某鎮(zhèn)110kv變電站設計－－畢業(yè)設計

1、目 錄摘 要 1abstract2第1章 緒論31.1 變電站發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀31.2 課題來源及設計背景4第2章 變電站負荷計算和無功補償的計算52.1 變電站的負荷計算52.2 無功補償的目的62.3 無功補償的計算6第3章 主變壓器臺數和容量的選擇83.1 變壓器的選擇原則83.2 變壓器臺數的選擇83.3 變壓器容量的選擇8第4章 主接線方案的確定104.1 主接線的基本要求104.2 主接線的方案與分析114.3 電氣主接線的確定11第5章 短路電流的計算135.1 繪制計算電路135.2 短路電流計算14第6章 高壓側配電系統(tǒng)的設計 176.1 高壓線路電纜的選擇176.2 高壓配

2、電線路布線方案的選擇176.3 高壓配電系統(tǒng)設備18第7章 低壓側配電系統(tǒng)的設計217.1 變電站配電線路布線方案的選擇217.2 線路導線、配電設備及其保護設備的選擇217.3 變電站用電及照明25第8章 變電站二次回路方案的確定278.1 二次回路的定義和分類278.2 二次回路的操作系統(tǒng)278.3 二次回路的接線要求278.4 電氣測量儀表及測量回路288.5 斷路器的控制與信號回路298.6 自動裝置308.7 絕緣監(jiān)視裝置308.8 繼電保護的選擇與整定32第九章 防雷與接地方案的設計399.1 防雷保護399.2 接地裝置的設計39結束語41致謝42參考文獻43附錄一：一次主接線圖

3、附錄二：10kv配電裝置接線圖附錄三：二次接線圖摘 要隨著經濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業(yè)的經濟效益、設備人身安全密切相關。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

4、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。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：（

5、1）總體方案的確定（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（5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內容。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)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)、高壓網絡、補償裝置abstractalong with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the des

6、ign of the power supply system become more and more completely and system. because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. therefore they need the higher and more perfect request to the po

7、wer supply. whether design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. in a word, it is close with the economic performance and the

8、safety of the people. the 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 system, through its function of transformation and assign, t

9、ransport 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, then can adapt to the modern electric power system, the dev

10、elopment of modern industry and the of trend of the society life.the region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of custom

11、er data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. at the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with

12、 the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. this first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock th

13、e system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth. along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then

14、 can change from the generate of the electricity to the supply the power. key words substation ,load ,transmission system , distribution ,high voltage network ，correction equipment.第1章 緒論1.1 變電站發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀1.1.1 概況變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；同時用于變電站

15、的監(jiān)視、控制、保護，包括故障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機數據處理的大功能和速度，經濟上也是一種資源浪費。而且社會經濟的發(fā)展，依賴高質量和高可靠性的電能供應，建國以來，我國的電力事業(yè)已經獲得了長足的發(fā)展。隨著電網規(guī)模的不斷擴大、電力分配的日益復雜和用戶對電能的質量的要求進一不提高，電網自動化就顯得極為重要；近年來我國計算機和通信技術的發(fā)展及自動化技術的成熟，發(fā)展配電網調度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網中的地位十分重要，它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務，對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。因此，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化的重要基礎之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可

16、靠，安全，經濟運行管理的需要，更是電力系統(tǒng)自動化ems和dms的基礎。變電站綜合自動化是將變電站二次設備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等）利用計算機技術和現(xiàn)代通信技術，經過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調節(jié)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。它是變電站的一種現(xiàn)代化技術裝備，是自動化和計算機、通信技術在變電站領域的 綜合應用，它可以收集較齊全的數據和信息。它具有功能綜合化、，設備、操作、監(jiān)視微機化，結構分布分層化，通信網絡光纜化及運輸管理智能化等特征。變電站的綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質、經濟地運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎

