matlab電力系統(tǒng)分析報(bào)告課程設(shè)計(jì)--110kV終端變電站設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)說明書 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì) 題目： 110kV 終 端 變電 站 設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 48 頁 目 錄 摘 要 . 3 前 言 . 4 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的、意義 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 二、電氣設(shè)計(jì)的地位和作用 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 三、對(duì)本次初步設(shè)計(jì)的要求 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 四、對(duì)本次初步計(jì) 算的基本認(rèn)識(shí) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 五、設(shè)計(jì)題目原始參數(shù)及其它 . 5 第一章 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) . 6 第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)知識(shí)概述 . 6 一、電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù) . 6 二、電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 . 6 三、 10 110 kV高壓配電裝置的常用電氣主接線條文說明 . 8 第二節(jié) 電氣主接線的方案設(shè)計(jì) . 10 第三節(jié) 確定電氣主接線圖 . 10 第四節(jié) 主變及站用變選擇 . 11 第二章 短路電流計(jì)算 . 13 第一節(jié) 短路計(jì)算慨述 . 13 一、短路電流計(jì)算的目的意義 . 13 二、短路電流計(jì)算的基本假定和計(jì)算方法 . 13 第二節(jié) 計(jì)算方法 . 14 第三節(jié) 電抗器的選擇 . 21 第三章 導(dǎo)體的選擇 . 22 第一節(jié) 主變高壓側(cè)導(dǎo)體選擇 . 22 第二節(jié) 主變低壓側(cè)導(dǎo)體的選擇 . 23 第三節(jié) 選擇支柱絕緣子及穿墻套管 . 29 第四章 選擇斷路器和隔離開關(guān) . 31 第 2 頁 共 48 頁 第一節(jié) 110kV斷路器和隔離開關(guān)選擇和效驗(yàn) . 31 第二節(jié) 10kV母聯(lián)及主變 10kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇 . 31 第三節(jié) 10kV出線斷路器和隔離開關(guān)選擇 . 32 第五章 選擇其它電氣設(shè)備 . 34 第一節(jié) 10kV并聯(lián)電容器組的選擇 . 34 第二節(jié) 避雷器的選用 . 34 第三節(jié) 電壓互感器的選用： . 35 第四節(jié) 選擇電流互感器 . 37 第五節(jié) 選擇阻波器 . 39 第六章 繼電保護(hù) . 40 第一節(jié) 主變壓器保護(hù)的種 類 . 40 第二節(jié) 110kV線路及備用電源自投裝置 . 40 第三節(jié) 10kV線路保護(hù)配置 . 40 第四節(jié) 10kV電容器保護(hù)配 置 . 40 第五節(jié) 站用變自投裝置 . 40 第七章 操作閉鎖 . 41 第八章 設(shè)備安全距離 . 42 第一節(jié) 110kV安全凈距離 . 42 第二節(jié) 110kV安裝尺寸 . 42 結(jié) 論 . 44 設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì) . 45 畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)參考書籍 . 46 附 圖 1、 變電站電氣主接線圖（ A1） 2、 高壓配電裝置平面圖（ A1） 3、 高壓配電裝置斷面圖（ A1） 第 3 頁 共 48 頁 摘 要 第 4 頁 共 48 頁 前 言 第 5 頁 共 48 頁 設(shè)計(jì)題目原始參數(shù)及其它 1、設(shè)計(jì)題目參數(shù) 設(shè)計(jì)一座終端變電站，電壓由 110kV 降壓成 10kV 供近區(qū)負(fù)荷。 10kV 出線： 01、 600kW； 02、 650kW； 06、 850kW； 07、 900kW； 09、 1000kW； 10、 1050kW； 11、 1100kW； 12、 1150kW； 14、 1250kW； 15、 1300kW； 16、 1305kW； 17、 1400kW； 19、 1500kW； 20、 1550kW； 21、 1600kW； 22、 1650kW； 24、 1750kW； 25、 1800kW； 26、 1850kW； 27、 1900kW； 29、 2000kW； 30、 2050kW； 31、 2100kW； 32、 2150kW； 36、 2400kW。 