220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計說明書

PAGE第44頁共44頁目錄TOC\o"1-3"\h\u59891變電所概述及主變壓器的選擇 2304541.1變電所的概述及其地位 2274331.2主變壓器的選擇 2241382主接線方案確定 4154652.1電氣主接線的設(shè)計原則和要求 4182942.2主接線方案的綜合比較 446753短路電流的計算 765103.1短路電流計算的目的 727873.2利用運算曲線計算的步驟 7103913.3短路點的選取及短路計算的結(jié)果 893354電氣設(shè)備的選擇 10287504.1概述 10212614.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇 1125494.3匯流母線的選擇 14291844.4電壓互感器的選擇 15217714.4.4220KV和110KV出線電壓互感器的選擇 16220394.5電流互感器和絕緣子的選擇 1685355防雷設(shè)計 17116755.1防直擊雷 1729496避雷器選擇 1814936繼電保護的配置 18316316.1變壓器的保護? 18189126.2母線的保護 18265937配電裝置設(shè)計 19278297.1概述 1952826KV采用屋內(nèi)配電裝置主控樓和輔助設(shè)施 19165937.1.2主變壓器的布置 19150527.1.3分類 19209797.2.1特點 19151457.2.3安全凈距 20311567.3.1分類 20319987.3.2特點 21281767.3.3電氣間隔 22171437.3.4型配電裝置的選擇 2216670第二部分計算書 22124171短路計算 22172801.1等值電抗計算 22191961.46KV側(cè)短路計算 311873短路計算的結(jié)果如下表 33239092電氣設(shè)備的選擇 33285792.1220KV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 3367612.1.1斷路器的選擇 33227272.1.2隔離開關(guān)選擇 34307252.2.1斷路器的選擇 3520382.2.2隔離開關(guān)選擇 35228052.3.1進線斷路器的選擇 36176792.3.2進線隔離開關(guān)選擇 36318842.3.36KV側(cè)出線配電裝置的選擇 37224112.3.46KV母聯(lián)短路器的選擇 37100162.4.1220KV支柱絕緣子選擇 37102002.4.56KV穿墻套管的選擇 38255272.5.1220KV電壓互感器的選擇 3842782.5.36KV電壓互感器的選擇 39224862.6.1220KV母聯(lián)電流互感器的選擇 4021242.6.56KV側(cè)變壓器保護電流互感器的選擇 41217242.6.66KV出線電流互感器的選擇 42181862.6.76KV母聯(lián)電流互感器的選擇 42214622.7.1220KV側(cè)匯流母線的選擇 426712.7.26KV側(cè)匯流母線的選擇 43參考文獻 1變電所概述及主變壓器的選擇1.1變電所的概述及其地位待建變電所在城市近郊，其設(shè)計目的是向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，還向附近的地區(qū)負荷供電。該變電所的所址靠近負荷中心，有利于電能的傳輸。該變電所的設(shè)計還與附近工礦企業(yè)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線路和電纜線路的引入。本變電所所處的地理位置優(yōu)越，地勢平坦、交通條件便利有利于大型設(shè)備的運輸和安裝。本變電所所處的自然條件適宜，無特殊氣象條件的要求。其海拔≤400m年最高溫度在400C左右，最低溫度在-150C。這些為電氣設(shè)備的選擇提供了良好的條件。待建變電所為220KV降壓變電所，該變電所設(shè)計要求有三個電壓等級分別220/110/6KV。該變電所高壓側(cè)220KV母線有3回出線向負荷供電；中壓側(cè)110KV母線送出2回線路向附近煉鋼廠供電；在低壓6KV母線送出10回線路向地區(qū)負荷供電。因此，根據(jù)變電所的電壓等級和出線回數(shù)結(jié)合變電所的分類標準，可知該所在系統(tǒng)中有較高的地位，可以確定本變電所為地區(qū)變電所。1.2主變壓器的選擇1.2.1主變壓器的容量和臺數(shù)的選擇根據(jù)<<220～500KV變電所設(shè)計規(guī)范>>要求對主變壓器進行合理的選擇。[3]（1）主變壓器的容量和臺數(shù)應(yīng)根據(jù)變電所建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇。對于城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。1.2.2調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換的分接頭，從而改變變壓器的變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶負荷切換稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±5%以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓調(diào)整范圍可達30%。設(shè)置有載調(diào)壓的原則：（1）對于220KV及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大的變化的情況下采用有載調(diào)壓。（2）對于110KV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。1.2.3自藕變壓器的選擇（1）用作聯(lián)絡(luò)變壓器時，其高中壓側(cè)功率交換很大，而且方向不定其第三繞組一般備用。由于正常運行高中壓側(cè)的功率交換要求高，中壓繞組間的阻抗小所以采用降壓型自藕變壓器。（2）用作降壓變壓器時，220KV及以上的變電站中主變壓器一般選擇自藕變壓器。