110KV降壓變電站的部分設計和220kV降壓變電站電氣部分設計

PAGE前言在這次設計的選題上我是根據(jù)自己現(xiàn)在所實習的崗位來確定的，題目是《110KV降壓變電站的部分設計》，而且我認為這次選題也是很好的結(jié)合了我在學校所學的工廠供電這門課程，讓實踐和理論知識相結(jié)合。學習了工廠供電,為了更好的掌握這門功課，切實保證工廠生產(chǎn)的正常工作需要,我們進行了這次設計.要完成這次設計就必須了解工廠供電的基本知識.包括供電系統(tǒng)的一般原則,內(nèi)容和程序.須要進行負荷計算,無功補償以及繼電保護。首先介紹工廠供電設計的基本知識,包括供電設計的內(nèi)容和程序,供電設計依據(jù)的主要技術基礎,供電設計常用的電氣圖形符號和文字符號.接著依次講述負荷計算和無功補償,變配電所主接線方案的設計,短路計算及一次設備選擇,繼電保護及二次回路的選擇,變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設計,供配電線路的設計計算,防雷保護和接地裝置的設計。本次設計最重要的設計原則和方法,我們認為,就是在設計中一定要遵循國家的最新標準和設計規(guī)范.因此設計中著力介紹與工廠供電設計有關的最新標準和設計規(guī)范的規(guī)定和要求.限于我們的水平,加之時間非常的緊促,因此設計書中可能有錯漏和不妥之處,是很難避免的,請老師批評指正。畢業(yè)設計（論文）任務書題目110kV降壓變電站電氣一次部分設計一、畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容本所位于某市區(qū)。向市區(qū)工業(yè)、生活等用戶供電，屬新建變電所。電壓等級：110kV：近期2回，遠景發(fā)展2回；10kV：近期12回，遠景發(fā)展2回。電力系統(tǒng)接線簡圖、負荷資料及所址條件見附件。二、畢業(yè)設計(論文)應達到的主要指標1、變電所總體分析；2、負荷分析計算與主變壓器選擇；3、電氣主接線設計；4、短路電流計算及電氣設備選擇；5、配電裝置及電氣總平面布置設計。三、設計(論文)成品要求1．畢業(yè)設計說明書（論文）1份；2．圖紙：1套（電氣主接線）。附件：一.題目：110kV降壓變電站電氣一次部分設計二.原始資料(一)建設性質(zhì)及規(guī)模本所位于市區(qū)。向市區(qū)工業(yè)、生活等用戶供電，屬新建變電所。電壓等級：110/10kV線路回數(shù)：110kV：近期2回，遠景發(fā)展2回；10kV：近期12回，遠景發(fā)展2回。（二）電力系統(tǒng)接線簡圖附注：1.圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當于最大運行方式；2.最小運行方式下：S1=1300MVA，XS1=0.65；S2=170MVA，XS2=0.75。(三)負荷資料（10kV負荷的同時率kt取0.85）列表如下頁。（四）所址條件1．地理位置示意圖如上所示2．地形、地質(zhì)、水文、氣象條件所址地區(qū)海拔200米，地勢平坦，非強地震地區(qū)。年最高氣溫+40?C，年最低氣溫-20?C，年平均溫度+15?C，最熱月平均最高溫+32?C。最大覆冰厚度b=10mm。最大風速25m/s,，屬于我國第六標準氣象區(qū)。線路從系統(tǒng)2（S2）110KV母線出發(fā)至變電所南墻止。全長10km。在距離系統(tǒng)2北墻0.25、5、8、9.98km處轉(zhuǎn)角、四次進入變電所。全線為黃土層地帶，地耐力2.4kg/cm２，天然容重γ=2g/。內(nèi)摩擦角，土壤電阻率100Ω?cm，地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。土壤熱阻系數(shù)=120?C?cm/wm。土溫20?C。負荷資料表電壓等級負荷名稱最大負荷(MW)穿越功率(MW)負荷組成（%）自然力率Tmax(h)線長(km)近期遠景近期遠景一級二級110kV市系線101810市甲線101810備用110備用21210kV棉紡廠122.520%40%0.7555003.5棉紡廠222.520%40%0.7555003.5印染廠12330%40%0.7850004.5印染廠22330%40%0.7850004.5毛紡廠22.520%40%0.7550002.5針織廠11.520%40%0.7545001.5柴油機廠13425%40%0.840003柴油機廠23425%40%0.840003橡膠廠11.530%40%0.7245003市區(qū)11.5220%40%0.825002市區(qū)21.5220%40%0.825002食品廠1.21.515%30%0.840001.5備用11.50.78備用21.50.78機修變：這個變電所主要對機修車間供電，車間負責工廠零部件的加工，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應屬于二級負荷。廠前區(qū)變：主要是負責工作人員的日常辦公照明，空調(diào)的制冷，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應屬于二級負荷?？辗肿儯哼@個環(huán)節(jié)在生產(chǎn)上非常重要，負責把所需的氣體從空氣中分離出來，如果突然失電，將會對整個生產(chǎn)停止，所以應屬于二級負荷。合成變：和空分變一樣也是生產(chǎn)環(huán)節(jié)上不可缺少的，它主要負責生產(chǎn)原料氨氣的合成，所以應屬于二級負荷。循環(huán)水變：主要對高壓水泵提供電源，使冷卻水循環(huán)，負責工廠生產(chǎn)設備的散熱，如果失電設備將因溫度過高無法運行或損壞，所以應屬于二級負荷。包裝變：主要是對包裝車間供電，將生產(chǎn)出來的成品進行最后的包裝，失電對生產(chǎn)不會產(chǎn)生影響，所以應屬于二級負荷。復合肥變：這個變電所失電將直接不能進行生產(chǎn)，所以應屬于二級負荷。所用變：主要提供總變電所的日常用電，這個電是很重要的，如果失電，監(jiān)控器，微機系統(tǒng)將停電。工作人員將不知道電壓，電流以及頻率等等的波動情況，會嚴重影響整個工廠的生產(chǎn)。所以應屬于二級負荷。

共用變：這個變電所失電不會對生產(chǎn)有很大影響，所以應屬于三級負荷。6KV側(cè)負荷大小

在以下的計算中，Kd表示需要系數(shù)，tany表示功率因素角的正切值。機修變：Kd=0.15，tany=1.73。P=600KW

P30=0.15×600=90KW

Q30=1.73×90=155.7kvar

S30=179.8kVA

I30=30.4A廠前區(qū)變：Kd=1，tany=0。P=1200KW

P30=1×1200=1200KW

Q30=0kvar

S30=34.6kVA

I30=115.4A空分變：Kd=0.8，tany=0.75。

P=4000KW

P30=0.8×4000=3200KW

Q30=0.75×3200=2400kvar

S30=34.6kVA

I30=115.4A合成變：Kd=0.8，tany=0.75。

P=8000KW

P30=0.8×8000=6400KW

Q30=0.75×6400=4800kvar

S30=8000kVA

I30=769.8A循環(huán)水變：Kd=0.8，tany=0.75。

P=8000KW

P30=0.8×8000=6400KW

Q30=0.75×6400=4800kvar

S30=8000kVA

I30=769.8A包裝變：Kd=0.15，tany=1.73。

P=600KW

P30=0.15×600=90KW

Q30=1.73×90=155.7kvar

S30=179.8kVA

I30=30.4A復合肥變：Kd=0.75，tany=0.75。

P=1400KW

P30=0.75×1400=1050KW

Q30=0.75×1050=787.5kvar

S30=1312.5kVA

I30=152.3A所用變：Kd=1，tany=0。

P=100KW

P30=1×100=100KW

Q30=0kvar

S30=100kVA

I30=16.6A公用變：Kd=0.7，tany=0。

P=500KW

P30=0.7×500=350KW

Q30=0kvar

S30=350kVA

I30=58.3A所以，總的有功計算負荷

ΣP30＝90+1200+3200+6400+6400+90+1050+100+350＝18880KWΣQ30=155.7+2400+4800+4800+155.7+787.5=13400Kvar所以：ΣS＝√188802+134002＝23152KVA考慮線損、同時系數(shù)時的容量：

