學(xué)士某KV降壓變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)

第二部分畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：110KV降壓變電站設(shè)計(jì)學(xué)院：信電專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化年級：學(xué)號：姓名：層次：學(xué)習(xí)形式：指導(dǎo)教師：2011年06月18日目錄第一章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及主變選擇S主變=S110=（S10KV+S35KV）一、35kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算根據(jù)電力負(fù)荷的分類和供電可靠性的要求，本側(cè)設(shè)置4回出線。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容中35kV列表，此側(cè)的總負(fù)荷為：∑S35KV=（1+5%）*∑P35KV*Kt/COSΦ（kt為同時(shí)系數(shù)，取0.83）=1.05*（6*2+8*2）*0.9/0.83=31.88MVA=31880kVA二、10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算根據(jù)電力負(fù)荷的分類和供電可靠性的要求，本側(cè)設(shè)置1回出線（包括2回備用）。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容中10kV列表，此側(cè)的總負(fù)荷為：∑S10KV=（1+5%）*∑P10KV*kt/COSΦ（kt為同時(shí)系數(shù)，取0.78）=1.05*(1.5*5+1.3*7)*0.9/0.78=20.111MVA=20111kVA四、110側(cè)供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)S110=∑S35KV+∑S10kV=31880+20111=51991kVA五、確定主變?nèi)萘?一)主變?nèi)萘康挠?jì)算根據(jù)變電所負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定，對有重要的負(fù)荷的變電所應(yīng)考慮一臺主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)能保證用戶1～2級負(fù)荷。對于一般性變電所，當(dāng)一臺主變停運(yùn)后，其余主變應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%～80%。∵S一臺主變≥60%∴S110=60%×51991=31195kVA根據(jù)計(jì)算，選擇2臺變壓器，容載比為100/100/100。所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。（二）主變壓器的選擇主變壓器按S變=39720kVA選擇，查表選擇110kV級Ynynd11三繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器，其有關(guān)參數(shù)如下：電力變壓器額定容量比額定電壓（KV）空載損耗kW負(fù)載損耗kW空載電流%阻抗電壓（%）型號高壓中壓低壓高中高低中低SFS7-4400000/11004000011038.510.531.5178.51.110.5176.5第二章短路電流的計(jì)算1、短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：（1）電氣主接線的比較與選擇。（2）選擇電氣設(shè)備。（3）在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。2、根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路如下，采用標(biāo)么值計(jì)算，取Sb=1000MVA，Vb=Vav，Ib=Sb/Vb。