課程設計說明書4s

1、課程設計說明書指導教師：xxx學校：xx大學學院：電氣工程學院專業(yè)：電氣工程與其自動化班級：103班：學號：所選課題：發(fā)電廠電氣部分課程設計（2）目錄課題.1前言.21. 主接線設計.41.1主接線的種類.41.2各種主接線中主要電氣設備的配置原則.51.3主接線的圖紙方案設計.82. 變壓器的選擇.112.1、電力變壓器的分類.112.2電力變壓器的參數(shù)和特性.112.3 電力變壓器的臺數(shù)和容量的選擇原則.132.4 對方案一主變壓器的選擇.153. 短路電流的計算.173.1 短路電流計算的目的.173.2短路的危害. 173.3短路電流實例計算.174. 電氣設備的選擇. . .204.

2、1 電器主要選擇項目簡易匯總表.204.2導體的選擇和校驗.214.3母線選擇與校驗. .224.4 斷路器和隔離開關的選擇與校驗. . .274.5 35kv側斷路器與隔離開關的選擇與校驗.314.6 10kv側斷路器與隔離開關的選擇與校驗.344.7、電流互感器的選擇.374.8電壓互感器選擇.405. 結束語.42方案設計圖.4346 / 49課題：110kV變電站電氣設計一、 原始資料1、 該變電站有110kV，35kV，10kV三個電壓等級，110kV以雙回線與系統(tǒng)相連，線路長50km，線路電抗0.4/km，系統(tǒng)容量1000MVA，系統(tǒng)短路容量2000MVA。2、 35kV與10kV

3、最大負荷如下兩表所示。最小負荷為最大負荷的60%，同時率為0.85，線損率5%，,最大負荷利用小時5600小時。3、 繼電保護主保護動作時間0.05s，后備保護動作時間3.5s表1： 35kV最大負荷表用戶名稱容量（MW）線路長（km）負荷性質(zhì)鋼鐵廠1520水泥廠625糖廠515民航站1018鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)105.0表2： 10kV最大負荷表用戶名稱容量（MW）線路長（km）負荷性質(zhì)線路類型醫(yī)院40.8溝中電纜紡織廠21.2直埋電纜廣播電視臺4架空水廠4架空市政用電5架空二、 設計容1、 電氣主接線設計2、 短路電流計算3、 電氣設備選擇主要是選擇斷路器，隔離開關選擇校核。寫入說明書中。110kV斷

4、路器、隔離開關選擇和校驗35kV斷路器、隔離開關選擇和校驗10kV斷路器、隔離開關選擇和校驗設計說明書前言一、變電站的作用電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設備組成的網(wǎng)絡，變電站是聯(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。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：（1） 樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項癱瘓。（2） 中間變電站：高壓側以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚23個電源，電壓為220330kv，同時又降壓供當?shù)毓?/p>

5、電，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。（3） 地區(qū)變電站：高壓側一般為110220kv，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。終端變電站：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側的電壓為110kv，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。二、電力系統(tǒng)供電要求（1） 保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危與人身和設備的安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運行首先足可靠、持續(xù)供電的要求。（

6、2） 保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量這三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定的數(shù)來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的正負5%，給定的允許頻率偏移為正負0.20.5%HZ等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標，都必須采取一切手段來予以保證。（3） 保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗占的比重約為1/3 ，而且在電能變換，輸送，分配時的損耗絕對值也相當可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能損耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗，又極其重要的意義。三、 電力系統(tǒng)運行的特點以與電能的各項質(zhì)量指標（

7、1）、電力系統(tǒng)運行特點： 1)電力系統(tǒng)發(fā)電和用電之間的動態(tài)平衡。由于電能不能大容量儲存，為避免造成系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定，必須保持電能的生產(chǎn)、輸運、分配和使用處于一種動態(tài)平衡的狀態(tài)。 2)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程極快。在電力系統(tǒng)中開關的切換、電網(wǎng)的短路等暫態(tài)過程通常以l0-6l0-3s記。在設計時應充分考慮自動裝置的靈敏性。 3)電力系統(tǒng)所需能源多樣化。用于發(fā)電的能源有煤、天然氣、油、核能、水力等各種能源應根據(jù)本地區(qū)特點，盡量減少運輸量，降低電能成本。4)電力系統(tǒng)的影響面廣。電能對國民經(jīng)濟和人民生活有極大的影響、供電中斷或不足都會造成重大損失。（2）電能質(zhì)量的各項指標1）頻率偏差。我國電力系統(tǒng)的額定頻率為

