畢業(yè)設計變電所電氣設計

1、目 錄 第 1 章 原始資料分析 .- 3 - 1.1 設計資料.- 3 - 1.2 設計任務.- 4 - 第 2 章 電氣主接線設計.- 4 - 2.1 主接線接線方式 .- 5 - 2.1.1 單母線接線.- 5 - 2.1.2 單母線分段接線.- 5 - 2.1.3 單母分段帶旁路母線.- 5 - 2.1.4 雙母線接線.- 5 - 2.1.5 雙母線分段接線.- 6 - 2.1.6 橋型接線.- 6 - 2.2 電氣主接線的選擇.- 6 - 2.2.1 10kv 電氣主接線 .- 6 - 2.2.2 35kv 電氣主接線 .- 8 - 2.2.3 110kv 電氣主接線 .- 9 -

2、第 3 章 變壓器的選擇.- 10 - 3.1 負荷計算.- 10 - 3.1.1 35kv.- 10 - 3.1.2 10kv.- 10 - 3.1.3 110kv 變電所總負荷.- 10 - 3.2 主變壓器型式的選擇 .- 11 - 3.2.1 主變臺數(shù)的選擇 .- 11 - 3.2.2 主變壓器容量的選擇.- 11 - 3.2.3 主變相數(shù)的選擇.- 11 - 3.2.4 繞組數(shù)的選擇 .- 11 - 3.2.5 主變調(diào)壓方式的選擇.- 12 - 3.2.6 容量比以及冷卻方式的選擇.- 12 - 3.2.6 容量比以及冷卻方式的選擇.- 12 - 3.3 站用變壓器選擇.- 13 -

3、 3.3.1 所用電接線一般原則.- 13 - 3.3.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定.- 13 - 3.4 所用電接線方式確定 .- 13 - 第 4 章 短路電流計算 .- 15 - 4.1 短路計算的目的 .- 15 - 4.2 短路計算過程 .- 15 - 第 5 章 所用電的設計.27 5.1 所用電接線一般原則 .27 5.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定 .27 5.3 所用電接線方式確定 .27 5.4 高壓斷路器的選擇.28 5.5 隔離開關的選擇 .33 5.6 電流互感器選擇 .36 5.7 電壓互感器選擇計算 .42 5.7.1 電壓互感器選擇技術條件1.42 5.7.2 電壓互感器

4、選擇.43 5.8 各級電壓母線的選擇 .44 5.8.1 裸導體選擇的具體技術條件 .44 5.8.2 母線的選擇計算.45 第 6 章 繼電保護配置.46 6.1 變電所母線保護配置 .47 6.2 變電所主變保護的配置 .47 6.2.1 主變壓器的主保護.47 6.2.2 主變壓器的后備保護.47 致 謝.49 主要參考文獻：.50 第第 1 章章 原始資料分析原始資料分析 1.11.1 設計資料設計資料 1、新建的城南變電所各電壓及負荷數(shù)據(jù)，回路數(shù)，同時率見下表 2、城南變電所每年負荷增長率為 10%，需考慮五年發(fā)展規(guī)劃，變電所總負荷： 5 1035110 %)101)(ssks 3

5、、新建的城南變電所，受電方向只有一個： 110kv 鹽城東郊變受電距離 20km 4、電力系統(tǒng)中，各廠，所，輸電線路等主設備技術參數(shù)： 表 1 發(fā)電機主要技術參數(shù) 表 2 主變壓器主要技術參數(shù) 5、其他資料 （1）所址：地形地勢平坦，土址電阻率為所址高于百年一遇最高洪水位。,/105 . 1 4 cm （2）交通：緊靠國家二級公路，進所公路位 0.4km。 （3）水源：供水方便，水源充足。 （4）氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為 38 度，最熱月平均最高氣溫為 28 度，最熱月地下 0.8m 處平均溫度為 22 度，年主導風力為東風，年雷暴雨日數(shù)為 20 天。 1.21.2 設計任務設計任務 1、

6、接入系統(tǒng)設計：確定接入系統(tǒng)輸電回路數(shù)及導線截面 2、地區(qū)供電系統(tǒng)設計：根據(jù)的確負荷性質(zhì)及供電距離，確定供電路數(shù)及導線截面 3、通過技術、經(jīng)濟 第第 2 章章 電氣主接線設計電氣主接線設計 電氣主接線是變電所電氣設計的首要核心部分，也是電力構成的重要環(huán)節(jié)。 電氣主接線設計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出某種與 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應的接線方式。 2.12.1 主接線接線方式主接線接線方式 2.1.12.1.1 單母線接線單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關等）故障時檢修，均需使整

