畢業(yè)設(shè)計 110kV降壓變電站電氣部分設(shè)計

1、 摘要 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。本設(shè)計針對110kV降壓變電站進(jìn)行電氣部分設(shè)計，電壓等級110kV/35kV/10kV；設(shè)計內(nèi)容

2、包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。設(shè)計中依據(jù)國家和電力行業(yè)有關(guān)110kV變電所設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范及國家有關(guān)安全、環(huán)保等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：110kv；降壓；變電站；設(shè)計。 目錄1 緒論11.1 選題背景11.2 選題意義11.3 變電站發(fā)展概況11.4 設(shè)計原始資料22 電氣主接線設(shè)計及短路電流計算42.1 電氣主接線設(shè)計及主變壓器容量選擇42.2 主接線方案比較42.3 主變壓器的選擇52.4 站用變壓器的選擇62.5 短路電流計算62.5.1 短路電流的計算目的72.5.2 短路電流計算點(diǎn)的確定72.5.3 計

3、算步驟72.5.4 變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算72.6 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡93 電氣主設(shè)備的選擇及校驗(yàn)173.1 選擇原則及規(guī)定173.1.1 一般原則173.1.2 校核電器的基本使用條件173.1.3 各回路最大持續(xù)工作電流173.2 主設(shè)備選擇及校驗(yàn)183.2.1 斷路器的選擇及校驗(yàn)183.2.2 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)223.3 互感器的選擇及校驗(yàn)263.3.1 互感器的作用：263.3.2 電流互感器的配置原則273.3.3 電流互感器的選擇273.4 電壓互感器的選擇323.5 避雷器的選擇及檢驗(yàn)353.6 母線的選擇及校驗(yàn)373.7 熔斷器的選擇404 主變保護(hù)整定計算及防雷接地計算

4、424.1 變壓器繼電保護(hù)424.1.1 變壓器差動保護(hù)計算424.1.2 變壓器過流保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)計算454.2 防雷接地計算464.2.1 防雷計算464.2.2 接地計算48附錄A 主接線方案圖53附錄B 系統(tǒng)正序等值圖55附錄C 設(shè)備選擇參照圖56附錄D 短路電流計算結(jié)果表57附錄E 變電所主體設(shè)備型號一覽表58110kv變電站設(shè)計1 緒論1.1 選題背景電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個電力網(wǎng)絡(luò)

5、的安全和電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。目前，110kv、35kv常規(guī)變電站在城農(nóng)網(wǎng)中仍占有較大的比重，其一次、二次設(shè)備都比較落后，繼電保護(hù)裝置多為電磁式繼電器組合而成，一般只具有當(dāng)?shù)乜刂乒δ?，多為有人值班運(yùn)行方式。隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動化系統(tǒng)的提高，變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強(qiáng)大的作用，少人或無人值守變電站將成為今后變電運(yùn)行的主流方式，對原有電站及新建電站實(shí)現(xiàn)無人值守勢在

6、必行。對設(shè)計人員來講，我們只有不斷提高自身素質(zhì)，才能跟得上電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的興盛盡一點(diǎn)微薄之力。1.2 選題意義照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建一中型110kv變電所。該變電所建成后，主要對本區(qū)用戶供電為主，尤其對本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電，改善提高供電水平。同時和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。本設(shè)計針對變電站進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。通過對110KV降壓變電所電氣部分的設(shè)計，使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢

7、業(yè)設(shè)計任務(wù)加深對所學(xué)知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運(yùn)用。1.3 變電站發(fā)展概況隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。常規(guī)控制、保護(hù)裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機(jī)監(jiān)控方式，它運(yùn)用了自動控制技術(shù)、微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，組成計算機(jī)的軟硬件設(shè)備代替人工,利用變電站中的遠(yuǎn)動終端設(shè)備來完成對站中設(shè)備的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實(shí)現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自