ΣS1=23152×0.8×1.05＝19448KVA計算結(jié)果如下表所示（表2-1）

名稱P（KW）P30（KW）Q30(kvar)S30(KVA)I30

(A)機修變

600

90

155.7

179.8

30.4廠前區(qū)變

1200

1200

0

34.6

115.4空分變

4000

3200

2400

34.6

115.4合成變

8000

6400

4800

8000

769.8循環(huán)水變

8000

6400

4800

8000

769.8包裝變

600

90

115.7

179.8

30.4復合肥變

1400

1050

787.5

1312.5

152.3所用變

100

100

0

100

16.6共用變

500

350

0

350

58.3

第三章：主變壓器的選擇一、主變臺數(shù)的確定變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。而且這樣就更加的保證了運行的可靠性，此設計中的變電所符合此情況，故主變設為兩臺。二、主變?nèi)萘康拇_定

1、主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年負荷發(fā)展。對工廠變電所，主變壓器容量應與工廠規(guī)劃擴建相結(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)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷后的允許時間內(nèi)，應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，其余變壓器容量應能保證全部負荷的70％-80％。此變電所是化工廠總變電所，屬于重要負荷變電所，所以當一臺變壓器停運，另一臺也能保證全部負荷不斷電。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為：S=ΣS1KVA還要考慮到工廠即將有新項目建設。所以應選容量為25000KVA的兩臺主變壓器。三、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Y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110KV側(cè)采用Y接線，6KV側(cè)采用△接線。主變中性點的接地方式：選擇電力網(wǎng)中性點接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，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。在本設計中110KV變壓器采用中性點直接接地方式。但是由于上一級配電站中性點已經(jīng)接地，這里就不需要接地。主變繞組采用的接線方式為Ynd11。四、

主變的調(diào)壓方式由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定性，需要調(diào)壓操作頻率較高，而且大多數(shù)的設備屬于二級負荷不能停電進行調(diào)壓。

所以，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。

本設計中主變壓器的型號是：SFPSL—25000/110第四章:

無功補償裝置的選擇

一、

補償裝置的意義無功補償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡中的有功功率的損耗和電壓損耗，為感應式電器設備（電動機，發(fā)電機）提供足夠的無功，保證正常運行，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。二、無功補償裝置容量的確定

根據(jù)該廠的實際情況，采用高壓集中補償，考慮功率因數(shù)不能低于0.9，該廠未補償前的功率因數(shù)為0.88，補償后要求達到0.98。所以補償容量為：Qc=P30(tany1-tany2)=18880×[tan(arccos0.88)-tan(arccos0.98)]kvar=4170kvar

故在此設計中，在電容器額定電壓6.3kv情況下，取4200kvar。三、并聯(lián)電容器裝置的分組由于電容器是采用的高壓集中補償，考慮到整個變電站的運行方式（母線分段），所以要考慮到只投入一條母線進行運行時也要能夠進行無功補償。

綜上所述，在本設計中，無功補償裝置分作方式采用等容量分組方式，電容器分為每組2100kvar并聯(lián)在6KV母線上。四、并聯(lián)電容器裝置的接線

并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。

從《電氣工程電氣設計手冊》（一次部分）P502頁表9-17中比較得，應采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。

中性點接地方式：對該變電所進行無功補償，主要是補償主變和負荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設在變電所低壓側(cè)，故采用中性點不接地方式。第五章：

電氣主接線的初步設計及方案選擇

參考資料：1、《發(fā)電廠電氣設備》（于長順主編）第十章

2、《電力工程電氣設計手冊》（一次部分）第二章一、電氣主接線的概況1、發(fā)電廠和變電所中的一次設備、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。它表明各種一次設備的數(shù)量和作用，設備間的連接方式，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，并對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。2、在選擇電氣主接線時的設計依據(jù)

1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用

2）、發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設規(guī)模

3）、負荷大小和重要性

4）、系統(tǒng)備用容量大小

5）、系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料3、主接線設計的基本要求1）、安全性2）、可靠性3）、靈活性

4）、經(jīng)濟性二、電氣主接線的選擇設計電氣主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線。1、單母線分為單母線不分段（圖4-1），單母線分段(圖4-2)圖4-1單母線不分段接線

圖4-2單母線分段接線單母線不分段的優(yōu)點：電路簡單，使用設備少以及配電裝置的建造費用低；缺點是可靠性和靈活性較差。這種接線方式只實用于容量較小和對供電可靠性要求不高的中小型工廠。單母線分段的優(yōu)點：母線檢修時可以分段進行，出現(xiàn)故障時，經(jīng)過倒閘操作切除故障段，保證另一段繼續(xù)運行，比單母線不分段提高了可靠性。2、雙母線接線（圖4-3）圖4-3雙母線接線

雙母線接線的優(yōu)點：兩條母線互為備用，具有較高的可靠性和靈活性。一般只用在要求很高的大型工廠。缺點：電路復雜，使用設備多，建造費用高。3、橋式接線分為外橋、內(nèi)橋和全橋外橋式接線（圖4-4）圖4-4外僑式接線外僑式接線一般情況下適用于電源線路較短，故障檢修機會較少，但變電所負荷變動較大且需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。內(nèi)橋式接線（圖4-5）

圖4-5內(nèi)橋式接線內(nèi)橋式接線一般情況下適用于電源線路較長，故障檢修機會較多，且變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。全橋式接線（圖4-6）

圖4-6全橋式接線全橋式接線在檢修和進行倒閘操作時比內(nèi)外橋更加的方便，但是建造投資的費用比內(nèi)外橋高。根據(jù)實際情況最后選擇電氣主接線的基本形式為單母線分段全橋式接線。三、主接線中的設備配置第六章

各級配電裝置的配置

在變電站主接線中，所裝開關電器、載留導體以及保護和測量電器等設備，按一定要求建設而成的電工建筑物，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。一、配電裝置的要求（1）

配電裝置的設計和建設，應認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策和有關規(guī)程的要求，特別注意應節(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。設備要注意合理選型，布置應力求整齊、清晰。（3）

便于檢修、操作和巡視。（4）

便于擴建和安裝。（5）

在保證上述條件下，應節(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備安裝在屋內(nèi)，它的特點是占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設備受污穢和氣候條件影響較??；但需建造房屋，投資較大。

