110KV降壓變電所設(shè)計

1、發(fā)電廠電氣部分結(jié)業(yè)論文110kv降壓變電所設(shè)計課程名稱：發(fā)電廠電氣部分任課教師：姜新通所在學(xué)院：信息技術(shù)學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化班級：學(xué)生姓名： 中國·大慶2012 年 5 月設(shè)計任務(wù)書一、原始資料：1、變電所性質(zhì)：區(qū)域性變電所。2、地理位置：位于南方中等城市近郊，向市區(qū)及較大工業(yè)用戶供電。3、自然條件：所區(qū)地勢屬高原地區(qū)，海拔1200m，交通方便，有公路經(jīng)過。最高氣溫+42，最低氣溫-15，年平均溫度+20，最大風(fēng)速35m/s，覆冰厚度2mm，地震烈度<6級，土壤電阻率<500.m，雷電日45天，周圍環(huán)境較好，凍土深度0.3m，主導(dǎo)風(fēng)向 夏東南風(fēng)，冬西北風(fēng)。4、負

2、荷資料：1）110kv側(cè)共4回線與系統(tǒng)相連。2）60kv側(cè)共7回架空出線，最大綜合負荷70mw。cos=0.82負荷名稱最大/最小負荷（mw）線路長度（km）回路數(shù)附注化纖廠20/16301石油廠20/14401有重要負荷化工廠10/6501有重要負荷化工機械廠12/10501化肥廠8/63013）35kv側(cè)共10回架空線，最大綜合負荷42mw，cos=0.85負荷名稱最大/最小負荷（mw）線路長度（km）回路數(shù)毛紡廠10/662棉紡廠10/641印染廠6/461紡織機械廠4/341機床廠4/222通用機械廠3/231日用電器廠3/231日用化工廠2/121二、設(shè)計任務(wù)：1、主變壓器選擇。2、

3、設(shè)計變電站主接線，論證所設(shè)計的主接線是最佳方案。3、短路電流計算。4、選擇導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備。5、繪制主接線圖。 摘要本設(shè)計是110kv降壓變電站設(shè)計，負荷性質(zhì)為地區(qū)負荷。根據(jù)負荷性質(zhì)和主接線方案的比較，確定了主接線形式及主變?nèi)萘俊⑴_數(shù)。根據(jù)所給系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)阻抗及短路電流，并對主要電氣設(shè)備及導(dǎo)線進行了選擇和校驗。根據(jù)所給地形地理條件，對配電裝置進行了布置。對全站電工建筑物進行了防雷保護設(shè)計。關(guān)鍵詞：變電所 設(shè)計目錄設(shè)計任務(wù)書1摘要2第1章 主變選擇4一、原始資料分析4二、主變壓器的選擇4第2章 電氣主接線設(shè)計6一、主接線的基本原則與要求6二、主接線的基本接線形式7三、主接線方案的初步擬定9

4、第3章 短路電流計算11一、短路的概念及路電流的種類11二、短路電流的計算11第4章 主要電氣設(shè)備的選擇及校驗13一、斷路器及隔離開關(guān)的選擇：14二、高壓開關(guān)柜的選擇：15三、電流互感器的選擇：15四、電壓互感器的選擇：16五、高壓熔斷器的選擇：16六、母線的選擇：16第5章 變電所的防雷保護規(guī)劃19一、直擊雷的過電壓保護：19二、雷電侵入波的過電壓保護19三、避雷器的配置：19四、避雷線的配置：19參考文獻21附錄22第一部分 計算書22第二部分 電氣主接線圖33第1章 主變選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，依據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊中有關(guān)內(nèi)容，遵照變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程中有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)對110kv變電所進

5、行設(shè)計，其設(shè)計的方法和步驟如下： 一、原始資料分析 1、分析本變電站在電力系統(tǒng)中的作用： 本變電所的電壓等級為110kv，為一降壓變電所，在系統(tǒng)中的地位比較重要，高壓側(cè)同時接收和變換功率，供60kv負荷和35kv負荷，屬于地區(qū)一般變電所。 2、建設(shè)規(guī)模： 1、110kv進出線共4回與系統(tǒng)相連。 2、60kv出線共7回，最大綜合負荷70mw，功率因數(shù)為0.82。3、35kv出線共10回，最大綜合負荷42mw，功率因數(shù)為0.85。3、負荷分析 73.5mva25.61.050.9224.72mva在60kv負荷中一、二類負荷比較大，發(fā)生斷電時，會造成生產(chǎn)機械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟損失.

