KV變電所電氣部分課程設(shè)計(有用的)

1、目錄. 1)1 變電所原始資料 .2)2 變 壓 器 的 設(shè) 計. 3)2.1主 變 壓 器 的 選擇. 3)2.2所 用 變 壓 器 的 選擇.4)3電氣主接線的設(shè)計5)3.1電氣主接 妾線方案的確疋5)3.2110KV側(cè)電氣主接線的選擇 6)3.3變電所的無功補償7)4短路電流計算7)4.1短路計算的原則7)4.2短路電流的計算方法和步.9)5 電 氣 設(shè)的選擇 . 10)5.1 電 氣 設(shè) 備 的 選 擇 原 則. 11 )5.2電 氣 設(shè) 備 選 擇 的 技 術(shù) 條件 .11)5.3主 要 電 氣 設(shè) 備 的 選 擇.12)5.410KV高 壓 開 關(guān) 柜 選擇 .14)6 配 電 裝

2、 置 的 選 擇 . 14)6.1 高 壓 配 電 裝 置 的 選 擇.14)1. 附 錄 1 短 路 電 流 的 計 算 及 程 序 說 明 . 17)2. 附 錄 2 電 氣 設(shè) 備 的 選擇 .20)3. 附錄3主接線圖短表路電流 0、計算結(jié)果9)短路電流的計算9)短路電流計算列表8)4.34.44.5-29)4. 參考文獻(xiàn) . 29)電力工業(yè)是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的 位置，是時間國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能是一種無形的、不能大量儲存的二次能 源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平 衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求就必須加

3、強電網(wǎng)建設(shè)，而變電站建設(shè)就是電網(wǎng)建設(shè)中 的重要一環(huán)。 在變電站的設(shè)計中，既要求所變電能能很好地服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)，又 要切實保證工廠生產(chǎn)和生活的用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要 求：安全 在變電過程中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故?？煽?所變電能應(yīng)滿足電能用戶對用電的可靠性的要求。優(yōu)質(zhì) 所變電能應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。經(jīng)濟(jì) 變電站的投資要少，輸送費用要低，并盡可能地節(jié)約電能、減少有色金屬的消 耗量和盡可能地節(jié)約用地面積。110KV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計算，確定用戶無

4、功 功率補償裝置。同時進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短 路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè) 備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計包括了： 1）總體方案的 確定2）負(fù)荷分析3）短路電流的計算4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇 5）繼電保護(hù)的選擇與整定6）防雷與接地保護(hù)等內(nèi)容。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)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(lǐng)域 中，通過新技術(shù)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(guān)鍵的環(huán) 節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。關(guān)鍵詞變電站、變壓器、接線、高壓網(wǎng)絡(luò)、配電系統(tǒng)1變電所

5、原始資料建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模：為滿足某縣城區(qū)及相關(guān)單位用電，建一座 110KV降壓變電所。 所址海拔為200m為非地震多發(fā)區(qū)。最高氣溫+39C，最低氣溫為-18 C,最熱月平均 最高氣溫為30C。110KV線路進(jìn)線2回。10KV線路的同時系數(shù)為0.9,線損率5%。10KV線路8回，遠(yuǎn)期發(fā)展2回。如下圖說明：系統(tǒng) S容量 最大負(fù)荷(MW負(fù)荷組成(電壓 等級負(fù)荷名稱近期遠(yuǎn)景近期遠(yuǎn)景一級二級三級COS同時率(%線損率(%110KV新黃線35新區(qū)線3510KV機械廠2.431560250.8855食品廠1.121030600. 885510KV汽配廠1.222040400.885510KV城區(qū)2. .542

6、040400.885510KV工業(yè)園5. 283040300.885510KV自來水廠0.50.83050200.885510KV生活區(qū)0.5130700.885510KV轉(zhuǎn)供電0.81.820800.885510KV發(fā)展線11.52060200.885510KV發(fā)展線21.52060200.88552變壓器的設(shè)計2.1主變壓器的選擇主變壓器臺數(shù)的選擇據(jù)資料分析以及線路來看，為保障對i、u類負(fù)荷的需要，以及擴建的可能性，至少 需要安裝兩臺主變以提高對負(fù)荷供電的可靠性，以便當(dāng)其中一臺主變故障或者檢 修時，另一臺能繼續(xù)供電約為1.2倍最大負(fù)荷的容量。 主變壓器的容量的選擇近期負(fù)荷：刀PM=25.6

