240kV降壓變電所的電氣一次系統(tǒng)設(shè)計

華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計〔論文〕華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(論文)論文題目：110kV降壓變電所的電氣一次系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號年級、專業(yè)、層次：11級、電氣工程及其自動化、專升本函授站：二○一三年八月函授畢業(yè)設(shè)計〔論文〕任務(wù)書學(xué)生姓名：年級專業(yè)層次：學(xué)號：函授站：一、畢業(yè)設(shè)計〔論文〕題目：110kV降壓變電所的電氣一次系統(tǒng)設(shè)計二、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作起止時間：2024年6月6日至2024年8月24日三、畢業(yè)設(shè)計〔論文〕的內(nèi)容要求：1、熟悉掌握變電站電氣一次系統(tǒng)的設(shè)計原那么；2、進行初步技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇兩種較好的電氣主接線；3、選擇主變壓器的容量和型號；4、計算兩種主接線的短路電流；5、根據(jù)短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備；6、通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定最正確方案；7、防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計；8、屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計和總平面布置；9、繪制圖紙：電氣主接線、電氣總平面布置、防雷與接地、配電裝置斷面圖各一張四、分階段完成時間：2024/06/03—2024/06/15：根據(jù)設(shè)計題目，查閱相關(guān)的資料和文獻(xiàn)；2024/06/16—2024/07/31：制定出變電站電氣一次系統(tǒng)接線方案；2024/08/01—2024/08/20：進行短路電流計算，一次設(shè)備選型；2024/08/21—2024/09/02：繪制出相應(yīng)的設(shè)計圖，撰寫畢業(yè)論文。五、原始資料數(shù)據(jù)和參考資料：〔一〕原始數(shù)據(jù)：1、變電站類型：110kV降壓變電所2、電壓等級：110/35/10kV3、負(fù)荷情況：35kV側(cè)：最大20MW，最小15MW，Tmax=5500小時，cosφ=0.8510kV側(cè)：最大15MW，最小10MW，Tmax=5400小時，cosφ=0.854、出線情況：110kV：2回；35kV：6回；10kV：10回〔電纜〕5、系統(tǒng)情況：〔1〕系統(tǒng)經(jīng)單回線〔LGJ--185/20km〕給變電所供電；〔2〕系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求；〔3〕系統(tǒng)110kV母線短路電流標(biāo)幺值為15；〔SB=100MVA〕〔4〕35kV和10kV對端無電源；6、環(huán)境條件：〔1〕最高溫度40℃，最低溫度–30℃，年平均溫度20℃〔2〕土壤電阻率ρ<400歐米〔3〕當(dāng)?shù)乩妆┤?0日/年〔二〕參考資料：1.發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計參考資料天津大學(xué)2.發(fā)電廠變電所電氣主接線和布置西北電力設(shè)計院3.變電所電氣局部，中國水利水電出版社20244.中小型變電所實用設(shè)計手冊，中國水利水電出版社20005.河南省電力工業(yè)局，變電所電氣設(shè)備及運行中國電力出版社19956.電氣設(shè)備及運行，中國電力出版社20247.變電所設(shè)計〔10-220kV〕，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社19938.發(fā)電廠變電所電氣主接線設(shè)計西安交通大學(xué)指導(dǎo)教師學(xué)生簽名王穎接受設(shè)計論文任務(wù)開始執(zhí)行時間2024年6月6日學(xué)生姓名王穎所在班級電氣1152班設(shè)計題目變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計地點本校設(shè)計起止日期2024年6月6日起至2024年8月24日止指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽字：年月日辯論委員會評語成績：辯論委員會主任簽字：年月日摘要變電所是電力系統(tǒng)的重要組成局部，它直接影響整個電力系統(tǒng)的平安與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣一次系統(tǒng)接線是變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣一次系統(tǒng)接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置確實定，是變電所電氣局部投資大小的決定性因素。此次設(shè)計的題目是?變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計?，其主要任務(wù)是對110kV變電所的一次系統(tǒng)的初步設(shè)計。包括對電氣主接線確實定，防雷及接地系統(tǒng)確實定，主要電氣設(shè)備的選擇，包括：斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，母線，所用變壓器等。首先，根據(jù)原始材料選擇了6種合理的電氣主接線方式，根據(jù)對主接線的經(jīng)濟可靠.運行靈巧的要求初步選取了2種較好的接線方式，并選擇主變壓器。其次，進行了短路電流計算，從三相短路計算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級的工作母線時，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流值等。從而根據(jù)計算結(jié)果選擇了電氣設(shè)備。并在技術(shù)方面和經(jīng)濟方面進行比較，選取靈巧、經(jīng)濟的最優(yōu)接線方案。然后根據(jù)原始資料提供的環(huán)境條件進行防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計。最后根據(jù)所選擇的設(shè)計方案進行室內(nèi)外配電裝置及總平面的合理布置。關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)變電所一次系統(tǒng)設(shè)計目錄HYPERLINK\o"GOTO>>>"摘要?????????????????????????????????????????第6頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"變電所概述????????????????????????????????第9頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第一局部設(shè)計說明書????????????????????第10頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第一章變電所主接線????????????????????第10頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第二章主變壓器容量及型號確定??????第18頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第三章短路電流計算????????????????????第20頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第四章電氣設(shè)備的選擇與校驗?????????第23頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第五章確定最正確方案????????????????????