6、因此要盡可能保證其供電可靠性。 二、主變壓器的選擇 變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。 1、主變壓器臺數(shù)： 為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)有兩臺主變壓器。 2、變壓器容量： 裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿足全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證80%負荷供電。 3、在330kv及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相為壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯低壓中壓高壓線圈，高與低之間

7、阻抗最大。 4、繞組數(shù)和接線組別的確定： 該變電所有三個電壓等級，所以選用三繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，110kv以上電壓，變壓器繞組都采用y0連接，35kv采用y形連接，10kv采用連接。5、調(diào)壓方式的選擇：普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載

8、調(diào)壓變壓器。6、冷卻方式的選擇：主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，選用自冷冷卻方式。最終確定為sfsz775000/110型變壓器采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如下：額定電壓：11060±2×2.5%35±2×2.5%kv聯(lián)接組別號：ynd11型號額定容量（kva）額定電壓（kv）連接組別空載電流（%）損耗（kw）高壓中壓低壓空載負載sf9-75000/1107500011012160±2×2.5%60±2×2.

9、5yn d110.4259278第2章 電氣主接線設(shè)計一、主接線的基本原則與要求電氣主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇配電裝置選擇，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。設(shè)計的基本要求為：² 滿足對用戶供電必要的可靠性和保證電能質(zhì)量。² 接線應(yīng)簡單，清晰且操作方便。² 運行上要具有一定的靈活性和檢修方便。² 具有經(jīng)濟性，投資少，運行維護費用低。² 具有擴建和可能性。主接線應(yīng)滿足可靠性、

10、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更加嚴重，往往比少發(fā)電能的價值大十幾倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠性。因事故被迫中斷供電的機會越少，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的可靠程度就越高。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。（2）短路器或母線發(fā)生故障以及母線計劃檢修時，應(yīng)盡量減小進出線停運的回路數(shù)和停運的時間，并要保證對一類負荷及全部或大部

11、分二類負荷的供電。（3）盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。2、靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度運行、檢修及擴建時的靈活性。1、調(diào)度運行中應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運行要求。2、檢修時，可以方便地停運斷路子器、母線以及繼電保護設(shè)備，影響安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。2、擴建時，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。3、經(jīng)濟性在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線可靠

12、、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟合理，一般應(yīng)當從以下幾方面考慮：1、投資省：² 主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等次設(shè)備，降低投資。² 要適當采用限制短路電流的措施，以便選用廉價的電器設(shè)備或輕型設(shè)備。² 要使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和電纜的投資。² 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kv及以及終端或分支變電所應(yīng)盡量簡單。2、占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積

13、減少。同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變電所，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計、分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。3、電能損失少 在發(fā)電廠或變電所中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。二、主接線的基本接線形式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式。概括地可分為兩大類：有匯流母線的接線形式；無匯流母線的接線形式。1、有匯流母線的電氣主接線1、單母線連接（1）優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電設(shè)備。（2）缺點：不夠靈活可靠，母線或隔離開關(guān)故障或檢修，均需

14、使整個配電裝置停電。（3）適用范圍：35-63kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回時；110-220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回2、單母線分段接線（1）優(yōu)點：² 用短路器把母線分段后，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，由兩個電源供電；² 當一段母線發(fā)生故障時，分段短路器能自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電；（2）缺點：² 當以段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；² 當出現(xiàn)為雙路時，常使架空線出現(xiàn)交叉穿越；² 擴建時需要向兩個方向均衡擴建；（3）適用范圍：² 35-63kv

15、配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；² 110-220kv配電裝置的出線回路數(shù)為3-4回時； 3、雙母線接線（1）優(yōu)點：² 供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，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)，可只停該回路；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(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式和潮流變化的需要；² 擴建方便，向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線索電源和負荷的均勻分配，不會引起原有回路的停電，當有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，也不會產(chǎn)

