110KV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 110kv變電站電氣一次部分設(shè)計(jì) 摘 要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(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，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設(shè)計(jì)是關(guān)于某地區(qū)110kv降壓變電站的設(shè)計(jì)，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。其次進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)各短路點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電

2、流，從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級(jí)的工作母線時(shí)，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。最后，根據(jù)各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行開關(guān)設(shè)備選型。關(guān)鍵詞：變電所，主接線，電網(wǎng)，斷路器，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備選擇目錄摘 要i1 概述12 電氣主接線22.1 電氣主接線概述22.2 選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)22.3 變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求：22.4 110kv側(cè)主接線方案32.5 35kv側(cè)主接線方案42.6 10kv側(cè)主接線方案52.7 站用電接線63主變壓器選擇63.1 主變壓器型式的選擇63.1.1 變壓器繞組形式的選擇63.1.2 變壓器調(diào)壓方式的選擇73.1.3 變壓器接

3、地方式的選擇73.1.4 變壓器冷卻方式的選擇73.2 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇73.3 變壓器容量的確定83.3.1 選擇變壓器容量所采用的基本原則83.3.2 選擇變壓器容量的相關(guān)計(jì)算84 最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算94.1 各回路最大持續(xù)工作電流94.2 短路計(jì)算的目的及假設(shè)104.2.1短路電流計(jì)算的目的104.2.2 計(jì)算的基本情況104.2.3 接線方式104.2.4 計(jì)算容量104.2.5 短路種類114.2.6 短路計(jì)算點(diǎn)114.3 短路電流計(jì)算115 主要電氣設(shè)備選擇135.1 電氣選擇的一般要求135.1.1 一般原則135.1.2 技術(shù)條件135.1.3 溫度145.2 高壓斷路

4、器的選擇155.2.1斷路器的選擇原則155.2.2 110kv側(cè)斷路器的選擇155.2.3 35kv側(cè)斷路器選擇175.2.4 10kv側(cè)斷路器選擇185.3 隔離開關(guān)的選擇195.3.1隔離開關(guān)的選擇原則195.3.2 110kv側(cè)隔離開關(guān)205.3.3 35kv側(cè)隔離開關(guān)205.3.4 10kv側(cè)隔離開關(guān)215.4 避雷器的選擇225.5 接地刀閘的選擇225.6 高壓斷路器選型總表225.7 隔離開關(guān)選型總表236 配電裝置設(shè)計(jì)236.1 設(shè)計(jì)原則與要求246.1.1、設(shè)計(jì)原則246.1.2設(shè)計(jì)要求246.1.3有足夠的安全距離257總結(jié)251 概述 已知某110kv電網(wǎng)接線圖如圖1.

5、1所示。 圖1.1 某110kv電網(wǎng)接線圖 圖1.1 110kv電網(wǎng)接線圖 其中由待設(shè)變電站直接供電的近區(qū)負(fù)荷如表1.1所示。 表1.1 負(fù)荷表負(fù)荷編號(hào)最大功率（kw）輸電距離（km）1400022300033250034120002551000030 各負(fù)荷站的最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)tmax=4500h，功率因數(shù)cos=0.8，其中一類負(fù)荷占30%，二類負(fù)荷占40%，剩余為三類負(fù)荷。各負(fù)荷站間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為0.9，最小負(fù)荷系數(shù)為0.7。 待設(shè)變電站所處地理?xiàng)l件：最高氣溫38，最低氣溫1，58月有雷雨，土地充裕，非地震地區(qū)。 根據(jù)電力設(shè)計(jì)規(guī)程，分析各負(fù)荷站功率及輸電距離后，確定負(fù)荷1、2、3輸電電

6、壓等級(jí)為10kv，負(fù)荷4、5輸電電壓為35kv。 2 電氣主接線2.1 電氣主接線概述變電站的電氣主接線指由各種電氣元件如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等按照一定的要求和順序連接起來構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電的電氣回路。電氣主接線的選擇正確與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對(duì)變電站的電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定等都有重大的影響。因此在選擇變電站的電氣主接線時(shí)，應(yīng)注意變電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件，按照電氣主接線設(shè)計(jì)的一般原則和要求，經(jīng)過縝密的比較和嚴(yán)格的論證才能保證在建成使用的過程中不致有任何無法彌補(bǔ)的失誤。2.2 選

