1.7+1.7+1.7+1.1+0.9）/0.87=53.87（mva）同時(shí)率取0.9：smax =ks=0.953.87=48.481)單臺(tái)運(yùn)行： se0.7smax=0.748.48=33.94

5、（mva）2)重要負(fù)荷： sek0.6542/0.95+（0.51.3+0.451.7+ 0.721.7+0.361.7+0.761.1）/0.87=30.1（mva）考慮到變壓器每天的負(fù)荷不是均衡的，計(jì)及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于在過負(fù)荷期間中消耗，故選較小容量的主變作過負(fù)荷能力計(jì)算，以節(jié)省主變投資。但是為了有所發(fā)展的余地，選擇的主變壓器的容量為40mva，因此該變電所選取兩臺(tái)sfs10-40000/220變壓器。3、主變型式：（1）相數(shù)的選擇變壓器的相數(shù)有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在

6、330kv及以下的發(fā)電廠用變電站，均選用三相變壓器。同時(shí)，因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。本變電站為一個(gè)220kv降壓變電站，所以應(yīng)選用三相變壓器。（2）繞組數(shù)繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少。同時(shí)三繞組變壓器比同容量的雙變壓器價(jià)格要貴40%50%，對(duì)深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。根據(jù)本變電站的實(shí)際條件選擇三繞組變壓器。（3）中性點(diǎn)的接線方式電網(wǎng)

7、的中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。規(guī)程上規(guī)定；凡是110kv500kv側(cè)其中性點(diǎn)必須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地；主變壓器663kv采用中性點(diǎn)不接地。所以主變壓器的220kv、110kv側(cè)的中性點(diǎn)均采用直接接地方式。（4）繞組接線組別變壓器三繞組的接線組別必須與系統(tǒng)秒年電壓相位一直，否則，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的組別接線方式只有星行“y”和三角形“d”兩種。因此，變壓器三繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來決定。在發(fā)電廠和和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般選用yn，d11常規(guī)接線。因此

8、選用連接組別為yn，yn0，d11的三繞組自耦變壓器。綜上所述和查有關(guān)變壓器型號(hào)手冊所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：采用三相三繞組無載調(diào)壓自耦變壓器sfs10-40000/220變壓器，額定電壓：22022.5/121/11kv，接線組別yn，a0, d 11，容量比：100/100/50，阻抗電壓：uk1-2%=14%， uk1-3%=22% ，uk2-3%=8%。三、主接線的確定按sdj2-88220550kv變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，220kv配電裝出線在4回及以上時(shí)宜采用雙母線及其他接線，本變電所220kv采用雙母線接線，變壓器可接在不同母線上，負(fù)荷分配均勻、調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任一

9、條母線或母線上設(shè)備檢修不需要停掉線路。由于220kv斷路器采用sf6斷路器，其檢修周期長，可靠性高，故可不設(shè)旁路母線，由于有兩回線路，一回線路停運(yùn)時(shí)，仍滿足n1原則，本設(shè)計(jì)采用雙母線接線。對(duì)110kv側(cè)的接線方式，出線僅為兩回線，按規(guī)程要求，宜采用橋式接線，以雙回線路向煉鋼廠供電，考慮到主變不會(huì)頻繁操作和對(duì)線路操作、檢修的方便性，采用內(nèi)橋式接線。對(duì)10kv側(cè)的接線方式，按照規(guī)程要求，采用單母線分段接線，雙回線供電的用戶分別接在兩段母線上，保證供電的可靠性。四、配電裝置選型配電裝置分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置兩種，屋內(nèi)配電裝置占地面積小、運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受氣候影響較小，但土建工

10、作量大，投資大。屋外配電裝置，土建工作量小，投資少，建設(shè)工期短，易于擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行和操作條件較差，電氣設(shè)備易受污染和氣候條件影響，一般110kv及以上配電裝置采用屋外式，35kv及以下采用屋內(nèi)配電裝置。屋外配電裝置分為中型、半高型和高型三種，220kv多采用高型、110kv采用半高型；屋內(nèi)配電裝置分為單層、二層、三層，無出線電抗器的配電裝置多采用單層式，通常采用成套、開關(guān)柜。根據(jù)以上選型原則，本變電所220kv側(cè)、110kv側(cè)采用普通中型屋外配電裝置，10kv側(cè)采用單層式戶內(nèi)成套開關(guān)柜配電裝置(kyn-12)。五、短路電流的計(jì)算1、短路電流計(jì)算的目的：為了選擇斷路器、隔離開關(guān)等電氣設(shè)