16、生出線的交叉跨越；² 運行中便于安排設(shè)備進行調(diào)試。（2）缺點：² 每一回路都要增加一組母線隔離開關(guān)，故該接線使用隔離開關(guān)多；² 當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作；（3）適用范圍：² 35-60kv配電裝置的出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；² 110-220kv配電裝置的出線回路數(shù)為5回及以上時，或當110-220kv配電裝置在系統(tǒng)中具有重要地位、出線回路數(shù)為4回以上時；4、雙母線分段接線當220kv進出線回路數(shù)甚多，雙母線需要分段，分段原則是：（1）當進出線回路數(shù)為10-14回時，在一組母線上用斷路器

17、分段；（2）當進出線回路數(shù)為15回以上時，兩組母線均用斷路器分段；（3）為了限制某種運行方式，220kv母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母線分段；（4）大雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。5、增設(shè)旁路母線為保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置在進出線段路器檢修時不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線。6、一個半斷路接線一個半斷路器接線是一種設(shè)有多回路集結(jié)點、一個回路由兩臺斷路器供電的雙重連接的多環(huán)形接線，是現(xiàn)代國內(nèi)外大型電廠和變電所超高壓配電裝置廣泛應(yīng)用的一種接線，其特點是：（1）有高度可靠性。每回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跑開與此母線相連的所有斷路器，任何回

18、路不停電。在事故與檢修相重合情況下的停電回路不會多于兩回。（2）運行調(diào)度靈活性。正常時兩組母線和全部斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)形供電，運行調(diào)度靈活。（3）操作檢修方便。隔離開關(guān)僅作檢修時用，避免了將隔離開關(guān)作操作時的倒閘操作。檢修斷路器時，不需要帶旁路的倒操作。檢修母線時，回路不需要切換。二、無匯流母線的電氣主接線1、變壓器一線路單元連接（1）優(yōu)點：接線最簡單，設(shè)備最少，不需高壓配電裝置。（2）缺點：線路故障或檢修時，變壓器要停運；變壓器故障或檢修時，線路要停運。（3）適用范圍：只有一臺變壓器和回線路時；當發(fā)電廠不設(shè)高壓配電裝置、直接將電能送至樞紐變電所時。2、橋形接線當兩上變壓器一線路單

19、元接線相互連接時，可接成橋形接線。連接橋斷路器裝于靠近主變壓器側(cè)，成內(nèi)橋形接線；連接橋斷路器裝于靠近出線側(cè)，稱外橋形接線。（1）內(nèi)橋形接線1）優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個元件只需三臺斷路器。2）缺點：² 變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回路暫時停運；² 連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；² 出線斷路器檢修時，線路要在此期間停運。3）適用范圍：適用于容量較小的發(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1）優(yōu)點：同內(nèi)橋形接線2）缺點：² 變壓器的切除和較復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回線路暫時停

20、運；² 連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；² 出線斷路器檢修時，線路要在此期間停運。3）適用范圍：適用于容量較小的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障較少的情況。當線路有穿越功率時，也宜采用外橋形接線。三、主接線方案的初步擬定 1、110kv側(cè)主接線的設(shè)計110kv側(cè)初期設(shè)計回路數(shù)為4。110kv側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。110kv側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點：(1)供電可靠性：當一組母線停電或故障時，不影響另一組母線供電；(2)調(diào)度靈活，任一電源消失時，可用另一電源帶兩段母線：(3)擴建方便；(4)在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上

21、，較經(jīng)濟。故110kv側(cè)采用單母分段的連接方式。2、60kv側(cè)主接線的設(shè)計60kv側(cè)出線回路數(shù)為7回當3563kv配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。故35kv采用單母線分段連接。3、35kv側(cè)主接線的設(shè)計35kv側(cè)出線回路數(shù)為10回當3563kv配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。故35kv采用單母分段連接4、主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110kv側(cè)采用單母分段的連接方式，60kv側(cè)采用單母分段連接，35kv側(cè)采用單母分段連接。方案二：11

22、0kv側(cè)采用單母分段的連接方式，60kv側(cè)采用雙母線連接，35kv側(cè)采用單母分段連接。兩種方案比較：方案一 110kv側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便，35kv、10kv采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110kv側(cè)采用單母分段的連接方式，

