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華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）110kv降壓變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要電能是現(xiàn)代城市發(fā)展的主要能源和動(dòng)力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。城市供電系統(tǒng)的核心部分是變電站。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電站，是極為重要的。本變電站設(shè)計(jì)除了注重變電站設(shè)計(jì)的基本計(jì)算外，對(duì)于主接線的選擇與論證等都作了充分的說(shuō)明，其主要內(nèi)容包括：變電站主接線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇；變電站主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定；短路點(diǎn)的確定與短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇（斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電壓互感器，電流互感器，避雷器）；配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置；防雷保護(hù)與接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。另外，繪制了六張圖紙，包括：電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，防雷接地圖，110kv接線斷面圖，35kv接線斷面圖，10kv室內(nèi)配電圖。圖紙規(guī)格與布圖規(guī)范都按照了電力系統(tǒng)相關(guān)的圖紙要求來(lái)進(jìn)行繪制。關(guān)鍵詞：變電站；電氣主接線；電氣設(shè)備；設(shè)計(jì)a design of eletric systemfor 110kv terminal transformer substationabstractelectric energy is the main energy and dynamism of modern city development. with development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. the core of city for supplying power is transformer. it is very important to design and build one safe and economical transformer substation. besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. the main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. in addition, drawing six blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kv connection; the drawing of 35kv connection; the drawing of 10kv indoor distribution. both the specification of drawing and the criterion of disposal is based on requirement of drawing to electric power system.keywords: transformer substation; main connection; electric equipment; designii目 錄摘要abstract1 前言12 電氣主接線設(shè)計(jì)22.1主接線的設(shè)計(jì)原則22.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求22.3 電氣主接線的選擇和比較33 主變壓器的選擇63.1 臺(tái)數(shù)和容量的確定原則63.2 主變形式確定原則63.3 主變壓器的選擇64 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較84.1 方案2與方案3綜合投資84.2 方案2與方案3年運(yùn)行費(fèi)用94.3 最終方案的確定105 短路電流計(jì)算115.1 短路電流計(jì)算目的115.2 計(jì)算步驟115.3 變壓器及電抗器的參考計(jì)算115.4 變電站網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)126 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)166.1 各回路最大持續(xù)工作電流一覽表166.2 斷路器選擇及校驗(yàn)166.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇216.4 電流互感器的選擇236.5 電壓互感器的選擇276.6 母線的選擇及校驗(yàn)296.7 避雷器的選擇337 配電裝置的選擇378 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)398.1 避雷針的作用398.2 避雷針的配置398.3 避雷針的方案399 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)429.1設(shè)計(jì)說(shuō)明429.2接地體的設(shè)計(jì)429.3典型接地體的接地電阻計(jì)算429.4接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算43結(jié)論45參考文獻(xiàn)46致謝471前言目前，我國(guó)城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進(jìn)行大規(guī)模的改造，與此相應(yīng)，城鄉(xiāng)變電站也正不斷的更新?lián)Q代。