7、個 配電裝置停電，單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電， 在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線的供電。 適用范圍：6-10kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回；35-63kv 配電裝置出線回路數(shù) 不超過 3 回；110-220kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。 2.1.22.1.2 單母線分段接線單母線分段接線 優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源 供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和 不致使重要用戶停電。 缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的

8、回路都要在檢修期間內(nèi) 停電。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。 適用范圍：6-10kv 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時；35kv 配電裝置出線回路數(shù) 為 4-8 回時；110-220kv 配電裝置出線回路數(shù)為 3-4 回時。 2.1.32.1.3 單母分段帶旁路母線單母分段帶旁路母線 這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為 35-110kv 的變電所較為 實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 2.1.42.1.4 雙母線接線雙母線接線 優(yōu)點： 1）供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢 復供電；檢修任一回路

9、的母線隔離開關，只停該回路。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系 統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）擴建方便。向雙母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷 均勻分配，不會引起原有回路的停電。 4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線 上。 缺點： 1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關。 2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開 關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。 適用范圍：6-10kv 配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電

10、抗器時；35kv 配電裝 置，當出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110-220kv 配電裝置， 出線回路數(shù)為 5 回及以上時，或 110-220kv 配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上時。 2.1.52.1.5 雙母線分段接線雙母線分段接線 雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同 的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術 的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段 的擴建優(yōu)點。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。

11、 一般當連接的進出線回路數(shù)在 11 回及以下時，母線不分段。 2.1.62.1.6 橋型接線橋型接線 1、內(nèi)橋形接線 優(yōu)點：高壓斷器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 缺點：變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運； 橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故 障率較高的情況。 2、外橋形接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 缺點：線路的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高 壓側斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。 適用

12、范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短， 故障率較少的情況。 2.22.2 電氣主接線的選擇電氣主接線的選擇 2.2.12.2.1 110kv110kv 電氣主接線電氣主接線 根據(jù)資料顯示，由于 110kv 沒有出線只有 2 回進線，可以初步選擇以下兩種方案： （1）橋行接線,根據(jù)資料分析此處應選擇內(nèi)橋接線，內(nèi)橋接線： （2）單母接線： 110kv 主接線方案比較 經(jīng)比較兩個方案都具有接線簡單這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案但是其 具有良好的經(jīng)濟性。因此選擇投資小的方案。 2.2.22.2.2 35kv35kv 電氣主接線電氣主接線 根據(jù)資料顯示,由于 3

13、5kv 的出線為 8 回，一類負荷較多，可以初步選擇以 下兩種方案： （1）單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等級為 35kv60kv，出線 為 48 回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。 （2）雙母接線 方案內(nèi)橋接線方案單母分段 技術 接線清晰簡單 調(diào)度靈活，可靠性不高 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 經(jīng)濟占地少 使用的斷路器少 設備少、投資小 35kv 主接線方案比較 方案項目 方案單母分段方案雙母接線 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，擴建時需向兩

14、個方向均衡擴建 供電可靠 調(diào)度靈活 擴建方便 便于試驗 易誤操作 經(jīng)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 設備多、配電裝置復雜 投資和占地面大 雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟性。鑒于此電壓等級不 高，可選用投資小的方案。 2.2.32.2.3 10kv10kv 電氣主接線電氣主接線 10kv 側沒有進線,出線有 8 回。且有 i 類負荷,可以初步選擇有三個方案。 （1）單母分段帶旁路接線,(分段器兼作旁路斷路器),610kv 配電裝置出線數(shù)目為 6 回及以 上時,且有 i 類負荷可采用。 （2）雙母線接線:一般用于引出線和電源較多,輸送功率較大,要求

15、可靠性和靈活性較高的場 合。 （3）單母分段接線：接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。 三個方案的比較 單母分段帶旁路接線雙母線接線單母分段接線 技術1.簡單清晰,操作方便,易于發(fā) 展. 2.可靠性,靈活性差 3.旁路斷路器還可以代替出 線斷路器,進行不停電維修 出線斷路器,保護重要用戶 供電. 1 供電可靠. 2.擴建方便 3.調(diào)度靈活 4.易誤操作 簡單清晰，操作方便， 易于發(fā)展 可靠性，靈活性差 設備少，投資小 占地多 使用斷路器多 經(jīng)濟1.設備少,投資少 2.用母線分斷路器兼作旁路 斷路器節(jié)省投資 1.設備多,配電裝置復 雜 2.投資和占地面積大 由表格可知，綜