17、保證。 1.1.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計原則1.在保證可靠性的前提下，合理和設置網絡和功能終端。采用分布式分層結構，不須人工干預的盡量下放，有合理的冗余但盡量避免硬件不必要的重復。2.采用開放式系統(tǒng)，保證可用性（interoperability）和可擴充性（expandability）。要求不同制造廠生產的設備能通過網絡互連和互操作，同 時還要求以后擴建時，現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件和軟件能較方便的與新增設備實現(xiàn)互操作。1.2課題來源及設計背景1.2.1 課題來源本課題是來源于本人聯(lián)系的實習單位中山電力設計院正在研究和開發(fā)的項目，具有一定的實踐性和可行性。1.2.2 設計背景大沖鎮(zhèn)現(xiàn)有110kv變電

18、站（大沖站）一座，向全鎮(zhèn)范圍內供電。大沖站共有主變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，大沖鎮(zhèn)的用電量將達2.27億千瓦時，最大負荷達4.53萬千瓦。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。由此分析，僅靠目前大沖鎮(zhèn)僅有的一個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

19、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，而目前大沖站主變容量只有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。并且，城南站建成后，可以與大沖站的10kv形成環(huán)網，有效的提高負荷轉移能力，從而

20、進一步提高供電可靠性。綜上所述，新建110kv城南變電站是電源合理分布點，改善10kv配電網絡結構，滿足新增用電需要的必要措施。第2章 變電站負荷計算和無功補償的計算2.1 變電站的負荷計算 2.1.1 負荷統(tǒng)計大沖鎮(zhèn)的用電負荷統(tǒng)計如下表：表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2500 i洗衣機廠3500 ii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

21、5000 iii合計 38800表2 負荷性質分析結果表負荷等級負荷值（kw）占總負荷百分比（%）i860022.16ii3020077.842.1.2 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；cos:功率因數?？傌摵傻挠嬎悖?.有功功率 p=k1p2.無功功率 q= k1q3.視在功率 s=4.自然功率因數： cos1= p/s式中：k1組間同時系數，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

22、電負荷的功率因數達到0.95考慮無功功率平衡。變電站所供負荷的總數：p總=38800kw變電站所供一類負荷總數：p總1=8600kw變電站所供二類負荷總數：p總2=30200kw一類負荷占總負荷的百分比：= p總1/ p總=860038800100%=22.16%二類負荷占總負荷的百分比：= p總2 /p總=3020038800100%=77.84%2.2 無功補償的目的無功補償的目的是系統(tǒng)功率因數低，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不低于0.9（本次設計要求功率因為為0.95以上），

23、因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數。目前提高功率因數的常用的辦法是裝設電容器補償無功。2.3 無功補償的計算1.計算考慮主變損耗后的自然因數cos1：p1=p+pbq1=q+qbcos1= p1 /2.取定補償以后的功率因數： cos2為0.95：3.計算補償電容器的容量：qc=k1p(tg1+ tg2)式中：k1=0.80.94.計算補償電容器的個數： nc=qc / qc式中：qc單個電容器的容量，單位kavr。按照3的整數倍取定補償器的個數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，補償后實際的功率因數大于0.9為合理cos2= p

24、 /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=28301kvar表3 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3章

25、 主變壓器臺數和容量的選擇3.1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（2-1）式的要求，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（2-1）式的要求。正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一臺運行，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。3.2 變壓器臺數的選擇1.對于大城市郊區(qū)的一次變電站，

26、在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電站以兩臺主變壓器為宜。2.對于孤立的一次變電站或大型工業(yè)專業(yè)用變電站，在設計時要考慮設三臺主變壓器的可能性。3.對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎宜大于變壓器容量的1-2級設計，以便符合發(fā)展時更換變壓器的容量。3.3 變壓器容量的選擇按照上述原則確定變壓器容量后，最終應選用靠近的國家的系列標準規(guī)格。變壓器容量系列有兩種，一種是按r8容量系列，它是按r8=1.33的倍數增加的，如100kva、135kva、180kva、240kva、320kva、420kva等；另一種是國際通用的r10容量系列，它是按r10=81.26的倍數增加的。如容量有100