選擇一臺(tái)或兩臺(tái)主變壓器， 110kV 進(jìn)線 回 數(shù) 由設(shè)計(jì)人定， 110kV系統(tǒng)容量2500xtS MVA， 110kV系統(tǒng)電抗 xtX 2.2， 110kV進(jìn)線線路 7km， 10kV線路 2 15km自定，二回 10kV電纜線路 0.5 2km自定。 2、環(huán)境條件 變電站海 拔為 1900m ，最大設(shè)備利用時(shí)間為 5000 小時(shí)，地震裂度 7度以下，環(huán)境無污染，風(fēng)速 35m/s，年平均氣溫 16C，月平均最高氣溫 22C，交季最高氣溫 28C，運(yùn)行最低負(fù)荷 60%NS。 3、 設(shè)計(jì)要求 變電站 電氣主接線方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，繪制電氣一次主接線圖；短路電流計(jì)算； 變電站主要 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇； 變電站 高壓配電裝置設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變電站避雷針 ,繪制變電站平面布置圖、 110kV配電裝置斷面圖；規(guī)劃主變、線路的繼電保護(hù)；編制設(shè)計(jì)說明書（含計(jì)算書）。 4、其 它 第 6 頁 共 48 頁 第一章 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) 變電站主接線設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，并根據(jù)本變電站在系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、負(fù)荷情況、工程特點(diǎn)、周圍環(huán)境條件等，確定合理的設(shè)計(jì)方案。 電氣主接線設(shè)計(jì)，一般分以下幾步： 1、 擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬定出可行的方案，內(nèi)容包括主變壓器型式、臺(tái)數(shù)和容量，以及各電壓級(jí)配電裝置的接線方式等。 2、 經(jīng)濟(jì)比較：依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，完善主接線方案，進(jìn)行計(jì)算，選擇出經(jīng)濟(jì)上的最佳方案，確定最優(yōu)主接 線方案。 3、 短路計(jì)算：依據(jù)所確定的主接線，進(jìn)行短路計(jì)算。 4、 設(shè)備選擇：依據(jù)短路計(jì)算結(jié)果，選擇設(shè)備。 第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)知識(shí)概述 一、電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù) 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)，以下列各點(diǎn)為基本設(shè)計(jì)依據(jù)： 根據(jù)畢業(yè)指導(dǎo)教師具體安排的課題和設(shè)計(jì)任務(wù)書要求； 根據(jù)變電站的最終建設(shè)規(guī)模； 根據(jù)變電站負(fù)荷的大小和重要性； 根據(jù)變電所主接線設(shè)計(jì)的具體參數(shù)。 二、電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 A）可靠性要求 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。對(duì)可靠性應(yīng)注意的問題：應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)及其可靠性的定性分析。主接線可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。主接線的可靠性在很大 第 7 頁 共 48 頁 程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡(jiǎn)化接線。要考慮所設(shè)計(jì)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。主接線可靠性的具體要求如下： 斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。 斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 盡量避免變電站全部停運(yùn)的可能性。 B）靈活性要求 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 1）調(diào)度 時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 2）檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)大部分用戶的供電。 