110Kv變電站電氣主接線設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、110kV變電站電氣主接線的初步設(shè)計摘要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為110kV變電站電氣主接線的初步設(shè)計，并繪制電氣主接線圖。該變電站設(shè)有兩臺主變壓器，站主接線分為110kV、35kV和10kV三個電壓等級。110KV電壓等級采用雙母線接線，35KV和10KV電壓等級都采用單母線分段接線。本次設(shè)計中進行了電氣主接線的設(shè)計、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇與校驗（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、熔斷器等）、各電壓等級配電裝置設(shè)計。本設(shè)計以35110kV變電所設(shè)計規(guī)、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)、35110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)等規(guī)規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的容符合國家有關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策，所選設(shè)備全

2、部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進、運行可靠、經(jīng)濟合理。關(guān)鍵詞：降壓變電站；電氣主接線；變壓器；設(shè)備選型；無功補償AbstractFromtheguideofengineeringdesignassignment,wehavetodesignprimarypower-systemof110kVsubstationanddrawmainelectricalone-linediagram.Therearetwomaintransformerinthesubstationinwhichmainelectricalconnectioncanbedividedintothreevoltagegrades:

3、110kV,35kVwith10kV.ltdepositssectionalizedsinglebusbarschemepergrade.Thereisalsoadesignformainelectricalconnectioninthisengineering,thecalculationthecalculationforshort-circuitelectriccurrent,theselectionofelectricaldeviceandcalibration(includingcircuitbreaker,isolator,currenttransformer,potentialtr

4、ansformer,busbaretc.)andthedesignfordistributioninstallationper.voltagegrade,directcurrentsystemandlightningprotectionisalsoincludedmainwiring;transformer;Keywords:transformersubstation;electricalequipmenttypeselection;reactive-loadcompensation摘要IAbstactn1變電站電氣主接線設(shè)計與主變壓器的選擇11.1 主接線的設(shè)計原則和要求1主接線的設(shè)計原則1

5、1.1.1 主接線設(shè)計的基本要求2主接線的設(shè)計31.2.1 設(shè)計步驟3初步方案設(shè)計31.2.2 最優(yōu)方案確定4主變壓器的選擇51.3.1 主變壓器臺數(shù)的選擇5主變壓器型式的選擇51.3.2 主變壓器容量的選擇6主變壓器型號的選擇61.4站用變壓器的選擇9站用變壓器的選擇的基本原則91.4.3 站用變壓器型號的選擇92短路電流計算102.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟10短路電流計算的目的102.1.1 短路計算的一般規(guī)定10計算步驟102.2 變壓器的參數(shù)計算與短路點的確定11變壓器參數(shù)的計算112.2.1 短路點的確定11各短路點的短路計算121.3.1 短路點d-1的短路計算（110KV母

6、線）12短路點d-2的短路計算（35KV母線）131.3.2 短路點d-3的短路計算（10KV母線）13短路點d-4的短路計算141.4 繪制短路電流計算結(jié)果表143電氣設(shè)備選擇與校驗163.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定16一般原則163.1.1 有關(guān)的幾項規(guī)定16各回路持續(xù)工作電流的計算163.2 高壓電氣設(shè)備選擇17斷路器的選擇與校驗173.3.1 隔離開關(guān)的選擇與校驗21電流互感器的選擇與校驗223.3.2 電壓互感器的選擇與校驗26熔斷器的選擇錯誤！未定義書簽。3.4母線與電纜的選擇與校驗273.4.1 材料的選擇283.4.2 母線截面積的選擇283.4.3 10KV出線電纜的選擇30

7、4無功補償設(shè)計324.1 無功補償?shù)脑瓌t與基本要求32無功補償?shù)脑瓌t324.1.1 無功補償?shù)幕疽?2補償裝置選擇與容量確定334.2.1 補償裝置的確定33補償裝置容量的選擇33致35參考文獻36附錄372/411變電站電氣主接線設(shè)計與主變壓器的選擇變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行與變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。1.1 主接線的設(shè)計原則和要求主接線的設(shè)計原則(1) 考慮變電站在電力

