畢業(yè)設計（論文）110KV降壓變電所電氣部分的設計

1、 摘摘 要要 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學合理的使用及分配電力，必 須從工程的設計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運行效率，從而達到降低成本， 提高經(jīng)濟效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直 接影響整個電力網(wǎng)絡的安全和電力運行的經(jīng)濟成本，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)電廠變電所電氣部分的主體，電 氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保 護和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著決定的作用。 本設計針對 110kv 降壓變電站進行電氣部分設計，電壓等級 110k

2、v/35kv/10kv；設計內容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路 電流的計算、主要電器設備的選擇和校驗、繼電保護及變電站防雷等。 設計中依據(jù)電力工程設計手冊，電氣一次部分 、 發(fā)電廠、變電站電氣部分 ， 電力繼電保護原理 中小型變電所實用設計手冊 電氣設備設計計算手冊 交流高壓斷路器訂貨技術條件 、 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合 、 高 壓配電裝置設計技術規(guī)程等國家和電力行業(yè)有關 110kv 變電所設計、標準、規(guī)程、 規(guī)范及國家有關安全、環(huán)保等強制性標準。 關鍵詞：降壓關鍵詞：降壓 變電站變電站 電氣電氣 設計設計 目目 錄錄 第一章第一章緒緒 論論1 第一節(jié)第一節(jié)選題背

3、景選題背景1 第二節(jié)第二節(jié)選題意義選題意義1 第三節(jié)第三節(jié)變電站發(fā)展概況變電站發(fā)展概況1 第四節(jié)第四節(jié)設計原始資料設計原始資料2 一、一、變電站的出線變電站的出線2 二、二、負荷情況負荷情況2 三、三、線路長度線路長度2 第二章第二章電氣主接線設計及短路電流計算電氣主接線設計及短路電流計算3 第一節(jié)第一節(jié)電氣主接線設計及主變壓器容量選擇電氣主接線設計及主變壓器容量選擇3 一、一、電氣主接線方案初選電氣主接線方案初選3 二、二、主接線方案比較主接線方案比較3 三、三、主變壓器的選擇主變壓器的選擇4 四、四、站用變壓器的選擇站用變壓器的選擇5 第二節(jié)第二節(jié)短路電流計算短路電流計算5 一、一、短路電

4、流的計算目的短路電流的計算目的5 二、二、短路電流計算點的確定短路電流計算點的確定6 三、三、計算步驟計算步驟6 四、四、變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算6 五、五、系統(tǒng)網(wǎng)絡化簡系統(tǒng)網(wǎng)絡化簡8 六、六、110kv 母線短路點母線短路點 1 k的短路計算的短路計算8 七、七、35kv 母線母線短路點路點 2 k的短路計算的短路計算 10 八、八、10kv 母線短路點母線短路點 3 k的短路計算的短路計算11 九、九、10kv 出線短路點出線短路點 4 k的短路計算的短路計算 12 第三章第三章電氣主設備的選擇及校驗電氣主設備的選擇及校驗14 第一節(jié)第一節(jié)選擇原則及規(guī)定

5、選擇原則及規(guī)定14 一、一、一般原則一般原則14 二、二、校核電器的基本使用條件校核電器的基本使用條件14 三、三、各回路最大持續(xù)工作電流各回路最大持續(xù)工作電流14 第二節(jié)第二節(jié)主設備選擇及校驗主設備選擇及校驗15 一、一、斷路器的選擇及校驗斷路器的選擇及校驗15 二、二、隔離開關的選擇及校驗隔離開關的選擇及校驗18 三、三、電流互感器的選擇及校驗電流互感器的選擇及校驗21 四、四、電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇26 五、五、避雷器的選擇及檢驗避雷器的選擇及檢驗28 六、六、母線的選擇及校驗母線的選擇及校驗30 七、七、熔斷器的選擇熔斷器的選擇32 第四章第四章主變保護整定計算及防雷接地計算