7、MW遠(yuǎn)期總負(fù)荷：刀PM =14.2MW用電負(fù)荷的總視在功率為 刀SM遠(yuǎn)期： 刀 SM =刀 PM /COS =25.6/0.8=32MVA主變壓器的總?cè)萘繎?yīng)滿足：Sn KE SM /S=0.9 X 32/0.95=30.32MVA(K 為同時率，根據(jù)資料取0.9，線損5% 滿載運行且留裕10%后的容量：S = Sn/2 X /2=39-18) /2=105CK = 0.6K刀SM / K e =0.6X 0.9X 32/1.055=16.38 MVA 即 Sn=25MVA 16.38 MVA 滿足要求。主變壓器型式的選擇相數(shù)的選擇：電力系統(tǒng)中大多數(shù)為三相變壓器，三相變壓器較之于同容量的單相變壓

8、器組，其 金屬材料少20%25%運行電能損耗少 12%15%并且占地面積少，因此考慮優(yōu)先采 用。本變電所設(shè)在城郊附近，不受運輸條件限制，所以采用三相變壓器。繞組的確定：該變電所只有兩個電壓等級V110KV和10KV)，且自耦變壓器一般用在 220KV以 上的變電所中，所以這里選擇雙繞組變壓器。繞組接線方式的選擇：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓的連接方式相位一致，否則不能并聯(lián)運 行。我國110KV及以上變壓器繞組都選用 丫連接，35KV及以下電壓，繞組都選擇連 接方式，所以該變電站的兩臺主變，高壓側(cè)V110KV采用丫連接，低壓側(cè)(10KV*用連接方式。根據(jù)110KV變電所設(shè)計指導(dǎo)，以上選擇符

9、合系統(tǒng)對變電所的技術(shù)要求，兩臺相同的變 壓器同時投入時，可選擇型號為 SF9-25000/110的主變，技術(shù)參數(shù)如下：表2.1主變壓器的技術(shù)參數(shù)型號咼壓低壓空載電流空載損耗負(fù)載電流阻抗電壓連接組別110 2X10.Yn,SF9-25000/1102.5%50.225.2110.710. 5d112.2所用變壓器的選擇2.2.1所用變壓器的選擇根據(jù)35110KV變電所設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在有兩臺及以上主變壓器的變電所中， 宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的所用變壓器，分別接到母線的不同分段上。變電所的所用負(fù)荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電所 的主要負(fù)荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充

10、電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、 檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。這些負(fù)荷容量都不太大，因此變電所的所 用電壓只需0.4KV 級，采用動力與照明混合供電方式。380V所用電母線可采用低壓 斷路器 高壓側(cè)（KV低壓側(cè)（KV接線組 方式短路損耗（W短路電壓（%空載損耗（W空載電流（%S9-100/10100100.4Y,y n0150042901.62.2.2所用變壓器低壓側(cè)接線所用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個 電源，所用變壓器低壓側(cè)接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障 范圍，提高供電可靠性。380V所用電母線可采用低壓斷路器 即自

11、動空氣開關(guān)）或閘 刀進(jìn)行分段。3電氣主接線的設(shè)計發(fā)電廠、變電站主接線須滿足以下基本要求：V1）運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，需要停電的用戶數(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(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達(dá)到調(diào)度的目 的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)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(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)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(fù)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

12、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(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用 小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5）應(yīng)具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)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，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù) 荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等3.1電氣主接線方案的確定由于I類、U類負(fù)荷居多 將近60%，為了安全可靠起見，保留2種方案。110kv側(cè)進(jìn)線以單母線分段接線方式引入，10kv側(cè)同樣以單母

