110kv降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì)－－畢業(yè)設(shè)計(jì)

1 設(shè)計(jì)說明 第 1 頁 (共 56 頁 ) 110KV 降壓變電所電氣一次部分 及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)說明 1.1 環(huán)境條件 變電站地處坡地 土壤電阻率 =1.79*10000/cm2 溫度最高平均氣溫 +33 ，年最高氣溫 40 ，土壤溫度 +15 海拔 1500m 污染程度：輕級(jí) 年雷暴日數(shù)： 40 日 /年 1.2 電力系統(tǒng)情況 系統(tǒng)供電到 110kv 母線上， 35， 10kv 側(cè)無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到 110kv 側(cè)母線上UB=Uav SB=110MVA 系統(tǒng) 110kv 側(cè)參數(shù) X110max=0.0765 X110min=0.162 110kv 最終兩回進(jìn)線四回出線，每回負(fù)荷為 45MVA，本期工程兩回進(jìn)線，兩回出線。 35kv 側(cè)最終四回出線，全部本期完成，其中兩回為雙回路供桿輸電 Tmax=4500h，負(fù)荷同時(shí)率為 0.85 10kv 出線最終 10 回，本期 8 回 Tmax=4500 h，負(fù)荷同時(shí)率 0.85， 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的 70%， 備用回路 3 MW， 6 MW， cos=0.85計(jì)算 電壓 等級(jí) 回路 名稱 近期最大負(fù)荷 （ MW） 功率因數(shù) cos 回路數(shù) 線路長度 （ km） 供電方式 35KV 1# 12 0.85 1 25 雙回共桿 2# 10 0.85 1 25 雙回共桿 3# 20 0.85 1 23 單回架空 4# 10 0.85 1 19 單回架空 10KV 1 3 0.85 1 5 架空 2 4 0.85 1 4 架空 3 2 0.80 1 6 架空 4 3 0.80 1 5 電纜 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 2 頁 (共 56 頁 ) 5 3 0.85 1 3 電纜 6 2 0.80 1 7 電纜 7 4 0.80 1 6 電纜 8 2 0.85 1 8 電纜 負(fù)荷增長率為 2% 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù) 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì) 主變壓器的選擇 短路電流計(jì)算 主要 電氣設(shè)備選擇 主變保護(hù)配置 防雷保護(hù)和接地裝置 無功補(bǔ)償裝置的形式及容量確定 變電站綜合自動(dòng)化 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 2.1 電氣主接線概述 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)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(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)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(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 2.1.1 在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) 發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 負(fù)荷大小和重要性 系統(tǒng)備用容量大小 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 第 3 頁 (共 56 頁 ) 系統(tǒng)專 業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料 2.1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 2.1.3 6-220KV 高壓配電裝置的基本接線 有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。 無匯流母線的接線：變壓器 -線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 6-220KV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。 2.2 110KV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 110KV 側(cè)初期設(shè)計(jì) 2 回進(jìn)線 2 回出線，最終 2 進(jìn)線 4 回出線 由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 110KV 側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。 110KV 側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電； 調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線： 擴(kuò)建方便； 在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。 故 110KV 側(cè)采 用單母分段的連接方式。 2.3 35KV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 35KV 側(cè)出線回路數(shù)為 4 回 由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 當(dāng) 35 63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4 8 回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。 故 35KV 可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。 2.4 10KV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 10KV 側(cè)出線回路數(shù)本期為 8 回，最終 10 回 由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 4 頁 (共 56 頁 ) 當(dāng) 6 10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)采用單母分段連接 故 10KV 采用單母分段連接 2.5 主接線方案的比較選擇 由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案 方案一： 110KV 側(cè)采用單母分段的連接方式， 35KV 側(cè)采用單母分段連接， 10KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二： 110KV 側(cè)采用單母分段的連接方式， 35KV 側(cè)采用雙母 線連接， 10KV 側(cè)采用單母分段連接。 此兩種方案的比較 方案一 110KV 側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便，35KV、 10KV 采用單母分段連線，對(duì)重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證 正常母線供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。 