8、動化和無人值守是當(dāng)今電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域中熱門的話題，在當(dāng)今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。1.4 設(shè)計原始資料1.變電站出線設(shè)計某變電站的電壓等級為110kV/35kV/10kV，設(shè)兩臺主變，變電站最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2回（雙電源進(jìn)線）35kV：6回（終端用戶）10kV：12回（終端用戶）2.地理環(huán)境：變電站海拔高度為800m，附近無污染區(qū)，戶外最拭熱平均氣溫為35。3.負(fù)荷情況：35kV、10kV側(cè)負(fù)荷情況見下表。表1.1 負(fù)荷情況表電壓等級負(fù)荷級別最大負(fù)荷（MW）合計負(fù)荷（MW）35kVI820II8III410kVI716II5III4站用電I0.60.64.線路長度：

9、110kV：架空線，170公里35kV：架空線，76公里10kV：架空線，27公里2 電氣主接線設(shè)計及短路電流計算2.1 電氣主接線設(shè)計及主變壓器容量選擇根據(jù)GB50059-9235-110kv變電站設(shè)計規(guī)范，設(shè)計任務(wù)書中站給資料中要求，變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建，同時應(yīng)滿足以下條件：1當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時，變電站高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。235-110kv線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。3當(dāng)變電站裝有兩臺主變時，6-10kv側(cè)宜采用分

10、段單母線。線路12回及以下時，變電站10kv可用雙母線；當(dāng)不許停電檢修斷路器時，可裝設(shè)旁路設(shè)施。4接在母線上的：避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關(guān)，對接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下：方案一（接線圖見：附錄A）1110kv側(cè)、35kv側(cè)和10kv側(cè)均采用單母分段的接線方式。2主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇：2臺主變?nèi)萘肯嗤７桨付ń泳€圖見：附錄A）1110kv側(cè)采用橋形接線，35kv側(cè)和10kv側(cè)采用單母分段的接線。2主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇：2臺主變?nèi)萘肯嗤?.2 主接線方案比較綜上所述，由于方案二采用橋形接線，使用的斷路器比方案一少，主變臺數(shù)、型號、參數(shù)

11、均相同，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場實(shí)際和設(shè)計規(guī)程的要求，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇方案二比較合適，達(dá)到了工程造價較低，同時考慮了變電站隨著負(fù)荷的增加，進(jìn)行擴(kuò)建和增容的可能性，因?yàn)闃蚴浇泳€在負(fù)荷增加時，可很方便的改造為單母線分段，以適應(yīng)負(fù)荷增加和供電可靠性的要求。同時，從技術(shù)角度，方案一中斷路器3、斷路器4之間及母線發(fā)生短路，則斷路器3、斷路器4、斷路器5分別跳閘，即所有負(fù)荷由1號主變承擔(dān)；方案二中當(dāng)斷路器3至變壓器繞組內(nèi)及斷路器2右側(cè)發(fā)生短路，則斷路器2、斷路器3及變壓器中、低側(cè)分別跳閘，即所有負(fù)荷由1號主變承擔(dān)。再如，方案一如母線發(fā)生短路，斷路器4、斷路器5、斷路器3分別跳閘，2號主變

12、停止向負(fù)荷供電；方案二中內(nèi)橋斷路器2側(cè)母線發(fā)生短路，斷路器2、斷路器3、2號主變中、低壓側(cè)分別跳閘，停止向負(fù)荷供電。由以上分析，方案一和方案二在技術(shù)上是相當(dāng)?shù)模鴱慕?jīng)濟(jì)上講，方案一比方案二多用了兩組斷路、兩組隔離開關(guān)和母線，所以，最終確定方案二為本設(shè)計的主接線。2.3 主變壓器的選擇1.運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)10-20年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。由于任務(wù)書給定的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器2臺，運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)10-20年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故過負(fù)荷能力，以變壓器正常的過負(fù)荷能力來承擔(dān)變壓器遭受的短時

13、高峰負(fù)荷，過負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺變壓器容量應(yīng)是在當(dāng)一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時可承擔(dān)100%的負(fù)荷。2.主變?nèi)萘窟x擇Sn0.6Sm。(Sm為變電站最大負(fù)荷)3.兩臺主變可方便于運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備的檢修同時能滿足站用負(fù)荷的供電要求。4.主變壓器形式的選擇：相數(shù)的確定為了提高電壓質(zhì)量最好選擇有載調(diào)壓變壓器。繞組的確定本站具有三種電壓等級，且通過主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，故選三繞組變壓器。繞組的連接方式考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0/Y/11。采