13、線分段接線方式輸出。110kv側(cè)進(jìn)線以雙母線接線方式引入，10kv側(cè)以單母線分段接旁路接線方式輸出。3.1.1 10KV側(cè)2種接線方案的比較表3.1接線方案單母分段單母分段帶旁路比較結(jié)果可靠性比純粹單母線高，但 是整體穩(wěn)定性不算咼比不帶旁路穩(wěn)定可靠靈活性簡單、方便、易于擴 建倒閘操作簡單經(jīng)濟(jì)性具有單母線接線經(jīng)濟(jì) 的特點設(shè)備增多，投資增 大，占地面積也相 應(yīng)增大610kV 一般不設(shè)旁路母線，因為供電負(fù) 荷小，供電距離短，而且一般可在網(wǎng)絡(luò)中 取得備用電源，同時大多為電纜出線，事 故跳閘次數(shù)很少。所以選擇單母線分段接 線方式輸出。3.1.2 10KV 側(cè)電氣主接線的選擇由上表可以得到10K V側(cè)接線

14、方式選擇，我們要選擇占地和資金少的線路，但是 必須在保障安全，靈活的前提下，資金和占地相差不是多，而安全性和靈活性提高很 多。可見，變電所在10K V側(cè)為居民供電系統(tǒng)中，應(yīng)該選擇單母線分段接線。3.2 110KV側(cè)電氣主接線的選擇高壓側(cè)，即110kV電源側(cè)采用單母分段接線，優(yōu)點是方便，經(jīng)濟(jì)靈活接線簡單，缺 點是可靠性一般；高壓側(cè)采用雙母線接線，兩個線路斷路器、兩個主變斷路器、還有 一個母連斷路器，總共5個斷路器，可靠性還可以了。跟單母線分段接線方式輸出比 較經(jīng)濟(jì)性欠完好。經(jīng)比較高壓側(cè)選擇單母線分段接線。如下圖所示圖3.2高壓側(cè)單母線分段接線圖3.3變電所的無功補償因本站有許多無功負(fù)荷，為了防止

15、無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系 統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補償。無功補償應(yīng)根據(jù)分散補性質(zhì)測定。根據(jù)電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定 的要求，在最大負(fù)荷時，一次側(cè)不應(yīng)低于 0.9 電力工程電力設(shè)計手冊規(guī)定“對于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功或距離電源點接近的變電 所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功 缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所取較高者。無功補償容量：QC = P tan 1-tan 2)P-有功計算負(fù)荷MWtan 1 補償前用電單位自然功率因數(shù)角正

16、切角tan 2 補償后用電單位功率因數(shù)角正切角P=0.853+2+2+4+8+0.8+1+1.8+1.5+1.5 ) 1+0.05) =22.85MWQc= P( tan 1- tan 2)= 6.09MVar 選用2臺5MVar并聯(lián)電容器在10kv2段母線上進(jìn)行無功補償 無功補償并聯(lián)電容器的選擇如表：表3.3配套電容器型號額定電壓/KV額定容量/KVar連接方式額定電壓/KV額定容量/KVarTBB10- 5000AK105000Y11/忑334根據(jù)設(shè)計規(guī)范，自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補償裝 置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點不 接

17、地的星型接線。4短路電流計算4.1 短路電流計算條件因為系統(tǒng)電壓等級較高，輸電導(dǎo)線的截面較大、電阻較小、電抗較大，因此在短路 電流的計算過程中忽略 R、計及X。計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。計算容量按無窮大系統(tǒng)容量進(jìn)行計算。短路種類一般按三相短路進(jìn)行計算。短路計算點如下a. d-1 110kV母線短路時的短路計算點；b. d-2 兩臺主變并列運行時35kV母線短路時的計算點。c. d-3 10KV母線短路時的計算點。4.2短路電流計算方法與步驟4.2.1方法在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采

18、用實用運算曲線法。4.2.2短路電流計算的步驟選擇計算短路點；畫出等值網(wǎng)絡(luò) 次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖a.首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機用次暫態(tài) 電抗Xd” ；b.選取基準(zhǔn)容量S和基準(zhǔn)電壓UkV） 般取各級的平均電壓），計算基準(zhǔn)電流I j= Sj/ V3UkA）；c.計算各元件換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗；d.繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件統(tǒng)一編號，分子標(biāo)各元件編號，分母標(biāo)各元件電 抗標(biāo)么值；化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖a.為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的 輻射形的等值網(wǎng)絡(luò)；b.求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd ； 求計算電抗Xs，即將各轉(zhuǎn)移電抗