高壓母線短路等值電路如下：等值電路變換后如下等值電路化簡如下有電流值：32.93KA中壓母線短路等值電路：等值電路簡化如下：（0.215-0.005）/2=0.10751/(0.1075+0.167)=3.643KA低壓母線短路：(0.215+0.135)/2=0.1751/(0.175+0.167)=2.924KAd1點(diǎn)短路時(shí)有：短路容量短路電流沖擊電流最大電流有效值d2點(diǎn)短路時(shí)有：短路容量短路電流沖擊電流最大電流有效值d3點(diǎn)短路時(shí)有：短路容量短路電流沖擊電流最大電流有效值計(jì)算結(jié)果結(jié)果如下表：短路點(diǎn)Vn(KV))運(yùn)行方式暫態(tài)短路電流流I’’(KA)沖擊電流icch(KAA)全電流有效值值Ich((KA)短路容量Sdd(MVAA)D1110KV最大3.017.6224.73598.8D235KV最大5.6814.468.92364.3D310KV最大16.0840.9325.24282.4第三章電氣設(shè)備選擇一、高壓斷路器的選擇條件與檢驗(yàn)(一)選擇高壓斷路器的類型：按目前我國斷路器的情況，少油斷路器構(gòu)造簡單價(jià)格便宜，維護(hù)的工作較少。6—220kv一般選用少油斷路器。110～330kv,當(dāng)少油斷路器技術(shù)性能不能滿足要求時(shí)，可選用壓縮空氣斷路器和SF6斷路器，500kv一般選用SF6斷路器。但根據(jù)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，35kV等級以上的都可選SF6斷路器。（二）根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶內(nèi)或者戶外式。（三）斷路器的額定電壓不小于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓。（四）斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)工作電流Igmax。（五）校驗(yàn)斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流Iekd大于或等于斷路器觸頭剛分開時(shí)實(shí)際開斷的短路電流周期分量Izk來選擇即應(yīng)滿足條件：Iekd>Izk。當(dāng)斷路器的額定開斷電流較系統(tǒng)的短路電流大得多的時(shí)候，為了簡化計(jì)算，也可用次暫態(tài)短路電流選擇即：Iekd≥I''。（六）按短路開合電流選擇，應(yīng)滿足條件是斷路器的額定開合電流ieg不小于短路沖擊電流ich，即：ieg≥ich一般ieg=idw。（七）動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)：應(yīng)滿足的條件是短路沖擊電流ich應(yīng)不大于斷路器電動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）即：ieg≥ich。（八）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：即應(yīng)滿足的條件是短路熱效應(yīng)不大于斷路器ts時(shí)間內(nèi)允許熱效應(yīng)即：I2rt≥Qd。（九）根據(jù)對斷路器操作控制的要求，選擇斷路器配用的操作機(jī)構(gòu)。二、斷路器的選擇按照目前我國變電站設(shè)計(jì)原則，斷路器選擇盡量采用體積小，維護(hù)簡單，無油化的產(chǎn)品，故本設(shè)計(jì)中的110kV、35kV及10kV側(cè)開關(guān)選用六氟化硫和真空開關(guān)。配電裝置多采用普通中型配置，采取戶外布置型，以減少土建和工程的投資。根據(jù)要求，110kV、35kV及10kV斷路器的選擇按照額定電壓、額定電流、開斷電流、短路關(guān)合電流、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)六個(gè)方面進(jìn)行。本設(shè)計(jì)中，110kV后備保護(hù)時(shí)間取2.9S，斷路器固有分閘時(shí)間0.1S；35kV后備保護(hù)時(shí)間取1.9S,斷路器固有分閘時(shí)間0.1S。則110kV斷路器短路切除時(shí)間：tk=tp+tb=2.9+0.1=3S；35kV斷路器短路切除時(shí)間：tk=tp+tb=2.9+0.1=3S。