（3）在電力系統(tǒng)中采用自藕變壓器后，自藕變壓器的中性點必須直接接地，或經(jīng)小阻抗接地。以免高壓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地時，自藕變壓器中壓繞組出現(xiàn)過電壓。根據(jù)以上原則結(jié)合本變電所設(shè)計任務(wù)書的要求，對本變電所的主變進行選擇。由于設(shè)計任務(wù)書已明確給出了要求采用兩臺型號完全相同的三相自藕變壓器，其調(diào)壓方式為有載調(diào)壓，容量給出為31500KVA。因此，本次設(shè)計就省去了負荷的計算，使對變壓器容量選擇的工作量有所減少。根據(jù)《電力變壓器手冊》查得選用OSFPSZ-31500/220型號的自藕變壓器。自藕變壓器參數(shù)額定容量型號電壓等級短路電壓百分比31500KVAOSFPSZ-31500/220高中低高中低2201216.38-10%28-34%18-24%空載損耗負載損耗短路電流百分比容量分配制造商32KW121KW0.9%100/100/50沈變2主接線方案確定2.1電氣主接線的設(shè)計原則和要求按《220～500KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ2-88規(guī)定變電所的主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件的總數(shù)等條件確定。并綜合考慮供電的可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約、擴建方便等要求。2.1.1可靠性[3]（1）斷路器停電檢修時，對供電的影響程度。（2）進線或出線回路故障，斷路器拒動時停電范圍和停電時間。（3）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運的回數(shù)以及能否保證對重要用戶的供電。2.1.2靈活性（1）滿足接線過度的靈活性。一般變電所都是分期建設(shè)的，從初期接線到最終接線的形成，中間要經(jīng)過多次擴建主接線的設(shè)計要考慮接線過度過程中停電范圍最小。設(shè)備的搬遷最少或不進行設(shè)備搬遷。（2）滿足處理事故的靈活性。變電所內(nèi)部或系統(tǒng)發(fā)生故障后，能迅速地隔離故障部分，盡快恢復(fù)供電的方便性和靈活性，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。2.1.3經(jīng)濟性主接線設(shè)計時，在滿足可靠性和靈活性的前提下盡量投資省、占地面積少、電能損耗少。2.2主接線方案的綜合比較2.2.1220KV側(cè)主接線比較按SDJ2-88<<220～500KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程>>規(guī)定[3]220KV配電裝置當出線回數(shù)在4回以上的一般采用雙母線接線。本次設(shè)計考慮了兩種方案：方案I采用雙母線接線；方案II采用雙母線單分段接線。方案I方案II可靠性優(yōu)點：雙母線接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。當一組母線故障時能迅速恢復(fù)供電。缺點：增加一組母線，每回路就須要增加一組母線隔離開關(guān)。當母線故障和檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作可以通過在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置來解決。雙母線單分段與雙母線有相似之處，它是在雙母線的一條母線上增加了分段斷路器。另外還在兩母線之間增加了一組母聯(lián)斷路器和隔離開關(guān)。這種接線克服了雙母線存在的全停電的可能性的缺點，縮小了故障的停電范圍提高了接線的可靠性。其缺點是接線復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作。靈活性根據(jù)系統(tǒng)的運行的需要，各元件可以靈活地接到任意母線上供電。對于母線檢修和故障處理帶來極大的方便，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。便于試驗，當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開單獨接至一組母線上。其靈活性和雙母線相比有較大的提高，它可以在分段母線的任意分段上進行供電。各電源和各回路負荷可以任意分配到某段母線上，當母聯(lián)斷路器故障時也可以不停電。方便向母線左右任意方向擴建，均不影響兩組母線電源和負荷的均勻分配經(jīng)濟性增加一組母線使每回線路就需要增加一組母線隔離開關(guān)，增加了配電裝置的占地面積和工程投資。與方案I相比其增加了兩組斷路器和隔離開關(guān)增加了設(shè)備的投資，其經(jīng)濟性較差。在本次設(shè)計中220KV斷路器采用六氟化硫斷路器，其檢修周期長可靠性高。切出線回數(shù)少，一回線路停運時另一回路繼續(xù)供電仍能滿足要求。綜合考慮經(jīng)濟性、可靠性與技術(shù)性后，本設(shè)計220KV側(cè)采用雙母線接線。2.2.2110KV側(cè)主接線比較110KV出線僅兩回接線，按規(guī)程要求一般采用橋型接線。本設(shè)計方案：I采用內(nèi)橋接線；方案：II采用單母線接線。方案I方案II可靠性優(yōu)點：線路的投入和切除操作方便,線路故障時僅故障線路斷路器斷開其它線路和變壓器不受影響,供電可靠性高。所用斷路器數(shù)少,四個回路中只需三臺斷路器。缺點：當橋斷路器檢修停運,兩回路需要解列運行。變壓器的投入和切除復(fù)雜；出線斷路器檢修時,線路需要較長時間停電。優(yōu)點：接線簡單、清晰、采用設(shè)備少造價低、操作方便、擴建容易。缺點：①母線檢修或母線短路要造成整個裝置停電。②母線故障和母線隔離開關(guān)檢修也將造成全部停電。③線路或電源側(cè)發(fā)生短路故障相應(yīng)斷路器拒動也會造成全部停電。因此，可見單母線接線可靠性較差。靈活性每一回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器都不致中斷供電。