23、60kv側(cè)采用單母分段連線，35kv側(cè)采用單母分段連接。第3章 短路電流計算一、短路的概念及路電流的種類 1、短路的概念電力系統(tǒng)不可避免會發(fā)生短路事故。短路事故威脅著電網(wǎng)的正常運行中，并有可能損壞電氣設(shè)備。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，都要對供電網(wǎng)絡(luò)進行短路電流計算，以便正確地選用和調(diào)整繼電保護裝置，正確地選擇電氣設(shè)備，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。短路的種類有以下幾種：三相短路,兩相短路,兩相短路接地,單相短路（接地）。三相短路是對稱短路，此時三相電流和三相電壓仍然是對稱的，只是三相電流特大。除三相短路外的其他短路都是不對稱性短路，每相電流和電壓數(shù)值不相等，相角也不同。 2、短路電流的暫態(tài)

24、過程和短路電流種類1短路電流的暫態(tài)過程當電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，由于短路回路存在著電感，電流不能突變，因此有一個暫態(tài)過程。短路電流隨時間變化，最后達到穩(wěn)定值。短路全電流id由對稱的周期分量iz和不對成的非周期分量if兩部分合成，即id=iz+if周期分量iz先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值i。非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減，其衰減時間常數(shù)為0.05-0.2。2計算各短路電流的目的（1） 短路沖擊電流ich：用來校驗電氣設(shè)備和母線的動穩(wěn)定。（2） 短路全電流最大有效值ich（第一周期短路全電流有效值）：用來校驗電氣設(shè)備和母線的動穩(wěn)定。（3）超瞬變短路電流有效值i：用來作繼電保護的整定計算和校驗斷路器的

25、短流量。（4） 短路后0.2秒后的短路電流周期分量有效值i0.2：用來校驗斷路器的斷流量。（5）穩(wěn)態(tài)短路電流有效值i：用來校驗電氣設(shè)備和載流部分的熱穩(wěn)定。（6） 短路后0.2s后的短路容量s0.2：用來校驗斷路器的遮斷容量。 二、短路電流的計算1、為了簡化短路電流的計算方法，在保證計算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出一下規(guī)定：² 所有的電源電動勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。² 認為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。² 輸電線路的分布電容略去不計。² 每一個電壓級

26、采用平均電壓，這個規(guī)定在計算短路電流時，所造成的誤差很小。因為電抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多。² 計算高壓系統(tǒng)短路電流時，一般只計及發(fā)電機、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因為這些元件x/3>r時，可以略去電阻的影響。² 短路點離同步調(diào)相機和同步電動機較近時，應(yīng)該考慮對短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動機對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動機正在運行時，在母線上發(fā)生三相短路，短路點的電壓立即降低。此時，電動機將變?yōu)榘l(fā)電機運行狀態(tài)，母線上電壓低于電動機的反電勢。² 在簡化系統(tǒng)阻抗時，距短路點遠的電源與近的電源不能合并,兩個容量相差很大的

27、電源不能夠合并。² 以供電電源為基準的電抗標幺值>3.5,可以認為電源容量為無限大容量的系統(tǒng),短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。短路電流計算結(jié)果如下表：i"（ka）(ka）（ka）（ka）110kv21.162.15.0960kkv4.454.244.5511.3335kkv14.0413.3414.1435.74 短路電流計算結(jié)果表第4章 主要電氣設(shè)備的選擇及校驗正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)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(shù)并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)

28、中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同。但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。第一、按正常工作條件選擇電器1、額定電壓和最高工作電壓電器所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器允許最高工作電壓ualm不低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓usm，即ualmusm。一般電器允許的最高工作電壓：當額定電壓在220kv及以下時為1.15un；額定電壓為330-500kv時為1.1un。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓一般不超過1.1uns因此在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓un不低于裝置

29、地點電網(wǎng)額定電壓uns的條件選擇，即ununs。2、額定電流電網(wǎng)的額定電流in是指在額定周圍環(huán)境溫度 0下，電器的長期允許電流。in應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流imax，即inimax。由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的imax為發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的1.05倍；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大臺發(fā)電機或變壓器的imax。3、按當?shù)丨h(huán)境條件校驗在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。第二、按短路