16、合考慮,采用方案三。 第第 3 3 章章 變壓器的選擇變壓器的選擇 變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸， 電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了經(jīng)濟效益，達到距離送電的目的。 而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需要的各級使用電壓，以滿足用戶的需要。 3.13.1 負荷計算負荷計算 3.1.13.1.1 35kv35kv 側側 mvas22.8487 . 0 87.96 35 3.1.23.1.2 10kv10kv mvas79.1188 . 0 4 . 13 10 3.1.33.1.3 110kv110kv 變電所總負荷變電所總負荷 mvass

17、s 6 . 154%)101 ()( 5 3510110 3.23.2 主變壓器型式的選擇主變壓器型式的選擇 3.2.13.2.1 主變臺數(shù)的選擇主變臺數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次設計的變電站是一個 110kv 降壓變電所，主要是接受 110kv 和 35kv 的功率，通過主變向 35kv 和 10kv 線路輸送，是一個一般的地區(qū)變電站。 由于出線中有多回類負荷，停電會對生產(chǎn)造成重大的影響。因此選擇主變臺數(shù)時，要確 保供電的可靠性。 為了提高供電的可靠性，防止因一臺主變故障或檢修時影響整個變電站的 供電，變電站中一般裝設兩臺主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故 障而造成對用戶的停電

18、。故可選擇兩臺主變壓器。 3.2.23.2.2 主變壓器容量的選擇主變壓器容量的選擇 根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)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(nèi)，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%。=154.6mva 由于上述條件所限制。所以，兩臺主變壓器應各自承 n s 擔 77.3mva。當一臺停運時，另一臺則承擔 70%為 108.22mva。 故選兩臺 125mva 的主變壓器就可滿足負荷需求。 3.2.33.2.3 主變相數(shù)的選擇主變相數(shù)的

19、選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及 運輸條件等因素，特別是大型變壓器尤其需要考慮其運輸可能性保證運輸尺寸 不超過遂洞、涵洞、橋洞的允許通過限額，運輸重量不超過橋梁、車輛、船舶 等運輸工具的允許承載能力，當不受運輸條件限制時，在 330kv 及以下的變電 所均應選用三相變壓器。本次設計的變電站是一個 110kv 變電站，緊靠國家二 級公路，進所公路位 0.4km，交通便利，不受運輸條件限制，故可選擇三相變 壓器。 3.2.43.2.4 繞組數(shù)的選擇繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容 量的 15%以上，或低壓

20、側雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設無功補償設備時，主變壓器采用 三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電器和輔助設備，比相對應的 兩臺雙繞組變壓器的都較少。本次所設計的變電所具有三種電等級，中、低壓側負荷容量 均為主變壓器容量的 15%以上，考慮到運行維護和操作的工作量，及占地面積等因素，因 此選擇三繞組變壓器。 普通三繞組變壓器價格在自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各 種繼電保護的要求，又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣 它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動，它的供電可靠性也高。 綜上分析，本次設計的變電所選擇普通三繞組變壓器。 3.2.53.2

21、.5 主變調(diào)壓方式的選擇主變調(diào)壓方式的選擇 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變 比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 5%以內(nèi)。另一種是帶負載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%。 設置有載調(diào)壓的原則如下： (1) 對于 220kv 及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下， 采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。當電力系統(tǒng)運行確有需要時，在降壓變 電所亦可裝設單獨的調(diào)壓變壓器或串聯(lián)變壓器。 (2) 對于 110kv 及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓 方式。 (3) 接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓

22、器，或接于時而為送端、時而為受端母線 上的發(fā)電廠聯(lián)絡變壓器，一般采用有載調(diào)壓方式。 所以本次設計的變電站選擇有載調(diào)壓方式。 3.2.63.2.6 容量比以及冷卻方式的選擇容量比以及冷卻方式的選擇 根據(jù)原始資料計算可知，35kv 和 10kv 側負荷容量都比較大，所以容量比選擇為 100/100/100。 主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、 強迫導向油循環(huán)冷卻,小容量變壓器一般采用自然風冷卻,大容量變壓器一般采用強迫油循 環(huán)風冷卻。 在水源充足，為了壓縮占地面積的情況下，大容量變壓器也有采用強迫油循環(huán)水冷卻 方式的。強迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材

23、料，減少變壓器本體尺寸，其缺點是 這樣的冷卻方式要有一套水冷卻系統(tǒng)和有關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量 大。 本次設計的變電所位于郊區(qū)，對占地要求不是十分嚴格，所以應采用強迫 油循環(huán)風冷卻方式。 綜上所述，故選擇主變型號為 sfsl125000/110 變壓器，其參數(shù)如表 3.1 第第 4 章章 短路電流計算短路電流計算 在電力系統(tǒng)運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常 運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路， 因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行。 4.14.1 短路計算的目的短路計算的目的 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確