8、系統(tǒng)的地位和作用變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。(2) 考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應(yīng)根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度與地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式與站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。(3) 考慮負荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響對一、二級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負荷不間斷供電；三級負荷一

9、般只需一個電源供電。(4) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。(5) 考慮備用量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。1.1.2 主接

10、線設(shè)計的基本要求根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴建等要求。1.1.2.1 可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件(包括一次和二次設(shè)備)在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則

11、可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標志如下：(1) 斷路器檢修時是否影響供電；(2) 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以與能否保證對重要用戶的供電；(3) 變電站全部停電的可能性。靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：(1) 調(diào)度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修與特殊運行方式下的調(diào)度要求。(2) 檢修安全。可方便的停運斷路器、母線與其繼電器保護設(shè)備，進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。(3) 擴建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴建的可能。所以，在

12、設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。經(jīng)濟性可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟合理。(1) 投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式(110/610kV)變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。年運行費小。年運行費包括

13、電能損耗費、折舊費以與大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)以與避免兩次變壓而增加電能損失。(3) 占地面積小。電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子與安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。(4) 在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。1.2 主接線的設(shè)計設(shè)計步驟電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步：(1) 擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，容包括主變壓器形式、臺數(shù)和容量、以與各級電壓配電裝置的接線方式等，

14、并依據(jù)對主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2個技術(shù)上相當?shù)妮^好方案。(2) 對2個技術(shù)上比較好的方案進行經(jīng)濟計算。(3) 對2個方案進行全面的技術(shù)，經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。(4) 繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。1.2.1 初步方案設(shè)計根據(jù)原始資料，此變電站有三個電壓等級：110/35/10KV，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線，35KV側(cè)采用單母分段接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。方案二：1

15、10KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段。兩種方案接線形式如下：圖1-1主接線方案一圖1-2主接線方案最優(yōu)方案確定1.2.3.1 技術(shù)比較在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線；方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點：系統(tǒng)運行、供電可靠；系統(tǒng)調(diào)度靈活；系統(tǒng)擴建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：接線簡單；操作方便、設(shè)備少等；缺點：可靠性差；系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110KV側(cè)采用雙母線接線。在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35KV側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負荷的重要程度，所

16、以，35KV側(cè)采用單母分段接線。1.232經(jīng)濟比較對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線與土建費用上，在運行靈活性上35KV10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110KV側(cè)為采用雙母線接線，35KV側(cè)為單母線形接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。1.3 主變壓器的選擇在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運

17、行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟意義。1.3.1 主變壓器臺數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺。本設(shè)計變電站有兩回電源進線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進線取得，應(yīng)選擇兩臺主變壓器。1.3.2 主變壓器型式的選擇相數(shù)的確定在330kv與以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可選用單相變壓器。繞組數(shù)的確定在有三種電壓等級的變電

18、站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的15%與以上，或低壓側(cè)雖然無負荷，但需要在該側(cè)裝無功補償設(shè)備時，宜采用三繞組變壓器。繞組連接方式的確定變壓器繞組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星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV與以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV與以下電壓，變壓器繞組都采用角接。1.324結(jié)構(gòu)型式的選擇三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。(1) 升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯一中壓繞組一低壓繞組一高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、

19、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。(2) 降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯一低壓繞組一中壓繞組一高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。(3) 應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。調(diào)壓方式的確定變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現(xiàn)。無勵磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓圍可達30%且分接頭可帶負荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運行，因為有載分接開關(guān)的切換不

20、能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。1.3.3 主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量一般按建站后510年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷Smax的50%70%35110KV變電站為60%，或全部重要負荷(當I、U類負荷超過上述比例時)選擇。(1-1)即Sn0.6(15%)8Smax(N1)MVA式中N變壓器主變臺數(shù)主變壓器型號的選擇Sjs=Ke(刀Pimax/cos©i)(1+a%Sjs-最大計算負荷(KVAPimax-每個用戶的最大負荷(KWCos©i-功率因數(shù)Ke-同時系數(shù)a%-線損率(取為5%全所最大計算負荷：S