30、情況校驗1、短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電器各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為：it·t2qk式中：qk短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)。it、t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間2、電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定條件為：iesish式中ies短路沖擊電流幅值ish電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值3、短路計算時間校驗電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，必須合理地確定短路計算時間。驗算熱穩(wěn)定的計算時間tk為繼電保護動作時tpr和響應(yīng)短路器的全開斷時間tab之和，即tk=tpr+tab 而tab=tin+ta式中tab斷路器全開端時間

31、tpr后備保護動作時間 tin斷路器固有分閘時間 ta斷路器開斷時電弧待續(xù)時間，對少油斷路器為0.04-0.06s,對sf6斷路器和壓縮空氣斷路器約為0.02-0.04s。一、斷路器及隔離開關(guān)的選擇：1、選擇：（1）按正常工作條件選擇： a、按額定電壓選：額定電壓和最高工作電壓，一般按所選電器和電纜允許最高工作電壓ugmax不低于所按電網(wǎng)的最高運行電壓uymax。 即：ugmaxuymax b、按額定電流選：在額定周圍環(huán)境溫度下長期允許電流iy，應(yīng)不小于該回路最大持續(xù)工作電流igmax 即：iyigmax 短路計算參數(shù)如下：110kv：i/=4.922ka ich=12.55a s/=980.

32、37mva60kv ：i/=8.276ka ich=21.1a s/=530.36mva35kv： i/=22.61ka ich=57.66a s/=411.19mva110kv選擇lw35110型斷路器計算數(shù)據(jù)lw35-110u（kv）110ue（kv）110igmax(a)376.4ie(a)3150i/(ka)4.922ir(ka)31.5ich(ka)12.55idw(ka)80i2tdz4.922×0.5ir2t31.52×335kv選擇zn8535型斷路器計算數(shù)據(jù)zn8535u（kv）35ue（kv）40.5igmax(a)496ie(a)1600i/(ka)8

33、.276ir(ka)25ich(ka)21.2idw(ka)63i2tdz8.2762×0.6ir2t252×4 10kv主變側(cè)選vs1-123150，負荷側(cè)選vs1-12-1250計算數(shù)據(jù)vs1-12/-3150計算數(shù)據(jù)vs1-12-1250u（kv）35ue（kv）12u（kv）10ue（kv）12igmax(a)1989ie(a)3150igmax(a)144.3ie(a)1250i/(ka)22.61ir(ka)40i/(ka)22.61ir(ka)31.5ich(ka)57.66idw(ka)100ich(ka)57.66idw(ka)80i2tdz22.612x

34、0.75ir2t402×4i2tdz22.612×0.75ir2t31.52×4隔離開關(guān)選擇結(jié)果如下： 110kv選gw4110型： 計算數(shù)據(jù)gw4-110u(kv)110ue（kv）110igmax(a)174ie(a)1250i"(ka)4.922ir(ka)21.5ich(ka)12.55idw(ka)80二、高壓開關(guān)柜的選擇： 根據(jù)所選擇的形式，所選開關(guān)柜的型號如下：10kv：kyn281235kv：kyn6140.5 三、電流互感器的選擇： 1、選擇：根據(jù)電網(wǎng)額定電壓等其他條件，查常用設(shè)備手冊選電流互感器型號如下： lh選擇： 技術(shù)特性型號lv

35、qb-110lzzbj-35lzzbj-10額定電壓（kv）1103510額定電流（a）2×200/51500/52×1500/51秒熱穩(wěn)定倍數(shù)45/1565/1575/15動穩(wěn)定倍數(shù)12590次級組合d/d/d/0.5/0.2d/d/0.5/0.2d/0.5/.02 當電流互感器用于測量時，其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中工作電流大1/3左右，以保證測量儀表最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘尽?a、回路最大持續(xù)工作電流：110kv側(cè)： 60kv側(cè)： 35kv側(cè)：b、饋路最大持續(xù)工作電流：110kv側(cè)：60kv側(cè)：35kv側(cè)：四、電壓互感器的選擇： 根據(jù)電網(wǎng)額定電壓

