220kV變電站的設(shè)計論文說明

1、. . . . I / 54220kV220kV變電站的設(shè)計變電站的設(shè)計_ _畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計摘摘 要要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對供電設(shè)計也有了更高、更完善的要求。設(shè)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(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，起著電能的接受、分配、聯(lián)絡(luò)、穩(wěn)定系統(tǒng)的重要作用。電氣主接線是變電所的主要部分，電氣主接線的方式直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直

2、接關(guān)系著電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置護(hù)，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。220kV 變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉與方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)與用戶負(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，確定用戶無功功率補(bǔ)償裝置。同時進(jìn)行變壓器的選擇，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)與導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面與剖面圖提供依據(jù)。本次 220kV 變電所電氣部分設(shè)計是根據(jù)理工大學(xué)電氣學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計工作手冊進(jìn)行的，主要包括主變壓器、主接線形式的確定；短路電流計算；電氣設(shè)備的選擇；繼電保護(hù)與互感器的配置；防雷保護(hù)等

3、幾個部分。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計算；主接線；短路電流計算 . . . . II / 54AbstractAbstractWith the economic development and modern industrial building of the rapid rise of the design of the power supply system more and more comprehensive, systematic, and rapid growth of electricity consumption in factories, on the power quality, tec

4、hnical and economic conditions, indicators of the reliability of electricity supply improves, so design of power supply has been higher and more comprehensive requirements. The design is reasonable, not only directly affects the investment in infrastructure, operation costs and the consumption of no

5、n-ferrous metals will be reflected in the electricity supply reliability and security of production, it is the economic efficiency of enterprises, is closely related to personal safety equipment.Substation power system is an important component of the power,and plays an important role of acceptance,

6、 distribution, contacts , the stability of the system. The main electrical substation wiring is a major part of Substation power system ,the main electrical wiring running directly impacts the reliability, flexibility, and its formulation directly related to the choice of the electrical equipment ,r

7、etaining the arrangement of power distribution equipment, The main electrical substation wiring is part of the decisive factor in the size of electrical substation investment.220kV substation belongs to high-pressure network ,the region more involved, consider the problems and analysis of substation

8、 tasks and user load, etc., select the site, use user data loading calculation and determining the user reactive power compensation device. At the same time, choicing of a variety of transformers, substations to determining the connection mode, and then to short-circuit current calculation, select a

9、nd wire。 Networks to carry out short-circuit current calculation. Select high and low voltage electrical substation equipment for the substation plane and provide the basis profiles.The 220kV substation electrical design is based on school . . . . III / 54of electrical engineering and automation hen

10、an polytechnic university graduate electrical design manual, including the main transformer, the main form of identification terminal; short-circuit current calculation; choice of electrical equipment; relay and transformer configuration; several parts, such as lightning protection.KeyKey wordswords

11、: : Load; The main cables;Shortcircuit current calculation. . . . i / 54目目 錄錄1 緒論 11.1 設(shè)計目的與意義 11.2 國外相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展 11.3 變電所基本資料 21.4 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料 21.5 變電所與電力系統(tǒng)的連接 31.6 設(shè)計任務(wù) 32 變壓器和主接線 42.1 主變壓器的選擇 42.1.1 主變?nèi)萘康倪x擇 42.1.2 選用變壓器的原則 52.1.3 過負(fù)荷能力校驗 52.2 主接線選擇 72.2.1 電氣主接線的設(shè)計原則 72.2.2 220kV 配電裝置主接線選擇 72.2.3 110kV

12、 配電裝置主接線選擇 82.2.4 10kV 配電裝置主接線選擇 82.2.5 變電所電氣主接線圖 93 短路電流計算 103.1 短路電路計算的目的和說明 103.1.1 短路電流計算 103.1.2 有關(guān)本變電所短路電流計算的說明 103.2 系統(tǒng)的等值電抗圖和短路點的選擇 113.3 短路電流計算書 113.3.1 標(biāo)準(zhǔn)值選取 113.3.2 電路參數(shù)歸算 123.3.3 繪制等效電路圖 133.3.4 繪制短路電流計算結(jié)果表 234 電氣設(shè)備的選擇 254.1 斷路器的選擇 254.1.1 220kV 斷路器 254.1.2 110kV 斷路器 264.1.3 10kV 斷路器 274