24、定某一接線是否需要采取限制短 路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作， 同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距 離。 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 基準電壓（kv）短路電流（ka）沖擊電流（ka） d11151.0322.63 d2372.526.4 d310.52.526.4 第第 5 章章 所用電的設計所用電的設計 變電所的所用電是變電所的重要負荷，因此，在所用電設計時應按照

25、運行 可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善解決因建設引起的 問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理，技 術先進，保證變電所安全，經(jīng)濟的運行。 5.15.1 所用電接線一般原則所用電接線一般原則 1)滿足正常運行時的安全,可靠,靈活,經(jīng)濟和檢修,維護方便等一般要求。 2)盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍,并盡量避免引起全所停電事故。 3)充分考慮變電所正常,事故,檢修,起動等運行下的供電要求,切換操作簡便。 5.25.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定所用變?nèi)萘啃褪降拇_定 站用變壓器的容量應滿足經(jīng)常的負荷需要，對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺 所變壓器停運時，

26、其另一臺變壓器容量就能保證全部負荷的 6070%。由于=60kva 且s站 由于上述條件所限制。所以，兩臺所變壓器應各自承擔 30kva。當一臺停運時，另一臺則 承擔 70%為 42kva。 故選兩臺 50kva 的主變壓器就可滿足負荷需求?？紤]到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家 的情況和實現(xiàn)電力設備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。 s9-50/10 變壓器參數(shù)表 電壓組合 型號 高壓 高壓分接 范圍 低壓 連接組 標號 空載 損耗 負載 損耗 空載 電流 阻抗電 壓 s9-50/10105%10;6.3;60.4y,yn00.170.872.84 5.35.3 所用電接線方式確定所用電接

27、線方式確定 所用電的接線方式，在主接線設計中，選用為單母分段接線選兩臺所用變壓器互為備 用，每臺變壓器容量及型號相同，并且分別接在不同的母線上,如圖 4.1。 1 t2 t qfd kv10 v220/380 qfd 站用主接線站用主接線 第第 6 章章 設備選擇設備選擇 導線和設備的選擇是變電所設計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇 設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要條件。在進 行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下， 積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 6.1 設備選擇的一般原則和基本要求：設備選擇的一般原則和基本要求： 1、基本要求 （

28、1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮 遠景發(fā)展的需要； （2）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核； （3）應力求技術先進和經(jīng)濟合理； （4）選擇導體時應盡量減少品種； （5）擴建工程應盡量使新老設備的型號一致； （6）選用的新品，均應具有可靠的試驗暑假，并經(jīng)正式鑒定合格。 2、按正常工作添加選擇導體和電氣設備 （1）電壓： 所選電氣和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高 n u 運行電壓即 （6-1） ns u nns uu 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定電壓在 220kv 及以下 時為 1.15，而實際電網(wǎng)運行的一般不超過 1.1。 n u ns u n u （2

29、）電流 導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導體和電器 0 q 的長期允許電流應不小于該回路的最大持續(xù)工作電流。 e i maxg i 即 （6-2） eg ii max 由于電壓起在電壓降低 5%時，出力保持不變，故企相應回路的 。 eg ii05 . 1 max （6-3） n n g u s i 3 05 . 1 max 3、按短路情況校驗 設備在選定后應按最大可能通過的短路電力進行動、熱穩(wěn)定校驗， 一般校驗取三相短路時的短路電流，如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。 （1） 、熱穩(wěn)定校

30、驗式為： （6-4） k qti 2 上式中：-短路電流的熱效應（） k oska2 -t 秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（） t iska2 -設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）t （2） 、動穩(wěn)定校驗式為：或 （6-5） shes ii shes ii 上式中：、-短路沖擊電流幅值及其有效值 es i es i 、-廠家給出的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值 sh i sh i 6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中騎著控制和保護的作用，是高壓電路中最 重要的電氣設備。 6.2.1 斷路器選擇的具體技術條件斷路器選擇的具體技術條件 （1） 電壓選擇同式（6-1） （

31、2） 電流選擇同式（6-2） 由于高壓斷路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿 足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工 作電流。 maxg i （1）開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電流 nbr i 周期分量，即 （6-6） pt i nbrpt ii 當斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用進 nbr iiinbr 行選擇，i為短路電流值。 （2）短路關合電流的選擇 為了保證斷路器在關合電流時的安全，斷路器的額定關合電流不 nd i 應小于短路電流最大沖擊電流值，即 （6-7） sh i shnd ii （3）熱穩(wěn)定校驗式