3）擴(kuò)建時(shí)，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(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓氣或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次的改建工作量最少。 C）經(jīng)濟(jì)性要求 1、主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 1）主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路 器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 2）要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 3）要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 4）如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求， 110kV 終端變電站可采用簡(jiǎn)易電器。 1、占地面積?。褐鹘泳€設(shè)計(jì)要為配置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 第 8 頁 共 48 頁 2、電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自藕變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因變壓而增加電能損失。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，我們?cè)O(shè)計(jì)的 110kV 終端變電站接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)只用 110kV 一種。 三、 10 110 kV 高壓配電裝置的常用電氣主接線 一） 單母線接 線 1、優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 2、缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一組件（母線及母線隔離開關(guān)）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障母線段分開才能恢復(fù)非故障段的供電。 3、適用范圍：一般只適用于一臺(tái)主變壓器的以下二種情況： 10 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回。 220 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。 二）單母線分段接線 1、優(yōu)點(diǎn)： 用斷路器把母線分段后，相當(dāng)于兩個(gè)電源供電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電，不致使變電站及用戶全部停電。 2、缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障該母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 3、適用范圍： 1） 10 kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 6回及以上時(shí)。 第 9 頁 共 48 頁 2） 110kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4回時(shí)。 三）雙母線接線 雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在 兩組母線上。由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路定與某一組母線連接，以固定連接的方式運(yùn)行。 1、優(yōu)點(diǎn)： 1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速灰復(fù)供電；檢修任一回路的隔離開關(guān)，只停該回路。 2）調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上能靈活的適系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任一方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配。不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以致 連接不同的母線段時(shí)不會(huì)象單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 4）便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 2、缺點(diǎn)： 1）增加一組母線就需要增加一組母線隔離開關(guān)。 