由以上可知，在本設(shè)計(jì)中采用第一種接線，即 110KV 側(cè)采用單母分段的連接方式， 35KV 側(cè)采用單母分段連線， 10KV 側(cè)采用單母分段連接。 方案一圖 : 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 第 5 頁 (共 56 頁 ) 1 1 0 K V1 1 0 K V3 5 K V1 0 K V方案二圖： 110KV35KV10KV110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 6 頁 (共 56 頁 ) 2.6 主接線中的設(shè)備配置 2.6.1 隔離開關(guān)的配置 中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為 220MW 及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 在出線上裝設(shè)電抗器的 6 10KV 配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回 線共用一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 接在發(fā)電機(jī)、變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器 不可裝設(shè)隔離開關(guān)。 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓器的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。 2.6.2 接地刀閘或接地器的配置 為保證電器和母線的檢修安全， 35KV 及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè) 1 2 組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。 63KV 及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。 2.6.3 電壓互感器的配置 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù) 裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相 上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 當(dāng)需要在 330KV 及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 第 7 頁 (共 56 頁 ) 2.6.4 電流互感器的配置 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 一臺(tái)半斷路器接線中，線路 線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測(cè)量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路 變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。 2.6.5 避雷器的裝置 配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。 旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。 220KV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)。 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變 壓器運(yùn)行時(shí)。 接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。 發(fā)電廠變電所 35KV 及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 110 220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 8 頁 (共 56 頁 ) 3 主變壓器的選擇 3.1 負(fù)荷分析 3.1.1 負(fù)荷分類及定義 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用單回線路供電。 3.1.2 35KV 及 10KV 各側(cè)負(fù)荷的大小 35KV 側(cè)： P1=12+10+20+10=52MW Q1=120.62+100.62+200.62+100.62=32.24MVar S1=（ 522+32.242） 1/2 =61.18 MVA 10KV 側(cè)： P2=3+4+2+3+3+2+4+2+3+6=32MW Q2=30.62+40.62+20.75+30.75+30.62+20.75+40.75+20.62+30.62+60.62=21.27MVar S2=（ 322+21.272） 1/2 =38.42 MVA P=52+32=84 MW ， Q=32.24+21.27=53.51 MVar S=（ 842+53.512） 1/2=99.60 MVA 考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量： S=99.600.85=84.66 MVA 考慮到 2%的負(fù)荷增長率時(shí)的容量： S=84.661.02=86.353MVA 3 主變壓器的選擇 第 9 頁 (共 56 頁 ) 3.2 主變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況， 因此 選擇 2 臺(tái)變壓器即可 滿足負(fù)荷的要求。 3.3 主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量一般按變電所建成后 5-10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮 到遠(yuǎn)期10-20 年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 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(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70 -80 。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺(tái)主變的容量為： S=S0.7=86.3530.7=60.447MVA 所以應(yīng)選容量為 63MVA 的主變壓器 3.4 主變相數(shù)選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 3.5 主變繞組數(shù)選擇 在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的15 以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担?