kv中心變電所設計

1、摘 要變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。這次設計以10KV降壓變電所為主要設計對象，分析變電站的原始資料確定變電所的主接線；通過負荷計算確定主變壓器臺數(shù)、容量及型號。根據(jù)短路計算的結果，對變電所的一次設備進行了選擇和校驗。同時完成配電裝置的布置、防雷保護及接地裝置方案的設計。關鍵詞: 變電所電氣主接線；短路電流計算；一次設備；防雷保護目 錄第1章 引 言1 1.1 概述1 1.2 原始資料分析1 1.2.1 本所設計電壓等級1 1.2.2 電源負荷地理位置情況1 1.2.3 設計任務書3 第2章 電氣

2、主接線設計4 2.1 主接線接線方式4 2.1.1 單母線接線 4 2.1.2 單母線分段接線4 2.2.3 單母分段帶旁路母線4 2.2.4 橋型接線4 2.2.5 雙母線接線5 2.2.6 雙母線分段接線5 2.3 電氣主接線的選擇6 2.3.1 10kV電氣主接線6 2.3.2 35kV電氣主接線7 2.3.3 110kV電氣主接線8 第3章 主變壓器的選擇10 3.1負荷計算10 3.2 主變壓器型式的選擇10 主變臺數(shù)的選擇10 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 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 連接組別的選擇12 3

3、.2.7 容量比以及冷卻方式的選擇12 第4章 所用電的設計14 4.1 所用電接線一般原則14 4.2 所用變?nèi)萘啃褪降拇_定14 4.3 所用電接線方式確定14 4.4 備用電源自動投入裝置15 備用電源自動投入裝置作用15 4.4.2 適用情況以及優(yōu)點15 4.4.3 BZT的工作過程及要求215 第5章 短路電流計算175.1 短路計算的目的17 5.2 短路計算過程 17 5.2.1 110KV短路電流計算 17 5.2.2 35KV側短路計算 22 5.2.3 10KV側短路計算24 第6章 設備選擇 266.1 選擇設備的一般原則和基本要求3 266.2 高壓斷路器的選擇 27 6

4、.2.1 斷路器選擇的具體技術條件1 27 6.2.2 斷路器選擇及校驗 28 6.3 隔離開關的選擇 326.3.1 隔離開關選擇的具體技術條件 326.3.2 隔離開關選擇計算 32 6.4 電流互感器選擇 366.4.1 電流互感器的選擇技術條件2 36 6.4.2 電流互感器選擇及校驗 38 6.5 電壓互感器選擇計算 40 6.5.1 電壓互感器選擇技術條件1 40 6.5.2 電壓互感器選擇 41 6.6 各級電壓母線的選擇 42 裸導體選擇的具體技術條件 42 6.6.2 母線的選擇計算436.6.3 引接線的選擇計算 46 第7章 繼電保護配置497.1 變電所母線保護配置 4

5、9 7.2.1 主變壓器的主保護 49 7.2.2 主變壓器的后備保護 49 第8章 防雷接地 518.1 避雷器的選擇 51 8.1.1 避雷器的配置原則 51 8.1.2 避雷器選擇技術條件5 51 8.1.3 避雷器的選擇和校驗 53 8.2變電所的進線段保護8 55 8.3 避雷針的配置 56 8.3.1 避雷針位置的確定 56 8.4接地裝置的設計 58設計原則158 8.4.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析58 8.4.3 降低接地網(wǎng)電阻的措施 598.4.4 接地刀閘的選擇與校驗 60第9章 無功補償裝置的選擇629.1概述62 9.2 補償裝置的確定62 9.3 補償裝置容量的選擇

6、63 第10章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇6410.1 配電裝置應滿足以下基本要求164 10.2 配電裝置特點 64 10.3 屋外配電裝置類型及應用 6410.4 配電裝置的確定 6510.5 10KV高壓開關柜選擇 65 10.6 電氣總平面布置66 第11章 結束語67 致 謝68 參考文獻 69附 錄 70 第2章 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，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。2.1 主接線接線方式 單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便

7、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。2.1.2 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

8、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。 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。 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

9、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。2.2.5 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

10、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

11、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。 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。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。2.3 電氣主接線的選擇 10kV電氣主接線 根據(jù)資料顯示,由于10KV的出線為9回，其中所用電2回，且有一類負荷，可以初步