6、主變保護整定計算及防雷接地計算34 第一節(jié)第一節(jié)變壓器繼電保護變壓器繼電保護34 一、一、變壓器差動保護計算變壓器差動保護計算34 二、二、變壓器過流保護及過負荷保護計算變壓器過流保護及過負荷保護計算36 第二節(jié)第二節(jié)防雷接地計算防雷接地計算37 一、一、防雷計算防雷計算37 二、二、接地計算接地計算39 總總 結結41 致致 謝謝42 參參考考文文獻獻43 附錄附錄 a a 主接線方案圖主接線方案圖44 附錄附錄 b b 系統(tǒng)正序等值圖系統(tǒng)正序等值圖46 附錄附錄 c c 設備選擇參照圖設備選擇參照圖47 附錄附錄 d d 短路電流計算結果表短路電流計算結果表48 附錄附錄 e e 變電所主

7、體設備型號一覽表變電所主體設備型號一覽表49 第一章第一章緒緒 論論 第一節(jié)第一節(jié) 選題背景選題背景 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學合理的使用及分配電力，必 須從工程的設計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運行效率，從而達到降低成本， 提高經(jīng)濟效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直 接影響整個電力網(wǎng)絡的安全和電力運行的經(jīng)濟成本，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)電廠變電所電氣部分的主體，電 氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保 護和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行

8、起著決定的作用。 目前，110kv、35kv 常規(guī)變電站在城農網(wǎng)中仍占有較大的比重，其一次、二次 設備都比較落后，繼電保護裝置多為電磁式繼電器組合而成，一般只具有當?shù)乜刂?功能，多為有人值班運行方式。隨著電網(wǎng)運行自動化系統(tǒng)的提高,變電站綜合自動化 系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強大的作用,少人或無人值守變電站將成為今后變電運行的主流方 式，對原有電站及新建電站實現(xiàn)無人值守勢在必行。對設計人員來講，我們只有不 斷提高自身素質，才能跟得上電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的興盛盡一點微薄 之力。 第二節(jié)第二節(jié) 選題意義選題意義 變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓 的電力設施，它通過

9、其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站起變換電壓作用 的設備是變壓器，除此之外，變電站的設備還有開閉電路的開關設備，匯集電流的 母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調度通信裝置 等，有的變電站還有無功補償設備。 本設計針對變電站進行設計，設計內容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接 線的選擇、短路電流的計算、主要電器設備的選擇和校驗、繼電保護及變電站防雷 等。通過對 110kv 降壓變電所電氣部分的設計，使我明白其目的在于使我們通過這 次畢業(yè)設計，能夠得到各方面的充分訓練，結合畢業(yè)設計任務加深了對所學知識內 在聯(lián)系的理解，并能靈活的運用。 第三節(jié)第三節(jié) 變電站發(fā)展概況變

10、電站發(fā)展概況 隨著計算機技術的飛速發(fā)展，微型計算機技術在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛 的應用，它集變電站中的控制、保護、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身， 替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護、晶體管保護、集成電路保護。常規(guī)控制、 保護裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機監(jiān)控方式，它 運用了自動控制技術、微機及網(wǎng)絡通信技術，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設計，組 成計算機的軟硬件設備代替人工,利用變電站中的遠動終端設備來完成對站中設備的 遙信、遙測、遙調、遙控即四遙功能。這就為實現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。 變電站、所綜合自動化和無人值守是當今電網(wǎng)調度自動化領域中熱門的話題

11、，在當 今城、農網(wǎng)建設改造中正被廣泛采用。 第四節(jié)第四節(jié) 設計原始資料設計原始資料 一、一、變電站的出線變電站的出線 變電站的電壓等級為 110kv/35kv/10kv，設兩臺主變，變電站最終規(guī)模的進出 線回路數(shù)為： 110kv：2 回（雙電源進線） 35kv：6 回（終端用戶） 10kv： 12 回（終端用戶） 二、二、負荷情況負荷情況 35kv、10kv 負荷情況見下表。 表 1-1 負荷情況表 電壓等級負荷級別最大負荷（mw）合計負荷（mw） i8 ii835kv iii4 20 i7 ii510kv iii4 16 站用電 i0.60.6 三、三、線路長度線路長度 110kv： 架空線