（一）初選斷路器型號1、額定電壓斷路器的額定電壓Ue應(yīng)大于或等于電網(wǎng)母線各側(cè)的額定電壓Um，即Ue≥Um，對于110kV側(cè)，Ue≥110kV；35kV側(cè)，Ue≥35kV；10kV側(cè)，Ue≥10kV。額定電流斷路器的額定電流應(yīng)大于通過斷路器的最大持續(xù)工作電流，按最大工作電流計(jì)算選取。110kV側(cè)：Ie＞Imax===211(A)35kV側(cè)：：Ie＞Imaax===655.44(A)10kV側(cè)：：Ie＞Imaax===2309..5(A)根據(jù)上述初選選的條件，查查有關(guān)六氟氟化硫開關(guān)關(guān)、真空開開關(guān)的廠家家資料，現(xiàn)現(xiàn)初選110kkV側(cè)的斷路路器型號為為：LW－110Ⅰ/25000，35kV側(cè)的斷路路器型號為為：SW2－35，10kV側(cè)的斷路路器為：ZN12－10/2500。其主要要參數(shù)如下下：序號斷路器參數(shù)項(xiàng)項(xiàng)目LW－1100Ⅰ/25000SW2－355ZN12－110/250001額定電壓110kV35kV10kV2額定電流2500A1000A2500A3額定短路開斷斷電流Izkd31.5kAA24.8kAA31.5kAA4額定短路關(guān)合合（峰值）Ieg125kA63.4kAA80kA5額定短時(shí)耐受受電流（熱熱穩(wěn)定電流流）50kA24.8kAA31.5kAA6額定峰值耐受受電流（動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定電流流）125kA63.4kAA80kA7短路電流耐受受電流50kA(33S)24.8kAA(4S))31.5kAA(3S))9合閘時(shí)間≤0.1S≤0.4S≤0.1S10分閘時(shí)間≤0.06SS≤0.06SS≤0.06SS斷路器的校驗(yàn)驗(yàn)根據(jù)計(jì)算結(jié)果果與斷路器器參數(shù)進(jìn)行行比較：（1）斷路器器斷流能力力校驗(yàn)斷路器觸頭剛剛開始分開開時(shí)，實(shí)際際需要開斷斷的短路電電流應(yīng)小于于斷路器的的額定短路路開斷電流流，即110kV側(cè)側(cè)：35kV側(cè)：：10kV側(cè)：：所以初選1110kV、35kV、10kV斷路器型型號滿足要要求。（2）斷路器器關(guān)合電流流校驗(yàn)當(dāng)母線短路時(shí)時(shí)，斷路器器短路關(guān)合合電流應(yīng)大大于流過斷斷路器的最最大沖擊電電流，即Ieg>Ich110kV側(cè)側(cè)：35kV側(cè)：：Ieg=14.446>Ich=63.44(kA)10kV側(cè)：：Ieg=40.993>IIch=80(kA)所以滿足要求求。（3）動(dòng)穩(wěn)定定校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)穩(wěn)定電流峰峰值應(yīng)大于于流過斷路路器的最大大沖擊電流流，即Idw>Ich110kV側(cè)側(cè)：Idw1=7.6222(kA)>>Ich=125(kA)35kV側(cè)：：Idw1=14.446(kA)>>Ich=63.44(kA)10kV側(cè)：：Idw2=40.993(kA)>>Ichh=80(kA)所以校驗(yàn)符合合要求。（4）熱穩(wěn)定定校驗(yàn)因短路電流持持續(xù)時(shí)間：：tk=ttp+tbb=2.9+00.1=33S故可不計(jì)非周周期分量的的發(fā)熱影響響則短路電電流熱效應(yīng)應(yīng)：式中：、I1、I22均采用110kkV、35kV、10kV母線短路路時(shí)的所以110kV側(cè)側(cè)：＝27.188（kA2·S）35kV側(cè)：：＝96.799（kA2·S）10kV側(cè)：：＝775.77（kA2·S）短路3s允許許熱效應(yīng)：：110kV側(cè)側(cè)：I2t=502×3=75000(kA2·S)35kV側(cè)：：I2t=24..82×3=18455.12(kA22·S)10kV側(cè)：：I2t=31..52×3=29766.75(kA22·S)（5）計(jì)算結(jié)結(jié)果根據(jù)計(jì)算結(jié)果果，可得35kV、10kV側(cè)選擇的的斷路器對對比參數(shù)如如下表：序號名稱LW－1100Ⅰ/25000SW2