2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 3、適用范圍： 當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用，各級(jí) 電壓采用的具體條件如下： 1） 10 kV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)較多，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)。 2） 110kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 5回及以上時(shí)；或其在系統(tǒng)中居重要 第 10 頁 共 48 頁 地位，出險(xiǎn)回路數(shù)為 4回及以上時(shí)。 四）增設(shè)旁路母線 為了保證單母線分段或雙母線的配電裝置在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，可在需要的時(shí)候增設(shè)旁路母線，以便提高供電可靠性，減少負(fù)荷停電時(shí)間，但這會(huì)導(dǎo)致投資增加。 第二節(jié) 電氣主接線的方案設(shè)計(jì) 根據(jù)變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定，結(jié)合第一節(jié)相關(guān)條文說明及前言對(duì)設(shè) 計(jì)任務(wù)的分析，在理解設(shè)計(jì)任務(wù)給定參數(shù)的基礎(chǔ)上，擬訂本次設(shè)計(jì)各電壓等級(jí)側(cè)適合要求的主接線方案，并進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，得出最優(yōu)接線方案。 一、各電壓等級(jí)側(cè)電氣主接線的方案選擇 前言中已分析說明了待設(shè)變電站的特點(diǎn)，在對(duì)設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步分析理解的基礎(chǔ)上，將待定變電站各電壓等級(jí)能滿足規(guī)程要求并適合本次設(shè)計(jì)要求的電氣主接線類型依次說明如下。 一）、 10kV 側(cè)： 已知出線 25回，考慮要提高功率因素，必須進(jìn)行電容補(bǔ)償。 所設(shè)計(jì)的變電站 10kV 出線供近區(qū)負(fù)荷，無重要供電用戶， 10kV 側(cè)宜采用分段單母線，不必設(shè)置旁路母線。 二）、 110kV 側(cè)： 由于 10kV 出線總?cè)萘枯^大，為了提高供電可靠性， 110kV出線宜采用雙回線路，內(nèi)橋分段接線。 第三節(jié) 確定電氣主接線圖 以上對(duì)各電壓等級(jí)側(cè)電氣主接線已選擇，其結(jié)果是： 110kV 雙回進(jìn)線，采用單母線分段接線， 10kV 采用單母線分段接線。從供電可靠性考慮，本變電站應(yīng)采用變壓器為 2 臺(tái)。根據(jù)任務(wù)書中給 10kV 出線 25 回（我們規(guī)定： 第 11 頁 共 48 頁 單號(hào)出線為 段母線 的負(fù)荷，雙號(hào)出線為 段母線的負(fù)荷）；根據(jù)以上基本參數(shù)，將本次設(shè)計(jì)變電站電氣主接線簡(jiǎn)易圖確定。 第四節(jié) 主變及站用變選擇 一、主變壓器的確定 10kV各線路、 、 段母線容量及額定電流、最大電流，變壓器總?cè)萘浚?名 稱 容 量 P（ kW） 折算成變壓器容量 S=P/cos（ kVA） 電 流 3e eSIU （ A） 最大電流 max 1.05 eII（ A） 01 600kW 750 kVA 44 A 46 A 02 650 kW 813 kVA 47 A 49 A 06 850 kW 1063 kVA 61 A 64 A 07 900 kW 1125 kVA 66 A 69 A 09 1000 kW 1250 kVA 74 A 78 A 10 1050 kW 1313 kVA 78 A 80 A 11 1100 kW 1375 kVA 81 A 85 A 12 1150 kW 1438 kVA 83 A 87 A 14 1250 kW 1563 kVA 90 A 95 A 15 1300 kW 1625 kVA 96 A 101 A 16 1350 kW 1688 kVA 97 A 102 A 17 1400 kW 1750 kVA 103 A 108 A 19 1500 kW 1875 kVA 110 A 116 A 20 1550 kW 1938 kVA 112 A 117 A 21 1600 kW 2000 kVA 115 A 121 A 22 1650 kW 2063 kVA 119 A 125 A 24 1750 kW 2188 kVA 126 A 133 A 25 1800 kW 2250 kVA 132 A 139 A 26 1850 kW 2313 kVA 134 A 140 A 27 1900 kW 2375 kVA 140 A 147 A 29 2000 kW 2500 kVA 144 A 152 A 30 2050 kW 2563 kVA 148 A 155 A 31 2100 kW 2625 kVA 154 A 162 A 32 2150 kW 2688 kVA 155 A 163 A 36 2400 kW 3000 kVA 173 A 182 A 段母 17200 kW 21500 kVA 1241 A 1304 A 第 12 頁 共 48 頁 線 段母線 19700 kW 24625 kVA 1422 A 1493 A 總變壓器 46125 kVA 選擇兩臺(tái)主變，其中一臺(tái)變壓器容量為： 0 . 