8、50Hz，頻率的允許偏差規(guī)定為：電網(wǎng)裝機容量在300萬kw以上的為±0.2Hz；電網(wǎng)裝機容量在300萬kW 以上的，為±05Hz。2) 電壓偏差。在電能質(zhì)量供電電壓允許偏差(GB 2325-1990)中規(guī)定，最大允許電壓偏差應不超過以下標準：a、35kV與以上供電電壓：電壓正、負偏差絕對值之和為0。b、10kV與以下三相供電電壓：=7。c、220V單相供電電壓：+7，一10。3) 電壓波動和閃變。電壓波動是指電壓在系坑電網(wǎng)中作快速短時的變化。4）高次諧波。供電系統(tǒng)中高次諧波的嚴重程度用單次諧波含有率和總諧波畸變率表式。1、主接線設計1.1主接線的種類 電氣主接線的主要形式。

9、電氣主接線的主要形式町分為兩大類。一類是有母線的主接線；另一類是無母線的主接線。 1)有母線的主接線。有母線的主接線可分為單母線、單母線分段和雙母線接線三種。單母線接線的優(yōu)點是簡單、清晰、設備少、運行操作方便，有利于擴建，但可靠性與靈活性不高。若母線故障或檢修，會造成全部出線停電。它適合于出線回路少的小型變電所，一般供三級負荷；而兩路電源進線(一用一備，斷路器實行操作聯(lián)鎖)可供二級負荷。 2)無母線的主接線。無母線的主接線有線路一變壓器組單元接線和橋式接線兩種。（1) 可靠性。根據(jù)火力發(fā)電廠設計規(guī)程(DL 5000-2000)和35-一llOkV變電所設計規(guī)(GB 500591992)與lOk

10、V與以下變電所設計規(guī)(GB 50053-1994)的規(guī)定。變(配)電所的主接線方式應按其在電力系統(tǒng)中的地位、負荷重要性、出線回路數(shù)、設備特點、配電裝置形式等條件來確定。（2) 靈活性。投切變壓器、斷路器的操作要可靠方便調(diào)度靈活，同時考慮初期接線到最終接線的過渡。（3) 經(jīng)濟性。通過技術經(jīng)濟方案比較，做到投資少，占地面積小，電能損耗少。1.2各種主接線中主要電氣設備的配置原則 在變(配)電所中的主要電氣設備包括主變壓器、斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、避雷器、電流和電壓互感器等。(1)35110kV變電所中主要電氣設備配置原則。1) 當能滿足運行要求時，變電所高壓側宜采用斷路器較少或不用斷路

11、器的接線。2) 35llOkV線路為兩回與以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線接線。3563kV線路為8回與以上時。亦可采用雙母線接線。llOkV線路為6回與以下時，宜采用雙母線接線。3) 在采用單母線、分段單母線或雙母線的35110kV主接線中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。4)當有旁路母線時，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。llOkV線路為6回與以上，3563kV線路為8回與以上時，可設專用旁路斷路器。主變壓器35llOkV 回路中的斷路器，有條件時亦可接人旁路母線。采用SF6斷路器的主接線不宜設旁

12、路設施。5)當變電所裝有兩臺主變壓器時，610kV側宜采用分段單母線。線路為12回與以上時，亦可采用雙母線。當不允許停電檢修斷路器時，可設旁路設施。6)當635kV配電裝置采用手車式高壓開關柜時不宜設旁路設施。7)配、變電所中的高、低壓母線，一般采用單母線或單母線分段。車間變電所的變壓器，一般均分列運行。8)接在母線上的避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關。對接在變壓器引出線上的避雷器或架空進出線上的避雷器不宜裝設隔離開關。(2)lOkV與以下變電所中主要電氣設備配置原則1)配、變電所高低壓母線宜采用單母線或分段單母線接線。當供電連續(xù)性要求很高時，高壓母線可采用分段單母線帶旁路母線或雙母線接線

