220kV變電站一線與配電裝置設(shè)計

1、220kV 終端變電站電氣 一次主接線及配電裝置設(shè)計目錄目錄4摘要5前言6第一章 變電站主接線設(shè)計7第二章 短路電流計算19第三章 電器設(shè)備及導(dǎo)體的選擇 27 第四章 配電裝置設(shè)計 54 第五章 防雷 保護 59 第六章 保護裝置68結(jié) 論72總結(jié)與體會73謝 辭74參考文獻75摘要220KV終端變電所工程電氣一次初步設(shè)計，主要包括以下容：在對 各種電氣主接線比較后確定本站的電氣主接線，主變壓器和廠用變壓器 的選擇，再進行短路電流計算，根據(jù)短路計算結(jié)果表選擇導(dǎo)體和一次主 要設(shè)備，畫出主接線圖，剖面圖、防雷配置圖和保護配置圖。關(guān)鍵詞： 主接線 短路計算 設(shè)備選擇 防雷保護前言一 設(shè)計目的意義畢業(yè)

2、設(shè)計是在完成全部專業(yè)課程的基礎(chǔ)上的最后一個理論與實踐相聯(lián)系的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是全面運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基 本技能，對實際問題進行設(shè)計的綜合訓(xùn)練；是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐 能力的過程。對培養(yǎng)工作態(tài)度、作風(fēng)和獨立能力具有深遠的影響。通過 畢業(yè)設(shè)計， 可以培養(yǎng)我們運用所學(xué)知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神。本次所設(shè)計的課題是某 220KV變電所電氣初步設(shè)計，該變電所是一 個地區(qū)性終端變電電所，它主要擔(dān)任 110KV及 35KV兩電壓等級功率輸送， 把接受功率全部送往 110KV側(cè)和 35KV側(cè)線路。系統(tǒng)容量 Sxt=3500MVA；系 統(tǒng)電抗Xxt=0.45 ；與系統(tǒng)連接的線路長度 65km

3、 ；COS =0.85；110KV出 線4條；總負荷 65WM；最大設(shè)備利用小時 Tmax=6000h。35KV側(cè)出線有 6條， 總負荷為 30 WM，同時35KV側(cè)作為站用電源接兩臺變，互為備用， 110KV 到負荷地的距離為 50KM， 35KV到負荷地的距離為 20KM電纜。接題目后，先審題，然后根據(jù)題目的要求查了大量的資料。第一步， 擬訂初步的主接線圖，列出可能的主接線形式，各種方案進行比較，最 后確定兩個最有可能的主接線形式，再做經(jīng)濟性比較，最終確定方案。 第二步，經(jīng)過精確的計算，然后選擇了主變壓器和廠用變壓器。第三步， 短路計算和做短路計算結(jié)果表。第四步，導(dǎo)體和設(shè)備的選擇及其校驗，

4、 做設(shè)備結(jié)果表。第五步，繼電保護，配電裝置和防雷接地的布置，通過 這次設(shè)計將理論與實踐結(jié)合，更好的理解電氣一次部分的設(shè)計原理。通過畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到以下要求：熟悉國家能源開發(fā)的方針政策和有 關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則等，樹立工程設(shè)計必須安全、可靠、經(jīng)濟的觀 點；鞏固并充實所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，能夠靈活應(yīng)用，解決實際問 題；初步掌握電氣工程專業(yè)工程的設(shè)計流程和方法，獨立完成工程設(shè)計、 工程計算、工程繪圖、編寫工程技術(shù)文件等相關(guān)設(shè)計 任務(wù)，并能通過答辯；培養(yǎng)嚴(yán)肅認真、實事求是和刻苦鉆研的作風(fēng)。二 設(shè)計原始資料分析本次的設(shè)計任務(wù)是：設(shè)計一座 220 110/35KV終端變電站的電氣主接 線和配電裝置，防雷

5、保護和接地裝置、繼電保護的配置規(guī)劃。設(shè)計的重 點是對變電站電主接線的擬定以及配電裝置的布置。設(shè)計的容包括 ：1、電氣主接線方案的設(shè)計； 2、短路電流計算； 3、導(dǎo)體、電氣設(shè)備選擇 及校驗； 4、設(shè)計配電裝置； 5、設(shè)計防雷保護和接地裝置 6、繼電保護的 配置規(guī)劃； 7、按設(shè)計方案繪制電氣一次主接線圖、配電裝置的平面布置 圖、斷面圖以及防雷圖 （圖紙見附頁 ） ； 8、寫設(shè)計說明書一份。本次設(shè)計已知的基本條件：變電站的設(shè)計題目：設(shè)計一座 110 35/10KV通過變電站的電氣一次部分。 110KV出線有 4回出線（末端無電 源），其總負荷為 65MW，35kV出線 6回，總負荷為 30MW。1、