32、同（6-4） （4）動穩(wěn)定校驗式同（6-5） 6.2.2 斷路器選擇及校驗斷路器選擇及校驗 （1）110kv 斷路器選擇及校驗（詳見計算書） 110kv 斷路器計算結果表 （2）35kv 斷路器選擇及校驗（詳見計算書）sa 35kv 斷路器計算結果表 （3）10kv 斷路器選擇及校驗（詳見計算書） 10kv 斷路器計算結果表 6.3 隔離開關的選擇隔離開關的選擇 隔離開關是高壓開關設備的一種，它只要是用來隔離電源，進行倒 閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 6.3.1 隔離開關的具體技術條件隔離開關的具體技術條件 （1） 電壓選擇同式（6-1） （2） 電流選擇同式（6-2） 由于高壓隔離開關

33、沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應 滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù) 工作電流。 max i （3）熱穩(wěn)定校驗式同（6-4） （4）動穩(wěn)定校驗式同（6-5） 6.3.2 隔離開關選擇計算及校驗隔離開關選擇計算及校驗 （1）110kv 隔離開關選擇及校驗（詳見計算書） 110kv 隔離開關計算結果表 （2）35kv 隔離開關選擇及校驗（詳見計算書） 35kv 隔離開關計算結果表 （3）10kv 隔離開關選擇及校驗（詳見計算書） 10kv 隔離開關計算結果表 6.4 電流互感器選擇電流互感器選擇 互感器報考電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的 聯(lián)絡元件

34、，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供 電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況。 6.4.1 電流互感器的選擇技術條件電流互感器的選擇技術條件 （1）電流互感器由于本身存在勵磁損耗和磁飽和的影響，使一次電 流在數(shù)值和相位上都有差異，即測量結果有誤差，所以選擇電流互 感器應根據(jù)測量時誤差的大小和準確度來選擇。 （2）電流互感器 10%誤差曲線： 是對保護級電流互感器的要求與測量級電流互感器有所不同。對測 量級電流互感器的要求是在長長工作范圍內(nèi)有較高的準確級，而當 其通過故障電流時則希望早已飽和，一邊保護儀表不受短路電流的 損害，保護級電流互感器主要在系統(tǒng)短路時工作，因此準確級要求

35、不高，在可能出線短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過 10%，電流互感 器的 10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過 10%的條件下， 一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負載阻抗關系曲線。 f z2 （1）額定容量 為保證互感器的準確級，其二次側所接負荷應不大于該準確級 2 s 所規(guī)定的額定容量 2e s 22 sse cdjyf uuuuz 2 式中：-測量儀表電流線圈電阻 y u -繼電器電阻 j u -連接導線電阻 d u -接觸電阻一般取 0.1uc （2）按一次回路額定電壓和電流選擇 （3）電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇得比 回路正常工作電流大 1/3 左右以保證

36、測量儀表的最佳工作電 流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足：， ewe uu ， 為了確保所用儀表的準確度，互感器的一次工 maxge ii 作電流應盡量接近額定電流。 （4）種類和形式的選擇 選擇電流互感器種類和形式時，應滿足繼電保護、自動裝置和測 量儀表的要求，再根據(jù)安裝地點（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿 墻、支持式、裝入式等）來選擇。 （5）熱穩(wěn)定校驗 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過一次額定電流的倍數(shù) 1e i 來表示，即 （） r k)( 2 1ker qtdziik或 (7)動穩(wěn)定校驗 電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（）的倍數(shù) 1 2 e i rd k 動穩(wěn)定電

37、流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，故內(nèi)部穩(wěn)定可用下式 校驗： esde iki 1 2 6.4.2 電流互感器選擇及校驗電流互感器選擇及校驗 （1）110kv 電流互感器選擇及校驗（詳見計算書） （2）35kv 電流互感器選擇及校驗 （3）10kv 電流互感器選擇及校驗 6.56.5 電壓互感器選擇計算電壓互感器選擇計算 6.5.16.5.1 電壓互感器選擇技術條件電壓互感器選擇技術條件1 1 1、電壓互感器的準確級和容量 電壓互感器的準確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，負荷 功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差最大值，由于電壓互感器本身有勵磁電流和內(nèi) 阻抗，導致測量結果的大小和相位有誤差，而

38、電壓互感器的誤差與負荷有關， 所以用一臺電壓互感器對于不同的準確級有不同的容量，通常額定容量是指對 應于最高準確級的容量。 2、按一次回路電壓選擇 為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組 所接電網(wǎng)電壓應在（1.1-0.9）ue范圍內(nèi)變動，即應滿足： (6.13) e11e1 1.10.9uuu 3、按二次回路電壓選擇 電壓互感器的二次側額定電壓應滿足保護和測量使用標準儀表的要求，電 壓互感器二次側額定電壓可按下表選擇,如表 6.20 表表 6.206.20 電壓互感器型號選擇表電壓互感器型號選擇表 接 線 型 式 電網(wǎng)電壓 （kv） 型 式 二次繞組電壓 （v） 接成