第27頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第六章防雷系統(tǒng)設(shè)計????????????????????第29頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第七章接地裝置設(shè)置????????????????????第30頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第八章電氣總平面布置?????????????????第31頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第二局部設(shè)計計算書????????????????????第33頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第一章變壓器容量及參數(shù)計算?????????第33頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第二章短路點的短路電流計算?????????第34頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第三章設(shè)備的選擇與校驗過程?????????第37頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.1110KV斷路器及隔離開關(guān)選擇??????第37頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.235KV斷路器及隔離開關(guān)選擇??????第38頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.310KV斷路器的選擇??????????????????第40頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.4電流互感器的選擇???????????????????第41頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.5母線及出線的選擇???????????????????第44頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.6支柱絕緣子選擇??????????????????????第50頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"3.710KV穿墻套管的選擇???????????????第52頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第四章防雷保護的計算?????????????????第53頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"第五章接地裝置計算????????????????????第55頁HYPERLINK\o"GOTO>>>"致謝?????????????????????????????????????????第56頁待設(shè)計變電所概述本變電所的電壓等級為110KV，系統(tǒng)經(jīng)單回線〔LGJ--185/20km〕給變電所供電。本所向該地區(qū)35KV和10KV兩個電壓等級負(fù)荷供電。負(fù)荷情況：35KV側(cè)：最大20MW，最小15MW，Tmax=5500小時，cosφ=0.8510KV側(cè)：最大15MW，最小10MW，Tmax=5400小時，cosφ=0.85建設(shè)規(guī)模：110KV出線2回架空；35KV出線6回架空；10KV出線10回電纜35KV和10KV側(cè)對端無電源環(huán)境條件：當(dāng)?shù)刈罡邷囟?0℃，最低氣溫-30℃，年平均溫度20℃，當(dāng)?shù)赝寥离娮杪师?lt;400歐；當(dāng)?shù)乩妆┤?0日/年。第一局部設(shè)計說明書變電所主接線電氣主接線的根本要求變電所電氣主接線是有高電壓設(shè)備通過連接線組成的聚集和分配電能的電路,主接線的型式直接影響供電的可靠性,靈巧性,經(jīng)濟性和可擴充性。?35110kV變電站設(shè)計手冊?中規(guī)定：“變電所注解應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位出現(xiàn)回路數(shù),設(shè)備特點及負(fù)荷型等條件確定并滿足供電可靠性靈巧操作性檢修方便節(jié)約投資和便于擴建等要求〞?？煽啃跃唧w要求：斷路器檢修時，不宜影響供電；斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并保證對一級負(fù)荷及全部或大局部二級負(fù)荷的供電；盡可能防止變電所全部停運的可能性；靈巧性具體要求：調(diào)度時應(yīng)可以靈巧地投入和切除變壓器和線路調(diào)配電流負(fù)荷滿足系統(tǒng)在事運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；檢修時，可以方便的停運斷路器母線及電器設(shè)備進行平安檢修而不致影響電力網(wǎng)運行和對用戶的供電；經(jīng)濟性具體要求：投資省.主接線力求簡單.盡可能減少斷路器隔離開關(guān).互感器.避雷針等的一次設(shè)備；二次保護不要太復(fù)雜；占地面積?。浑娔軗p失??；可擴性具體要求：擴建時，可容易地從初期接線過渡為最終接線。設(shè)計方案1.2.1根據(jù)電氣主接線設(shè)計的根本要求，初步預(yù)選了6種合理的電氣主接線搭配〔表1-1〕；表1–1電氣主接線選擇方案方案110KV35KV10KV斷路器隔離開關(guān)1單母+旁母雙母單母26342單母單母單母分段25243外橋單母分段單母分段25264內(nèi)橋單母分段單母分段25265雙母單母+旁母單母分段27306單母分段單母+旁母單母2630方案1：圖1.2-1：電氣主接線選擇方案1方案2：圖1.2-2：電氣主接線選擇方案2方案3：圖1.2-3：電氣主接線選擇方案3方案4：圖1.2-4：電氣主接線選擇方案4方案5：圖1.2-5：電氣主接線選擇方案5方案6：圖1.2-6：電氣主接線選擇方案61.2.2各種接線方式的初步技術(shù)、經(jīng)濟性比較1.2.2.1雙母線接線〔圖1.2-1〕優(yōu)點：供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組導(dǎo)線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路母線隔離開關(guān)，只停該回路。調(diào)度靈巧，各個電源和各個回路負(fù)荷可任意切換，分配到任意母線上工作，能夠靈巧地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和系統(tǒng)潮流變化的需要。擴建方便，向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。便于實驗，當(dāng)個別回路需要單獨進行實驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。缺點：經(jīng)濟性差，增加一組母線和每回路就需增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了防止隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。1.2.2.2單母線接線〔圖1.2-2〕優(yōu)點：運行操作簡單方便，不易出現(xiàn)誤操作。擴建方便，向母線的左右任何一個方向擴建，均不影響母線的電源和負(fù)荷分配，不會引起原有回路的停電。經(jīng)濟性高，系統(tǒng)簡單明了，所用斷路器與隔離開關(guān)數(shù)量少，投資小。缺點：供電可靠性較差，母線故障或檢修時，在此母線上的負(fù)荷均停止供電。調(diào)度靈巧性較差，引出線斷路器或隔離開關(guān)檢修時，該回路停止供電。1.2.2.3單母線+旁路母線接線〔圖1.2-3〕優(yōu)點：供電可靠性較高，檢修電源回路斷路器時，該回路可以不停電，從而提高了供電可靠性。調(diào)度靈巧性較高，變壓器投切方便。擴建方便，向母線的左右任何一個方向擴建，均不影響母線的電源和負(fù)荷分配，不會引起原有回路的停電。缺點：經(jīng)濟性較差，增加了大量設(shè)備，使投資大大增加。