110KV變電站電氣主接線設(shè)計

摘要摘要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為110kV110kV、35kV10kV，35KV10KV（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《35～110kV35～110kV選設(shè)備全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ⅠAbstractAbstractFromtheguideofengineeringdesignassignment,wehavetodesignprimarypower-systemof110kVsubstationanddrawmainelectricalone-linediagram.Therearetwomaintransformerinthesubstationinwhichmainelectricalconnectioncanbedividedintothreevoltagegrades:110kV,35kVwith10kV.Itdepositssectionalizedsinglebusbarschemepergrade.Thereisalsoadesignformainelectricalconnectioninthisengineering,thecalculationforshort-circuitelectriccurrent,theselectionofelectricaldeviceandcalibration(includingcircuitbreaker,isolator,currenttransformer,potentialtransformer,busbaretc.)andthefordistributioninstallationper.voltagegrade,directcurrentsystemandlightningprotectionisalsoincludedKeywords:transformersubstation;electricalmainwiring;transformer;equipmenttypeselection;reactive-loadcompensationⅡ目錄目 錄摘要 ······························ⅠAbstact·····························Ⅱ1變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇 ·············11.1 主接線的設(shè)計原則和要求 ·················11.1.1 ··················11.1.2 ················21.2 主接線的設(shè)計 ······················31.2.1 ······················31.2.2 ····················31.2.3 ····················41.3 主變壓器的選擇 ·····················51.3.1 ·················51.3.2 ·················51.3.3 ·················61.3.4 ·················61.4站用變壓器的選擇·····················91.4.1 ·············91.4.3 ················92短路電流計算 ·························102.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟 ···············102.1.1 ·················102.1.2 ·················102.1.3 ······················102.2 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 ·············112.2.1 ··················112.2.2 ····················112.3 各短路點的短路計算 ···················122.3.1 d-1(110KV··········12Ⅲ目錄2.3.2d-2(35KV···········132.3.3d-3(10KV···········132.3.4d-4················142.4 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 ·················163.1.1 ······················163.1.2 ···················163.2 各回路持續(xù)工作電流的計算 ················163.3 高壓電氣設(shè)備選擇 ····················173.3.1 ·················173.3.2 ················213.3.3 ···············223.3.4 ···············263.3.5 ····················錯誤！未定義書簽。母線與電纜的選擇及校驗 27材料的選擇 28母線截面積的選擇 2810KV出線電纜的選擇 30無功補償設(shè)計 32無功補償?shù)脑瓌t與基本要求 32無功補償?shù)脑瓌t 32無功補償?shù)幕疽?32補償裝置選擇及容量確定 33補償裝置的確定 33補償裝置容量的選擇 33致謝 35參考文獻 36附錄 37Ⅳ目錄Ⅳ河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書1 變電站電氣主接線設(shè)計及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)濟運行及變電站電氣設(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。主接線的設(shè)計原則和要求主接線的設(shè)計原則考慮變電站在電力系統(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。考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模5~10接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)?？紤]負荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響二級負荷不間斷供電；三級負荷一般只需一個電源供電。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。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河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書主接線設(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?？煽啃运^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可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標志如下：斷路器檢修時是否影響供電；能否保證對重要用戶的供電；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：能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。且不影響對用戶的供電。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)生矛足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟合理。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2河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書電流，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（110/6～10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。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)以及避免兩次變壓而增加電能損失。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。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：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，接線方式等，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222(4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。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。段接線。段。兩種方案接線形式如下：3河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書1-1主接線方案一1-2主接線方案二最優(yōu)方案確定技術(shù)比較在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV110KV在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV35KV35KV母分段接線。4河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書經(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，母線及土建費用上，在運行靈活性上35KV、10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。110KV單母線形接線，10KV主變壓器的選擇主變壓器臺數(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，故選擇兩臺主變壓器。主變壓器型式的選擇相數(shù)的確定330kv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15%及以上，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5河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書110KV弧線圈接地。35KV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。中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。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，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，因為有主變壓器容量的選擇5~10Sma50%~70（35~110KV60%要負荷（當Ⅰ、Ⅱ類負荷超過上述比例時）選擇。即 S 0.6(15%)8S (NMVA （1-1）N max式中N——變壓器主變臺數(shù)主變壓器型號的選擇Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+αSjs 最大計算負荷（KVA）Pimax 每個用戶的最大負荷（KW）Cosφi 功率因數(shù)Ke 同時系數(shù)α% 線損率（5%）全所最大計算負荷：Sjs∑=Ke'∑Sjs（35,10KV）6河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書10KV表1-110KV負荷名稱最大負荷（KW）cosφ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)1.3.4.2 35KV表1-235KV負荷名稱 最大負荷（KW）COSΦ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0.9Sjs=0.9*（8000/0.9+5000/0.9）*(1+5%)=13.65(MVA)1.3.4.3 110KV35KV10KVSjs∑=0.9（21+13.65）=31.185(MVA)所用電負荷計算Sjs=（K1*∑P1+∑P2）K1 0.85∑P1 所用動力負荷之和∑P2 所用照明負荷之和7類別名稱容量功率因數(shù)安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注類別名稱容量功率因數(shù)安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注（KW）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0.150.853232經(jīng)常動力蓄電池通風2.70.8511經(jīng)常照明檢修、試驗用電150.8511經(jīng)常照明載波通訊用電10.8511經(jīng)常照明屋內(nèi)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S=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）js由上述計算結(jié)果可知：10KV側(cè) P =21(MVA)LMAX35KV側(cè) P =13.65(MVA)LMAX高壓側(cè) PLMIN