19、換算為各電源容量 等值發(fā)電機容量)為基準(zhǔn)的計 算電抗 Xjs1 , Xjs2；由Xs1 , Xs2值從適當(dāng)?shù)倪\算曲線中查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值運算曲線只作到Xs=3); 計算無限大容量 3)的電源供給的短路電流周期分量；計算短路電流周期分量有名值和短路容量； 計算短路電流沖擊值； 繪制短路電流計算結(jié)果表。4.2.3三相短路電流計算過程(附錄14.3短路電流計算結(jié)果表表4.1短路電流計算結(jié)果表短路電流沖擊電流纟結(jié)項 果目序A短 路 占八、 編短路點 基準(zhǔn)電 壓UjvkV)短路點 基準(zhǔn)電 流Ij標(biāo)么 值 i cj*有名值 i cj (kAI 0.2(kA(kASd(MVAid-111

20、50.502.9759.306.1515.709.309.301225.0iid-236.52.6892.53739.066.015.39.069.06384.5iiid-310.57.42.424.68.77148.2624.624.6447.4、4.4 短路電流的計算各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式Smax= 3UeIg=32MVA/ 3 X 100) KVg maxgmax = Smax/標(biāo)么 值 i cj*有名值 i cj (kAI 0.2(kAI co(kASd(MVAIF11150.5028.0844.05820.6110.3484.39439808.2nF210.55.4990.2

21、216.490.56242.0542.0542.05299.95電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇的原則由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異 ，因此它們的選擇校驗工程和方法 也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運行和短路時都必須可靠地工 作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則：按正常工作狀態(tài)選擇；按短路狀態(tài)校 驗。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：(1應(yīng)滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。(2應(yīng)滿足安裝地點和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。(3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。(4同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。(5與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。(6選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格

22、的特殊情況下選用 未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。i ch ；dwch -I dw5.2電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運 行。(1電壓：選用的電器允許最高工作電壓 Umax不得低于該回路的最高運行電壓 Ug。 (2電流：選用的電器額定電流Ie不得低于 所在回路在各種可能運行方式下的 持續(xù)工作電流Ig。校驗的一般原則：電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電 流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件I - QdQd =Q =詈 I 2 10 I 2td /2 I 2td

23、Qdt在計算時間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)KA2SIt t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 KA2ST -設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間s)校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間Ts按下式計算 t=td+tkdtd -繼電保護(hù)裝置動作時間內(nèi)S)tkd 斷路的全分閘時間s) (4動穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時電流機械效應(yīng)的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定 的條件是：上式中 Lh I ch短路沖擊電流幅值及其有效值idw Idw允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值(5絕緣水平：在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓

24、器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可 能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。5.3主要電氣設(shè)備的選擇110K V側(cè)斷路器和隔離開關(guān)表5-1斷路器LW6-110參數(shù)表斷路器型 號額定電壓KV)額定電流動穩(wěn)定電流(KA熱穩(wěn)定電流KA)4S)LW6-110 :110630164016表5-2隔離開關(guān)GW13-110參數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓KV)額定電流GW13-110110630165510KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)表5-3真空斷路器ZN12-10參數(shù)表電壓等 級型號額定電 壓 額定電 流

25、|r KA)額定關(guān)合電 流KAIO動穩(wěn)定電流10kVZN12-1012KV2000A50140140kA表5-4隔離開關(guān) GN6-10T/1000參數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓KV)額定電流熱穩(wěn)定電流(KAv10S)GN6- 10T/10001010005220母線的選擇表 5-5 110KV 線路 LGJQ-185/25 參數(shù)表線路型號集膚效應(yīng)&長期允許載流量電抗vQ/KM )LGJQ-185/2515051.840.1542表5-6 10KV矩型鋁母線參數(shù)表截面尺寸mm條數(shù)母線截面mm集膚效應(yīng)系數(shù)容許電流A放置方式hb330001.73284平放高壓熔斷器表5-7高壓熔斷器BN3-10參數(shù)表型