隔離開關(guān)作為隔離電壓的器件只在檢修時起隔離電源的作用。兩條線路可以輪流供電，可以適應(yīng)調(diào)度的靈活性。在每一個元件故障或檢修均要造成停電，由于沒有其它回路可以切換不能實現(xiàn)靈活調(diào)度。因此，單母線接線靈活性較差，只適合與供電要求不高的場所。經(jīng)濟性所用的斷路器數(shù)目少，切無須匯流母線節(jié)約材料。安裝簡單方便，占地面積少節(jié)約投資。與方案I相比需增設(shè)匯流母線使占地面積增加，且斷路器數(shù)目有所增加加大了設(shè)備的投資。由于在110KV側(cè)主接線中的斷路器采用了可靠性較好的空氣斷路器，其運行可靠檢修周期長可以顯著提高了主接線的可靠性。結(jié)合以上的比較綜合考慮各種因素后，在本次設(shè)計中采用內(nèi)橋接線方式。2.2.36KV側(cè)主接線比較6KV側(cè)出線有10回，方案：I采用單母線分段；方案：II采用單母線帶旁路母線。按照規(guī)程對重要回路均采用雙電源供電，考慮到6KV采用室內(nèi)配電裝置。為了減少配電裝置的占地、消除火災(zāi)、爆炸等隱患及環(huán)境保護的要求。主接線一般不采用帶旁路母線的接線方式。單母分段可以提高供電的可靠性和靈活性，對用戶可以從不同段引出饋電線路。由兩個電源供電，當一段母線發(fā)生故障時分段斷路器動作將故障段切除。保證正常段母線不間斷供電，提高了可靠性。與方案II相比較其投資節(jié)約、擴建方便。故本次設(shè)計采用單母分段接線。通過對上述兩方案綜合的比較后，最終確定在本次設(shè)計中的電氣主接線采用方案：I的接線方式（如圖2-1、2-2）。3短路電流的計算3.1短路電流計算的目的(1)為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，在選擇電氣設(shè)備時都要用可能流經(jīng)設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定效驗，以保證設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路電流引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。(2)用于選擇繼電保護裝置和整定計算。(3)電網(wǎng)接線和發(fā)電廠、變電所電氣主接線的比較、選擇。(4)為確定送電線路對附近通信線路電磁危害的影響。3.1.1計算的假定條件[6](1)短路為金屬性短路，即不計短路點過度電阻的影響。(2)不計變壓器勵磁電流，不計磁路飽和。(3)正常工作時三相系統(tǒng)對稱運行。(4)認為在短路過程中發(fā)電機供出的電流全部流向短路點，而所有負荷支路則認為已斷開。3.2利用運算曲線計算的步驟畫出以標幺值電抗表示的等值電路圖，網(wǎng)絡(luò)中的負荷看成斷開的。進行等值網(wǎng)絡(luò)化簡，簡化成各個電源與短路點之間只經(jīng)過一個電抗直接相連。將“轉(zhuǎn)移電抗”換算成以各自的電源總?cè)萘繛榛鶞实牧硪恢袠绥壑?，既為“計算電抗”Xca。根據(jù)Xca在運算曲線上查出電源在不同時刻供給短路電流的標幺值，分別是0s，0.2s，和短路電流穩(wěn)定后的大小。再把所查得的標幺值分別乘以各自的電流基準值，即得到短路電流的有名值。然后把各個電源供給的短路電流的有名值相加，就會得到流過該點的短路電流之和。最后用短路電流之和乘以沖擊系數(shù)2.7（發(fā)電機端短路時）或2.55（高壓電網(wǎng)和非發(fā)電機端短路時）即得三相短路沖擊電流。注：計算過程見附錄計算書。3.3短路點的選取及短路計算的結(jié)果根據(jù)電氣主接線的接線形式和設(shè)計變電所的電壓等級，可選取三個短路點為K1、K2、K3。這三個短路點位于220/110/6KV各電壓等級的母線上，短路點位置確定的原則就是力求使流過所選設(shè)備的短路電流最大。如圖3-1所示：圖3-1短路計算的結(jié)果如下表短路點位置運行方式短路電流計算參考數(shù)據(jù)沖擊電流0s0.2s4sK1系統(tǒng)兩條線路運行12.9KA10.9KA12.06KA32.9KAK2兩臺變壓器同時運行3.16KA3.13KA3.17KA8.06KAK3兩臺變壓器同時運行12.02KA12.02KA12.02KA30.65KA4電氣設(shè)備的選擇4.1概述電氣設(shè)備合理選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作的要求，以保證系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟的運行。按正常運行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗設(shè)備，同時兼顧今后的發(fā)展，選用性能價格比高運行經(jīng)驗豐富、技術(shù)成熟的設(shè)備。盡量減少設(shè)備的類型，以減少備品、備件也有利與運行和檢修。4.1.1電氣設(shè)備選擇的一般原則和基本要求(1)基本要求:設(shè)備選擇包括選型和確定技術(shù)參數(shù)。設(shè)備的選型和技術(shù)參數(shù)應(yīng)能保證變電站的安全運行和供電的可靠性，并留有一定的裕度，應(yīng)盡量選用輕型設(shè)備和常用產(chǎn)品。在同一變電站中，應(yīng)盡量減少設(shè)備和材料的種類。電氣設(shè)備要能可靠工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其短路的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(2)最大長期工作電流的確定(3)周圍空氣溫度的確定(4)計算時間的確定:[7]①開斷計算時間為主保護動作時間和斷路器固有分閘時間之和，即=+。②熱穩(wěn)定校驗時間為保護時間和斷路器的開斷時間之和，即=+。無時限的主保護時間取0.05s。=+，查有關(guān)手冊求取，一般取0.06s；為燃弧時間，一般取0.02s～0.04s。4.