21、js刀=Ke'刀Sjs(35,10KV)1.34110KV線路負荷計算表1-110KV負荷名稱最大負何(KWcos$回路數(shù)化工廠35000.851鋁廠50000.852醫(yī)院15000.852氮肥廠20000.851印刷廠15000.851表格中各負荷間同時系數(shù)為0.85Sjs=0.85*(3500/0.85+2*5000/0.85+2*1500/0.85+2000/0.85+1500/0.85)*(1+5%)=21(MVA)1.3.3.2 35KV線路負荷計算表1-235KV負荷名稱最大負何(KWCO回路數(shù)火電廠一80000.91火電廠二50000.91表格中各負荷間同時系數(shù)為0.9S

22、js=0.9*(8000/0.9+5000/0.9)*(1+5%)=13.65(MVA)1.3.3.3 110KV級負荷計算35KV各負荷與10KV各負荷間的同時系數(shù)為0.9Sjs刀=0.9(21+13.65)=31.185(MVA)所用電負荷計算Sjs=(K1*EP1+EP2)K1-所用動力負荷換算系數(shù)，一般取0.85刀P1-所用動力負荷之和刀P2-所用照明負荷之和表1-3110kV變電站自用電負荷類別名稱容量（KW）功率因數(shù)安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注照明主充電機200.8511周期照明浮充電機4.50.8511經(jīng)常動力主變通風(fēng)0.150.853232經(jīng)常動力蓄電池通風(fēng)2.70.8511經(jīng)常照明檢

23、修、試驗用電150.8511經(jīng)常照明載波通訊用電10.8511經(jīng)常照明屋照明5.20.8511經(jīng)常照明屋外照明4.50.8511經(jīng)常動力生活水泵4.50.8522周期照明福利區(qū)用電1.50.8511周期Sjs=0.85(0.15*32+2.7*1+4.5*2)+20+4.5+15+1+5.2+4.5+1.5=0.0653(MVA由上述計算結(jié)果可知：10KV側(cè)Plma=21(MVA)35KV側(cè)Plma=13.65(MVA)高壓側(cè)PlmiN=0.6*(21+13.65)=20.79(MVA)變電站用電負荷Pz為：Pz=0.0653(MVA)所以變電站最大負荷S-x為：Smax=20.79+0.06

24、53=20.9(MVA)由以上計算，查發(fā)電廠電氣部分選擇主變壓器型號如下：表1-4主變壓器型號與參數(shù)1.4站用變壓器的選擇型號與容量（KVA）額定電壓（KV）連接組損耗（KW）阻抗電壓（）空載電流（%）空載負載咼中高低中低高中低SFSLz-31500/11010122.5%12122.5%38.522.5%3522.5%10.5YN,yn0,d113812510.517.56.51.11.4.1 站用變壓器的選擇的基本原則(1) 變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；(2) 阻抗電壓與調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓與站用電負荷正常波動圍，站用電各級母線的電壓偏移不超

25、過額定電壓的0.5%；(3) 變壓器的容量必須保證站用機械與設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。1.4.2 站用變壓器型號的選擇參考發(fā)電廠電氣部分，選擇站用變壓器如下：表1-5站用變壓器型號與參數(shù)型號額定容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(W)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路SC9-80/108010.5/0.4Y,yn03401140422短路電流計算2.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(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方面：(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

26、，均需進行必要的短路電流計算。(2) 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)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。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(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，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。(3) 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。2.1.1 短路計算的一般規(guī)定、計算的基本情況(1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。(2) 所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置(包括強行勵磁)。(3) 短路發(fā)生在短

27、路電流為最大值時的瞬間。所有電源的電動勢相位角相等。(5)應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。、接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式(即最大運行方式)，不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。2.1.2 計算步驟(1) 選擇計算短路點(2) 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。 首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 選取基準容量Sb和基準電壓Ub(一般取各級的平均電壓)。 將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。 繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編