操作繁瑣，易發(fā)生誤操作，檢修和維護工作量加大。當(dāng)出線回路線路、斷路器、隔離開關(guān)故障或檢修時，將導(dǎo)致該回路停電。1.2.2.4單母線分段接線〔圖1.2-4〕優(yōu)點：供電可靠性高。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。且用斷路器把母線分段后，對重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路，提供雙回路供電。調(diào)度靈巧性高。變壓器投切比較方便。當(dāng)任意電源故障或檢修時，可由母聯(lián)開關(guān)替代。防止母線停電。缺點：當(dāng)出線或出線斷路器、隔離開關(guān)故障或檢修時，該回路將停止供電。擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負(fù)荷分配的均勻。當(dāng)出線回路為雙回路時，常使母線出線交叉跨越。1.2.2.5外橋接線〔圖1.2-5〕優(yōu)點：供電可靠性較高。全所停電的可能性較小。調(diào)度靈巧性高。變壓器的投入和切除比較方便，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，僅變壓器側(cè)斷路器斷開，不影響其它回路運行。經(jīng)濟性高。四個回路只需三臺斷路器，所用高壓斷路器數(shù)量少，節(jié)省了設(shè)備投資和占地面積。缺點：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時時間停運。為防止此缺點，可加裝正常運行時斷開的跨條。另外，橋連斷路器檢修時，也可采用此跨條。線路無法擴建。1.2.2.6內(nèi)橋接線〔圖1.2-6〕優(yōu)點：供電可靠性較高。全所停電的可能性較小。調(diào)度靈巧性高。電源線路的投入和切除比較方便，當(dāng)線路發(fā)生故障時，僅線路側(cè)斷路器斷開，不影響其它回路運行。經(jīng)濟性高。四個回路只需三臺斷路器，所用高壓斷路器數(shù)量少，節(jié)省了設(shè)備投資和占地面積。缺點：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并影響一條電源線路的暫時運行。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。為防止此缺點，可加裝正常運行時斷開的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上必須加裝兩組隔離開關(guān)，橋連斷路檢修時，也可利用此跨條。線路無法擴建。各電壓等級接線選取的一般原那么1.3.1110KV側(cè)選取原那么：根據(jù)?發(fā)電廠變電所電氣主接線設(shè)計?中規(guī)定，雙母線接線適合于110KV~220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路在3回以上，同時規(guī)定在采用單母線、分段母線或雙母線的35KV~110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時可設(shè)置旁路設(shè)施。1.3.235KV側(cè)選取原那么：35KV~110KV線路超過2回時宜采用單母線或分段單母線接線。分段單母線或雙母線的35KV~110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時可設(shè)置旁路設(shè)施。1.3.310KV側(cè)選取原那么：當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，6KV~10KV側(cè)宜用單母線或分段單母線接線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時可設(shè)置旁路設(shè)施。主接線方案選定根據(jù)對各電壓等級接線方式選取原那么及預(yù)選方案的技術(shù)、經(jīng)濟初步比較，最終選定第4套及第6套方案進行數(shù)據(jù)計算及設(shè)備選擇。主變壓器容量及型號確定2.1主變壓器臺數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器并列運行，如一臺因故障退出，仍可保證大局部用戶用電，不致全所停電。當(dāng)只有一個電源或變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時，可裝設(shè)一臺。對于大型樞紐變電所，根據(jù)工程具體情況，可安裝2—4臺主變壓器。本所屬降壓中間變電所，且35KV及10KV對端無電源。應(yīng)選取兩臺容量相等的主變壓器，并列運行。2.2主變壓器容量的選擇主變壓器容量應(yīng)根據(jù)5—10年的開展規(guī)劃進行選擇。根據(jù)變電所所帶負(fù)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(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷：對一般性變電所一臺主變停運時，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。本所屬一般性變電所，每臺變壓器額定容量可按下式選擇：Sn=0.6Pmax(1+a%)+S所Sn：變壓器額定容量；Pmax：變電所最大負(fù)荷；a%：該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%；S所：變電所用負(fù)荷，一般取100KVA。這樣，當(dāng)一臺變壓器停用時，可保證對60%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力40%，那么可保證對84%負(fù)荷的供電。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負(fù)荷，因此，采用Sn=0.6Pm，對變電所保證重要負(fù)荷來說是可行的。每臺主變的計算容量即為：26043KVA?？紤]到變電所5～10年的開展規(guī)劃，選用兩臺容量為31500KVA的變壓器即可滿足負(fù)荷要求。2.3主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均到達(dá)該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器采用三繞組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調(diào)壓方式。應(yīng)選用SFSZ9–31500型變壓器，參數(shù)見表2-1。表2-1主變壓器參數(shù)型號及容量(KVA)連接組別容量比空載電流(%)投資(萬元)SFSZ9-31500Y0/Y0/Δ-12-11100/50/500.830X2電壓組合及分接范圍〔KV〕損耗〔KW〕阻抗電壓〔%〕高壓中壓低壓空載短路高-中高-低中-低115±8X1.25%38.5±5%1138.42291810.56.5第三章短路電流計算3.1短路電流計算目的在變電所的電氣設(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個方面：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用限制短路電流的實施等，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平安、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。在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗分列軟導(dǎo)線的相間和相對的平安距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。演算接地裝置接觸電壓和跨步電壓時，也需用短路電流。3.2短路電流計算的一般規(guī)定3.2.1計算的根本情況電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行。短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。所有電源的電動勢相位角相同。應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點電弧電阻。