屋外配電裝置是將電氣設備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工程短，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，建設期短，運行可靠，維護方便，但耗用鋼材較多，造價較高。目前我國生產(chǎn)的3—35KV各種成套配電裝置，在發(fā)電機和變電站中已廣泛應用。

由以上各種方案比較得：

在本設計中，110KV采用屋內(nèi)配電裝置。

第七章

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：選擇電氣設備，校驗設備提供依據(jù)，為繼電保護整定計算提供依據(jù)等。二、短路電流計算的結(jié)果1、確定基準值設Sd=500MVA，Ud=Uc，即高壓側(cè)Ud1=115kV,低壓側(cè)Ud2=6.3kV，則

Idl=Sd/1.732Ud1=500MVA/1.732×115kV=2.5kA

Id2=Sd/1.732Ud2=500MVA/1.732×6.3kV=45.8kA2、計算短路電路中各元件的標幺值

（1）電力系統(tǒng)

X1=100/500MVA=0.2（2）架空線路

由圖12-12得X0=0.35Ω/km,而線路長10km，故

X2=（0.35×10）×500MVA/（115kV）2=0.13（3）電力變壓器

查表可得UZ%=8%，故

X3=8/100×500MVA/25000kVA=1.6因此繪制等效電路圖，如圖7-1所示。

、計算K-1點（110kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值

XZ（K-1）=X1+X2=0.2+0.13=0.33（2）三相短路電流周期分量有效值

IZ（K-1）=Id/XZ（K-1=2.5kA/0.33=7.58kA

(3)其他短路電流

I（3）=7.58kA

ish=2.55×7.58=19.32kA

Ish=1.51×7.58=11.45kA(4)三相短路容量

S（k-1）=Sd/XZ（K-1=1515.2MVA4、計算K-2點（6.3kV）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值XZ（K-2）=X1+X2+X3=0.2+0.13+1.6=1.93（2）三相短路電流周期分量有效值IZ（K-2）=Id/XZ（K-2=45.8kA/6.3=7.27kA

(3)其他短路電流

I（3）=7.27kA

ish=1.84×7.27=13.38kA

Ish=1.09×7.27=7.92kA(4)三相短路容量

S（k-2）=Sd/XZ（K-2=259.07MVA以上計算結(jié)果綜合如表7-1所示。表7-1

短路計算表結(jié)果短路計算點

三相短路電流/kA三相短路容量IkI（3）I∞ishIshS（kK-17.587.587.5819.3211.451515.2K-27.277.277.2713.387.92259.07

三、變電所一次設備的選擇效驗

1、在本設計中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)的各電壓等級得到廣泛的應用。在本設計中，110KV的配電裝置采用戶內(nèi)式，所以斷路器也采用戶內(nèi)式。這里選擇的斷路器型號為ZF5-110效驗ZF5-110斷路器的具體技術參數(shù)如下：

額定電壓

110KV

額定電流

1250A額定開斷電流

31.5KA動穩(wěn)定電流

63KA熱穩(wěn)定電流

25KA額定關合電流

31.5KA由上表知：1）斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。2）該斷路器的最大持續(xù)工作電流：Imax=1.05In=1.05Sn/(1.732Un)=1.05×25000/(1.732×110)=137.8A該斷路器的額定電流為1250A最小的），大于通過該斷路器的最大持續(xù)工作電流137.8A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=7.58KA

Iekd>Izk2、此斷路器的額定關合電流Ieg=80KAish=19.32KA

Ieg>ish3、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流：idw=80KA

Ish=7.92KA

idw>Ish熱穩(wěn)定效應：Qd=25KA>Qd，滿足要求。4、電流互感器選擇由《電氣工程電氣設備手冊》（上冊）中比較分析得，在本設計中宜采用LCWB－110（W）型號的電流互感器，技術數(shù)據(jù)如下：額定電壓

110KV額定電流

600A

準確級準

0.5

短時熱穩(wěn)定電流

15.8-31.6(KA)動穩(wěn)定電流

40-80(KA)此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國際和IEC的有關標準，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=1.05Sn/（1.732Un）=1.05×25000/（1.732×110）=137.8AIe1=300A,

Ie1>Imax熱穩(wěn)定效驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr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。(KrIe1)2×t≥Qd(KrIe)2×t=(I熱min/Ie×Ie)2×t=(15.8)2×1=249.64AQd=27.65

∴(KrIe1)2>tQd

符合要求動穩(wěn)定效驗：LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。Kd等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。（Kd21/2Ie1）≥I(3)ch（Kd21/2Ie1）=21/2×40=56.56KA(按最小動穩(wěn)定電流計算)ish=13.38KA

∴(Kd21/2Ie1)>ish

符合要求。5、電壓互感器的選擇

從《電氣工程設備手冊》（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JCC系列的電壓互感器。

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。

型號含義：J:電壓互感器，C:串級絕緣，C:瓷箱式。在這里選用的是與斷路器SF6配套的電流互感器ZF5-110。四、變壓器進出線與鄰近線的選擇1、110kV高壓進線的選擇

采用LJ型鋁絞線架空敷設，接往110kV公用干線。1）按發(fā)熱條件選擇由I30=I1N.T=90A及室外環(huán)境溫度40℃,查表可得,初選LJ-25,其40℃時的Ial≈100A﹥I30,滿足發(fā)熱件。2）效驗機械強度查表得，最小允許截面Amin=35mm2，因此LJ-25不滿足機械強度要求，故改選為LJ-35。由于此電路很短不需要效驗電壓損耗。2、變壓器出線的選擇變壓器的出線用的是母線來連接變壓器的出線端和進線柜。本設計中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大于裝設回路中最大持續(xù)工作電流即，Iy≥Imax

Iy=kIyeIy指基準環(huán)境條件下的長期允許電流K指綜合校正系數(shù)6KV母線截面選擇：

Imax=1.05Ie=210.8應選用載流量為1837（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

雙槽形導體截面積S(mm2)：1040，集膚效應系數(shù)：1.012。

6KV柜出線電纜的選擇如表7-2所示

名稱柜號I30電纜的型號選擇機修變062430.4YJV22—3×95備用0620、0612、0613_____________

廠前區(qū)0618、0619115.4YJV22—3×95空分0616、0617115.4YJV22—3×95包裝0614、061530.4YJV22—3×95循環(huán)水0610、0611769.84XYJV22—3×300合成0608、0609769.84XYJV22—3×300所用0606、060716.6YJV22—3×95復合肥0623152.3YJV22—3×95公用062558.3YJV22—3×95

表7-2電力電纜型號1、10kV高壓柜出線的效驗1）按發(fā)熱條件選擇

由I30=I1N.T=115.4A及室內(nèi)環(huán)境溫度30℃,查表可得,初選YJV22—3×95,其35℃時的Ial≈126A﹥I30,滿足發(fā)熱件。2）效驗機械強度。

查表得，Jec=2.0A/mm2，最小允許截面Amin=57.7mm2，因此YJV22—3×95滿足機械強度要求。由于此電路很短不需要效驗電壓損耗。2）按發(fā)熱條件選擇由I30=I1N.T=769.8A及室內(nèi)環(huán)境溫度30℃,查表可得,初選4XYJV22—3×300,其35℃時的Ial≈800A﹥I30,滿足發(fā)熱件。2、效驗機械強度