7、擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)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(shè)規(guī)模（3）負(fù)荷大小和重要性（4）系統(tǒng)備用容量大?。?）系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料2.3 變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求：（1）可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計(jì)必須滿足這個(gè)要求。因?yàn)殡娔艿陌l(fā)送及使用必須在同一時(shí)間進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，評(píng)估某個(gè)主接線圖的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該予以遵循。 （2）靈活性 電氣主接線不但在正

8、常運(yùn)行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時(shí)能保證檢修人員的安全。 （3）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便 電氣主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便，或造成不必要的停電。（4）經(jīng)濟(jì)性 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 （5）應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性

9、由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時(shí)，應(yīng)考慮到有擴(kuò)建的可能性。2.4 110kv側(cè)主接線方案由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定可知110kv側(cè)可選用單母線分段接線方式或雙母線接線方式。單母分段接線一般適用于110kv出線為3，4回的裝置中。雙母線接線一般適用于110kv出線為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線4回及以上的裝置中。此次設(shè)計(jì)裝置進(jìn)線2回，出線2回。所以綜合比較兩個(gè)方案選擇單母線分段接線為110kv側(cè)主接線方案。 110kv側(cè)主接線如圖2.1. 圖2.1 110kv側(cè)主接線主要優(yōu)缺點(diǎn)（1）當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí),僅故障母線停止工作,另一母線仍繼續(xù)工作；（2）對(duì)雙回

10、路供電的重要用戶,可將雙回路分別接于不同母線分段上,以保證對(duì)重要用戶的供電；（3）一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；（4）任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路必須停止工作；（5）當(dāng)出線為雙回線路時(shí)，會(huì)使架空線出現(xiàn)交叉跨越；因此本變電站設(shè)計(jì)宜采用單母線分段接線。2.5 35kv側(cè)主接線方案由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)可知當(dāng)35kv配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)應(yīng)采用單母線分段接線方式。此次設(shè)計(jì)配電裝置出線回路數(shù)為4回故選擇單母線分段接線為35kv側(cè)主接線方案 35kv側(cè)主接線如圖2.2. 圖2.5.1 圖2.2 35kv主

11、接線圖主要優(yōu)缺點(diǎn)：（1）當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；（2）對(duì)雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對(duì)重要用戶的供電； （3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； （4）任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路必須停止工作；（5）當(dāng)出線為雙回線時(shí)，會(huì)使架空線出現(xiàn)交叉跨越。因此本變電站設(shè)計(jì)宜采用單母線分段接線。2.6 10kv側(cè)主接線方案由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)可知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，此次設(shè)計(jì)配電裝置出線回路數(shù)為6回故選擇單母分段接

12、線為主接線。 10kv側(cè)主接線如圖2.3. 圖2.3 10kv側(cè)主接線 主要優(yōu)缺點(diǎn)：（1）母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；（2）對(duì)雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對(duì)重要用戶的供電（3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；（4）任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路必須停止工作；（5）當(dāng)出線為雙回線時(shí)，會(huì)使架空線出現(xiàn)交叉跨越。因此本變電站設(shè)計(jì)宜采用單母線分段接線。2.7 站用電接線一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式，故提出單母線分段接線。站用電主接線如圖2

13、.4. 圖2.4 站用電主接線 結(jié)論：綜上所述可選擇110kv側(cè)采用單母分段接線為主接線，35kv側(cè)采用單母分段接線為主接線。10kv側(cè)采用單母分段線接線為主接線。站用電為單母分段接線。3主變壓器選擇3.1 主變壓器型式的選擇3.1.1 變壓器繞組形式的選擇根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料：不受運(yùn)輸條件限制，在330kv及其以下的發(fā)電廠和變電站中均采用三相變壓器。(1) 變壓器繞組數(shù)量的選擇根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料：在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該主變?nèi)萘康?5%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變宜采用三繞組變壓器。

