電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計110KV降壓變電站系統(tǒng)設(shè)計

1、電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計電氣學(xué)科大類 07級電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計報告（110kv降壓變電站系統(tǒng)設(shè)計）姓 名 蔣 林 學(xué) 號 u200712346 專業(yè)班號 電氣0708 班 日 期 2010年月6日 目錄一、設(shè)計說明3二、主變選擇41、負(fù)荷分析42、總體分析主變形式臺數(shù)的選擇53、具體方案比較54、方案確定65、主變中性點接地方式的選擇6三、主接線選擇71、具體情況分析72、方案確定8四、短路電流的計算8五、主要的電氣設(shè)備的選擇111、設(shè)備選擇的原則和條件112、開關(guān)電器的選擇123、導(dǎo)線的選擇(硬、軟母線和出線的選擇)164、電流互感器的選擇196、高壓熔斷器的選擇207、支持絕緣子和穿墻套管的

2、選擇208、避雷器的選擇21六、設(shè)計小結(jié)23附錄241、短路計算過程：242、保護(hù)整定計算過程253、smin的計算值27參考資料28110kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計說明本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kv，35kv，10kv以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開

3、關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kv電氣一次部分的設(shè)計。該變電站為110kv降壓變電站，對外輸出三個電壓等級分別為110kv、35kv、10kv。該變電站為地區(qū)變電站。本變電站共有110kv進(jìn)線兩回，出線兩回，遠(yuǎn)期進(jìn)線兩回，出線三回。35kv近期出線四回，遠(yuǎn)期五回。10kv近期八回，遠(yuǎn)期六回。詳細(xì)情況見設(shè)計任務(wù)書。如下：變電站電氣系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書題目 110kv變電站電氣系統(tǒng)初步設(shè)計 學(xué)生姓名 蔣林 一、原始資料1、待建變電站的建設(shè)規(guī)模 變電站類型： 110 kv降壓變電站 三個電壓等級： 110 kv、 35 kv、 10 kv 110 )kv

4、：近期進(jìn)線2回，出線2 回；遠(yuǎn)期進(jìn)線2回，出線3 回 35 kv：近期4回； 遠(yuǎn)期5回 10 kv：近期8回；遠(yuǎn)期6回2、電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況 變電站在系統(tǒng)中地位：地區(qū) 變電站 變電站僅采用 110 kv的電壓與電力系統(tǒng)相連，為變電站的電源 電力系統(tǒng)至本變電站高壓母線的標(biāo)么電抗（sd=100mva）為：最大運行方式時 0.25 ；最小運行方式時 0.35 ；主運行方式時 0.3 ； 上級變電站后備保護(hù)動作時間為 2 s3、待建變電站負(fù)荷 110 kv出線：負(fù)荷每回容量 10000kva，cosj0.9，tmax 5500 h 35 kv負(fù)荷每回容量 6000kva，cosj0.85，

5、tmax 5500h；其中，一類負(fù)荷2回；二類負(fù)荷1回。 低壓負(fù)荷每回容量 2000 kw，cosj0.95，tmax 4500h；其中，一類負(fù)荷2回；二類負(fù)荷2回(4)負(fù)荷同時率 0.8 4、環(huán)境條件 當(dāng)?shù)啬曜罡邭鉁?00c，年最低氣溫-50c，最熱月平均最高氣溫250c，年最低氣溫-50c 當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?00m 雷暴日： 20日/年5、其它 變電站地理位置：城郊，距城區(qū)約8km 變電站供電范圍： 110 kv線路：最長100 km，最短50 km； 35 kv線路：最長60 km，最短20 km； 10 kv低壓饋線：最長30km，最短10km； 未盡事宜按照設(shè)計常規(guī)假設(shè)。二、主變選擇

6、1、負(fù)荷分析（1）35kv側(cè)負(fù)荷： 近期負(fù)荷 s35kv=4*6000kva=24000kva遠(yuǎn)期負(fù)荷 s35kv=5*6000kva=30000kva（2）10kv側(cè)負(fù)荷： 近期負(fù)荷s10kv=8*2000w=16000w遠(yuǎn)期負(fù)荷 s10kv=6*2000w=12000w近期總負(fù)荷為：s1=24000kva+160000.95kva*0.8=32673.68kva遠(yuǎn)期總負(fù)荷為：s2=30000kva+120000.95kva*0.8=34105.26kva總負(fù)荷為：s=s1+s2=66778.95kva由以上負(fù)荷分析選擇主變壓器的方案如下：2、總體分析主變形式臺數(shù)的選擇考慮到二次側(cè)有兩個電壓

7、等級，所以一般選擇三繞組變壓器來降壓，為了保證供電可靠性，至少要兩臺主變壓器才能滿足要求，另外改變電站為一般變電站當(dāng)一臺主變壓器停運后，其余變壓器應(yīng)能滿足全部部供電負(fù)荷的70%80%。3、具體方案比較方案一、可選擇兩臺容量為40000kva的三相三繞組變壓器，為保證可靠性，前期就兩臺都上，這樣前期的利用率為32673.6880000=o.408,遠(yuǎn)期利用率為66778.9580000=o.8347，前期一臺故障時另一臺能承受的負(fù)荷量為1。后期一臺故障時剩下變壓器能承受的負(fù)荷量占總負(fù)的百分比為：型號及容量（kva）額定電壓高 /中 /低損耗（kw）阻抗電壓（%）空載電流（%）空載短 路高-中高-