查表得，Jec=2.0A/mm2，最小允許截面Amin=223mm2，因此4XYJV22—3×300滿足機械強度要求。由于此電路很短不需要效驗電壓損耗。五、6KV側(cè)高壓開關柜的選擇從《電氣工程電氣設備手冊》（電氣一次部分）第11章中比較各開關柜選擇上海西門子公司的8BK20型10KV開關柜。技術數(shù)據(jù)如下：

額定電壓

12KV額定電流

630/1000/2500A額定母線電流

3150A額定回路電流

1250A熱穩(wěn)定電流

31.5/4SKA/S動穩(wěn)定電流

80KA

主要設備：LFS—10型電流互感器

ZN3—10型真空斷路器6KV線路進線柜（0621、0622）方案選擇：

Imax=1500A主要設備：AS12/185h/2型電流互感器

AS12/185h/4型電流互感器3AH3116型真空斷路器

YH5WZ—10/27型避雷器

B10N—1000C型絕緣子6KV電容器柜(0604、0605方案的選擇：主要設備：AS12/185h/2-2型電流互感器

3AH5115型真空斷路器B10N—1000C型絕緣子

LXZK2—100型零序電流互感器

6KV饋線柜(0619、0617、0615、0613、0611、0619、0607、0606、0608、0610、0612、0614、0616、0618、0620、0624、0625、0623、)方案的選擇：主要設備：AS12/185h/2型電流互感器

AS12/185h/4型電流互感器AS12/185h/2-2型電流互感器

3AH5115型真空斷路器

LXZK2—100型零序電流互感器

B10N—1000C型絕緣子

6KVPT柜（0603、0602）方案的選擇：主要設備：4MR22BRZI—1型電壓互感器

JS—9放電計數(shù)器YH5WZ—10/27型避雷器

B10N—1000C型絕緣子母聯(lián)開關柜（0601）方案的選擇：主要設備：3AH3116型真空斷路器

AS12/185h/4型電流互感器六、6KV高壓開關柜的保護6KV高壓開關柜保護定值如下表：

第九章

變電所的所用電

變電所的所用負荷很少，主要負荷是變壓器的冷卻設備以及其它一些用電負荷。如：強迫油循環(huán)冷卻裝置的油泵，水泵風扇空調(diào)等，采暖通風照明及檢修用電等。故一般變電所，所用變壓器的容量為50—135KV，中小型變電所所用20KVA即能滿足要求。變電所所用接線很簡單，一般用一臺所用變壓器，自變電所中最低以及電壓母線引接電源，副邊采用380/220中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)，用單母線接線。大容量變電所，所用電較多，一般裝設兩臺所用變壓器，兩臺所用變壓器分別接在變電所最低一級電壓母線的不同分段上。

在本設計中，在6KV側(cè)，分別裝設兩臺50KVA的所用變壓器。

上海電力學院成教院本科畢業(yè)設計（論文）題目：220kV降壓變電站電氣部分設計專業(yè)：電氣工程及其自動化年級：電本（泉州）學生姓名：學號：指導教師：上海電力學院220kV降壓變電所（AD變電所）設計220kV降壓變電所電氣部分設計摘要隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化進程和城鎮(zhèn)化建設步伐不斷加快,電力的需求量也不斷增長。電網(wǎng)的供電能力和可靠性，對區(qū)域社會經(jīng)濟的發(fā)展是極為重要的。變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)，它擔負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。變電站的設計必須體現(xiàn)社會主義的技術經(jīng)濟政策，符合安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理和確保質(zhì)量的要求，在本設計中充分體現(xiàn)了這些要求。本論文中主要是電氣一次部分的設計說明，其內(nèi)容括：1）變電所電氣主接線設計；2）所用電接線設計；3）短路電流計算；4）主要電氣設備選型；5）變電所電氣總平面布置；6）繼電保護的配置根據(jù)未來經(jīng)濟發(fā)展的要求，變電站設計規(guī)模為2×180MVA。220kV線路2回；110kV線路8回；10kV線路13回。是該變電站是地區(qū)重要變電站，對地區(qū)負荷有巨大意義。設計以中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員頒布的220～500kV變電所設計技術規(guī)程（DL-T5218——2005）為標準，以水利電力部西北設計院編制的電力工程電氣設計手冊一次部分為原則。設計中的設備的技術參數(shù)資料來自設備制造商發(fā)布的電子樣本和參考文獻中的相關資料。原始資料及分析第一節(jié)原始資料第（一）節(jié)待建變電站的規(guī)模、性質(zhì)待建變電站為終端變電站,擬定2臺變壓器，遠景規(guī)劃三臺。本變電站的電壓等級分別為220kV、110kV、10kV。1、系統(tǒng)容量：A系統(tǒng)：S=2000MVAX=0.322、連接方式：A系統(tǒng)與待建變電站D的距離：130km，導線型號：LGJQ-400（以上為雙回連接）第（二）節(jié)各保護變壓器主保護時間：0.5秒，后備保護時間：3.5秒斷路 器主保護時間：0.2秒，后備保護時間：4.0秒系統(tǒng)圖如下圖所示：第（三）節(jié)設計原始資料電力系統(tǒng)部分(1)與電力系統(tǒng)聯(lián)接的接線圖（示意圖）~~電力系統(tǒng)X*=0.0104Sj=100MVA220kV180MVA10