14、用“”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。5.主變?nèi)萘康拇_定：考慮變壓器有1.3倍事故過負(fù)荷能力，則0.6*1.3=78%，即退出一臺時，可以滿足78%的最大負(fù)荷。本站主要負(fù)荷占60%，在短路時（2小時）帶全部主要負(fù)荷和一半左右類負(fù)荷。在兩小時內(nèi)進(jìn)行調(diào)度，使主要負(fù)荷減至正常水平。Sn=0.6Pmax/ （2-1）=0.6×(22+16)/0.92=24.783MVA=24783KVA選SSPSL-25000型，選擇結(jié)果如表2.1：表2.1主變壓器參數(shù)表型號及容量(KVA)額定電壓高/中/低(KV

15、)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)運(yùn)輸重量(t)備注空載短路高中高低中低SSPSL-25000110/38.5/11Y0/Y/-12-1138.214810.517-1861.055.12.4 站用變壓器的選擇由主變壓器容量為25000KVA，站用電率為0.5%，可選用變壓器容量為：Sn=25000×0.5%=125KVA。選SJL1-160型，選擇結(jié)果如表2.2：表2.2 站用變壓器參數(shù)表型號及容量(KVA)低壓側(cè)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)總重(t)備注空載短路SJL11600.4Y/Y0-120.52.9430.812.5 短路電

16、流計算在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流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幾個方面：在選擇電氣主接線時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)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(jìn)行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定。在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計，也需要短路電流。2.5.1 短路電

17、流的計算目的1電氣主設(shè)備的選擇和比較2電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)3繼電保護(hù)整定計算2.5.2 短路電流計算點(diǎn)的確定1確定原則：計算短路電流時，短路點(diǎn)的選擇，應(yīng)使站選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流。2短路點(diǎn)的確定，根據(jù)以上原則，選擇了4個短路點(diǎn)。3基準(zhǔn)值的選?。篠b100MVA，Ub取各側(cè)平均額定電壓2.5.3 計算步驟1選擇計算短路點(diǎn)2畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗Xd”3選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取后級的平均電壓）4將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值5給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號6

18、化簡等值網(wǎng)絡(luò)，為計算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。7求計算電抗。8由運(yùn)算曲線查出（各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值運(yùn)算曲線只作到=3.5）。9計算無限大容量（或=3）的電源供給的短路電流周期分量。10計算短路電流周期分量有名值和短路容量。11計算短路電流沖擊值。12計算異步電動機(jī)攻擊的短路電流。13繪制短路電流計算結(jié)果表。2.5.4 變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算變壓器參數(shù)的計算XB*.1高壓繞組電抗XB*.2中壓繞組電抗XB*.3低壓繞組電抗Ud(1-2)%高壓與中壓繞組短路電壓百分值Ud(1-3)

19、%高壓與低壓繞組短路電壓百分值Ud(2-3)%中壓與低壓繞組短路電壓百分值1主變壓器參數(shù)計算由表2-1查明，選SSPSL-25000型號參數(shù)：Ud(1-2)%=10.5，Ud(1-3)%=18，Ud(2-3)%=6.5Ud1%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(1-3)%- Ud(2-3)%)=1/2(10.5+18-6.5)=11Ud2%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(2-3)%-Ud(1-3)%)=1/2(10.5+6.5-18)=-0.5Ud3%=1/2(Ud(2-3)%+Ud(1-3)%-Ud(1-2)%)=1/2(6.5+18-10.5)=7XB*.1=0.44 (2-1)XB*

20、.2=-0.02 (2-2)XB*.3=-0.28 (2-3)3站用變壓器參數(shù)計算由表2-2查明：選SJLI-160型號參數(shù)：Ud%=4XB*.4=8 (2-4)線路參數(shù)計算110kV線路：XL*1 =XOL1=1680.2=0.222 (2-5)35kV線路：XL*2 =XOL2=780.4=0.236 (2-6)10kV線路：XL*3 =XOL3=260.4=0.078 (2-7)電抗器的參數(shù)計算1出線電抗器電抗標(biāo)幺值參數(shù)計算：In= X*N=173.210 A (2-8)所以取In=200 A由表4-2查得：Ib=5.5 AXK.* = XK=1.565 (2-9)2分段電抗器電抗標(biāo)幺值