我國(guó)電力網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況是常規(guī)變電站依然存在，小型變電站，微機(jī)監(jiān)測(cè)變電站，綜合自動(dòng)化變電站相繼出現(xiàn)，并得到迅速的發(fā)展。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設(shè)計(jì)的基本原理而來(lái)，因此對(duì)于變電設(shè)計(jì)基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為110kv終端變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，正是最為常見(jiàn)的常規(guī)變電站，并根據(jù)變電站設(shè)計(jì)的基本原理設(shè)計(jì)，務(wù)求掌握常規(guī)變電站的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程。2電氣主接線設(shè)計(jì)2.1主接線的設(shè)計(jì)原則變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和斷路器等的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。對(duì)于6220kv電壓配電裝置的接線，一般分兩類(lèi)：一為母線類(lèi)，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無(wú)母線類(lèi)，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。2.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站所在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。2.2.1主接線可靠性的要求可靠性的工作是以保證對(duì)用戶(hù)不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是：（1）斷路器檢修時(shí)是否影響停電；（2）線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否對(duì)重要用戶(hù)的供電；（3）變電站全部停電的可能性。2.2.2主接線靈活性的要求主接線的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求：（1）調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。（2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶(hù)的供電。（3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^(guò)渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。2.2.3主接線經(jīng)濟(jì)性的要求在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資?。褐鹘泳€簡(jiǎn)單，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備的投資；占地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。（2）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失1。2.3電氣主接線的選擇和比較2.3.1主接線方案的擬定110kv側(cè)是3回出線，可選擇單母線分段，雙母線，五角接線，單母線。35kv側(cè)有8回出線，10kv側(cè)有12回出線，均可以采用單母線、單母分段和雙母線接線。方案1：高壓側(cè)，中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄畏桨?：高壓側(cè)：雙母線；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄畏桨?：高壓側(cè)：五角接線；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄畏桨?：高壓側(cè)：?jiǎn)文妇€；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄?2.3.2主接線各方案的討論比較四個(gè)方案的不同之處在于110kv側(cè)的接線形式，35kv側(cè)與10kv側(cè)均采用單母線分段接線。35kv和10kv側(cè)：采用單母分段接線的形式使得重要用戶(hù)可從不同母線分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶(hù)有兩個(gè)電源供電。單母線分段接法可以提供單母線運(yùn)行，各段并列運(yùn)行，各段分列運(yùn)行等運(yùn)行方式，便于分段檢修母線，減小母線故障影響范圍。任一母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可使分段斷路器跳閘，保證正常母線繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)然這種接線也有它本身的缺點(diǎn)，那就是在檢修母線或斷路器時(shí)會(huì)造成停電，特別在夏季雷雨較多時(shí)，斷路器經(jīng)常跳閘，因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)。但所設(shè)計(jì)的變電站屬于小型變電站，單母線分段的可靠性足以保證對(duì)一、二類(lèi)負(fù)荷的供電要求。方案1：110kv側(cè)采用單母線分段接線。因?yàn)橛?回進(jìn)線，采用單母線分段接線形式，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，不宜采用。方案2：110kv側(cè)采用雙母線接線。雙母線接線供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)。