kV110kVAD變電所123456123456720(2)本變電所通過兩回220kV線路與電力系統(tǒng)相連接，并由其供電。(3)系統(tǒng)參數(shù)如圖所示。第（四）節(jié)其他原始資料水文、氣象=1\*GB3①絕對最高溫度為40℃；=2\*GB3②最熱月平均氣溫為25℃；=3\*GB3③年平均溫度為4.7℃；=4\*GB3④風向以東北風為主。環(huán)境保護站區(qū)周圍無污染源電壓等級用電單位最大負荷（MW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式距離（km）110kVJ廠360.92架空55K廠320.92架空45L廠350.91架空60鋼鐵廠250.81架空80石化廠200.851架空70玻璃制造廠220.851架空90備用2有功負荷同時率：0.8，一級負荷35%，二級負荷50%，三級負荷15%。負荷增長率：7％無功負荷同時率：0.9，線損7％，遠景規(guī)劃數(shù)5年10kV配電站A2.50.92架空15配電站B30.852架空10配電站C2.50.92架空15自來水廠20.851電纜5醫(yī)院20.852電纜3煤氣廠10.81電纜3化工廠1.50.81電纜5農(nóng)藥廠1.00.81架空10其它1.20.81電纜5備用2負荷同時率：0.8，一級負荷30%，二級負荷40%，三級負荷30%。所用負荷：計算總?cè)萘浚?50kVA）其中：一級負荷20%，二級負荷30%，三級負荷50%。第二節(jié)原始資料分析要求設計的變電站為220kV降壓變電站，由原始資料可知它有220kV，110kV，10kV三個電壓等級，初次一次性建成投產(chǎn)2臺變壓器。220kV電壓等級出線為2回。110kV電壓等級出線為8回，2回備用，最大輸送功率為170MW，10kV電壓等級的出線13回，2回備用，最大輸送功率為16.9MW。由這些數(shù)據(jù)可以知道各電壓等級的出線多，而且該變電站的110kV一、二級負荷是85%，10kV一、二級負荷是70%。由此可見，該變電站的一、二級負荷所占比例大，負荷也較重，所以應能夠保證不管是母線或母線設備檢修還是任何一個電源斷開后，都不會影響對用戶的供電。裝有2臺主變壓器的變電站，當其中一臺事故或檢修時，另一臺變壓器的容量應能保證該站60%的負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應能保證用戶的一、二級負荷。設計說明及產(chǎn)品第一節(jié)、設計任務：主變及所用變的選擇變電所電氣主接線設計；短路電流計算；主要電氣設備選型；變電所電氣總平面布置；繼電保護的配置；第二節(jié)、設計產(chǎn)品：設計說明書（包括計算書）；圖紙：變電所電氣主接線圖（包括所用變高壓接線）；圖紙：110kV電氣設備斷面圖主變壓器及所用變選擇第一節(jié)變電所主變壓器臺數(shù)、容量、型號的選擇一、變壓器臺數(shù)確定：本設計的220kV降壓變電所，因容量較重，故考慮裝設兩臺，變壓器遠景規(guī)劃三臺。待設計變電所選擇安裝兩臺主變壓器，這樣一臺主變停運時，另一臺主變?nèi)阅鼙ＷC60%以上負荷正常供電。二、變壓器各側(cè)負荷計算：1、10kV負荷計算：∑Pi（kW）＝16700∑Qi（kVar）＝10265P∑＝Kp（∑Pi）（1+α）(1+t)5=0.8×16700×(1+7%)5（1+7%）＝20040（kW）Q∑＝KQ（∑Qi）（1+α）(1+t)5=0.9×10265×(1+7%)5（1+7%）＝13857.75（kVar）S∑=24364.7kVAS10Max1=S10Max×η10=24364.7×0.8=19491.76(kVA)S10Max2＝S10Max1(1+m)5＝19491.76×(1+7%)5＝24876.97(kVA)2、110kV負荷計算：∑Pi（kW）＝170000∑Qi（kVar）＝127500P∑＝Kp（∑Pi）（1+α）(1+t)5=0.8×170000×(1+7%)5（1+7%）＝204000（kW）Q∑＝KQ（∑Qi）（1+α）(1+t)5=0.9×127500×(1+7%)5（1+7%）＝172125（kVar）S∑=266913.87kVAS110Max1=S110Max×η110=266913.87×0.8=213531.1(kVA)S110Max2＝S110Max1(1+m)5＝213531.1×(1+7%)5＝299488.4(kVA)3、220kV負荷計算：S∑＝√（P∑10+P∑110）2+（Q∑10+Q∑110）2=290076.07(kVA)考慮到負荷同時率220kV側(cè)最大負荷應為（η220＝0.8）S220Max1=S220Max×η220=290076.07×0.8=232940.86(kVA)考慮到負荷年增長率7%待設計變電所按5年發(fā)展規(guī)劃則220kV側(cè)負荷為S220Max2＝S220Max1(1+m)5＝232940.86×(1+7%)5＝297298.12(kVA)變壓器容量確定：據(jù)設計規(guī)范“裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當一臺斷開時，其余主變壓器容量不應小于60%的全部符合人，并應保證用產(chǎn)的一、二級負荷，故本設計滿足兩個條件：兩臺總?cè)萘俊芐≥S220Max2S≥（60%－70%）S220Max2∑S＝S220Max2＝297298.12（kVA）S＝60%∑S＝0.6×2972912＝178378.8749（kVA）查生產(chǎn)目錄，選擇兩臺變壓器容量一樣，每臺容量為180000（kVA）四、主變型式：相數(shù)選擇：待設計變電所主變壓器為220kV降壓變，每臺容量（180000kVA），應選擇三相變壓器繞組選擇：待設計變電所有220kV、110kV、10kV三個電壓等級且通過變壓器每側(cè)的負荷容量占主變?nèi)萘康陌俜直?10kV側(cè)：S110Max2/∑SN＝299488.4/2×180000＝83.19%＞15%10kV側(cè)：S10Max2/∑SN＝24876.97/2×180000＝16.29%＞15%根據(jù)設計規(guī)范“具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈功率均達該變壓器容量15%以上，變壓器采用三線圈變壓器”上述兩式均大于15%，故選擇變壓器為三繞組變壓器3、容量比當只有一臺變壓器運行時：0.6S110Max2/SN＝0.6×299488.4/180000＝99.83%＞50%0.6S10Max2/SN＝0.6×24876.97/180000＝8.29%＜50%從以上分析得主變壓器各繞組的容量比為100/100/504、調(diào)壓方式采用有載調(diào)壓5、中性點接地方式本設計220kV、110kV均采用中性點直接接地方式10kV側(cè)：架空線：Ic1＝UNL/350=10×(2×15+2×10+2×15+2×3+3+5+10)÷350=3A電纜線：Ic2＝0.1UNL電纜＝0.1×10×（5+5）10AIc＝Ic1+Ic2=3+10=13A＜30A由電氣專業(yè)資料可知：當10kV系統(tǒng)對地電容電流小于30A中性點可不接地，本設計10kV系統(tǒng)對電容量電流小于30A故中性點不接地。