12、，170 公里 35kv： 架空線，76 公里 10kv： 架空線，27 公里 3 第二章第二章電氣主接線設計及短路電流計算電氣主接線設計及短路電流計算 第一節(jié)第一節(jié)電氣主接線設計及主變壓器容量選擇電氣主接線設計及主變壓器容量選擇 一、一、電氣主接線方案初選電氣主接線方案初選 根據(jù) gb50059-9235110kv 變電站設計規(guī)范 ，設計任務書中站給資料中要 求，變電站的主接線，應根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設備特點及 負荷性質等條件確定，并應滿足供電可靠，運行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和 便于擴建，同時應滿足以下條件： 1當能滿足運行要求時，變電站高壓側宜采用斷路器較少或不用

13、斷路器的接線。 235110kv 線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。 3當變電站裝有兩臺主變時，610kv 側宜采用分段單母線。線路 12 回及以 下時，變電站 10kv 可用雙母線；當不許停電檢修斷路器時，可裝設旁路設施。 4接在母線上的：避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關，對接在變壓器引 出線上的避雷器，不宜裝設隔離開關。 根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下： （一）方案一（接線圖見：附錄 a） 1110kv 側、35kv 側和 10kv 側均采用單母分段的接線方式。 2主變容量及臺數(shù)的選擇：2 臺主變容量相同。 （二）方案二（接線圖見：附錄 a） 1110kv 側采用

14、橋形接線，35kv 側和 10kv 側采用單母分段的接線。 2主變容量及臺數(shù)的選擇：2 臺主變容量同方案一。 二、二、主接線方案比較主接線方案比較 綜上所述，由于方案二采用橋形接線，使用的斷路器比方案一少。主變臺數(shù)、 型號、參數(shù)均相同，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場實際和設計規(guī)程 的要求，從經(jīng)濟角度考慮選擇方案二比較合適，達到了工程造價較低，同時考慮了 變電站隨著負荷的增加，進行擴建和增容的可能性，因為橋式接線在負荷增加時， 可很方便的改造為單母線分段，以適應負荷增加和供電可靠性的要求。 同時，從技術角度，方案一中斷路器 3、斷路器 4 之間及母線發(fā)生短路，則斷 路器 3、斷路器 4

15、、斷路器 5 分別跳閘，即所有負荷由 1 號主變承擔；方案二中當斷 路器 3 至變壓器繞組內及斷路器 2 右側發(fā)生短路，則斷路器 2、斷路器 3 及變壓器 中、低側分別跳閘，即所有負荷由 1 號主變承擔。再如，方案一如母線發(fā)生短路， 斷路器 4、斷路器 5、斷路器 3 分別跳閘，2 號主變停止向負荷供電；方案二中內橋 4 斷路器 2 側母線發(fā)生短路，斷路器 2、斷路器 3、2 號主變中、低壓側分別跳閘，停 止向負荷供電。 由以上分析，方案一和方案二在技術上是相當?shù)?，而從?jīng)濟上講，方案一比方 案二多用了兩組斷路.兩組隔離開關和母線，所以，最終確定方案二為本設計的主接 線。 三、三、主變壓器的選擇

16、主變壓器的選擇 1. 運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 1020 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。由于 任務書給定的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負荷均較大，故 采用三繞組變壓器 2 臺，運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 1020 年的發(fā)展規(guī)劃 進行選擇。并應考慮變壓器正常運行和事故過負荷能力，以變壓器正常的過負荷能 力來承擔變壓器遭受的短時高峰負荷，過負荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常 每臺變壓器容量應當在當一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對 60%負荷的供 電，并考慮事故過負荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時可承擔 100%的負荷。 2. 主變容量選擇 sn0.6sm。(sm為變