14、(2) 繞組的連接方式根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料：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，我國(guó)110kv及以上的電壓等級(jí)，變壓器繞組均采用y連接；35kv電壓等級(jí)，變壓器繞組采用y連接，而35kv以下電壓等級(jí)，變壓器繞組均采用連接。所以待設(shè)計(jì)變電站的主變壓器選擇三相、三繞組變壓器。3.1.2 變壓器調(diào)壓方式的選擇 根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料：110kv及以下變電站，考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式。所以待設(shè)計(jì)變電站主變壓器選擇有載調(diào)壓變壓器。3.1.3 變壓器接地方式的選擇中性點(diǎn)直接接地方式的短路電流很大，

15、線路或設(shè)備應(yīng)立即切除，增加了斷路器的負(fù)擔(dān)，降低了供電的連續(xù)性，但由于過電壓水平較低，減少了設(shè)備造價(jià)，特別是在高壓和超高壓電力系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，故適用于110kv及以上電力系統(tǒng)，。我國(guó)目前在一般情況下，110kv系統(tǒng)多采用中性點(diǎn)直接接地方式。3.1.4 變壓器冷卻方式的選擇主變一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻，小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。根據(jù)以上分析本設(shè)計(jì)采用三繞組普通強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器。3.2 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇降壓變電站的主變壓器的臺(tái)數(shù)，一般不超過兩臺(tái)，當(dāng)負(fù)荷再增大時(shí)，可更換大容量的變壓器，而不需

16、增加變壓器的臺(tái)數(shù)。為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響對(duì)用戶供電，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，其變壓器基礎(chǔ)按大于變壓器容量的1-2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，可更換大容量的變壓器，而不需增加變壓器的臺(tái)數(shù)。3.3 變壓器容量的確定3.3.1 選擇變壓器容量所采用的基本原則(1)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及檢修狀態(tài)下，以具有一定持續(xù)時(shí)間的日負(fù)荷選擇主變壓器的額定容量，日負(fù)荷中持續(xù)時(shí)間很短的部分，可由變壓器過載滿足。(2) 并聯(lián)運(yùn)行的以隱備用的形式相互作為事故備用。(3)主變壓器檢修時(shí)間間隔很長(zhǎng)、檢修時(shí)間較短，合理作好檢修與運(yùn)行調(diào)度。則不因檢修并聯(lián)變壓器而增加其選擇容量。3.3.2 選擇變壓器容量的

17、相關(guān)計(jì)算主變壓器容量一般按變電站建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷發(fā)展。當(dāng)有兩臺(tái)變壓器時(shí)，每臺(tái)變壓器應(yīng)能負(fù)擔(dān)變電站總負(fù)荷的70%左右，以便在一臺(tái)變壓器因故障退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器容量應(yīng)保證重要負(fù)荷連續(xù)供電。根據(jù)表1.1，可知變電站供電負(fù)荷為 （3.1）因?yàn)樗秒娬?%，所以：全站總負(fù)荷為： （3.2）又因?yàn)椋核裕褐髯儔浩鞯娜萘繛椋?（3.3）為保證重要用戶供電，待設(shè)計(jì)變電站宜選擇兩臺(tái)主變壓器，采用暗備用的方式。若每一臺(tái)變壓器的容量要求能帶全部負(fù)荷的70%左右計(jì)算： （3.4）根據(jù)以上論證滿足以上條件的變壓器有sfsl1-30000/110。根據(jù)規(guī)程規(guī)定：油浸

18、自冷和油浸風(fēng)冷變壓器過負(fù)荷不應(yīng)超過變壓器額定容量的30%，驗(yàn)算所選擇變壓器容量是否滿足負(fù)荷要求： （3.5），滿足要求。所以我們選擇兩臺(tái)sfsl-30000/110型變壓器，該變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)見下表3.1。 表3.1 主變壓器參數(shù)型 號(hào) sfsl-30000/110容 量30 mva容 量 比100100100阻抗電壓高壓11081.25%中壓38. 522.5%低壓10.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) ynyn0d11損 耗空載58.8kw負(fù)載225kw空載電流 0.91%阻抗電壓高-中10.5%高-低17.8%中-低6.5 %4 最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算4.1 各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公= （4.1）式中