8、低中-低高-中高-低中-低sfsl-25000121/38.5/1138.5138.8146.511510.5186.51.314000066778.95=o.59。從以上分析來看該方案雖然可以實現(xiàn)，但前期的利用率太低，而且在后期時當(dāng)一臺故障時剩下的變壓器能承受的負(fù)荷太低不能滿足供電可靠性的要求，但該方案所用變壓器的臺數(shù)少，占用的空間少，這是其優(yōu)點。方案二、根據(jù)以上的嘗試，我們還可以用如下方案選擇三臺三繞組變壓器，容量為25000kva,前期上兩臺變壓器，后期再加一臺，這樣可得到前期利用率為32673.6850000=o.65，后期的利用率為 66778.9575000=o.89，從利用率來看

9、符合要求，下面我們再看一下供電可靠性的要求，前期一臺故障時另一臺承受的容量為：2500032673.68=o.76。后期為：5000066778.95=0.74。從以上分析可以看出該方案無論從利用率和可靠性都符合要求，且有一定的負(fù)荷容量剩余，可滿足以后的發(fā)展要求。從利用率和可靠性方面可看到該方案比方案一更加的經(jīng)濟(jì)。另外還有一些可行的方案，如在方案一中可以選擇兩臺容量不同的的變壓器來提高利用率，但是考慮到如果變壓器的容量不同，則在運行的過程中要考慮變壓器容量分配的問題，這樣為二次設(shè)備的選擇帶來問題，同時可能影響變電站提供電能的質(zhì)量，從方案一的計算中也可看出如果只選兩臺變壓器，近期的利用率不可能太

10、高，造成運行的經(jīng)濟(jì)性不高。所以這種方案不予以考慮。4、方案確定比較方案一和方案二，顯然方案二的供電可靠性和變壓器利用率較高，但變壓器的臺數(shù)稍多。綜合考慮，方案二更加的經(jīng)濟(jì)可靠，所以選用方案二，主變?yōu)槿_25000kva的普通三相三繞組變壓器，型號為：sfsl-25000/110,容量比為100/100/50。5、主變中性點接地方式的選擇變壓器中性點接地方式有三種：1）不接地；2）直接接地；3）經(jīng)電抗器接地。再分細(xì)些，則直接接地可分為部份接地（有效接地）和全部接地（極有效接地）兩種；而經(jīng) 電抗器接地可分為經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)小電抗接地兩種。變壓器中性點接地方式不同，在其中性點上出現(xiàn)的過電壓幅值也不

11、同，所以過電壓保護(hù)方案也不同。一般變壓器中性點不接地 時中性點絕緣水平為全絕緣（與線端相同），不需要安裝避雷器，但在多雷區(qū)且單進(jìn)線裝有消弧線圈的變壓器應(yīng)在中性點加裝避雷器，其額定電壓與線端相同。一般變壓器部份接地時 中性點絕緣水平為半絕緣（僅為線端的一半），中性點按其絕緣水平的不同，應(yīng)安裝相應(yīng)保護(hù)水平的避雷器。實踐證明：中性點部分接地時采用半絕緣的變壓器運行基本上是安全的，在中性點裝設(shè)間隙，對該間隙的要求為：“因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時該間隙應(yīng)動作；系統(tǒng)以有效接地方式運行發(fā)生單相接地故障時間隙不應(yīng)動作?！?為兼顧防雷方面要求還應(yīng)并接相應(yīng)避雷器。當(dāng)間隙與避雷器并接于中性點時應(yīng)滿足的要求為 ：

12、“當(dāng)系統(tǒng)單相接地系數(shù)大于5時間隙才動作，間隙在雷電接地瞬態(tài)過電壓下不應(yīng)動作；避雷器在工頻和操作過電壓下不應(yīng)動作，在雷電接地的瞬態(tài)過電壓下才動作?！备窬忠婚W情況可選如下方案：110kv是中心點直接接地系統(tǒng)，其變壓器中心點引出至接地線之間，最好加裝一個隔離開關(guān)，以便根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度的意見，將此變壓器的中心點懸浮或者接地。在隔離開關(guān)兩個觸點之間應(yīng)當(dāng)裝設(shè)放電間隙，一旦隔離開關(guān)打開運行時，能夠保證中心點的電壓不會升高至危險的水平；35kv是中心點不接地系統(tǒng)，其變壓器中心點不接地，但是應(yīng)當(dāng)設(shè)置中心點的放電間隙，以保證變壓器中心點的電壓不會上升至危險的水平。因此，變壓器的接線方式為：110kv側(cè)y連接，中性點直

13、接接地，35kv側(cè)為y連接，中性點不接地。10kv側(cè)為三角形接地。三、主接線選擇1、具體情況分析(1)、對于110kv側(cè)共有兩回進(jìn)線，兩個110kv電的來源，有兩回110kv出線,還接有兩個出線與三相三繞組變壓器相連實現(xiàn)降壓作用，出線大于兩根，所以不能橋型接線，采用有母線接線形式。由于該變電站為地區(qū)變電站，在10kv側(cè)和35kv側(cè)都有一類負(fù)荷，且110kv出線送電往下一級變電站，必須保證110kv母線任何時候不長時間停電，可選用雙母線接線和雙母線帶旁路或雙母線分段帶旁路接線，還可用一臺半斷路器接線?？紤]到110kv母線的出線數(shù)量并不是很多，為了既能減小投資又能保證供電可靠性，選擇雙母線接線便可