13、.2 隔離開關(guān)的選擇 29. . . . ii / 544.2.1 220kV 隔離開關(guān) 294.2.2 110kV 隔離開關(guān) 304.3 電流電壓互感器的選擇 314.3.1 電流互感器的選擇 314.3.2 220KV 電流互感器的選擇（不校負(fù)荷）314.3.3 110kV 電流互感器的選擇 324.3.4 10kV 電流互感器選擇 334.3.5 電壓互感器選擇 344.4 各級電壓母線的選擇 344.4.2 220kV 母線選擇 354.4.3 110kV 母線選擇 364.4.4 10kV 母線 374.4.5 主變 10kV 側(cè)母線橋選擇 384.5 10KV 支柱絕緣子和穿墻套管

14、的選擇 404.6 10KV 熔斷器的選擇 434.6.1 10kV PT 高壓熔斷器選擇 434.6.2 10kV 所用變高壓熔斷器選擇 434.7 所用變選擇 444.7.1 所用電的接線 444.7.2 所用變的選擇 444.8 配電裝置選擇 454.9 互感器的配置 464.9.1 電壓互感器的配置 464.9.2 電流互感器的配置 474.10 電力電纜的選擇 475 防雷與過電壓規(guī)劃 486 總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 51. . . . 1 / 541 1 緒論緒論1.11.1 設(shè)計目的與意義設(shè)計目的與意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量

15、迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對供電設(shè)計也有了更高、更完善的要求。設(shè)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(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，起著電能的接受、分配、聯(lián)絡(luò)、穩(wěn)定系統(tǒng)的重要作用。電氣主接線是變電所的主要部分，電氣主接線的方式直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置護(hù)，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。 通過本次設(shè)計可以復(fù)習(xí)鞏固專業(yè)課程的有關(guān)容，拓寬了知識面，增強(qiáng)了工程觀念，培養(yǎng)了變電站設(shè)計的能力。同時對能

16、源、發(fā)電、變電和輸電的電氣部分有個詳細(xì)的概念，能熟練的運用有些知識，如短路計算，主接線的設(shè)計、導(dǎo)體電氣設(shè)備的選擇等。1.21.2 國外相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展國外相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展我國電力系統(tǒng)的變電站大致分為四大類：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。電力布局由注重就地平衡向全國乃至更大圍優(yōu)化統(tǒng)籌轉(zhuǎn)變，電力結(jié)構(gòu)由過度依賴煤電向提高非化石能源發(fā)電比重轉(zhuǎn)變，推進(jìn)集約化發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，充分發(fā)揮國家電網(wǎng)在電力市場化、能源清潔化、經(jīng)濟(jì)低碳化、生活方式現(xiàn)代化中的基礎(chǔ)性作用；實現(xiàn)供配電

17、輸送無縫隙，無錯誤。結(jié)合我國電力現(xiàn)狀，為國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給. . . . 2 / 54充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價的電能。通過網(wǎng)絡(luò)與雜志我們可以發(fā)現(xiàn)，近年來一些發(fā)達(dá)國家的能源不是很豐富，進(jìn)而導(dǎo)致電力資源不是充足。為了滿足國的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。比較完善的變電站設(shè)計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達(dá)國家通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟(jì)性。1.31.3 變電所基本資料變電所基本資料（1）設(shè)計變電所在城市近郊,向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電,在變電所附近還有

18、地區(qū)負(fù)荷。（2） 確定本變電所的電壓等級為 220kV/110kV/10kV，220kV 是本變電所的電源電壓，110kV 和 10kV 是二次電壓。（3） 變電所的電源，由對側(cè) 220kV 變電所雙回線路與另一系統(tǒng)雙回線路送到本變電所；在中壓側(cè) 110kV 母線，送出 2 回線路至煉鋼廠；在低壓側(cè) 10kV 母線，送出 11 回線路至地區(qū)負(fù)荷。（4） 該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。（5） 該地區(qū)年最高氣溫（A）40，最熱月平均最高氣溫（B）30。1.41.4 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料110kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料如表 1-1。表 1-1 110kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料用戶名稱 最大

19、負(fù)荷（kW） cos 回路數(shù) 重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)（）煉鋼廠 44000 095 2 6510kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料如表 1-2。表 1-2 10kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料. . . . 3 / 54序號用戶名稱最大負(fù)荷（kW）cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)（）1礦機(jī)廠（D）18002502機(jī)械廠（E）11002453汽車廠（F）21002724電機(jī)廠（G）22002365煉油廠（H）16002766飼料廠（I）4000851-最大負(fù)荷利用小時數(shù) Tmax=5256h，同時率取 0.9，線路損耗取 6。1.51.5 變電所與電力系統(tǒng)的連接變電所與電力系統(tǒng)的連接圖 1-1 變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖1.61