3.2.2計算容量應(yīng)按工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景開展規(guī)劃〔一般考慮工程建成后5～10年〕。3.2.3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，即兩臺變壓器并列運行。3.2.4短路種類短路分兩相短路，兩相接地短路，單相接地，三相短路，一般情況下，三相短路電流大于其它對稱短路形式。故按三相短路計算。3.2.5短路點選擇選擇在正常接線方式時短路電流為最大地點，應(yīng)選高、中、低三側(cè)母線采用同一方法計算。3.3短路電流計算方法3.3.1基準(zhǔn)值、標(biāo)幺值計算短路電流計算一般計算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值計算，為了方便，通常取基準(zhǔn)容量SB=100MVA；基準(zhǔn)電壓UB為各級的平均電壓，即UB=UP=1.05UN(UP：平均電壓；UN：額定電壓)，常用的基準(zhǔn)電壓值為115KV∕37KV∕10.5KV；那么基準(zhǔn)電流IB=SB/√3UB計算結(jié)果為：IB110=0.502KA；IB35=1.56KA；IB10=5.5KA變壓器阻抗電壓計算公式為：UK1%=1/2(UK〔1-2〕%+UK〔1-3〕%-UK〔2-3〕%)UK2%=1/2(UK〔1-2〕%+UK〔2-3〕%-UK〔1-3〕%)UK3%=1/2(UK〔2-3〕%+UK〔1-3〕%-UK〔1-2〕%)變壓器電抗計算公式為：XT=〔UK%/100〕×〔UB2/SN〕變壓器電抗標(biāo)幺值計算公式為：XT*=XT×〔SB/UB2〕3.3.2無限大容量電源供給短路電流的計算在短路電流計算中，當(dāng)供電電源為無窮大時，可以認(rèn)為短路電流的周期分量在整個短路過程中保持不便，即短路電流不衰減。短路電流標(biāo)幺值計算公式為：I"z*=I"*=I∞*=1/X∑*I"*：時間為0秒的短路電流周期分量標(biāo)幺值I∞*：時間為∞的短路電流周期分量標(biāo)幺值X∑*：電源對短路點的等值電抗短路電流有名值計算公式為：I"z=I"=I∞=I"z*×IB=I"z*×(SB/√3UB)I"：時間為0秒的短路電流有名值I∞：時間為∞的短路電流有名值短路電流沖擊值：ich=√2×Kch×I∞Kch：短路電流沖擊系數(shù)，變電所一般取1.8短路全電流最大有效值：Ich=I"×√[1+2(Kch–1)2]短路容量：Sd=SB/X∑*3.4短路電流計算結(jié)果表3-1短路電流計算結(jié)果短路點電壓等級標(biāo)幺值有名值沖擊值最大值短路容量I"z*I"z(KA)ich(KA)Ich(KA)Sd(MVA)d1110KV9.2174.62811.7816.989921.659d235KV2.5383.96110.0835.981253.807d310KV3.53419.43249.46629.342353.357第四章電氣設(shè)備的選擇與校驗4.1選擇的一般原那么應(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(yuǎn)景開展。應(yīng)滿足安裝地點和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。對于電流互感器的選擇應(yīng)計及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別。對于熔斷器的選擇應(yīng)考慮其上.下級的配合。對于電抗器的選擇應(yīng)檢驗其正常情況下的電壓損失和短路時的母線殘壓值。4.2選擇的有關(guān)規(guī)定4.2.1技術(shù)條件選擇電器的額定工作電壓Un應(yīng)大于回路最高運行電壓Ug，額定工作電流In應(yīng)大于回路最大工作電流Ig·max，即Un>Ug；In>Ig·max4.2.2校驗的一般原那么電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。短路熱穩(wěn)定條件I∞2tdz≤It2t(tdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞)I∞：穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz：短路電流發(fā)熱等值時間It：短路器t秒熱穩(wěn)定電流tz：短路電流周期分量等值時間短路動穩(wěn)定條件ich≤imaxich：三相短路電流沖擊值imax：短路器極限通過電流峰值斷路器開斷容量校驗Sbrn≥SdSbrn：斷路器額定斷流容量Sd：短路容量4.3電氣設(shè)備與載流體的選擇〔詳細(xì)選擇及計算參考P37〕4.3.1斷路器的選擇表4-1斷路器參數(shù)型號裝設(shè)地點額定電壓〔KV〕額定電流〔A〕熱穩(wěn)定電流〔KA〕SW4-110/1000110KV側(cè)110100021〔5S〕SW3-35/60035KV進線356006.6〔4S〕SW3-35/60035KV出線356006.6〔4S〕SN10-10C/125010KV進線10125029〔4S〕SN11-10C/100010KV出線10100020〔5S〕表4-1〔續(xù)〕額定開斷電流〔KA〕額定開斷容量〔MVA〕極限通過電流〔KA〕投資〔萬元〕最大有效18.435005532116.6400179.87.56.6400179.87.528.950071422.523.140052301.14.3.2隔離開關(guān)的選擇表4-2隔離開關(guān)參數(shù)型號裝設(shè)地點額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流GW2-110/600110KV側(cè)1106005014〔5S〕GW4-35/60035KV進線356005015.8〔4S〕GW4-35/60035KV出線356005015.8〔4S〕投資〔萬元〕110KV側(cè)2.535KV側(cè)1.24.3.3高壓熔斷器的選擇表4-3高壓熔斷器參數(shù)型號額定電壓〔KV〕額定電流〔A〕斷流容量〔MVA〕備注RW9-35350.5600保護戶外電壓互感器RN2100.51000保護戶內(nèi)電壓互感器4.3.4電流互感器〔CT〕的選擇表4-4電流互感器參數(shù)型號安裝地點額定變比準(zhǔn)確級1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)L-110110KV側(cè)200/50.5/D75135LCW-3535KV進線400/50.5/365100LCW-3535KV出線300/50.5/365100LBJ-1010KV進線1200/50.5/D5090LA-1010KV出線1000/50.5/350904.3.5電壓互感器〔PT〕的選擇本設(shè)計的電壓互感器按用于運行監(jiān)視和估算電能用，所以準(zhǔn)確度選1級；型式：35~110KV屋外配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)或瓷絕緣結(jié)構(gòu)；10KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆筑絕緣結(jié)構(gòu)；一次電壓〔U1〕：1.1UN>U1>0.9UN二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按表4-5選表4-5電壓互感器的二次電壓選擇繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)用于中性點非直接接地系統(tǒng)二次額定電壓100100√3100100，3表4-6電壓互感器參數(shù)型號裝設(shè)地點型式額定變比〔KV〕最大容量〔VA〕JCC-110110KV屋外瓷絕緣110/√3|0.1/√3|0.12000JDJJ-3535KV屋外油浸式35/√3|0.1/√3|0.1/31200JDZJ-1010KV屋內(nèi)澆筑式10/√3|0.1/√3|0.1/33004.3.6母線與引接線的選擇母線的選擇原那么矩形導(dǎo)體具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝及施工方便的特點，它運用與發(fā)電廠及變電所中35KV及以下的配電裝置或外母線橋的連接；110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線；表4-7母線與引接線參數(shù)裝設(shè)地點型號材料截面尺寸〔mm〕載流量〔A〕110KV母線LGJ-185鋼芯鋁絞線18553135KV母線Ф40×5單條矩形鋁母豎放20054310KV母線Ф80×8單條矩形鋁母豎放640135835KV出線LGJ-300鋼芯鋁絞線30075510KV出線Ф70交聯(lián)聚乙烯絕緣三芯〔鋁〕電力電纜701854.3.7支柱絕緣子的選擇選擇原那么：用于室內(nèi)時，一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子；用于室外時，一般采用棒式支柱絕緣子。