7 4 6 1 2 5 0 . 7 3 2 2 8 8 ( )S S k V A 總單 變壓器容量選擇與之接近的標(biāo)準(zhǔn)容量： 31500kVA(315MVA) 二）、站用變的確定 由于變電站負(fù)荷較小，站用變選用 S9-50/10 就能滿足要求了。 第 13 頁 共 48 頁 第二章 短路電流計(jì)算 第一節(jié) 短路計(jì)算慨述 一、短路電流計(jì)算的目的意義 電力系統(tǒng)短路的危害及種類 在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時(shí)的瞬時(shí)過程，使短路電流值大大增加，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。另外，導(dǎo)線 也會(huì)受到很大的電動(dòng)力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路還會(huì)引起系統(tǒng)功率分布的變化，影響發(fā)電機(jī)輸出功率的變化。短路種類有：三相短路；兩相短路；單相短路接地；兩相短路接地。 為什么進(jìn)行短路電流計(jì)算 為使所選電器設(shè)備和導(dǎo)體有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要， 而進(jìn)行 短路電流計(jì)算。 二、短路電流計(jì)算的基本假定和計(jì)算方法 基本假定： 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 電 力系統(tǒng)中各組件的磁路不飽和，帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間。不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 第 14 頁 共 48 頁 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，組件的電阻都忽略不計(jì)。 組件計(jì)算參數(shù)均取其定額值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 輸電線路的電容忽略不計(jì)。 第二節(jié) 計(jì)算方法 1、畫 主接線電路圖： 第 15 頁 共 48 頁 2、畫等值電路圖 3、基準(zhǔn)值選取 Sj=100MVA=Sd， Uj1=1.05Ue 115kV， Uj2=10.5kV Ij1 0.502kA， Ij2 5.5kA Xj1=132 ， Xj2=1.1 a. 系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值： 111002 . 2 0 . 0 8 82500Jj X t eSX X XS b. 110kV 線路 LjX=(0.31 7 )2UjSj =(0.31 7 ) 2115100 =0.0164= 23XX c. 變壓器： BJX= 100%Ud SeSj 71005.105.31100 0.333345XXd. 10kV 線路（取 8km） : LX=(0.4 8 )2UjSj =3.2 25.10100 =2.9025= 6X 第 16 頁 共 48 頁 Xk%=XL%543 （ NKL-10-300-543 ） 4、取短路點(diǎn)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)（等值電路） a. X8=X1+（ X2/X3） =(0.088+0.0164/2)=0.0962 X9=X8+（ X4/X5） =(0.0962+0.3333/2)=0.2629 c. X10=X9+X6=0.2629+2.9025=3.1654 5、計(jì)算電抗 d1： X8js=X8SjSe=0.0962x1002500=2.41 d2： X9js=X9SjSe=0.26285x1002500=6.573 可按 系統(tǒng)計(jì)算 d 3： X10js=X10SjSe=3.1654x1002500=79.143 可按 系統(tǒng)計(jì)算 第 17 頁 共 48 頁 6、按 Xjs 查曲線表，得短路電流標(biāo)么值 d 1： *I 0.434；01.0*I 0.433；06.0*I 0.433；1.0*I 0.436；2.0*I 0.441； 02*I 4.0*I 5.0*I 6.0*I 1*I 2*I 4*I0.441 d 2： *I tI* jsX91=57.61=0.1522 d 3： *I tI* jsX101=14.791=0.0126 7、計(jì)算短路點(diǎn)的額定電流 d 1： 110kV Ie= ）（ kA1 2 2.131 1 032 5 0 03 xUeSed 2、 d 3： 10kV Ie= ）（ kA34.1 4 41032 5 0 03 xUeSe8、計(jì)算短路電流有名值 d 1： I Ie *I 13.122 0.434=5.69(kA) 