但增加了電氣設(shè)備的投資，倒閘操作繁瑣，易誤操作。對(duì)于該變電站，可以采用。方案3：110kv側(cè)采用五角形接線。多角形接線所用設(shè)備少，投資省，運(yùn)行的靈活性和可靠性較好。正常情況下為雙重連接，任何一臺(tái)斷路器檢修都不影響送電，由于沒(méi)有母線，在連接的任一段故障時(shí)，只需切除這一段及與其相連接的元件，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行影響都較小。方案4：110kv側(cè)采用單母線。單母線接線一般可靠性和靈活性都不高，所以該變電站不適宜采用2。2.3.3主接線方案的初步選擇通過(guò)分析原始資料,可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高,因此主接線要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性.根據(jù)以上各個(gè)方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較,兼顧可靠性，靈活性,我選擇方案2與方案3，待選擇完電氣設(shè)備后再進(jìn)行更詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定最終方案。3主變壓器的選擇3.1臺(tái)數(shù)和容量的確定原則（1） 主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。（2） 主變壓器容量一般按變電所、建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（3） 在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。（4） 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷。3.2主變型式的確定原則（1）110kv及10kv主變壓器一般均應(yīng)選用三相雙繞組變壓器。（2）具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三相三繞組變壓器。3.3主變壓器的選擇（1）主變臺(tái)數(shù)的選擇：由于設(shè)計(jì)是一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，而且每個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器2臺(tái)，并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故過(guò)負(fù)荷能力，以變壓器正常的過(guò)負(fù)荷能力來(lái)承擔(dān)變壓器遭受的短時(shí)高峰負(fù)荷，過(guò)負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺(tái)變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì)60%負(fù)荷的供電。3（2） 主變?nèi)萘康倪x擇:sn0.6smax (smax為變電站最大負(fù)荷) =0.6(50+45)=57mva選sfpsl-63000 kva型用，選擇結(jié)果如表3-1：表3-1主變壓器參數(shù)型號(hào)及量,kva額定電壓高/中/低,kv連接組損耗,kw阻抗電壓,%空載電流,%運(yùn)輸重量,t參考價(jià)格萬(wàn)元綜合投資,萬(wàn)元空載短路高中高低中低高中高低中低sfpsl-63000110/38.5/11y0/y0/-12-1153.235030025517.510.56.50.840.538.445.15（2）主變壓器型式的選擇：相數(shù)的確定為了提高電壓質(zhì)量，最好選擇有載調(diào)壓變壓器。繞組的確定本站具有三種電壓等級(jí)，選三繞組變壓器。繞組的連接方式考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用y0y011。采用“”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢(shì)接近正弦波，附加損耗和局部過(guò)熱的情況大為改善，同時(shí)限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。4 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較4.1方案2與方案3的綜合投資(1)方案2的綜合投資(110kv側(cè)采用雙母線接線、35kv側(cè)和10kv側(cè)均采用單母分段接線形式) 主變：45.152=90.3萬(wàn)元配電裝置110kv側(cè)：75.7-9.89 1=65.81萬(wàn)元35kv側(cè)：27.66+2.892=33.44萬(wàn)元10kv側(cè)：7.5+0.556=10.8萬(wàn)元以上各項(xiàng)數(shù)字及意義如表4-1表4-1設(shè)備價(jià)格參數(shù)，萬(wàn)元斷路器型號(hào)電壓進(jìn)出線數(shù)單母線分段雙母線主變饋線投資增、減一個(gè)饋路投資投資增、減一個(gè)饋路投資sw4-1101102470.89.2775.79.89sw2-35352627.662.8935.213.45sn1-1010267.50.5515.11.9z090.3+65.81+33.44+10.8=200.35萬(wàn)元(其中，z0為主體設(shè)備的綜合投資，包括變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電裝置等設(shè)備的綜合投資)z =z0(1+/100)=200.35(1+90/100)=380.665萬(wàn)元(其中，為附加費(fèi)用比例系數(shù)，110kv取90)(2)方案3的綜合投資(110kv側(cè)采用五角形接線、35kv側(cè)和10kv側(cè)均采用單母線分段接線)主變：45.152=90.3萬(wàn)元配電裝置110kv側(cè)：查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料表2-19,綜合投資50.8萬(wàn)元35kv側(cè)：27.66+2.892=33.44萬(wàn)元10kv側(cè)：7.5+0.556=10.8萬(wàn)元z090.3+50.8+33.44+10.8=185.34萬(wàn)元 (其中，z0為主體設(shè)備的綜合投資，包括變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電裝置等設(shè)備的綜合投資)z=z0(1+/100)=185.34(1+90/100)=352.146萬(wàn)元(其中，為附加費(fèi)用比例系數(shù)，110kv取90)4.2方案2與方案3的年運(yùn)行費(fèi)用(1)方案3的年運(yùn)行費(fèi)用p0=53.2kwq0=i0%sn/100=0.863000/100=504kvarps(1-2)=350kwps(1-3)=300kwps(2-3)=255kwp1k=1/2(ps(1-2)+ps(1-3)-ps(2-3)=1/2(350+300-255)=197.5kwp2k=1/2(ps(1-2)+ps(2-3)-ps(1-3)=1/2(350+255-300)=152.5kwp3k=1/2(ps(1-3)+ps(2-3)-ps(1-2)=1/2(300+255-350)=102.5kwuk(1-2)%=17.5uk(1-3)%=10.5uk(2-3)%=6.5uk1%= 1/2(uk(1-2)%+ uk(1-3)%- uk(2-3)%)=1/2(17+10.5-6)=10.75uk2%= 1/2(uk(1-2)%+ uk(2-3)%- uk(1-3)%)=1/2(17+6-10.5)=6.75uk3%= 1/2(uk(2-3)%+ uk(1-3)%- uk(1-2)%)=1/2(6+10.5-17)=-0.25q1k= uk1%sn/100=10.7563000/100=6772.5 kwarq2k= uk2%sn/100=6.7563000/100=4252.5 kwar q3k= uk3%sn/100=-0.2563000/100=-157.5 kwar110kv側(cè)由tmax=6500,cos=0.8,查25頁(yè)表2-3得15260h35kv側(cè)由tmax=6500,cos=0.8,查25頁(yè)表2-3得25260h10kv側(cè)由tmax=6000,cos=0.85,查25頁(yè)表2-3得34600h由以上數(shù)據(jù)可算出a：a=n(p0+kq0) t+1/n(p1k +kq1k) 1+(p2k +kq2k) 2+(p3k +kq3k) 3=2(53.2+0.1504)8000+(197.5+0. 16772.5) 5260+(152.5+0. 14252.5) 5260+(102.5+0. 1-157.5) 4600=4312200kwhu1=a10-4+u1+u2=0.06431220010-4+0.03352.146+0.005352.146=38.2萬(wàn)元(2)方案2的年運(yùn)行費(fèi)用因?yàn)閍與方案四相同，故這里不做重復(fù)計(jì)算u4=a10-4+u1+u2=0.06431220010-4+0.03380.665+0.005380.665=39.19萬(wàn)元4.3最終方案確定經(jīng)濟(jì)比較方案2和方案3的綜合投資和年運(yùn)行費(fèi)用，方案3都低于方案2，故最終確定方案3為最優(yōu)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)。5短路電流計(jì)算書(shū)5.1短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(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方面：（1） 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（2） 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。（3） 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)。（4） 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。5.2計(jì)算步驟（1）選擇計(jì)算短路點(diǎn)（2）畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗xk。選取基準(zhǔn)容量sb和基準(zhǔn)電壓ub(一般取平均電壓)將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)（3）求計(jì)算電抗xjs（4）由運(yùn)算曲線查出(各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值運(yùn)算曲線只作到xjs=3.5)。（5）計(jì)算短路電流周期分量有名值和標(biāo)幺值。（6）計(jì)算短路電流沖擊值。（7）計(jì)算全電流最大有效值。（8）計(jì)算短路容量。（9）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。45.1壓器及電抗器的參數(shù)計(jì)算5.3.1主變壓器參數(shù)計(jì)算 由表3-1查明，及經(jīng)濟(jì)比較時(shí)已算出：uk1%=10.75uk2%=6.75uk3%=-0.25xb*.1=0.171xb*.2=0.107xb*.3=-0.0045.3.2電抗器電抗標(biāo)幺值計(jì)算xr.*= =1.0475.4變電站網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖5-1：（系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，歸算到sb100mva,ub=uav的等值電抗xs0.071）5.4.1短路點(diǎn)d-1的短路計(jì)算(主變110kv側(cè))網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖5-2所示：xd*=xs=0.071所以idz*=i”*=i*=i0.2*=14ib=0.502kai”= i= i0.2=ib= i*ib= i0.2* ib=140.502=7.028 kaich=2.55i=2.557.028 =17.921 kaioh=1.52i=1.527.028 =10.683 kas=iuav=7.028115=139.837 mva5.4.2短路點(diǎn)d-2的短路計(jì)算(35kv母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖5-3至圖5-6所示：x4=x1+x2=0.171+0.107=0.278x4=x1+x2=0.171+0.107=0.278x5=x4x4=0.278/2=0.139x6=xs+x5=0.071+0.139=0.21xd*= x6=0.21所以idz*=i”*=i*=i0.2*=4.762ib=1.56 kai”= i= i0.2=ib= i*ib= i0.2* ib=4.7621.56=7.429 kaich=2.55i=2.557.429=18.944 kaioh=1.52i=1.527.429=11.292 kas=iuav=7.42937=476.06mva5.4.3短路點(diǎn)d-3計(jì)算與短路點(diǎn)d-2計(jì)算完全相同，不重復(fù)計(jì)算。