110kV降壓變電站電氣部分設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上內(nèi)容摘要 這次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是對某地區(qū)110kV變電所的設(shè)計，該變電所位于平原地帶，交通方便，無特殊環(huán)境污染。該地區(qū)最熱月平均溫度30度，年最高溫度為40度，年平均氣溫14度，土壤溫度25度。并且該變電所與甲，乙兩變電站相連，以35KV、10kV出線分別向附近的工廠和居民點供電，35KV出線共5回，35kV側(cè)的最大負荷為26800KW，最小負荷為最大負荷的80%；在5回出線中，最大回的負荷按7000KW考慮。10kV出線共7回。10kV側(cè)的最大負荷為5400KW，最小負荷為最大負荷的80%；在7回出線中，最大回的負荷按1000KW考慮。并且根據(jù)所有的條件進行畢業(yè)設(shè)

2、計，選擇主變壓器的臺數(shù)和容量，并進行短路電流計算，從而進行設(shè)備選型和校驗，選擇合適的電壓、電流互感器，同時介紹了一些電氣設(shè)備選擇的原則。對主變壓器進行保護設(shè)計，進一步整定計算，最后規(guī)劃該變電所的防雷保護措施，做出完整的110kV變電所電氣部分設(shè)計。在本設(shè)計中共分兩部分，五十七頁。第一部分是設(shè)計說明書，共八章，主要介紹負荷情況、主變壓器的選擇、電氣主接線的選擇、短路電流計算、各級電壓配電裝置的選擇、各種電氣設(shè)備選擇、繼電保護規(guī)劃等；第二部分為本次設(shè)計的短路計算書及所附的圖紙。引 言“110kV降壓變電站電氣部分的設(shè)計”是我們鄭州電力高等?？茖W校電力工程系2008年畢業(yè)設(shè)計的課題之一，此課題同我們

3、的專業(yè)課聯(lián)系比較緊密，對我們以后的工作幫助很大?！?10kV降壓變電站電氣部分的設(shè)計”設(shè)計的主要內(nèi)容是：負荷分析及主變壓器的選擇、電氣主接線的設(shè)計、變壓器的運行方式以及短路電流計算（包括三相、兩相、單相短路）、各級電壓配電裝置設(shè)計、各種電氣設(shè)備選擇、繼電保護規(guī)劃等。在本設(shè)計中共分兩部分，總計九章，五十七頁。第一部分是設(shè)計說明書，共八章，主要介紹主變壓器的選擇、電氣主接線的選擇、各級電壓配電裝置的選擇、各種電氣設(shè)備選擇、繼電保護規(guī)劃等；第二部分共一章，主要詳細介紹了短路電流的計算過程。 在本設(shè)計的過程中，我得到了指導(dǎo)老師郭琳老師的大力指導(dǎo)和許多同學的熱情幫助，在此表示衷心的感謝。由于時間緊迫以及

4、本人的水平有限，在設(shè)計中難免有不足之處，衷心的懇請各位老師和同學批評指正！提出寶貴意見！ 王延利 2008年7月第一部分 設(shè)計說明書第一章：任務(wù)書一、設(shè)計課題110kV降壓變電站電氣部分的設(shè)計。 二、所址概況所址地理位置及地理條件變電所位于某中型城市邊緣，所在區(qū)域西為城區(qū)，南為工業(yè)區(qū)，所選地址，地勢平坦，交通便利，進出線方便，空氣污染輕微，不考慮對變電所的影響。 區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40，最低氣溫-18，年平均氣溫14，最熱月平均最高氣溫30，土壤溫度25。一、 系統(tǒng)情況如下圖四、設(shè)計任務(wù) 負荷分析 主變壓器的選擇。 電氣主接線的選擇 短路電流計算（包括三相、兩相、單相短路） 高壓電氣