=0.6*(21+13.65)=20.79(MVA)PzPz=0.0653(MVA)所以變電站最大負荷S

為：S

=20.79+0.0653=20.9(MVA)max max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 主變壓器型號及參額定電壓(KV)

損耗(KW)阻抗電壓(%)空載型號及容量(KVA)

高1012

連接組中 低

負空載 高載

高 中電流低 低(%)% 38.522.5%SFSL-31500/110 10.5Y,yn0,d113812510.517.56.51.17 12122.53522.5% N%8河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書站用變壓器的選擇站用變壓器的選擇的基本原則變壓器原、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)；阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇宜使在引接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內(nèi)站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的 ；變壓器的容量必須保證站用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。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 站用變壓器型號及參數(shù)損耗(W)

阻抗電壓

空載電流型號額定容量(KVA)額定電壓(KV)連接組SC9-80/108010.5/0.4Y,yn0空載 短路340 1140(%)4(%)29河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書2 短路電流計算短路計算的目的、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：限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。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、可靠地備動穩(wěn)定。全距離。短路計算的一般規(guī)定、計算的基本情況電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。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)生在短路電流為最大值時的瞬間。所有電源的電動勢相位角相等。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（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。計算步驟10河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書(2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。SU（一般取各級的平均電壓。b b③將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。④繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。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X。ndX。js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.。js①計算無限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。②計算短路電流周期分量有名值和短路容量。變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定變壓器參數(shù)的計算基準值的選?。篠100MVA，U取各側(cè)平均額定電壓b b主變壓器參數(shù)計算1.4

%=10.5

%=17.5

%=6.512 13 23U

%+U

%-U

%)=0.5(10.5+17.5-6.5)=10.751 12 13 23U

%+U

%-U

%)=0.5(10.5+6.5-17.5)=-0.25<0U%=02 12 23 13 2U

%+U

%-U

%)=0.5(17.5+6.5-10.5)=6.753 13 23 12電抗標幺值為：XU%/100*S/S=10.75/100*100/31.5=0.3411=1 B NXU%/100*S/S=-0/100*100/31.5=02=2 B NXU%/100*S/S=6.75/100*100/31.5=0.2143=3 B N站用變壓器參數(shù)計算由表1.5查明：U%4dX=Ud%/100*S/S=4/100*100/0.08=504 B N系統(tǒng)等值電抗SX rl B0.454S 11U2b短路點的確定11河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：圖2-1短路等值圖各短路點的短路計算短路點d-1(110KV網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.2所示：圖2-2d-1點短路等值圖X=X＝x0l（Sj/Uj2）＝0.4×150×（100/1152）＝0.454f1 X