20、.6 設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)（1）選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和型號；（2）設(shè)計本變電所的電氣主接線；（3）進(jìn)行必要的短路電流計算；（4）選擇和校驗所需的電氣設(shè)備；（5）進(jìn)行防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計；（6) 配電裝置設(shè)計。. . . . 4 / 542 2 變壓器和主接線變壓器和主接線2.12.1 主變壓器的選擇主變壓器的選擇變電所主變壓器容量的選擇按變電所建成 5-10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10-20 年的負(fù)荷發(fā)展對城郊變電所，主變壓器容量與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊的要求，并結(jié)合本變電所的具體情況和可靠性的要求，選用兩臺同樣型號的無載調(diào)壓三繞組變壓器。2.1.12.1.1

21、主變?nèi)萘康倪x擇主變?nèi)萘康倪x擇該設(shè)計是由 220kV 經(jīng)變電站變?yōu)?110kV 和 10kV 兩個電壓等級，由于最大負(fù)荷、重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)和同時率各有不同，必須各個計算。110kV 最大負(fù)荷為=P=1.044000=44000kW1mP0K其中，因為資料顯示只有煉鋼廠，所以取 1，P 取 44000。0K110kV 重要負(fù)荷 =P=0.6544000=28600kW1 iPiK其中，因為重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)是 65%，所以系數(shù)取 0.65iK10kV 最大負(fù)荷為 =0.9(1800+1100+2100+2200+1600+400) =8280kW2mP0KkP因為所有工廠不一定同時運轉(zhuǎn)，所以同時率取 0

22、.9； P 為0K10kV 所有用戶的總負(fù)荷。10kV 重要負(fù)荷 =P2iPiK=0.518000.4511000.7221000.3622000.761600）=4915kW其中，P 為個工廠最大負(fù)荷；重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)。iK對于具有兩臺主變的變電所，其中一臺主變的容量應(yīng)大于等于 70. . . . 5 / 54的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷，兩者中，取最大值作為確定主變?nèi)萘康囊罁?jù)?？紤]到主變每天的負(fù)荷是不均衡的，計與欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于過負(fù)荷期間中消耗，故可先選較小容量的主變作過負(fù)荷能力計算，以節(jié)省主變投資。 70負(fù)荷容量為Se=0.7Pm/cos=0.70.91.06(44000/0.

23、95+8280/0.85) =38158 kVA式中 0.9 為負(fù)荷同時率；1.06 為考慮線損的系數(shù)；Pm 為最大負(fù)荷。全部重要負(fù)荷容量為 Si=/cos=/cos1+/cos2iP1 iP2iP=28600/0.95+4915/0.85=35887kVA式中為重要負(fù)荷；功率因數(shù) cos 原始材料已給出。iP若要選擇的變壓器符合要求必須滿足 70負(fù)荷容量大于全部重要負(fù)荷容量，即 SeSi 應(yīng)根據(jù) Se 選擇主變?nèi)萘俊?.1.22.1.2 選用變壓器的原則選用變壓器的原則選用的變壓器必須符合以下條件：1）SeSi 2）Se0.7Smax 即 Se38158 kVA根據(jù)條件以與考慮供電的可靠性和

24、經(jīng)濟(jì)性，初步運用兩臺S=31500kVA 的變壓器。2.1.32.1.3 過負(fù)荷能力校驗過負(fù)荷能力校驗經(jīng)計算一臺主變應(yīng)接帶的負(fù)荷為 38157 kVA，單單選擇一臺主變無法滿足要求，先選用兩臺 31500 kVA 的變壓器進(jìn)行正常過負(fù)荷能力校驗。. . . . 6 / 54圖 2-1 日負(fù)荷曲線根據(jù)負(fù)荷曲線，先求出變壓器低載運行時的欠負(fù)荷系數(shù)為K1=(1/K)/()(212222121nnnttttititi=(31500/38157)4248/()45 . 026 . 045 . 085 . 0(2222=0.697式中 代表功率；t 代表時間。i由 K1=0.697 與過負(fù)荷小時數(shù) T=2

25、 查“變壓器正常過負(fù)荷曲線”得過負(fù)荷倍數(shù) K2=1.26 得變壓器的正常過載能力S2=1.2631500=3969039240,故所選主變?nèi)萘繚M足大于等于 70的全部負(fù)荷要求。因此確定選用主變型號為 SPFZ7-31500kVA/22081.5%kV，主要參數(shù)如表 2-1。表 2-1 主表的主要參數(shù)電壓組合和分接圍阻抗電壓（）額定容量kVA高壓kV中壓kV低壓kV連接組別號空載損耗kW負(fù)載損耗kW空載電流容量分配 高-中高-低中-低3150022012111YN，yn，d11451750.81001005093020. . . . 7 / 542.22.2 主接線選擇主接線選擇2.2.12.2