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇4.2.1斷路器和隔離開關(guān)的選擇步驟：（1）種類和形式的選擇（2）額定電壓的選擇（3）額定電流的選擇（4）熱穩(wěn)定校驗（5）動穩(wěn)定校驗220KV斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)LW-220I參數(shù)LW--220I22086.812.932.9149.42201600401004800設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)GW7-220D參數(shù)GW7-220D22086.832.9149.4220250803969220KV隔離開關(guān)選擇結(jié)果110KV斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)KW4-110參數(shù)KW4-110110173.63.168.0640.6110150026.3672766備注110KV隔離開關(guān)選擇結(jié)果設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)GW5-110D-II參數(shù)GW5-110D-II110173.68.0680.6110600501600備注6KV進線斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)SN4-6-IIG參數(shù)SN4-6-IIG63182.712.130.6589.465000585872000備注6KV進線隔離開關(guān)選擇結(jié)果設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)GN10-6T/4000參數(shù)GN10-6T/400063182.730.6589.46400016032000備注6KV側(cè)出線配電裝置的選擇根據(jù)屋內(nèi)配電裝置的可選用JYN2-6-07改進型手車式開關(guān)柜[8]。由于任務(wù)書中沒有給出線路負荷，對于線路的出線設(shè)備的選擇采用平均分配變壓器負荷來確定線路電流。6KV側(cè)出線斷路器選擇結(jié)果比較設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)SN10-6I參數(shù)SN10-6I6318.2730.6589.4663040768備注6KV母聯(lián)短路器的選擇根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》[7]中的要求，母聯(lián)斷路器按其總?cè)萘康?0%~80%來確定。所以母聯(lián)斷路器的最大電流按總?cè)萘康?5%確定。其隔離及聯(lián)絡(luò)選用JYN2-6-12改進型。設(shè)備選擇計算數(shù)據(jù)SN10-6III參數(shù)SN10-6III61912A30.6589.4620001307396備注4.3匯流母線的選擇4.3.1母線選擇的原則[7](1)選擇母線的材料：常用的母線材料有銅,鋁和鋁合金三種，用銅作母線雖有諸多優(yōu)點，但銅的價格高，且我國銅的儲量有限，因此，一般用鋁或鋁合金作為母線材料。(2)選擇母線結(jié)構(gòu)：母線的結(jié)構(gòu)和截面形狀決定于母線的工作特點：升高電壓（匯流）母線，以前大都采用軟導(dǎo)線作母線，現(xiàn)在35～500KV均可采用管形硬母線。(3)選擇母線的布置形式矩形或槽形母線的散熱及機械強度還與母線的布置方式有關(guān)。(4)選擇母線的截面積按最大長期工作電流選擇；按經(jīng)濟電流密度選擇。（5）母線的熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定要求的母線最小面積按式：=只要實際選用的母線截面積S≥，母線便能滿足熱穩(wěn)定要求。（6）硬母線的動穩(wěn)定校驗（軟母線不需校驗動穩(wěn)定）當母線通過沖擊短路電流時，作用在母線上的電動力可能使其彎曲，嚴重時可能使母線結(jié)構(gòu)損壞。為保證母線在短路時的動穩(wěn)定性，必須對母線進行應(yīng)力計算。匯流母線的選擇結(jié)果設(shè)備名稱選擇參數(shù)計算結(jié)果放置方式220KV母線70鋼芯鋁絞線--194--86.852--6KV母線3（12510）矩形鋁排平放3903703182.755.623備注4.4電壓互感器的選擇4.4.1220KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視，戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JCC5-220型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度一次繞組二次繞組附加繞組JCC5-220220KV0.10.53P3P300300300注：J-電壓互感器C-串級式C-瓷箱絕緣4.4.2110KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視及戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JCC-110型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度最大容量一次繞組二次繞組附加繞組JCC-110110KV0.10.513200050010001000注：J-電壓互感器C-串級式C-瓷箱絕緣4.4.36KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視及戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JDZJ-6型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度最大容量一次繞組二次繞組附加繞組JDZJ-66KV0.5133004060150注：J-電壓互感器D-單相Z-帶單相接地保護繞組J-澆注絕緣4.4.4220KV和110KV出線電壓互感器的選擇根據(jù)安裝和提取電壓及保護的要求，故查表可選用YDR-220和YDR-110型電容式單相三繞組電壓互感器。