高壓側(cè)： K1=(52+32) 0.8/63=1.070.15 中壓側(cè)： K2=520.8/63=0.660.15 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 10 頁 (共 56 頁 ) 低壓側(cè)： K3=320.8/63=0.410.15 由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 3.6 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(yùn)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，變壓器繞組都采用變壓器繞組都采 Y0 連接； 35KV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)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 Y0 接線 35KV 側(cè)采用 Y 連接， 10KV 側(cè)采用 接線 主變中性點(diǎn)的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合問題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，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(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 35KV 系統(tǒng)， IC=10A； 10KV 系統(tǒng)； IC Qk， tk=tin+ta， 校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（ 3 6KV 廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies ish，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流 導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定； 短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件 ： 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 5.2 110KV 側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇 5.2.1 進(jìn)線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器 的選擇 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 Imax =(2S N )/( 3 U N)=(263000)/( 3 110)=661.33 (A) 額定電壓選擇： UNUNs=110KV 額定電流選擇： INImax=661.33A 開斷電流選擇： INbrI”=7.22KA (d1 點(diǎn)短路電流 ) 在本設(shè)計(jì)中 110KV 側(cè)斷路器采用 SF6 高壓斷路器，因?yàn)榕c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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)得到廣泛的應(yīng)用。 110KV 的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。 從電氣工程電器設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）中比較各種 110KVSF6 高壓斷路器的應(yīng)采用 LW 11-110II 型號(hào)的斷路器。 其技術(shù)參數(shù)如下： 5 主要電氣設(shè)備的選擇 第 19 頁 (共 56 頁 ) 斷路器 型號(hào) 額定 電壓KV 額定 電流 A 最高 工作 電壓 KV 額定 斷流 容量 KA 極限 通過電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 固有分 閘時(shí)間 S 峰值 3S LW 11-110II 110 3150 126 31.5 100 40 0.03 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t Qk It2t=402 3=4800（ KA） 2S 電弧持續(xù)時(shí)間取 0.04S，熱穩(wěn)定時(shí)間為： tk =0.15+0.03+0.04=0.22 Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=100KAish =18.41KA 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。 具體參數(shù)如下表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù) LW 11-110II UNs 110KV UN 110KV Imax 661.33A IN 3150A I 7.22KA INbr 31.5KA ish 18.41KA ies 100KA Qk 18.04（ KA）2s It2t 402 3=4800 （ KA）2s 5.2.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05SN )/( 3 U N)=(1.0563000)/( 3 110)=347.20 (A) 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 20 頁 (共 56 頁 ) 額定電壓選擇： UNUNs=110KV 額定電流選擇： INImax=347.20A 開斷電流選擇： INbrI”=7.22KA (d4 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 LW 11-110II 同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同 5.2.3 進(jìn)線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇： UNUNs=110KV 額定電流選擇： INImax=661.33A 極限通過電流選擇： iesish=18.41KA(d1 點(diǎn)短路電流 ) 選用 GW4-110D 型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān) 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 極限通過 電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 峰值 4S GW4-110D 110 1000 62.5 25 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2tQk It2t=2524=2500 Qk =14.08（ KA） 2S 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=62.5KAish =18.41KA 滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 具體參數(shù)如下表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù) GW4-110D UNs 110KV UN 110KV Imax 661.33A IN 1000A Qk 14.08（ KA） 2S It2t 2524=2500 （ KA） 2S ish 18.41KA ies 62.5KA 5 主要電氣設(shè)備的選擇 第 21 頁 (共 56 頁 ) 5.2.