19、 - 所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量 - 各電壓等級(jí)額定電壓 - 最大持續(xù)工作電= （4.2） =/ （4.3）110kv側(cè)：=31500/（110kv0.8）=210a （4.4） 35kv側(cè) ：=（10000+12000）/（35kv0.8）=461a （4.5） 10kv側(cè) ：=95000/（10kv0.8）=735a （4.6）4.2 短路計(jì)算的目的及假設(shè)4.2.1短路電流計(jì)算的目的在變電站的電氣設(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個(gè)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，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算

20、。(2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。(3) 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。(4) 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)。(5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要短路電流。4.2.2 計(jì)算的基本情況(1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。(2)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。(3)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。4.2.3 接線方式計(jì)算短路電流時(shí)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（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可

21、能并列運(yùn)行的接線方式。4.2.4 計(jì)算容量應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。4.2.5 短路種類一般按三相短路計(jì)算。4.2.6 短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式下，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。4.3 短路電流計(jì)算 所選出的sfsl-30000/110型變壓器參數(shù)： u12%=10.5 ；u13%=17.8；u23%=6.5us1%=1/2(u12% u13% u23%)=1/2(10.517.86.5)=10.9 （4.7）us2%=1/2(u12% u23% u13%)=1/2(10.56.517.8)=0.40 （4.8）us3%=1/2(u13% u23%

22、u12%)=1/2(17.86.510.5)=6.9 （4.9）取基準(zhǔn)容量為：sb=100mva，基準(zhǔn)電壓為ub=uav又依公式： ib=sb/ ub （4.10） xb=ub2/sb (4.11)基準(zhǔn)電壓 （kv）： 10.5 37 115各繞組的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下： =（%/100）（/）=（10.9/100）（100/50）=0.218 （4.12） =（%/100）（/）=（0/100）（100/50）=0 （4.13）=（%/100）（/）=（6.9/100）（100/50）=0.138 （4.14）任務(wù)書所給外部網(wǎng)絡(luò)容量為，短路電流的計(jì)算系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖4.1所示：其中x1=/2

23、=0.218/2=0.109 x2=/2=-0/2=0 x3=/2=0.138/2=0.069 xd=/=100/270=0.37 圖4.1短路電流計(jì)算系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)35kv側(cè)短路：當(dāng)f1點(diǎn)短路時(shí)=/（）=100/（37）=1.56ka (4.15)短路電流 =1/（x1+x3+xd）=1/（0.109+0.069+0.37）=2.645 (4.16)短路電流的有名值 =2.6451.56=4.126ka (4.17)沖擊電流 =1.8=1.84.126=10.5k (4.18)短路容量 =ub=2.64537=169.5mva (4.19) 電流最大有效值： ich=1.51=1.514.12

24、6=6.23ka (4.20)10kv側(cè)短路：f2點(diǎn)短路時(shí)：=/（）=100/（10.5）=5.5ka (4.21) 短路電流 =1/（x1+x2+xd）=1/（0.109+0+0.37）=3.236 (4.22)短路電流的有名值 =5.53.236=17.8ka (4.23)沖擊電流 =1.8=1.817.8=45.3ka (4.24)短路容量 =uc=3.23610.5=58.85mva (4.25)電流最大有效值： ich=1.51=1.5117.8=26.878ka (4.26) 110kv側(cè)短路：當(dāng)f3點(diǎn)短路時(shí)=/（）=100/（115）=0.502ka (4.27)短路電流 =/（

25、）=270/（1150.502）=5 (4.28)短路電流的有名值 =50.502=2.51ka (4.29)沖擊電流 =1.8=1.82.51=6.389ka (4.30)短路容量為：s=ua i” =1155=995.9（mva） (4.31)電流最大有效值： ich=1.51=1.512.51=3.79ka (4.32)5 主要電氣設(shè)備選擇導(dǎo)體和電氣的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。5.1 電氣選擇的一般要求5.1.1 一般原則(1) 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況