×Sn/Sb=0.454×1000/100=4.54js1 f1X=4.54>3js1I"=I=

=1/X

=1/4.54=0.22* ∞*

0.2*

js1I=S/(√3×U)=100/(√3×115)=0.502(KA)b b bI=I×S/S=0.502×1000/100=5.02(KA)n b n bI"=I=I

=I"I

I

I=0.22×5.02=1.1(KA)∞ 0.2

*n ∞*

0.2*n12河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書i=2.55×I"=2.55×1.1=2.8(KA)chi=1.52×I"=1.52×1.1=1.672(KA)chS"=√3×I"×U=√3×1.1×110=209.58(MVA)n短路點d-2(35KV網(wǎng)絡(luò)化簡為：圖2-3d-2點短路等值圖X=X+(X1+X2)//(X1+X2)=0.454+(0.341+0)//(0.341+0)=0.6245f2 X

×S/S=0.6245×1000/100=6.245js2 f2 n bI"=I=I

=1/X

=0.16*

0.2*

js2I=S/(√3×U)=100/(√3×37)=1.56(KA)b b bI=I×S/S=1.56×1000/100=15.6(KA)n b n bI"=I=I

=I"I

I

I=0.16×15.6=2.5(KA)∞ 0.2

*n ∞*

0.2*ni=2.55×I"=2.55×2.5=6.375(KA)chi=1.52×I"=1.52×2.5=3.8(KA)chS"=√3×I"×U=√3×2.5×35=151.55(MVA)n短路點d-3(10KV網(wǎng)絡(luò)化簡為：13河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書圖2-4d-3點短路等值圖X=X+(X+X)//(X+X)=0.454+(0.341+0.214)//(0.341+0.214)=0.7315f3 s 1 3 1 3X=X×S/S=0.7315×1000/100=7.315js3 f3 n bI"=I=I

=1/X

=0.1367*

0.2*

js3I=S/(√3×U)=100/(√3×10.5)=5.5(KA)b b bI=I×S/S=5.5×1000/100=55(KA)n b n bI"=I=I

=I"I

I

I=0.1367×55=7.52(KA)∞ 0.2

*n ∞*

0.2*ni=2.55×I"=2.55×7.52=19.176(KA)chi=1.52×I"=1.52×7.52=11.43(KA)chS"=√3×I"×Un=√3×7.52×10=130.25(MVA)短路點d-4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，如下圖所示：X=X

圖2-5d-4點短路等值圖+X=0.7315+50=50.7315f4 X=X

4×S/S=50.7315×1000/100=507.315js2 f4 n bI"=I=I

=1/X

=0.00197*

0.2*

js3I=S/(√3×U)=100/(√3×0.4)=144.34(KA)b b bI=I×S/S=144.34×1000/100=1443.4(KA)n b n bI"=I=I

=I"I

I

I=0.00197×1443.4=2.84(KA)∞ 0.2

*n ∞*

0.2*ni=2.55×I"=2.55×2.84=7.242(KA)chi=1.52×I"=1.52×2.84=4.32(KA)chS"=√3×I"×Un=√3×2.84×0.38=1.87(MVA)2.4 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，得如下短路電流結(jié)果表：14河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書表2-1 短路電流計算結(jié)果表0S期分量基值

穩(wěn)態(tài)短路電流 0.2短路電流短路電壓

基值 支路計 有標 有 標

有 短路電

電流 支路算電抗額定 名(kV) 名稱 電流 幺 名 幺

名 沖擊號 b I(kA) X

值 值

(kA)b

值 值

I(kA)

值 chI (kA)I I(kA) I *

I0.2*

0.2bSb公式 b

SI bSI bS* n *b

I I0.2*n

2.55Id-1 d-2 37

0.502110kv 4.54 5.02 1.56 35kv 6.245 15.6

1.12.5

0.220.16

1.12.5

0.220.16

1.12.5

2.86.375d-3

5.5 10kv

55 0.1367 7.52 0.1367 7.52 0.1367 7.52 d-4 0.4 144.340.4kv507.3151443.40.001972.860.001972.860.00197 2.86 7.24215河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書3 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)計的主要內(nèi)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。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。有關(guān)的幾項規(guī)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。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I