26、號額定電壓KA )熔斷器額定電壓A)額定電流 Uew110KV110KVIe Imax600A347Aich42.5KA10.9KA(Kle2x 1 Qd2025KA S1208.6KA2 S表5-9電流互感器LAJ-10參數(shù)表LAJ-10設(shè)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)Ue Uew10KV10KVIe Imax4000A3820A心2 Ie ich360KA94.1KA2(KrI e X 1 Qd240000 KA S21470.5 KA S表5-10電壓互感器參數(shù)表位置型號額定電壓/(KV二次繞 組準(zhǔn)確級額定輸出/(VA測量0.51300保護(hù)3P300110KV側(cè)JCC6-110110 0.1為乜剩余

27、3P 1150測量0.512010KV側(cè)JSJW-1010/0.1保護(hù)3P5.4 10KV高壓開關(guān)柜選擇我國目前生產(chǎn)的3KV到35KV高壓開關(guān)柜分為固定式和手車式兩類。固定式高壓開關(guān)柜,包括斷路器室，儀表室，母線室，電纜室。結(jié)構(gòu)簡單，放置合 理，占地面積小。手車式高壓開關(guān)柜。這種系列的高壓開關(guān)柜為單母線接線，封閉室結(jié)構(gòu)，包括手車室，繼電器儀表室，母線室，出線室，小母線室。可防塵和防止小動物侵入造成短 路，運行可靠，維護(hù)工作少，可用于 6-10KV，但占地面積較大。在這里我們選擇 GG1A-(F GG1A-(F防誤型高壓開關(guān)柜系固定式具有防誤裝置的 高壓開關(guān)柜，適用于交流 50HZ額定電壓3.0

28、12KV,額定電流最大至3000A額定開 斷電流最大至31.5KA的單母線系統(tǒng)中作為接受或分配電能的戶內(nèi)成套電高壓設(shè)備。 本柜柜體寬敞，內(nèi)部空間大，間隙合理、安全，具有安裝、維護(hù)方便，運行可靠等特 點，主回路方案完整，可以滿足各種供配電系統(tǒng)的需要。本柜是GG1A型高壓開關(guān)柜改進(jìn)后的產(chǎn)品，能滿足原電力部提出的五防要求。6配電裝置的選擇6.1高壓配電裝置的選擇配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外型尺寸，檢修運輸?shù)陌踩嚯x等因素 而決定，對于散露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中是帶電部分對接地部分之 間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為最高正常工 作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外

29、過電壓時，不致使空氣間隙擊穿。表6-1 屋內(nèi)配電裝置的安全凈距mm額定電壓KV)符號適用范圍361015203560110J110220JA11、帶電部分至接 地部分之間2、網(wǎng)狀和板狀遮 欄向上延伸距地 2.3m處，與遮欄 上方帶電部分之間701001251501803005508508501800A21、 不同相的帶電 部分之間2、 斷路器和隔離 開關(guān)的斷口兩側(cè)帶 電部分之間7510012515018030055090010002000B11、柵欄遮欄至帶電部分之間2、 交叉的不同時 停電檢修的無遮欄 帶電部分之間82585087590093010501300160017002550B2網(wǎng)狀

30、遮欄至帶電部 分之間17520022525028040065095010501900C無遮欄裸導(dǎo)線至地 (樓面之間2375240024252450248026002850315032504100D平行的不同時停電 檢修的無遮欄裸導(dǎo) 線之間1875190019251950198021002350265027503600E通向屋外的出線套 管至屋外通道的路 面4000400040004000400040004500500050005500表6-2 屋外配電裝置的安全凈距vmr)額定電壓kv )符號適用范圍3 -101523560110J110220J330J500JA11、帶電部分至接地部 分之間

31、2、 網(wǎng)狀遮欄向上延伸 距地2.5m處與遮欄上 方帶電部分之間2003004006509001000180025002800A21、不冋相的帶電部分 之間2、斷路器和隔離開關(guān) 的斷口兩側(cè)引線帶電部 分之間20030040065010001100200028004300B11、設(shè)備運輸時，其外 廓至無遮欄帶電部分之 間2、交叉的不同時停電 檢修的無遮欄帶電部分 之間3、柵狀遮欄至絕緣體 和帶電部分之間4、帶電作業(yè)時的帶電 部分至接地部分之間95010501150140016501750255032504550B2網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間3004005007501000110019002600390