14、以實現(xiàn)，其他幾種方式雖然也可保證供電可靠性，但相比之下投資較高，占地多，配電裝置復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作，特別是一臺半斷路器所需設(shè)備較多，投資很大，二次控制接線和繼電保護(hù)配置也比較復(fù)雜。結(jié)合該變電站的經(jīng)濟(jì)投資和實用性。我覺得選擇雙母線接線最合理，這樣在母線檢修時回路不停電，當(dāng)一組母線故障時，暫時停電，能快速回復(fù)，保證了供電可靠性。（2）、35kv側(cè)共有出線，近期4回，遠(yuǎn)期5回。出線回路數(shù)較多，且有三臺變壓器降壓,所以采用有母線接線形式，三臺變壓器相當(dāng)于有三個電源，考慮母線分段，該側(cè)的一類負(fù)荷有2回，遠(yuǎn)期來看一類負(fù)荷占的比重約為22%左右，比重不大，但考慮到出線回數(shù)較多，為保證供電可靠性，考慮帶旁路

15、，所以單母分段帶旁路便可以實現(xiàn)，雙母分段帶旁路也可實現(xiàn)但投資較大，接線復(fù)雜，且雙母線占地面積較大，不經(jīng)濟(jì)。采用雙母線帶旁路，通過兩組母線隔離開關(guān)的到閘操作，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，檢修任一出線斷路器無需停電。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上。能靈活地適應(yīng)各種運行方式調(diào)度和潮流變化需要。擴(kuò)建方便，但投資大，占地多，配電裝置復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作。從經(jīng)濟(jì)性和可靠性考慮35kv側(cè)采用單母分段帶旁路母線接線，根據(jù)一般經(jīng)驗200kv一下，35-63kv出線回路4-5回，采用單母分段接線，此處由于遠(yuǎn)期的出線回數(shù)較多，為保證可靠性，加一條旁路母線。便

16、于以后擴(kuò)建。當(dāng)檢修出線斷路器時可不停電，因為進(jìn)行分段且是斷路器分段，所以當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，可以保證正常段母線不間斷供電，因為設(shè)置旁路母線，可以保證.類用戶用電要求，同時它結(jié)構(gòu)簡單清晰，運行也相對簡單，便于擴(kuò)建和發(fā)展。同時它投資小，年費用較低，占地面積也比雙母線帶旁路小，年費用較小，所以滿足35kv側(cè)用戶的要求，但當(dāng)母線故障時，可能出現(xiàn)一半容量停運。（3）、10kv側(cè)共有出線八回，考慮到出現(xiàn)回數(shù)較多，采用有母線接線形式，和35kv側(cè)一樣考慮母線分段，10kv側(cè)的一類負(fù)荷只有兩回，比重較小。對可靠性的要求可以偏低，但考慮到出線回數(shù)較多，帶專用旁路母線來提高供電可靠性，同時減少了一個斷路器,使投

17、資減少。2、方案確定由以上分析可選出本變電站的主接線形式為110kv側(cè)采用雙母線接線，35kv、10kv側(cè)采用單母分段帶旁路母線接線形式。另外對于一類負(fù)荷應(yīng)該從其它的變電站在接入電源以保證任何時候不停電。采用以上接線形式既可以滿足供電的可靠性，相比之接線下較為簡單經(jīng)濟(jì)。一期工程在各側(cè)采用有母線接線形式，方便以后變電站的擴(kuò)建和二期工程的實施?；旧蠞M足了設(shè)計的要求。四、短路電流的計算變壓器等參數(shù)計算（取sd=100mva）遠(yuǎn)期：（1）、阻抗的百分值如下：vk1%=（v1-2%+v3-1%-v2-3%）=（10.5+18-6.5）=11%vk2%=（v1-2%+v2-3%-v3-1%）=（10.5

18、+6.5-18）=0vk3%=（v2-3%+v3-1%-v1-2%）=（6.5+18-10.5）=7%（2）、阻抗的標(biāo)幺值為：x1* =uk%100×un2sn2×sdun2=1125=0.44x2* =uk%100×un2sn2×sdun2=0x3* =uk%100×un2sn2×sdun2=725=0。28（3）、基準(zhǔn)電流為：110kv側(cè)：id1=sd3×ud1=100/3/115kv=0.502ka35kv側(cè)：id2=sd3×ud2=100/3/38.5kv=1.5ka10kv側(cè)：id3=sd3×u

19、d2=100/3/10.5kv=5.5ka(4)、在最大方式運行下(遠(yuǎn)期)k1k3k2圖1 遠(yuǎn)期短路電流計算圖k1的短路電流： ik'=1x1'*id1=10.25×0.502×4ka=8ka isk=8×2.55ka=20ka sk=1x1'×sd×4=1600mvak2的短路電流： ik'=1x2'×id2=10.20×1.5ka=7.5ka isk=7.5×2.55ka=16.875ka sk=1x2'×sd×4=500mvak3的短路電流：