6、系統(tǒng)容量： Sxt=3500MVA； 2、系統(tǒng)電抗： Xxt=0.45 ；3、與系統(tǒng) 連接的線路長度 65km；4、最大設(shè)備利用小時 Tmax=6000h；5、站址海拔： 1000m；6、地震烈度： 7度以下； 7、本地污穢等級： 2級； 8、年最高氣 溫38；年平均氣溫 15；月平均最低氣溫 -2；9、風(fēng)速：2.5m/s ；10、功率因數(shù)為： 0.85通過對變電所原始資料的分析，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要、要求，利用 相關(guān)論文和參考資料，并結(jié)合設(shè)計工具書進行了電氣主接線方案的論證 與技術(shù)經(jīng)濟比較，同時對可能引起系統(tǒng)故障的短路情況進行了計算；另 外由電氣設(shè)備的選擇校驗技術(shù)條件和設(shè)計要求， 用短路電流的

7、計算結(jié)果， 選擇并校驗了導(dǎo)體和電氣設(shè)備；并根據(jù)變電站的類型和總體布置對選定 的主接線方案進行高壓配電裝置設(shè)計，進一步查閱電測量儀表技術(shù) 規(guī)程，對儀表規(guī)劃設(shè)計，對主設(shè)備進行保護規(guī)劃配置設(shè)計，進行避雷器 的選擇，接地網(wǎng)的設(shè)計。最終對本次設(shè)計的相關(guān)部分展開專題綜述。編 制了設(shè)計說明書，計算書，繪制了主接線圖，平面圖和斷面圖。第一章電氣一次主接線設(shè)計一. 主接線的方案初步設(shè)計（一）原始資料分析 已知待設(shè)計變電站：系統(tǒng)容量 Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗 Xxt=0.6 ；與系統(tǒng) 連接的線路長度 35km ；COS =0.85；110KV出線4條；總負荷 65WM；最大 設(shè)備利用小時 Tmax=600

8、0h。 35KV側(cè)出線有 6條，總負荷為 30 WM，同時35KV 側(cè)作為廠用電源接兩臺廠用變，互為暗備用，變電站不受場地限制，按 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)計。通過對原始資的分析，查閱相關(guān)設(shè)計手冊，依據(jù)設(shè)計任 務(wù)書提供的技術(shù)參數(shù)，進行主接線方案的初步比較。據(jù)以上資料分析，該變電站屬地區(qū)通過變電站，對所屬電網(wǎng)的供電可靠與否有十分重要的作用，全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。依據(jù) 發(fā)電廠電氣部分 P21頁，對重要變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運 時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間，應(yīng)滿足 I 類和II 類負荷 的供電；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng) 滿足全部負荷的 70%-80%。

9、通過對原始資料的分析，查閱相關(guān)設(shè)計手冊， 結(jié)合該站供電負荷情況， 220KV系統(tǒng)電源進線選擇兩條。依據(jù)設(shè)計任務(wù)書 提供的技術(shù)參數(shù)，進行主接線方案的初步比較。二）主接線方案的初步比較。1、220kV側(cè)主接線選擇 （ 表-1）方案名稱優(yōu)點缺點適用圍備注1、單母線接線接線簡單清 晰、設(shè)備少， 投資小、 運行操作方 便， 有利 擴建和采用 成套設(shè)備可靠性、靈活性較 差， 不利于設(shè)備檢 修，不能滿足對、 類負荷供電可靠性 的要求出線回路少的中小型變電站母線故障時全站失壓， 無法滿足該站可靠性要求。2、雙母線接線供電可靠 調(diào)度靈 活 擴建方便 便于 擴建。輪流檢修母線 時，不會停止對用戶 的供電，工作 母

10、線發(fā)生故 障時，能利 用備用母線 使無故障電 路迅速恢復(fù) 正常工作。增加一組母線每回 路就需增加母線隔離 開關(guān)。 當(dāng)母 線故障檢修，隔離開 關(guān)作為倒換操作電 器，易誤操 作，為避免誤操作， 需在隔離開關(guān)和斷路 器間裝設(shè)連鎖裝置。 出線斷路器檢修或 故障時，線路無法供 電。適用于大中 型變電站、 110 220KV配電裝置出線回路數(shù)為 5回及 以上出線。不適用于本 站。4、單 母線用斷路器把母線分 段后，重要用戶可以當(dāng)一段母線或母線 隔離開關(guān)故障或檢修適用于出線回路適于本站分段從不同段進行供電，時，該段母線的回路數(shù)為 3 4回的中即兩個電源供電 任都要在檢修期停。 型容量變電站。意母線故障，分段