26、.1 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線的設(shè)計原則為：以下達(dá)的設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際的具體特點，準(zhǔn)確地掌握原始資料，保證設(shè)計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。2.2.22.2.2 220kV220kV 配電裝置主接線選擇配電裝置主接線選擇根據(jù) SDJ2-88220500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定， “220kV 配電裝置出線在 4 回與以上時，宜采用雙母線與其他接線” 。由于待建變電所有 6 回出線，可采用雙母線接線。兩臺主變分別接在不同母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運行可

27、靠性高，任一條母線或母線上的設(shè)備檢修，均不需停掉線路。同時，本工程 220kV 斷路器采用 FS6斷路器，其檢修周期長，可靠性高，故可不設(shè)旁路母線。又由于每個電源點都有兩回線路，一回線路停運時，仍滿足 N-1 原則。因此，本設(shè)計 220kV 配電裝置采用雙母線接線。圖 2-2 雙母線接線. . . . 8 / 542.2.32.2.3 110kV110kV 配電裝置主接線選擇配電裝置主接線選擇110kV 出線僅為兩回，按照規(guī)程要求，宜采用橋式接線。以雙回線路向煉鋼廠供電?？紤]到主變不會經(jīng)常投切和對線路操作與檢修的方便性，110kV 配電裝置采用橋式接線。其優(yōu)點是線路的投入和切除操作方便，線路故

28、障時，進(jìn)故障線路斷路器斷開，其他線路和變壓器不受影響。圖 2-3 橋 式 接 線2.2.42.2.4 10kV10kV 配電裝置主接線選擇配電裝置主接線選擇10kV 出線共 11 回，按照規(guī)程要求，采用單母線分段接線，對重要回路，均以雙回線路供電，保證供電的可靠性?？紤]到減小配電裝置占地和占用空間，消除火災(zāi)、爆炸的隱患與環(huán)境保護(hù)的要求，主接線不采用帶旁路的接線，且斷路器選用性能比少油斷路器更好的真空斷路器，配電裝置采用封閉性好集成度高的成套配電裝置。. . . . 9 / 542.2.52.2.5 變電所電氣主接線圖變電所電氣主接線圖圖 2-4 電氣主接線圖. . . . 10 / 543 3

29、 短路電流計算短路電流計算為了保證電力系統(tǒng)安全運行，在設(shè)計選擇電器設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護(hù)裝置能夠自動地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和電氣設(shè)備的選擇均需要短路電流數(shù)據(jù)。因此短路電流計算是變電所設(shè)計的重要容之一。根據(jù)本變電所電源側(cè) 510 年的發(fā)展規(guī)劃，計算出系統(tǒng)最大運行方式下的短路電流。系統(tǒng)最大運行方式為:450MW 機(jī)組滿負(fù)荷，2200MW機(jī)組滿負(fù)荷，系統(tǒng)容量為 100MVA，220kV 各條線路均投入運行。3.13.1 短路電

30、路計算的目的和說明短路電路計算的目的和說明3.1.13.1.1 短路電流計算短路電流計算(1) 電氣主接線型式的比較和選擇。(2) 為選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器等電氣設(shè)備提出技術(shù)要求。(3) 研究限制短路電流的措施，為線路裝設(shè)限流電抗器等提供依據(jù)。(4) 分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。3.1.23.1.2 有關(guān)本變電所短路電流計算的說明有關(guān)本變電所短路電流計算的說明(1) 計算短路電流的接線方式采用發(fā)生最大短路電流的正常接線方式短路電流周期分量即是該方式下的最大三相短路電流 I，短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。(2) 整個系統(tǒng)中所有電源均運行在額定負(fù)荷下。(3) 短路電流的計算采用標(biāo)幺值進(jìn)

31、行的實用計算法。(4) 電源用次暫態(tài)電抗表示，發(fā)電機(jī)電動勢模值取 1，相位角全部相等取為 0。(5) 不計負(fù)荷對短路點的影響，不計回路各處（線路、設(shè)備等接觸. . . . 11 / 54處，短路點電?。╇娮?，不計線路電納和變壓器導(dǎo)納，即只計與電抗的影響。(6) 本設(shè)計中系統(tǒng)電抗為折算到基準(zhǔn)值下的電抗,不考慮穿越功率。3.23.2 系統(tǒng)的等值電抗圖和短路點的選擇系統(tǒng)的等值電抗圖和短路點的選擇在圖 3-1 中，短路點 d1 選在 220kV 母線上，d2 選在 110kV 母線橋上，兩臺主變壓器分列運行，d3 選在 110kV 線路出口，兩臺主變壓器并列運行，d4 選在 10kV 母線上，兩臺主變