01.0I Ie01.0*I=13.122 0.433=5.68(kA) 06.0I Ie06.0*I=13.122 0.433=5.68(kA) 1.0I Ie1.0*I=13.122 0.436=5.72(kA) 2.0I Ie2.0*I=13.122 0.441=5.79(kA)= 4.0I 5.0I 6.0I 1I 2I 4Id 2： I tIIe *tI144.34 0.1522=21.97(kA) d 3： I tIIe *tI144.34 0.0126=1.82(kA) 9、計(jì)算沖擊 ich、全電流 Ich、短路容量 S d 1： ich=ish=2.55 I 2.55 5.69=14.51(kA) 第 18 頁 共 48 頁 Ich=1.52 I 1.52 5.69=8.65(kA) S = Uj3 I = 3 115 5.69 1133.3(MVA) d 2： ich= ish=2.55 I 2.55 21.97=56(kA) Ich=1.52 I 1.52 21.97=33.4(kA) S = Uj3 I = 3 10.5 21.97 400(MVA) d 3： ich= ish=2.55 I 2.55 1.82=4.64(kA) Ich=1.52 I 1.52 1.82=2.77(kA) S = Uj3 I = 3 10.5 1.82 33.1(MVA) 10、計(jì)算 X7 電抗 設(shè) 10kV19回， 36回是電纜線路，且 19回長(zhǎng)度為 1km， 36回長(zhǎng)度為 1.5km。 19 回 1500kW:： Ie= ）（ A4.1 0 88.01031 5 0 0co s3 xxUeSe; Imax=1.05Ie=114A 36 回 2400kW： Ie= ）（ A4.1738.01032 4 0 0co s3 xxUeSe; Imax=1.05Ie=182A 選 10kV電 抗器 型 號(hào) ： NKL-10-300-543 X7=Xk*=1033.031025.10100 =0.524 X11= X9+ X7=0.2629+0.524=0.787 X11jx= X11SjSe=0.787x1002500=19.673 可按 系統(tǒng) 第 19 頁 共 48 頁 計(jì)算 *I tI* jsX111=67.191=0.0508 I tI Ie *I 144.34 0.0508=7.34(kA) ich=ish=2.55 I 2.55 7.34=18.7(kA) Ich=1.52 I 1.527.34=11.2(kA) S = Uj3 I = 3 115 7.34 133.5(MVA) 第 20 頁 共 48 頁 11、短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓 Uj（ kV） 短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流 Ij（ kA） 短路點(diǎn)名稱 短路點(diǎn)總電抗（ X） 短路點(diǎn)額定電流 Ie（ kA） 短路電流 標(biāo)么值 短路電流值 tI tI* I（ kA） tI（ kA） Ich（ kA） Ish（ kA） S（ MVA） d1 115 0.502 110kV母線 X8 0.0962 13.122 0.434 433.001.0* I 5.69 68.501.0 I 14.51 8.65 1133.3 433.006.0* I 68.506.0 I 436.01.0* I 68.51.0 I 441.02.0* I 72.52.0 I 441.04.0* I 79.54.0 I 441.05.0* I 79.55.0 I 441.06.0* I 79.56.0 I 441.01* I 79.51 I 441.02* I 79.52 I 441.04.* I 79.54 I d2 10.5 5.5 10kV母線 X9 0.2629 144.34 0.1522 0.1522 21.97 21.97 56 33.4 400 D3 10.5 5.5 10kV母線 X10 3.1654 144.34 0.0126 0.0126 1.82 1.82 4.64 2.77 33.1 d2 10.5 5.5 10kV電纜 X11 0.787 144.34 0.0508 0.0508 7.34 7.34 18.7 11.2 400 第 21 頁 共 48 頁 第三節(jié) 電抗器的選擇 電抗器選 擇： NKL-10-300-3 X*k= IIe=NbrIIj = 165.5 =0.3438 用電抗器后可選最小型號(hào)開關(guān) SN10-10I/630,額定開斷電流 16kA。 X*k= X*k- X*=0.3438-0.2629=0.0809 Xk%= X*k= %100IjUeIeUj=0.0809 %100105.5 5.103.0 xx=0.46%3% 電抗器 XL%選 3滿足要求 校驗(yàn) U%： U%= XL%IeaxIm sin =3% 13009.181 =1.82%65% 校驗(yàn)合格 電抗器選 NKL-10-300-3XL%滿足要求 第 22 頁 共 48 頁 第三章 導(dǎo) 體的 選擇 第一節(jié) 主變高壓側(cè)導(dǎo)體選擇 1）、 110kV 變壓器側(cè)導(dǎo)體選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選： Imax= ）（ A1 7 405.11 1 033 1 5 0 005.13 xUeSe Sj=JaxIm=9.0174=193(mm2) 110kV 變壓器側(cè)及線路側(cè)導(dǎo)體選擇與193(mm2)接近的 LGJ 185。 