=1.05I=1.05S/√3Ugmax n n n注：P,Un n

饋電回路,I等都為設(shè)備本身的額定值。n

I =P/√3Ucosφgmax n n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110KV

計算公式及結(jié)果I =1.05S/√3U=1.05×31500/√3×115=166.05Ag.max n n110KV

I =P/√3Ucosφ=31185/(√3×115×0.85)=184.2Agmax n n16河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書35KV母線 I =1.05S/√3U=1.05×31500/√3×38.5=495.996Ag.max n n火電廠一

I =S/√3Ucosφ=8000/(√3×37×0.85)=146.86A35KV

g.max n火電廠二

I =S/√3Ucosφ=5000/(√3×37×0.85)=91.79Ag.max n10KV母線 I =1.05S/√3U=1.05×31500/√3×10.5=1818.65Ag.max n n化工廠

I =S/√3Ucosφ=3500/√3×10.5×0.85=226.4Ag.max n鋁廠（兩回） I =S/√3Ucosφ=5000/√3×10.5×0.85=323.45Ag.max n10KV出線 醫(yī)院（兩回） I =S/√3Ucosφ=1500/√3×10.5×0.85=97Ag.max n氮肥廠印刷廠

I =S/√3Ucosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38Ag.max nI =S/√3Ucosφ=1500/√3×10.5×0.85=97Ag.max n0.4KV母線 I =1.05S/√3U=1.05×653/√3×0.38=104.17Ag.max n n高壓電氣設(shè)備選擇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)我國當前制造情況，電壓6－220kV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：電壓：U電網(wǎng)工作電（3-1）g電流：I

n

（3-2）g.max開斷電流：

I≤Idt kd

n（3-3）式中：I——斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；dtI——斷路器的額定開斷電流。kd

i≤i

（3-4）ch max式中：ichi

——斷路器極限通過電流峰值；——三相短路電流沖擊值。max

I2t

≤I2t （3-5）∞dz t式中：I——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；∞17河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書其中：t t0.052，由I和短路電流計算時間t，可從《發(fā)電廠電氣部dz z I分課程設(shè)計參考資料》第112頁，查短路電流周期分量等值時間t,從而計算出t。dz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

gmax

(最大持續(xù)工作電流)In

gmax

見表3.2。各斷路器的選擇結(jié)果見下表：表3-3 斷路器的型號及參數(shù)性能指標型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電 流熱穩(wěn)定電 流固有分閘時間合閘時間位置（KV）（A）（KA）（KA）（KA）（s）（s）110KVOFPI-110110125031.58031.5(3)<0.030.12變壓器35KV側(cè)HB35361250258025(3)0.060.0635KV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DW5-400380-400400其中：OFPI-110號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第491頁；HB35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—電氣一次部分》第649頁。斷路器的校驗110KV①開斷電流：I≤II=1.1(KA)

dt kddtI=31.5(KA)kdI<Idt kd②動穩(wěn)定：i≤ichi=2.8(KA)

maxchi=80(KA)max18河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書i<ich max③熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz tβ"=I"/I∞

=1.1/1.1=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：t=1.65(s)zt=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)dzI2t=1.12×1.7=2.057[（KA）2s]∞dzI2t=31.52×2.03=2282.18[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。35KV①開斷電流：I≤II=2.5(KA)

dt kddtI=25(KA)kdI<Idt kd②動穩(wěn)定：i≤ichi=6.375(KA)

maxchi=80(KA)maxi<ich max③熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz tβ"=I"/I∞

=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：t=1.65(s)zt=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)dzI2t=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]∞dzI2t=252×2.06=1287.5[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。35KV35KV35KV35KV10KV①開斷電流：I≤Idt kdI=7.52(KA)dt19河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書I=40(KA)kdI<Idt kd②動穩(wěn)定：i≤ichi=19.176(KA)

maxchi=100(KA)maxi<ich max③熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz tβ"=I"/I∞

=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：t=1.65(s)zt=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)dzI2t=7.522×1.7=96.14[（KA）2s]∞dzI2t=43.52×2.06=3898[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。10KV①開斷電流：I≤Idt kdI=7.52(KA)dtI=17.3(KA)kdI<Idt kd②動穩(wěn)定：i≤ichi=19.176(KA)

maxchi=29.4(KA)maxi<ich max③熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz tβ"=I"/I∞