21、參數(shù)計算：In=200 AXK=10查表可得：XK.*=2.622.6 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡如下：（系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時，歸算到Sb100MVA的等值電抗Xs0.5）圖2.2110kV母線短路點(diǎn)的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.3：圖2.3X*=Xs= XL*1=0.222Xjs=Xmd= 0.517 (2-10)因?yàn)閄js=0.517 3所以查表得：* =1.913* =1.655* =1.953* =1.635= 0.502 KA (2-11)=1.170 KA (2-12)=*=1.913×1.170=2.238 KA (2-13)=* =1.6

22、65×1.170=1.947 KA (2-14)=* =1.953×1.170= 2.285 KA (2-15)=* =1.635×1.170= 1.913 KA (2-16)ich=2.55=2.55×2.238=5.707 KA (2-17)ioh=1.52=1.52×2.238=3.402 KA (2-18)=Un=2.238×110=426.384 MVA (2-19)35KV母線短路點(diǎn)的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.4：圖2.4X*=X3=XS=0.432 (2-20)Xjs=Xmd=1.007 因?yàn)閄js=1.0073所以查表得

23、：* =0.985* =0.910* =1.067* =1.003=1.56 KA= =3.635 KA=*=0.985×3.635=3.580 KA=* =0.910×3.635=3.308 KA=* =1.067×3.635=3.879 KA=* =1.003×3.635=3.646 KAich=2.55=2.55×3.580=9.129 KAioh=1.52=1.52×3.580=5.442 KA=Un=3.580×35=217.020 MVA10KV母線短路點(diǎn)的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.5： 圖2.5X*=X4= (2

24、-21)=0.814Xjs=Xmd=1.897因?yàn)閄js=0.5173所以查表得：* =0.540* =0.511* =0.550* =0.550=5.499 KA= =12.812 KA=*=0.540×12.812=2.238 KA=* =0.511×12.812=6.547 KA=* =0.550×12.812=7.047 KA=* =0.550×12.812=7.047 KAich=2.55=2.55×6.918=17.641 KAioh=1.52=1.52×6.918=10.515 KA=Un=6.918×10=1

25、19.820 MVA10KV出線短路點(diǎn)的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.6：圖2.6X*=X4= (2-22)=2.379Xjs=Xmd=5.443因?yàn)閄js=0.517 3所以*=*=*=*=0.180In= Ib=4.95KAI= I= I0.2=In= I*In= I0.2*In=0.072×4.95=0.355KA=5.499 KA= =12.812 KA=*=0.18012.812=2.331 KAich=2.55=2.55×2.331=5.893 KAioh=1.52=1.52×2.331=3.513 KA=Un=2.331×10=40.027 MV

26、A3 電氣主設(shè)備的選擇及校驗(yàn)3.1 選擇原則及規(guī)定3.1.1 一般原則1應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮發(fā)展。2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。6選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。3.1.2 校核電器的基本使用條件1在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流Ig.max；2按短路電流的有關(guān)規(guī)定來驗(yàn)算導(dǎo)體和電器設(shè)備；3驗(yàn)算110kv以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所用的計算時間，一般采用主保護(hù)的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間，斷路器全分

27、閘時間和電弧燃燒。3.1.3 各回路最大持續(xù)工作電流表3.1最大持續(xù)工作電流表回路名稱計算公式及結(jié)果110KV母線Ig.max=0.138 KA110KV進(jìn)線Ig.max=0.108 KA35KV母線Ig.max=0.433 KA35KV出線Ig.max=0.108 KA10KV母線Ig.max=1.516 KA10KV出線Ig.max=0.188 KA3.2 主設(shè)備選擇及校驗(yàn)3.2.1 斷路器的選擇及校驗(yàn)斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110-33