6、繞組排列方式：由原始資料可知，變電所主要是從高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主，向低壓側(cè)供電為輔。因此選擇降壓結(jié)構(gòu)，能夠滿足降壓要求，主要根據(jù)的依據(jù)是《電力系統(tǒng)分析》，如圖所示：低低中高7、接線組別《電氣設計手冊》規(guī)定：變壓器繞組的連接方式必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。由于220kV系統(tǒng)采用中性點直接接地，110kV系統(tǒng)采用中性點直接接地，10kV系統(tǒng)采用中性點不接地，故主變的接線方式采用YN/Yn0/d-11。8、選取二臺型號為SFPSZ9--180000/220/121/10.5三相風冷、有載調(diào)壓、節(jié)能型電力變壓器。技術參數(shù)如下：額定容量（KVA）容量分配聯(lián)結(jié)組標號Ud%I0%高-低高-中中-低180000100/100/50YN，yn0,d112514.78.70.3所用電接線的設計第（一）節(jié)變電所所用電電壓等級及接線方式確定變電所的主要所用電負荷是變壓器冷卻裝置（包括風扇、油泵、水泵）、直流系統(tǒng)中的充放電裝置和硅整流設備、空氣壓縮機、油處理設備、檢修工具及采暖、通風、照明及供水等。因此，本變電所的所用電壓等級確定為380/220V,采用動力和照明混合供電方式?？紤]到發(fā)生故障時應盡量縮小所用電系統(tǒng)影響范圍，并應盡量避免引起全所停電事故，保證變電所正常、事故、檢修等運行方式下的供電要求。因此，本變電所應采用兩臺所用變壓器，采用單母線分段接線方式，宜同時供電分列運行，以限制故障的范圍，提高供電可靠性。第（二）節(jié)變電所所用電源的引接一、所用電源的引接方式1、工作電源：本所采用兩臺所用變，工作電源引自主變低壓側(cè)10kVI、II段母線上，低壓側(cè)采用單母線分段。2、備用電源：兩臺工作電源同時供電，分裂運行，互為備用（暗備用）。第（三）節(jié)變電所所用變壓器臺數(shù)、容量選擇1、所用變壓器臺數(shù)選擇為保證供電可靠性，應設置兩臺所用變壓器，互為備用。2、所用變壓器容量，型號選擇：（1）所用電率為:Ky=1.2%（2）主變壓器容量:為Se=2×180=360MVA（3）所用電負荷為：Sj=Ky×Se=1.2%×360=432kVA（4）選所用變?nèi)萘繛椋篠n=2×250kVA校驗：滿足要求（5）所用變壓器選用2臺，型號為SC9-250/10三相干式變壓器。如表所示：額定容量（kVA）分接電壓（%）聯(lián)結(jié)組標號外形尺寸（mm）長×寬×高250±2×2.5%Yyn01240×700×1400額定電壓（KV）損耗（KW）重量（kg）Ud%I0%高壓低壓△P0△P總重100.40.8312604.52.0第（四）節(jié)變電所所用電接線電氣主接線圖方案擬定第一節(jié)電氣主接線方案擬定一、主接線應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性和發(fā)展性等四方面的要求。1、可靠性研究主接線可靠性應注意的問題如下：（1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2）變電所接入電力系統(tǒng)的方式。（3）變電所的運行方式及負荷性質(zhì)。（4）設備的可靠程度直接影響著主接線的可靠性。2、靈活性對靈活性的要求如下：(1)調(diào)度時，可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。(2)檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。(3)擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并對一次和二次部分的改建工作量最少。3、經(jīng)濟性一般從以下方面考慮：(1)投資省。①主接線應簡單清楚，節(jié)省斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設備；②使斷電保護和二次回路不過于復雜，節(jié)省二次設備和控制電纜；③限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器④如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。(2)占地面積小。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3)電能損失少。在變電所中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超兩種。二、各級電壓接線方案的擬定：根據(jù)電氣主接線設計的基本要求和原則，依據(jù)《變電所設計規(guī)程》規(guī)定，對（AD）變電所電能資料進行分析，擬訂以下接線方案：1、220kV電壓母線接線方案擬定220kV側(cè)出線共2回，10kV和110kV的負荷功率都由220kV母線供應，10kV和110kV的總負荷為186.9MW。一、二級負荷為85%，要求母線故障后要迅速恢復供電，母線或母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電，由母線形式的適用范圍將用雙母線。雙母線式主接線系統(tǒng)的特點是，供電容量大、可用于供電路多的變電站、供電可靠性高、運行靈活性大，故綜合考慮選用雙母線接線方式；如下圖所示：2、110kV電壓母線接線方案擬定：110kV側(cè)出線共8回，其中2回備用，最大輸送功率為170MW，是本變電站的重要負荷，要求在母線檢修時不中斷供電，在母線故障時能迅速恢復供電，因此選用雙母線接線。由于110kV回路較多，綜合上述雙母接線的優(yōu)點，采用雙母接線方式；考慮現(xiàn)在系統(tǒng)已經(jīng)較完善，設備檢修允許停電，本站不考慮裝設旁路設施。故采用雙母線接線，如下圖所示：3、10kV電壓母線接線方案擬定。10kV側(cè)出線共13回，其中2回備用，最大輸送功率為16.9MW，所占負荷不大，故只需采用單母線分段接線。4、無功補償及限流電抗器無功補償：6組并聯(lián)電力電容器共60Mvar。為限制10kV母線的短路電流，需在主變10kV側(cè)裝設10％限流電抗器，Ie＝3000A。第二節(jié)、變電所電氣主接線圖如下圖所示：~~~~~~~~~！~～～～～～~~~~~~~X*~~~~~~~~~！~～～～～～~~~~~~~X*=0.0104Sj=100MVA220kV2×180MVA110kVAD變電所#1#3#2#4#1#2#3#4#5#6#8d-1d-2#5#6#7#1310