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度一次繞組二次繞組附加繞組YDR-220220KV0.10.513150220440YDR-110110KV0.11502204004.5電流互感器和絕緣子的選擇電流互感器選擇結(jié)果設(shè)備名稱安裝地點型號變比級次組合電流互感器220KV母聯(lián)LCLWD3-220300/50.5/D/D/D220K線路LB-220300/50.5/D/D/D110K線路LCWB5-110200/50.2/P/P110K變壓器橋斷路器LCWD-110200/5D1/D2/0.56KV側(cè)變壓器母聯(lián)LBJ-64000/50.5/D6KV出線LA-6400/50.5/36KV母聯(lián)LMZ1-62000/50.5/D支柱絕緣子、穿墻套管的選擇設(shè)備名稱安裝地點型號類型F支柱絕緣子母線ZS-220/400戶外2352N268N懸式絕緣子Xp-7戶外絕緣子片數(shù)：7片支柱絕緣子橋接線處ZS-110/400戶外2352N19.2N懸式絕緣子Xp-14戶外絕緣子片數(shù)：14片穿墻套管母線CLD-6戶內(nèi)11760N558.8N5防雷設(shè)計5.1防直擊雷當雷電直接擊中電力系統(tǒng)中的導(dǎo)電部分，將引起極高的雷電過電壓。任何電壓等級的系統(tǒng)絕緣都將難以承受，所以在電力系統(tǒng)中需要安裝直接雷擊保護裝置,廣泛采用避雷針和避雷線。(1)屋外配電裝置，包括架空導(dǎo)線和母線應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護。(2)屋頂有鋼筋結(jié)構(gòu)的，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地。(3)如果結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電金屬時，應(yīng)采用避雷保護。避雷帶的網(wǎng)格為8-10m。本工程采用220K、110KV配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針。6KV配電裝置設(shè)獨立避雷針進行直擊雷保護。5.1.1BLQ的配置原則閥型BLQ的安裝位置和組數(shù)，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和BLQ特性以及侵入波的陡度，并結(jié)合全配電裝置的接線方式確定。BLQ至電氣設(shè)備的允許距離還要與雷雨季節(jié)經(jīng)常運行的線路有關(guān)。5.1.2變壓器過電壓保護[1]自藕變壓器必須在其中兩個自藕繞組出線上裝設(shè)避雷器，并應(yīng)接在變壓器與斷路器之間。220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。避雷器選擇電壓等級安裝地點型號220KV母線及變壓器進線Y10W5-220110KV母線及變壓器出線FC2-110J6KV母線FZ-66繼電保護的配置繼電保護對電力系統(tǒng)安全運行起著重要作用，擔負如此重要任務(wù)的繼電保護必須滿足四點基本要求[5]：選擇性有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除。速動性保護動作力求迅速，快速切除故障，減少故障對電氣設(shè)備和系統(tǒng)的影響。可靠性該動作時不能拒動，不該動作時不能誤動。靈敏性對于該保護裝置保護范圍內(nèi)發(fā)生的任何故障，均應(yīng)敏銳地感覺出并保證動作，將故障切除。6.1變壓器的保護?按照《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求結(jié)合變壓器運行的不正常狀態(tài)，對變壓器設(shè)置下列保護。（1）瓦斯保護。瓦斯保護作為變壓器的主保護，它主要反應(yīng)變壓器殼內(nèi)故障及油面的降低。輕瓦斯應(yīng)動作于信號，重瓦斯應(yīng)動作于條開電源側(cè)的短路器。（2）縱差動保護?？v差動保護也作為變壓器的主保護，它主要反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的故障。（3）過電流保護。過電流保護主要反應(yīng)變壓器外部相間短路，保護整定應(yīng)考慮故障狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流?？勺鳛樽儔浩骱髠浔Ｗo。（4）過負荷保護。主要用來反映自藕變壓器公共繞組及各側(cè)的過負荷情況。（5）還有反應(yīng)變壓器溫度和冷卻系統(tǒng)故障的保護。6.2母線的保護母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的主要元件，母線發(fā)生故障將使連接母線的所有元件停電，將造成嚴重后果。所以要對母線裝設(shè)保護。在雙母線上為了保證有選擇性地切除任一組母線上發(fā)生的故障，而另一組無故障的母線仍能繼續(xù)運行。所以在220KV母線上裝設(shè)了完全電流差動母線保護[5]。220KV的保護。裝設(shè)高頻保護作為主保護，電流保護作為后備保護。110KV的保護。設(shè)置距離為主保護，電流保護作為后備保護。6KV的保護。設(shè)置兩段式電流保護。7配電裝置設(shè)計7.1概述7.1.1主要建筑物的布置220KV采用屋外配電裝置110KV采用屋外配電裝置6KV采用屋內(nèi)配電裝置主控樓和輔助設(shè)施7.1.2主變壓器的布置一般情況下，主變壓器布置在主干道邊上，這樣便于運輸和檢修。通常情況下主變壓器應(yīng)做于油坑上。7.1.3分類配殿裝置按電器裝設(shè)地點的不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現(xiàn)場將電器組裝而成的稱為裝配式。在制造廠預(yù)先將開關(guān)電器、互感器等組成各種電路，成套供應(yīng)的稱為成套配電裝置?；疽骩9]：（1）配電裝置的設(shè)計必須貫徹國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟。（2）保證運行的可靠，按系統(tǒng)和自然條件合理選擇設(shè)備。在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離。