32、壓器分列運行，d5 選在 10kV 線路出口，兩臺主變壓器并列運行。圖 3-0.1984XGd1B0.1587XT10.0605XGd2B0.0583XT20.0236XL10.0161XL20.0161XL40.005XS0.2857XT310.6508 XT330XT32d1d5d4d3d20.0121XL31 等效電路圖3.33.3 短路電流計算書短路電流計算書3.3.13.3.1 標(biāo)準(zhǔn)值選取標(biāo)準(zhǔn)值選?。?） 基準(zhǔn)容量SB =100MVA（2） 基準(zhǔn)電壓選取各電壓等級的平均額定電壓. . . . 12 / 54UB220 =1.05220=230kVUB110 =1.05110=115k

33、VUB10 =1.0510=10.5kV （3） 基準(zhǔn)電流IB220 = SB /( UB220)100/（230 ）=0.25kA33IB110 = SB /( UB110)100/（115）=0. 5kA33IB10 = SB /( UB10)100/（10）=5. 5kA333.3.23.3.2 電路參數(shù)歸算電路參數(shù)歸算查表 LGJ-400 架空線 x1=0.416；LGJ-300 架空線 x1=0.42550MW 發(fā)電機(jī) XGd1B= XGd1SB/SG1=0.124100/(50/0.8)=0.198463MVA 變壓器 XT1= Uk1SB/ST1=0.1100/63=0.1587

34、200MW 發(fā)電機(jī) XGd2B= XGd2SB/SG2=0.1423100/(200/0.85)=0.0605240MVA 變壓器 XT2= Uk2SB/ST2=0.14100/240=0.058330km LGJ-400 線路 XL1= x1*30* SB/ UB2= 0.416*30* 100/ 2302=0.023620km LGJ-300 線路 XL2= x1*20* SB/ UB2= 0.425*20* 100/ 2302=0.016115km LGJ-300 線路 XL3= x1*15* SB/ UB2= 0.425*15* 100/ 2302=0.0121系統(tǒng) XS=0.005S

35、B / S=0.005100/2400=0.0002系統(tǒng)線路 XL4= XL2=0.0161主變參數(shù)： Uk31 =Uk（1-2）+ Uk（1-3）-Uk（2-3）/2=9+30-20/2=9.5Uk32 =Uk（1-2）+ Uk（2-3）- Uk（1-3）/2=9+20-30/2=-0.5 取 0Uk33 =Uk（1-3）+ Uk（2-3）- Uk（1-2）/2=30+20-9/2=20.5. . . . 13 / 54XT31 = Uk31SB/100ST3=9.5100/10031.5=0.2857XT32 = Uk32SB/100ST3=0100/10031.5=0XT33 = Uk3

36、3SB/100ST3=20.5100/10031.5=0.65083.3.33.3.3 繪制等效電路圖繪制等效電路圖0.1984XGd1B0.1587XT10.0605XGd2B0.0583XT20.0236XL10.0161XL20.0161XL40.005XS0.2857XT310.6508 XT330XT32d1d5d4d3d20.0121XL3圖 3-2 等效電路圖（1） d1 點短路，等值電路簡化如圖 3-2X1=( XGd1B+XT1)/4+ XL1/2=(0.1984+0.1587)/4+0.0236/2=0.1011X2=( XGd2B+XT2+ XL2)/2=(0.0605+

37、0.0583+0.0161)/2=0.0675X3=XS+XL4/2=0.002+0.0161/2=0.0083X4= XL3/2=0.0121/2=0.0061圖 3-3 d1 點短路的等值電路電源 1 轉(zhuǎn)移阻抗為X11=X1+X4+X1*X4/X3=0.1011+0.0061+0.10110.0061/0.0675=0.1163. . . . 14 / 54電源 2 轉(zhuǎn)移阻抗為X12= X2+X4+X2*X4/X1=0.0675+0.0061+0.06750.0061/0.1011=0.0777系統(tǒng)轉(zhuǎn)移阻抗為 X13= X3=0.0083圖 3-4 d1 點短路的等值簡化電路電源 1 計算