12、選擇以下兩種方案：1)單母分段帶旁母且分段斷路器兼作旁路斷路器, 610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，如果有一類負荷可采用單母線分段帶旁路接線, 如圖2.1。圖2.1單母線分段帶旁母接線2)雙母接線，一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合,如圖2.2。圖2.2雙母線接線表2.1 10KV主接線方案比較 方案 項目 方案 單母分段帶旁母方案 雙母接線技術 不會造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對重要用戶的供電 任一斷路器檢修，可以用利用旁路不會造成停電 擴建時需向兩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 占地少設備少可選擇用分段斷路器兼

13、作旁路斷路器設備多、配電裝置復雜投資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案在經(jīng)濟性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。在根據(jù)此變電站的用途,所以選用方案。2.3.2 35kV電氣主接線根據(jù)資料顯示,由于35KV的出線為4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。 圖2.3單母線分段帶旁母接線2）雙母接線接線 圖2.4雙母線接線表2.2 35KV主接線方案比較 方案項目 方案單母分段帶旁母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

14、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。2.3.3 110kV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。上述兩種方案如圖2.5及圖2.6所示。圖2.5 內(nèi)橋接線2）單母接線。圖2.6單母線分段接線表2.3 110KV主接線方案

15、比較方案內(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、投資小經(jīng)比較兩種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，但其具有良好的經(jīng)濟性。可選用投資小的方案。第3章 主變壓器的選擇變壓器是變電所中的主要電器設備之一，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，達到遠距離送電的目的。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。3.1負荷計算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側的最大持續(xù)工作電流。首

16、先必須要計算各側的負荷，包括站用電負荷10kV負荷、35kV負荷。由公式 1 （3.1）式中 某電壓等級的計算負荷同時系數(shù)（35kV取0.9，10kV取0.9，35kV各負荷與10kV各負荷之間取0.9，站用負荷取0.9）。該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%。P、 各用戶的負荷和功率因數(shù)。1、10kV負荷計算 =0.9×(1+1.5+0.5+0.3+1.2+0.4+0.8)/0.85×(1+5%)+0.06 =6.337MVA+0.06MVA=6.397 MVA2、35kV負荷計算 =0.9×(3.5+4.3+1.8+7)/0.85×(1+5%)=18.

17、455MVA=+=6.337+18.455+0.06=24.842MVA3、考慮變電所未來510年的遠期負荷3.2 主變壓器型式的選擇主變臺數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次設計的變電站是一個位于城鎮(zhèn)邊的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。故可選擇兩臺主變壓器。3.2.

18、2 主變壓器容量的選擇根據(jù)變電站所帶負荷的性質和電網(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%。=31.898MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺主變壓器應各自承擔15.949MVA。當一臺停運時，另一臺則承擔70%為22.328MVA。故選兩臺25MVA的主變壓器就可滿足負荷需求。3.2.3 主變相數(shù)的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

19、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，位于市郊，交通便利，不受運輸條件限制，故可選擇三相變壓器3.2.4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

20、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。3.2.5 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%。對于

21、110KV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，所以本次設計的變電站選擇有載調(diào)壓方式。3.2.6 連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用YO連接，35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地，35KV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時相位一致的優(yōu)點，且零序阻抗較大，對限制單相短路電流有利，同時也便于接入消弧線圈，但是由于全星形變壓器三次諧波無通路，因此將引起正弦波電壓的畸變，并對通訊設備發(fā)生干擾，同時對繼電保護整定的準確度和靈敏度有影

22、響,采用接線可以消除三次諧波的影響。本次設計的變電所的三個電壓等級分別為110KV、35KV和10KV，所以選用主變的接線組別為YN,yn0,d11接線方式。3.2.7 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)約材料，減少變壓器本體尺

23、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SFSZ725000/110變壓器，其參數(shù)如表3.1表3.1 110KV表壓器參數(shù)型號電壓組合及分接范圍阻抗電壓損耗KW空載電流連接組高壓中壓低壓空載負載高中高低中低42.314814YN，yn0,d11SFSZ7-25000/110110±8×1.25%385±2×2.5%1051110.517-186.5第4章 所用電的設計變電所的所用電是變電所的重要

24、負荷，因此，在所用電設計時應按照運行可靠、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。4.1 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。4.2 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，其另一臺變壓器容量就能保證全部負荷的6

25、070%。由于=60KVA且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。表 4.1 S9-50/10變壓器參數(shù)表型號電壓組合連接組標號空載損耗負載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-50/1010±5%10;6.3;60.4Y,yn00.170.872.844.3 所用電接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