13、。2)配電所專用電源線的進線開關宜采用斷路器或帶熔斷器的負荷開芙。當無繼電保護和自動裝置要求，且出線同路少無需帶負荷操作時，可采用隔離開關或隔離觸頭。3)從總配電所以放射式向分配電所供電時，該分配電所的電源進線開關宜采用隔離開關或隔離觸頭。當分配電所需要帶負荷操作或繼電保護，自動裝置有要求時應采用斷路器。4)配電所的lOkV或6kV非專用電源線的進線側，應裝帶保護的開關設備。5)lOkV或6kV母線的分段處宜裝斷路器。當不需帶負荷操作且無繼電保護和自動裝置要求時，可裝隔離開關。6)兩配電所間的聯(lián)絡線，應在供電側的配電所裝斷路器，另側裝隔離或負荷開關；當兩側供電可能性一樣時，應在兩側均裝斷路器。

14、7)配電所引出線宜裝斷路器，當滿足繼電保護和操作要求時，可裝帶熔斷器的負荷開關。8)向頻繁操作的高壓用電設備供電的出線開關兼做操作開關時，應采用具有頻繁操作性能的斷路器。9)10kV或6kV固定式配電裝置出線側，在架空出線回路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝線路隔離開關。10) 采用lOkV或6kV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝隔離開關。11) 接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開關。變、配電所架空進出線的避雷器，可不裝隔離開關。12) 由地區(qū)電網(wǎng)供電的配電所電源進線處，宜裝計費用的專用電壓互感器，電流互感器。13) 變壓器一次側開關。以樹干式供電時，應裝帶保護的開

15、關設備或跌落式熔斷器；以放射式供電時，直裝隔離開關或負荷開關。變，玉器在本配電所時，可不裝開關。 14)變壓器二次側為6kV或3kV的總開關，可采用隔離開關當出線回路多，有并列運行要求，有繼電保護和自動裝置要求之一者應裝斷路器。 15)變壓側低壓側為o4kV的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。有繼電保護自動切換電源要求時，總開關和母線分段開關均用低壓斷路器。 16)低壓母線為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時，在總開關出線側與母線分段開關兩側，宜裝刀開關或隔離觸頭。1.3主接線的圖紙方案設計1）資料分析：由于原始資料中的負荷包含了大量一級負荷與二級負荷，所以簡單的單母線接

16、線已經(jīng)不能滿足基本的要求。經(jīng)過資料分析本人設計了基本能滿足要求的兩種初步方案如下：方案一圖設如下：方案二設計圖紙設計如下：2） 方案比較分析與最終確定： 顯而易見，由上面兩種方案接線圖不難看出：兩種接線方式在變壓器無故障時都可保證一級負荷不間斷供電，這是他們的一個最大的共同點，且為了對一級負荷保證充分的可靠性，110kV母線都采用雙母線接線。 此外，每個方案都有著自己的特點，方案一中，采用兩臺三繞組變壓器，經(jīng)降壓后分別供給35kV和10kV母線。而且35kV和10kV母線均采用單母線分段接線。為了確保一級負荷的供電可靠性，在所在段故障時不停電，本人在另一段設置了一級負荷的備用出線，以至能確保一

17、級負荷不間斷供電，備用出線在正常運行狀態(tài)下不投入運行。而且每一段分配的負荷容量基本保持均衡。方案二中，只采用了一個大容量的三繞組變壓器，相對接線簡單很多，對于35kV和10kV母線側均采用雙母線接線，這樣不但可以確保每個負荷不間斷供電，還可以不停電檢修斷路器和專用母線。 但是，相對與方案一，方案二中只用一臺變壓器，雖然接相對線簡單，但單機容量需要很大，運行中需要這臺變壓器可靠性很高，不可故障，一旦故障則整個變電站將無法運行。且每個電壓等級都采用雙母線接線的話，成本變高。而在方案一中，相對方案二有很多優(yōu)點，兩臺變壓器可以在一臺故障的情況下互為備用，極大提高了供電的可靠性，而且在35kV和10kV