－355ZN12－110/250001UneUne≥UmmeUne≥UmmeUne≥UmmeUme110kV==110kVV35kV=335kV10kV=110kV2IeIe>ImaaxIe>ImaaxIe>ImaaxImax2500A>>211AA1000A＞＞655..4A2500A＞＞23099.5A3斷路器額定開開斷電流IzkdIzkd＞Izkd＞Izkd(kkV)＞31.5kkA＞3.011kA24.8kAA＞5.688kA31.5kAA＞16.008kA4IdwIdw＞IcchIdw＞IcchIdw(kAA)＞IchIch125kAA＞7.6222kAA63.4kAA＞14.446kA80kA＞440.933kA5斷路器熱穩(wěn)定定電流I2tI2t＞QppI2t＞QppI2t＞QppQp7500kAA2·S＞27.118kA2·S1845.112kA2·S＞96.779kA2·S2976.775kA2·S＞775..7kA2·S由表中選擇各各項(xiàng)條件滿滿足，所選選斷路器滿滿足要求。三、隔離開開關(guān)的選擇擇（一）根據(jù)配配電裝置的的特點(diǎn)和校校驗(yàn)選擇隔隔離開關(guān)的的類型。（二）根據(jù)安安裝地點(diǎn)選選用戶內(nèi)型型或戶外型型。（三）隔離開開關(guān)的額定定電壓大于于裝設(shè)電路路所在的額額定電壓。（四）隔離開開關(guān)的額定定電流應(yīng)大大于裝設(shè)電電路所在的的額定電流流。（五）動(dòng)穩(wěn)定定應(yīng)滿足的的條件為：：ich≤idw。（六）熱穩(wěn)定定校驗(yàn)應(yīng)滿滿足條件為為：Qd≤ir2.t。（七）根據(jù)對對隔離開關(guān)關(guān)操作控制制的要求選選擇配用的的操動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)。四、選擇各側(cè)側(cè)的隔離開開關(guān)（一）1100kV隔離開關(guān)關(guān)因Igmaxx=0.2211kAA安裝地點(diǎn)點(diǎn)為戶外，故故選用戶外外型查產(chǎn)品品目錄得校校驗(yàn)所需的的短路計(jì)算算已在斷路路器選擇中中算出在此此忽略，選選出隔離開開關(guān)的類型型和技術(shù)參參數(shù)見表4。表4隔離開關(guān)關(guān)選擇參數(shù)數(shù)對比表：：計(jì)算數(shù)據(jù)額定參數(shù)GW5-1110/16600U1110kVUe1110kVIgmax211AIe16000AIch7.6622kAidw125kkAQd27.118kAA2·Sir2.t77500kA2·S選用操作機(jī)構(gòu)構(gòu)CS17此隔離開關(guān)符符合熱、動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定的要要求。1、選擇355kV隔離開關(guān)關(guān)因因Igmaxx=0.664kA，安裝地地點(diǎn)為戶外外，故選戶戶外型，由由產(chǎn)品目錄錄表中查得得，其型號號和技術(shù)參參數(shù)見表5，校驗(yàn)所所需的數(shù)在在斷路器選選擇中已算算出，在此此略去表5隔離開關(guān)關(guān)選擇結(jié)果果表：計(jì)算數(shù)據(jù)額定參數(shù)GW5-355/12550U335kvUe335kVIgmax6555.4AIe12500Aich144.46KKAidw63..4kAQd96.779kAA2·Sir2.t18845.112kAA2·S選用操作機(jī)構(gòu)構(gòu)CS11G此隔離開關(guān)符符合熱、動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定的要要求。2、10kVV隔離開關(guān)關(guān)因10kV系系統(tǒng)選用KYN11-12（Z）型手車車式開關(guān)柜柜，所以不不必選10kV隔離開關(guān)關(guān)。五、載流導(dǎo)體體選擇（一）1100kV軟母線的的選擇1、按1100kV母線選擇擇按持續(xù)允允許工作的的電流選擇擇按一臺主變?nèi)萑萘?00000kVAA 計(jì)算，且且按長期允允許載流量量考慮，初初選導(dǎo)線LGJ－95mm2鋼芯鋁鉸鉸線，Ik=1155kV。