在需要倒裝時，宜用懸掛式支柱絕緣子；表4-8支柱絕緣子參數(shù)型號額定電壓(KV)絕緣子高度(mm)機械破壞負(fù)荷(kg)X-4.5(7片)110KV————ZS-3535KV400400ZD-1010KV23520004.3.810KV穿墻套管的選擇型號額定電壓(KV)額定電流(A)套管長度(mm)機械破壞負(fù)荷(kg)CLD-101020005802000第五章確定最正確方案5.1變壓器年電能損失總值計算SFSZ9-31500/110型主變壓器的三繞組容量比為100/50/50，故適用于公式：ΔA=n×(ΔP0+KΔQ0)×T0+1/2n×(ΔP+KΔQ)×[S12/Sn2+S22/(SnS2n)+S32/(SnS3n)]×τ=2×(38.4+0.1×252)×8000+1/(2×2)×(229+0.1×5670)×[02/315002+235302/(31500×15750)+176482/(31500×15750)]×4000=1017600+199×(0+1.116+0.628)×4000=2405824KW·hΔA：年電能損失總值n：容量相同并列運行的n臺變壓器ΔP0：空載有功損耗ΔQ0：空載無功損耗ΔQ0=I0%(Sn/100)=0.8×(31500/100)=252KvarI0%：空載電流T0：變壓器全年實際運行小時數(shù)，一般取8000hK：無功經(jīng)濟當(dāng)量，一般取0.1ΔP：短路有功損耗ΔQ：短路無功損耗ΔQ=Ud%(Sn/100)=18×(31500/100)=5670KvarS1、S2、S3為n臺變壓器三側(cè)分別擔(dān)負(fù)的最大負(fù)荷Sn：變壓器額定容量S2n：變壓器第二繞組額定容量S3n：變壓器第三繞組額定容量τ：最大負(fù)荷損耗時間，查表得τ=40005.2綜合投資計算Z=Z0(1+a/100)Z0：主體設(shè)備投資，本次設(shè)計僅考慮主變壓器、斷路器和隔離開關(guān)a：附加費用比例系數(shù)，一般取905.2.1方案4綜合投資Z=(1+90/100)×(2×30+3×11+9×7.5+3×2.5+10×1.1+8×2.5+18×1.2)=1.9×220.6=419.14萬元5.2.2方案6綜合投資Z=(1+90/100)×(2×30+5×11+9×7.5+2×2.5+10×1.1+10×2.5+20×1.2)=1.9×247.5=470.25萬元5.3年運行費用比較u=a×ΔA×10-4+u1+u2a：電能電價，一般取0.07元/KW·hu1：小修、維護費，一般取0.062Zu2：折舊費，一般取0.12Z5.3.1方案4年運行費用u1=0.062Z=0.062×419.14=26萬元u2=0.12Z=0.12×419.14=50萬元u=0.07×2405824×10-4+26+50=93萬元5.3.2方案6年運行費用u1=0.062Z=0.062×470.25=29萬元u2=0.12Z=0.12×470.25=56萬元u=0.07×2405824×10-4+29+56=102萬元5.4最終接線方式選擇兩種方案從技術(shù)上〔可靠性、靈巧性等〕根本類似，只能從經(jīng)濟方面考慮，方案4無論從設(shè)備綜合投資還是年運行費用上都優(yōu)于方案6，故最終選定方案為方案4〔110KV：采用內(nèi)橋接線35KV：采用分段單母線10KV：采用分段單母線〕；第六章防雷系統(tǒng)設(shè)計6.1閥型避雷器的選擇6.1.1型式選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，3~220KV變電所的配電裝置一般使用FZ型避雷器；6.1.2額定電壓避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)的額定電壓一致；6.1.3滅弧電壓避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對地電壓，應(yīng)小于或等于避雷器的最大容許電壓；6.1.4工頻放電電壓本所屬中性點直接接地系統(tǒng)，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運行相電壓的3倍，工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍；6.1.5避雷器的選擇型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ-110J4×FZ-30J110100224268FZ-352×FZZ-10單獨元件1012.726316.2避雷針的設(shè)置根據(jù)?電力設(shè)備過電壓保護設(shè)計技術(shù)規(guī)程?，對避雷針有如下幾個方面的要求：獨立避雷針與配電裝置帶電局部，變壓器電力設(shè)施接地局部，架構(gòu)接地局部之間的空氣中距離應(yīng)符合下式要求：Sk≥0.3Rch+0.1hSk：空氣中距離Rch：獨立避雷針的沖擊接地電阻〔Ω〕H：避雷針校驗點的高度(m)獨立避雷針的接地裝置與變電所接地網(wǎng)的地中距離應(yīng)符合下式要求：Sd≥0.3RchSd：地中距離除上述要求外，對避雷針還有Sk不宜小于5米，Sd不宜小于3米。獨立避雷針宜設(shè)獨立接地裝置獨立避雷針不宜設(shè)在人經(jīng)常通過的地方，避雷針及其接地裝置與路邊或出口等距離不宜小于3米根據(jù)各項事宜，為保護變電所電氣設(shè)備免受直擊雷的侵害，本站設(shè)計裝設(shè)四支30米等高的獨立避雷針，且采用獨立接地裝置，通過計算，此設(shè)計滿足防累要求。第七章接地裝置設(shè)置為了保證人身和設(shè)備平安，電氣設(shè)備接地或接零，為了將各種不同電壓的電氣設(shè)備接地，應(yīng)使用一個總的接地裝置，電氣設(shè)備的人工接地體應(yīng)盡可能使電氣設(shè)備所在地點附近對地電壓分布均勻，大接地短路電流的電氣設(shè)備，一定要裝設(shè)環(huán)形接地體，并加裝均壓帶。對變壓器、電器的底座和外殼、互感器二次繞組、屋外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土構(gòu)架以及靠近帶電局部的金屬遮攔和金屬門等都是接地范圍。本設(shè)計對接地裝置布置為：接地裝置系由∠50×5、長2.5m的角鋼作為垂直接地體和-60×6扁鋼作為水平接地體成接地裝置，埋沒深度為0.8米接地棒每隔6m埋沒一根，并用-60×6扁鋼速成環(huán)狀杠塔、金屬架構(gòu)、電氣設(shè)備金屬外殼等、操作機構(gòu)、電氣設(shè)備工作接地等處均需接地，其分支引線工作接地外，均采用Ф16圓鋼引出地面，其引出位置應(yīng)按距離接地設(shè)備最近處設(shè)備。地下電纜溝的接地線采用-60×6扁鋼與電纜支架連接，中間及端頭與主接地網(wǎng)相連接，戶外地上電纜支架用Ф16圓鋼與接地相連。接地裝置總接地電阻不應(yīng)超過0.5Ω,否那么增加接地棒，至總接地電阻≤0.5Ω為止。變壓器采用-60×6扁鋼兩處可靠接地。第八章電氣總平面布置8.1配電裝置的根本要求配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家根本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策。保證運行可靠，按照系統(tǒng)和自然條件合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊，清晰，保證具有足夠的平安距離。便于檢修，巡視和操作。在保證平安的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。安裝和擴建方便。8.2屋內(nèi)、外配電裝置大型發(fā)電廠和變電所中，35KV以及下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，110KV以及以上多為屋外配電裝置，但110—220KV裝置，當(dāng)有特殊要求〔如戰(zhàn)備或深入城市中心〕或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)〔如海邊或化工區(qū)〕時經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，也可采用屋內(nèi)式布置。