5、設(shè)備選擇 繼電保護配置 配電裝置規(guī)劃五、負荷情況：電壓負荷名稱每回最大負荷（kW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）35kV市鎮(zhèn)變160000901架空15市鎮(zhèn)變270000921架空8煤礦變45000852架空10化肥廠43000882架空7磚廠50000851架空1110kV鎮(zhèn)區(qū)變10000903架空5機械廠8000892電纜2紡織廠17000891電纜3紡織廠28000882架空7農(nóng)藥廠6000881架空4面粉廠7000901架空5耐火材料廠8000902架空2第二章：負荷分析一、 負荷分類及定義一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)備損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬

6、于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。二級負荷：中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。三級級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。二、本設(shè)計中的負荷分析市鎮(zhèn)變1、2：市鎮(zhèn)變擔負著對所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中斷供電將會帶來大面積停電，所以應(yīng)屬于一級負荷。煤礦變：煤礦變負責向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進出等等，若煤礦變一但停電就可能造成人身傷亡，所

7、以應(yīng)屬一級負荷?；蕪S：化肥廠的生產(chǎn)過程伴隨著許多化學反應(yīng)過程，一旦電力供應(yīng)中止了，就會造成產(chǎn)品報廢，造成極大的經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。磚廠：磚廠的生產(chǎn)過程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬三級負荷。鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔負著對所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會帶來大面積停電，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。機械廠：機械廠的生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應(yīng)屬于二級負荷。紡織廠1、2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬二級負荷。農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過程

8、伴有化學反應(yīng)，若停電就會造成產(chǎn)品報廢，應(yīng)屬于一級負荷。面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。三、35kV及10kV各側(cè)負荷的大小35kV側(cè)：P1=6000+7000+4500×2+4300×2+5000=35600KWQ1=6000×0.48+7000×0.426+4500×0.62×2+4300×0.54×2+5000×0.62=19186Kvar10kV側(cè)：P2=1000×3+800×2+700+800×2

9、+600+700+800×2=9800KWQ2=1000×3×0.48+700×0.512+800×0.512×2+800×0.54×2+600×0.54+700×0.48800×0.48×2=4909.6KVarP=P1+P2=35600KW+9800KW=45400KWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6KVar 所以：S=51398.0KVA考慮線損、同時系數(shù)時的容量：S251398.0×0.8×1.05=43174.3KVA第三

10、章主變壓器的選擇一、主變臺數(shù)的確定對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電所符合此情況，故主變設(shè)為兩臺。二、主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年負荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。. 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70%80%。此變電

11、所是一般性變電所。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為：S=S2×0.8=43174.3×0.8=34539.48 KVA所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。 三、主變相數(shù)選擇1.主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。2.當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。四、主變繞組數(shù)量在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)

12、雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上規(guī)程，計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担焊邏簜?cè)：k1=0.9>0.15中壓側(cè)：k2=0.7>0.15低壓側(cè): k3=0.2>0.15由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。五、主變繞組連接方式變壓器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,高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。有以上知，此變電站110k

13、V側(cè)采用Y0接線 35kV側(cè)采用Y接線10kV側(cè)采用接線六、主變中性點的接地方式選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。35kV系統(tǒng)，IC<=10A; 10kV系統(tǒng)：IC<=30A(采用中性點不接地的運行方式) 35kV:Ic=6.8A10A 10kV: Ic=

14、+=8.2A30A在本設(shè)計中110kV采用中性點直接接地方式35、10kV采用中性點不接地方式七、主變的調(diào)壓方式電力工程電氣設(shè)計手冊（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定：調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)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，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在±5%以內(nèi)，另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到±30%。對于110kV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變應(yīng)采用有載調(diào)壓方式。八、變壓器冷卻方式選擇主變一般的冷卻方式有：自然風冷卻；強迫有循環(huán)風冷卻；強迫油循環(huán)水

15、冷卻；強迫、導(dǎo)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)風冷卻方式故此變電所中的主變采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。本設(shè)計中主變的型號是SFPSL40000/110第四章電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇一、電氣主接線的概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備,按一定要求和順序連接成的電路,稱為電氣主接線,也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用,設(shè)備間的連接方式,以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電