26、下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。(2) 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)。(3) 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。(4) 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。(5) 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。(6) 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.1.2 技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓過電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.長(zhǎng)期工作條件：(1)電壓：選用電氣的允許最高工作電壓umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓ug,即 (5.1)(2)電流：選用的電氣額定電流ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流ig 即： (5.2)2.短路穩(wěn)定條件：(1)校驗(yàn)的一般原則：電器在選定后應(yīng)按最大可

27、能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。(2)短路的熱穩(wěn)定條件： (5.3)(3)短路的動(dòng)穩(wěn)定條件： (5.4) (5.5)qd - 在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)。it - t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值。t - 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間。ich - 短路沖擊電流峰值。ich - 短路沖擊電流有效值。idf - 電流允許的極限通過電流峰值。idf - 電流允許的極限通過電流有效值。imax - 動(dòng)穩(wěn)定電流 5.1.3 溫度按交流高壓電器在長(zhǎng)期工作下的發(fā)熱規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40時(shí)，允許按額定電流長(zhǎng)期工作，當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40時(shí)，每增高1建議額定電流減

28、少1.8%,當(dāng)?shù)陀?40時(shí),每降低1, 建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%.5.2 高壓斷路器的選擇5.2.1斷路器的選擇原則(1)斷路器的額定電壓應(yīng)等于或大于電氣裝置的額定電壓。(2)斷路器的額定電流應(yīng)等于或大于通過斷路器的長(zhǎng)期最大負(fù)荷電流。(3)選擇斷路器的類型：戶內(nèi)式、戶外式、多油式、少油式等。(4)檢驗(yàn)斷路器的斷流能力：斷路器的允許開斷電流應(yīng)等于或大于斷路器實(shí)際開斷時(shí)間的三相短路電流周期分量有效值。(5)檢驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定：要求斷路器允許的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值應(yīng)大于或等于三相短路沖擊電流。(6)檢驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定：要求斷路器t秒鐘熱穩(wěn)定電流it算出的允許熱效應(yīng)it

29、2t大于或等于通過斷路器的短路電流脈沖qd。斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較才能確定，根據(jù)當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)制造情況，3220kv電網(wǎng)一般采用少油斷路器。電力系統(tǒng)中，高壓斷路器具有完善的滅弧性能，正常情況下，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某些電器主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器還常在繼電保護(hù)的配合使用下，斷開短路電流，切斷故障部分，保證非故障部分的正常運(yùn)行。5.2.2 110kv側(cè)斷路器的選擇變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0530000/110=275.5a (5.6)額定電壓選擇：ununs

30、=110kv 開斷電流選擇：inbri”=5ka (f3 點(diǎn)短路電流)額定電流選擇：inimax=275.5a 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(jiǎn)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。比較各種110kvsf6高壓斷路器選擇應(yīng)采用lw36-126型號(hào)的斷路器。lw36-126型號(hào)的斷路器使用環(huán)境環(huán)境溫度：-30+40風(fēng)壓：700pa海拔高度：3000m地震烈度：8度空氣污穢程度：級(jí)覆冰厚度：10mm完全符合變電站當(dāng)?shù)丨h(huán)境表5.1 lw36-126型號(hào)的斷路器

31、參數(shù)斷路器型號(hào)額定電壓kv額定電流a 最高 工作 電壓kv額定短路開斷電流ka極限通過電流ka峰值熱穩(wěn)定電流ka4s固有分閘時(shí)間slw36-1261103150126315100400.03熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2t qk it2t=402 4=6400（ka）2s (5.7)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 =3.79ka (5.12)滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。5.2.3 35kv側(cè)斷路器選擇變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0530000/0.835=1082

32、a (5.13)額定電壓選擇：ununs=35kv 開斷電流選擇：inbri”=2.67ka (f1 點(diǎn)短路電流)額定電流選擇：inimax=1082a 本設(shè)計(jì)中35kv側(cè)采用真空斷路器，比較各種35kv真空斷路器，最后選擇zw7-40.5系列戶外高壓真空斷路器,這種斷路器主要用于戶外35kv輸變電系統(tǒng)的控制與保護(hù),也可適用于城、鄉(xiāng)電網(wǎng)絡(luò)及工礦個(gè)業(yè)的正常操作與短路保護(hù)之用。表5.2 zw7-40.5型號(hào)的斷路器參數(shù)斷路器型號(hào)額定電壓kv額定電流a 最高 工作 電壓kv額定短路開斷電流ka極限通過電流ka峰值熱穩(wěn)定電流ka4s固有分閘時(shí)間szw7-40.540.5200040.53158031.