8.2.1屋內(nèi)配電裝置的特點由于允許平安凈距小和可以分層布置故占地面積較小；維修巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候影響；外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小，可減少維護工作量；房屋建筑投資較大；8.2.2屋外配電裝置的特點土建工程量和費用較小，建設(shè)周期短；擴建比較方便；相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶帶電作業(yè)；占地面積大；受外界空氣影響，設(shè)備運行條件較差，須加強絕緣；外界氣象變化對設(shè)備維修和操作有影響；8.3配電裝置的設(shè)計8.3.1根據(jù)電氣設(shè)備的高度，屋外配電裝置采用中型配電裝置：所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的根底上，使帶電局部對地保持必要的高度，變壓器根底為雙梁形并鋪以鐵軌，下邊設(shè)置貯油池，其尺寸比設(shè)備外廓大1M，池內(nèi)輔設(shè)厚度不大于0.25的卵石層。兩臺變壓器凈距12米，斷路器、隔離開關(guān)，電流電壓互感器均采用高式布置，其支柱絕緣子最低邊對地的距離為2.7M；中垂配電裝置采用的有關(guān)尺寸：〔M〕弧垂根間距離母線架構(gòu)高度架構(gòu)寬度12.27.38.08.3.2屋內(nèi)配電裝置的布置型式為單層、二通道、單母線分段，采用成套開關(guān)柜、柜間有絕緣管隔離。35KV為JYN1—35手車式交流金屬封閉型移開式開關(guān)柜，10KV為KYN1—10系列戶內(nèi)交流鎧裝移開式開關(guān)柜、體積小、油量少、重量輕、占地面積小等優(yōu)點，配有備用手車開關(guān)，在檢修時可更換使用，減少停電時間。母線為水平布置，35KV相間距離為500mm，10KV為300mm，兩段母線間以垂直的隔墻分開，這樣當(dāng)一組母線故障不會影響一組母線，并可以平安檢修。裝置正面配有2.5—2.8M操作通道，反面有1M的維護通道。第二局部設(shè)計計算書本局部包含變壓器容量選擇、短路電流、設(shè)備選擇及校驗、防雷保護與接地裝置詳細(xì)的計算過程。第一章變壓器容量及參數(shù)計算1.1基準(zhǔn)容量計算∵SB=100MVA短路電流標(biāo)幺值為：15∴XS*=1/15=0.067又∵系統(tǒng)供電線路為：LGJ-185/20km，查表得X1=0.55Ω/km，即X1=0.55Χ20=11Ω∴X1*=X1(SB/UB2)=11Χ(100/1152)=0.0831.2變壓器容量選擇∵要求當(dāng)一臺變壓器停用時，可保證對60%負(fù)荷的供電；110KV電壓等級電網(wǎng)的線損率〔a%〕一般取5%；所用負(fù)荷S所一般選取0.1MVA；∴計算容量SN=0.6Pmax(1+5%)+S所=[0.6Χ(20/0.85+15/0.85)]Χ1.05+0.1=26043KVA主變選用SFSZ9-31500型變壓器1.3變壓器阻抗電壓計算查SFSZ9-31500型變壓器參數(shù)得：UK(1-2)=18%UK(1-3)=10.5%UK(2-3)=6.5%UK1%=1/2[UK(1-2)%+UK(1-3)%-UK(2-3)%]=1/2Χ[18+10.5-6.5]=11%UK2%=1/2[UK(1-2)%+UK(2-3)%-UK(1-3)%]=1/2Χ[18+6.5-10.5]=7%UK3%=1/2[UK(2-3)%+UK(1-3)%-UK(1-2)%]=1/2Χ[10.5+6.5-18]=0XT1=(UK1%/100)(UB2/SN)=(11/100)Χ(1152/31.5)=46.183ΩXT2=(UK2%/100)(UB2/SN)=(7/100)Χ(1152/31.5)=29.389ΩXT3=(UK3%/100)(UB2/SN)=(0/100)Χ(1152/31.5)=0XT1*=XT1(SB/UB2)=46.183Χ(100/1152)=0.349XT2*=XT2(SB/UB2)=29.389Χ(100/1152)=0.222XT3*=XT3(SB/UB2)=0Χ(100/1152)=0第二章短路點的短路電流計算2.1主接線等值電路圖：2.2d1點發(fā)生三相短路〔110KV〕2.2.1電源對短路點的等值電抗〔X∑1*〕X∑1*=Xs*+X1*/2=0.067+0.083/2=0.10852.2.2短路電流標(biāo)幺值〔I"z1*〕I"z1*=I"1*=I∞1*=1/X∑1*=1/0.1085=9.2172.2.3短路電流有名值〔I"z1〕I"z1=I"1=I∞1=I"z1*×IB=I"z1*×(SB/√3UB)=9.217Χ[100/(√3×115)]=4.628KA2.2.4短路電流沖擊值〔ich1〕ich1=√2×Kch×I∞1=√2×1.8×4.628=11.781KA2.2.5短路全電流最大有效值〔Ich1〕Ich1=I"1×√[1+2(Kch–1)2]=4.628×1.51=6.989KA2.2.6短路容量〔Sd1〕Sd1=SB/X∑1*=100/0.1085=921.659MVA2.3d2點發(fā)生三相短路〔35KV〕2.3.1電源對短路點的等值電抗〔X∑2*〕X∑2*=Xs*+(X1*+XT1*+XT2*)/2=0.067+(0.083+0.349+0.222)/2=0.3942.3.2短路電流標(biāo)幺值〔I"z2*〕I"z2*=I"2*=I∞2*=1/X∑2*=1/0.394=2.5382.3.3短路電流有名值〔I"z2〕I"z2=I"2=I∞2=I"z2*×IB=I"z2*×(SB/√3UB)=2.538Χ[100/(√3×37)]=3.961KA2.3.4短路電流沖擊值〔ich2〕ich2=√2×Kch×I∞2=√2×1.8×3.961=10.083KA2.3.5短路全電流最大有效值〔Ich2〕Ich2=I"2×√[1+2(Kch–1)2]=3.961×1.51=5.981KA2.3.6短路容量〔Sd2〕Sd2=SB/X∑2*=100/0.394=253.807MVA2.4d3點發(fā)生三相短路〔10KV〕2.4.1電源對短路點的等值電抗〔X∑3*〕X∑3*=Xs*+(X1*+XT1*+XT3*)/2=0.067+(0.083+0.349+0)/2=0.2832.4.2短路電流標(biāo)幺值〔I"z3*〕I"z3*=I"3*=I∞3*=1/X∑3*=1/0.283=3.5342.4.3短路電流有名值〔I"z3〕I"z3=I"3=I∞3=I"z3*×IB=I"z3*×(SB/√3UB)=3.534Χ[100/(√3×10.5)]=19.432KA2.4.4短路電流沖擊值〔ich3〕ich3=√2×Kch×I∞3=√2×1.8×19.432=49.466KA2.4.5短路全電流最大有效值〔Ich3〕Ich3=I"3×√[1+2(Kch–1)2]=19.432×1.51=29.342KA2.4.6短路容量〔Sd3〕Sd3=SB/X∑3*=100/0.283=353.357MVA第三章設(shè)備的選擇與校驗過程3.1110KV斷路器及隔離開關(guān)的選擇3.1.1斷路器的選擇3.1.1.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=1.05Ig=1.05×31500/(√3×110)=173.604A選用SW4-110/1000型斷路器，IN=1000A3.1.1.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=5S時，It=21KAtz=4.4Stdz=4.4+0.05×12=4.45SI∞2tdz=4.6282×4.45=95.312KA2·SIt2t=212×5=2205KA2·SI∞2tdz=95.312<It2t=2205KA2·S∴滿足要求3.1.1.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=11.781<imax=55KA∴滿足要求3.1.1.4開斷容量校驗要求：Sd≤SbrnSd=921.659<Sbrn=3500MVA∴滿足要求3.1.2隔離開關(guān)的選擇3.1.2.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=173.604A選用GW2-110/600型隔離開關(guān)，IN=600A3.1.2.