11、備或?qū)@些設(shè)備提高技術(shù)要求，評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施，為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定調(diào)試提供依據(jù)，分析送電線路對(duì)通信設(shè)施的影響。2、 短路電流的計(jì)算條件21短路點(diǎn)的確定：系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，該點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)通過設(shè)備和載流導(dǎo)體的短路電流最大。22采用近似計(jì)算：系統(tǒng)中各元件的電阻，線路對(duì)地電容，變壓器勵(lì)磁損耗忽略不計(jì)，不考慮負(fù)荷電流的影響，發(fā)電機(jī)采用xd作為等值電抗，取ub=up（230kv、115kv、10.5kv）sb=100mva。23根據(jù)計(jì)算電路作為等值電路圖，將發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)分別用一臺(tái)等效發(fā)電機(jī)替代，利用短路電流運(yùn)算曲線,分別求出每臺(tái)等效發(fā)電機(jī)提供的短路電流，短路點(diǎn)的總短路電流則為各

12、等效發(fā)電機(jī)所供短路電流之和。24有限容量電源系統(tǒng)短路電流的計(jì)算：（1）求出短路點(diǎn)對(duì)等效發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)移電抗x*；（2）將x*換算以等效發(fā)電機(jī)額定參數(shù)為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗xjs*；（3）根據(jù)計(jì)算電抗xjs*查相應(yīng)的運(yùn)算曲線求出i*、 itk/2*、itk*乘以基準(zhǔn)電流可得有名值i、itk/2、itk。25當(dāng)xjs*3時(shí)，可視為無窮大電源系統(tǒng)，計(jì)算方法為：求出轉(zhuǎn)移電抗x*；計(jì)算出以等效發(fā)電機(jī)額定參數(shù)為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗xjs*；i*=itk/2*=itk*= i*=1/ xjs*，并求出有名值。3、短路電流計(jì)算步驟：31各元件標(biāo)么值計(jì)算：設(shè)ub=230kv sb=100mva發(fā)電機(jī)xf*=xdsb/se

13、線路xl*=xlsb/ue2變壓器xt*=uk%sb/100se 系統(tǒng)xc*= xcsb/se32選擇k1、k2、k3為短路點(diǎn)，分別計(jì)算短路電流k1、k2、k3點(diǎn)分別設(shè)于待設(shè)計(jì)變電所220kv母線、110kv橋開關(guān)、10kv母線處。（1）先計(jì)算出短路點(diǎn)至發(fā)電廠高壓母線的x*；（2）求轉(zhuǎn)移電抗 （3）將轉(zhuǎn)移電抗歸算為計(jì)算電抗xjs（4）當(dāng)xjs3時(shí)，i*=itk/2*=itk*=1/xjs 當(dāng)xjs3時(shí)，查相應(yīng)的短路電流運(yùn)算曲線，查得i*、itk/2*、itk*用標(biāo)么值分別乘以各自的基準(zhǔn)值得出有名值，而短路點(diǎn)的總短路電流等發(fā)電廠和系統(tǒng)提供的短路電流之和。（5）求沖擊電流ish=km i因?yàn)槎搪伏c(diǎn)

14、距發(fā)電廠較遠(yuǎn)取km=1.8（6）求短路電流周期分量熱效應(yīng)qp=tk/12(i2+10itk/22+itk2)(tk1s時(shí)，qkqp)33短路計(jì)算說明（1）短路電流持續(xù)時(shí)間的確定在確定各短路點(diǎn)電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，應(yīng)按照各斷路器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的配合來確定由設(shè)計(jì)任務(wù)書已知，10kv出線過電流保護(hù)時(shí)間為1.0s各保護(hù)之間時(shí)限配合級(jí)差t=0.5s,短路電流持續(xù)時(shí)間tk=tpr+tabtpr=后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tab=斷路器全開斷時(shí)間取0.1s根據(jù)以上原則確定各電壓等級(jí)短路電流持續(xù)時(shí)間為：10kv 2.1s；110kv 3.1s；220kv 3.6s。（2）計(jì)算電抗xjs0.6時(shí)，i（3）i（2），只需計(jì)算三