17、電站最大負荷) 3. 兩臺主變可方便于運行維護和設備的檢修同時能滿足站用負荷的供電要 兩 臺求。 4.主變壓器形式的選擇： 相數(shù)的確定 為了提高電壓質量最好選擇有載調壓變壓器。 繞組的確定 本站具有三種電壓等級，且通過主變各側繞組功率均達到該變壓器容量的 15% 以上，故選三繞組變壓器。 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 y0/y/11。 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接近 正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側轉移。 5.主變容量的確定： 考慮變壓器有 1.3 倍事故過負荷能力，則

18、 0.6*1.3=78%，即退出一臺時，可 以滿足 78%的最大負荷。本站主要負荷占 60%，在短路時（2 小時）帶全部主要負 荷和一半左右類負荷。在兩小時內進行調度，使主要負荷減至正常水平。 sn=0.6pmax/ （2-1）cos =0.6(22+16)/0.92 =24.783mva=24783kva 選 sspsl-25000 型，選擇結果如表 2-1： 5 表 2-1 主變壓器參數(shù)表 損耗(kw)阻抗電壓(%) 型號及容量 (kva) 額定電壓 高/中/低 (kv) 連接組空 載 短路 高 中 高低 中 低 空載 電流 (%) 運輸 重量 (t) 備注 sspsl-25000 110

19、/38.5/11 y0/y/-12- 11 38.214810.517-18 61.0 55.1 四、四、站用變壓器的選擇站用變壓器的選擇 由主變壓器容量為 25000kva，站用電率為 0.5%，可選用變壓器容量。 sn=250000.5%=125kva 選 sjl1160 型，選擇結果如表 2-2： 表 2-2 站用變壓器參數(shù)表 損耗 (kw) 型號及容量 (kva) 低壓側額定電壓 (kv) 連接組 空 載 短 路 阻抗電 壓(%) 空載電流 (%) 總重 (t) 備 注 sjl11600.4y/y0-12 0.5 2.9430.81 第二節(jié)第二節(jié)短路電流計算短路電流計算 在發(fā)電廠和變電

20、所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計 算的目的主要有以下幾個方面： 在選擇電氣主接線時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠 地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某 一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值； 計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊 值，用以校驗設備動穩(wěn)定。 在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全 距離。 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。接 地裝置的設計，也需要短路電流。 一、一、短路電流

21、的計算目的短路電流的計算目的 1電氣主設備的選擇和比較 6 2電氣設備和載流導體的選擇和校驗 3繼電保護整定計算 二、二、短路電流計算點的確定短路電流計算點的確定 1確定原則：計算短路電流時，短路點的選擇，應使站選擇的電氣設備和載流 導體通過可能最大的短路電流。 2短路點的確定，根據(jù)以上原則，選擇了 4 個短路點。 3基準值的選取：sb100mvaub取各側平均額定電壓 三、三、計算步驟計算步驟 1選擇計算短路點 2畫等值網(wǎng)絡（次暫態(tài)網(wǎng)絡）圖 首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫 態(tài)電抗 xd” 3選取基準容量 sb 和基準電壓 ub（一般取后級的平均電壓）

22、4將各元件電抗換算為同一基準值的標么值 5給出等值網(wǎng)絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號 6化簡等值網(wǎng)絡，為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡分別化簡為 以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電 抗 。 nd x 7求計算電抗。 js x 8由運算曲線查出（各電源供給的短路電流周期分量標么值運算曲線只作到 =3.5） 。 js x 9計算無限大容量（或=3）的電源供給的短路電流周期分量。 js x 10計算短路電流周期分量有名值和短路容量。 11計算短路電流沖擊值。 12計算異步電動機攻擊的短路電流。 13繪制短路電流計算結果表。 四、四、變壓器、線路及電抗器的參