33、50.06熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2t qk it2t=31.52 4=3969（ka）2s (5.14) 電弧持續(xù)時(shí)間取0.04s，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =0.15+0.06+0.04=0.25 qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=80kaish =1.082ka (5.19)滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。5.2.4 10kv側(cè)斷路器選擇變壓器的最大工作電流 =（1.05）/（）=1.0530000/0.810=3788a (5.20)額定電壓選擇：ununs=10kv 開斷電流選擇：inbri”=2.645ka (f2 點(diǎn)短路電流)額定電流選擇：inimax=3788a 本次設(shè)計(jì)中10k

34、v側(cè)選擇真空斷路器，比較各種真空斷路器最后選擇zn68-12型斷路器，此斷路器是在zni212型基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，價(jià)格相對(duì)較低。表5.3 zn68-12型號(hào)的斷路器參數(shù)斷路器型號(hào)額定電壓kv額定電流a 最高 工作 電壓kv額定短路開斷電流ka極限通過電流ka峰值熱穩(wěn)定電流ka3s固有分閘時(shí)間szn68-121231501240100400.06熱穩(wěn)定校驗(yàn)：it2t qk it2t=402 3=4800（ka）2s (5.21) 電弧持續(xù)時(shí)間取0.04s，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =0.15+0.06+0.04=0.25 qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=100kaish =3788a (5.2

35、5)滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。5.3 隔離開關(guān)的選擇5.3.1隔離開關(guān)的選擇原則(1)隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于電氣裝置的額定電壓。(2)隔離開關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于通過隔離開關(guān)的長(zhǎng)期最大負(fù)荷電流。(3)選擇隔離開關(guān)的類型：戶內(nèi)式、戶外式 。(4)檢隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值應(yīng)等于或大于通過隔離開關(guān)的三相短路沖擊電流。(5)根據(jù)隔離開關(guān)容許的t秒鐘熱穩(wěn)定電流it算出的允許熱效應(yīng)it2t大于或等于通過隔離開關(guān)的短路電流脈沖qd。隔離開關(guān)型式的選擇：應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，本方案對(duì)110 、35kv側(cè)采用屋外式，對(duì)10kv側(cè)采用屋隔離開關(guān)是

36、高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2.隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4.隔離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。5.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。6.帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。隔離開關(guān)的型號(hào)應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求

37、等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其選擇的具體方法與斷路器的相同。5.3.2 110kv側(cè)隔離開關(guān)經(jīng)過各種型號(hào)的比較決定采用gw5-126高壓隔離開關(guān)。表5.4 gw5-126隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流值動(dòng)穩(wěn)定電流值接地開關(guān)126kv2000a80ka31.5(4s)單接地雙接地通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為210a隔離開關(guān)的額定電流為2000a，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流：ies =80ka ich=3.79ka iesich it2t=31.52 4=3969（ka）2s (5.26)熱穩(wěn)定效應(yīng)：=/12（+10+）=0.22/1

38、2（52+10*52+52）=5.5（ka）2.s (5.27)1時(shí)，t=0.05=t=0.0552=1.25（ka）2.s (5.28)短路電流的熱效應(yīng)：=+=5.5+1.25=6.75（ka）2.s (5.29)所以it2t qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)5.3.3 35kv側(cè)隔離開關(guān)經(jīng)過各種型號(hào)的比較決定采用gw5-40.5高壓隔離開關(guān)。表5.5 gw5-40.5隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流值動(dòng)穩(wěn)定電流值接地開關(guān)40.5kv2000a80ka31.5(4s)單接地雙接地通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為461a隔離開關(guān)的額定電流為2000a，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動(dòng)