18、母線采用單母線分段，配合一級備用出線可以簡化接線和成本開支，又充分保證了一級負荷供電可靠性。綜上，本人決定以方案一進行設計并根據(jù)方案一進行變電站設備的選擇。2 變壓器的選擇2.1、電力變壓器的分類 電力變壓器是電網(wǎng)中直接使用的變壓器的總稱，它包括有升壓變壓器(>500kVA)、降壓變壓器(>500kVA)、配電變壓器(3500kVA)、聯(lián)絡變壓器(連接不同電壓等級的電網(wǎng))與廠(所)用電變壓器(電廠或變電所自用)。按冷卻方式可以分為：油浸式變壓器、干式變壓器、特殊液體冷卻(如硅油)變壓器和充氣式(SF6)變壓器。而油浸式變壓器又可分為油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫

19、油循環(huán)風冷變壓器；干式變壓器義可分為空氣自冷、強迫空氣冷卻、澆注式絕緣變壓器。按相數(shù)可分為單相和三相；按繞組數(shù)可分為腰繞組和三繞組；按調(diào)壓方式可分為無載錒壓和有載調(diào)壓；按繞組耦合方式可分為白耦和互耦；按鐵芯結構可分為芯式和殼式。2.2電力變壓器的參數(shù)和特性 (1)額定容量(kVA)即在額定條件下運行時的最大負荷功率。一般不大于630kVA的為小型變壓器，8006300kVA為中型變壓器；800063000kVA為大型變壓器；不小于90000kVA為特大型變壓器。 (2)額定電壓(kV)分為一、二次電壓。一般分為400V3，6，1035。66，1 10，220，330，500kV；分接頭用土2&

20、#215;25或土5來表示。 (3)額定頻率：有50、60Hz等，我國為50Hz。 (4)阻抗電壓：變壓器的阻抗百分數(shù)(即短路阻抗和額定阻抗之比)等于變壓器的短路電壓可分數(shù)(即短路電壓和額定電壓之比)。所謂短路電壓是二次短路時，一次通額定電流時所測得一次電壓。此值對計算短路電流與變壓器并聯(lián)運行是一個十分重要的參數(shù)，其允許誤差為±l0，對635kV的變壓器其值為48，這在變壓器銘牌上就有表示。 (5)空載損耗(簡稱鐵耗)(kW)。這是由勵磁電流所引起的在鐵芯中的功率損耗，可分為渦流和磁滯損耗兩類。 (6)短路損耗(簡稱銅耗)(kW)這是由變壓器的負荷和磁化電流在一、二次繞組電阻上的功率

21、損耗。 (7)空載電流(A)。通常以額定電流的百分數(shù)來表示，中小型變壓器一般為28，大型的小于10，允許偏差22。 (8)溫升()。這是繞組對空氣的平均溫升。對油浸變壓器是繞組對油的平均溫升和油對空氣的平均溫升之和。 (9)過負荷能力，可分為正常過負荷和事故過負荷兩類。在不降低正常使用壽命下允許的過負荷稱為正常過負荷，對過負荷的時間是有規(guī)定的。此時問應由制造廠提供。 (10)基本沖擊電壓水平BIL(Basic Impulse Level)。沖擊電壓試驗是在變壓器端子上加一種模擬雷電波形的標準沖擊波以考核變壓器的主，縱絕緣的沖擊強度，在制造廠作型式試驗時進行。 (11)噪聲水平(dB)。一般控制