=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：t=1.65(s)zt=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)dzI2t=7.522×1.7=96.14[（KA）2s]∞dzI2t=17.32×2.03=607.56[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。20河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書隔離開關(guān)的選擇及校驗短路電流。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。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

gmax

(最大持續(xù)工作電流)In

gmax

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)的型號及參數(shù)開關(guān)編號型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(KV)(A)(KA)(s)(KA)110KV側(cè)GW2-1101106005014(5)35KV變壓器側(cè)GW4-353510008023.7(4)35KV出線側(cè)GW8-3535400155.6(5)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；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;隔離開關(guān)的校驗110KV①動穩(wěn)定：i≤ichi=2.8(KA)

maxchi=50(KA)maxi<ich max③熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz t由校驗斷路器可知：I2t=1.12×1.7=2.1[（KA）2s]∞dzI2t=142×5=980[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。21河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書35KV①動穩(wěn)定：i≤ichi=6.375(KA)

maxchi=80(KA)maxi<ich max②熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz t由校驗斷路器可知：I2t=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]∞dzI2t=23.72×4=2246.76[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。35KV①動穩(wěn)定：i≤ichi=6.375(KA)

maxchi=34(KA)maxi<ich max②熱穩(wěn)定： I2t≤I2t∞dz t由校驗斷路器可知：I2t=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]∞dzI2t=5.62×5=156.8[（KA）2s]t則：I2t≤I2t∞dz t經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。電流互感器的選擇及校驗電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次回路電壓：

U≤U

（3-6）g n式中：U——電流互感器安裝處一次回路工作電壓；gU——電流互感器額定電壓。n一次回路電流：

I ≤I

（3-7）gmax n式中：I ——電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；gmaxI——電流互感器原邊額定電流。n當電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等于 40C時，應(yīng)對I進行修正。修正的方法n與斷路器I的修正方法相同。n22河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書準確級感器的準確級。①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：與儀表相配合分流器、變壓器的準確級為0.51.50.5，與儀表相配0.52.50.51.0。0.20.5，2.00.5；2.03.01.03D10%曲線進行校驗計算。動穩(wěn)定校驗：i≤√2IK （3-8）ch式中：i——短路電流沖擊值；

mdωchI——電流互感器原邊額定電流；mK——電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。dω熱穩(wěn)定校驗：

I2t

≤(IK)2 （3-9）式中：I

∞dz mt——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；∞t——短路電流發(fā)熱等值時間；dzI——電流互感器原邊額定電流。mK——t秒時的熱穩(wěn)定倍數(shù)。t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)≤Ug一次回路電流：I

n（最大持續(xù)工作電流）≤IIgmax

3.2

gmax n各電流互感器的選擇結(jié)果見下表：23河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書表3-5 電流互感器的型號及參數(shù)參數(shù)額定電流比(A)組合流比(A)組合級次0.5級1級倍數(shù)定倍數(shù)位置(Ω)數(shù)110KV進線側(cè)LB-1102300/50.5/B0.5B2.02.01570183B/B變壓器LCW-3515-1000/50.5/30.5/3242286510035KV側(cè)0.5/B1/B20.535KV出線側(cè)LB-35300/50.5/0.5/B2B12.02.01555140B2/B2/B2B2變壓器LBJ-101000/50.5/D1/D0.510.5<10509010KV側(cè)D/DD10KV出線側(cè)LA-10300/50.5/30.510.410751351/33

級次 準

Ω

10%倍數(shù)二次負荷

動穩(wěn)1S熱穩(wěn)定倍其中：LB-110型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁；LCW-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第194頁；LB-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁；LBJ-10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第187頁；LA-10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第186頁。電流互感器的校驗110KV①動穩(wěn)定：i≤√2IKch mdωi=2.8(KA)=2800(A)ch√2I

=√2×2×300×183=155280(A)mdωi≤√2IKch mdω②熱穩(wěn)定： I2t≤(IK)2∞dz mt由校驗斷路器可知：I2t=1.12×1.7=2.057[（KA）2s]∞dz(IK)2=(2×0.3×70)2=1764[（KA）2s]mtI