32、0C1、無遮欄裸導(dǎo)線至地 面之間2、無遮欄裸導(dǎo)體至建 筑、構(gòu)筑物頂部之間270028002900310034003500430050007500A值與電極形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護(hù)水平和環(huán)境條件等因素有關(guān),一般地說，220kv以下的配電裝置，大氣過電壓起主要作用，330kv及以上，內(nèi)過電壓起主要作用，采用殘壓較低的避雷器時，A1和A2值可減小，屋內(nèi)、外裝置中各有關(guān)部分之間個電壓等級，即110KV 10KV根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊規(guī)定，110KV采用 屋外配電裝置，10KV采用屋內(nèi)配電裝置.附錄1 1短路電流的計算以及程序說明查資料可知，架空線電抗 X 一般取為0.4 Q /km.選基準(zhǔn)

33、：SB=10MVA UB=U av110kv 側(cè)：lB =SB/( 3UB) =0.502 KA10kv 側(cè)：IB 二 SB/C3UB)=5.499 KA1.1 110KV咼壓側(cè)短路計算1.1.2短路參數(shù)計算X L2 =17 0.4 = 6.8X L3 =19 0.4 = 7.6XL4 =10 0.4 =41.1.1等值電路圖110kv側(cè)即當(dāng)f1點斷路時,等值電路及其簡化電路如圖1-1附圖1 12AMf4AIBO?f25/H.13OaAti?7r3XL5 =43 0.4=172X5 = 17.2 淫=0.13115x0.98 迴 0.0981000X2 = 6.8 単1152100115210

34、0X3=7.6= 0.0514= 0.05750.0302Nf 1 -S1000115 、36.828KA応1 = 0621 INf 訐0.021 6.828 =4.24KA100115”3= 0.502 KA通過變壓器高壓側(cè)的最大持續(xù)電流x7 =X6 =0.105 100 =0.4225x12 =x8 = Xi 二 0.0721100X9 = 7.6/6.82 =0.271115x10=17.2/4=0.245115=x9 x10 = 0.0271 0.0245 = 0.0516-1.682經(jīng)查表得:i 0.624 I Nf訐 0.624 6.828 = 4.26KA短路電流有名值:0502

35、 = 4.058KAx12 x130.1237沖擊電流:ish1=2.55 4.26 =10.86KA短路容量.S = d 4.058KA x 115KV = 808.20MVA當(dāng)只有一回進(jìn)線提供電源時，通過橋連斷路器的最大持續(xù)電流可能值:當(dāng)由一臺變壓器給負(fù)荷供電時通過變壓器高壓側(cè)的最大持續(xù)電流可能值:1。皿maxav3I1IB =0.0869KAI比較可知:IB =0.0724KA5加卻了血代卜彌*11AMI p*2 =js2%.5383 = 0.221.2 110KV高壓側(cè)短路計算 1.2.1等值電路圖在10KV側(cè)母線發(fā)生短路即f2短路時，等值電路及其簡化電路如圖1-3附圖1 3fAlpj

36、Ti1.2.2短路參數(shù)計算1x14 = x11X 6 =0.5 0.42 = 0.212x15 = x12 x13 x14 =0.1237 0.21 = 3.337Xj”X15 瑞=3.337 13= 4.5383 x js2 - 3.45短路周期電流幅值不會 隨時間變化1360I 卅2： -: 74.78KA10.573短路電流有名值：I 吃日 P*2 I Nf2=0.22 74.78 =16.49KA沖擊電流：ish2=2.55 16.49 =42.05KA最大持續(xù)電流：勺We創(chuàng)04?附 2.2 )當(dāng)由一臺變壓器給負(fù)荷供電時低壓側(cè)最大持續(xù)電流可能值:23 5I35.499 =0.746KA