2）、 110kV 內(nèi)橋及線路側(cè)導(dǎo)體選擇： Ie 2x174=348A a. 110kV 內(nèi)橋及線路長(zhǎng)度大于 20m，按經(jīng)濟(jì)電流密度選； 2000h，查導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定附錄四 J=1.85 A / mm2 Sj=JaxIm=85.11742x=188.1(mm2) 應(yīng)選 LGJ 185 b. 110kV 內(nèi)橋及線路長(zhǎng)度小于 20m，按 Imax 選； Ie= Imax=2 174=348A 查表選擇 LGJ 120, IaL=425AIe=348A 110kV 內(nèi)橋及線路選擇 LGJ 120。 為了滿足今后負(fù)荷發(fā)展，在不增加過多投資的條件下，減少導(dǎo)線品種。 110kV 內(nèi)橋及線路側(cè)與 110kV 變壓器側(cè)選擇相同的導(dǎo)體型號(hào) LGJ 185，查表 IaL=515A 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Qk=Qp+QNP 第 23 頁 共 48 頁 當(dāng) tk 取 2時(shí)， QNP 可省去； Qk=Qp= 12ktI 2 +10I 21 + I 22 1225.69 2 +10 5.79 2 +5.79 2 66.83（ kA2.S） K =257070 = 25702870 0.966 I aL = K IaL= 0.966 515=497.5 QW= +(70- )22maxaLII =28+(70-28) ( 85.11742x )2 =33.14 查表得：材料溫度系數(shù) C=99 Smin =CQk =991086.66 6 =82.6 mm2 70mm2 滿足 110kV 電暈校驗(yàn)要求，所以不必校驗(yàn)電暈。 3）、選 110kV 絕緣子片數(shù)： 無污染 1.6cm/kV ， 一 片 絕 緣 子 的 絕 緣 距 離 ： 29cm n=296.1 U=291106.1 x=6.07 6(片 ) 耐張加一片，防老化加一片，海拔 2000m 以上加一片 110kV 絕緣子片數(shù)為 9 片。 第二節(jié) 主變低壓側(cè)導(dǎo)體的選擇 1）、 選擇硬導(dǎo)體（主變低壓側(cè) 10kV 母線導(dǎo)體）： 第 24 頁 共 48 頁 Se=JaxIm=9.01910=2122(mm2) 選擇與之接 近的矩形鋁母線： 2(100 10)=2000(mm2) 按雙條 h=100mm， b 10mm，平放，查表得 IaL=2558A， fk=1.42 I aL=kQIaL=0.966x2558=2471(A) Imax a. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： QW=0+(70-0)22maxaLII =28+(70-28) ( 247119104 )2 =53.1 查表得：材料溫度系數(shù) C=94 當(dāng) tk 取 2 ,變電站各級(jí)電壓母線及出線非周期分量等效時(shí)間取 0.05 QNP =T I 2 =0.05x21.972 =24.1（ kA2.S） Qp= 12ktI 2 +10I 22/t+ I 2t122.021.97 2 +10 21.97 2 +21.97 2 96.5（ kA2.S） Qk=Qp QNP 96.5+24.1 120.6（ kA2.S） Smin =CfQ kk =9442.1106.120 6 =139.2 mm2 114(A) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 1 ， Q=0.59J/cm3 C， a=4.03 310 / C ， Kf=1， 20 3.1 610 .cm2 /m， w=34 C ; h=200 C QW=0+( al -0)22maxaLII =20+(60-20) (19214 )2 =34（ C） 第 28 頁 共 48 頁 C=1 )20(1 )20(1ln2.4 20 whf aaak Q 210 =98.6 當(dāng) tk 取 1 Qp= 12ktI2 +10I22/t+ I2t1217.342 +107.342 +7.342 54（ kA2.S） QNP =T I 2 =0.05x7.342 =2.7（ kA2.S） Qk=Qp QNP 54+2.7 56.7（ kA2.S） Smin =CQk =6.98107.56 6 =76.4mm2 182(A) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： QW=0+( al -0)22maxaLII =20+(60-20) (215182 )2 =49（ C） 1 ， Q=0.59J/cm3 C， a=4.03 310 / C ， Kf=1， 20 3.1 610 .cm2 /m， w=34 C ; h=200 C C=1 )20(1 )20(1ln2.4 20 whf aaak Q 210 =92.9 當(dāng) tk 取 1 Qp= 12ktI2 +10I22/t+ I2t1217.342 +10x7.342 +7.342 54（ kA2.S） QN =T I 2 =0.05x7.342 =2.7（ kA2.S） Qk=Qp QN 54+2.7 56.7（ kA2.S） Smin =CQk =9.92107.56 6 =81mm2 3790(N) 選擇支柱絕緣子 ZB-10T 滿足要求。 