kV#1#2#3#4d-5(并裂)d-6（分裂）主變低壓側(cè)有串聯(lián)電抗器第一節(jié)變電所短路電流計算第（一）節(jié)電力系統(tǒng)與（AD）變電所接線圖0.01040.0104220kV110kV10kVX1X21X421X3421X53421X653421d-2d-1d-50.0104220kV110kV10kV10kVX1X21X421X3421X53421X653421d-2d-1圖3圖4系統(tǒng)S選取Sj=100MVA,Uj=UP=1.05Ue,已知：電抗器Ie=3000A,xk%=10備注：220kV線路長度忽略不計。1、 網(wǎng)絡各元件阻抗標幺值計算2、 化簡等值電路3、 計算d-1至d-6三相短路電流1、220KV側(cè)母線短路（d-1）：取3由于無限大容量系統(tǒng)的短路電流周期分量是不衰減的，所以：2、110KV側(cè)母線短路（d-2）：取由于無限大容量系統(tǒng)的短路電流周期分量是不衰減的，所以：3、10kV側(cè)母線短路，并列運行時（d-3）：取由于無限大容量系統(tǒng)的短路電流周期分量是不衰減的，所以：4、10KV側(cè)母線短路，分裂運行時（d-4）：取由于無限大容量系統(tǒng)的短路電流周期分量是不衰減的，所以：4.3.7 短路電流計算結(jié)果表短路點平均電壓UP(kV)基準電流Ij(kA)分支電抗Xj*穩(wěn)態(tài)電流周期分量有效值I”(kA)穩(wěn)態(tài)短路電流有效值短路電流最大沖擊值ich(kA)短路電流最大有效值Ich(kA)短路容量Sd(MVA)d-12300.2510.010424.13424.13461.54236.6849615d-21150.5020.05349.4019.40123.97314.2901872.7d-310.55.4990.167432.85132.85183.77049.934597.4d-410.55.4990.281419.54319.54349.83529.705355.4d-510.55.4990.079968.82468.82415.504104.6141251.6d-610.55.4990.106451.68051.680131.78478.554939.8上海電力學院電氣設備選擇第一節(jié)電氣設備選擇的原則及條件第（一）節(jié)電氣設備選擇的原則：一、應滿足正常運行檢修、短路和過電壓的要求，并考慮遠景的發(fā)展；二應力求技術先進及經(jīng)濟合理；三應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗；四同類設備應盡可能地減少品種；五與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致。第（二）節(jié) 電氣設備選擇的條件：1、按正常工作條件選擇1）按Ue選擇：Ue≥Uew2）按Ie選擇：Ie≥Igmax，(導體)Iy≥Igmax3）按環(huán)境來選型：4）海拔修正2、按短路電流情況來校驗1）熱穩(wěn)定校驗：I∞2tdz≤Ir2t導體：2）動穩(wěn)定校驗：ich≤idw,σmax=σxj+σtj≤σy,L≤Lmax3、特殊條件1）斷路器DL：開斷電流Iekd≥I”關合電流iec≥ich2）熔斷器RD：無限流作用：Iekd≥Icj有限流作用：Iekd≥I”保證前后兩級熔絲之間的選擇性：應進行熔絲選擇性校驗。第二節(jié)10kV配電裝置電氣設備的選型第（一）節(jié)母線選型1、按長期允許電流選擇查《變電站設計手冊》選擇巨型鋁母線LMY-2（125×10），水平豎放；其技術參數(shù)如下：截面尺寸（mm）截面積Sc（mm2）允許電流Iy（A）集膚效應系數(shù)Kf斷面系數(shù)Wy(cm3)慣性矩Jy(cm4)鋁導體共振最大允許跨距（cm）hbcr12580812488066001.02525144147考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K∴所選鋁母線滿足長期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)固校驗1）短路計算時間即等效發(fā)熱時間tdz=tb+tkd=tb+tb+tgf=0.25S查《變電站設計手冊》，鋁導體長期允許工作溫度為70℃時，C=872）熱穩(wěn)定最小截面為：∴滿足熱穩(wěn)固要求。3、動穩(wěn)定校驗1)計算條間應力：取襯墊距離Lt=0.5m,條間應力:2)相間允許應力:3)單位長度上相間電動力（β=1）取母線相間距a=70cm,4）母線布置方式為水平布置，則截面系數(shù)W=2Wy=2×25=50cm3絕緣子間最大允許跨距:5）母線共振校驗已知鋁導體共振最大允許跨距為Lman=1.47（m）絕緣子間距不得超過1.47m。取1.00m即滿足動穩(wěn)固性要求。第（二）節(jié)主變低壓側(cè)10kV支母線選型（同上）第（三）節(jié) 10kV饋線電纜選型1、按經(jīng)濟電流密度選擇10kV饋線電纜Tmax=4000h查表得經(jīng)濟電流密度為2.25所以選擇型電纜可滿足要求，其技術參數(shù)如下：導體截面（mm2）允許載流量導體工作最高允許溫度θc（℃）溫度校正系數(shù)多根并列敷設系數(shù)K5150320901.0412、按長期允許電流校驗Kθ=1.04K5=1∴K=KθK5=1.04∴IXU(34℃)=kIe(34℃)=1.04×320=332.8＞Ig.∴所選電纜滿足長期工作發(fā)熱要求3、熱穩(wěn)定校驗1）短路計算時間即等效發(fā)熱時間tdz=0.25S2)電纜熱穩(wěn)定系數(shù)則熱穩(wěn)定系數(shù)為:3）熱穩(wěn)定最小截面為：∴滿足熱穩(wěn)定要求。第（四）節(jié)10kV高壓斷路器選型1、主變10kV側(cè)進線斷路器和隔離開關的選型短路電流的熱效應：選擇斷路器型號為:VD4M1231-40，滿足要求斷路器選擇結(jié)果表計算數(shù)據(jù)VD4M1231-40U10kv額定電壓Ue10kvIgmax2309.4A額定電流Ie3150AI”32.851kA額定短路開斷電流Iekd40kAich83.770KA額定短路關合電流Ieg100KAQZT32.8512×0.25KA2.S斷路器允許熱效應It2t402×4KA2Sich83.770KA動穩(wěn)定電流idw100KA2、10kV饋線斷路器的選型選擇斷路器型號為:VD4M1212-31，斷路選擇結(jié)果表計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)VD4M1212-31U10kv額定電壓Ue10kvIgmax231.52A額定電流Ie1250AI”19.543kA額定短路開斷電流Iekd31.5kAich49.835KA額定短路關合電流Ieg80KAQZT19.5432×0.25KA2.S斷路器允許熱效應It2t31.52×4KA2Sich49.835KA動穩(wěn)定電流idw80KA滿足要求3、10kV母線分段斷路器的選型：與主變10kV側(cè)進線斷路器的型號一致；第（五）節(jié) #1、#2所用變高壓側(cè)手車開關及熔斷器的選型U=10(KV)Igmax=14.43(A)I’’=19.543(KA)選擇隔離開關型號為：GN30-10D/1000，熔斷器型號為:RN1-10手車開關選擇結(jié)果表計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)GN30-10D/1000U10kv額定電壓Ue10kvIgmax231.52A額定電流Ie1000AI”19.543kA額定短路開斷電流Iekdich49.835KA額定短路關合電流IegQZT19.5432×0.25KA2.S斷路器允許熱效應It2t31.52×4KA2Sich49.835KA動穩(wěn)定電流idw80KA滿足要求。計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)RN1-10U10kv額定電壓Ue10kvIgmax14.43A額定電流Ie30AI”7.9kA額定電流Ikd8.6kA熔斷器選擇結(jié)果表所選熔斷器符合要求。第（六）節(jié) 互感器選型1、10kV母線電壓互感器（PT）及高壓熔斷器的選型1)選擇電壓互感器的型式因為每段母線上接有饋線6回或7回，所用變1臺，主變1臺，電容器組1組。共有有功電度表9只，有功功率表3只，無功功率表1只，母線電壓表1只，絕緣監(jiān)察電壓3只。故選用JDZJ-10，Y/Y/△型電壓互感器。2)準確度等級和額定二次容量的選擇因電壓互感器需供電度表，故選擇準確度等級為0.5級。相應的額定二次容量Se2=120VA3）保護電壓互感器的高壓熔斷器的選擇選擇RN2-10/0.5計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)RN2-10/0.5U10kv額定電壓Ue10kvIgmax0.00693A熔絲額定電流Ie20.5AI”19.543kA最大切斷電流Ikd50kA熔管額定電流Ie150kA熔斷器選擇結(jié)果表∵Ie1＞Ie2＞Igmax，Ikd＞I’’∴所選熔斷器符合要求。2、10kV電流互感器（CT）的選型1)10kV饋線CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LZZB-10，300/5，0.5/D型電流互感器。技術參數(shù)如下：型號額定變比準確級次額定二次負荷（VA）額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LZZB-10300/50.51531-2802)主變低壓側(cè)CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LAJ—10Q，3000/5，0.5/D型電流互感器。技術參數(shù)如下：型號LAJ—10Q制造廠家大連第一開關廠1。