(35kv出線)5.4.4短路點(diǎn)d-4的短路計(jì)算(10kv母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖5-7至圖5-10所示x7=x1+x3=0.171-0.004=0.167x7=x1+x3=0.171-0.004=0.167x8=x7x7=0.167/2=0.0835x9=xs+x8=0.071+0.0835=0.1545xd*=x9=0.146所以idz*=i”*=i*=i0.2*=6.472ib=5.5 kai”= i= i0.2=ib= i*ib= i0.2* ib=6.4725.5=35.6 kaich=2.55i=2.5535.6=90.78kaioh=1.52i=1.5235.6=54.112kas=iuav=35.610.5=647.421 mva5.4.5短路點(diǎn)d-5的短路計(jì)算(10kv出線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)只需加電抗器的電抗標(biāo)幺值即可，如圖5-12所示：xd*=x10=1.2所以idz*=i”*=i*=i0.2*=0.832ib=5.5 kai”= i= i0.2=ib= i*ib= i0.2* ib=0.8325.5=4.578 kaich=2.55i=2.554.578=11.674 kaioh=1.52i=1.524.578=6.96kas=iuav=4.57810.5=83.255 mva表5-13 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓ub,kv基準(zhǔn)電流ib,ka支路名稱(chēng)電源至短路點(diǎn)總電抗xd*0s短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流02s短路電流短路沖擊電流ich,ka全電流最大有效值ich,ka短路容量sd,mvai”*i”,kai *i,kai0.2*i0.2,ka11150.502110kv側(cè)0.071147.028147.028147.02817.92110.68314002371.5635kv母線0.214.7627.4294.7627.4294.7627.4291118.94411.292476.063371.5635kv出線0.214.7627.4294.7627.4294.7627.42918.94411.292476.06410.55.510kv母線0.15456.47235.66.47235.66.47235.690.7854.112647.42510.55.510kv出線1.20.8324.5780.8324.5780.8384.57811.6746.9683.2556電氣主設(shè)備的選擇及校驗(yàn)6.1各回路最大持續(xù)工作電流一覽表表6-1 最大持續(xù)工作電流表回路名稱(chēng)計(jì)算公式及結(jié)果主變110kv側(cè)ig.max=0.347ka35kv母線ig.max=1.091ka35kv出線ig.max=0.103ka10kv母線ig.max=3.819ka10kv出線ig.max=0.217ka6.2斷路器的選擇及校驗(yàn)斷路器選擇原則與技術(shù)條件在各種電壓等級(jí)的變電站的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。高壓斷路器的工作最為頻繁，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或電路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、sf6斷路器等。斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確認(rèn)。5目前國(guó)產(chǎn)的高壓斷路器在110kv主要是少油斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓：ug un ug-電網(wǎng)工作電壓2）電流：ig.max in ig.max-最大持續(xù)工作電流3）斷開(kāi)電流：idt inbridt- 斷路器實(shí)際斷開(kāi)時(shí)間t秒的短路電流周期分量inbr-斷路器額定斷開(kāi)電流4）動(dòng)穩(wěn)定： ich imaximax-斷路器極限通過(guò)電流峰值ich- 三相短路電流沖擊值5）熱穩(wěn)定：itdzitti- 穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz - 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間it- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中tdz=tz+0.05，tz由 =i /i和短路電流計(jì)算時(shí)間t決定，從發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料p112，圖51查出短路電流周期分量等值時(shí)間tz，從而可計(jì)算出tdz。36.2.1主變110kv側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)。