15、相短路電流和兩相短路電流，取電流大的短路電流來選擇電氣設(shè)備，本設(shè)計(jì)中只計(jì)算三相短路電流，各短路點(diǎn)電流計(jì)算結(jié)果如下圖：k1k2k3i(ka)31.822.4717.6itk/2(ka)19.02.4717.6itk(ka)17.942.4717.6ish(ka)80.996.2944.8qk(ka2s)148318.9650.5校驗(yàn)對(duì)象220kv斷路器、隔離開關(guān)110kv斷路器、隔離開關(guān)10kv開關(guān)、匯流母線、套管、絕緣子六、電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障時(shí)都必須可靠工作、安全運(yùn)行，因此電氣設(shè)備的選型前題是：按正常工作條件選擇，按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)。1、斷路器的選擇和校驗(yàn)sf6斷路器具有工作

16、可靠性高、故障低、檢修維護(hù)工作量??；真空斷路器具有體積小，動(dòng)作快，承受故障電流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而本設(shè)計(jì)中220kv、110kv采用sf6戶外斷路器，10kv選用戶內(nèi)式真空斷路器，為了便于檢修和維護(hù)及今后的發(fā)展，對(duì)同一電壓等級(jí)的斷路器，盡量選型一致。11額定電壓 ununs12額定電流 inigmax計(jì)算斷路器最大持續(xù)工作電流igmax時(shí)應(yīng)考慮各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，取最大值。高壓側(cè)應(yīng)考慮兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，且由一臺(tái)進(jìn)線供電方式下最大負(fù)荷時(shí)流過的最大工作電流，二次側(cè)、三次側(cè)出線應(yīng)考慮，當(dāng)電壓降低50%變壓器出力保持不變，故其回路的igmax=1.05 in。13斷流能力校驗(yàn)：inbript當(dāng)

17、斷路器開斷電流較短路電流大很多時(shí)，為了簡化計(jì)算，也可由次暫態(tài)電流i進(jìn)行校驗(yàn)，inbri。14動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：iesish15熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2tqk2、隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)21根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶外22額定電壓：ununs 23額定電流 inigmax24動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：iesish25熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2tqk選擇結(jié)果如下表：待選設(shè)備計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備選型技術(shù)數(shù)據(jù)un（kv）igmax（a）i(ka)ish(ka)qk(ka2)sun（kv）in（a）inbr(ka)ies(ka)it2t(ka2)s220kv斷路器22021031.8280.991483sfm220-220/3150220315050100

18、10000220kv隔離開關(guān)22021080.991483gw4-220/2000（d）22020001006400110kv斷路器110233.12.476.2918.9sfm110-110/2000110200031.5802977110kv隔離開關(guān)110233.16.2918.9gw4-110/2000（d）110200080396910kv斷路器10115517.644.8650.5zn12-10/125010125031.5802976備注：10kv選用kyn-12型手車式開關(guān)柜、 隔離開關(guān)，igmax與斷路器相同3、10kv母線橋選擇和校驗(yàn)31母線材料和截面形狀選擇目前母線材料廣泛

19、采用鋁材,因鋁的電阻率較低,有一定的機(jī)械強(qiáng)度、質(zhì)量輕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用鋁材。鋁母線截面一般有矩形、槽形、管形、矩形母線散熱性能好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度便于固定和連接，但集膚效應(yīng)大，故單條母線不能超過1250mm2。矩形母線在支柱絕緣子上有平放和豎放兩種，母線平放比豎放散熱條件差，但機(jī)械強(qiáng)度好，本設(shè)計(jì)采用平放矩形鋁母線。32導(dǎo)體截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇鋁排截面由硬鋁的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線查得tmax對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電流密度jsj=igmax/j igmax=1.05ibn 其中 igmax：導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流33熱穩(wěn)定校驗(yàn)ssmin= /c 其中qk：短路電流熱效應(yīng) c：熱穩(wěn)定系數(shù)（查表）34動(dòng)穩(wěn)