20、x3'=0.24+0.0625=0.30 ik'=1x3'×id1=10.3×5.5ka=18.3ka isk=18.3×2.55ka=45.8ka sk=1x3'*×=333.3mva經(jīng)計算（計算過程間附錄）可看出近期的短路電流比遠(yuǎn)期的小，所以在后面的設(shè)備選擇中用到短路電流時應(yīng)按照遠(yuǎn)期的考慮，便于后期增加回路和設(shè)備時，不需要更換導(dǎo)線，和其他的一些設(shè)備。保證供電可靠性和運行的經(jīng)濟(jì)性。表1 短路電流計算表短路點編號短路電流計算值熱穩(wěn)定計算參數(shù)（等效時間）sk（mva）ik'(ka)i(ka)isk(ka)110kv母

21、線k1160088202.235kv母線k25007.57.5162.710kv母線k3333.318.318.345.80.75計算結(jié)果列表如下表2 整定計算結(jié)果短路點k1k2k3系統(tǒng)阻抗電壓級運行方式110kv35kv10kv最大運行方式8ka7.5ka18.3ka0.25最小運行方式5.7ka6.5ka16.7ka0.35主運行方式6.6ka6.8ka17.46ka0.3各回路工作電流（1）、主變110kv側(cè)：i1=1.05*25000/3/110=137.78a主變35kv側(cè)： i2=1.05*25000/3/38.5=392.6a主變10kv側(cè)： i3=1.05*12500/3/11

22、=344.45a（2）、110kv側(cè)出線：i4=10000/3/110=52.4a35kv側(cè)出線：i5=6000/3/35=98.9a10kv側(cè)出線：i6=2000/3/10/0.95=121.5a35kv母線分段開關(guān)按35kv側(cè)總負(fù)荷的60%計算;10kv母線分段開關(guān)按10kv側(cè)總負(fù)荷的60%計算；110kv進(jìn)線回路的穿越功率按負(fù)荷側(cè)的總功率計算。110kv進(jìn)線的電流為：（遠(yuǎn)期）i6=(137.78*3+52.5*5)/4=168.96a。110kv母線的電流為：i6=137.78*3+52.5*5=675.78a。五、主要的電氣設(shè)備的選擇1、設(shè)備選擇的原則和條件常用設(shè)備的的選擇有一些共同的

23、原則如下：設(shè)備型號應(yīng)符合使用環(huán)境和安裝條件的要求，設(shè)備的參數(shù)規(guī)格按正常工作條件選擇并按最大短路電流進(jìn)行校驗。并力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。通常電氣設(shè)備的選擇分為兩步，第一、按正常工作條件選擇，第二、按短路情況校驗其熱穩(wěn)定性和點動力作用下的動穩(wěn)定性。第一、 按正常工作條件選擇電器。（1）、額定電壓電器的額定電壓un是其銘牌商標(biāo)明的線電壓，電器允許最高工作電壓uaim不應(yīng)小于所在電網(wǎng)的工作電壓。由于實際電網(wǎng)的線路首端電壓通常高于末端電壓5%-10%，加上調(diào)壓和負(fù)荷的波動，應(yīng)此規(guī)定電網(wǎng)的最高運行電壓usm不得超過電網(wǎng)額定電壓uns的1.1倍。因此，選擇時應(yīng)滿足uaim>=1.1uns。一般電器的工

24、作電壓，當(dāng)額定電壓在220kv及以下時為1.15un ,額定電壓330-500kv時為1.1 un因此選電器時可采用下式：un>uns。（2）、額定電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在一定的環(huán)境溫度下，電器設(shè)備長期工作允許的電流。額定電流應(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in>imax 。表3 各回路持續(xù)最大工作電流的計算表回路名稱各回路最大持續(xù)工作電流的計算發(fā)電機、調(diào)相機、三相變壓器回路imax=1.05in 如果變壓器允許過負(fù)荷時按過負(fù)荷值計算無線聯(lián)絡(luò)斷路器一般為與母線連接的所有發(fā)電機和變壓器中單臺容量最大設(shè)備的持續(xù)工作電流母線分段電抗器按母線上故障切除

25、最大一臺發(fā)電機或變壓器時可能通過電抗器的電流計算，或取最大一臺發(fā)電機變壓器最大一臺額定電流的50%-80%饋電線路按潮流分布計算（3）、環(huán)境條件對電器和導(dǎo)體額定值得修正，如戶內(nèi)、戶外、海拔、地震等。第二、按短路情況校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定（1）、熱穩(wěn)定校驗電氣設(shè)備一般由廠家提供熱穩(wěn)定電流i和熱穩(wěn)定時間t，回路短路電流產(chǎn)生熱效應(yīng)為q,則熱穩(wěn)定校驗式為i2*tq。熱穩(wěn)定計算的等效時間等于四個時間之和，即繼電保護(hù)動作時間+斷路器固有的分閘時間+斷路器滅弧時間+非周期分量熱效應(yīng)的等效時間。因此10kv線路為：0.5+0.2+0.05s=0.75s35kv線路為:1+0.15+0.05=2.7ss110kv線