38、電抗為 Xjs11= X11*S1/SB=0.1163(450/0.8) /100=0.2908電源 2 計算電抗為 Xjs12= X12*S2/SB=0.0777（2200/0.85）/100=0.3656系統(tǒng)計算電抗為 Xjs13= X13*S/SB=0.00832400/100=0.1992查運算曲線得:電源 1 I1*=3.8 I1.8=2.35 I3.6=2.35電源 2 I2*=2.95 I1.8=2.15 I3.6=2.21系統(tǒng) I3*=5.5 I1.8=2.62 I3.6=2.45IN1= S1/UB=(450/0.8)/230=0.6276kA33IN2= S2/UB=(22

39、00/0.85)/230=1.1813kA33IN3= S3/UB=2400/230=6.0245kA33I1= I1*IN1=3.80.6275=2.3845kAI2= I2*IN2=2.951.1812=3.4845kAI3= I3*IN3=5.56.024=33.132kAI= I1+ I2+ I3=2.3845+3.4845+33.132. . . . 15 / 54=39.01kAI1.8=2.350.62762.151.18132.626.0245=1.4746+2.5396+15.7829=19.7971kAI3.6=2.350.62762.211.18132.456.0245=

40、1.4746+2.6105+14.7588=18.8439kA短路電流沖擊值 im=k I=2.55 I=2.5539.01=99.46kA全電流最大有效值 Im= I=1.55 2) 1(21kI=1.5539.01=51.35kA短路容量 S= IUN=39.01230=15540MVA33（2） d2 點短路，等值電路簡化X5=(XT31+ XT32)/2=(0.2857+0)/2=0.1429圖 3-5 d2 點短路的等值電路電源 1 轉(zhuǎn)移阻抗為X21=X11*X5*(1/X5+1/X11+1/X12+1/X13)=0.11630.1429(1/0.1429+1/0.1163+1/0.

41、0777+1/0.0083)=2.4754電源 2 轉(zhuǎn)移阻抗為X22= X12*X5*(1/X5+1/X11+1/X12+1/X13)=0.07770.1429(1/0.1429+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=1.6538系統(tǒng)轉(zhuǎn)移阻抗為X23=X13*X5*(1/X5+1/X11+1/X12+1/X13)=0.00830.1429(1/0.1429+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=0.1767. . . . 16 / 54圖 3-6 d2 點短路的等值簡化電路電源 1 計算電抗為Xjs21=X21*S1/SB =2.4754(450/0.8)

42、/100=6.18853電源 2 計算電抗為Xjs22=X22*S2/SB=1.6538（2200/0.85）/100=7.69793系統(tǒng)計算電抗為Xjs23= X23*S/SB=0.17672400/100=4.24083I*= I*=1/ XjSIN1= S1/UB=(450/0.8)/115=1.2553kA33 IN2= S2/UB=(2200/0.85)/115=2.3628kA33IN3= S3/UB=2400/115=12.0504Ka33I1*=1/ Xjs21=1/6.1885=0.1615I2*=1/ Xjs22=1/7.6979=0.1299I3*=1/ Xjs23=1/

43、4.2408=0.2358I1= I1*IN1=0.16151.2553=0.2027kAI2= I2*IN2=0.12992.3628=0.3069kAI3= I3*IN3=0.235812.0504=2.8415kA I= I1+ I2+ I3=0.2027+0.3069+2.8415=3.3511kA短路電流沖擊值 im=2.55 I=2.553.3511=8.5453kA全電流最大有效值 Im=1.55 I=1.553.3511=5.1942kA短路容量 S=IUN=3.3511115=667.47MVA33（3） d3 點短路等值電路簡化如圖 3-7X6= XT31+ XT32=0.

44、2857+0=0.2857圖 3-7 d3 點短路的等值電路電源 1 轉(zhuǎn)移阻抗為. . . . 17 / 54X31= X11*X6*(1/X6+1/X11+1/X12+1/X13)=0.11630.2857(1/0.2857+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=4.8334電源 2 轉(zhuǎn)移阻抗為X32= X12*X6*(1/X6+1/X11+1/X12+1/X13)=0.07770.2857(1/0.2857+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=3.2292系統(tǒng)轉(zhuǎn)移阻抗為X33= X13*X6*(1/X6+1/X11+1/X12+1/X13)=0.008