36、、一次電壓、二次電壓等條件，查常用設(shè)備手冊，選擇電壓互感器型號如下：安裝等級型號ue（kv）電壓比接線方式臺數(shù)110kvjdzx-110110110/100100y0y0360kvjdzx-606060/0.10.1y0y0335kvjdzx-353535/0.10.1y0y01五、高壓熔斷器的選擇：根據(jù)電網(wǎng)電壓的要求，本站60kv、35kv電壓互感器都用高壓熔斷器進行保護，保護電壓互感器的熔斷器只需按額定電壓和開斷容量來選擇，查閱有關(guān)設(shè)計資料得：60kv電壓互感器使用rn260型高壓限流熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：ue=60kv，le=0.5a，sde=1000mva。35kv電壓互感器選用rn23

37、5型高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：ue=35kv，le=0.5a，sde=1000mva。 高壓熔斷器選擇結(jié)果：安裝地型號電壓電流斷流容量最 大分斷流數(shù)量備 注60kv電壓互感器rn26060kv0.5a1000mvasoka2 組保護室內(nèi)電壓互感器35kv電壓互感器rn23535kv0.5a1000mvasoka2 組保護室內(nèi)電壓互感器六、母線的選擇：常用導(dǎo)體材料在銅、鋁等。載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，110kv及以上配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。硬母線截面在矩形、槽形、管形等。矩形母線用于35kv及以下，電流在4000a及以下配電裝置。導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇，變電所的匯流母線均按

38、長期發(fā)熱允許電流進行選擇，各引線則按經(jīng)濟電流密度選擇。按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計算費用最低。對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負荷利用小時數(shù)tmax將有一個年計算費用最低的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度j。按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體截面的允許電流還必須滿足igmaxkial電暈電壓校驗當110kv所選導(dǎo)線截面積大于70mm2時，可不作電暈電壓校驗。矩形導(dǎo)體不作電暈電壓校驗。 熱穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗 y-母線材料的允許應(yīng)力max-作用在母線上的最在計算應(yīng)力各電壓等級負荷，最大負荷利用率為：110kv側(cè)：tmax=5000小時35kv側(cè)：tmax=4500小時10kv側(cè)：tmax =4000小時1、1

39、10kv母線及引出線的選擇1) 主變110kv側(cè)的引出線的選擇：根據(jù)設(shè)計要求及有關(guān)資料可知110kv及以上的配電裝置蔽露布置時、不宜采用硬導(dǎo)體。因這個電壓等級以上的硬件導(dǎo)體散熱條件較差。故主變110kv側(cè)的引出線，應(yīng)按經(jīng)濟電流密度選擇軟導(dǎo)體。2) 110kv輸電線路導(dǎo)線的選擇，應(yīng)按最大負荷電流選擇截面。3) 110kv母線選擇可按照單回最大110kv出線選擇，也選擇lgj-400型鋼芯鋁絞線。2、60kv母線及引出線的選擇1) 60kv母線的選擇：根據(jù)設(shè)計要求，本變電站60kv出線為7回，因此，60kv母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜，其截面應(yīng)按最大持續(xù)工作電流選擇。2) 主變60kv側(cè)至60kv母線連線的

40、選擇根據(jù)設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定一般選矩形鋁母線做變壓器至母線的連接線，igmax =496a按經(jīng)濟電流密度選設(shè)tmax=4500h，查有關(guān)資料得，j=0.84a/mm2，經(jīng)查有關(guān)設(shè)計手冊得：試選用100×8單條矩形鋁線平放時，長期允許載流量為1542a，取綜合校正系數(shù)k=0.94，則實際載流量為ixr =1542×0.94=1449.5a igmax，100×8單條矩形鋁母線動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定此前校驗過，滿足要求。3) 60kv側(cè)輸電線路的選擇，應(yīng)按其最大負荷電流選擇導(dǎo)體截面。3、35kv側(cè)導(dǎo)線的選擇：1) 35kv側(cè)母線的選擇：根據(jù)設(shè)計要求，本變電所35kv的最終回路較