11、斷當(dāng)出線為雙回路時，路器自動切除故障回常使架空線路出現(xiàn)交路，保證正常段母線叉跨越。 擴建時需不間斷供電，不致重向兩個方向均衡要用戶停電。擴建。2、110KV 側(cè)主接線選擇110KV出線4條，負荷 65MW （表-2）方案名稱優(yōu)點缺點適用圍備注1、單斷路器把母線分段數(shù)多故障停電適用于可靠性段，對重要用戶可從圍就小，但斷路器多110220KV能滿母線不同段進行供電， 即且供電容量較小，配配電裝置中，足本站。分段兩個電源供電 當(dāng)電裝置增多，運行復(fù)線路為 3 4一母線段發(fā)生故障，雜當(dāng)一母線段或回路。分段斷路器自動切其隔離開關(guān)故障檢除故障段，保證正常修時，該段母線的回段母線繼續(xù)間斷， 不路在檢修期間停。

12、 使重要用戶停電， 由當(dāng)出線為雙回路時，此提高供電的可靠架空線路常出現(xiàn)交性和靈叉跨越。 擴建時需活性。向兩個方向均衡擴建。2、雙供電可靠，輪流檢使用設(shè)備多，配電裝適用于 110KV不適用于母線修母線時，不會停止置復(fù)雜，投資較多，出線為 5回及本站出線。接線對用戶的供電， 工作易發(fā)生誤操作，設(shè)備以上變電站。母線發(fā)生故障時， 能 利用備用母線使無 故障電路迅速恢復(fù) 正常工作。 調(diào)度靈 活 便于擴建。檢修期間可靠性有 所降低。3、母節(jié)約專用盤路斷路整定復(fù)雜，增加母聯(lián)適用于 110KV不適用于聯(lián)兼器和配電裝置間隔斷路器的負擔(dān)和隔及以上大中本站出線。作旁離開關(guān)切換工作量。型但本廠可路斷當(dāng)電站為系統(tǒng)的主變

13、電站 5回及不裝設(shè)旁路器要連接點時，有可能 減弱其聯(lián)系，占地面 積大、投資大。以下出線。路4、雙加裝旁路母線則6回以上出線必裝設(shè)適用于 110KV不適用于母線可避免檢修斷路器一臺專用旁路斷路及以上大中本站出線。帶旁時造成短時停電， 器，增加了投資和配型但本廠可路接運行操作方便， 不影電裝置的占地面積。變電站 5回及不裝設(shè)旁線響雙母線正常運行以上出線。路3、35KV 側(cè)主接線選擇方案名稱優(yōu)點缺點適用圍備注單母線接 線形式接線簡單清 晰，設(shè)備少， 投資小，運行 操作方便，有 利于擴建和采 用成套設(shè)備?？煽啃?，靈活 性差，不利于 設(shè)備檢修，不 能滿足對， 類負荷供 電可靠性的 要求。適用于出線 回路

14、少，并 且沒有重要 負荷的變電 站。當(dāng)母線故 障時，全 站停電， 無法滿足 該站可靠 性要求。單母 線分 段接 線對重要用戶可以 從不同段進行供 電，任意母線故 障時，分段斷路 器將自動切除故單一段母線或隔 離開關(guān)故障或檢 修 時，該母線上的回 路都將停電。擴建廣泛用于中小容量的變電站的 6該接線形 式能滿足 可靠性要 求。條負荷數(shù)，總負荷為 65MW，35kV側(cè)有 6條負荷數(shù)，總負荷為 30MW，由負荷數(shù)可以確定該變電所主接線采用以下兩種方案： 方案一220kV采用單母分段接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷開本回路的斷路器， 單母分段接線使用與于線路較短， 變壓器按經(jīng)濟運行

15、需要經(jīng)常切 換且有穿越功率經(jīng)過的變電所的功能。110kV母線上近期負荷為 4回出線，采用單母接線形式，根據(jù)發(fā)電廠電氣部分 可知，3560KV配電裝置中，當(dāng)線路為 3回以上的，一般采用單母線或單母線分段接線若連接電源較多，出線較多，負荷較大時，可采用雙母接線形式。35kV采用單母分段接線方式， 根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊 第一冊可知，在1035KV 配電裝置中，線路在6回及以上時， 一般采用單母分段的接線方式， 當(dāng)短路電流較大， 出線回數(shù)較多，功率較大等情況時，可采用雙母分段接線形式。通常，不設(shè)旁路斷路 器。其接線特點：1) 110kV采用外橋接線方式， 當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時， 只需要