45、30.2857(1/0.2857+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=0.3449圖 3-8 d3 點短路的等值簡化電路電源 1 計算電抗為Xjs31= X31* S1/SB=4.8334(450/0.8) /100=12.083電源 2 計算電抗為Xjs32= X32* S2/SB =3.2292（2200/0.85）/100=15.23系統(tǒng)計算電抗為 Xjs33= X33* S/SB=0.34492400/100=8.283I*= I*=1/ XjSIN1= S1/UB=(450/0.8)/115=1.2553kA33 IN2= S2/UB=(2200/0.85)/11

46、5=2.3628kA33IN3= S3/UB=2400/115=12.0504kA33I1*=1/Xjs31=1/12.08=0.0828I2*=1/Xjs32=1/15.2=0.0658I3*=1/Xjs33=1/8.28=0.1208I1= I1*IN1=0.08281.2553=0.1039kAI2= I2*IN2=0.06582.3628=0.1555kAI3= I3*IN3=0.120812.0504=1.4557kA. . . . 18 / 54 I= I1+ I2+ I3=0.1039+0.1555+1.4557=1.7151kA短路電流沖擊值 im=2.55 I=2.551.7

47、151=4.3734kA全電流最大有效值 Im=1.55 I=1.551.7151=2.6583kA短路容量 S=IUN=1.7151115=341.61MVA33（4） d4 點短路等值電路簡化如圖 3-9X7=(XT31+ XT33)/2=(0.2857+0.6508)/2=0.4683圖 3-9 d4 點短路的等值電路電源 1 轉(zhuǎn)移阻抗為X41= X11*X7*(1/X7+1/X11+1/X12+1/X13)=0.11630.4683(1/0.4683+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=7.8474電源 2 轉(zhuǎn)移阻抗為X42= X12*X7*(1/X7+1/X11+

48、1/X12+1/X13)=0.07770.4683(1/0.4683+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=5.2428系統(tǒng)轉(zhuǎn)移阻抗為X43= X13*X7*(1/X7+1/X11+1/X12+1/X13)=0.00830.4683(1/0.4683+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=0.5600圖 3-10 d4 點短路的等值簡化電路電源 1 計算電抗為Xjs41= X41* S1/SB =7.8474(450/0.8)/100=19.623電源 2 計算電抗為Xjs42= X42* S2/SB =5.2428（2200/0.85）/100=24.67

49、3系統(tǒng)計算電抗為. . . . 19 / 54Xjs43= X43* S/SB=0.56002400/100=13.443I*= I*=1/ XjSIN1= S1/UB=(450/0.8)/10.5=13.7468kA33IN2= S2/UB=(2200/0.85)/10.5=25.8762kA33IN3= S3/UB=2400/10.5=131.97kA33I1*=1/Xjs41=1/19.62=0.0510I2*=1/Xjs42=1/24.67=0.0405I3*=1/Xjs43=1/13.44=0.0744I1= I1*IN1=0.051013.7468=0.7011kAI2= I2*I

50、N2=0.040525.8762=1.048kAI3= I3*IN3=0.0744131.97=9.8186kAI= I1+ I2+ I3=0.7011+1.048+9.8186=11.5677kA短路電流沖擊值 im=2.55 I=2.5511.5677=29.5kA全電流最大有效值 Im=1.55 I=1.5511.5677=17.93kA短路容量 S=IUN=11.567710.5=210.37MVA33（5） d5 點短路，等值電路簡化X8=XT31+ XT33=0.2857+0.6508=0.9365圖 3-11 d5 點短路的等值電路電源 1 轉(zhuǎn)移阻抗為X51= X11*X8*(1

51、/X8+1/X11+1/X12+1/X13)=0.11630.9365(1/0.9365+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=15.58電源 2 轉(zhuǎn)移阻抗為X52= X12*X8*(1/X8+1/X11+1/X12+1/X13)=0.07770.9365(1/0.9365+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=10.41系統(tǒng)轉(zhuǎn)移阻抗為. . . . 20 / 54X53= X13*X8*(1/X8+1/X11+1/X12+1/X13)=0.00830.9365(1/0.9365+1/0.1163+1/0.0777+1/0.0083)=1.11圖 3-12

52、d5 點短路的等值簡化電路電源 1 計算電抗為Xjs51= X51* S1/SB =15.58(450/0.8) /100=38.953電源 2 計算電抗為Xjs52= X52* S2/SB =10.41（2200/0.85）/100=48.993系統(tǒng)計算電抗為 Xjs53= X53* S/SB=1.112400/100=26.643I*= I*=1/XjSIN1= S1/UB=(450/0.8)/10.5=13.7468kA33IN2= S2/UB=(2200/0.85)/ 10.5=25.8762kA33IN3= S3/UB=2400/10.5=131.97kA33I1*=1/ Xjs51

53、=1/38.95=0.0257I2*=1/ Xjs52=1/48.99=0.0204I3*=1/ Xjs53=1/26.64=0.0375I1= I1*IN1=0.025713.7468=0.3533kAI2= I2*IN2=0.020425.8762=0.5279kAI3= I3*IN3=0.0375131.97=4.9489kAI= I1+ I2+ I3=0.3533+0.5279+4.9489=5.8301kA短路電流沖擊值 im=2.55I=2.555.8301=29.5kA全電流最大有效值 Im=1.55I=1.555.8301=17.93kA短路容量 S=IUN=5.830110.