26、型號相同，并且分別接在不同的母線上,如圖4.1。圖4.1站用主接線4.4 備用電源自動投入裝置4.4.1備用電源自動投入裝置作用備用電源自動投入裝置目標：為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電。 BZT定義：當工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動的將備用電源投入或將用電設備自動切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動裝置簡稱備自投或BZT裝置。4.4.2 適用情況以及優(yōu)點1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用。3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機組采用BZT的優(yōu)點：提高供電的可靠性節(jié)省建

27、設投資，簡化繼電保護裝置，限制短路電流，提高母線殘壓。4.4.3 BZT的工作過程及要求2BZT裝置應滿足的基本要求：1）工作母線突然失壓，BZT裝置應能動作。2）工作電源先切，備用電源后投。3）判斷工作電源斷路器切實斷開，工作母線無電壓才允許備用電源合閘。4）BZT裝置只動作一次，動作是應發(fā)出信號。5）BZT裝置動作過程應使負荷中斷供電的時間盡可能短。6）備用電源無壓時BZT裝置不應動作。7）正常停電時備用裝置不啟動。8）備用電源或備用設備投入故障時應使其保護加速動作。BZT裝置應由低電壓啟動部分和自動重合閘部分組成，低電壓啟動部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動重合閘部分在工作電

28、源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延時間將備用電源的斷路器自動投入。變電所BZT裝置設計如圖4.2圖4.2變電所BZT裝置設計變電所BZT裝置工作過程：1）110KV側BZT：當某一條110KV母線故障導致母線失壓，故障側斷路器切斷工作電源，非故障側母線與橋型母線上BZT動作，將故障側設備自動切換到非故障側。2）35KV側BZT: 當某一條35KV母線故障導致母線失壓，故障側斷路器切斷工作電源， BZT動作，將故障側設備自動切換到非故障側。3）10KV側、所用電BZT：當某一條10KV母線或所用電母線故障導致母線失壓，故障側斷路器斷開，BZT動作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側負荷切換到非故障側。第5章 短

29、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。5.1 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)。

30、5.2 短路計算過程5.2.1 110KV短路電流計算1）根據(jù)資料,110KV火電廠的阻抗可歸算為以下圖5.1 110KV火電廠接線圖圖5.2 110KV火電廠阻抗圖在短路計算的基本假設前提下，選取=100MVA，UB=0.135=0.432各繞組等值電抗取17，取6，取10.5=0.179圖5.3 110KV火電阻抗最簡圖=即火電廠的阻抗為0.232。2)又根據(jù)資料所得,可將變電所視為無限大電源所以取同理:因35KU變電所的短路容量為250MVA所以 火電廠到待設計的變電所距離12KM，阻抗為每千米0.4歐110KV變電所到到待設計的變電所距離9KM，阻抗為每千米0.4歐35KV變電所到到待

31、設計的變電所距離7.5KM，阻抗為每千米0.4歐X= 待設計變電所中各繞組等值電抗 該變電所的兩臺型號規(guī)格一樣所以另一個變壓器的阻抗和相同。根據(jù)主接線圖可簡化為以下圖型 圖5.4 主接線阻抗簡化圖當K1點發(fā)生短路時將圖四可轉化為以下圖行 圖5.5 K1點短路阻抗圖又因為E1是有限大電源(將0.263改為0.264)所以 查短路電流周期分量運算曲線取T=0S ,可得4.324=(4.324+5.525+1.134)× =5.514KA沖擊系數(shù)取1.8×5.514×1.8=14.034KA=(4.324+5.525+1.134) ×5.2.2 35KV側短路

32、計算根據(jù)圖四進行變換圖5.6 星三角形轉化圖圖5.7 K2點短路阻抗圖=0.910 0.910×0.9375=0.853查計算曲線取T為0S ,可得1.225 =(1.225+1.6+1.616) =6.930KA×6.93×1.8=17.638KA=(1.225+1.6+1.616) ×5.2.3 10KV側短路計算當K3點發(fā)生短路，將圖5.6進行星網(wǎng)變換圖5.8 K3點短路阻抗圖 =1.045查計算曲線可得:0.71=2.606=14.330KA×14.330×1.8=36.473KA=100=260.6MVA表5.1 短路計算結