27、kva、125kva、160va、200kva、250kva、315kva等。我國國家標準gb1094電力變壓器確定采用r10容量系列。綜合上述各種因數，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，尤其我省電力系統(tǒng)還沒有單相供電的系統(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

28、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出線：110kv2回，10kv12回。無功補償容量：44800kvar表4 主變壓器的選擇額定容量電壓組合及分接范圍聯(lián)接組標號空載損耗 kw負載損耗 kw空載電流 %阻抗電壓 %kva高壓kv中壓 kv低壓 kv5000011081.25%38.55%

29、10.5yn,d1171.22501.314第4章 主接線方案的確定4.1 主接線的基本要求4.1.1 安全性高壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側，必須裝設高壓隔離開關；低壓斷路器（自動開關）的電源側及可能反饋電能的另一側，必須設低壓刀開關；裝設高壓熔斷器負荷開關的出線柜母線側，必須裝設高壓隔離開關；變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關，線路上避雷器前不必裝隔離開關。4.1.2 可靠性斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數和停運時間，并要保證對一級負荷及全部大部分二級負荷的供電；

30、盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠的特殊要求；采用綜合自動化，優(yōu)化變電所設計：國內變電所自動化發(fā)展進程分為三個階段。第一階段由集中配屏以裝置為核心的方式，向分散下放到開關柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展；第二階段由單一功能、相互獨立向多功能、一體化過渡；第三階段由傳統(tǒng)的一次、二次設備相對分立向相互融合方式發(fā)展。變電所綜合自動化就是在第二階段。4.1.3 靈活性變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線；兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行；當只一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并列運行；帶負

31、荷切換主變壓器的變電所，高壓側應裝設高壓斷路器或高壓負荷開關；主接線方案應與主變壓器經濟運行的要求相適應。4.1.4 經濟性主接線方案應力求簡單，采用的一次設備特別是高壓斷路器少，而且應選用技術先進、經濟適用的節(jié)能產品；由于工廠變配電所一般都選用安全可靠且經濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供電可靠性要求較高時，才采用手車式或抽屜式；中小型工廠變電所一般才用高壓少油斷路器，在需頻繁操作的場合，則應采用真空斷路器或sf6斷路器。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操作機構，但這只適用于三相短路電流不超過6ka（10kv

32、的sk3100mva）的電路中。如短路電流較大或有遠控、自控要求時，則應采用電磁操作機構或彈簧操作機構；工廠的電源進線上應裝設專用的計量柜，其互感器只供計費的電度表用，應考慮無功功率的人工補償，使最大負荷時功率因素達到規(guī)定的要求；優(yōu)化接線及布置，減少變電所占地面積總之，變電所通過合理的接線、設備無油化、布置的緊湊以及綜合自動化技術，并將通信設施并入主控室，簡化所內附屬設備，從而達到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設計，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運行，避免不必要的定期檢修，達到降低投資的目的。4.2 主接線的方案與分析4.2.1 單母線1.優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便

33、于擴建和采用成套配電裝置；2.缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障檢修，均需要使整個配電裝置停電，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段的供電。3.適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：6110kv配電裝置的出線回路數不超過6回；3563kv配電裝置的回線數不超過3回；110220kv配電裝置的出線回路數不超過2回。4.2.2 單母線分段接線1.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，分段斷路自動將故障段切斷，保障正

34、常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2.缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；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等擴建。3.適用范圍：610kv配電裝置出線回路數為6及以上時；3563kv配電裝置出線回路數為48回時；110220kv配電裝置出線回路數為34回時。4.3 電氣主接線的確定采用單母線分段的結線：單母線分段是借助于3dl，進行分段，當母線故障時，經倒閘操作可切除故障段，保證其它段繼續(xù)運行，當母線檢修可分段進行，這能始終保證一臺主變的供電，當進線電源一回發(fā)生故障，通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電，單母線分段的結