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=5S時，It=14KAtz=4.4Stdz=4.4+0.05×12=4.45SI∞2tdz=4.6282×4.45=95.312KA2·SIt2t=142×5=980KA2·SI∞2tdz=95.312<It2t=980KA2·S∴滿足要求3.1.1.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=11.781<imax=50KA∴滿足要求3.235KV斷路器及隔離開關(guān)的選擇3.2.1進線斷路器的選擇3.2.1.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=Pmax/(√3UNcosφ)=20/(√3×35×0.85)=388.135A選用SW3-35/600型斷路器，IN=600A3.2.1.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=4S時，It=6.6KAtz=3.4Stdz=3.4+0.05×12=3.45SI∞2tdz=3.9612×3.45=54.129KA2·SIt2t=6.62×4=174.24KA2·SI∞2tdz=54.129<It2t=174.24KA2·S∴滿足要求3.2.1.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=10.083<imax=17KA∴滿足要求3.2.1.4開斷容量校驗要求：Sd≤SbrnSd=253.807<Sbrn=400MVA∴滿足要求3.2.2進線隔離開關(guān)的選擇3.2.2.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=388.135A選用GW4-35/600型隔離開關(guān)，IN=600A3.2.2.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=4S時，It=15.8KAtz=3.4Stdz=3.4+0.05×12=3.45SI∞2tdz=3.9612×3.45=54.129KA2·SIt2t=15.82×4=998.56KA2·SI∞2tdz=54.129<It2t=998.56KA2·S∴滿足要求3.2.2.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=10.083<imax=50KA∴滿足要求3.2.3出線斷路器的選擇3.2.3.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=Pmin/(√3UNcosφ)=15/(√3×35×0.85)=291.101A選用SW3-35/600型斷路器，IN=600A3.2.3.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=4S時，It=6.6KAtz=3.4Stdz=3.4+0.05×12=3.45SI∞2tdz=3.9612×3.45=54.129KA2·SIt2t=6.62×4=174.24KA2·SI∞2tdz=54.129<It2t=174.24KA2·S∴滿足要求3.2.3.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=10.083<imax=17KA∴滿足要求3.2.3.4開斷容量校驗要求：Sd≤SbrnSd=253.807<Sbrn=400MVA∴滿足要求3.2.4出線隔離開關(guān)的選擇3.2.4.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=291.101A選用GW4-35/600型隔離開關(guān)，IN=600A3.2.4.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=4S時，It=15.8KAtz=3.4Stdz=3.4+0.05×12=3.45SI∞2tdz=3.9612×3.45=54.129KA2·SIt2t=15.82×4=998.56KA2·SI∞2tdz=54.129<It2t=998.56KA2·S∴滿足要求3.2.4.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=10.083<imax=50KA∴滿足要求3.310KV斷路器的選擇3.3.1進線斷路器的選擇3.3.1.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=Pmax/(√3UNcosφ)=15/(√3×10×0.85)=1018.853A選用SN10-10C/1250型斷路器，IN=1250A3.3.1.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=4S時，It=29KAtz=3.4Stdz=3.4+0.05×12=3.45SI∞2tdz=19.4322×3.45=1303KA2·SIt2t=292×4=3364KA2·SI∞2tdz=1303<It2t=3364KA2·S∴滿足要求3.3.1.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=49.466<imax=71KA∴滿足要求3.3.1.4開斷容量校驗要求：Sd≤SbrnSd=353.357<Sbrn=500MVA∴滿足要求3.3.2出線斷路器的選擇3.3.2.1額定電流及額定電壓的選擇要求：IN≥IgmaxUN≥UgIgmax=Pmin/(√3UNcosφ)=10/(√3×10×0.85)=679.236A選用SN11-10C/1000型斷路器，IN=1000A3.3.2.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤It2ttdz=tz+0.05β"2β"=I"/I∞=1由表可知，當(dāng)t=5S時，It=20KAtz=4.4Stdz=4.4+0.05×12=4.45SI∞2tdz=19.4322×4.45=1681KA2·SIt2t=202×5=2000KA2·SI∞2tdz=1681<It2t=2000KA2·S∴滿足要求3.3.2.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤imaxich=49.466<imax=52KA∴滿足要求3.3.2.4開斷容量校驗要求：Sd≤SbrnSd=353.357<Sbrn=400MVA∴滿足要求3.4電流互感器〔CT〕的選擇3.4.1110KV電流互感器的選擇3.4.1.1按最大持續(xù)工作電流選Igmax=173.604A選用L-110型電流互感器額定變比：200/53.4.1.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤(I1n·Kt)2由表可知：當(dāng)t=1S時，Kt=75I∞2tdz=4.6282×4.45=95.312(I1n·Kt)2=(0.2×75)2=225I∞2tdz=95.312<(I1n·Kt)2=225∴滿足要求3.4.1.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤√2I1nKdw√2I1nKdw=√2×0.2×135=38.184ich=11.781<√2I1nKdw=38.184∴滿足要求3.4.235KV進線側(cè)電流互感器的選擇3.4.2.1按最大持續(xù)工作電流選Igmax=388.135A選用LCW-35型電流互感器額定變比：400/53.4.2.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤(I1n·Kt)2由表可知：當(dāng)t=1S時，Kt=65I∞2tdz=3.9612×3.45=54.129(I1n·Kt)2=(0.4×65)2=676I∞2tdz=54.129<(I1n·Kt)2=676∴滿足要求3.4.2.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤√2I1nKdw√2I1nKdw=√2×0.4×100=56.569ich=10.083<√2I1nKdw=56.569∴滿足要求3.4.335KV出線側(cè)電流互感器的選擇3.4.3.1按最大持續(xù)工作電流選Igmax=291.101A選用LCW-35型電流互感器額定變比：300/53.4.3.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤(I1n·Kt)2由表可知：當(dāng)t=1S時，Kt=65I∞2tdz=3.9612×3.45=54.129(I1n·Kt)2=(0.3×65)2=380.25I∞2tdz=54.129<(I1n·Kt)2=380.25∴滿足要求3.4.3.