22、在50dB左右。 (12)極性。這對單相變壓器有規(guī)定，我國生產(chǎn)的一般為減極性。 (13)繞組聯(lián)接組，這對三相變壓器有規(guī)定。常用的有Ydll、Dyll、Yyl2與Ddl2四種組別。對10kV配電交壓器有Yyn0和Dynll兩種常用的聯(lián)接組，Dynll聯(lián)接組的變壓器具有低壓側單相接地短路電流大的特點，有利于故障切除，且承受三相不平衡負荷的能力強，高壓側接線有利于抑制零序諧波電流注人電網(wǎng)等優(yōu)點。在TN與TT系統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中得到廣泛應用。2.3 電力變壓器的臺數(shù)和容量的選擇原則 (1)電力變壓器臺數(shù)選擇。在SDJ 288規(guī)程中關于變電所主變壓器選擇作如下規(guī)定：主變壓器容量和臺數(shù)的選擇應根據(jù)電力

23、系統(tǒng)設計技術規(guī)程SDJ 611985有關規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設計決定進行。凡裝有兩臺(組)與以上主變壓器的變電所，其中一臺(組)事故停運后，其余主變壓器的容量應保證該所全部負猗的70。在計與過負荷能力的允許時間，應保證用戶的一、二級負荷。如變電所有其他能源保證在變壓器停運后用戶的一級負荷則可裝設一臺主變壓器。在工程沒計中一般符臺下列條件之一時，宜裝沒兩臺與以上變壓器。1)有大最的一、二級負荷。2)季節(jié)性負荷變化較大。3)集中負荷容量較大雖為三級負荷，但一臺變壓器供電容量不夠。(2)電力變壓器容量選擇。為了止確地選出變壓器的額定容量，應繪制年與日負荷曲線，且從曲線上得出年與Et最高負荷和平均

24、負荷同時還應考慮510年的發(fā)展規(guī)劃。 對僅有一臺變壓器運行的變電所，其變壓器容量應滿足：SNT>Sc(Sc為計算負荷)考慮節(jié)能和余量，變壓器負荷率一般取7085。 對有兩臺變壓器運行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應滿足： 1)滿足總計算負荷的70的需要即SNT=07Sc，因此變電所總安裝容量為2×07Sc=1.4Sc(kVA)。 2)滿足全部一、_二級負倚的需要。即SNT>Sc(I+II)，當兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受計算負荷的50，負載率平均為07。事故情況下，一臺變壓器承受總計算負荷時，只過載40，可繼續(xù)運行一段時間，此時可切除三級負荷和調(diào)整生產(chǎn)。

25、一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。 變壓器容最還應能滿足大型電動機與其他沖擊負荷的要求，一般規(guī)定電動機非頻繁起動時，母線電壓不宜低于額定電壓的85。 供配電變壓器容量一般不宜大于l250kVA，當用電設備容量較大，負荷集中且運行合理時，也可選用1 6002000kVA的變壓器。 當選用兩臺不同容量變J玉器時，每臺容量可按下列條件選擇：SNT1+SNT2>Sc且 SNT1 Sc（I+II） SNT2 Sc（I+II）應滿足510年負荷增長的需要。 2.4 對方案一主變壓器的選擇1） 對變電站的負荷計算總負荷S = 15+6+5+10+10+4+2+4+4+5=65 MW 其中一二級負荷

26、為SI+II = 15+6+5+10+4+2+4+4 =50MWCos=08 2） 由于變壓器置于屋外，故選用油浸三繞組變壓器，有載調(diào)壓。由于同時率為0.85，則配電變壓器總容量 S=S*0.85/Cos=65*0.85/0.8=69MW因為用兩臺變壓器，則每臺變壓器計算容量為：S1=S/235MW又因為在單臺變壓器事故情況下，允許備用變壓器過載運行一段時間，而且應該能夠滿足總負荷同時開啟時的70的需求。即S1S*0.85*0.7=38.68MW，可見如果選擇單臺變壓器容量為35MW的話，難以滿足事故時的過載要求。因此至少應選擇單臺變壓器容量為40MW。綜上，選擇相應容量的三繞組變壓器即可。由