16、保護和控制方式的擬定有較大影響。在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)）發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模）負荷大小和重要性）系統(tǒng)備用容量大?。┫到y(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料主接線設(shè)計的基本要求）可靠性）靈活性）經(jīng)濟性、6220kV高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的接線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。無匯流母線的接線：變壓器線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。二、110kV側(cè)主接線的設(shè)計110kV側(cè)設(shè)計回路數(shù)為2。由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知

17、：110220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時采用單母分段接線高壓側(cè)采用單母分段接線有下列優(yōu)點：（1） 供電可靠性：當一段母線停電或故障時，不影響另一段母線供電；（2） 調(diào)度靈活：各電源和各回路負荷可任意分配到某一段母線上；（3） 擴建方便：任意方向擴建，不影響兩段母線的電源和負荷均勻分配；（4） 便于實驗：個別回路可進行單獨試驗。故110kV側(cè)采用單母分段接線三、35kV側(cè)主接線的設(shè)計35kV側(cè)出線回路數(shù)為5回由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當3563kV配電裝置出線回路數(shù)為回,采用單母分段接線，當連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。故35kV可采用單母分段接線也

18、可采用雙母線接線。四、10kV側(cè)主接線的設(shè)計10kV側(cè)出線回路數(shù)為7回由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段接線故10kV采用單母分段接線五、主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110kV側(cè)采用單母線接線，35kV側(cè)采用單母分段接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。方案二：110kV側(cè)采用雙母線接線，35kV側(cè)采用雙母線接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。此兩種方案的比較方案一110kV側(cè)采用單母分段接線，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便，35kV 、10kV采用單母分段接線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路

19、，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110kV側(cè)采用單母線接線，35kV側(cè)采用單母分段接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。第五章 短路電流的目的及結(jié)果一、短路電流計算的目的在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。計算的餓目的是選擇主接線，比較各種接線方案；選擇電氣設(shè)備，校驗設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護

20、整定計算提供依據(jù)等。二、計算結(jié)果短路電壓I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)110kv2.706.882.3355.9432.9037.3883.0367.72735kv3.4348.74110kv8.77922.349第六章電氣設(shè)備選擇一、電氣設(shè)備選擇的概述選擇的原則1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)設(shè)備的選擇和校驗。1、電

21、氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件(1)按正常工作條件選擇A額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。B額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流，或載流導(dǎo)體的長期允許電流，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流。計算回路的最大持續(xù)工作電流時，應(yīng)考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。(2)按短路狀態(tài)校驗A熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和栽流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，校驗電氣設(shè)備及電纜（36KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。B動穩(wěn)定校驗：，用熔斷器保護的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗熱穩(wěn)定；電

22、纜不校驗動穩(wěn)定；（3）短路校驗時短路電流的計算條件所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；計算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴重時，應(yīng)按嚴重情況校驗。二、110kV側(cè)斷路器的選擇在本設(shè)計中110kV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因為與傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護方便等優(yōu)點，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得

23、到廣泛的應(yīng)用。110kV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。從電氣工程電器設(shè)備手冊（上冊）中比較各種110KV SF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11110型號的斷路器。校驗：LW11110斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動穩(wěn)定電流110kV123(145)kV1600315031.54080100熱穩(wěn)定電流(3s)額定關(guān)合電流固有分閘時間分閘時間31.5kA（）40kV80kA100kA40ms135ms由上表知：1.該斷路器的額定電壓為110kV,不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。2.該斷路器的最大持續(xù)工作電流:Imax=1.05In=220.4A該

24、斷路器的額定電流為1600A（最小的），大于通過該斷路器的最大持續(xù)工作電流220.4A3.校驗斷路器的斷流能力此斷路器的額定開斷電流Iekd=31.5kA短路電流周期分量:IZK=3.036kA Iekd IZK4.此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=80kA Ich=7.74KA IegIch5.動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流: idw=80kA ich=7.74kA idw ich 熱穩(wěn)定效應(yīng):Qd=×t=×3=27.65KA2SIr2t=31.52×3=2976.75Qd操作機構(gòu),采用氣動操動機構(gòu)；由電氣工程電氣設(shè)備手冊（上冊）查得應(yīng)采用CQA1型電氣操動機構(gòu)。三、110k