35、線可以作分段運行，也可做并列運行，采用分段運行時，各段相當于單母線運行狀態(tài)，各段母線所帶的主變壓器是分列進行，互不影響任一母線故障或檢修時，僅停止該段母線所帶變壓器的供電，兩段母線同時故障的機率很小，可以不予考慮，采用并列運行時，電源檢修無需母線停電，只需斷開電源的斷路器1dl1，（2dl1）及其隔離開關就能保證兩臺主變壓器的供電，對本站110kv 兩回供電（小于4回路）較為適合。該設計的電氣主接線：110kv采用線路變壓器組接線，進線側設斷路器；10kv接線為單母線分段接線，#1主變10kv側單臂進10kv母線，各帶10kv出線12回，無功補償電容器組2組；#2主變10kv雙臂各進一段10k

36、v母線，每段母線各帶10kv出線6回，無功補償電容器1組。在110kv兩條進線的a相上各裝設一臺電容式電壓互感器供二次閉鎖采壓用。主變壓器110kv側中性點采用避雷器保護，并可經隔離開關接地。 表5 主要電氣設備表序號設備名稱型號和規(guī)格1110kv斷路器sf6-110w 3150a 40kv 2隔離開關gw4-110iid（w）1250 31.5a （4s） 3主變中性點隔離開關gw13-63d（w）/630a 4110kv線路避雷器y10w1-108/281（w） 5主變中性點避雷器hy1.5w-72/186 610kv母線橋避雷器hy5wz-17/45 710kv電容器sf6充氣集合式ba

37、mhl11/3-1600-1w3 8接地變壓器dksc-1000/10.5-100/0.4 910kv開關柜xgn2-12z（q）系列，其中斷路器配置為：進線斷路器zn28-12（q），3150a，40ka分段斷路器zn28-12（q），3150a，40ka其他 zn28-12（q），1250a，31.5ka第5章 短路電流的計算供電系統(tǒng)應該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產和生活的正常進行。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭到破壞。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

38、擊穿等。短路電流數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。5.1 繪制計算電路大沖站yy城南站10kv110kv圖 1 短路電流計算圖 5.2 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

39、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。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，得洗衣機廠大沖站xs1xl1xl2xb2xb1k1k2k3火車站市水泥廠市一中圖 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

40、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6 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 高壓配電系統(tǒng)的設計6.1 高壓側進線線路的選擇高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結構是架空線和電纜。電力電纜及控制電纜全部選用銅芯電纜?？刂齐娎|全部選用阻燃型電纜。

41、微機監(jiān)控和微機保護的電流、電壓、信號接點引入線均采用屏蔽電纜。戶內采用電纜溝及穿管明敷方式，戶外采用電纜溝敷設方式。架空線的主要優(yōu)點是：（1）設備簡單，造價低；（2）有故障易于檢修和維護；（3）利用空氣絕緣，建造比較容易。為了加強鋁線的機械強度，采用多股絞線，用抗張強度為120kg/ 的鋼作為線芯，把鋁線絞在芯子外面,作為導線的導電部分，稱為鋼芯鋁線。lg型鋁絞線在35kv以上架空線路用得較多，在需要高機械強度的地方，如跨越時則用加強型lgj。所以110kv進線選用lgj-240/30型號的架空線。lg型鋁絞線在35所以110kv進線選用lgj-240/30型號的架空線。6.2 高壓配電線路布

42、線方案的選擇在確定了供電電壓，變、配電所的位置和容量及變、配電所的接線圖后，便要進一步確定工廠廠區(qū)高壓電路的配電方式配電方式可分為放射式、樹干式和環(huán)式。6.2.1放射式放射式配電方式的優(yōu)點是：（1）線路上的故障不影響其他用戶；（2）容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化；（3）根據實際運行經驗，即使在廠區(qū)內采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。 高壓供電系統(tǒng)放射式接線一般采用電纜，中、小型工廠廠區(qū)高壓配電只有一級放射，大型工廠可以有兩級放射，實際設計時應避免采取二級以上的高壓放射式配電系統(tǒng)，已減少開關柜數量及繼電保護的延時時限。6.2.2 樹干式樹干式配電系統(tǒng)有可能降低投資費用和有色金屬