28、0kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。母線斷路器110的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=0.138KA138A選出斷路器型號為SW4-110-1000型，如表3.2：表3.2 110KV母線斷路器參數(shù)表型號電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)重合性能額定最大額定重新*最大有效2S3S4S5S電流休止時間(s)重合時間(s)SW4-11011012610

29、0018.4350030005532.210.250.060.30.4因?yàn)镮n=1000A，Ig.max=138A所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd (3-1)因?yàn)镮dt=2.238KA，Ikd=18.4KA，所以Idt<Ikd 4動穩(wěn)定：ichimax (3-2)因?yàn)閕ch =5.707KA，imax=55KA，所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t(3-3) (3-4)t=2.5+0.06=2.06s(t為后備保護(hù)動作時間和斷路器固有分閘時間之和)查書得tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05&

30、#215;0.9792=1.898 (3-5)因?yàn)镮²tdz=2.2852×1.898=9.910，It²t=212×5=2205所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。110KV進(jìn)線斷路器111、112的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.108KA108A選出斷路器型號為SW41101000型。故Ig.max < In，此斷路器型號與斷路器110型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)。35KV母線斷路器130、131、132的選擇及校驗(yàn)

31、1電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=0.433KA433A選出斷路器型號為ZW2-35-600型，如表3.3：表3.3 35KV母線斷路器參數(shù)表型號電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)4s熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)額定峰值ZW2-35 356006.6176.60.060.12因?yàn)镮n=600A，Ig.max=433A所以Ig.max <In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=3.580KA，Ikd=6.6KA，所以Idt<Ikd4動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9.

32、129KA，imax=17KA，所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s由和t得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×0.9232=1.893因?yàn)镮²tdz=3.8792×1.893=28.483，It²t=6.62×4=128所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。35KV出線斷路器133的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.

33、108KA108A選出斷路器型號為ZN35630型故Ig.max < In，此斷路器型號與斷路器130型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)10KV母線斷路器120、121、122、的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KV，Un=10KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=1.516KA1516A選出斷路器型號為ZN12-10-2000型，如表3.4：表3.4 10KV母線斷路器參數(shù)表型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)峰值1s4s5sZN12-10102000501800

34、125173120850.0650.075因?yàn)镮n=2000A，Ig.max=1516A，所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=6.918KA，Ikd=50KA，所以Idt<Ikd4動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =17.641KA，imax=125KA，所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s查書得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×0.9822=1.898因?yàn)镮²tdz=7.0472×1.898=94.255，It&#

35、178;t=31.52×4=3969所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。10KV出線斷路器123的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KV，Un=10KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=0.475KA475A選出斷路器型號為ZN18-10-630型，如表3.5：表3.5 10KV出線斷路器參數(shù)表型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)峰值2s3s4sZN18-1012630205052200.070.06因?yàn)镮n=6

36、30A，Ig.max=188A，所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=2.311KA，Ikd=20KA，所以Idt<Ikd4動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =5.893KA，imax=50KA，所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s查書得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×12=1.9因?yàn)镮²tdz=2.3112×1.9=10.147，It²t=202×4=1600所以I²tdz<It

37、²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。3.2.2 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點(diǎn)，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合使用。隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定。對隔離開關(guān)的要求：有明顯的斷開點(diǎn)。為了確切的鑒別電器是否已經(jīng)與電網(wǎng)隔離，隔離開關(guān)應(yīng)具有可以直接看見的斷口。斷開點(diǎn)應(yīng)有可靠的絕緣。隔離開關(guān)的斷開點(diǎn)的動靜觸頭之間，必須有足夠的絕緣距離，使其在過電壓或相間閃絡(luò)情況下，也不會被擊穿而危及工作人員的安全。具有足夠的動

38、穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。隔離開關(guān)在運(yùn)行中，經(jīng)常受到短路電流的作用，必須能夠承受短路電流熱效應(yīng)和電動力沖擊，尤其是不能因電動力作用而自動斷開，否則將引起嚴(yán)重事故。結(jié)構(gòu)得意動作可靠。戶外隔離開關(guān)在凍冰的環(huán)境里，也能可靠的分、合閘工作刀閘與接地刀閘聯(lián)鎖。帶有接地刀閘的隔離開關(guān)必須有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，以保證在合接地之前，必須先斷開工作刀閘；在合工和刀閘之前，必須先斷開接地刀閘。隔離開關(guān)110-1、110-2的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=138A選出GW2-110-600型，如表3.6：表3.6 110KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號額定電壓(K