16、斷開本 回路的斷路器， 外橋接線使用與于線路較短， 變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有穿 越功率經(jīng)過的變電所。2) 35kV采用單母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線時，會停止對用戶的供 電，工作母線發(fā)生故障時，能利用備用母線使無故障電路迅速恢復(fù)正常工作。3) 10kV出線比較多，所以也采用單母分段形式。單母線分段，可以分段運行， 系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大， 兩個元件可完全分別接到相同的母線上， 對大容量且在需 相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的， 由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸， 因此 在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu) 點，但是易受到母線故障的影響，斷路器

17、檢修時要停運線路，占地面積大，一般當(dāng)連 接的進出線回路數(shù)在 11回及以上時，一般采用分段接線形式。110kV采用橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷開本回路的 斷路器，橋接線使用與于線路較短， 變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng) 過的變電所。35kV母線上近期負荷為 6回出線，易采用雙母接線形式，根據(jù)電力工程電氣 設(shè)計手冊第一冊可知， 3560kV配電裝置中，當(dāng)線路為 3回以上的，一般采用單母線 或單母線分段接線。 若連接電源較多， 出線較多，負荷較大時， 可采用雙母接線形式。 10kV可采用單母分段接線方式，根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊第一冊可知，在 610kV配電裝置

18、中，線路在 6回以上時，一般采用單母分段的接線方式。其接線特點：1) 110kV采用外橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷 開本回路的斷路器， 外橋接線使用與于線路較短， 變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且 有穿越功率經(jīng)過的變電所。2) 35kV采用雙母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線時，不會停止對用戶的供 電，工作母線發(fā)生故障時，能利用備用母線使無故障電路迅速恢復(fù)正常工作。3) 35kV側(cè)采用單母線分段的接線形式，用斷路器把母線分段后，對重要用戶可 以從不同段引出兩個回路； 有兩個電源供電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障， 分段斷路器自動 將故障切除， 保證正常段母線不間斷供電和不致使重

19、要用戶停電。 但是，一段母線或 母線隔離開關(guān)故障或檢修時， 該段母線的回路都要在檢修期間停電， 而出線為雙回時， 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。二 方案的經(jīng)濟比較：可靠性：兩種接線形式 110kV和35kV側(cè)接線方式是一樣的，區(qū)別就在 10kV側(cè)上，第一 種方案采用雙母線分段接線形式， 可靠性比較高， 檢修一母線時， 不會停止對用戶連 續(xù)供電， 而且還可以分段運行， 系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大， 兩個元件可完全分別接到 不同的母線上， 對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。 靈活性：兩種方案擴建都 比較的方便，且操作比較的簡便。經(jīng)濟性：第二種方案經(jīng)濟性要好點，因為只有一條母

20、線，節(jié)省了投資，還少了隔離開 關(guān)，間隔的布置和繼電保護的配置都簡單。總結(jié)：因為首先要保證可靠性， 綜上所述變電站的主接線圖在 220kV側(cè)、110kV側(cè)、35kV側(cè)都采用單母分段的方案。三 最優(yōu)電氣主接線圖繪制（詳見 220kV變電站主接線圖）四 主變壓器和廠用變壓器的選擇1. 主變臺數(shù)由原始資料可知， 我們本次所設(shè)計的變電所是市郊區(qū) 220kV 通過變電所， 它是 以 220kV 受功率為主。 把所受的功率通過主變傳輸至 110kV 及 35kV 母線上。若全 所停電后， 將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解， 影響整個市區(qū)的供電， 因此選擇主 變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。 為了保證供電可靠性

21、，避免一臺主變壓器故障或 檢修時影響供電， 變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。 當(dāng)裝設(shè)三臺及三臺以上時， 變電 所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時增大了占用面積， 和配電設(shè)備及用電保護的復(fù)雜性， 以及帶來維護和倒閘操作等許多復(fù)雜化。 而且會造 成中壓側(cè)短路容量過大， 不宜選擇輕型設(shè)備。 考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小。 適用遠期負荷的增長以及擴建， 而當(dāng)一臺主變壓器故障或者檢修時， 另一臺主變壓器 可承擔(dān) 70%的負荷保證全變電所的正常供電。 故選擇兩臺主變壓器互為備用， 提高供 電的可靠性。 在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均 達到該變壓器容

22、量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷， 但在變電所需裝設(shè)無功補償設(shè)備， 主變宜采用三繞組變壓器。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備， 比相 對的兩臺雙繞組變壓器都較少， 而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級， 考慮到 運行維護和操作的工作量及占地面積等因素， 該所選擇三繞組變壓器， 確定該站主變 臺數(shù)為 2臺。 根據(jù)前述和變電站電氣主接線，確定該站主變臺數(shù)為 2臺。2、容量 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所給的出線負荷和所選的接線方式，選擇容量及型號相同的 2 臺主變，容量按如下公式確定：主變?nèi)萘?SN Sjs 0.8 (P1 P2) 0.8 (65 30) 0.8 95 76(MVA) 來確定