37、1003比較可知：通過變壓器低壓側(cè)的最大持續(xù)電流：1I lI 2max =0.956 KA2短路容量：S3 16.49KA 10.5 = 299.90MVA附錄2電氣設(shè)備的選擇110KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇1)110KV高壓側(cè)斷路器的選擇進(jìn)線斷路器的等級比主變高壓側(cè)大一級，而母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器的額定值 相差不大，粗略計算，進(jìn)線只取進(jìn)線斷路器。假設(shè)兩臺主變同時并聯(lián)投入運行時，110KV母線上發(fā)生短路，短路電流有名值Id1= 1.951 附 2.1 )最大負(fù)荷電流Imax=1.05X 25000/額定電壓 U=110KV 高工作電壓 Ualm Usm=110X 1.15=126.5(K

38、V UNS斷路器額定電流Ie Imax按斷開電流選擇INbr Id1 按短路電流計算iNba ish 根據(jù)資料，可以知道LW6-110滿足要求，具體參數(shù)如下表附2.1 斷路器LW6-110參數(shù)表斷路器型 號額定電壓KV)額定電流動穩(wěn)定電流(KA熱穩(wěn)定電流KA) 附 2.4 )QK=I -2X t=1.94 2X 4=16 ( KA2S QK，所以滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗：因為 ies ish=4.977KA附 2.6 )所以滿足動穩(wěn)定要求。通過校驗，所選斷路器滿足設(shè)計要求。額定電壓 UNS=110KV 高工作電壓 Ualm Usm=110X 1.15=126.5(KV UNS隔離開關(guān)額定電流l

39、eImax根據(jù)資料，可以知道 滿足要求，具體參數(shù)如下：表附2.2 隔離開關(guān)GW13-11C參數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓KV)額定電流GW13-1101106301655熱穩(wěn)定校驗：lt2*t=162X4=1024 (KA2S附 2.8 )2 2 2QK= I - X t=1.951 X 4=15.225 ( KA SQK，所以滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗：因為 ies ish=4.97附 2.10)通過校驗，所選隔離開關(guān)滿足設(shè)計要求。10KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇1) 10KV低壓側(cè)斷路器的選擇進(jìn)線斷路器的等級比主變高壓側(cè)大一級，而母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器的額定值 相差不大，粗略計算，進(jìn)線只取進(jìn)

40、線斷路器。假設(shè)兩臺主變同時并聯(lián)投入運行時，10KV母線上發(fā)生短路，短路電流有名值Id1=8.470短路沖擊電流有名值 ish=2.55X Id1=2.55 X 8.470=21.599( KA 附 2.11 )最大負(fù)荷電流 Imax=1.05X 25000/ Usm=110X 1.15=11.5(KV UNS 斷路器額定電流Ie Imax按斷開電流選擇kbr Id1 按短路電流計算iNbaish根據(jù)資料，可以知道內(nèi)高壓真空斷路器ZN28-10/1250-20滿足要求，具體參數(shù)如下表附2.3 ZN12-10真空斷路器其主要參數(shù)。電壓等 級型號額定電 壓 額定電 流r KA)額定關(guān)合電流KA2Ir

41、 t動穩(wěn)定電流10kVZN12-1012KV2000A50140140kA1)校驗熱穩(wěn)定QD =It2t =502 4 =10000kA2.S)QK滿足要求。- ish22.55 17.2 = 21.93 附 2.16)22即滿足要求。2)10KV高壓隔離開關(guān)的選擇短路電流有名值Id1=8.4704短路沖擊電流有名值 ish=2.55X Id1=2.55 X 8.4704=21.5992( KA 額定電壓 UNs=10KV 高工作電壓 Ualm Usm=1(X 1.15=11.5(KV UNS隔離開關(guān)額定電流IeImax根據(jù)資料，可以知道GN6-10T/1000滿足要求，具體參數(shù)如下：表附2.