25、V隔離開關(guān)的選擇采用戶外型隔離開關(guān)。參考電氣工程電氣手冊（上冊），可知應(yīng)采用GW5110G高壓隔離開關(guān)。此隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流值動穩(wěn)定電流值操動機構(gòu)110KV600A50kA72kA 16(4S)40(5S)CS17G校驗：通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為220.4A，隔離開關(guān)的額定電流為600A,大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定電流: idw=50kA ich=7.74kA idw ich熱穩(wěn)定效應(yīng):Qd=×t=×5=44.4KA2SIr2t=142×5=980Qd四、敞露母線選擇硬母線一般是指配電裝置中的匯流母線

26、和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線分為敞露式和封閉式兩類。1.母線材料和截面形狀的選擇：目前母線材料廣泛采用鋁材，因為鋁電阻率較低，有一定的機械強度，質(zhì)量輕、價格較低，我國鋁材的儲量豐富。鋼雖有較好的性能，但價格貴，我國儲備不多。所以只有在一些特殊場合，如工作電流較大，位置特別狹窄，環(huán)境對鋁材有嚴重腐蝕的情況下才用鋁材。綜上所述，在本設(shè)計中母線材料采用鋁。硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的的機械強度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35kV及以下，電流在4000A級以下的配電裝置中。槽形母線的機械性能強度較好，集膚效應(yīng)較小，在40008

27、000A時一般采用槽形母線。管形母線集膚效應(yīng)較小，機械強度高，管內(nèi)可用水或風冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高,因此，110kV以上配電裝置中多采用管形母線。由以上分析知：在本設(shè)計中110kV采用槽形母線，35kV、10kV采用矩形母線管形母線在支柱絕緣子上放置方式有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。三相母線的布置方式有水平布置和垂直布置,水平布置母線豎放時，機械強度差，散熱條件好。垂直布置母線豎放時，機械強度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。綜上，矩形母線在支柱絕緣子上采用水平布置母線豎放。2.母線截面積選擇：本設(shè)計中

28、母線的截面按長期允許電流選擇。按長期允許電流選擇時，所選母線截面積的長期允許電流應(yīng)大于裝設(shè)回路中最大持續(xù)工作電流即，IyImax Iy =kIyeIy基準環(huán)境條件下的長期允許電流K綜合校正系數(shù)110kV母線截面選擇Imax=1.05Ie=210.8從電力工程電氣手冊第八章第一節(jié) 表83中查得應(yīng)選用載流量為2280（A）的雙槽形母線，其參數(shù)如下：h(mm): 75 ，b(mm): 35 ，t(mm): 4，r(mm): 6 雙槽形導(dǎo)體截面積s(mm2): 1040 ，集膚效應(yīng)系數(shù)：1.01235kV母線截面選擇Imax=1.05Ie=1.05×=646.5(A)從電力工程電氣手冊第八章

29、第一節(jié) 表83種查得應(yīng)選用載流量為692（A）單條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸：h×b=50×5(mm×mm)Iy=692A10kV母線截面選擇Imax=1.05Ie=1.05×=2309.47(A)從電力工程電氣手冊第八章第一節(jié) 表83種查得應(yīng)選用載流量為2373（A）雙條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸：h×b=80×10(mm×mm)五、110kV電流互感器選擇由電氣工程電氣設(shè)備手冊（上冊）中比較分析得，在本設(shè)計中宜采用LCWB110(W)型號的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電流二次組合準確級準短時熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流10%倍數(shù)二次負荷二

30、辭賦110kV600A0.5 15.831.6kA（KA）4080kA(KA)P/P/P/0.5此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國標和IEC的有關(guān)標準，具有結(jié)構(gòu)嚴密，絕緣強度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運行維護簡單方便等特點。Imax=1.05In=220.4KAIe1=300A Ie1 Imax熱穩(wěn)定校驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。×t=×t=(15.8)2×1=249.64AQd=27.65 符合要求動穩(wěn)定校驗: LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示。等于內(nèi)部允許