27、于三相油浸式有截調(diào)壓電力變壓器，在材料、工藝、結構上采取了一系列重大改革，具有體積小、重量輕、效率高、損耗低、噪聲低、運行可靠的特點，可減少大量的電網(wǎng)損耗和運行費用，經(jīng)濟效益顯著。因此我們選擇三相油浸式有截調(diào)壓電力變壓器。下面是容量為40MVA、110KV級，S(F)SZ9、S(F)SZ10、S(F)SZ11系列三相三繞組有載調(diào)壓電力變壓器主要技術參數(shù)：額定容量高壓電壓高壓分接圍中壓電壓低壓電壓聯(lián)結組（KVA）（KV）（KVA）（KV）（KV）標號40000110 121±2×2.5%35 37 38.5 10.5 11YNyn0d11短路組抗（%）空載損耗（W）負載損耗（

28、W）空載電流高-中10.5 9型損耗10型損耗11型損耗9型損耗10型損耗11型損耗（%） 高-低1718 中低6.549.744.539.2189178.5178.50.64為了兼顧經(jīng)濟和節(jié)能我們決定選擇SFZ10 40000/1100。3. 短路電流的計算3.1 短路電流計算的目的 在變電站的設計中，短路計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的主要有以下一個方面：（1） 電氣主接線的比較。（2） 選擇、檢驗導體和設備。（3） 在設計屋外髙型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對的安全距離。（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)。3.2短路的危害（1

29、） 通過故障點的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2） 短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命。（3） 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。（4） 破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個系統(tǒng)瓦解。3.3短路電流實例計算1）確定短路點：在本次設計過程中，為了方便選擇電氣設備與校驗，選取的短路點為110kv，35kv與10kv母線。2）電力系統(tǒng)等值電路圖如下：各參數(shù)的計算如下：3）110kV母線短路情況計算：10kV母線處短路：4）35kV母線處短路：5）10kV母線處短路：4 電氣設備的選擇在

30、電力系統(tǒng)中，雖然各種電氣設備的功能不同，工作條件各異，具體選擇方法和校驗項目也不盡一樣，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路條件來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設計中，電氣設備的選擇包括：各電壓等級母線的選擇，高壓斷路器和隔離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇。4.1 電器主要選擇項目簡易匯總表：設備名稱一般選擇項目特殊選擇項目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定斷路器，隔離開關電流互感器高壓熔斷器；選擇性電壓互感器4.2導體的選擇和校驗裸導體應根據(jù)具體情況，按導體截面，電暈（對110kV與以上電壓的母線），動穩(wěn)定性和機械強度，熱穩(wěn)定性來選擇和校驗，同時也應注

31、意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。導體的選擇校驗條件如下：一、導體截面的選擇： 1、按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇 當實際環(huán)境溫度不同于導體的額定環(huán)境溫度時，其長期允許電流應該用下式修正式中 綜合修正系數(shù)。不計日照時，裸導體和電纜的綜合修正系數(shù)為 式中, 導體的長期發(fā)熱最高允許溫度，裸導體一般為；導體的額定環(huán)境溫度，裸導體一般為。 由載流量可得，正常運行時導體溫度為必須小于導體的長期發(fā)熱最高允許溫度2、按經(jīng)濟電流密

32、度選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可以使年計算費用最小。除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20米以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。經(jīng)濟截面積用下式計算：式中， 正常運行方式下導體的最大持續(xù)工作電流，計算式不考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷；經(jīng)濟電流密度，常用導體的值，可根據(jù)最大負荷利用時數(shù)，由經(jīng)濟電流密度曲線中查出來。按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面應盡量接近上式計算出的經(jīng)濟截面積。二、導體的校驗：1、 電暈電壓校驗220kV采用了不小于LGJ-300或110kV采用了不小于LGJ-70鋼芯鋁絞線，或220kV采用了外徑不小于30型或110kV采用了外徑不小于