39、開口三角形 輔助繞組電壓 iv 一臺 pt 不完全 接線方式 3-35 單相式 100 無此繞組 110j-500j 單相式 100/ 3 100 3-60 單相式 100/ 3 100/3 yo/ yo/ yo 3-15 三相五 柱式 100 100/3（相） 4、電壓互感器及型式的選擇 電壓互感器的種類和型式應根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇，在 635kv 屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110220kv 配電裝置中一般采用半級式電磁式電壓互感器。220kv 及以上配電裝置，當容 量和準確級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。 5、按容量的選擇 互感器的額定二次容量（對應

40、于所要求的準確級） ，se2應不小于互感器的 二次負荷 s2，即：se2s2 (6.14) s2= (6.15) (po)2 + (qo)2 po、qo儀表的有功功率和無功功率 6.5.26.5.2 電壓互感器選擇電壓互感器選擇 1、110kv 側電壓互感器 110kv 電壓互感器參數(shù)表 額定電壓（v） 二次繞組額定輸 出（va） 電 容 量 型號 一次繞組 二次繞 組 剩余電 壓繞組 0.5 級1 級 高壓 電容 中壓 電容 載 波耦 合電 容 ydr-110110000/3100/3100150va300va12.55010 2、35kv 側電壓互感器 35kv 電壓互感器參數(shù)表 額定電壓

41、（v） 二次繞組額定輸 出（va） 最大容 量 型號 一次繞 組 二次繞 組 剩余電 壓繞組 0.2 級 jdx-35 35000/ 3 100/3100/3 100va 2000mva 3、 10kv 側電壓互感器 10kv 電壓互感器參數(shù)表 額定電壓(v) 型號 一次繞組二次繞組剩余電壓繞組 最大容量 jdj-1010000/3100/3640mva 6.66.6 各級電壓母線的選擇各級電壓母線的選擇 6.6.16.6.1 裸導體選擇的具體技術條件裸導體選擇的具體技術條件 1）型式：載流導體一般采用鋁質(zhì)材料。對于持續(xù)工作電流較大且位置特別 狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部，或采用硬鋁導體穿墻套

42、管有困難時，以及對 鋁有較嚴重的腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬導體。 回路正常工作電流在 40008000a 時，一般選用槽型導體。110kv 及以上 高壓配電裝置，一般采用軟導線。 2）按長期發(fā)熱允許電流選擇導線截面 s (6.16) maxal ik i 式中：相應于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25時的導體長期允 al i 許載流量； 溫度修正系數(shù)；k 為導體在回路的長期持續(xù)工作電流 max i 3）電暈電壓效驗 電暈放電引起電能損耗和無線電子干擾，對于 110kv 及以上的各種規(guī)格導 體，應按晴天不出現(xiàn)電暈的條件效驗，使導體的臨界電暈電壓大于最高工作電 壓。 (6.17) crmax u

43、u 式中，為臨界電暈線電壓有效值。 cr u 4）熱穩(wěn)定校驗： 裸導體熱穩(wěn)定校驗公式為：（mm） (6.18) min kf q k ss c 式中： 根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許載截面（mm） min s 熱穩(wěn)定系數(shù)c 短路電流的熱效應（ka2s） （ka） k q 集膚效應系數(shù) f k 第第 7 7 章章 繼電保護配置繼電保護配置 繼電保護是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要屏障，在此設計變電站繼電保護 結合我國目前繼電保護現(xiàn)狀突出繼電保護的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、 運用微機繼電保護裝置及微機監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動化水平。 7.17.1 變電所母線保護配置變電所母線保護配置 1、110

44、kv、35kv 線路保護部分： 1)距離保護 2)零序過電流保護 3)自動重合閘 4)過電壓保護 2、10kv 線路保護： 1)10kv 線路保護：采用微機保護裝置，實現(xiàn)電流速斷及過流保護、實現(xiàn)三 相一次重合閘。 2)10kv 電容器保護：采用微機保護裝置，實現(xiàn)電流過流保護、過壓、低壓 保護。 3)10kv 母線裝設小電流接地選線裝置 7.2 變電所主變保護的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性 和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響，而本次所設計的變電所是 110kv 降壓變電 所，如果不保證變壓器的正常運行，將會導致全所停電，影響變電所供電可靠 性。 7.2.17