54、5=106.03MVA33. . . . 21 / 543.3.43.3.4 繪制短路電流計算結(jié)果表繪制短路電流計算結(jié)果表表 3-1 短路電流計算結(jié)果表0s 短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流ts 短路電流 短路點編號支路名稱計算電抗Xjs額定電流IN(kA)標(biāo)幺值I*有名值 I(kA)標(biāo)幺值I*有名值I(kA)標(biāo)幺值It*有名值It (kA)短路電流沖擊值im(kA)全電流最大有效值Im(kA)短路容量S(MVA). . . . 22 / 54公式IBSN/SBI*INI*INIt*IN2.55I1.55*II3UNF10.29080.62753.82.38452.351.47462.351.47

55、466.083.7950F20.36561.18122.953.48452.212.61052.152.53968.895.41388S0.19926.0245.533.1322.4514.75882.6215.782984.498.5313199d1小計39.0118.843919.797199.4651.3515540F16.18851.25530.16150.20270.16150.20270.16150.20270.51690.314240.37F27.69792.36280.12990.30690.12990.30690.12990.30690.78260.475761.13S4.2

56、40812.05040.23582.84150.23582.84150.23582.84157.24584.4043565.97d2小計3.35113.35113.35118.54535.1942667.47d3F112.081.25530.08280.10390.08280.10390.08280.10390.26490.161020.69F215.22.36280.06580.15550.06580.15550.06580.15550.39650.241030.97S8.2812.05040.12081.45570.12081.45570.12081.45573.71202.2563289

57、.95小計1.71511.71511.71514.37342.6583341.61續(xù)表 4-10短路點編號支路名稱計算電抗Xjs額定電流IN(kA)0s 短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流ts 短路電流短路電流沖擊值im(kA)全電流最大有效值Im(kA)短路容量S(MVA). . . . 23 / 54標(biāo)幺值I*有名值 I(kA)標(biāo)幺值I*有名值I(kA)標(biāo)幺值It*有名值It (kA)公式IBSN/SBI*INI*INIt*IN2.55I1.55*I3IUNF119.6213.74680.05100.70110.05100.70110.05100.70111.78781.086712.75F22

58、4.6725.87620.04051.0480.04051.0480.04051.0482.67241.624419.06S13.44131.970.07449.81860.07449.81860.07449.818625.037415.2188178.56d4小計11.567711.567711.567729.5017.93210.37F138.9513.74680.35330.02570.35330.02570.35330.90090.54766.43F248.9925.87620.02040.52790.02040.52790.02040.52791.34610.81829.60S26.

59、64131.970.03754.94890.03754.94890.03754.948912.627.670890d5小計5.83015.83015.830114.879.0366106.034 4 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備按正常運行情況選擇設(shè)備，按短路電流情況校驗設(shè)備，同時兼顧今后的發(fā)展，選用性能價格比高，技術(shù)成熟的設(shè)備，盡量減少選用設(shè)備的類型，以減少備品備件，也有利于運行檢修等工作。. . . . 24 / 544.14.1 斷路器的選擇斷路器的選擇高壓斷路器的主要功能是正常運行時用來倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電路和退出運行，起著控制作用，當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時能快速切除故

60、障，保證無故障部分正常運行起保護(hù)作用。220kV 與 110kV 斷路器因構(gòu)架較高，且周圍并無嚴(yán)重污染，故選用戶外型。10kV 為避免外界的影響，故選戶型，且為保證供電可靠性與運行維護(hù)檢修的方便，同時為減少占地面積，因此，220kV 與 110kV 選用開關(guān)，10kV 選用真空開關(guān)。6SF4.1.14.1.1 220kV220kV 斷路器斷路器形式：室外6SF額定電壓：UNUNS額定電流：INIm 式中 UN 和 UNS分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；IN 和 Im 分別是電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。Im=1.31.05Se/Ue=1.0531500/220=113 A3