≤(IK)2∞dz mt經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。24河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書35KV①動穩(wěn)定：i≤√2IKch mdωi=6.375(KA)=6375(A)ch√2I

=√2×(5~1000)×100=707.11~141421.16(A)mdωi≤√2IKch mdω②熱穩(wěn)定： I2t≤(IK)2∞dz mt由校驗斷路器可知：I2t=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]∞dz(IK)2=(1×65)2=4225[（KA）2s]mtI

≤(IK)2∞dz mt經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。35KV①動穩(wěn)定：i≤√2IKch mdωi=6.375(KA)=6375(A)ch√2I

=√2×300×140=59397(A)mdωi≤√2IKch mdω②熱穩(wěn)定： I2t≤(IK)2∞dz mt由校驗斷路器可知：I2t=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]∞dz(IK)2=(0.3×55)2=272.25[（KA）2s]mtI

≤(IK)2∞dz mt經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。10KV①動穩(wěn)定：i≤√2IKch mdωi=19.176(KA)=19176(A)ch√2I

=√2×（1000~1500）×90=127279~190919(A)mdωi≤√2IKch mdω②熱穩(wěn)定： I2t≤(IK)2∞dz mt由校驗斷路器可知：I2t=7.522×1.7=96.14[（KA）2s]∞dz(IK)2=[(1~1.5)×50]2=2500~5625[（KA）2s]mtI2t≤(IK)2∞dz mt經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。10KV①動穩(wěn)定：i≤√2IKch mdωi=19.176(KA)=19176(A)ch√2I

=√2×（300~400）×135=57276~76368(A)mdω25河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書i≤√2IKch mdω②熱穩(wěn)定： I2t≤(IK)2∞dz mt由校驗斷路器可知：I2t=7.522×1.7=96.14[（KA）2s]∞dz(IK

=[(0.3~0.4)×75]2

=506.25~900[（KA）2s]mtI

≤(IK)2∞dz mt經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。電壓互感器的選擇及校驗電壓互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次電壓U：11.1U>U>0.9U （3-10）n 1 n式中：Un——電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動范圍為10%UnU：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按《發(fā)電廠電氣部分課2n程設(shè)計參考資料》第118頁、表538進行選擇。電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定。S2S≤S （3-11）2 n式中：S——二次負荷；2S——對應(yīng)于在測量儀表所要求的最高準確等級下，電壓互感器的額定容量。n電壓互感器的選擇由電壓互感器選擇的技術(shù)條件及各側(cè)使用情況：(1)110KVU=110(KV)nU=100/√3(V)2n35KVU=35(KV)nU=100(V)2n10KVU=10(KV)nU=100(V)2n三側(cè)電壓互感器準確等級：1級26河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書185下表所示：表3-6 電壓互感器型號及參數(shù)型式 額定變

在下列準確等級下額定容量(VA)

最大容量(VA)單相(屋外式)

JCC-110

1100001001003 3

0.5級 1

31000

2000JDJ-3535000/100JDJ-3535000/1001502506001200JDZ-1010000/10080150300500熔斷器的選擇高壓熔斷器應(yīng)按所列技術(shù)條件選擇，并按使用環(huán)境條件校驗。熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載電流的損害，屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護電力電容器配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護電壓互感器。熔斷器選擇的具體技術(shù)條件如下：電壓：U Ug n

（3-12）限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免因過電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)為U Ug n電流：I

ff1n

I I I （3-13）gmax f2n f1n——熔體的額定電流?！蹟嗥鞯念~定電流或熔斷器與電源側(cè)繼電保護之間，以及熔斷器與負荷側(cè)繼電保護之間動作的選擇性。斷流容量：I(或I)Ich kd

（3-14）式中：Ich

——三相短路沖擊電流的有效值。I ——熔斷器的開斷電流。kd27河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書熔斷器的選擇依據(jù)以上熔斷器選擇的技術(shù)條件，參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》166頁表5-35，35KV和10KV熔斷器如下表所示：表3-7 熔斷器的型號及參數(shù)系列型號RN2