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇 ： UNUNs=110KV 額定電流選擇： INImax=347.20A 極限通過電流選擇： iesish=18.41KA(d4 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 GW4-110D 同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.3 35KV 側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇 5.3.1 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 Imax =(2S N )/( 3 U N)=(263000)/( 3 35)=2078.46(A) 額定電壓選擇： UNUNs=35KV 額定電流選擇： INImax=2078.46A 開斷電流選擇： INbrI”=7.64KA (d2 點(diǎn)短路電流 ) 選用 SW4-35I 型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下： 斷路器 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 最高 工作 電壓 KV 額定 斷流 容量 KA 極限通過 電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 固有分 閘時(shí)間 S 峰值 4S SW4-35I 35 1250 40.5 16 40 16 0.08 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t Qk It2t=1624=1024（ KA） 2S 電弧持續(xù)時(shí)間取 0.04S，熱穩(wěn)定時(shí)間為： tk =0.15+0.08+0.06=0.29 Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=40KAish =19.48KA 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。 具體參數(shù)如下表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù) SW4-35I UNs 35KV UN 35KV Imax 2078.46A IN 1250A I 7.64KA INbr 16KA ish 19.48KA ies 40KA Qk 19.85 （ KA）2s It2t 1624=1024 （ KA）2s 5.3.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05SN )/( 3 U N)=(1.0563000)/( 3 35)=1091.19(A) 額定電壓選擇： UNUNs=35KV 額定電流選擇： INImax=1091.19A 開斷電流選擇： INbrI”=6.12KA (d5 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 SW4-35I 同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.3.3 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 Imax =(2S N )/( 3 U N)=(263000)/( 3 35)= 2078.46 (A) 額定電壓選擇： UNUNs=35KV 額定電流選擇： INImax=2078.46A 極限通過電流選擇： iesish=19.48KA (d2 點(diǎn)短路電流 ) 選用 GW4-35DW 型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 5 主要電氣設(shè)備的選擇 第 23 頁 (共 56 頁 ) 隔離開關(guān) 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 峰值 4S GW4-35DW 35 1250 63 31.5 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t Qk It2t=31.524=3969 Qk=19.85（ KA） 2S 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=63KAish =19.48KA 滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 具體參數(shù)如下表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù) GW4-35DW UNs 35KV UN 35KV Imax 2078.46A IN 1250A Qk 19.85（ KA） 2S It2t 31.524=3969 （ KA） 2S ish 19.48KA ies 62.5KA 5.3.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 Imax =(1.05SN )/( 3 U N)=(1.0563000)/( 3 35)=1091.19(A) 額定電壓選擇： UNUNs=35KV 額定電流選擇： INImax=1091.19A 極限通過電流選擇： iesish=15.61KA(d5 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 GW4-35DW 同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.4 10KV 側(cè)限流電抗器、斷路器隔離開關(guān)的選擇 5.4.1 限流電抗器的選擇 由于短路電流過大需要裝設(shè)限流電抗器 額定電壓選擇： UNUNs=10KV 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 24 頁 (共 56 頁 ) 額定電流選擇： INImax=1.553KA Imax=(S270%)/( 3 U N)=( 3842070%)/( 3 10)=1.553KA 設(shè)將電抗器后的短路電流限制到 I=20KA 將短路電流限制到要求值，此時(shí)所必須的電抗器的電抗百分值 XL%按下式計(jì)算： IB=6.048KA =0.0765+0.183/0.183=0.0765+0.0915=0.168 SB=110MVA S”= 3 UBI”= 3 10.520=363.72MVA 選用 XKK-10-4000-12 型電抗器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 電抗器 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 電抗率 動(dòng)穩(wěn)定 電流 峰值 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 固有 分閘時(shí)間 S 4S XKK-10-4000-12 10KV 4000 12% 204 80 0.17 電壓損失和殘壓校驗(yàn) 當(dāng)所選電抗值大于計(jì)算值時(shí)，應(yīng)重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗(yàn)。 =(0.121.553) 0.6/4=2.80%60%70% 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t Qk 電弧持續(xù)時(shí)間取 0.06S，熱穩(wěn)定時(shí)間為： tk =2+0.17+0.06=2.23ish =91.77KA，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 根據(jù)以上校驗(yàn)，所選電抗器滿足要求 具體參數(shù)如下表： 計(jì)算數(shù)據(jù) XKK 10 4000 12 UNs 10KV UN 10KV Imax 1553A IN 4000A QK 2953.23 （ KA） 2s QK 8024=25600 （ KA） 2s ish 91.77KA ies 204KA 5.4.2 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇 限流后 I”=20KA， ish =2.5520=51KA 流過斷路器的最大工作電流為： Imax =(2S2 )/( 3 UN)=(238420)/( 3 10)=4436.36(A) 額定電壓選擇： UNUNs=10KV 額定電流選擇： INImax=4436.36A 開斷電流選擇： INbrI”=20KA (加裝限流電抗器后 d3 點(diǎn)短路電流 ) 選擇 SN4 10G/5000 型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 斷路器 