26、路為：2s+0.15s+0.05s=2.2s主變10kv側(cè)為：1.5+0.2+0.05=1.75s主變35kv側(cè)為：2.5+0.15+0.05=2.7s主變110kv側(cè)為：3+0.1+0.15=3.15s（2）、動穩(wěn)定校驗短路沖擊電流通過電器產(chǎn)生的電動力應(yīng)不超過廠家的規(guī)定，即滿足動穩(wěn)定算式由廠家給出的允許參數(shù)的形式?jīng)Q定，即：iesishiesish式中ish、ish分別為短路電流的幅值及其有效值。ies、ies分別為廠家給定的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值。2、開關(guān)電器的選擇開關(guān)電器主要分隔離開關(guān)和斷路器，其中再選擇斷路器的過程中要考慮開斷電流、短路關(guān)合電流、分合閘時間等內(nèi)容；通過短路計算可得到：（

27、1）、110kv進(jìn)線的隔離開關(guān)和斷路器的選擇通過短路計算課的到進(jìn)線的常規(guī)電流為168.96a。電壓為110kv?？蛇x型號如下的短路器和隔離開關(guān)。表4 110kv線路開關(guān)型號設(shè)備型號sw3-110g/1200型斷路器gw4-110/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv110kv110kv額定電流1200a168.96a600a168.96a熱穩(wěn)定(15.8)2×4ka2.s82×2.2 ka2.s142×2.2ka2.s82×2.2ka2.s動穩(wěn)定41ka20ka50ka20ka開斷電流15.8ka8ka操動機構(gòu)

28、cd5-xg（2）、主變110kv側(cè)：額定電壓為：110kv。額定電流為：137.78a。開斷容量為：1600mva。開斷電流為：8ka。熱穩(wěn)定：82×2.65ka2.s動穩(wěn)定：20ka由以上計算可知主變110kv側(cè)的斷路器可選擇sw3-110g/1200型的，隔離開關(guān)可以選擇gw4-110/600型的。有關(guān)參數(shù)如下表5所示表5 主變110kv側(cè)開關(guān)型號設(shè)備型號sw3-110g/1200型斷路器gw4-110/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv110kv110kv額定電流1200a137.78a600a137.78a熱穩(wěn)定(15.8)2&

29、#215;4ka2.s82×3.15 ka2.s142×5ka2.s82×3.15ka2.s動穩(wěn)定41ka20ka50ka20ka開斷電流15.8ka8ka操動機構(gòu)cd5-xg（3）、110kv出線的斷路器和隔離開關(guān)的選擇如下110kv側(cè)出線：i4=10000/3/110=52.4a表6 110kv出線開關(guān)型號設(shè)備型號sw3-110g/1200型斷路器gw4-110/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv110kv110kv額定電流1200a52.4a600a52.4a熱穩(wěn)定(15.8)2×4ka2.s82

30、15;3.15 ka2.s142×5ka2.s82×3.15ka2.s動穩(wěn)定41ka20ka50ka20ka開斷電流15.8ka8ka操動機構(gòu)cd5-xg（4）、主變35kv側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)選擇如下主變35kv側(cè)：額定電壓為：35kv。額定電流為：392.6a。開斷容量為：500mva。開斷電流為：7.5ka。熱穩(wěn)定：7.52×2.7ka2.s動穩(wěn)定：16.875ka由上可選擇：斷路器和隔離開關(guān)型號如下表7 主變35kv側(cè)開關(guān)型號設(shè)備型號sw2-35型斷路器gw4-35/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv35kv35k

31、v額定電流1000a392.6a600a392.6a熱穩(wěn)定(24.8)2×3.15ka2.s7.52×2.7 ka2.s142×5ka2.s7.52×2.7ka2.s動穩(wěn)定63.4ka16.875ka50ka16.875ka開斷電流24.8ka7.5ka操動機構(gòu)cd5-xcs8-3（5）、35kv出線的斷路器和隔離開關(guān)選擇如下:表8 35kv出線開關(guān)型號設(shè)備型號sw2-35型斷路器gw4-35/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv35kv35kv額定電流1000a98.9a600a98.9a熱穩(wěn)定(24.8)2&#

32、215;4ka2.s7.52×1.2 ka2.s142×5ka2.s7.52×1.2ka2.s動穩(wěn)定63.4ka16.875ka50ka16.875ka開斷電流24.8ka7.5ka操動機構(gòu)cd5-xcs8-3（6）、主變10kv側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)選擇如下：(10kv是室內(nèi)線路，選擇開關(guān)柜來控制。表9 主變10kv側(cè)開關(guān)選用gg-1a(f)08型開關(guān)柜，斷路器sn10-10ii/1000型項目斷路器參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a344.4a熱穩(wěn)定(28.9)2×4ka2.s(18.3)2×1.75ka2.s動穩(wěn)定74k

33、a45.8ka開斷電流29ka18.3ka操動機構(gòu)cd10-1（7）、10kv線路開關(guān)柜選用gg-1a(f)08型開關(guān)柜，斷路器sn10-10ii/1000型，操動機構(gòu)為cd10型，有關(guān)參數(shù)如下表：表10 10kv線路開關(guān)柜的型號選用gg-1a(f)08型開關(guān)柜，斷路器sn10-10ii/1000型項目斷路器參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a344.4a熱穩(wěn)定(28.9)2×4ka2.s(18.3)2×0.75ka2.s動穩(wěn)定74ka45.8ka開斷電流29ka18.3ka操動機構(gòu)cd10-1（8）、10kv母線分段開關(guān)，的使用條件為工作電壓10kv,工