20、定校驗(yàn)根據(jù)導(dǎo)體自振頻率f1=nf/l2,共振頻率33-135hz之外，f1135h時(shí)，=1，單位長度導(dǎo)體相間電動(dòng)力fph=1.7310-7ish2/a導(dǎo)體最大相間計(jì)算應(yīng)力ph=fphl2/10w 其中w：導(dǎo)體截面系數(shù)要求：phal al最大允許應(yīng)力（硬鋁為70106pa）4、10kv匯流母線的選擇和校驗(yàn)41按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇kialigmax igmax=1.05ibn其中 igmax：導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流 k：環(huán)境溫度修正系數(shù) k= ial：環(huán)境溫度為25，允許最高溫度為70的允許載流量42熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)與前述母線橋一致，選擇如下表：設(shè)備名稱選擇結(jié)果計(jì)算結(jié)果s(mm)2放置方式k

21、ial 40（a）al(pa)igmax（a）smin(mm)2ph(pa)母線橋1250平放1898701061155268.57.69106 匯流母線800平放1262701061142.91285.818.86106 5、支柱絕緣子選擇51額定電壓 ununs52根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇：母線橋?yàn)閼敉馐剑瑓R流母線為戶內(nèi)式。戶外式考慮防污，應(yīng)選高一級(jí)產(chǎn)品。53動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)fmax=1.7310-7ish2/ah1=h+b+h/2fc=fmaxh1/l1 應(yīng)滿足fc0.6fde其中：l：支柱絕緣子跨距（m） h1：絕緣子底部至導(dǎo)體水平中心高度（mm） h:絕緣子高度（mm） b：導(dǎo)體支持器下片厚度，平

22、放鋁排 b=12mm h:導(dǎo)體厚度 fde:抗彎破壞負(fù)荷（n）根據(jù)所選導(dǎo)體型號(hào)，查表可得 fmax：絕緣子受力（n） fc：絕緣子帽受力（n）6、穿墻套管的選擇61額定電壓 ununs62額定電流 inigmax/k，對(duì)于母線型穿墻套管不必按此項(xiàng)選擇和校驗(yàn)熱穩(wěn)定，只要保證其型式與穿過母線尺寸相配合。63熱穩(wěn)定校驗(yàn)it2tqk64動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)fmax=1.7310-7ish2lc/a0.6fdt時(shí)合格，計(jì)算跨距l(xiāng)c=l1+l2/2；l1:與絕緣子相鄰跨距（m）；l2:套管長度（m），選擇如下表設(shè)備名稱支柱絕緣子穿墻套管安裝地點(diǎn)母線橋匯流母線母線橋匯流母線型號(hào)zpd-35zpb-10cwlc-10/

23、1500cmwd2-20類型戶外戶內(nèi)戶外戶內(nèi) 7、高壓熔斷器選擇71所用變高壓熔斷器選擇（1）額定電壓 ununs（2）額定電流 inftinfs=kimax k可靠系數(shù)取1.3 imax=1.05ibw（3）開斷電流校驗(yàn)：inbri72壓變高壓熔斷器選擇10kv壓變高壓熔斷器只需按額定電壓及斷流容量來選擇（1）ununs（2）inbri8、所用變的選擇81一般變電所均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，以滿足整流操作電源，強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器無人值班等的需要，本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)所用變壓器，分別接于10kv段、段母線上。82確定所用變壓器容量，根據(jù)所用負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，并考慮到今后負(fù)荷的發(fā)展，選用變壓器的容量為100

24、kva本所用變?nèi)萘科餍吞?hào)為sc10-100/10/0.4kv安裝地點(diǎn)型號(hào)選擇結(jié)果(ka)計(jì)算結(jié)果(ka)所用變高壓側(cè)rn1-10/202015.99壓變高壓側(cè)rn2-10/0.510015.99七、繼電保護(hù)及互感器配置1、電網(wǎng)繼電保護(hù)的選擇原則是應(yīng)滿足繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求，選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性，在保證四項(xiàng)基本要求的前提下，力求采用簡單的保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路都應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)短路故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)裝置。保護(hù)裝置分主保護(hù)和后備保護(hù)，系統(tǒng)中每個(gè)被保護(hù)元件都應(yīng)該設(shè)置主保護(hù)和后備保護(hù)必要時(shí)應(yīng)增設(shè)輔助保護(hù)。為了減少使用保護(hù)的套數(shù)和簡化保護(hù)接線，力求使主保護(hù)和后備保護(hù)合并一套，