45、.2.1 主變壓器的主保護主變壓器的主保護 1、瓦斯保護 對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應裝設瓦斯保護，它反應于 油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于 跳開變壓器各側電源斷路器。 2、差動保護 對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動 作，跳開各側電源斷路器。 7.2.27.2.2 主變壓器的后備保護主變壓器的后備保護 1、過流保護 為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部 故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設過電流保護。 2、過負荷保護 變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只

46、需裝設單相 式過負荷保護，過負荷保護一般經(jīng)追時動作于信號，而且三繞組變壓器各側過 負荷保護均經(jīng)同一個時間繼電器。 3、變壓器的零序過流保護 對于大接地電流的電力變壓器，一般應裝設零序電流保護，用作變壓器主 保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓 器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，一套用 于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。 計計 算算 書書 4.24.2 短路計算過程（見計算書）短路計算過程（見計算書） 設基準容量 mvas100 j 基準電壓 kvu105/37/115 j 056 . 0 8 . 0 200 100

47、 141 . 0 1 x 122 . 0 85 . 0 100 100 143. 0 2 x 122 . 0 85 . 0 100 100 143 . 0 3 x 044 . 0 604 100 100 5 . 10 4 x 0875 . 0 602 100 100 5 . 10 5 x 0875 . 0 602 100 100 5 . 10 6 x 019 . 0 1202 100 7 . 10 5 . 103 . 9 200 1 7 x 02 . 0 1202 100 5 . 10 7 . 103 . 9 200 1 8 x 0248 . 0 1202 100 3 . 9 7 . 10 5

48、 . 10 200 1 9 x 179 . 0 60 100 5 . 6 5 . 10 5 . 17 200 1 10 x 113 . 0 60 100 5 . 105 . 6 5 . 17 200 1 11 x 0 5 . 175 . 65 .10 200 1 12 x 179 . 0 60 100 5 . 6 5 . 10 5 . 17 200 1 13 x 113 . 0 60 100 5 . 105 . 6 5 . 17 200 1 14 x 0 60 100 5 . 175 . 6 5 . 10 200 1 15 x 015 . 0 2115 100 104 . 0 2 16 x 2

49、42 . 0 115 100 804 . 0 2 17 x 136 . 0 115 100 4 . 045 2 18 x 06 . 0 2231 100 8024 . 0 2 19 x 0075 . 0 1152 100 54 . 0 2 20 x 0907 . 0 1152 100 604 . 0 2 21 x 0175 . 0 1152 100 104 . 0 2 22 x 3 . 31 0907 . 0 1 675 . 0 1 099 . 0 1 115 . 0 1 y 326 . 0 3 . 310907 . 0 115 . 0 353036 y xxx 281 . 0 3 . 310

50、907 . 0 099 . 0 353137 y xxx 916 . 1 3 . 310907 . 0 675 . 0 353238 y xxx 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 . 0 1 1 y 28 . 7 34.154745 . 0 134 y x 37 . 2 1343640 yxxx 05 . 2 1343741 yxxx 94.13 1343842 yxxx 89 . 0 1343943 yxxx 1、由系統(tǒng)提供短路電流 42 . 0 100 100 37 . 2 1 j* s x kai21 . 0 1153 100 42 . 0

51、2 由淮陰電廠提供短路電流 125 . 5 100 8 . 0 200 05 . 2 j* s x kai24 . 0 1153 8 . 0 200 125 . 5 1 3、由新海電廠提供短路電流 73.16 100 602 94.13 j* s x kai036 . 0 1153 602 73.16 1 4、由鹽城電廠提供短路電流 45 . 3 068. 1 100 602 89 . 0 j* s x 940 . 0 e0* x893 . 0 e01* x870 . 0 2 . 0* e x011 . 1 e4* x 546 . 0 1153 260 940 . 0 i 536 . 0 11

52、53 260 893 . 0 1 . 0z i 522 . 0 1153 260 870 . 0 2 . 0z i 6066 . 0 1153 260 011 . 1 4z i 短路點得疊加數(shù)據(jù)為 032 . 1 i 536 . 0 1 . 0z i 6066 . 0 2 . 0z i 444 . 0 4z i 63 . 2 032 . 1 8 . 12i ch 短路點 d2 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 . 0 1 1 y 79 . 2 1393644 yxxx 41 . 2 1393745 yxxx 42.16 1393846 yxxx 0

53、5 . 1 1393947 yxxx 1、由系統(tǒng)提供短路電流 58 . 3 100 100 79 . 2 1 j* s x kai80 . 1 1153 100 58 . 3 2 由淮陰電廠提供短路電流 025 . 6 100 8 . 0 200 87 . 1 j* s x kai21 . 0 1153 8 . 0 200 025 . 6 1 3、由新海電廠提供短路電流 7 . 19 100 602 42.16 j* s x kai031 . 0 1153 602 7 . 19 1 4、由鹽城電廠提供短路電流 26 . 1 100 602 05 . 1 j* s x 793 . 0 e0* x