33、果參數(shù)短路點基準電壓Uav(KV)短路電流有名值Id(KA)短路電流沖擊值ich(KA)短路容量Sd(MVA)d11155.51414.0341098.3d2376.93017.638444.1d310.514.33036.473260.6第6章 設備選擇導體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 選擇設備的一般原則和基本要求31、基本要求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

34、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數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。2、按正常工作條件選擇導體和電氣設備1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓即 (6.1)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，而實際電網(wǎng)運行的一般不超過1.1。2）電流導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導體和電器的長期允許電流應不小于該回路的最大持續(xù)工作電流。即 (6.2)由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其

35、相應回路的 = 1.05 （為電器額定電流）。 (6.3)3）按當?shù)丨h(huán)境條件校核當周圍環(huán)境溫度Q和導體額定環(huán)境溫度Q 0不等時，其長期允許電流I可按下式修正 (6.4)導體或電氣設備長期發(fā)熱允許溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度=40，裸導體的額定環(huán)境溫度為+25。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流進行動、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)定動穩(wěn)定.1）熱穩(wěn)定校驗式為 (6.5)上式中：短路電流的熱效應（KA2S）t秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)

36、定電流有效值（KA2S）t設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）2）動穩(wěn)定校驗式為 或 (6.6)上式中: ,短路沖擊電流幅值及其有效值 ,-廠家給出的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。6.2.1 斷路器選擇的具體技術條件11）電壓選擇同式(6.1)2）電流選擇同式(6.2)由于高壓開斷器沒有連續(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。3)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周期分量即 (6.7)當斷路器的較系統(tǒng)短路電

37、流大很多時，簡化計算可用進行選擇，為短路電流值。4)短路關合電流的選擇為了保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊電流值即 (6.8)5)熱穩(wěn)定校驗式同(6.5)6)動穩(wěn)定校驗式同(6.6)6.2.2 斷路器選擇及校驗1、110KV進線側斷路器選擇1）額定電壓選擇： =110 2）額定電流選擇： 考慮到電源進線發(fā)生故障，所以相應回路的 即： =0.262KA3）按開斷電流選擇：5.514 KA 即5.514KA4）按短路關合電流選擇：14.034KA 即14.034KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW11110型SF6斷路器其參數(shù)如表6.1表6.1 110KV

38、斷路器參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)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)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時間(ms)全開斷時間(ms)4sLW11110110KV126160030.5808031.50.040.075）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護為1.5S,全開斷時間0.07s=1.5+0.07=1.57S=36.229 KA²S=31.5²×3=2976.75 KA²S即滿足要求6）校驗動穩(wěn)定： =80kA>14.034KA滿足要求故選擇戶外LW11110型SF6斷路器能滿足要求，由上述計可列出

39、下表： 表 6.2 110KV斷路器計算結果表 設備項目LW11110型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)110KV110KV1600A262A80KA14.034KA30.5KA5.545KA80KA14.034KA2976.75 KA²S36.229 KA²S2、35KV斷路器選擇1）額定電壓選擇： =352）額定電流選擇： 即： =0.433KA3）按開斷電流選擇：6.930KA 即6.930KA4）按短路關合電流選擇：17.638KA 即17.638KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW835型SF6斷路器其參數(shù)如表6.3表 6.3 35KV斷路器參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)最高工作電壓

40、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)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時間(ms)全開斷時間(ms)4sLW83535KV40.51600256363250.040.065）校驗熱穩(wěn)定: ，取后備保護為1.5S,全開斷時間為0.06s=1.5+0.06=1.56S=73.697 KA²S =25²×4=2500KA²S即 滿足要求。6）檢驗動穩(wěn)定： =17.638KA<63KA 滿足要求。由以上計算表明選擇戶外LW835型斷路器能滿足要求，列出下表：表 6.4 35KV斷路器計算結果表 設備項目LW835型產(chǎn)

41、品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)35KV35KV1600A433A63KA17.638KA30.5KA6.930KA 63KA17.638KA2500KA²S73.697KA²S3、10KV斷路器選擇1）額定電壓選擇： =10KV 2）額定電流選擇： 即：3）按開斷電流選擇：14.330KA 即14.330KA4）按短路關合電流選擇：36.473KA 即36.473KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN-10/1600-31.5型真空斷路器其參數(shù)如表6.5表 6.5 10KV斷路器參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)額定開斷電流Iekd(kA)動穩(wěn)定電流峰值(kA)額定短路