25、保護(hù)裝置中，如電流方向和距離保護(hù)，而當(dāng)采用差動(dòng)原理的保護(hù)時(shí)或遠(yuǎn)后備不能滿足要求時(shí)，必須有單獨(dú)的后備保護(hù)。11 220kv線路保護(hù)裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)以電流保護(hù)作為后備高頻保護(hù)分高頻距離保護(hù)和高頻零序保護(hù)12 220kv母線保護(hù)為了保證供電可靠性、根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定220kv，母線應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)，以便快速切除故障母線，本所采用母差保護(hù)（電流差動(dòng)）13 變壓器保護(hù)根據(jù)dl400-91繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，應(yīng)設(shè)如下保護(hù)：（1）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低時(shí)，對(duì)0.8mva及以上的油浸式變壓器應(yīng)設(shè)瓦斯保護(hù)。（2）為反應(yīng)變壓器繞組和引線的相間短路，以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引

26、出線的接地短路及匝間短路應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。（3） 對(duì)于變壓器油箱外部相間短路引起的過電流，采用過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的靈敏性不滿足要求時(shí)，可采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)。過電流保護(hù)同時(shí)作為變壓器油箱內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)。（4）對(duì)于直接接地系統(tǒng)中的變壓器，一般裝設(shè)零序電流保護(hù)，用以反應(yīng)變壓器外部接地短路引起的過電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護(hù)。（5）用于反應(yīng)對(duì)稱性過負(fù)荷引起的過電流應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。縱上所述本所主變保護(hù)應(yīng)裝設(shè)：（1）瓦斯和縱差保護(hù)構(gòu)成主保護(hù)（2）復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，零序過電流保護(hù)，構(gòu)成后備保護(hù)（3）過負(fù)荷保護(hù)，反映主變不正常運(yùn)行，并作1

27、10kv線路及10kv母線及出線的后備保護(hù)。15 110kv線路保護(hù)選用微機(jī)保護(hù)裝置，分別配置三段式相間距離、接地距離及四段式零序電流保護(hù)，并裝設(shè)三相一次重合閘。16 10kv線路保護(hù)10kv線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓仍對(duì)稱，允許運(yùn)行2小時(shí)，故應(yīng)裝設(shè)小電流接地選線裝置，用以反映零序電壓的信號(hào)裝置以便接地故障發(fā)生時(shí)，依次斷開出線尋找故障點(diǎn)，為反映相間故障應(yīng)裝設(shè)兩段式保護(hù)裝置并裝設(shè)三相一次重合閘。2、互感器配置21電流互感器為了滿足保護(hù)、測量、計(jì)量的需要，在有斷路器的回路應(yīng)裝設(shè)電流互感器。對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對(duì)小電流接地系統(tǒng)一般采用兩相配置，保護(hù)靈敏度要求時(shí)，也可采用三相配置

28、，具體配置如下：220kv電流互感器的選擇：lvqb-220w2-2300/5型六氟化硫氣體絕緣互感器。110kv電流互感器的選擇：lvqb-110w2-2400/5型六氟化硫氣體絕緣互感器。10kv電流互感器的選擇：lbj-10-2000/5支持式加大容量電流互感器絕緣互感器。10kv出線電流互感器的選擇由負(fù)荷來確定互感器的變比。22 電壓互感器一般工作母線均裝有電壓互感器，用于測量（計(jì)量）和保護(hù)裝置。具體配置如下：0.10.1220220kv線路及母線側(cè) tyd220/-0.001h型電容式電壓互感器333 / / /0.1kv 0.10.1110110kv線路側(cè)裝設(shè) tyd110/-0.