34、作電流按344.4a，沖擊電流為45.8ka,穩(wěn)態(tài)短路電流為18.3ka。等效時間取1.25。根據(jù)以上使用條件可以選擇。 斷路器選用sn10-10ii/1000型，隔離開關(guān)選用gn8-10t/600型。表11 10kv母線分段開關(guān)的型號設(shè)備型號sn10-10ii/1000型斷路器gn8-10t/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv10kv10kv額定電流1000a344.4a600a52.4a熱穩(wěn)定(28.9)2×4ka2.s(18.3)2×1.25 ka2.s202×5ka2.s82×3.15ka2.s動穩(wěn)定74

35、ka45.8ka52ka45.8ka開斷電流28.9ka18.3ka（9）35kv母線分段開關(guān)的選擇：使用條件如下額定電壓35kv,工作電流為392.6a,沖擊電流為16.875a.穩(wěn)態(tài)短路電流為7.5ka。等效時間取1.5s.根據(jù)以上使用條件可以選擇斷路器和隔離開關(guān)的型號為：表12 35kv母線分段開關(guān)的型號設(shè)備型號sw2-35型斷路器gn2-35t/600型隔離開關(guān)項目設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv35kv35kv額定電流1000a392.6a600a392.6a熱穩(wěn)定(24.8)2×4ka2.s(7.5)2×1.75 ka2.s202

36、5;5ka2.s7.52×1.75ka2.s動穩(wěn)定63.4ka16.875ka52ka16.875ka開斷電流28.9ka7.5kka以上完成了開關(guān)設(shè)備的選擇，以上所選的開關(guān)設(shè)備經(jīng)校驗都滿足使用的條件，符合選開關(guān)的要求和嚴(yán)則。3、導(dǎo)線的選擇(硬、軟母線和出線的選擇)1、電力系統(tǒng)中的導(dǎo)體常用裸導(dǎo)線和電力電纜，（1）、裸導(dǎo)線一般按下列各項選擇和校驗：a、 導(dǎo)體的材料，截面的形狀、鋪設(shè)方式。導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋁合金，銅用在持續(xù)工作電流大，布置位置狹窄和對鋁中腐蝕的場所，常用的硬母線是鋁母線，截面由矩形，雙槽形和管形。其中矩形導(dǎo)體散熱條件號，便于固定和連接但集膚效應(yīng)大，一般用于電流4000a

37、以下的配電裝置，槽形導(dǎo)體機械強度大，載流量大，集膚效應(yīng)小，通常用于4000-8000a的配電裝置中。管形導(dǎo)線機械強度高，管內(nèi)可通風(fēng)或通水，可用于8000以上的大電流母線和110kv以上的配電裝置中。b、 導(dǎo)體的截面。導(dǎo)線截面可按長期發(fā)熱允許電流和經(jīng)濟(jì)密度選擇，對于年利用小時數(shù)答，傳輸容量大的導(dǎo)體截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。c、 電暈。電暈放電引起電能損耗和無線干擾，對110kv以上的各種規(guī)格的導(dǎo)體因按晴天不出現(xiàn)電暈來校驗。導(dǎo)體的臨界電暈電壓高于導(dǎo)體的最高工作電壓。d、 熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定。按公式s>=smin=ic*tima，取c=97對所選導(dǎo)體進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗，并計算進(jìn)行動穩(wěn)定校驗。輸變電中

38、的裸導(dǎo)線機械強度和電壓損失不超過容許值。（2）電力電纜的選擇。a、電纜心材料和型號選擇。b、截面選擇。c、允許電壓降校驗。d、熱穩(wěn)定校驗總的來說導(dǎo)線選擇的原則是：1、周圍環(huán)境溫度校正后的允許載流量不小于最大工作電流，只有長線路才按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。2、校驗熱穩(wěn)定是。按公式s>=smin=ic*tima，取c=97。2、10kv母線和主變引出線經(jīng)溫度校正后，母線允許載流量為1830a，大于最大工作電流344.45a，擬選用60×8mm2的矩形鋁排，平直，支持絕緣間距2.5m，相間中心間距1m.熱穩(wěn)定校驗：smin=ic*tima=18.3×1000/97×1.

39、75 =249.5mm2母線的截面系w=b2×h/6=36×0.6/6=4.8cm2母線短路時的最大點動力(用遠(yuǎn)期的計算值)f=1.73×ish2×l/s/10=1.73×44.522×2.5/1/10=857.22n母線排受的最大應(yīng)力max=fl/10w =4464n10kv隔離開關(guān)硬母線動穩(wěn)定校驗,l=1.2m,s=0.25mf=1.73×ish×l/s/10=1741nmax=fl/10w=1741×12010/4.8=4354n由于鋁母線排的允許應(yīng)力偉6850n,因此所選母線符合動穩(wěn)定要求。1、

40、線路軟導(dǎo)線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇當(dāng)沿電力線路傳送電能時，會產(chǎn)生功率損耗和電能損耗。這些損耗的大小及其費用，都與導(dǎo)線或電纜的截面大小有關(guān)，截面越細(xì)，損耗越大，所耗費用也越大。增大截面雖然使損耗費用減小，但增大了線路的投資，可見，在此中間總可以找到一個最為理想的截面，使年運行費用最小，這個理想截面常稱為經(jīng)濟(jì)截面sec，根據(jù)這個截面推導(dǎo)出來的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度jec。所謂年運行費用，包括線路年電能損耗費用，年折舊維護(hù)費和年管理費用（所占比重較小通?？珊雎裕Ｄ赀\行費用與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線圖經(jīng)濟(jì)電流密度jec與年最大負(fù)荷利用小時數(shù)有關(guān)，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)越大，負(fù)荷越平穩(wěn)，損耗越大，經(jīng)濟(jì)截面因而也就