23、SN：所要選則的主變?nèi)萘縎js ：按 0.8 倍的經(jīng)驗公式計算容量P1：110kV供出有功負荷P2：35kV供出有功負荷3、根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部份第 1冊第 272頁，因所給條件 沒有說明運輸?shù)奶貏e限制，按正常運輸條件選則，故選擇三相電力變壓器。4、繞組數(shù)的確定在電力系統(tǒng)中， 三個及以上不同電壓等級需要互相連接時， 或具有三種電壓的降 壓變電站， 需要由高壓向中壓和低壓供電， 或高壓和中壓向低壓供電時， 應(yīng)選用三繞 組變壓器，故選用三繞組變壓器。5、連接組別的確定變壓器三相的接線組別必須和電力系統(tǒng)的相位一致， 否則，不允許并列運行。 我 國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組

24、都采用“ YN”連接。根據(jù)系統(tǒng)和或機組的同步 并列要求及限制三次諧波對電源的影響因數(shù)，所以，該站主變連接組別選定為：YN，yn，d116、根據(jù)以上分析條件，查電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部份1 上冊 P240選擇： SSPS-90000/220型變壓器，參數(shù)如下：額定容量（ kVA）額定電壓（ kV）阻抗電壓（ %）90000/90000/90000高壓中壓低壓高-中高-低中-低22081.2512138.514247.5空載損耗（ kW）88接線組別YN，yn，d11短路損耗（ kW）280（高中）質(zhì)量（噸）油重 40空載電流（ %）0.8器身 74.3參考價格（萬元）120運輸重量 129

25、外形尺寸1442630807205總質(zhì)量 1519軌距（橫向 / 縱向）20002/1435變壓器廠、站用變的選擇：2、站用變壓器容量按下式確定：S js （P1 P2） 站用電率(65 30)0.85726kVA該站站用變考慮室外布置，則站用變壓器容量的選擇條件為：SNSjs = 726Kf Kt 1.04 0.97344(kVA)式中： SN站用變?nèi)萘浚?kVA）cos式中：Sjs 廠用變計算負荷（ MVA）P1 中壓側(cè)負荷（ MW）P2 低壓側(cè)負荷（ MW）cos 變電站平均功率因數(shù)Sjs0.65%0.726MVAK f 布置系數(shù)，室外布置時 Kf取 1.04 ，室布置時取 1.04Kt

26、 溫度校正系數(shù)，室外布置時取 0.97 ，室布置時取 0.99查電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部份 1 上冊 P399頁選用 S9800 型標(biāo)準(zhǔn)變 壓器兩臺，額定容量 800kVA，高壓側(cè)電壓 38.5 5%kV，低壓側(cè)電壓 0.4kV，聯(lián)接組別 為 Yyn0，其相關(guān)電氣技術(shù)參數(shù)列表如下：額定容量（ kVA）額定電壓（ kV）阻抗電壓（ %）8800高壓低壓空載損耗（ W）38.5 5%0.4短路損耗（ W）接線組別Y，yn0質(zhì)量油重 685 公斤空載電流（ %）器身 1615 公斤外形尺寸231012152662總質(zhì)量 2525 公斤第二章 短路電流計算1. 各元件參數(shù)計算作如下圖所示等值電路

27、圖，取基準(zhǔn)容量 SB 100MVA,UB Uav ，導(dǎo)線平均電阻取R0.4 /km，按已知條件作各元件的阻抗計算： 系統(tǒng)阻抗：XdXd SB 0.45100 0.0129d Ss3500電源線路阻抗：XL1 0.4 L1SB0.4 65 (230) 2 0.0491UB2 主變?nèi)齻?cè)阻抗：由主變參數(shù)可知：U1 2% 25.5；U1 3%14.9；U2 3%9.1，則U1%12(U1 2%U1 3%U23%)1(25.5214.99.1)15.6511U2%12(U1 2 %U2 3%U1 3%)(3.1225.514.9)9.85U3%12(U1 3%U 2 3%U1 2%)1(9.1214.9

28、25.5)0.75X1U1%SB15.651000.174100SN110090X2U2%SB9.851000.109100SN210090U3%SB0.75100X30.00830100SN310090 110kV 出線阻抗：XL2 0.4 L2 SB2 0.4 50 100 2 0.151L2 2 U B2 (115)2 35kV 出線阻抗：SB100XL3 0.4 L3 B2 0.4 20 2 0.584L3 3 UB2 (37)2 站用變電抗：X U d % SB8 100 10XT 100 SN 100 0.8 100.064330.2420.1389-0.01980.1662、各點