31、通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。×40=56.56kA (按最小動穩(wěn)定電流計算)ich=7.74kA > ich 符合要求六、電壓互感器的選擇從電氣工程設(shè)備手冊（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JDXN2110W的電壓互感器。該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕緣，戶外安裝互感器，適用于交流50HZ電力系統(tǒng)，作電壓、電能測量和繼電保護用。七、避雷器的配置(1)配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器時除外。 (2)三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一組避雷器。(3)下列情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器1)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔

32、離開關(guān)時。2)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。 3)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。(4)發(fā)電廠變電所35kv及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。(5)SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。(6)110220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。110kV側(cè)選用FZ110J型號的避雷器八、電纜選擇電力電纜用于發(fā)電機、電力變壓器、配電裝置之間的連接，電動機與自用電源的連接，以及輸電線路的引出。結(jié)構(gòu)類型的選擇（1）電纜芯線有銅芯和鋁芯，國內(nèi)工程一般選用鋁芯，但需移動或震動劇烈的場所應(yīng)采用銅芯。（2）在35kV及以

33、下三相三線制的交流裝置中，用三芯電纜；（3）直埋電纜一般采用帶護層的鎧裝電纜。35kV出線的電纜選擇1. 額定電壓和結(jié)構(gòu)類型的選擇。根據(jù)題意，應(yīng)選擇UN=35kV的YJLV型電纜。2. 截面選擇。按最大持續(xù)工作電流選擇Imax= =132A查表得，選擇S=50m 的電纜，N=25時，IN=135A，al=90。溫度修正系數(shù)Kt=1.0查表得，K3=1.08 K4=0.92允許載流量 IalKtK3K4IN=1.08×1.0×0.92×135=134A>132A滿足長期發(fā)熱要求。3. 允許電壓損失校驗。查表得，r=0.64 x=0.133。 U%173Imax

34、 L(rcos+xsin)/Uns=173×132×2×(0.64×0.920.133×0.39)/35000=0.84%<5%滿足要求。4. 熱穩(wěn)定校驗。正常最高運行溫度為 w（al）·（Imax/Ial）=25+(9025)（132/135）=87.2()熱穩(wěn)定系數(shù)CC=× =×=78.5短路電流熱效應(yīng) Qk=×t=×1=9.2kA2SSmin=/C=/78.5=38.6(m)<50m 滿足熱穩(wěn)定。10kV出線的電纜選擇1.額定電壓和結(jié)構(gòu)類型的選擇。根據(jù)題意，應(yīng)選擇UN=10kV

35、的YJLV型電纜。2.截面選擇。按最大持續(xù)工作電流選擇Imax= =67A查表得，選擇S=50m 的電纜，N=25時，IN=90A，al=90。溫度修正系數(shù)Kt=1.0 查表得，K3=1.08 K4=0.92允許載流量 IalKtK3K4IN=1.08×1.0×0.92×90=89.4>67A滿足長期發(fā)熱要求。5. 允許電壓損失校驗。查表得，r=1.28 x=0.094。 U%173Imax L(rcos+xsin)/Uns=173×132×2×(1.28×0.90.094×0.44)/10000=4.5%&

36、lt;5% 滿足要求。6. 熱穩(wěn)定校驗。正常最高運行溫度為 w（al）·（Imax/Ial）=25+(9025)（67/89.4）=61.5 ()熱穩(wěn)定系數(shù)CC=× =·=84.4短路電流熱效應(yīng)Qk=×t=×2=18.4【KA2S】Smin=/C=/84.4=49.5(m)<50m 滿足熱穩(wěn)定。九、高壓開關(guān)柜的選擇近年來高壓開關(guān)柜（簡稱開關(guān)柜）的開發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3、6、10、35kV等多種，額定電流可達到3150A，開斷電流可達到50kA。高壓開關(guān)柜應(yīng)實現(xiàn)電器和機械的“五防閉鎖”，防止誤操作，提高安全可靠性，“五防”