設備主要技術規(guī)范：額定電壓10kV額定電流比3000/5額定頻率50HZ額定絕緣水平11。5/42/75kV2．二次繞組參數(shù)：二次繞組序號電流比準確等級額定輸出(VA)1K1—1K23000/50。5602K1—2K23000/510P1525安裝位置：#1主變10kV側(cè)進線CT（上）。型號LAJ—10Q制造廠家大連互感器廠1。設備主要技術規(guī)范：額定電壓10kV額定電流比3000/5額定頻率50HZ額定絕緣水平11。5/42/75kV2．二次繞組參數(shù)：二次繞組序號電流比準確等級額定輸出(VA)1K1—1K26000/510P15252K1—2K26000/510P1525安裝位置：#1主變10kV側(cè)進線CT（下）。3)母線分段開關CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LMZB-10，3000/5，0.5/D型電流互感器。技術參數(shù)如下：型號額定變比準確級次額定二次負荷（VA）額定短時熱電流（KA-S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LMZB-103000/50.5503、10kV避雷器（BL）的選型根據(jù)系統(tǒng)電壓Uew=10.5kv，選用HY5WS2-17/50型避雷器，技術參數(shù)如下：型號額定電壓（KV）避雷器額定電壓（KV）直流1mA參考電壓（≥KV）2ms方波通流容量A（18次）4/10大電流耐受kA（2次）HY5WS2-17/50101726.510065第（七）節(jié)限流電抗器的選型1、，根據(jù)：和選擇XZK-10-3000-10型電抗器。Ie=3000A,xk%=10，2、電壓損失校驗：滿足要求3、母線殘壓校驗：滿足要求4、動穩(wěn)校驗：滿足要求5、熱穩(wěn)定校驗：滿足要求,故選擇XZK-10-3000-10型電抗器滿足要求。第三節(jié)110kV配電裝置電氣設備的選型第（一）節(jié)110kV匯流母線的選型：1、按長期允許電流選擇查《變電站設計手冊》選擇LGJ-700型鋼芯鋁絞線，其技術參數(shù)如下：標稱面積（mm2）允許載流量Iy（A）實際面積（mm2）拉斷力(kgf)計算直徑（cm)鋁鋼電線鋼芯7001220692.2385.951936036.2412.0考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K∴所選鋼芯鋁絞線滿足長期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)固校驗1）短路計算時間即等效發(fā)熱時間tdz=tb+tkd=tb+tb+tgf=0.1+0.1+0.05=0.25S查《變電站設計手冊》，鋁導體長期允許工作溫度為70℃時為C=87。2）熱穩(wěn)定最小截面為：∴滿足熱穩(wěn)定要求。3、電暈電壓校驗：所選LGJ-700型母線LGJ-300型母線已經(jīng)滿足電暈要求，故所選母線不進行電暈電壓校驗。第（二）節(jié)主變中壓側(cè)110kV支母線的選型（同上）第（三）節(jié)110kV饋線的選型1、按長期允許電流選擇查《變電站設計手冊》選擇LGJQ-500鋼芯鋁絞線，其技術參數(shù)如下：標稱面積（mm2）允許載流量+70℃Iy（A）實際面積（mm2）拉斷力(kgf)計算直徑（cm)鋁鋼電線鋼芯500945478.8159.691387030.1610∴所選鋼芯鋁絞線滿足長期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)固校驗1）短路計算時間即等效發(fā)熱時間tdz=tb+tkd=tb+tb+tgf=0.1+0.1+0.05=0.25S查《變電站設計手冊》，鋁導體長期允許工作溫度為70℃時C=87。2）熱穩(wěn)定最小截面為：∴滿足熱穩(wěn)定要求。3、電暈電壓校驗：所選LGJ-500型母線LGJ-300型母線已經(jīng)滿足電暈要求，故所選母線不進行電暈電壓校驗。第（四）節(jié)110KV高壓斷路器及隔離開關的選型1、主變110KV側(cè)進線斷路器的選型短路電流的熱效應：選擇斷路器型號為:LW6-110-3150-40六氟化硫斷路器。選擇高壓隔離開關型號為:GW4-110D-2000-40計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)LW6-110-3150-40GW4-110D-2000-40U110kv額定電壓Ue110kvUe110kvIgmax948.86A額定電流Ie3150AIe2000AI”9.401kA額定短路開斷電流Iekd40kAIekd40kAich23.973KA額定短路關合電流Ieg100KAIeg--QZT22.095KA2.S斷路器允許熱效應It2t402×4KA2SIt2t--ich23.973KA動穩(wěn)定電流idw100KAidw100KA斷路器及隔離開關選擇結(jié)果表滿足要求2、110kV母聯(lián)斷路器及隔離開關的選型短路電流的熱效應：選擇斷路器型號為:LW6-110-3150-40六氟化硫斷路器。選擇高壓隔離開關型號為:GW4-110D-2000-40計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)LW6-110-3150-40GW4-110D-2000-40U110kv額定電壓Ue110kvUe110kvIgmax948.86A額定電流Ie3150AIe2000AI”9.401kA額定短路開斷電流Iekd40kAIekd40kAich23.973KA額定短路關合電流Ieg100KAIeg--QZT22.095KA2.S斷路器允許熱效應It2t402×4KA2SIt2t--ich23.973KA動穩(wěn)定電流idw100KAidw100KA斷路器及隔離開關選擇結(jié)果表滿足要求3、110kV饋線斷路器及隔離開關的選型短路電流的熱效應：選擇斷路器型號為:LW6-110D-3150-40六氟化硫斷路器。選擇高壓隔離開關型號為:GW4-110-630-20計算數(shù)據(jù)額定參數(shù)LW6-110-3150-40GW4-110D-630-20U110kv額定電壓Ue110kvUe110kvIgmax211.39A額定電流Ie3150AIe630AI”9.401kA額定短路開斷電流Iekd40kAIekd20kAich23.973KA額定短路關合電流Ieg100KAIeg--QZT22.095KA2.S斷路器允許熱效應It2t402×4KA2SIt2t--ich23.973KA動穩(wěn)定電流idw100KAidw50KA滿足要求4、110KV母線電壓互感器（PT）及避雷器（BL）的隔離開關的選型電壓互感器（PT）所帶的都是二次負荷，它的工作條件近似于開路。流經(jīng)PT及BL隔離開關的最大負荷電流很小。因此，選用GW4-110D-630-20型隔離開關。技術參數(shù)如下：額定參數(shù)GW4-110D-630-20額定電壓Ue110kv額定電流Ie630A額定短路開斷電流Iekd20kA額定短路關合電流Ieg--斷路器允許熱效應It2t--動穩(wěn)定電流idw50KA第（五）節(jié)、110kVPT的選型1、根據(jù)電壓互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，110kV母線PT選用JDCF-110，Y/Y/△，/100型電壓互感器（具有保護、測量分開的四個二次繞組），技術參數(shù)如下：額定一次電壓（KV）額定二次電壓（KV）額定輸出及準確級熱極限負荷VA工頻耐受電壓（KV）局部放電水平（PC）測量保護輔助測量保護一次繞組A對二次及地一次繞組N對二次及地二次繞組間及地0．180VA0.2150VA0.5300VA3P2000230KV5kV3kV≤52、110kV線路PT選用TYD110/型電容式電壓互感器。其技術參數(shù)如下：額定電壓（KV）額定電容（μf）高壓電量（μf）中壓電量（μf）額定容量和準確級0.010.01250.05150/0.5（VA/級）第（六）節(jié)110kV電流互感器（CT）的選型1、主變中壓側(cè)CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-110，2×600/5，P/P/P/0.5型電流互感器。技術參數(shù)如下：型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB6-1102×600/5P/P/P/0.550（VA）30/11002、110kV線路CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-110，2×300/5，P/P/P/0.5型電流互感器。技術參數(shù)如下：型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB6-1102×300/5P/P/P/0.550（VA）30/1100第（七）節(jié)110kV避雷器的選型1、110kV母線BL的選型根據(jù)系統(tǒng)電壓Uew=115kv，選用Y10W5-100/260型避雷器，技術參數(shù)如下：型號額定電壓持續(xù)運行電壓殘壓≤2MS方波電流耐受值Y10W5-100/260110kV73kV260kV800A第四節(jié)220kV配電裝置電氣設備的選型第（一）節(jié)220kV匯流母線的選型1、按長期允許電流選擇查《變電站設計手冊》選擇LGJ-700型鋼芯鋁絞線，其技術參數(shù)如下：標稱面積（mm2）允許載流量+70℃Iy（A）實際面積（mm2）拉斷力(kgf)計算直徑（cm)鋁鋼電線鋼芯7001220692.2385.951936036.2412.0考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K