（3）便于檢修、巡視和操作。（4）在保證安全的前提下，布置緊湊力求節(jié)約材料和降低造價。（5）安裝和擴建方便。7.2屋內(nèi)配電裝置7.2.1特點(1)由于允許安全凈距小和可以分屋布置而使占地面積小。(2)維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候影響。(3)外界污穢空氣相對較少，可以減少維護工作量。(4)房屋建筑投資大。7.2.26-10KV配電裝置同一回路的電器和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修的安全和制故障范圍。(2)盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流。(3)較重的設(shè)備布置在下層，以減輕樓板的負荷并便于安裝。(4)充分利用間隔的位置。(5)布置對稱，便于操作和容易擴建。7.2.3安全凈距對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對地之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距既A1和A2值。在這一距離下無論是正常最高工作電壓或出現(xiàn)外部過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。設(shè)計配電裝置中帶電導(dǎo)體之間和導(dǎo)體對地構(gòu)架的距離時，還應(yīng)考慮：軟絞線在短路時的電動力、風擺和溫度等作用下使相間及對地距離的減小。斷路器斷開允許電流時，不致發(fā)生相間和接地故障。減小110KV及以上帶電導(dǎo)體的電暈損失和帶電檢修等因素。7.3屋外配電裝置7.3.1分類根據(jù)電器和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型、半高型和高型。中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上。使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動。中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。高型和半高型配電裝置的母線和電器分別裝在幾個不同高度的水平面上，并重疊布置。凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的，稱為高型配電裝置。如果僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置，則稱為半高型配電裝置。由于高型和半高型配電裝置可大量節(jié)約占地面積，因此高型和半高型配電裝置得到較廣泛的應(yīng)用。(1)中型配電裝置按隔離開關(guān)的布置方式，可分為普通中型和中型分相兩種。普通中型特點：布置比較清晰，不易誤操作運行可靠；施工和維護都比較方便，構(gòu)架高度較低抗震性能較好。所用鋼材較少造價低。經(jīng)過多年的實踐已積累了豐富的經(jīng)驗，但占地面積較大。(2)中型分相布置：指隔離開關(guān)是分相布置在母線的正下方。中型配電裝置適用于110—500KV電壓等級；一般高型適用于220KV配電裝置，而半高型適用于110KV配電裝置。7.3.2特點(1)土建工作量和費用較少，建設(shè)周期少。(2)擴建方便，占地面積大。(3)相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)。(4)受外界環(huán)境影響，設(shè)備運行條件差需要加強絕緣。7.3.3電氣間隔配電裝置的布置應(yīng)該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限。對同一用途的設(shè)備，盡可能布置在同一中心線上或處于同一高度。架空線間隔的排列應(yīng)根據(jù)出線走廊的規(guī)劃要求，盡量避免交叉。相鄰間隔均為架空線出線時必須考慮，當一回檢修時的安全措施。7.3.4型配電裝置的選擇(1)220KV采用屋外半高型配電裝置；110KV采用屋外中型配電裝置；(3)6KV側(cè)配電裝置采用雙層單列布置手車式配電裝置。第二部分計算書1短路計算1.1等值電抗計算由任務(wù)書和主接線圖畫出系統(tǒng)圖如下：圖1-1根據(jù)系統(tǒng)圖1-1可畫出等值電抗圖1-2如下：圖1—2各元件等值電抗的計算如下：選取基準容量：基準電壓：線路電抗：發(fā)電機G1電抗：因為發(fā)電機電抗相等：X1=X3=X5=X7與G1相連的變壓器電抗：由于與G1G2G3G4相連的變壓器電抗相等：X2=X4=X6=X8線路電抗其中線路長度L如上圖1-1所示：與G5、G6相連變壓器電抗：由于兩變壓器電抗相等：X15=X16發(fā)電機G5、G6電抗：發(fā)電機G5、G6電抗相等：X17=X18線路電抗：由短路電壓百分比計算出所選變壓器各繞組電抗：所用變壓器電抗：注：由于變壓器中壓側(cè)繞阻電抗X2%為負值，因此其電抗其為零。電抗值如圖1-2所示。1.2220KV側(cè)短路1.2.1系統(tǒng)并列，K1點短路時的短路電流：K1點短路等值電抗圖如下：圖1-3對圖1-3進行變換其變換后如圖1-4：圖1-4注：圖1-3中G1G2G3G4分別是合并后為G7電源和系統(tǒng)電源;因為X33的電抗與短路點的轉(zhuǎn)移電抗無關(guān)所以可以省去。將轉(zhuǎn)移電抗化為各電源點到短路點的計算電抗：電源點G1G2G3G4的到短路點的計算電抗是：電源點G5G6的到短路點的計算電抗是：系統(tǒng)S9點的到短路點的計算電抗是：⑴電源G1G2G3G4供給短路點的短路電流是：由計算電抗查曲線得到0s短路電流由計算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計算電抗查曲線得到4s短路電流⑵電源G5G6供給短路點的短路電流是：由計算電抗查曲線得到0s短路電流由計算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計算電抗查曲線得到4s短路電流⑶電源S9供給短路點的短路電流是：由計算電抗查曲線得到0s短路電流由計算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計算電抗查曲線得到4s短路電流總的三相短路電流是：沖擊電流：1.3110KV側(cè)短路計算1.3.1K2點短路時的短路電流計算方法：圖1-5對圖1-5的電抗進行合并如圖1-6圖1-6對X25X27X26進行變換（同220KV側(cè)變換）后如圖1-7圖1-7對圖1-7進行星網(wǎng)變換如圖1-8。