41、越大，經(jīng)濟(jì)電流密度就會變小。按經(jīng)濟(jì)電流密度計算經(jīng)濟(jì)截面的公式為：sec=ica/jec式中：ica線路計算電流。smin=i/c×tima 其中c=97根據(jù)上式計算出截面后，從手冊或附錄表中選取一種與該值最接近（可稍?。┑臉?biāo)準(zhǔn)截面。選擇結(jié)果如下：110kv、35kv的年最大利用小時數(shù)為5500.10kv的年最大利用小時數(shù)為4500. smin的計算參考附錄：表13 各線路導(dǎo)線的型號項目工作電流（a）jecsec（mm2）i(ka)smin(mm2)選用導(dǎo)線型號110kv母線675.78a0.95711.38122.32lgj-400110kv進(jìn)線168.960.95177.88122

42、.32lgj-35主變35kv側(cè)392.60.95413.267.5127lgj-15035kv線路98.90.95104.17.5127lgj2535kv母線1177.80.951239.77.5127lgj-40010kv線路121.51.15105.218.3163.5lgj-3510kv母線3631.15318.618.3163.5lgj-150110kv線路52.40.9555.18122.32lgj-164、電流互感器的選擇1、電流互感器的形式選擇，根據(jù)電壓等級選電流互感器形式，35kv室內(nèi)配電裝置可采用瓷絕緣和樹脂繞注式，35kv以上可采用油浸瓷箱式。2、根據(jù)使用條件選擇電流互感

43、器的一次額定電壓和額定電流，二次額定電流可選5a或1a。3、電流互感器的準(zhǔn)確級，不低于所供測量儀表的最高準(zhǔn)確級。為了保證互感器的準(zhǔn)確級，二次側(cè)負(fù)荷s2,不應(yīng)大于準(zhǔn)確級所規(guī)定的準(zhǔn)確容量。繼電器和自動裝置應(yīng)該接在不同的二次繞組上，當(dāng)他們共用同一組二次側(cè)繞組時，應(yīng)采取措施避免互相影響，4、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。電流互感器的熱穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行，熱穩(wěn)定能力常以1s內(nèi)通過的熱穩(wěn)定電流i表示，互感器內(nèi)部的動穩(wěn)定通常允許通過動穩(wěn)定電流ies的倍數(shù)表示。由以上可選出變電站中所用的電流互感器型號如下：（1）、110kv主變側(cè)電流互感器，選用lcwd-110型，ki=600a/5a，次

44、級0.5/5p/5p，沒想兩只串聯(lián)使用。奇熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為150.熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定極端結(jié)果如下：熱穩(wěn)定計算校驗：（75×600）2×1=202.5×107>80002×3.15=201.6×107動穩(wěn)定計算校驗：2×600×150=1.27×105>20000由上可開出選擇互感器符合要求。（2）、主變35側(cè)電流互感器，lcwd-35型，ki=600a/5a，級次0.5/5p，用于繼電保護(hù)和測量儀表回路。（3）、主變10kv側(cè)電流互感器，選用lag-10型，ki=1200/5,次級0.5/5p

45、。（4）、10kv出線電流互感器，選擇用200a/5a的互感器，集體型號有開關(guān)柜決定，（5）、35kv出線電流互感器，選用lcw-35型ki=150a/5a。（6）、110kv出線電流互感器，選用lcw-110型，ki=100a/5a。5、電壓互感器的選擇1、電壓互感器的選擇主要分為兩個方面：（1）、額定電壓的選擇：電壓互感器的一次側(cè)有接于相間或接于相對地兩種方式，繞組的額定電壓應(yīng)與接入電網(wǎng)方式和電壓相符，為確?；ジ衅鞯臏?zhǔn)確級，電網(wǎng)電壓的波動范圍滿足下列條件：0.8un1<uns<1.2un1（2）、容量和準(zhǔn)確級的選擇，計算電壓互感器各側(cè)負(fù)荷時必須注意互感器的接線形式。2、110k

46、v側(cè)選用jcc-110型單相、串級式三繞組戶外是電壓互感器，額定電壓比為(11000/3v)/(100/3v)/100v,共三臺。35kv母線上用三臺jdjj-35型電壓互感器可供絕緣監(jiān)視用。10kv側(cè)母線上選用jsjw-10型電壓互感器可供絕緣監(jiān)視使用，隨配套開關(guān)柜安裝。6、高壓熔斷器的選擇熔件的額定電流要大于工作電流，且留有充足欲度以躲過變壓器勵磁涌流的影響，校驗斷流容量時應(yīng)不小于短路容量，限流式熔斷器的額定電壓，應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相符合。選擇結(jié)果如下：表14 高壓熔斷器選擇結(jié)果項目工作電流（a）熔斷器型號斷流容量(mva)35kv電流互感器用1.79rw10-35/560035kv主變用