28、號。(3) 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd求計算電抗Xjs。(5)由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值(運算曲線只作到X=3.5)。 計算無限大容量(或Xjs>3)的電源供給的短路電流周期分量。 計算短路電流周期分量有名值和短路容量。2.2變壓器的參數(shù)計算與短路點的確定變壓器參數(shù)的計算基準值的選取：100MVA，Ub取各側(cè)平均額定電壓(1) 主變壓器參數(shù)計算由表1.4查明可知：Ui2%=10.5Ui3%=17.5U23%=6.5U%=0.5(Ui2%+U%-U3%)

29、=0.5(10.5+17.5-6.5)=10.75U2%=0.5(Ui2%+U%-U3%)=0.5(10.5+6.5-17.5)=-0.25<0所以U2%=0U%=0.5(Ui3%+U%-U2%)=0.5(17.5+6.5-10.5)=6.75電抗標幺值為：X=U%/100*S/Sn=10.75/100*100/31.5=0.341X2=lb%/100*S/SN=-0/100*100/31.5=0X3=U3%/100*SB/Sn=6.75/100*100/31.5=0.214(2) 站用變壓器參數(shù)計算由表1.5查明：Ud%4X4=Ud%/100*S/Sn=4/100*100/0.08=5

30、0(3) 系統(tǒng)等值電抗SBXsM1齊0.454Ub2.2.1 短路點的確定此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV進線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。各短路點的短路計算1.3.1 短路點d-1的短路計算（110KV母線）網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.2所示:圖2-2d-1點短路等值圖Xfdx0l(Sj/Uj2)=0.4X150X(100/1152)=0.454Xs1=X1XSn/Sb=0.454X1000/100=4.54因為Xs1=4.54>3所以I"*=Is*=|o.2*

31、=1/Xjs1=1/4.54=0.22Ib=Sb/(V3XUb)=100/(V3X115)=0.502(KA)In=IbXSn/Sb=0.502X1000/100=5.02(KA)I"=Is=I0.2=I"*In=Is*In=I0.2*In=0.22X5.02=1.1(KA)ich=2.55Xl"=2.55X1.1=2.8(KA)ich=1.52Xl"=1.52X1.1=1.672(KA)S"=V3XI"Xun=V3X1.1X110=209.58(MVA)短路點d-2的短路計算(35KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡為：S圖2-3d-2點短路等值圖X

32、=Xs+(X1+X2)/(X1+X2)=0.454+(0.341+0)/(0.341+0)=0.6245Xs2=XsXSn/Sb=0.6245X1000/100=6.245I"*=I8*=I0.2*=1/Xjs2=0.16Ib=Sb/(V3XUb)=100/(V3X37)=1.56(KA)In=IbXSn/Sb=1.56X1000/100=15.6(KA)I"=I8=10.2=I"*In=I8*In=I0.2*In=0.16X15.6=2.5(KA)ich=2.55XI"=2.55X2.5=6.375(KA)ich=1.52XI"=1.52X2

33、.5=3.8(KA)S"=V3XI"XU=V3X2.5X35=151.55(MVA)短路點d-3的短路計算（10KV母線）網(wǎng)絡(luò)化簡為:圖2-4d-3點短路等值圖X3=XS+(Xi+X)/(X計)=0.454+(0.341+0.214)/(0.341+0.214)=0.7315Xs3=X3XS/Sb=0.7315X1000/100=7.315I"*=I-*=I0.2*=1/Xjs3=0.1367Ib=Sb/(V3XUb)=100/(V3X10.5)=5.5(KA)In=IbXS/Sb=5.5X1000/100=55(KA)I"=I8=10.2=1"

34、;*In=I-*In=I0.2*In=0.1367X55=7.52(KA)ich=2.55XI"=2.55X7.52=19.176(KA)ich=1.52XI"=1.52X7.52=11.43(KA)S"=V3XI"XUn=V3X7.52X10=130.25(MVA)1.3.2 短路點d-4的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡只需在圖2.4上加站用變壓器的電抗標幺值即可，如以下圖所示:c11.7313圖2-5d-4點短路等值圖X4=X3+=0.7315+50=50.7315Xs2=X4XS/Sb=50.7315X1000/100=507.315I"*=I*=I0