54、756 . 0 e01* x740 . 0 2 . 0* e x836 . 0 e4* x 48 . 0 1153 260 793 . 0 i 45 . 0 1153 260 756 . 0 1 . 0z i 44 . 0 1153 260 740 . 0 2 . 0z i 50 . 0 1153 260 836 . 0 4z i 短路點得疊加數(shù)據(jù)為 52 . 2 i 45. 0 1 . 0z i 44 . 0 2 . 0z i 5 . 0 4z i 4 . 652 . 2 8 . 12i ch 短路點 d3 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 .

55、0 1 1 y 17 . 2 66 . 6 326 . 0 1503651 y xxx 87 . 1 66 . 6 281 . 0 1503752 y xxx 76.1266 . 6 916 . 1 1503853 y xxx 4 . 166 . 5 2095 . 0 1503954 y xxx 1、由系統(tǒng)提供短路電流 46 . 0 100 100 17 . 2 1 j* s x kai23 . 0 1153 100 46 . 0 2 由淮陰電廠提供短路電流 675 . 4 100 8 . 0 200 87 . 1 j* s x kai27 . 0 1153 8 . 0 200 675 . 4

56、 1 3、由新海電廠提供短路電流 3 . 15 100 602 76.12 j* s x kai039 . 0 1153 602 3 . 15 1 4、由鹽城電廠提供短路電流 68 . 1 100 602 4 . 1 j* s x 604 . 0 e0* x579 . 0 e01* x57 . 0 2 . 0* e x621 . 0 e4* x 36 . 0 1153 260 604 . 0 i 35 . 0 1153 260 579 . 0 1 . 0z i 34 . 0 1153 260 57 . 0 2 . 0z i 37 . 0 1153 260 621 . 0 4z i 短路點得疊加

57、數(shù)據(jù)為 899 . 0 36 . 0 039 . 0 27 . 0 23 . 0 i 35. 0 1 . 0z i 34 . 0 2 . 0z i 37. 0 4z i 3 . 2899 . 0 8 . 12i ch 6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇 1、110kv 斷路器選擇 1）額定電壓選擇： =110 n u n s u n ukv 2）額定電流選擇： maxeg ii 即： 0.69ka maxg i 3）按開斷電流選擇：1.032ka 即1.032ka nbr ii nbr i 4）按短路關合電流選擇：2.63ka 即2.63ka nclsh ii ncl i 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可

58、以初步選擇 lw24-126 型 sf6 斷路器其參數(shù) 110kv110kv 斷路器參數(shù)表斷路器參數(shù)表 熱穩(wěn) 定 電流 (ka) 型 號 額定 電壓 ue(k v) 最高 工作 電壓 額 定 電 流 ie(a ) 額 定 開 斷 電 流 (ka ) 動穩(wěn) 定電 流峰 值 (ka) 額定 短路 關合 電流 (ka)4s 固 有 分 閘 時 間 (ms ) 全 開 斷 時 間 (ms) lw24 -126 110 126125 0 31.531.580800.10.06 5）校驗熱穩(wěn)定: ，取后備保護為 1.5s,全開斷時間為 2 tk i tq 0.06s =1.5+0.06=1.56s kpr

59、br = + ttt =0.55kas =804=25600kas k q 222 /2 ( 10) 12 kk ktt tiii 2 t i t 即 滿足要求。 2 tk i tq 6）檢驗動穩(wěn)定： essh ii =1.41ka80ka 滿足要求。 es i 由以上計算表明選擇戶外 lw24-126 型 sf6 斷路器能滿足要求， 列出下表： 110kv110kv 斷路器計算結果表斷路器計算結果表 lw24-126 設備 項目 產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù) n u n s u 110kv110kv gmaxe ii 1.25ka0.69ka essh ii 80ka2.63ka nbr ii 31.5

60、ka1.032ka nclsh ii 80ka80ka2.63ka 2 tk i tq 25600kas0.55kas 1、35kv 斷路器選擇 1）額定電壓選擇： =35 n u n s u n ukv 2）額定電流選擇： maxeg ii 即： 2.17a maxg i 3）按開斷電流選擇：2.52ka 即2.52ka nbr ii nbr i 4）按短路關合電流選擇：6.4ka 即6.4ka nclsh ii ncl i 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇 zn1240.5c 型 sf6 斷路器其參數(shù) 35kv35kv 斷路器參數(shù)表斷路器參數(shù)表 熱穩(wěn) 定 電流 (ka) 型 號 額定 電壓 ue(