37、的具體要求是： 防止誤合、誤分斷路器 防止帶負荷分、合隔離開關(guān) 防止帶電掛接地線 防止帶接地線合閘 防止誤入帶電間隔一、35kV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇：從電氣工程電氣設(shè)備手冊（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜后選擇GBC35型手車式高壓開關(guān)柜。GBC35型手車式高壓開關(guān)柜系三相交流50Hz單母線系統(tǒng)的戶內(nèi)保護型成套裝置。作為接受和分配35kV的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開關(guān)柜為手車結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于30mm，只有個別部位相間不足時才設(shè)置極間障。開關(guān)柜主母線采用矩形鋁母線，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)絡(luò)母線一般采用50×5鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜

38、后用鋼網(wǎng)遮欄以便觀察外，開關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門或封板中以保護。GBC35型手車式高壓開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)額定電壓35kV最大關(guān)合電流42kA最高工作電壓40.5kV極限通過電流42kA最大額定電流1000A2s熱穩(wěn)定電流16kA額定斷開電流16kA額定斷流容量1000MVA35kV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇:Imax=1.05 Ie=629.8A主要設(shè)備: LCZ-35型電流互感器 ZN-35/1000A-12.5KA型真空斷路器 CD10I型電磁操作機構(gòu)35kV出線開關(guān)柜方案選擇:Imax =124A主要設(shè)備:LCZ-35型電流互感器F2-35型避雷器、JS-2型

39、放電記錄器JDJJ2-35型電壓互感器、RN2-35形熔斷器有關(guān)設(shè)備校驗:ZN-35/1000A-12.5KA型真空斷路器ZN-35/1000A-12.5KA型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下:額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動穩(wěn)定電流35kV40.5kV630A （1000A）8kA（12.5kA）20kA（32kA）熱穩(wěn)定電流(2s)額定關(guān)合電流固有分閘時間生產(chǎn)家8kA（12.5kA）20kA（32kA）0.06s西安電器設(shè)備廠此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=20kAIch=7.74KA IegIch動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流: idw=20kA ich=7.74kA idw ich 熱穩(wěn)定效應(yīng):

40、Qd=×t=×2=18.4KA2SIr2t=82×2=128Qd校驗合格LCZ-35型電流互感器的校驗額定電流比準確級準短時熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流201000/50.5 3 B13(1S)（kA）42.4(kA)上表中的動穩(wěn)定電流、短時熱穩(wěn)定電流實在額定電流為200A的情況下取的熱穩(wěn)定校驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。×t=×t=(13)2×1=169A2SQd=×t=×1=9.2KA2S 符合要求動穩(wěn)定校驗: LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示。等于內(nèi)

41、部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。×42.4=59.95KA (按最小動穩(wěn)定電流計算)ich=7.74kA > ich 符合要求二、10kV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇：比較各開關(guān)柜后選擇GC5-10(F)型手車式高壓開關(guān)柜。技術(shù)數(shù)據(jù)如下：名稱參數(shù)名稱參數(shù)額定電壓3610kV額定電流63010002500A母線系統(tǒng)單母線最高工作電壓3.6 7.2 11.510kV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇一次線路選擇主要設(shè)備: LFS-10型電流互感器ZN3-10型真空斷路器10kV線路出線開關(guān)柜方案選擇Imax =64.15A一次線路選擇主要設(shè)備: LFS-10型電流互感器ZN3-10型真空斷

42、路器 FS3型避雷器 JDJJ2電壓互感器 RN2型熔斷器有關(guān)設(shè)備校驗:JN210型隔離開關(guān)；JDJ10型電壓互感器1. ZN3-10型真空斷路器 ZN3-10型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下: 資料參考電氣工程電氣設(shè)備手冊表4-3-3額定電壓額定電流開斷電流動穩(wěn)定電流10kV630A 1000A20kA50kA熱穩(wěn)定電流(2s)合閘時間固有分閘時間生產(chǎn)家20kA0.s 0.0s四川電器廠此斷路器的額定開斷電流Ieg=20kAIch=7.74kA IegIch5.動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流: idw=50kA ich=7.74kA idw ich 熱穩(wěn)定效應(yīng):Qd=×t=×2=18.4