41、多，因此35kv母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜，其截面應(yīng)按最大持續(xù)工作電流選擇。2) 主變35kv側(cè)至35kv母線連線的選擇根據(jù)設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定一般選矩形鋁母線做變壓器至母線的連接線，igmax=1819a按經(jīng)濟電流密度選設(shè)tmax=4000h，查有關(guān)資料得，j=0.9a/mm2，經(jīng)查有關(guān)設(shè)計手冊得：試選用2×（100×8）條矩形鋁母線平放時，長期允許載流量為2298a，取綜合校正系數(shù)k=0.94，則實際載流量為ixr =2298×0.94=2160a igmax =1819a，100×8雙條矩形鋁母線動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定此前校驗過，滿足要求。3) 35kv側(cè)輸電線路軟

42、導(dǎo)體的選擇，應(yīng)按最大負荷電流選擇導(dǎo)體截面。電壓等級型號截面積（mm）載流量備注110kv輸電線路及母線lgj-400400898a敝露式裝設(shè)主變進線lgj-240240610a架空線60kv母線及母變連接線lmy-100×88001542a單片矩形室內(nèi)外混裝輸電線路lgj-185185510a架空線35kv母線及母變連接線lmy-2（100×8）16002298a雙片矩形室內(nèi)外混裝輸電線路lgj150150470a架空線第5章 變電所的防雷保護規(guī)劃避雷針、避雷器是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護直擊雷過電壓的主要措施。變電所借助屋外配電裝置架構(gòu)上的避雷針和獨立避雷針共

43、同組成的保護網(wǎng)來實現(xiàn)，主控制室和屋內(nèi)配電要采用屋頂上的避雷帶。一、直擊雷的過電壓保護： 裝設(shè)獨立避雷針，為防止雷直擊變電設(shè)備及其架構(gòu)、電工建筑物，其沖擊接地電阻不宜超過10歐，為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構(gòu)之間的空氣中的距離sk不宜小于5m，獨立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離sd應(yīng)大于3m。35kv、ll0kv配電裝置：Ø 在架構(gòu)上裝設(shè)獨立避雷針，將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接地。Ø 主變壓器裝設(shè)獨立避雷針Ø 各電壓等級母線橋：裝設(shè)獨立避雷針。Ø 主控制樓：屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。二、雷電侵入波的過電壓保

44、護 對入侵波防護的主要措施： 變電所內(nèi)必須裝設(shè)避雷器以限制雷電波入侵時的過電壓，在ll0kv、35kv靠近變電所l-2km的進線上架設(shè)避雷線，其耐雷水平分別不應(yīng)低于30ka和75ka保護角在25°和30°范圍內(nèi)，沖擊接地電阻在l0左右，以保證大多數(shù)雷電波只在此線段外出現(xiàn)，即設(shè)置進線段保護。對于三繞組變壓器，應(yīng)在低壓側(cè)任一相繞組對地加裝一個避雷器，對于變壓器中性點保護，因中性點為直接接地，變壓器為分級絕緣。其絕緣水平為35kv等級，需在中性點上裝避雷器。三、避雷器的配置： (1)進出線設(shè)備外側(cè)； (2)所有母線上； (3)變壓器高壓側(cè)，盡量靠近變壓器； (4)變壓器低壓側(cè)為時

45、，只裝在b相； (5)主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設(shè)；四、避雷線的配置： (1)ll0kv及以上線路沿全長架設(shè)避雷線； (2)35kv雷電日較高應(yīng)全長架設(shè)避雷線； (3)10-35kv，一般設(shè)1-2km的進線段保護，以降低雷電波的陡度。避雷器選擇一覽表型 號安裝地點數(shù)量參 數(shù)陡度沖擊電流下殘壓kv雷電沖擊電流下殘壓kv操作沖擊電流下殘壓kv直流1ma參考電壓kvyh10wz102/266110kv母線2266yh5wz51/13460kv側(cè)母線215413411473yh5wz17/4535kv母線24524.0yh1w72/186主變中性點218613786yh5wz51/134主變6

46、0kv側(cè)215413411473yh5wz17/45主變35kv側(cè)251.84538.324yh5wz17/4535kv出線1051.84538.324參考文獻1、電力工程電氣設(shè)計手冊西北、東北電力設(shè)計院編2、發(fā)電廠變電所電氣接線和布置西北電力設(shè)計院編3、導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定4、10-220kv變電所設(shè)計遼寧科學(xué)技術(shù)出版社5、電力設(shè)備過電壓保護設(shè)計技術(shù)規(guī)程6、有關(guān)教材發(fā)電廠電氣部分電力系統(tǒng)分析等附錄第一部分 計算書1、主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇計算1. 60kv側(cè)：其出線回路數(shù)為7回，kt=0.92,結(jié)合“1. 2變電站的負荷分析”35kv負荷情況分析表11知：73.5mva2. 35kv側(cè)：由