35、.2*=1/Xjs3=0.00197Ib=S/(V3XU)=100/(V3X0.4)=144.34(KA)In=IbXSn/Sb=144.34X1000/100=1443.4(KA)I"=I8=I0.2=I"*In=I8*In=I0.2*In=0.00197X1443.4=2.84(KA)ich=2.55XI"=2.55X2.84=7.242(KA)ich=1.52XI"=1.52X2.84=4.32(KA)S"=V3XI"XUn=V3X2.84X0.38=1.87(MVA)1.4 繪制短路電流計算結(jié)果表總結(jié)以上各短路點短路計算，得如

36、下短路電流結(jié)果表:短路點編號基值電壓Ub(kV)基值電流Ib(kA)支路名稱支路計算電抗Xjs額定電流0S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流0.2短路電流短路電流沖擊值Ich(kA)全電流有效值Ioh(kA)短路容量S(MVA)標幺值I有名值I(kA)標幺值I*有名值I(kA)標幺值I0.2*有名值l°.2(kA)公式Sbv'3Ub|寶%I*InI*InI0.2*In2.55I1.52IJ3IUnd-11150.502110kv4.545.020.221.10.221.10.221.12.81.672209.58d-2371.5635kv6.24515.60.162.50.162.

37、50.162.56.3753.8151.55d-310.55.510kv7.315550.13677.520.13677.520.13677.5219.17611.43130.25d-40.4144.340.4kv507.3151443.40.001972.860.001972.860.001972.867.2424.321.8715/413電氣設(shè)備選擇與校驗導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要容之一，正確地選擇設(shè)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。3.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定一般原則應(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)展的需要。3.1.1 有關(guān)的幾項規(guī)

38、定導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。(1) 在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計算。表3-1各回路持續(xù)工作電流回路名稱計算公式變壓器回路lgmax=1.05ln=1.05Sn/V3U1饋電回路Igmax=Pn/V3U1C0S$注：Pn,Un,In等都為設(shè)備本身的額定值。各回路持續(xù)工作電流的計算依據(jù)表4.1，各回路持續(xù)工作電流計算結(jié)果見下表:表3-2各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱計算公式與結(jié)果110KV母線Ig.max=1.05Sn/V3U=1.05X31500/V3X115=166.05A110KV進線Igmax=Pn

39、/V3Ucos$=31185/(V3X115X0.85)=184.2A35KV母線Ig.max=1.05Sn/V37=1.05X31500/V3X38.5=495.996A35KV出線火電廠一Ig.max=S/V3Ucos$=8000/(V3X37X0.85)=146.86A火電廠二Ig.max=S/V3Uncos$=5000/(V3X37X0.85)=9179A10KV母線Ig.max=1.05Sn/V3U=1.05X31500/V3X10.5=1818.65A10KV出線化工廠Ig.max=S/V3Ucos$=3500/V3X10.5X0.85=226.4A鋁廠(兩回)Ig.max=S/V

40、3Uncos$=5000/V3X10.5X0.85=323.45A醫(yī)院(兩回)Ig.max=S/V3Ucos$=1500/V3X10.5X0.85=97A氮肥廠Ig.max=S/V3Ucos$=2000/V3X10.5X0.85=129.38A印刷廠Ig.max=S/V3Ucos$=1500/V3X10.5X0.85=97A0.4KV母線Ig.max=1.05Sn/V37=1.05X653/V3X0.38=104.17A3.2 高壓電氣設(shè)備選擇331斷路器的選擇與校驗斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當前制造情

41、況，電壓6220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：(1) 電壓：ug(電網(wǎng)工作電壓)<un(3-1)(2) 電流：Ig.max(最大持續(xù)工作電流)<In(3-2)(3) 開斷電流：Idt<Ikd(3-3)式中：心一一斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；Ikd斷路器的額定開斷電流。動穩(wěn)定：ichWimax(3-4)式中：ich斷路器極限通過電流峰值；imax三相短路電流沖擊值。(5)熱穩(wěn)定：IJtdzWIt2t(3-5)式中：I-穩(wěn)態(tài)三相短路電流；其中：tdztz0.052，由p和短路電流計算時間t，可從發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第112頁，