42、4隔離開關(guān)GN6-10T/1000參數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓KV )額定電流熱穩(wěn)定電流(KA QK，所以滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗：因為 ies=52 KA ish=21.5992KA=131.942A)S=lgmax/J=131.942/0.96=137.44 (mm 2附 2.23 )S為裸導(dǎo)體的載流截面根據(jù)以上計算及設(shè)計任務(wù)要求，可選擇 LGJQ-185型鋼芯鋁絞線，其集膚效 應(yīng)K-1，最高允許溫度為80 T，長期允許載流量為505A，進(jìn)行綜合校正，可知 為419.15A，半徑為1.84cm,直流電阻為0.1542 Q/KM即Iy 60)=836A 基準(zhǔn)環(huán)境溫度為+25C, S=392 m

43、 考慮環(huán)境的修正系數(shù) K0= 0y- 0) / 6- 6) -1/2附2.24 ) 0y為導(dǎo)體最高允許溫度，0為實際環(huán)境溫度，0b為基準(zhǔn)環(huán)境溫度，25 EK0=、(80-39)/(80-25)=0.863附 2.25 )Iy 0)=KeIy I gmax附 2.26 ) 運行時導(dǎo)體最高溫度 0 :0 = 0+ 0 - 0) I gmax/Iy ) 2附 2.27 )2=39+80-39) X 131.942/419.15 )=43.03 C 查表可以知熱穩(wěn)定系數(shù)C為96,滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面Smin= . Qd/C =131.8 mm2附 2.28)Qd為短路電流的熱效應(yīng)，KAs.Qd

44、=Qo.2+Q附 2.29)2 2 2 2 2=lz+10Izt/2 +Izt ) 0.2 X /2+0.05 X I z=1212 KAs為鋼芯附加熱系數(shù)，0.87滿足要求 按電暈電壓校驗：Ugw UoX |g a” rd /k o=0.98ko=1+2ro(n-1sin 二 /n/d附 2.33 )=1+2 X 1.84 X 1-1 ) X sin 二/1/1=12/3tUo=84 X 0.9 X 0.9 X 0.96 X 0.98 X 1 X 1.84/1=151 X lg137=322.7KV )附 2.34)即滿足Ugw UoUo為電暈臨界電壓線電壓有效值，KVk為三相導(dǎo)線平行排列時

45、，考慮中間相導(dǎo)線線電容比平均電容打的不均勻系數(shù)，一般取0.96n為分裂導(dǎo)線根數(shù)，對單導(dǎo)線為1d為分裂間距，cmm1為導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，一般取 0.9m2為天氣系數(shù)，晴天取1.0，陰天取0.9ro為導(dǎo)線半徑，ro=1.368cmko為導(dǎo)線電場強度附加影響系數(shù)rd為分裂導(dǎo)線等效半徑內(nèi)為導(dǎo)線幾何間距a為相間距離s為相對空氣密度P為大氣氣壓t為空氣溫度，t=28-0.00H，CH為海拔高度，m動穩(wěn)定校驗：取Ns為2.86，L取單位長度1m, a取1.5m-2 2即 F=6.037 X 10 X li sh X N/a=27.31N/M )=1445A) Sj=lmax/J=1821/0.69=1445

46、 (mm 2 附 2.37 )S為裸導(dǎo)體的載流截面根據(jù)以上計算及設(shè)計任務(wù)要求，可選擇三條矩型鋁母線，進(jìn)行平放，其集 膚效應(yīng)Kf=1.7，導(dǎo)體寬度h為100mm導(dǎo)體厚度為10mm最高允許溫度為 70 C,長期允許載流量為3284A.即 ly eo)=3284A,基準(zhǔn)環(huán)境溫度為 +25C，S=3000mm考慮環(huán)境的修正系數(shù)Ke=、(70-39)/(70 -25) =0.83附 2.38 )ly Igmax附 2.39)所以滿足要求技術(shù)參數(shù)如下所示：表附2.5矩型鋁母線參數(shù)表截面尺寸mm條數(shù)母線截面mm集膚效應(yīng)系數(shù)容許電流A放置方式hb10010330001.73284平放高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害， 屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電器，配電線路和配電變壓器，而在電 廠中多用于保護(hù)電壓互感器。1)按額定電壓選擇對于一般高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，另外，對于 填充石英沙有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因為這種類 型的熔斷器能在電流達(dá)最大值之前就將電流截斷，致使熔斷器熔斷時產(chǎn)生過電壓。 IeRt額定電流選擇：為了糾正熔體在通過