47、1.3rw10-35/560010kv主變用1.4rn1-10/54007、支持絕緣子和穿墻套管的選擇支柱絕緣子和穿墻套管是母線的重要組成部分，支柱絕緣子主要用來固定導(dǎo)線并使導(dǎo)線與設(shè)備或基礎(chǔ)絕艷，穿墻套管主要用于導(dǎo)線穿過墻壁，接地隔板及封閉配電機構(gòu)時，做絕緣支持和與外部導(dǎo)線之間的連接用。支持絕緣子與穿墻套管的選擇方法分別為：1、 支持絕緣子的選擇，按額定電壓條件選擇，校驗短路時的動穩(wěn)定。2、 穿墻套管按額定電壓和額定電流的條件選擇，校驗短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，母線的穿墻套管不需按額定電流的條件選擇，只需保證套管與母線的尺寸相配合。具體的選擇結(jié)果如下：（1）、110kv線路擬采用x-4.5型懸式

48、絕緣子，沒相8片。（2）、35kv線路你采用x-4.5型懸式絕緣子，沒相4片。（3）、10kv戶外用支持絕緣子采用zs-10/500型，則動穩(wěn)定校驗如下：f=1.73×ish2×l/s/10=1.73×44.522×2.5/1/10=857.22nfal=2940n。因此滿足動穩(wěn)定條件。（4）、10kv進(jìn)線穿墻套管選用cwlb-10/1000型。5s熱穩(wěn)定電流為20a，破壞力為7350n。校驗熱穩(wěn)定：（20）2×5>(18.3)2×1.75。校驗動穩(wěn)定：f=1.73×44.522×1.8/0.5/10=123

49、4n fal=4410n因此熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定都滿足要求。（5）、10kv出線穿墻套管選用gwlb-10/400型，5s熱穩(wěn)定電流10.5ka,破壞力為7350n。校驗動穩(wěn)定：f=1.73×ish2×l/s/10=1.73×44.522×1.725/0.5/10=1234nfal=4410n校驗熱穩(wěn)定：（10.55）2×5>(18.3)2×0.75.因此所選設(shè)備符合要求。8、避雷器的選擇避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護(hù)裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應(yīng)有的防雷保護(hù)作用。  避雷器選擇的一般要求如下：(1)、應(yīng)按照

50、使用地區(qū)的氣溫、海拔、風(fēng)速、污穢以及地震等條件確定避雷器使用環(huán)境條件，并按系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓、系統(tǒng)最高電壓、額定頻率、中性點接地方式，短路電流值以及接地故障持續(xù)時間等條件確定避雷器的系統(tǒng)運行條件。(2)、按照被保護(hù)的對象確定避雷器的類型。(3)、按長期作用于避雷器上的最高電壓確定避雷器的持續(xù)運行電壓。(4)、按避雷器安裝地點的暫時過電壓幅值和持續(xù)時間選擇避雷器的額定電壓。(5)、估算通過避雷器的放電電流幅值，選擇避雷器的標(biāo)稱放電電流。(6)、根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的額定雷電沖擊耐受電壓和額定操作沖擊耐受電壓，按絕緣配合的要求，確定避雷器的雷電過電壓保護(hù)水平和操作過電壓保護(hù)水平。(7)、估算通過避雷器的沖擊

51、電流和能量，選擇避雷器的試驗電流幅值，線路放電耐受試驗等級及能量吸收能力。(8)、按避雷器安裝處最大故障電流，選擇避雷器的壓力釋放等級。(9)、按避雷器安裝處環(huán)境污染程度，選擇避雷器瓷套的泄漏比距。(10)、按避雷器安裝的引線拉力、風(fēng)速和地震等條件，選擇它的機械強度。(11)、當(dāng)避雷器不滿足絕緣配合要求時，可采取適當(dāng)降低其額定電壓或標(biāo)稱放電電流等級或提高被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平等補救措施。根據(jù)以上原則可選如下避雷器使用：表15 避雷器選擇結(jié)果項目型號滅弧電壓(kv)工頻放電電壓110kv母線fz-110j100>110×0.8=88(244-288)>100×1.8

52、=180主變中性點2×fz-2050>100/3×0.6=38.12×(49-60)>50×1.8=9035kv母線fz-3541>35×1.1=38.5(84-104)>41×1.8=73.8主變35kv側(cè)fz-3541>35×1.1=38.5(84-104)>41×1.8=73.8主變10kv側(cè)fz-1012.7>10×1.1=11(26-31)>12.7×1.8=2310kv母線fz-1012.7>10×1.1=11(26-31)>12.7×1.8=23六、設(shè)計小結(jié)通過做課程設(shè)計，感覺很不錯，這是我們運用所學(xué)知識的一次嘗試，通過這次設(shè)計，我不僅僅掌握了變電站的設(shè)計過程，復(fù)習(xí)了電氣工程基礎(chǔ)中所學(xué)的知識，通過查大量的資料，還學(xué)到了許多課外的知識。更重要的是鍛煉的自己運用所學(xué)知識解決問題的能力。我覺得這才是這次課程設(shè)計真正有意義的地方。我一直認(rèn)為當(dāng)代大學(xué)生缺的不是知識，而是運用知識的能力。還有通過使用計算機編輯文檔、畫接線圖。讓我們熟悉了電腦的使用，同時學(xué)會了繪圖軟件的使用?？傊?，這樣的課設(shè)讓我們受益匪淺，很有意義。通過這次設(shè)計，使我對變電站綜合自動化的基本過程有了比較深的認(rèn)識，