42、關合電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時間(ms)合閘時間(ms)2sZN-10/1600-31.510KV11.5160031.5808031.50.05<0.15）校驗熱穩(wěn)定: ，取后備保護為1.5S,固有分閘時間為0.05s,取滅弧時間為0.04S = 1.5+0.09=1.59S =356.058KA²S=31.5²×2=1984.5KA²S即 滿足要求6）校驗動穩(wěn)定： =36.473KA<80KA 滿足要求故選擇戶內(nèi)ZN-10/1600-31.5型真空斷路器能滿足要求，由上述計算可列下表如表6.6：表 6.6 10KV斷路器計算

43、結果表 設備項目ZN-10/1600-31.5型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)10KV10KV1250A456A80KA36.473KA31.5KA14.330KA80KA36.473KA1984.5KA²S356.058KA²S6.3 隔離開關的選擇隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。6.3.1 隔離開關選擇的具體技術條件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.3）熱穩(wěn)定校驗式同(6.5)4）動

44、穩(wěn)定校驗式同(6.6)6.3.2 隔離開關選擇計算為了維護及操作方便，同理110KV、35KV都選同類型1、110KV進線側隔離開關1）額定電壓選擇： =110KV2）考慮到電源進線發(fā)生故障，所以相應回路的 即： =0.262KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW5-110型，隔離開關，其參數(shù)如6.7 表 6.7 110KV隔離開關參數(shù)表型號額定電壓UN(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)動穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)4sGW5-110110KV115630100203）校驗熱穩(wěn)定：同斷路器校驗相同 =36.229 KA²S KA²S =20²

45、5;4=1600 KA²S滿足要求4）校驗動穩(wěn)定： =14.034KA =100KA 即： 滿足要求由上述計算表明，選擇GW5-110型隔離開關能滿足要求，列出下表：如表6.8表 6.8 110KV隔離開關計算結果表 設備項目GW5-110型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)110KV110KV630A262A1600KA²S36.229KA²S100KA14.034KA2、110KV變壓器側隔離開關1）額定電壓選擇： =110KV2）額定電流選擇：考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應回路的 即： = 0.137KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW5-110型，隔

46、離開關，其參數(shù)如6.9 表 6.9 110KV隔離開關參數(shù)表型號額定電壓UN(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)動穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)4sGW5-110110KV115630100203）校驗熱穩(wěn)定：同斷路器校驗相同 =36.229 KA²S KA²S =20²×4=1600 KA²S滿足要求4）校驗動穩(wěn)定： =14.034KA =100KA 即： 滿足要求由上述計算表明，選擇GW5-110型隔離開關能滿足要求，列出下表：如表6.10表 6.10 110KV隔離開關計算結果表設備項目GW5-110型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)110KV

47、110KV630A137A1600KA²S36.229 KA²S100KA14.034KA3、35KV側隔離開關1）額定電壓選擇： =35KV 2）額定電流選擇： 即：=0.433KA根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW535型隔離開關，其參數(shù)如表6.11 表 6.11 35K隔離開關參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)動穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)4sGW5353537630100203)校驗熱穩(wěn)定: 73.697 KA²S =20²×2=800 KA²S所以滿足要求4）校驗動穩(wěn)定： =100KA

48、=17.638KA 所以滿足要求.由于上述計算選擇GW535型型戶外隔離開關能滿足要求如表6.12表 6.12 35KV隔離開關計算結果表 設備項目GW535型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)35KV35KV630A433A800 KA²S73.697 KA²S100KA17.638KA4、10KV側隔離開關1）額定電壓選擇： =10KV2）額定電流選擇： 即：由上述計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內(nèi)GN2-10/2000-85型隔離開關，其參數(shù)如下： 表 6.13 10KV隔離開關參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)額定電流Ie(A)動穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)5sGN210/2000-85

49、10200085513）校驗熱穩(wěn)定: 356.058 KA²S = 51²×5=13005 KA²S所以滿足要求 4）校驗動穩(wěn)定： =36.473KA =85KA所以滿足要求故選擇GN2-10/2000-85型戶內(nèi)隔離開關能滿足要求,如表6.12表 6.14 10KV隔離開關計算結果表 設備項目GN2-10/2000-85產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)10KV10KV2000A456A1600 KA²S356.058 KA²S85KA36.473KA6.4 電流互感器選擇互感器包括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，用以分別向

50、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21)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正常工作范圍內(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，以便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，因此準確級要求不高，在可能出現(xiàn)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Z2f關系曲線。3)額定容量為保證互感器的準