29、01h型電容式電壓互感器30.10.11033 / / /0.1kv33310kv線路母線裝設(shè) jdzj-10型 / / kv八、防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)變電所雷擊事故來自兩個(gè)方面：直擊雷 感應(yīng)雷（入侵波）1、變電所直擊雷保護(hù)11 為防止雷擊于變電所，應(yīng)裝設(shè)避雷針，使所有設(shè)備均處于避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針及其接地裝置與通道或出入口等的距離不宜小于3m，若避雷針與主接地網(wǎng)相連，為防止雷電波經(jīng)接地網(wǎng)反擊10kv設(shè)備，要求避雷針與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn)至主變及10kv設(shè)備 與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn)，沿接地體的長度不得小于15m。12 對(duì)于110kv及以上配電裝置絕緣水平高，可將避雷針架在配電裝置的構(gòu)架上，10kv配

30、電裝置絕緣水平較低，需架設(shè)獨(dú)立避雷針，在變電所周圍裝設(shè)避雷針。1.3獨(dú)立避雷針、構(gòu)架避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附件裝設(shè)集中接地裝置。2、變電所的入侵波保護(hù)21 對(duì)于自耦變壓器，應(yīng)在高、中壓側(cè)（兩個(gè)自耦合繞組）裝設(shè)避雷器，低壓側(cè)也裝設(shè)三相避雷器。22 對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，變壓器繞組是分級(jí)絕緣的，中性點(diǎn)絕緣水平比相線端低得多，故需在中性點(diǎn)上裝設(shè)避雷器來保護(hù)。23 為了限制流經(jīng)變電所避雷器雷電流的幅值和雷電波的陡度， 220kv、110kv線路采用全線架設(shè)避雷線，避雷線一般采用鍍鋅鋼絞線，在200m以上檔距宜采用不小于50 mm截面。220kv、110kv線路避雷線可引至出線門型構(gòu)架上，但應(yīng)

31、裝設(shè)集中接地裝置。24 220kv、110kv線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器本設(shè)計(jì)中220kv、110kv配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針，10kv配電裝置設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行直擊雷保護(hù)。為防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。采用避雷器來防止雷電侵入波對(duì)電器設(shè)備絕緣的危害，避雷器的選擇考慮到氧化鋅避雷器的非線形伏安特性優(yōu)于碳化硅避雷器，且設(shè)有串聯(lián)間隙，保護(hù)特性好，沒有工頻續(xù)流及滅弧等問題，所以本工程中采用氧化鋅避雷器，選擇情況見下表：設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型 號(hào)避 雷 器220kv正（副）母線及主變220kv側(cè)y10w5-208/520w主變110kv側(cè)y10w-108/268w主變10kv側(cè)及10kv出線 yh5wz-1

32、7/45第三篇 降壓變電所設(shè)計(jì)計(jì)算書一、主變?nèi)萘康倪x擇相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：選擇變壓器容量se需同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件：s=42/0.95+（1.3+1.7+1.7+1.7+1.1+0.9）/0.87=53.87（mva）同時(shí)率取0.9：smax =ks=0.953.87=48.481)單臺(tái)運(yùn)行： se0.7smax=0.748.48=33.94（mva）2)重要負(fù)荷： sek0.6542/0.95+（0.51.3+0.451.7+ 0.721.7+0.361.7+0.761.1）/0.87=30.1（mva）該變電所選取兩臺(tái)sfs10-40000/220變壓器二、變電所短路電流的計(jì)算3.2各元件

33、阻抗計(jì)算 x1* x2* x8* x5* x6* x9* xt1 xt2 x7* xt3 x3* x4* 圖3.1系統(tǒng)等值電路3.2.1計(jì)算各線路阻抗1.各元件參數(shù)計(jì)算 基準(zhǔn)容量 sb=100mvaub（220）=230kv ub（110）=115 kv ub（10）=10.5 kvlgj-400導(dǎo)線 x l=0.416/km(電抗)lgj-300導(dǎo)線 x l=0.425/km(電抗)100sb各元件標(biāo)幺值：50/0.8se發(fā)電廠i： x1* = xd =0.124 =0.19810010sbuk%10063se100x2* = = =0.159sb100 200/0.85se發(fā)電廠： x4*