圖1-8將轉(zhuǎn)移電抗化各電源點到短路點的計算電抗：電源G1G2G3G4點的到短路點的計算電抗是：電源點G5G6的到短路點的計算電抗是：電源點S9的到短路點的計算電抗是：⑴電源G1G2G3G4供給短路點的短路電流是：由計算電抗查曲線得到0s短路電流由計算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計算電抗查曲線得到4s短路電流⑵電源G5G6供給短路點的短路電流是：由計算電抗查曲線得到0s短路電流由計算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計算電抗查曲線得到4s短路電流⑶電源S9供給短路點的短路電流是：因為計算電抗大于3.5，所以對其取倒數(shù)直接得到短路電流標幺值總的三相短路電流是：沖擊電流：1.46KV側(cè)短路計算1.4.16KV側(cè)最大列運行時，K3點短路時的短路電流計算方法：圖1-9對圖1-9進行合并變換后如圖1-10：圖1-10對圖1-10變換后如圖1-11：圖1-11對圖1-11進行星網(wǎng)變換后如圖1-12：圖1-12將轉(zhuǎn)移電抗化各電源點到短路點的計算電抗：電源G1G2G3G4點的到短路點的計算電抗是：電源點G5G6的到短路點的計算電抗是：電源點S9的到短路點的計算電抗是：⑴電源G1G2G3G4供給短路點的短路電流是：因為計算電抗大于3.5，所以對其取倒數(shù)直接得到短路電流標幺值⑵電源G5G6供給短路點的短路電流是：⑶電源S9供給短路點的短路電流是：總的三相短路電流是：沖擊電流：短路計算的結(jié)果如下表短路點位置運行方式短路電流計算參考數(shù)據(jù)沖擊電流0s0.2s4sK1系統(tǒng)兩條線路運行12.9KA10.9KA12.06KA32.9KAK2兩臺變壓器同時運行3.16KA3.13KA3.17KA8.06KAK3兩臺變壓器同時運行12.02KA12.02KA12.02KA30.65KA2電氣設(shè)備的選擇2.1220KV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇2.1.1斷路器的選擇最大持續(xù)工作電流：根據(jù)電壓等級和以及戶外安裝要求，查表[2]可選LW-220I/1600型號。短路計算時間：后備保護動作時間固有分閘時間燃弧時間周期分量熱效應(yīng)：由短路電流計算可知：由于>1s,故不計非周期熱效應(yīng)。短路電流引起的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)LW-220I參數(shù)UNS220KVUN220kVImax86.8AIN1600A12.9KAInbr40kAQk149.4IIt40403=4800sh22.9KAse100KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選斷路器LW-220I合格。2.1.2隔離開關(guān)選擇根據(jù)220KV隔離開關(guān)的計算可知及戶外安裝要求，查表[7]可選GW7-220D型號。隔離開關(guān)選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)GW7-220D參數(shù)UNS220KVUN220kVImax86.8AIN250AQk149.4IIt31.531.54=3969sh32.9KAse80KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選隔離開關(guān)GW7-220D合格。2.2110KV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇2.2.1斷路器的選擇最大持續(xù)工作電流：根據(jù)電壓等級和以及戶外安裝要求，查表[2]可選KW-110型號空氣斷路器。短路計算時間：后備保護動作時間固有分閘時間燃弧時間周期分量熱效應(yīng)：由短路電流計算可知：由于>1s,故不計非周期熱效應(yīng)。短路電流引起的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)KW4-110參數(shù)UNS110KVUN110kVImax173.6AIN1500A3.16KAInbr26.3kAQk40.6IIt26.326.34=2766sh8.06KAse67KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選斷路器KW4-110型號。2.2.2隔離開關(guān)選擇根據(jù)110KV斷路器的計算可知及戶外安裝要求，查表[6]可選GW5-110D-II型號的隔離開關(guān)。隔離開關(guān)選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)GW5-110D-II參數(shù)UNS110KVUN110kVImax173.6AIN600AQk80.6IIt20204=1600sh8.06KAse50KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選GW5-110D-II型號的隔離開關(guān)。2.36KV進線斷路器、隔離開關(guān)的選擇2.3.1進線斷路器的選擇最大持續(xù)工作電流：根據(jù)電壓等級和以及室內(nèi)安裝要求，查表可選SN4-6-IIG型號斷路器。短路計算時間：周期分量熱效應(yīng)：由短路電流計算可知：=由于>1s,故不計非周期熱效應(yīng)。短路電流引起的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)SN4-6-IIG參數(shù)UNS6KVUN6kVImax3032AIN5000A12.02KAInbr58kAQk589.4IIt1201205=72000sh30.65KA se58KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選斷路器SN4-6-IIG型號。