23、數(shù)計算變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算 （一）（一） 變壓器參數(shù)的計算變壓器參數(shù)的計算 xb*.1高壓繞組電抗 xb*.2中壓繞組電抗 xb*.3低壓繞組電抗 ud(1-2)%高壓與中壓繞組短路電壓百分值 7 ud(1-3)%高壓與低壓繞組短路電壓百分值 ud(2-3)%中壓與低壓繞組短路電壓百分值 1主變壓器參數(shù)計算 由表 2-1 查明，選 sspsl25000 型號參數(shù)： ud(1-2)%=10.5 ud(1-3)%=18ud(2-3)%=6.5 ud1%= 1/2(ud(1-2)%+ ud(1-3)%- ud(2-3)%) =1/2(10.5+18-6.5) =11 ud2%= 1/2(u

24、d(1-2)%+ ud(2-3)%- ud(1-3)%) =1/2(10.5+6.5-18) =-0.5 ud3%= 1/2(ud(2-3)%+ ud(1-3)%- ud(1-2)%) =1/2(6.5+18-10.5) =7 xb*.1=0.44 (2-1) 25 100 100 11 100 % 1 n bd s su xb*.2=-0.02 (2-2) 25 100 100 5 . 0 100 % 2 n bd s su xb*.3=-0.28 (2-3) 25 100 100 7 100 % 3 n bd s su 3站用變壓器參數(shù)計算 由表 2-2 查明：選 sjli160 型號參數(shù)

25、： ud%=4 xb*.4=8 (2-4) 16 . 0 100 100 4 100 % n bd s su （二）（二） 線路參數(shù)計算線路參數(shù)計算 110kv 線路：xl*1 =xol1=168 0.2=0.222 (2-5) 2 b b u s 2 115 100 35kv 線路：xl*2 =xol2=78 0.4=0.236 (2-6) 2 b b u s 2 115 100 10kv 線路：xl*3 =xol3=26 0.4=0.078 (2-7) 2 b b u s 2 115 100 （三）（三） 電抗器的參數(shù)計算電抗器的參數(shù)計算 8 1出線電抗器電抗標幺值參數(shù)計算： in= x*

26、n=173.210 a (2-8) 1003 300 3 max, n n u u 所以取 in=200 a 由表 4-2 查得：ib=5.5 a xk.* = xk=1.565 (2-9) 5 . 10 10 200 105 . 5 100 6 3 b n n b u u i i 2分段電抗器電抗標幺值參數(shù)計算： in=200 a xk=10 查表可得：xk.*=2.62 五、五、系統(tǒng)網(wǎng)絡化簡系統(tǒng)網(wǎng)絡化簡 依據(jù)本變電站選定的接線方式及設備參數(shù)，進行網(wǎng)絡化簡如下： （系統(tǒng)最大運行方式時，歸算到 sb100mva 的等值電抗 xs0.5） 圖 2-2 六、六、110kv 母線短路點母線短路點的短

27、路計算的短路計算 1 k 網(wǎng)絡化簡如圖 2-3： 9 圖 2-3 x *=xs= xl*1=0.222 xjs=xmd= 0.517 (2-10) 100 233 517 . 0 b n s s 因為 xjs=0.517 3 所以查表得： * =1.913 i * =1.655 2 . 0 i * =1.953 i * =1.635 1 i = 0.502 ka (2-11) b i 1153 100 3 b b u s =1.170 ka (2-12) n i b i 100 233 502 . 0 b n s s = * =1.9131.170=2.238 ka (2-13) i i n