39、V)額定電流(A)動穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GW21101106005014(5)因?yàn)镮n=600A，Ig.max=138A，所以Ig.max <In3動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =5.707KA，imax=50KA，所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時已算出I²tdz =9.910It²t=142×5=980所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。隔離開關(guān)111-1、111-2、111-3、112-2、114-1、113-3的選擇及校驗(yàn)

40、。1電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=108A選出GW2110600型故Ig.max <I，此隔離開關(guān)型號與隔離開關(guān)110-1型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)隔離開關(guān)130-1、130-2、131-1、131-2、132-1、132-2的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=1.475KA433A選出GW2-35-600型，如表3.7：表3-7 35KV隔離開關(guān)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(s)(KA)GW23535600

41、5014(5)因?yàn)镮n=600A，Ig.max=433A，所以Ig.max < In3動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9.129KA，imax=50KA，所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時已算出I²tdz =28.439It²t=142×5=980所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。隔離開關(guān)133-1、133-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=108A選出GW8-35-400

42、型，如表3.8：表3.8 35KV隔離開關(guān)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(s)(KA)GW83535400155.6(5)因?yàn)镮n=400A，Ig.max=108A，所以Ig.max < In3動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9.129KA，imax=15KA，所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時已算出I²tdz =28.483It²t=5.62×5=156.8所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。隔離開關(guān)120-1

43、、120-2、121-1、121-2、122-1、122-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KV，Un=10KV，所以Ug= Un2電流：查表3.1得：Ig.max=1516A選出GN1-10-2000型，如表3.9：表3.9 10KV隔離開關(guān)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(s)(KA)GN1101020008536(10)因?yàn)镮n=2000A，Ig.max=1516A，所以Ig.max < In3動穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =17.641KA，imax=85KA，所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdIt²t前面校

44、驗(yàn)斷路器時已算出I²tdz=94.255It²t=362×10=12960所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。隔離開關(guān)123-1、123-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KV，Un=10KV，所以Ug=Un2電流：查表3.1得：Ig.max=188A選出GN1-10-200型，如表3.10：表3.10 10KV隔離開關(guān)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(s)(KA)GW110102002510(5)因?yàn)镮n=400A，Ig.max=188A，所以Ig.max<In3動穩(wěn)定：

45、ichimax因?yàn)閕ch =5.893KA，imax=25KA，所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時已算出I²td=10.147，It²t=102×5=500所以I²td<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。3.3 互感器的選擇及校驗(yàn)互感器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一，它是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號以反應(yīng)一次系統(tǒng)的工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。3.3.1 互感器的作用：對低電壓的二次系統(tǒng)與高電壓的一次系統(tǒng)實(shí)施電氣隔離

46、，保證工作人員的安全。由于互感器原、副繞組除接地點(diǎn)外無其它電路上的聯(lián)系，因此二次系統(tǒng)的對地電位與一次系統(tǒng)無關(guān)，只依賴于接地點(diǎn)與二次繞組其它各點(diǎn)的電位差，在正常運(yùn)行情況下處于低壓的狀態(tài)，方便于維護(hù)、檢修與調(diào)試。互感器副繞組接地的目的在于當(dāng)發(fā)生原、副繞組擊穿時降低二次系統(tǒng)的對地電位，接地電阻愈小，對地電位愈低，從而保證人身安全，因此將其稱為保護(hù)接地。三相電壓互感器原繞組接成星形后中性點(diǎn)接地，其目的在于使原、副繞組的每一相均反應(yīng)電網(wǎng)各相的對地電壓從而反應(yīng)接地短路故障，因此將該接地稱為工作接地。將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)值，使測量儀表和繼電器小型化和標(biāo)準(zhǔn)化；使二次設(shè)備的絕緣水平可按低