2.3.2進線隔離開關(guān)選擇根據(jù)6KV斷路器的計算可知及室內(nèi)安裝要求，查表[6]可選GN10-6T/4000型號的隔離開關(guān)。隔離開關(guān)選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)GN10-6T/4000參數(shù)UNS6KVUN6kVImax3032AIN4000AQk589.4IIt80805=32000sh30.65KAse160KA由以上比較結(jié)果可見各項條件均能滿足要求，故所選GN10-6T/4000型號的隔離開關(guān)。2.3.36KV側(cè)出線配電裝置的選擇根據(jù)屋內(nèi)配電裝置的可選用JYN2-6-07改進型手車式開關(guān)柜[8]。由于任務(wù)書中沒有給出線路負荷，對于線路設(shè)備的選擇采用平均分配變壓器負荷來確定線路電流。根據(jù)最大電流、、和電壓等級、安裝地點可選用配套裝置SN10-6I型斷路器。斷路器選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)SN10-6I參數(shù)UNS6KVUN6kVImax318.3AIN630A12.02KAInbr16kAQk589.4IIt16165=768sh30.65KAse40KA經(jīng)以上比較結(jié)果，可知SN10-6I型斷路器滿足要求。2.3.46KV母聯(lián)短路器的選擇根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》中的要求，母聯(lián)斷路器按其總?cè)萘康?0%~80%來確定。所以母聯(lián)斷路器的最大電流按總?cè)萘康?5%確定。由以上計算可知、、可選用SN2-6III型斷路器。斷路器選擇結(jié)果比較計算數(shù)據(jù)SN10-6III參數(shù)UNS6KVUN6kVImax1912AIN2000A12.02KAInbr43.3kAQk589.4IIt43.343.34=7396sh30.65KAse130KA經(jīng)以上比較結(jié)果，可知SN10-6III型斷路器滿足要求。2.4絕緣子、穿墻套管的選擇2.4.1220KV支柱絕緣子選擇根據(jù)母線的額定電壓和戶外安裝的要求。查手冊可選用ZS-220/400；其抗彎破壞負荷作用在絕緣子上的電動力：因為母線平放。此時。由于F=268N<<2352N,滿足動穩(wěn)定要求。2.4.2220K懸式絕緣子選擇根據(jù)電壓等級，中性點為直接接地系統(tǒng)由片故n取14片。2.4.3110KV母線支柱絕緣子選擇根據(jù)母線的額定電壓和戶外安裝的要求。查手冊可選用ZS-110/400；抗彎破壞負荷作用在絕緣子上的電動力：因為母線平放。此時。由于F=19.2N<<2352N,滿足動穩(wěn)定要求。2.4.4110K懸式絕緣子選擇根據(jù)電壓等級，中性點為直接接地系統(tǒng)由片故n取7片2.4.56KV穿墻套管的選擇根據(jù)額定電壓和電流及戶內(nèi)安裝的要求。查手冊可選用CLD-6型；套管長套管受力：滿足要求2.5電壓互感器的選擇2.5.1220KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視，戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JCC5-220型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度一次繞組二次繞組附加繞組JCC5-220220KV0.10.53P3P300300300注：J-電壓互感器C-串級式C-瓷箱絕緣2.5.2110KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視及戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JCC-110型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度最大容量一次繞組二次繞組附加繞組JCC-110110KV0.10.513200050010001000注：J-電壓互感器C-串級式C-瓷箱絕緣2.5.36KV電壓互感器的選擇根據(jù)電壓互感器除供測量儀表用，還作交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視及戶外裝設(shè)的要求。故查表可選用JDZJ-6型電磁式單相三繞組電壓互感器。電壓互感器的臺數(shù)為3臺，采用的接線方式為//。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度最大容量一次繞組二次繞組附加繞組JDZJ-66KV0.5133004060150注：J-電壓互感器D-單相Z-帶單相接地保護繞組J-澆注絕緣2.5.4220KV和110KV出線電壓互感器的選擇根據(jù)安裝和提取電壓及保護的要求，故查表可選用YDR-220和YDR-110型電容式單相三繞組電壓互感器。型號額定電壓等級額定電壓(KV)額定容量及準確度一次繞組二次繞組附加繞組YDR-220220KV0.10.513150220440YDR-110110KV0.11502204002.6.電流互感器的選擇 2.6.1220KV母聯(lián)電流互感器的選擇電流互感器一般用于測量、繼電保護和同期裝置。根據(jù)最大電流、、和電壓等級、安裝地點及接線查表可選用LCLWD3-220型瓷絕緣的電容式電流互感器，其參數(shù)如下表。型號額定一次電流電流變比級次組合熱穩(wěn)定電流5s動穩(wěn)定電流二次負荷D級LCLWD3-220300300/50.5/D/D/D35倍85倍24熱動穩(wěn)定校驗：滿足穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：滿足穩(wěn)定要求。2.6.2220K線路電流互感器的選擇電流互感器一般用于測量、繼電保護和同期裝置。根據(jù)最大、、和電壓等級、安裝地點及接線查表可選用LB2-220型電流互感器，其參數(shù)如下表。型號額定一次電流電流變比級次組合熱穩(wěn)定電流5s動穩(wěn)定電流二次負荷0.5DLB2-220300300/50.5/D/D/