33、20型的管形導體時，可不進行電暈電壓校驗。2、 熱穩(wěn)定校驗 按最小截面積進行校驗當所選導體截面積時，即滿足熱穩(wěn)定性要求。4.3母線選擇與校驗截面選擇圖表：（注：圖片來源于網(wǎng)頁截圖） 1）110kV母線選擇按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇：查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條404mm矩形鋁導體，平放時允許電流，集膚系數(shù)為，環(huán)境溫度為34度時的允許電流為：，滿足長期發(fā)熱條件要求。熱穩(wěn)定校驗條件:無延時時斷路器的全開段時間選0.1s,后備保護的動作時間為3.5s,主保護時間為0.05s,則短路熱穩(wěn)定計算時間為=3.5+0.1+0.05=3.65s>1s,所以短路電流熱效可按周期分量熱效應。短

34、路電流熱效應： 而短路前導體的工作溫度為：由插值法得：所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求。2）35kv母線選擇與校驗按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇：查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條636.3mm矩形鋁導體，平放時允許電流，集膚系數(shù)為，環(huán)境溫度為34度時的允許電流為：，不滿足長期發(fā)熱條件要求。如采用豎放，同理計算得=851.49<890.78，所以選用638mm矩形鋁導體，七平放時電流=1038A，而=928.4>890.78，由以上計算可知滿足長期發(fā)熱條件要求。熱穩(wěn)定校驗：短路電流熱效應： 而短路前導體的工作溫度為：由插值法得：所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求3） 10kv母線選擇

35、與校驗按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇：查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條1008mm矩形鋁導體，平放時允許電流，集膚系數(shù)為.08，環(huán)境溫度為34度時的允許電流為：，滿足長期發(fā)熱條件要求。熱穩(wěn)定校驗：短路電流熱效應： 而短路前導體的工作溫度為：由插值法得：所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求。4.4 斷路器和隔離開關的選擇與校驗1）斷路器的選擇原則： 高壓斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并且經(jīng)過經(jīng)濟技術方面都比較厚才能確定。根據(jù)目前我國高壓斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10Kv220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以選用

36、斷路器。高壓斷路器選擇的技術條件如下：1、 額定電壓選擇：2、 額定電流選擇：3、 額定開斷電流選擇：4、 額定關合電流選擇：5、 熱穩(wěn)定校驗：6、 動穩(wěn)定校驗：隔離開關的選擇，由于隔離開關沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負荷電流與短路電流，故沒有開斷電流和關合電流的校驗，隔離開關的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗項目與斷路器一樣。2）110kv側斷路器與隔離開關的選擇與校驗1.斷路器的選擇和校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇與校驗過程如下：（1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： （3）額定開斷電流選擇：由上述短路計算得，所以， （4）額定關合電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊，

37、選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SW6110/1200，技術參數(shù)如下表：表4-1 SW6110/1200技術參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/S4sSW6110/1200110120031.58031.50.04（5）熱穩(wěn)定校驗： 根據(jù)110kV側短路計算結果，查短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路電流，從而： 而 根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，得 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗。 （6）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-1數(shù)據(jù)， 由110kV短路計算結果得， 所以，即滿足動穩(wěn)定校驗。2 隔離開關的選擇與校驗選擇與校驗過程如下：（1）額定電壓選擇：

38、（2）額定電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GW5110/630，其技術參數(shù)如下表：表4-2 GW5110/630技術參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA4sGW5110/6301106305020（3）熱穩(wěn)定校驗： 所以 即滿足熱穩(wěn)定校驗。（4）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-2數(shù)據(jù)， 由110kV短路計算結果得， 所以， 即滿足動穩(wěn)定校驗。4.5 35kv側斷路器與隔離開關的選擇與校驗1.斷路器的選擇和校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇與校驗過程如下：（1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： （3）額定開斷電流選擇：由上述短路計算

39、得， 所以， （4）額定關合電流選擇：根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SN1035/1000，技術參數(shù)如下表：表4-3 SN1035/1000技術參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/S4sSN1035/100035100016.54116.50.04（5）熱穩(wěn)定校驗： 根據(jù)35kV側短路計算結果，查短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路電流，從而： 而 根據(jù)表4-3數(shù)據(jù)，得 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗。 （6）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-3數(shù)據(jù)， 由35kV短路計算結果得， 所以， 即滿足動穩(wěn)定校驗。2 隔離開關