1電壓：因?yàn)閡g=110kvun=110kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.347ka347a查書(shū)158頁(yè)表5-26，選出斷路器型號(hào)為sw41101000型如下表6-2：表6-2 110kv側(cè)斷路器參數(shù) 型號(hào)電壓,kv額定電流,a額定斷開(kāi)電流,ka斷開(kāi)容量,mva極限通過(guò)電流,ka熱穩(wěn)定電流,ka合閘時(shí)間,s固有分閘時(shí)間,s重合性能額定最大額定重新*最大有效1s4s5s10s電流休止時(shí)間,s重合時(shí)間,ssw4-110110126100018.43500300055323215.82114.80.250.060.30.4因?yàn)閕n=1000aig.max=347a所以ig.max in3斷開(kāi)電流：idtinbr因?yàn)閕dt=7.028kainbr=18.4ka所以idtinbr4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =17.921kaimax=55ka所以ich1s所以tdz=tz=3.4s因?yàn)閕tdz=7.02823.4=167.93(ka)2.sitt=15.824=998.56(ka)2.s所以itdzitt經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿(mǎn)足各項(xiàng)要求。6.2.2 35kv母線斷路器的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=35kvun=35kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=1.091ka1091a查書(shū)158頁(yè)表5-26，選出斷路器型號(hào)為sw2351500(小車(chē)式)型，如下表6-3：表6-3 35kv母線斷路器參數(shù)型號(hào)電壓,kv額定 電流,a額定斷開(kāi)電流,ka額定斷開(kāi)容量,mva極限通過(guò)電流,ka4s熱穩(wěn)定電流,ka合閘時(shí)間,s固有分閘時(shí)間,s額定最大最大有效sw2-35(小車(chē)式)3540.5150024.8150063.439.224.80.40.06因?yàn)閕n=1500aig.max=1091a所以ig.max in3斷開(kāi)電流：idtinbr因?yàn)閕dt=7.429kainbr=24.8ka所以idtinbr4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =18.944kaimax=63.4ka所以ich1s所以tdz=tz=3.4sitdz=7.42923.4=187.65(ka)2.sitt=24.824=2460.16(ka)2.s所以itdzitt6.2.3 35kv出線斷路器的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=35kvun=35kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.103ka103a查書(shū)158頁(yè)表5-26，選出斷路器型號(hào)為sw2351000型，如下表6-4：表6-4 35kv出線斷路器參數(shù)型號(hào)電壓,kv額定電流,a額定斷開(kāi)電流,ka額定斷開(kāi)容量,mva極限通過(guò)電流,ka4s熱穩(wěn)定電流,ka合閘時(shí)間,s固有分閘時(shí)間,s額定最大最大有效sw2-353540.5100024.8150063.439.224.80.40.06 因?yàn)閕n=1000aig.max=103a所以ig.max in3斷開(kāi)電流：idtinbr因?yàn)閕dt=7.429kainbr=24.8ka所以idtinbr4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =18.944kaimax=63.4ka所以ich1s所以tdz=tz=3.4sitdz=7.42923.4=187.65(ka)2.sitt=24.824=2460.16(ka)2.s所以itdzitt6.2.4 10kv母線斷路器的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=10kvun=10kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=3.819ka3819a查書(shū)156頁(yè)表5-25，選出斷路器型號(hào)為sn410g5000型，如下表6-5：表6-5 10kv母線斷路器參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a額定斷開(kāi)電流,ka額定斷開(kāi)容量,mva極限通過(guò)電流,ka熱穩(wěn)定電流,ka合閘時(shí)間,s固有分閘時(shí)間,s最大有效1s5s10ssn4-10g1050001051800300173173120850.650.15因?yàn)閕n=5000aig.max=3819a所以ig.max in3斷開(kāi)電流：idtinbr因?yàn)閕dt=35.6kainbr=105ka所以idtinbr4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =90.78kaimax=300ka所以ich1s故tdz=tz=4.4sitdz=35.624.4=6243.727(ka)2.sitt=12025=72000(ka)2.s所以itdzitt6.2.5 10kv出線斷路器的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=10kvun=10kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.217ka217a查書(shū)156頁(yè)表5-25，選出斷路器型號(hào)為sn110400型，如下表6-6：表6-6 10kv出線斷路器參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a額定斷開(kāi)電流,ka額定斷開(kāi)容量,mva極限通過(guò)電流,ka熱穩(wěn)定電流,ka合閘時(shí)間,s固有分閘時(shí)間,s最大有效1s5s10ssn1-101040011.620052303020140.230.1因?yàn)閕n=400aig.max=217a所以ig.max in3斷開(kāi)電流：idtinbr因?yàn)閕dt=4.578kainbr=11.6ka所以idtinbr4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =11.674kaimax=52ka所以ich1s故tdz=tz=4.4sitdz=4.57824.4=92.216(ka)2.sitt=2025=2000(ka)2.s所以itdzitt63 隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件隔離開(kāi)關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等要素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器的選擇的技術(shù)條件相同。