42、查短路電流周期分量等值時間t,從而計算出tdz。331.1斷路器的選擇根據(jù)如下條件選擇斷路器：電壓：Ug(電網(wǎng)工作電壓)Un電流：lgmax(最大持續(xù)工作電流)J，各回路的Igmax見表3.2各斷路器的選擇結(jié)果見下表：表3-3斷路器的型號與參數(shù)其中：OFPI-110號斷路器見發(fā)電廠電氣部分第491頁;性能指標位置型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)固有分閘時間(s)合閘時間(s)變壓器110KV側(cè)OFPI-110110125031.58031.5(3)<0.030.12變壓器35KV側(cè)HB35361250258025(3)0.060.

43、0635KV出線側(cè)HB35361250258025(3)0.060.06變壓器10KV側(cè)HB-101012504010043.5(3)0.060.0610KV出線側(cè)ZN4-10C1060017.329.417.3(4)0.050.2站用DW5-400380-400400HB35號斷路器見發(fā)電廠電氣部分第490頁；HB-10號斷路器見發(fā)電廠電氣部分第489頁；ZN4-10C號斷路器見電力工程電氣設(shè)備手冊一電氣一次部分第649頁。斷路器的校驗校驗110KV側(cè)斷路器 開斷電流：Idt<IkdIdt=1.1(KA)Ikd=31.5(KA)Idt<Ikd 動穩(wěn)定：ichWimaxich=2.

44、8(KA)imaX=80(KA)ichmax22熱穩(wěn)定：I8tdzWIttB"=I"/I8=1.1/1.1=1112頁得：tz=1.65(s)112頁得：tz=1.65(s)t=2+0.03=2.03(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第tdz=tz+0.05B"=1.65+0.05=1.7(s)222I8tdz=1.1X1.7=2.057(KA)s222Itt=31.5X2.03=2282.18(KA)s22則：l8tdzWItt經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。(1) 校驗變壓器35KV側(cè)斷路器開斷電流：Idt<IkdIdt=2.5(KA)Ikd=25(

45、KA)Idt<Ikd動穩(wěn)定：ichWimaxich=6.375(KA)imaX=80(KA)ichmax22 熱穩(wěn)定：I8tdzWIttB"=I"/I8=2.5/2.5=1t=2+0.06=2.06(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第112頁得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05B"=1.65+0.05=1.7(s)222I 8tdz=2.5X1.7=10.625(KA)sIkd=40(KA)Idt<|kd動穩(wěn)定：ichWimaxich=19.176(KA)imaX=100(KA)ichmax22 熱穩(wěn)定：I8tdzW|ttB"=

46、|"/|8=7.52/7.52=1t=2+0.06=2.06(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第112頁得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05B"=1.65+0.05=1.7(s)82tdz=7.522X1.7=96.14(KA2s222t=43.5X2.06=3898(KAs22則：l8tdzWItt經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。校驗10KV出線側(cè)斷路器開斷電流：IdtWIkdIdt=7.52(KA)Ikd=17.3(KA)Idt<Ikd動穩(wěn)定：ichWimaxich=19.176(KA)imax=29.4(KA)ichmax熱穩(wěn)定：I82tdzWIt

47、2tB"=I"/I8=7.52/7.52=1t=2+0.03=2.03(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第112頁得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05B"=1.65+0.05=1.7(s)I82tdz=7.522X1.7=96.14(KA2s222Itt=17.3X2.03=607.56(KAs則：l82tdzWIt2t經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。332隔離開關(guān)的選擇與校驗隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因為沒有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點，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

48、與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較，然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。隔離開關(guān)的選擇根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)：電壓：Ug(電網(wǎng)工作電壓)Un電流：lgmax(最大持續(xù)工作電流)In，各回路的Igmax見表3.2。各隔離開關(guān)的選擇結(jié)果見下表：表3-4隔離開關(guān)的型號與參數(shù)其中：GW2-110型號隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第165頁;開關(guān)編號型號額定電壓(KV)額定電流(A)動穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)110KV側(cè)GW2-1101106005014(5)35KV變壓器側(cè)GW4-353510008023.7(4)