47、于其出線回路數(shù)共10回，故可取kt=0.85,結(jié)合35kv負荷情況分析可知：0.851.05（10+10+6+4+4+3+3+2）44.1mva則三繞組變壓器的計算容量：因此，選擇兩臺75mva的變壓器。校驗：（1）s選=75>所以滿足一臺停運時另一臺不小于全部容量的70。（2）s選=75>也滿足一臺停運時另一臺滿足全部一、二類負荷。綜上所述，最終確定為sf975000/110型變壓器。第二部分 短路電流計算第一節(jié) 計算系統(tǒng)阻抗基準容量：sj=100mva基準電壓：uj=115/63/38.5kv額定電壓：110/63±2×2.5/38.5±2

48、5;2.5kv容量比： 75/75/75ij=sj/×uj=100/×110=100/190.530.5249 ka2.各元件參數(shù)計算公式為：x變壓器=(ud%/100) ×(sj/se)則有：ud1%=(1/2) ×(u d-%+ u d-%- u d-%)=(1/2) ×(17 +17-6.5)=13.75ud2%=(1/2) ×( u d-% + u d-% -u d-%)=(1/2) ×(6.5+17-17)=3.25ud3%=(1/2) ×( u d-%+u d-% - u d-%)=(1/2) 

49、5;17+6.5-17)=3.25x1=x2=(ud1%/100) ×(sj/se)=(13.75/100) ×(100/75)=0.18 x3=x4=(ud2%/100) ×(sj/se)=(3.25/100) ×(100/75)=0.04 x5=x6=(ud2%/100) ×(sj/se)=(3.25/100) ×(100/75)=0.04第二節(jié) 計算短路電流考慮最大運行方式為兩臺主變?nèi)郎y并列運行，最大短路電流為母線三相短路的電流，選擇短路點為d1：110kv母線三相短路點d2：60kv母線三相短路點d3：35kv母線三相短路點1

50、>當d1點短路時:id1=1/x系統(tǒng)=1/0.09=11.112>當d2點短路時,其等值電路圖為:由化簡圖1得:x7= x5+ x6=0.04+0.04=0.08由化簡圖2得:x8= x1×x2/( x1+x2+x7)= 0.18×0.18/(0.18+0.18+0.08) 0.0736x9= x1×x7/( x1+ x2+ x7)= 0.18×0.08/(0.18+0.18+0.08)0.0327x10= x7×x2/( x1+x2+x7)=0.08×0.18/(0.18+0.18+0.08)0.0327由化簡圖3得:x

51、11=(x3+x9)/ (x4+x10)=(1/2)(0.04+0.0327)0.0364id2=1/(x11+x系統(tǒng)+x8)=1/(0.0364+0.09+0.0736)=53>當d3點短路時,其等值電路圖為:由化簡圖1得:x7 = x3+x4=0.04+0.04=0.08由化簡圖2得:x8 = x1× x2/( x1+ x2+ x7)= 0.18×0.18/(0.18+0.18+0.08) = 0.0736x9 = x1×x7/( x1+ x2+ x7)= 0.18×0.08/(0.18+0.18+0.08)0.0327x10 = x7

52、5;x2/( x1+ x2+ x7)= 0.08×0.18/(0.18+0.18+0.08)0.0327由化簡圖3得:x11 = (x5+ x9)/ (x6+ x10)=(1/2)(0.04+0.0736)0.0364id3 = 1/(x11+x系統(tǒng)+x8)=1/(0.0364+0.09+0.0367)=54>根據(jù)公式: i= ij×i* 則有:i1= ij×id1*=0.5249×11.115.8316kai2= i3 =ij×id2*=0.5249×52.6245ich1 =1.8×2 i1=2.55×i1=2.55×5.831614.8706 kaich2 = ich3=1.8×2 i2=2.55× i2=2.55×2.62456.6925kaich1=1.52×i1=1.52×5.83168.864kaich