29、短路電流的計算： d1 點短路：1轉(zhuǎn)移電抗： Xd1 XdXL1 0.0129 0.0245 0.1415 0.1789SS3500計算電抗： X jS Xd1 S 0.03741.309 3此時可將系統(tǒng)等效為無限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I* I 2 I411X d2 0.17895.589IB25.589SB5.5891003 1211.40(3 kA)0.0643沖擊電流： ish 2.55 I0.2422.55 1.403 3.578(kA)短路容量： Sd 3UN I3 230 1.403 534.59(MVA)-0.0198全電流最大值： Ich 1.51I1.51 1.403 2.1

30、2(kA) d3 點短路：1轉(zhuǎn)移電抗： Xd3 Xd1 21（X1 X3）0.0129 0.14150.0245 0.1789計算電抗： X jS Xd3 SSSB 0.1789 3150000 6.2623此時可將系統(tǒng)等效為無限大系統(tǒng)，11短路電流不衰減5.589* 1 244Xd3 0.1789ISB1001.56(1 kA)3 37I B33U B3I I2 I 4I * I B3 5.589 1.561 8.72(kA)0.06430.2420.1389d3沖擊電流： ish 2.55 I 2.55 8.72 22.24(kA)短路容量： Sd 3U N I3 35 8.72 528.

31、6(MVA)全電流最大值： Ich 1.51I 1.51 8.72 13.17( kA) d4 點短路：轉(zhuǎn)移電抗： Xd4Xd2 XL2 10.1789計算電抗： X jS Xd4 SS 10.1789 3500 356.26 3jS d4 SB100此時可將系統(tǒng)等效為無限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I* I2 I 41Xd40.098210.1789IB4SB3UB21003 0.4144.34( kA)II2 I4 I* I B3 0.0982 144.34 14.19(kA)沖擊電流：ish 2.55 I 2.55 14.19 36.18( kA)0.06430.242-0.01980.166

32、全電流最大值： Ich 1.51I1.51 14.19 21.42( kA)短路容量： Sd3U N I3 0.4 14.19 9.82(MVA) d5 點短路：轉(zhuǎn)移電抗： Xd5Xd3 X L3 0.1789 0.584 0.7629計算電抗： X jSXd5 SS 0.7629 3500 26.7 3 d5 SB 100此時可將系統(tǒng)等效為無限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I* I2 I 41Xd510.76291.31(kA)d5I B5SB3 37 1.56(kA)沖擊電流： ish2.55 I2.55 2.045.2(kA)短路容量： Sd3UNI3 35 2.04123.66(MVA)全電流

33、最大值：Ich 1.51I1.51 2.043.08(kA) d6 點短路：轉(zhuǎn)移電抗： X d 6X d3 XT 0.3299計算電抗： X jSSSX d6 S0.3299 3500 11.55 3I2I4I* I B3 1.31 1.56 2.04(kA)S B 100此時可將系統(tǒng)等效為無限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I* I2 I 41Xd63.0310.3299I2I4SB3UB43.3011003 1151.52(kA)沖擊電流：ish 2.55 I 2.55 1.52 3.88(kA)短路容量： Sd3U N I3 110 1.52 289.59(MVA)全電流最大值： Ich 1.51

34、I 1.51 1.52 2.29(kA)三、短路電流熱效應(yīng)計算 (采用辛卜生公式計算 ) ：1、辛卜生公式短路電流帶來的發(fā)熱量： QK QP QnP (kA 2)QP：周期分量帶來的發(fā)熱量 (kA 2)QnP：非周期分量帶來的發(fā)熱量 (kA2)QP tk (I 02 10It2k It2k )(KA2S) 辛卜生公式P 12 0tk2 tk22QnP I 2T (KA2S)tk 短路校驗時間tk t j tdt j 繼電保護動作時間td 斷路器全開斷時間因為本設(shè)計為 220kV通過變，所以取 t k=4S，而規(guī)程規(guī)定 tk1S時，可不計 QnP， 此時 QK QP ，完全采用辛卜生公式進行計算

35、。2、各短路電流發(fā)熱量的計算：QK1 tk (I 10I t2k It2k) 2 (6.492 10 7.3012 7.345 2 ) 104.83( KA 2S) 12 2 12從前面的計算中可看知 d2、d3、d4、d5、d6點的 X js都大于 3， I I2 I 4 ，則： 2QK I tk 。Qk2 I 2tk3.94(kA2 S)22Qk3 I 2tk 152.08( kA2S)22Qk4 I 2tk 402.7( kA2S)22Qk 5 I 2tk 8.32( kA2S)Qk 6 I 2tk 4.62( kA2S)一、制作短路計算結(jié)果表：短路點計算值d1d2d3d4d5d6UN2