49、35KV出線側(cè)GW8-3535400155.6(5)GW4-35型號隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第165頁;GW8-35型號隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料第165頁；3.322隔離開關(guān)的校驗110KV側(cè)隔離開關(guān)的校驗動穩(wěn)定：ichWimaxich=2.8(KA)imaX=50(KA)ichmax熱穩(wěn)定：IJtdzWIt2t由校驗斷路器可知：IJtdz=1.12x1.7=2.1(KA2sIt2t=142x5=980(KA2s貝U：IJtdzWIt2t經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。35KV變壓器側(cè)隔離開關(guān)的校驗動穩(wěn)定：ichWimaxich=6.375(KA)imaX=8

50、0(KA)ichmax熱穩(wěn)定：ItdzWIt2t222由校驗斷路器可知：I®tdz=2.5X1.7=10.625(KA)s22211t=23.7X4=2246.76(KA)s22貝U：IstdzWItt經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。(3)35KV出線側(cè)隔離開關(guān)的校驗動穩(wěn)定：ich<imaxich=6.375(KA)ima=34(KA)ichmax熱穩(wěn)定：ItdzWIt2t由校驗斷路器可知：Itdz=2.52X1.7=10.625(KA)2s22211t=5.6X5=156.8(KA)s22貝U：IstdzWItt經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。3.3.3 電流互感器的選擇

51、與校驗電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：(1)一次回路電壓：UWm(3-6)式中：Ug電流互感器安裝處一次回路工作電壓；Un電流互感器額定電壓。一次回路電流：IgmaxWIn(3-7)式中：|gma電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；In電流互感器原邊額定電流。當電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等于40C時，應(yīng)對In進行修正。修正的方法與斷路器In的修正方法相同。(3)準確級準等級是根據(jù)所供儀表和繼電器的用途考慮。互感器的準等級不得低于所供儀表的準確級；當所供儀表要求不同準確級時，應(yīng)按其中要求準確級最高的儀表來確定電流互感器的準確級。與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與

52、儀表相配合分流器、變壓器的準確級為0.5級，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級為0.5。儀表的準確級為1.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級0.5o儀表的準確級為2.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級1.0o用于電能測量的互感器準確級：0.5級有功電度表應(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級有功電度表與3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器。 一般保護用的電流互感器可選用3級，差動距離與高頻保護用的電流互感

53、器宜選用D級，零序接地保護可釆用專用的電流互感器，保護用電流互感器一般按10%咅數(shù)曲線進行校驗計算。(4) 動穩(wěn)定校驗:(3-8)式中：ich短路電流沖擊值;Im電流互感器原邊額定電流;Kds電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。(5)熱穩(wěn)定校驗:I228tdzW(IrrKt)(3-9)式中:I8穩(wěn)態(tài)三相短路電流;dz短路電流發(fā)熱等值時間;m電流互感器原邊額定電流。Ktt秒時的熱穩(wěn)定倍數(shù)。電流互感器的選擇根據(jù)如下條件選擇電流互感器:一次回路電壓：U(電網(wǎng)工作電壓)wUn一次回路電流：Igmax(最大持續(xù)工作電流)WInIgmax見表3.2O各電流互感器的選擇結(jié)果見下表:表3-5電流互感器的型號與參數(shù)其中：LB

54、-110型號電流互感器見發(fā)電廠電氣部分第498頁;參數(shù)位置型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷(Q)10%咅數(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(Q)倍數(shù)110KV進線側(cè)LB-1102300/50.5/BB/B0.5B2.02.01570183變壓器35KV側(cè)LCW-3515-1000/50.5/30.5/3242286510035KV出線側(cè)LB-35300/50.5/B1/B20.5/0.5/B2B2/B2/B20.5B1B22.02.01555140變壓器10KV側(cè)LBJ-101000/50.5/D1/DD/D0.51D0.5<10509010KV出線側(cè)LA-10300/50.5/3