34、 = xd =0.1423 =0.06uk%sb 100se x3* = =14/100100/240=0.058sb se系統(tǒng)： x8* =x =0.008100/2000=0.0004sb10011 23022ub22 線路： x5* = xll = 0.41626 =0.01021002302 x6* =0.50.42529 =0.0116100 2302 x7* =0.50.42523 =0.009100 2302 x9* =0.50.42529 =0.01162.簡化等值網(wǎng)絡(luò)x13* x10* x12* xt1* xt2* k2 k1xt3* x11* k3 4x1*+x2* x10

35、* = + x5*=（0.198+0.159）/4+0.0102=0.09945x3*+ x4* 2 x11* = + x7*=（0.058+0.06）/2+0.009=0.068 x12* = x6* = 0.0116 x13* = x8* + x9* = 0.0004+0.0116=0.012主變：已知 uk12%=14 uk13%=22 uk23%=8uk1%=0.5（uk12+uk13uk23）=0.5（14+228）=14uk2%=0.5（uk12+uk23uk13）=0.5（14+822）=0sbuk1%uk3%=0.5（uk23+uk13uk12）=0.5（8+2214）=8sn

36、100xt1* = =14/100100/40=0.35sbuk2%sn100xt2* = =0sbuk3%sn100xt3* = =8/100100/40=0.23.各短路點(diǎn)，短路電流計(jì)算3.1 k1點(diǎn)短路，如下圖： x13* x14*x15*k1轉(zhuǎn)移電抗：x14* = x10* + x12*+ x10* x12* / x11* =0.09945+0.0116+0.099450.0116/0.068=0.132x15* = x11* + x12*+ x11* x12* / x10* =0.068+0.0116+0.0680.0116/0.09945=0.0875x13* =0.012sbsf

37、計(jì)算電抗：x14js=x14 =0.132450/0.8/100=0.33 x15js=0.08752200/0.85/100=0.412 x13js=0.0122000/100= 0.24短路電流持續(xù)時(shí)間 tk=tpr+tab=3.5+0.1=3.6s查短路電流曲線 得0（s） 0.5tk(s) tk(s)x13js/0.24 5.16 2.95 2.75x14js/0.33 3.8 2.7 2.6x15js/0.412 3 2.12 2.12i13 =5.16(2000)(3230)=25.9kai13 tk/2=2.95(2000)(3230)=14.81kai13th = 2.75(2

38、000)(3230)=13.81kai14 =3.8(200/0.8)(3230)=2.38 kai14 tk/2=2.7(200/0.8)(3230)=1. 69 kai14th = 2.6(200/0.8)(3230)=1.63 kai15 =3(400/0.85)(3230)=3.54 kai15 tk/2=2.12(400/0.85)(3230)=2.50 kai15 tk =2.50 kak1點(diǎn)三相短路電流：i= i14 + i15 + i13=25.9+2.38+3.54=31.82 kaitk/2=14.81+1.69+2.50=19 kai tk=13.81+1.63+2.5=

39、17.94ka短路沖擊電流：ish=2kmi=21.831.82=80.99(ka)短路電流的熱效應(yīng)qk=qp=3.6/12(i2+10 i2tk/2 + i2tk) =3.6/12(31.822 + 10192 +17.942) =1483(ka) 2s3.2 k2點(diǎn)短路如下圖所示 x13*s c1 x14* xt1* xt2*f1 c2 x15*f2 c3 k2 x16*簡化為： x17* x18* k2x13* =0.012 x14* =0.132 x15* =0.0875 設(shè)定兩臺(tái)主變并列運(yùn)行：xt1* = xt1/2=0.35/2=0.175 xt2* =0/2=0求分布系數(shù)：c1

40、c2 c3111/0.012+1/0.132+1/0.08751/z13*+1/z14*+1/z15*zeq = = =0.009c1 = zeq/ x13* =0.009/0.012=0.75c2 = zeq/ x14* =0.009/0.132=0.07c3 = zeq/ x15* =0.009/0.0875=0.10x16* = (zeq + xt1*)/c1=(0.009+0.175)/ 0.75=0.25x17* = (zeq + xt1*)/c2=(0.009+0.175)/ 0.07=2.63x18* = (zeq + xt1*)/c3=(0.009+0.175)/ 0.10=1