36、20110350435115Xd0.03740.1780.178910.1780.76290.3299Xjs1.3096.2626.262356.2626.70211.55I (kA)6.491.4038.7214.192.041.52I 1(kA)7.3011.4038.7214.192.041.52I 2(kA)7.3451.4038.7214.192.041.52i sh(kA)6.5493.87822.2436.185.23.88I ch(kA)9.7992.1213.1721.423.082.29S d(MVA)2472.949534.59528.69.83123.66289.592

37、Qk(kA2S)104.833.94152.08402.78.324.62第三章 電器設(shè)備及導(dǎo)體的選擇3-1 電器設(shè)備及導(dǎo)體選擇的一般要求斷路器最主要的作用是正常時用來接通或斷開電路中的負荷電流，故障時用 來切斷短路電流， 起到控制和保護的作用。 因此，斷路器的開斷能力是表明其性能的 基本指標(biāo)。斷路器按其滅弧介質(zhì)和滅弧方式，分為多油斷路器、少油斷路器、壓縮空 氣斷路、 SF6斷路器、真空斷路器等。 SF6斷路器雖然價格相對較高，但因其運行噪 音低、維護工作量小、不檢修間隔期長，運行穩(wěn)定、安全可靠，目前在電力系統(tǒng)被廣 泛應(yīng)用。3-2 最大長期工作電流的計算 為了能按正常工作情況選擇電氣設(shè)備，首先

38、必須進行各選擇點最大長期工作電 流的計算。1、因為在主接線中 220kV采用單母線分段，所以進線通過電流 I max1按下公式計算，其中 k=1.5 ，n為進線回路數(shù) 2：P1 P265 30max1K cos 1.5 0.85 175.98(A)3 U n n3 220 22、橋通過最大長期工作電流 I max2Imax2Sn3Un1.2 900003 220283.43( A)3、主變 220kV側(cè)通過最大長期工作電流 I max3Imax3I max2 283.43( A)4、主變 110kV側(cè)通過最大長期工作電流 I max4max4Snk 3Un21.2 900003 110566.

39、87( A)(k1.2)5、主變 35kV側(cè)通過最大長期工作電流 I max5max5Snk 3U n31.2 900003 351781.59( A)(k 1.2)6、110kV母線通過最大長期工作電流 I max6I max6 I max 4 566.87( A)7、35kV母線通過最大長期工作電流 I max7I8 Imax5 1781.59( A)8、110kV出線通過最大長期工作電流 I max8max7P1 cos65 0.853 U n2 n 3 110 4120.41( A)9、35kV出線通過最大長期工作電流 I max9max9P2 cos 30 0.85 116.44(

40、A)3 U n3 n 3 35 610、35kV站用變引流線通過最大長期工作電流 I max10max111.05 Sn站3Un31.058003 3513.85(A)11、站用變 400V出線通過最大長期工作電流 I max11max101.05Sn站1.058003 0.41212.47(A)12、繪制最大長期工作電流分布圖：3-3 導(dǎo)體的選擇與校驗一、 220kV導(dǎo)體的選擇：1、因 220kV 采用的是單母線接線，均為非匯流母線，按經(jīng)濟電流密度選擇：Imax1 Imax2 Imax3 248A 1000A 采用軟導(dǎo)體由發(fā)電廠電氣部分 P114圖 4-26 查得， Tmax 6000h 時

41、，LGJ、LGJQ型鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度 J=0.92A/ mm2（ 下同 ）S計算Imax1/J175.980.942187.21(mm2)查電力工程電氣設(shè)計手冊上冊 P412附表 8-4 得導(dǎo)體型號 LGJ-210/10 的鋼芯 鋁絞線, ，+70時， I al 為 577A。2、熱穩(wěn)定校驗：I 2175.982工作溫度 0 ( al 0) IImaa2lx1 25 (70 25) 17557.7928 20.11(oC)軟導(dǎo)體取集膚效應(yīng)系數(shù) Ks=1由發(fā)電廠電氣部分 P115頁表 4-6 查得， =20.110C時，熱穩(wěn)定系數(shù) C=99 Sminks Qk1 1000/ C 1 10