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 斷流 容量 MVA 額定 斷流 容量 KA 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 固有分閘時(shí)間 S 峰值 4S SW4-10G/5000 10 5000 1800 105 300 120 0.15 熱穩(wěn)定校驗(yàn) It2t=12024=57600 （ KA） 2S 設(shè)后備保護(hù)時(shí)間為 2S，滅弧時(shí)間為 0.06S 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 26 頁 (共 56 頁 ) tk =2+0.15+0.06=2.21S1S，因此不計(jì)短路電流的非周期分量 =2.21(12202)/12=884 （ KA） 2S It2t Qk ，因此所選斷路器滿足熱穩(wěn)定要求 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies =300KAish=51 KA，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 因此，所選斷路器合適 具體參數(shù)如下： 計(jì)算數(shù)據(jù) SN4-10G/5000 UNs 10KV UN 10KV Imax 4436.36A IN 5000A I 20KA INbr 105KA QK 884 （ KA） 2s It2t 12024=57600 （ KA） 2s ish 51KA ies 300KA 5.4.3 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05S2 )/( 3 U N)=(1.0538420)/( 3 10)=2329.09(A) 額定電壓選擇： UNUNs=10KV 額定電流選擇： INImax=2329.09A 開斷電流選 擇： INbrI”=29.82KA (d6 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 SW4-10G/5000 同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.4.4 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 Imax =(2S2)/( 3 U N)=(238420)/( 3 10)= 4436.36 (A) 額定電壓選擇： UNUNs=10KV 額定電流選擇： INImax=4436.36A 極限通過電流選擇： iesish=91.77KA (加裝限流電抗器后 d3 點(diǎn)短路電流 ) 5 主要電氣設(shè)備的選擇 第 27 頁 (共 56 頁 ) 選用 GN10 10T/5000 200 型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān) 型號(hào) 額定 電壓 KV 額定 電流 A 極限通過 電流 KA 熱穩(wěn)定 電流 KA 峰值 5S GN10-110T/5000-200 10 5000 200 100 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t Qk It2t=10025=50000（ KA） 2s 所以， It2t Qk= 884 （ KA） 2s， 滿足熱穩(wěn)校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=200kA ish=51kA， 滿足校驗(yàn)要求 因此，所選隔離開關(guān)合適 具體參數(shù)如下表： 計(jì)算數(shù)據(jù) GN10-10T/5000-200 UNs 10KV UN 10KV Imax 4436.36A IN 5000A QK 884 （ KA） 2S It2t 1002 5=50000（ KA） 2S ish 51KA ies 200KA 5.4.5 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 Imax =(1.05S2)/( 3 U N)=(1.0538420)/( 3 10)= 2329.09 (A) 額定電壓選擇： UNUNs=10KV 額定電流選擇： INImax=2329.09A 極限通過電流選擇： iesish=76.04KA(d6 點(diǎn)短路電流 ) 由上表可知 GN10-10T/5000-200 同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 110KV 降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 第 28 頁 (共 56 頁 ) 5.5 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和 產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于 6 20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于 35KV 及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 一次回路電壓： ()gnuu一 次 回 路 工 作 電 壓一次回路電流： m a x m()gII 一 次 回 路 最 大 工 作 電 壓 （ 原 邊 額 定 電 流 ）準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量儀表的類型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí) 要求高的表計(jì)來選擇。 二次負(fù)荷：22()n n nS I Z V A22 2 2nnS I Z 動(dòng)穩(wěn)定：shi m dw 2I K式中，dwK是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。 熱穩(wěn)定： 2dzIt 2mt（ IK）tK為電流互感器的 1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。 5.5.1 110KV 側(cè)電流互感器的選擇 主變 110KV 側(cè) CT的選 擇 一次回路電壓： =110KV 二次回路電流： =463000/3( 3 U N)=440.89A 根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選 LCW-110(600/5)戶外獨(dú)立式電流互感器，其參數(shù)如下： 電流 互感器 額定 電流 級(jí)次 組合 準(zhǔn)確二次負(fù)荷 10% 倍數(shù) 1S 熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 準(zhǔn)確等級(jí) 0.5 1 3 二 倍 電 倍 電 倍 5 主要電氣設(shè)備的選擇 第 29 頁 (共 56 頁 ) 型號(hào) A 級(jí)次 次 負(fù)荷 數(shù) 流 數(shù) 流 數(shù) LCW-110 600/5 0.5 1.2 2.4 75 150 0.5/1 1 1.2 4 1.2 15 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 2Ish m dwiK= 600150=127.28KAish=18.41KA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 2 dzIt 2mt（ IK） (Im Kt) 2 = (60075) 2 =2025 （ KA） 2sQk =14.08 （ KA） 2s, 滿足 熱 穩(wěn)定 要求 綜上所述，所選 LCW-110(600/5) 戶外獨(dú)立式電流互感器滿足要求。 具體參數(shù)如下表： 設(shè) 備 項(xiàng) 目 LCW-110(600/5) 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) unug 1