40、的選擇與校驗選擇與校驗過程如下：（1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GN235T/1000，其技術參數(shù)如下表： 表4-4 GN235T/1000技術參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA5sGN235T/10003510007027.5（3）熱穩(wěn)定校驗： 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗。 （4）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-4數(shù)據(jù)， 由35kV短路計算結果得， 所以， 即滿足動穩(wěn)定校驗。由于按按該母線最大工作電流選定的斷路器和隔離開關是該電壓級別的最小型號，那么如果按各個負荷算計出來的工作電流選擇的設備至少也應是這個

41、型號。4.6 10kv側斷路器與隔離開關的選擇與校驗1.斷路器的選擇和校驗選擇最大負荷支路進行最大持續(xù)工作電流計算，則有選擇與校驗過程如下：（1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： （3）額定開斷電流選擇：由上述短路計算得， 所以， （4）額定關合電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SN10-10/630，技術參數(shù)如下表：表4-5 SN10-10/630技術參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/S2sSN10-10/630106301640160.04（5）熱穩(wěn)定校驗： 根據(jù)10kV側短路計算結果，查

42、短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路電流，從而： 而 根據(jù)表4-5數(shù)據(jù)，得 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗。 （6）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-5數(shù)據(jù)， 由10kV短路計算結果得， 所以， 即滿足動穩(wěn)定校驗。由于按按該母線最大工作電流選定的斷路器是該電壓級別的最小型號，那么如果按各個負荷算計出來的工作電流選擇的設備至少也應是這個型號。2 隔離開關的選擇與校驗 選擇與校驗過程如下：選擇第大負荷支路進行最大持續(xù)工作電流值進行選擇，則有（1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GN610T/400，其技術參數(shù)如下表：表4-6 GN610T/600技術參

43、數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA5sGN610T/3000106005220（3）熱穩(wěn)定校驗： 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗。 （4）動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表4-6數(shù)據(jù)， 由10kV短路計算結果得， 所以， 即滿足動穩(wěn)定校驗。對于其他支路由于在滿足動穩(wěn)定行的前提下，按支路的最大工作電流選定的隔離開關是該級別的最小型號，那么如果按其他各個負荷算計出來的工作電流選擇的設備至少也應是這個型號。4.7、電流互感器的選擇1） 電流互感器選擇原則 凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，其二次繞組的數(shù)量，鐵芯類型和準確等級應滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。在沒有設斷路器的下

44、列回路也要裝設電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋型接線的跨條上。保護用電流互感器的配置應避免出現(xiàn)主保護的死區(qū)。保護接入互感器二次繞組的位置，應避免當一套保護停用而被保護的主設備繼續(xù)運行時，互感器部發(fā)生故障時保護存在死區(qū)。對中性點有效接地系統(tǒng)，電流互感器可接三相配置；對中性點非有效接地系統(tǒng)，以具體要求可按兩相或三相配置。用于線路和變壓器的電流互感器，對110kV者，通?？稍O45個二次繞組。（1）額定電壓的選擇：電流互感器的額定電壓不得低于其安裝回路的電網(wǎng)額定電壓，即（2）額定電流的選擇：電流互感器的額定電流不得低于其所在回路的最大持續(xù)工作電流，即為了保證電流互感器的準確

45、級，應盡可能接近。 2）各電壓等級電流互感器選擇如下(一) 110kv側電流互感器的選擇額定電壓：額定電流：查表，選用選LCWD110(50100)(300600)/5型，如下表所示：表4-7 LCWD110(50100)(300600)/5技術參數(shù)型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷()10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)1級3級二次負荷()倍數(shù)LCWD-110(50-100)(300-600)/5D1.220.8307515011.241.215因為，所以(二) 35kv側電流互感器的選擇額定電壓：額定電流：查表，選用型，如下表所示：型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷()10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級二次負荷（)倍數(shù)LCWDL-1102×502×600/50.5/D/D0.5275135 D215表4-8 LCWDL1102×502×600/5技術參數(shù)因為，所以(三) 10