39、穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流：ies =80ka ich=6.23ka iesichit2t=31.52 4=3969（ka）2s (5.30)=/12（+10+） (5.31)=0.25/12（2.6452+10*2.6452+2。6452）=1.749（ka）2.s (5.32)非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，t=0.05=t=0.052.6452=0.35（ka）2.s (5.33)短路電流的熱效應(yīng)：=+=1.749+0.35=2.1（ka）2.s (5.34)所以it2t qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)5.3.4 10kv側(cè)隔離開關(guān)經(jīng)過各種型號(hào)的比較決定采用gn22-12高壓隔離開關(guān)。表5.6 gn22-12

40、隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流值動(dòng)穩(wěn)定電流值雷電沖擊耐壓12kv3150a125ka50(4s)75通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為735a。隔離開關(guān)的額定電流為3150a，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流：ies =125ka ich=26.878ka iesich=/12（+10+） =0.25/12（3.2362+10*3.2362+3.2362）=2.618（ka）2.s (5.35)非周期分量的熱效應(yīng)：1時(shí)，t=0.05=t=0.053.2362=0.523（ka）2.s (5.36)短路電流的熱效應(yīng)：=+=2.618+0.523=3.141（k

41、a）2.s (5.37)所以it2t qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)5.4 避雷器的選擇避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護(hù)裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應(yīng)有的防雷保護(hù)作用。氧化鋅避雷器是目前國(guó)際最先進(jìn)的過電壓保護(hù)器。由于其核心元件采用氧化鋅電阻片，與傳統(tǒng)碳化硅避雷器相比，改善了避雷器的伏安特性，提高了過電壓通流能力，從而帶來避雷器具特征的根本變化。避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護(hù)裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應(yīng)有的防雷保護(hù)作用。 當(dāng)避雷器在正常工作電壓下，流過避雷器的電流僅有微安級(jí)，當(dāng)遭受過電壓時(shí)，由于氧化鋅電阻片的非線性，流過避雷器的電流瞬間達(dá)數(shù)千安培，避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài)，釋放過

42、電壓能量，從而有效地限制了過電壓對(duì)輸變電設(shè)備的侵害。故根據(jù)本變電所的特點(diǎn)避雷器的選擇如下： 110kv側(cè)選擇y10w1-100/248型避雷器； 35kv側(cè)選擇y10w5-42/142型避雷器；10kv側(cè)選擇y5w-12.7/42型避雷器；5.5 接地刀閘的選擇為保證電器和母線的檢修安全，每段母線裝設(shè)12組接地刀閘，63kv及以上斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地刀。對(duì)于35kv及以上隔離開關(guān)的接地刀，應(yīng)根據(jù)其安裝處的短路電流進(jìn)行動(dòng)，熱穩(wěn)定校驗(yàn)。計(jì)算方法同110kv,10kv隔離開關(guān)相同，這里不再贅述。5.6 高壓斷路器選型總表 表5.7 高壓斷路器選型總表斷路器安裝位置斷路器

43、型號(hào)額定電壓kv額定電流a高工作電壓kv額定短路開斷電流ka極限通過電流ka峰值熱穩(wěn)定電流ka4s固有分閘時(shí)間s110kv側(cè)lw36-1261103150126315100400.0335kv側(cè)zw7-40.540.5200040.53158031.50.0610kv側(cè)zn68-121231501240100400.065.7 隔離開關(guān)選型總表 表5.8 隔離開關(guān)選型總表安裝位置型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流值動(dòng)穩(wěn)定電流值接地開關(guān)110kv側(cè)gw5-126126kv2000a80ka31.5(4s)單接地雙接地35kv側(cè)gw5-40.540.5kv2000a80ka31.5(4s)單接地雙接地10kv側(cè)gn22-1212kv3150a125ka50(4s)756 配電裝置設(shè)計(jì)配電裝置是變電站的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。形式有屋內(nèi)和屋外配電裝置，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。6.1 設(shè)計(jì)原則與要求6.1.1、設(shè)計(jì)原則高壓電站和配電裝置型式選擇應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定。1、節(jié)約用地2、運(yùn)行安全和操作巡視方便配電裝置布置要整齊清晰，并能在運(yùn)行中滿足對(duì)人身和