41、.84x16js=0.25(2000/100)=53x17js=2.63(200/0.8/100)=6.5753x18js=1.84(400/0.85/100)=8.663i16* =1/ x16js=0.2 i17* =0.15 i18* =0.12i=0.22000(3115)+ 0.15(200/0.8)(3115)+ 0.12(400/0.85)(3115) =2.0+0.19+0.28=2.47(ka) 短路沖擊電流： ish=2kmin=21.82.47=6.29 ka 短路電流熱效應(yīng)：qk=qp=3.1/12(i2+10 i2 + i2)=18.9ka 2s3.3 k3點(diǎn)短路（如

42、下圖所示） x13* 10kv x14* 1/2xt1 1/2xt3 x15* k3 簡化為： x19* x20* x21* k3設(shè)定兩臺(tái)主變并列運(yùn)行：1/2xt1 =0.175 1/2xt3 =0.1分布系數(shù)同k2點(diǎn)：c1 =0.75 c2 =0.07 c3=0. 1x19* = (0.009+0.275)/0.75=0.38x20* = (0.009+0.275)/0.07=4.1x21* = (0.009+0.275)/0. 1=2.8x19js=0.38(2000/100)=7.63x20js=4.1(200/0.8/100)=10.253x21js=2.8(400/0.85/100)

43、=13.183i19* =1/ x19js=0.13 i20* =0.1 i21* =0.075i=0.132000(310.5)+ 0.1(200/0.8)(310.5)+0.075(400/0.85)(310.5) =14.3+1.4+1.9=17.6(ka)ish=2kmi=21.817.6=44.8kaqk=qp=2.1/12(i2+10 i2 + i2)=650.5 ka 2s三、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)1. 斷路器和隔離開關(guān)的選擇：按正常工作電壓、電流及使用環(huán)境選擇，按短路沖擊電流及熱效應(yīng)校驗(yàn)。220 kv斷路器與隔離開關(guān)選擇兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，流經(jīng)220 kv母聯(lián)開關(guān)最大持續(xù)電流igm

44、ax =(240)(3220)=210a為了方便檢修維護(hù)今后的發(fā)展，對(duì)同一電壓等級(jí)的開關(guān)應(yīng)盡量選型一致，對(duì)所選的220 kv斷路器隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，220 kv高壓斷路器隔離開關(guān)選擇結(jié)果見下表設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)un（kv）igmax(a)ikaishkaqkka 2sun（kv）in(a)inbrkaieskai2ttka 2ssfm220-220/3150斷路器22021031.8280.99148322031505010010000gw4-220/2000（d）隔離開關(guān)22021080.99148322020001006400滿足要求1.2 110 kv斷路器與隔離

45、開關(guān)的選擇兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，當(dāng)煉鋼廠總負(fù)荷集中在一路主線上，此時(shí)流過斷路器和隔離開關(guān)的工作電流最大igmax =(420.95)(3115)1.05=233.1a同理盡可能選同一型號(hào)的斷路器和隔離開關(guān)，選擇結(jié)果見下表設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)un（kv）igmax(a)ikaishkaqkka 2sun（kv）in(a)inbrkaieskai2ttka 2ssfm110-110/2000斷路器110233.12.476.2918.9110200031.5802977gw4-110/2000（d）隔離開關(guān)110233.16.2918.91102000803969符合要求1.3 10 kv斷路器與隔離開關(guān)的選擇 因選用手車式10 kv線套開關(guān)設(shè)備故設(shè)備元件選擇，僅考慮斷路器，一次插件的工作電流與斷路器保持一致。 按一臺(tái)主變停運(yùn)，另一臺(tái)主變滿負(fù)荷工作igmax =(402)(310.5)1.05=1155a10 kv開關(guān)設(shè)備選擇結(jié)果見下表設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)un（kv）igmax(a)ikaishkaqkka 2sun（kv）in(a)inbrkaieskai2ttka 2szn12-10/1250斷路器10115517.644.8650.510125031.5802976斷路器選型符合要求2. 10 kv母線橋選擇2.1 按經(jīng)濟(jì)