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤√2I1nKdw√2I1nKdw=√2×0.3×100=42.426ich=10.083<√2I1nKdw=42.426∴滿足要求3.4.410KV進線側(cè)電流互感器的選擇3.4.4.1按最大持續(xù)工作電流選Igmax=1018.853A選用LBJ-10型電流互感器額定變比：1200/53.4.4.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤(I1n·Kt)2由表可知：當(dāng)t=1S時，Kt=50I∞2tdz=19.4322×3.45=1302.729(I1n·Kt)2=(1.2×50)2=3600I∞2tdz=1302.729<(I1n·Kt)2=3600∴滿足要求3.4.4.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤√2I1nKdw√2I1nKdw=√2×1.2×90=152.735ich=49.466<√2I1nKdw=152.735∴滿足要求3.4.510KV出線側(cè)電流互感器的選擇3.4.5.1按最大持續(xù)工作電流選Igmax=679.236A選用LA-10型電流互感器額定變比：1000/53.4.5.2熱穩(wěn)定校驗要求：I∞2tdz≤(I1n·Kt)2由表可知：當(dāng)t=1S時，Kt=50I∞2tdz=19.4322×4.45=1680.332(I1n·Kt)2=(1×50)2=2500I∞2tdz=1680.332<(I1n·Kt)2=2500∴滿足要求3.4.5.3動穩(wěn)定校驗要求：ich≤√2I1nKdw√2I1nKdw=√2×1×90=127.279ich=49.466<√2I1nKdw=127.279∴滿足要求3.5母線及出線的選擇3.5.1110KV母線的選擇110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。本次設(shè)計選擇用鋼芯鋁絞線。3.5.1.1回路最大持續(xù)工作電流Igmax=173.604A3.5.1.2最大運行小時Tmax=(20×5500+15×5400)/(20+15)=5457h3.5.1.3按經(jīng)濟電流密度選Sj=Igmax/J=173.604/0.9=192.89mm2J：導(dǎo)體經(jīng)濟電流密度，Tmax=5457h∴J=0.9選用LGJ-185型裸絞線截面積S=185mm23.5.1.4熱穩(wěn)定校驗要求：S≥Smin=I∞/C√tdz(mm2)Smin：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面C：熱穩(wěn)定系數(shù)查表得：C=87I∞：穩(wěn)態(tài)短路電流tdz：短路電流等值時間Smin=I∞/C√tdz=4628/87×√4.45=112mm2S=185>Smin=112∴滿足要求3.5.1.5電暈校驗根據(jù)規(guī)程規(guī)定：110KV使用大于LGJ-70型導(dǎo)線，可不進行電暈校驗，本所選用LGJ-185型導(dǎo)線，故不再進行電暈校驗；3.5.235KV母線的選擇3.5.2.1最大持續(xù)工作電流Igmax=388.135A回路正常工作電流在4000A及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體；3.5.2.2按最大持續(xù)工作電流選擇Igmax≤KθIyKθ：溫度修正系數(shù)查表取Kθ=0.8Iy：環(huán)境溫度為+25時的導(dǎo)體長期允許載流量KθIy=0.8×543=450.69A查表選單條40×5mm2矩形母線豎放S=200mm23.5.2.3熱穩(wěn)定校驗要求：S≥Smin=I∞/C√tdzmm2查表得：C=87Smin=I∞/C√tdz=3961/87×√3.45=84.566mm2S=200>Smin=84.566∴滿足要求3.5.2.4動穩(wěn)定校驗要求：ómax≤óyóy：母線材料的允許應(yīng)力硬鋁為：69×106Paómax：作用在母線上的最大計算應(yīng)力ómax=1.73ich2(βL2)/(aW)×10-8PaL：支柱絕緣子間跨距取L=1mW：截面系數(shù)查表得W=0.167hb2=0.167×40×52×10-6=167×10-6m3a：母線相間距取a=0.5mβ：振動系數(shù)三相母線布置在同一平面時，母線自振頻率fm為fm=112(ri/L2)εHZri：母線慣性半徑查表得ri=0.289b=0.289×5=1.445cmε：材料系數(shù)鋁為：1.55×104fm=112(ri/L2)ε=112×(1.445/12)×1.55×104=250.852HZ單條母線fm≠35~135HZ，250.852HZ在此范圍外故β≈1ómax=1.73ich2(βL2)/(aW)×10-8=1.73×10.0832×[(1×12)/(0.5×167×10-6)]×10-8=21.1×106Paómax=21.1×106<óy=69×106Pa∴滿足要求3.5.2.5電暈校驗要求：ULJ>UgULJ=84kmrБr[1+0.301/√(Бr)]lg(a/r)K：排列系數(shù)取0.96mr：導(dǎo)體外表粗糙系數(shù)取0.85Б：空氣相對密度取0.955a：相間距離取50cmr：導(dǎo)體半徑ULJ=84kmrБr[1+0.301/(Бr)]lg(a/r)=84×0.96×0.85×0.955×1.165×[1+0.301/√(0.955×1.165)]lg(50×1.165)=76.26×(1+0.31749)×1.6326=164.03KVULJ>Ug∴滿足要求3.5.335KV出線的選擇3.5.3.1回路最大持續(xù)工作電流Igmax=291.101A3.5.3.2最大運行小時Tmax=5500h即導(dǎo)體經(jīng)濟電流密度：J=0.93.5.3.3按經(jīng)濟電流密度選Sj=Igmax/J=291.101/0.9=323.445mm2選用LGJ-300型裸絞線截面積S=300mm23.5.3.4熱穩(wěn)定校驗要求：S≥Smin=I∞/C√tdz(mm2)Smin：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面C：熱穩(wěn)定系數(shù)查表得：C=87I∞：穩(wěn)態(tài)短路電流tdz：短路電流等值時間Smin=I∞/C√tdz=3961/87×√3.45=84.566mm2S=300>Smin=84.566∴滿足要求3.5.410KV母線的選擇3.5.4.1回路最大持續(xù)工作電流Igmax=1018.853A回路正常工作電流在4000A及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體；3.5.4.2按最大持續(xù)工作電流選擇Igmax≤KθIyKθ：溫度修正系數(shù)查表取Kθ=0.81Iy：環(huán)境溫度為+25時的導(dǎo)體長期允許載流量KθIy=0.81×1358=1099.98A查表選單條80×8mm2矩形母線豎放S=640mm23.5.4.3熱穩(wěn)定校驗要求：S≥Smin=I∞/C√tdzmm2查表得：C=87Smin=I∞/C√tdz=19432/87×√3.45=414.866mm2S=640>Smin=414.866∴滿足要求3.5.4.4動穩(wěn)定校驗要求：ómax≤óyóy：母線材料的允許應(yīng)力硬鋁為：69×106Paómax：作用在母線上的最大計算應(yīng)力ómax=1.73ich2(βL2)/(aW)×10-8PaL：支柱絕緣子間跨距取L=1.2mW：截面系數(shù)查表得：W=0.167hb2=0.167×80×82×10-6=855×10-6m3a：母線相間距取a=0.7mβ：振動系數(shù)三相母線布置在同一平面時，母線自振頻率fmfm=112(ri/L2)εHZri：母線慣性半徑查表得：ri=0.289b=0.289×8=2.312cmε：材料系數(shù)鋁為：1.55×104fm=112(ri/L2)ε=112×(2.312/1.22)×1.55×104=278.724HZ單條母線fm≠35~135HZ，278.724HZ在此范圍外故β≈1ómax=1.73ich2(βL2)/(aW)×10-8=1.73×49.4662×[(1×1.22)/(0.7×855×10-6)]×10-8=10.18×106Paómax=10.18×106<