額定電壓(KV)10

額定電流(A)0.5

斷流容量(MVA)1000

備注保護戶內(nèi)電壓互感器RW9-35 35 0.5 2000 其中：RN2166RW9-35型號熔斷器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁；母線及電纜的選擇及校驗面積的大小、校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。材料的選擇用途廣，是很好的母線材料。但是銅的儲量不多，價值較貴，因此銅母線只用于空氣中1.7-230%，而且儲量多價值也低，因此在屋內(nèi)屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線或鋁合金母線。在機械強度要求較高的情況下使用銅母線。母線截面積的選擇按長期發(fā)熱允許電流選擇流不應(yīng)大于母線的長期發(fā)熱允許電流，即：KI≥I (3-15)al gmax式中： I——相應(yīng)于環(huán)境溫度為25oC及母線放置方式時母線的長期允許電流。alalal0I ——通過母線的最大長期工作電流。alal0gmaxK——溫度修正系數(shù)

K

)/(

)28河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書θ為母線的額定溫度，通常0

=250C，θ為母線安裝地點的實際環(huán)境溫度，θ 為0 al母線的長期允許溫度，通常θ110KV

=700C。algmax3.2110KVIgmaxK (7030)/(7025)0.943

=116.05AKI=0.943×252=237.636>116.05=Ial gmax所以選25×3的矩形鋁母線截面積為75mm2平放I=252A35KV3.235KVIgmax

al=495.996AKI=0.943×632=595.976A>495.996=Ial gmax所以選50×3矩形鋁母線截面積為250mm2平放I=632A10KV3.210KVIgmax

al=1818.65AKI=0.943×1360=1282.48A>1818.65A=Ial gmax所以選80×10矩形鋁母線截面積為800mm2平放I=1360Aal母線的校驗熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€正常運行最高溫度為： W

)(I

max

/I)2al25(7025)(116.05/252)2 （3-16）34.5(C)參考《發(fā)電廠電氣部分》2436.3C99，則母線最小截面

為：minSmin

QK CK S滿足熱穩(wěn)定。

501061.09971.4(mm2)75(mm2)

（3-17）由短路電流計算結(jié)果表查得，短路沖擊電流為：i 2.8KAch相間距離取0.35m29河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書f 1.73107ph

li2 ch11.73107

0.35

(25.105103)1 （3-18）311.53(Nm)W bh330.010.08332.13105(m3) （3-19）phfl3 ph

311.531.52 3.29106(Pa) （3-20）ph ph

102.13105由b100.125、2bb210100.111，參考《發(fā)電廠電氣》圖2.15得：h 80K 0.4812同相條間應(yīng)力為：

bh 1080i2f0.25107b

chKb 0.25107 0.48 （3-21）0.01756.31(Nm)Lbmax

b2h(al

)fph b0.01

20.08(706.29)106756.31

（3-22）L 1.51.292L 1.16bmax為：L

L1.50.75mLb 2 2

bmax滿足動穩(wěn)定的要求。、10KV按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面積：導(dǎo)線和電纜在正常運行時，必須保證它不致因溫度過高而燒毀，因此，必須滿足導(dǎo)0線和電纜的最大允許持續(xù)電流I不小于其最大工作電流I ，即0KKIal g.KKI

al)al

)

gmax30河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書0式中，I是相應(yīng)于環(huán)境溫度為時導(dǎo)線和電纜的長期允許電流，可查表得出，單位0alI是A， 是通過導(dǎo)線和電纜的最大長期工作電流單位是是溫度修正系數(shù)是Ig.max 0導(dǎo)線和電纜的額定溫度;通常 =25攝氏度是導(dǎo)線和電纜安裝地點的實際環(huán)境溫度；0是導(dǎo)線和電纜的長期允許溫度，單位是攝氏度。alI 化工廠： 226.4 選纜心截面120mmI g.max alal g.由已知得：K (9030)/(9025)0.961KI0.961246236.41226.4al g.其余選擇方法同化工廠。、10KV

Ugmax n按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積S，查表3.2得：I 51.96Agmax2-4，選擇S120mm2N

25C時，I 245A、N

90C。溫度修正系數(shù)Kt

9015al25 90251.15 （3-23）al其中為土壤溫度2.92-10K3