42、4.83 1000 / 99 103.42（mm2） S選 210（mm2 ）熱穩(wěn)定校驗合格4、動穩(wěn)定校驗：軟導(dǎo)體不進行動穩(wěn)定校驗所以 220kV 導(dǎo)體均選擇為 LGJ-210/10 的鋼芯鋁絞線。二、主變 35kV 側(cè)引流導(dǎo)體選擇 :1、導(dǎo)體選擇：因是匯流母線，不按經(jīng)濟電流密度選擇Imax5 1781.59 A 1000A 選擇硬鋁矩形導(dǎo)體單條平放 ,由發(fā)電廠電氣部分 P114圖 4-26 查得， Tmax 6000h時，查電力工程電氣設(shè)計手冊上冊 P334表 8-3 ，選擇鋁材矩形導(dǎo)體，參數(shù)如下：截面尺寸（ mm）雙槽導(dǎo) 體截面（ mm）集膚效 應(yīng)系數(shù)KS導(dǎo)體載流 量（A）截面系數(shù)3WY0

43、（cm）慣性半 徑 r y0 （cm）hb125810001.0819202、電暈校驗：電壓等級低于 110kV, 且硬導(dǎo)體截面遠大于 70mm2，可不進行電暈校驗3、熱穩(wěn)定校驗 :( al0)max52al25 (70 25)21781.59221920262.35(0C)由發(fā)電廠電氣部分 P115頁表 4-6 查得， =62。350C時，熱穩(wěn)定系數(shù) C=89Sminks Qk3 1000/ C 1.08 152.08 1000 /89 144.04( mm2 ) S選 1000mm2熱穩(wěn)定校驗合格4、動穩(wěn)定校驗 :自振頻率 :r8fm 112 i2112 2 1.55 104 20.63(

44、Hz)mL21802r i 為慣性半徑L為導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距 ,取 1.8m為材料系數(shù) , 鋁取 1.55 104f m不在 3560 Hz的圍, 所選矩形導(dǎo)體振動系數(shù) =1條間應(yīng)力224.16 i ch L hwy10 94.1622171482 1.820.1 58 10 610 94.1689.53 10875 23.71056.83 105(Pa)單位長度上的電動力( 下式中 ,a 為導(dǎo)體的相間距離 , 取 1m)1.73 1027 ich1.7310 717.1482 106150.09( N / m)相間應(yīng)力Ph10WY250.9 1.8210 58 102.84 105 (P

45、a)總應(yīng)力 max所以，所選導(dǎo)體合格。2. 35kV 站用變的 400V出線導(dǎo)體選擇 導(dǎo)體選擇：因為非匯流母線，按經(jīng)濟電流密度選擇Imax5 1212.47 A 1000A 選擇硬鋁矩形導(dǎo)體單條平放 ,由發(fā)電廠電氣部分 P114圖 4-26 查得， Tmax 6000h時，查電力工程電氣設(shè)計手冊上冊 P334表 8-3 ，選擇鋁材矩形導(dǎo)體，參數(shù)如下：截面尺寸（ mm）矩形導(dǎo) 體截面（ mm2）集膚效 應(yīng)系數(shù)KS導(dǎo)體載流 量（A）截面系數(shù)WY0（cm3）慣性半 徑 r y0 （cm）hb8086401.0412492、電暈校驗：電壓等級低于 110kV, 且硬導(dǎo)體截面遠大于 70mm，可不進行電

46、暈校驗。3、熱穩(wěn)定校驗 :0 ( al0)max52al15 (70 15)1212.472124966.7(0C)由發(fā)電廠電氣部分 P115頁表 4-6 查得， =62。350C時，熱穩(wěn)定系數(shù) C=87Sminks Qk3 1000 / C 1.04 402.7 1000 / 87 235.2( mm2 ) S選 640mm2熱穩(wěn)定校驗合格4、動穩(wěn)定校驗 :自振頻率 :r fm 112 rLi2112212021.55 1046.77(Hz)r i 為慣性半徑L為導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距 ,取 1.2m為材料系數(shù) , 鋁取 1.55 104f m不在 3560 Hz的圍, 所選矩形導(dǎo)體振動系數(shù)

47、 =1條間應(yīng)力22 ich L 4.16 ch hwy10 9361802 1.224.16 30.6118508 11.026 109.53 1084.16 1075 23.76.83 105(Pa)單位長度上的電動力( 下式中 ,a 為導(dǎo)體的相間距離 , 取 1m)1.73 1027 ich1.7310 717.1482 106150.09( N / m)fPhL210WY總應(yīng)力 max相間應(yīng)力50.9 1.82 6 2.84 105(Pa)10 58 10 65 5 5 6b ph 2.84 105 6.83 105 9.67 105( Pa) 70 106 Pa(硬鋁的最大允許應(yīng)力為 70 106Pa ) 動穩(wěn)定校驗合格 再用求最大跨距法校驗 : 相間允許應(yīng)力 :phal al b (700 6.83) 106 6.93 107(Pa)矩形導(dǎo)體截面系數(shù) W=2Wy, 絕緣子間最大跨距 :Lmax 10 phalW / fph10 6.93 107 2 58