隔離開(kāi)關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定。本設(shè)計(jì)110kv、35kv側(cè)為屋外布置，10kv為屋內(nèi)布置5。隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)條件與斷路器相同。36.3.1 主變110kv側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=110kvun=110kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.347ka347a查書(shū)165頁(yè)表5-33，選出gw2110600型，如下表6-7：表6-7 110kv側(cè)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a動(dòng)穩(wěn)定電流,ka熱穩(wěn)定電流,s,kagw21101106005014(5)因?yàn)閕n=600aig.max=347a所以ig.max in3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =17.921kaimax=50ka所以ichimax4熱穩(wěn)定：itdzittitdz=7.02824.4=217.33(ka)2.sitt=1425=980(ka)2.s所以itdzitt6.3.2 35kv母線隔離開(kāi)關(guān)的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=35kvun=35kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=1.091ka1091a查書(shū)165頁(yè)表5-33，選出gw4352000型，如下表6-8：表6-8 35kv母線隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a動(dòng)穩(wěn)定電流,ka熱穩(wěn)定電流,s,kagw43535200010446(4)因?yàn)閕n=2000aig.max=1091a所以ig.max in3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =18.944kaimax=104ka所以ichimax4熱穩(wěn)定：itdzittitdz=7.42923.4=187.65(ka)2.sitt=4624=8464(ka)2.s所以itdzitt6.3.3 35kv出線隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=35kvun=35kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.103ka103a查書(shū)165頁(yè)表5-33，選出gw235600型，如下表6-9：表6-9 35kv出線隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a動(dòng)穩(wěn)定電流,ka熱穩(wěn)定電流,s,kagw235356005014(5)因?yàn)閕n=600aig.max=103a所以ig.max in3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =18.944kaimax=50ka所以ichimax4熱穩(wěn)定：itdzittitdz=7.42924.4=242.84(ka)2.sitt=1425=980(ka)2.s所以itdzitt6.3.4 10kv母線隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=10kvun=10kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=3.819ka3819a查書(shū)164頁(yè)表5-32，選出gn1010t4000型，如下表6-10：表6-10 10kv母線隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a動(dòng)穩(wěn)定電流,ka熱穩(wěn)定電流,s,kagn1010t10400016085(5)因?yàn)閕n=4000aig.max=3819a所以ig.max in3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =96.78kaimax=160ka所以ichimax4熱穩(wěn)定：itdzittitdz=35.64.4=5576.384(ka)2.sitt=8525=36125(ka)2.s所以itdzitt6.3.5 10kv出線隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閡g=10kvun=10kv所以u(píng)g= un2電流：查表4-1得：ig.max=0.217ka217a查書(shū)164頁(yè)表5-32，選出gn110400型，如下表6-11：表6-11 10kv出線隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓,kv額定電流,a動(dòng)穩(wěn)定電流,ka熱穩(wěn)定電流,s,kagn110104005014(5)因?yàn)閕n=400aig.max=217a所以ig.max in3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =11.674kaimax=50ka所以ichimax4熱穩(wěn)定：itdzittitdz=4.57824.4=92.216