43、消耗量，使變、配電所的饋出線路減少，結構簡化，但車間變電所的位置必須恰當。這種接線方式只有一個電源，干線上的任何故障必將引起用戶的全部停電。單樹干式配電不像放射式那樣，能在380v側取得聯(lián)絡線，所以它只能用于三級負荷，為了減少干線故障時影響用戶范圍，干線上接連的變壓器不能超過5臺，總容量不應大于3000kva。6.2.3 環(huán)式環(huán)式對工廠供電系統(tǒng)來說，只不過是樹干式的另一種型式。環(huán)式供電與樹干式供電一樣，正常是開環(huán)運行，環(huán)中連接的變壓器數目和容量亦與樹干式供電系統(tǒng)一樣。以上只是從原則上進行一般分析，實際上放射式和樹干式各有其特點，要結合具體的使用條件進行分析比較后，才能確定最后的方案。6.3 高

44、壓側配電系統(tǒng)設備6.3.1 高壓斷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：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

45、：表示斷路器的動作速度。（2）選擇時，除按一般原則選擇外，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（或開斷電流）：熔斷斷流容量按校驗；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；表高壓斷路器的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件sf

46、6110w項目數據項目數據結論1110kv145kv合格22016a3150a合格312.635ka40ka合格6.3.2 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）.

47、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6-50

48、0kv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：110kv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8 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-xg6.3.3 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

49、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

50、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。第7章 低壓配電系統(tǒng)的設計7.1 變電站配電線路的布線方案配電方式與廠區(qū)高壓配電方式一樣，有放射式和樹干式和二者兼用的混合式及鏈式等。低壓配電系統(tǒng)利用放射式線路的范圍一般如下：1.每個設備的負荷不大，且位于變電所的不同方向；2.車間內負荷配置較穩(wěn)定；3.單臺

51、用電設備的容量雖大，但數量不多；4.車間內負荷排列不整齊；5.車間為有爆炸危險的廠房，必需由與車間隔離的房間饋出線路。 配電方式可以從變電所變壓器二次側引至低壓配電室的開關柜上，我國生產的低壓開關為bfc型，由低壓開關柜以電纜或絕線穿管引入車間內部的xl型動力配電箱或具體的電氣設備上，也可由主動力配電箱用絕緣導線穿管引入分動力配電箱，再接至用電設備。樹干式配電不需要在變電所低壓側設置配電盤，從變電所二次側引出線經過空氣開關或隔離開關直接引至車間內，因此，這種配電方式使變電所低壓側結構簡化，減少電氣設備需要量。以樹干式結構為主的變壓器干線式將變電所二次側裸母線直接引入車間，顯然經濟效果較好，但只

52、使用于一般環(huán)境的廠房。鏈式線路，只用于車間內相互距離近，容量又很少的用電設備。鏈試 路只裝置一組總的熔斷器，可靠性小，大部分工廠不希望采用鏈式法。在下列情況下不宜使用鏈式接線：（1）配電設備數量超過3臺，總容量超過10kw，其中最大一臺大于5kw。（2）單相設備與三相設備同時存在。（3）技術操作與使用差別很大的用電設備（如機床、衛(wèi)生通風機等）。選擇配電線路時，要盡可能將車間負荷進行必要的組合，使每回饋電線路的負 電流不致過大。7.2 母線、配電設備及保護設備的選擇7.2.1 10kv 母線選擇主變壓器低壓側引出線選擇：主變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

53、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7.2.2 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)定倍數外部動穩(wěn)定按: 表 9 電流互感器額定電壓因數標準值額定電壓因數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1.530s1.2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1.98h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