2. 穿墻套管選擇 穿墻套管額定電壓、額定電流及機(jī)械破壞負(fù)荷選用： 型號(hào) 額定電壓 額定電流 機(jī)械破壞負(fù)荷 CMWD2-20 20kV 4000A 19600N 上表的參數(shù)都大于或等于實(shí)際值 選擇 CMWD2-20 穿墻套管滿足要求。 第 31 頁 共 48 頁 第四章 選擇斷路 器和隔離 開關(guān) 第一節(jié) 110kV 斷路器和隔離開關(guān)選擇和效驗(yàn) Us = Uw=110kV ； Imax= ）（ A174 ； I 5.68(kA); ich=14.5(kA); Qk(t=2)= 12ktI2 +10I22/t+ I2t1225.692 +10x5.792 +5.792 66.86（ kA2.S） 計(jì)算值 斷路器 SW4-110/1000 GW4-110D/1000-80 Us 110kV 110kV 110kV Imax=174（ A） 1000A 1000A I 5.68(kA) 18.4 kA ich=14.5(kA) 55kA 80kA Qk(t=2)= 66.86（ kA2.S） 2205 kA2.S 2311 kA2.S 操作機(jī)構(gòu)： CT 操作機(jī)構(gòu)： CJ、 CS 上面列表參數(shù)廠家保證值都大于等于計(jì)算值。 110kV 斷路器選擇 SW4-110/1000 隔離開關(guān)選擇 GW4-110D/1000-80 滿足要求。 第二節(jié) 10kV 母聯(lián)及主變 10kV 側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇 Us = Uw=10kV ； Imax=1914A； I 21.97(kA); ich=56(kA); Qk(t=2)= 12ktI2 +10I22/t+ I2t122.021.972 +10x21.972 +21.972 96.5（ kA2.S） QN =T I 2 =0.05x21.972 =24.1（ kA2.S） Qk=Qp QN 96.5+24.1 120.6（ kA2.S） 第 32 頁 共 48 頁 計(jì)算值 斷路器 SN3-10/3000 GN10-10T/3000-160 Us 10kV 10kV 10kV Imax=1914A 3000A 3000A I 21.97(kA) 29 kA ich=56(kA) 75kA 160kA Qk)= 120.6（ kA2.S） 1892 kA2.S 28125 kA2.S 操作機(jī)構(gòu)： ST 操作機(jī)構(gòu)： CJ、 CS 上面列表參數(shù)廠家保證值都大于等于計(jì)算值。 10kV斷路器選擇 SN3-10/3000隔離開關(guān)選擇 GW4-110D/1000-80滿足要求。 第三節(jié) 10kV 出線斷路器和隔離開關(guān)選擇 32 號(hào)出線是 10kV 鋼芯鋁絞線出線最大的 Imax32=162.8A Qp(t=1)= 12ktI2 +10I22/t+ I2t1211.822 +10x1.822 +1.822 3.31（ kA2.S） QNp =T I 2 =0.05x1.822 =0.17（ kA2.S） Qk32=Qp32 QNp32 3.31+0.17 3.48（ kA2.S） 36 號(hào)出線是 10kV 鋁芯電纜出線最大的 Imax32=182A Qp(t=1)= 12ktI2 +10I22/t+ I2t1217342 +10x7.342 +7.342 53.88（ kA2.S） QNp =T I 2 =0.05x7.342 =0.17（ kA2.S） Qk36=Qp36 QNp36 53.88+2.69 56.57（ kA2.S） 計(jì)算值 斷路器 ZN5-10/630 GN6-10/600-52 Uns 10kV 10kV 10kV 第 33 頁 共 48 頁 Imax=162.8A Imax=182A 630A 600A I 1.82(kA) I 7.34(kA) 20 kA ich=56(kA) 50kA 52kA Qk32=3.48（ kA2.S） Qk32=56.57（ kA2.S） 1600 kA2.S 1600 kA2.S 操作機(jī)構(gòu) CT 操作機(jī)構(gòu) CS 上面列表參數(shù)廠家保證值都大于等于計(jì)算值。 選用的 10kV 出線斷路器 ZN5-10/630 和隔離開關(guān) GN6-10/600-52 能滿足 32和 36 號(hào)出線要求，也肯定能滿足其它出線的要求。 選用的 10kV 出線斷路器 ZN5-10/630 和隔離開關(guān) GN6-10/600-52 能滿足出線 的要求。 第 34 頁 共 48 頁 第五章 選擇其它電氣設(shè)備 第一節(jié) 10kV 并聯(lián)電容器組的選擇 10kV I 段母線總?cè)萘?SI： SI 600+900+1000+1100+1300+1400+1500+1600+1800+1900+2000 +2100 =17200(kW) 10kV II 段母線總?cè)萘?SII： SII 650+850+1050+1150+1250+1350+1550+1650+1750+185