47、電壓設(shè)計，從而結(jié)構(gòu)輕巧，價格便宜；使所有二次設(shè)備能用低電壓、小電流控制電纜聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)用小截面電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量與控制，并使屏內(nèi)布線簡單，安裝方便。取得零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護(hù)裝置使用。3.3.2 電流互感器的配置原則（1)每條支路的電源側(cè)均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路的測量、保護(hù)使用。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此往往有斷路器與電流互感器緊鄰布置。配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求：a、一般應(yīng)將保護(hù)與測量用的電流互感器分開； b、盡可能將電能計量儀表互感器與一般測量用互感器分開，前者必須使用0.5級互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的2/3左右； c、保護(hù)

48、用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)； d、大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反映單相接地的故障；小電流接地系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器支路也應(yīng)三相配置以便監(jiān)視不對稱程度，其余支路一般配置于A、C兩相。（2)發(fā)電機(jī)出口配置一組電流互感器供發(fā)電機(jī)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置使用，相數(shù)、變比、接線方式與自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的要求相符。（3)配備差動保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級時，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同3.3.3 電流互感器的選擇電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35

49、KV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時，亦可考慮用1A。（1）一次額定電流的選擇：當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表有最佳工作，并在過負(fù)荷時，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。電纜式零序電流互感器窗中應(yīng)能通過一次回路的所有電纜。當(dāng)保護(hù)和測量儀表共用一組電

50、流互感器時，只能選用相同的一次電流。（2）準(zhǔn)確級的選擇：與儀表連接接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于以下要求：用于電能測量的互感器準(zhǔn)確級：0.5功電度表應(yīng)配用0.2級互感器；1.0級有功電度表應(yīng)配用0.5級互感級；2.0級無功電度表也應(yīng)配用0.5級互感器；2.0級有功電度表及3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器；一般保護(hù)用的電流互感器可選用3級，差動距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用D級，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗(yàn)計算。110KV進(jìn)線電流互感器的選擇及校驗(yàn)1一次回路電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un

51、2一次回路電流：查表3.1得：Ig.max=108A選LCWD-110-(50100)(300600)/5型，如表3.11：表3.11 110KV進(jìn)線電流互感器參數(shù)表型號額定電流比(A)級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷()10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)重量(kg)價格(元)1級3級二次負(fù)荷()倍數(shù)油總重LCWD-110(50100)(300600)/5D1.220.83075150125500430011.241.215因?yàn)镮1n=300A，Ig.max= 108A，所以Ig.max < I1n3動穩(wěn)定：ichImKdw因?yàn)镮mKdw=×300×150=63630A=63

52、.630KA，ich=5.707KA所以ich<ImKdw4熱穩(wěn)定：I²tdz(ImKt)2由斷路器校驗(yàn)時已算出I²tdz =9.910(ImKt)2=（0.3×75）2=22.5所以I²tdz <(ImKt)2經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。110KV母線側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)1一次回路電壓：因?yàn)閁g=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un2一次回路電流：查表3-1得：Ig.max=138A選LCWD110(50100)(300600)/5型因?yàn)镮1n=300A，Ig.max= 138A，所以Ig.max < I1n此隔

53、離開關(guān)型號與隔離開關(guān)110-1型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)35KV出線電流互感器的選擇及校驗(yàn)1一次回路電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2一次回路電流：查表3.1得：Ig.max=108A選LCWDL-35-2×202×300/5型，如表3.12：表3.12 35KV出線電流互感器參數(shù)表型號額定電流比(A)級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)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(fù)荷()倍數(shù)LCWDL-352×202×300/50.5275135D215因?yàn)镮1n=300A，Ig.max= 108A，所以Ig.max <

54、 I1n3動穩(wěn)定：ichImKdw因?yàn)镮mKdw=×300×135=57267KA=57.267A，ich=9.129KA所以ich<ImKdw4熱穩(wěn)定：I²tdz(ImKt)2由斷路器校驗(yàn)時已算出I²tdz =28.483(ImKt)2=（0.3×75）2=506.25所以I²tdz<(ImKt)2經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。35KV變壓器側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)1一次回路電壓：因?yàn)閁g=35KV，Un=35KV，所以Ug= Un2一次回路電流：查表3.1得：Ig.max=433A選LCWD-35-15600/5型，如表3.13：表3.12 35KV變壓