43、KA2SIr2t=202×2=800 KA2SQd校驗合格LFS-10型電流互感器的校驗從電氣工程電氣設(shè)備手冊中查得參數(shù)額定電流比準確級準熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流51000/50.5 3 B32 kA (2S)80 kA上表中的動穩(wěn)定電流、短時熱穩(wěn)定電流實在額定電流為200KA的情況下取的。熱穩(wěn)定校驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。×t=×t=(32)2×2=2048A2SQd=×t=×2=18.4KA2S 符合要求動穩(wěn)定校驗: LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示。等于內(nèi)部允許

44、通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。×80=113.12KA (按最小動穩(wěn)定電流計算)ich=7.74KA > ich 符合要求第七章 繼電保護規(guī)劃一、主變壓器保護規(guī)劃現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機會較少，但實際運行中仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運行，并將故障和異常運行對電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓等級等因素裝設(shè)必要的、動作靠、性能高的繼電保護裝置。變壓器保護的配置原則：變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護 變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護 短路保護 后備保護中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電

45、流保護 過負荷保護一、瓦斯保護容量為800KVA級以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，當有內(nèi)部故障時產(chǎn)生輕微瓦斯后油面下降時保護應(yīng)瞬時動作于信號，當產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保應(yīng)動作斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。瓦斯保護護裝置：瓦斯繼電器又稱氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過瓦斯繼電器流向油枕。目前，國內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。在本設(shè)計中采用開口杯式。二、縱聯(lián)差動保護瓦斯保護只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護不能作為變壓器唯一的主保護，對容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。但

46、是電流速斷保護不能保護變壓器的全部，故當其靈敏度不能滿足要求時，就必須采用快速動作并能保護變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動保護。在本設(shè)計中，采用由BCH-2繼電器起動的縱聯(lián)差動保護。為了防止外部短路引起的過電流和作為變壓器差動保護、瓦斯保護的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)后備保護。后備保護的方案有過電流保護、負荷電壓起動的過流保護、負序過電流保護和低阻抗保護等。目前，已廣泛采用復(fù)合電壓起動的過流保護作為變壓器的后備保護。故在本設(shè)計也采用復(fù)合電壓起動的過流保護。變壓器的接地保護在中性點直接接地的變壓器上,一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護作為變壓器的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護。如果

47、變壓器中性點直接接地運行，其接地保護一般采用零序電流保護，保護接于中性點引出線的電流互感器上。所以在本設(shè)計中變壓器的接地保護采用零序電流保護。變壓器的過負荷保護過負荷保護反應(yīng)變壓器對稱負荷引起的過流保護。保護用一個電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時動作于信號。對于兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)保護。二、線路保護的規(guī)劃110kV側(cè):距離保護是根據(jù)故障點距離保護裝置處的距離來確定其動作電流的,較少受運行方式的影響,在110220kV電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。故在本設(shè)計中，采用三段式階梯時限特性的距離保護。距離保護的第一段保護范圍為本線路長度的80%85%，T約為0.1S,第二短的保護范圍為本

48、線路全長并延伸至下一線路的一部分, T約為0.50.6S ,距離第一段和第二短構(gòu)成線路的主保護。距離保護的第三段作為相鄰線路保護和斷路器拒動的遠后備保護,和本線路第一段和第二斷保護的近后備。110kV以上電壓等級的電網(wǎng)通常均為中性點直接接地電網(wǎng),在中性點直接接地電網(wǎng)中,當線路發(fā)生單相接地故障時,形成單相接地短路,將出現(xiàn)很大的短路電流,所以要裝設(shè)接地保護。35kV 、10kV側(cè)保護的選用從電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范中查得，在35kV 、10kV側(cè)無時限和帶時限電流速斷保護配合，可作為本線路的主保護，但它不能起遠后備保護的作用，為了能對線路起到近后備和對相鄰線路起到遠后備作用，還必須裝設(shè)