110kV主主變進(jìn)線側(cè)側(cè)工作額定定電流：查《附錄》PP159頁，附表8，得在＋＋70℃時(shí)，I（允）＝357A＞In(1100)=200..8A，初選符符合要求。2、按熱穩(wěn)定定校驗(yàn)查《附錄》PP159頁，附表9，載流體體在＋400℃時(shí)氣溫下下的修正值值k=0.83，則：I(40℃))允＝0.83××357＝296.31(A)I(40℃))允＞In(1100)允所以，校驗(yàn)合合格。（二）35kkV軟母線的的選擇1、按35kkV母線選擇擇按持續(xù)允允許工作的的電流選擇擇按一臺主變?nèi)萑萘?00000kVAA計(jì)算，且且按長期允允許載流量量考慮，初初選導(dǎo)線LGJ－400mmm2鋼芯鋁鉸鉸線，Ik=37kkV。主變35kVV側(cè)工作額額定電流：：查《附錄》PP159頁，附表8，得在＋70℃時(shí)，I（允）＝898A＞In(35)=625A，初選符符合要求。2、按熱穩(wěn)定定校驗(yàn)查《附錄》PP159頁，附表9，載流體體在＋400℃時(shí)氣溫下下的修正值值k=0.83，則：I(40℃))允＝0.83××898＝745..34(A)I(40℃))允＞In(1100)允所以，校驗(yàn)合合格。（三）10kkV硬母線的的選擇：10kVV側(cè)最大持持續(xù)工作電電流：Igmaxx==1.611kA根據(jù)資料，初初選TMY--100×110mm22的三相水水平布置，豎豎放矩形銅銅排。Igmax==16111A≤KθIy=0.889×18830=16288.7A載流量滿足要要求。排在母線上最最大應(yīng)力為為，σmax=11.73ii2ch×100-7==225.1××106pa（相間距a取0.6mm，跨距L取1.5mm）σmax=225.1××106pa＜140××106pa（查《發(fā)發(fā)電廠電氣氣部分》P245表6-5）動(dòng)穩(wěn)定符合要要求。所以最終100kV母線選用用100×110mm22的矩形銅銅排為母線線，其單條條豎放Iy=16288.7A，允許應(yīng)應(yīng)力為255.1×1106pa。（四）10KKV電纜的選選擇根據(jù)電壓電流流值查表選選擇型號為為ZR-YYJLV222-877/10kkV3**150的電纜。六、電流互感感器選擇（一）1100kV側(cè)進(jìn)線TA選擇1、一次回路路電壓選擇擇：Uee≥UewUUew=1110kVV即所選TAA在110kkV等級。2、一次回路路額定電流流選擇：IIgmaxx=Snn/×Ukk=400000/××115==200..82AIIe≥Igmaxx選額定定變比300//5∴電流互感感器選擇型型號為：LCWDDL-110，準(zhǔn)確度度等級為0.5級，110kkV戶外環(huán)氧氧樹脂澆注注式TA.（二）35kkV側(cè)TA選擇1、一次回路路電壓選擇擇：UUe≥UewUew=35kkV即所選TAA在35kV等級。2、一次回路路額定電流流選擇：Igmaxx=Snn/×Ukk=400000/××37=6624.118AIe≥Igmaxx選額定定變比600//5∴電流互感感器選擇型型號為：LCWDDL-35，準(zhǔn)確度度等級為0.5級，35kV戶外環(huán)氧氧樹脂澆注注式TA.（三）10kkV側(cè)TA選擇1、一次回路路電壓選擇擇：Ue≥UewUew=10kkV即所選TAA在10kV等級。2、一次次回路額定定電流選擇擇：Igmaxx=Snn/×Ukk=400000/××10.55=21999.499AIe≥Igmaxx選額定定變比20000/5∴電流互感感器選擇型型號為：LAJ--10j電流互感感器。八、電壓互感感器選擇（一）1100kV側(cè)TV選擇（單單相戶外）1、Utv≥≥Ue即所選TVV在110kkV等級。2、根據(jù)二次次側(cè)電壓及及變比容量量選擇JCC--100型電壓互互感器，電電壓比為【1100000/】/【1100000/】/【100//】（二）35kkV側(cè)TV選擇（單單相戶外）1、Utv≥≥Ue即所選TVV在35kV等級。2、根據(jù)二次次側(cè)電壓及及變比容量量選擇JDJJJ-35型電壓互互感器，電電壓比為【350000/】/【350000/】/【100//】（三）10kkV側(cè)TV選擇（單單相戶內(nèi)）根據(jù)Ue，變比，容容量選擇型型號為JDZ-110PT，變變比為110000/1000。九、避雷器選選擇：（一）1100kV避雷器選選擇：選用型型號為ZSS-1100的閥式避避雷器。（二）35kkV避雷器選選擇：選用型型號為ZSS-35的的閥式避雷雷器。（三）