49、第三套電流保護，即定時限過電流保護。三、母線保護規(guī)劃110kV母線保護規(guī)劃110kV220kV電網(wǎng)中母線保護應(yīng)用較多的是母聯(lián)相位比較差動保護,故在本設(shè)計中110kV母線保護母采用聯(lián)相位比較差動保護。35、10kV母線保護規(guī)劃35、10kV采用的都是單母分段接線, 35、10kV單母分段接線,一般采用低阻抗的電流差動母線保護,故在本設(shè)計中35、10kV母線保護采用低阻抗的電流差動母線保護。第八章 各級配電裝置的配置發(fā)電廠和變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載流導(dǎo)體以及保護和測量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分

50、。一、配電裝置的要求（1） 配電裝置的設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。（2） 保證運行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。（3） 便于檢修、操作和巡視。（4） 便于擴建和安裝（5） 在保證上述條件要求下，應(yīng)節(jié)約材料、減少投資。二、配電裝置的分類及使用范圍配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運至現(xiàn)場安裝用的成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點是占地面積小，運行維護和

51、操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較?。坏杞ㄔ旆课?，投資較大。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工期短，易擴建，但占地面積大，運行維護條件較差，易受污穢和氣候條件影響。在發(fā)電廠和變電所中，一般35kV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置，110kV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110kV及以上的配電裝置，在嚴重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心,當技術(shù)經(jīng)濟合理時,也可采用屋內(nèi)配電裝置。成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運行可靠，維護方便，但耗用剛材較多，造價較高。目前我國生產(chǎn)的335kV各種成套配電裝置，在

52、發(fā)電機和變電站中已廣泛應(yīng)用。由以上各種方案比較得：在本設(shè)計中，10kV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜。35kV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜。110kV采用屋外半高型配電裝置。第二部分：短路電流計算說明書短路電流計算在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。計算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案；選擇電氣設(shè)備，校驗設(shè)備提供依據(jù)；為繼電保護整定計算提供依據(jù)等。一 三相短路計算解：1、計算各阻抗標幺值查220kV及三相雙繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)查240MVA變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)得：Ud%=14容量為120MVA的變壓器（額定容量為：12000/12000/6000）的阻抗電壓（

53、%）：Ud12%=24.7 Ud23%=8.8 Ud31%=14.7200MW的發(fā)電機的電抗標幺值：X1*=Xd“×=0.167×=0.0184×240MVA的變壓器：X2*=×=×=0.013575Km線路：X3*=X0L×=0.4×75× =0.05780Km線路：X4*=X0L×=0.4×80× =0.06容量為1000MVA的發(fā)電機X5*=Xd“×=0.04×=0.0042×120MVA的變壓器：Ud1%=( Ud12%+ Ud31%- Ud23%

54、)=(24.7+14.7-8.8)=15.3Ud2%=( Ud12%+ Ud23%- Ud31%)=(24.7+8.8-14.7)=9.4Ud3%=( Ud23%+ Ud31%- Ud12%)=(8.8+14.7-24.7)=-0.60X6*= X7*=×=×=0.1275 X8*= X9*=×=×=0.07830km線路：X10*= X11*=X0L×=0.4×30× =0.091SFPSL-40000/110的技術(shù)參數(shù):Ud12%=10.5 Ud23%=17.5 Ud31%=6.5Ud1%=( Ud12%+ Ud31%-

55、 Ud23%)=(10.5+17.5-6.5)=10.75Ud2%=( Ud12%+ Ud23%- Ud31%)=(10.5+6.5-17.5)=-0.250Ud3%=( Ud23%+ Ud31%- Ud12%)=(17.5+6.5-10.5)=6.75X12*=×=×=0.269 X14*=×=×=0.169 X13*=0等值電路圖:簡化得2圖(如上):其中: X15*= X4*+ X5*=0.06+0.004=0.064X16*= X1*+ X2*+ X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885X17*=0.14825X18*= X12*+ X13*=0.269X19*= X12*+ X14*=0.269+0.169=0.4382.