28、i = * =1.6651.170=1.947 ka (2-14) 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =1.9531.170= 2.285 ka (2-15) i i n i = * =1.6351.170= 1.913 ka (2-16) 1 i 1 i n i ich=2.55=2.552.238=5.707 ka (2-17) i ioh=1.52=1.522.238=3.402 ka (2-18) i =un=2.238110=426.384 mva (2-19)s3 i3 10 七、七、35kv 母線母線短路點路點的短路計算的短路計算 2 k 圖 2-4 圖 2-5 網(wǎng)

29、絡化簡如圖 2-4、2-5： x *=x3=xs =0.432 (2-20) 2 02 . 0 44 . 0 0222 2 21 xx xjs=xmd=1.007 100 233 432 . 0 b n s s 因為 xjs=1.007 3 所以查表得： * =0.985 i * =0.910 2 . 0 i * =1.067 i * =1.003 1 i =1.56 ka b i 373 100 3 b b u s = =3.635 ka n i b i 100 233 56. 1 b n s s = * =0.9853.635=3.580 ka i i n i = * =0.9103.63

30、5=3.308 ka 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =1.0673.635=3.879 ka i i n i = * =1.0033.635=3.646 ka 1 i 1 i n i 11 ich=2.55=2.553.580=9.129 ka i ioh=1.52=1.523.580=5.442 ka i =un=3.58035=217.020 mvas3 i3 八、八、10kv 母線短路點母線短路點的短路計算的短路計算 3 k 圖 2-6 圖 2-7 網(wǎng)絡化簡如圖 2-6、2-7： x *=x4= (2-21) 311331 31131 )( xxxxxx xxxxx x

31、 d d s = 28 . 0 44 . 0 62 . 2 28 . 0 44 . 0 )28 . 0 44 . 0 )(62 . 2 28 . 0 44 . 0 ( 222 . 0 =0.814 xjs=xmd=1.897 100 233 814 . 0 b n s s 因為 xjs=0.517 3 所以查表得： * =0.540 i * =0.511 2 . 0 i * =0.550 i * =0.550 1 i 12 =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =

32、0.54012.812=2.238 ka i i n i = * =0.51112.812=6.547 ka 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =0.55012.812=7.047 ka i i n i = * =0.55012.812=7.047 ka 1 i 1 i n i ich=2.55=2.556.918=17.641 ka i ioh=1.52=1.526.918=10.515 ka i =un=6.91810=119.820 mvas3 i3 九、九、10kv 出線短路點出線短路點的短路計算的短路計算 4 k 網(wǎng)絡化簡如圖 2-8、2-9： 圖 2-8 圖 2-9

33、x *=x4= (2-22) 2 311331 31131 )( d d d s x xxxxxx xxxxx x 13 =565 . 1 28 . 0 44 . 0 62 . 2 28 . 0 44 . 0 )28 . 0 44 . 0 )(62 . 2 28 . 0 44 . 0 ( 222 . 0 =2.379 xjs=xmd=5.443 100 233 379 . 2 b n s s 因為 xjs=0.517 3 所以 *=*=*=*= =0.180 i 2 . 0 i i 1 i js x 1 544 . 5 1 in= ib=4.95ka 100 90 5 . 5 b n s s

34、i= i= i0.2=in= i*in= i0.2*in=0.0724.95=0.355ka i =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =0.18012.812=2.331 ka i 2 . 0 i i 1 i i n i ich=2.55=2.552.331=5.893 ka i ioh=1.52=1.522.331=3.513 ka i =un=2.33110=40.027 mvas3 i3 14 第三章第三章電氣主設備的選擇及校驗電氣主設備的選擇及校驗 第一

35、節(jié)第一節(jié)選擇原則及規(guī)定選擇原則及規(guī)定 一、一、一般原則一般原則 1應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮發(fā)展。 2應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 3應力求技術先進和經(jīng)濟合理。 4與整個工程的建設標準應協(xié)調一致。 5同類設備應盡量減少品種。 6選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下， 用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準。 二、二、校核電器的基本使用條件校核電器的基本使用條件 1在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流 ig.max； 2按短路電流的有關規(guī)定來驗算導體和電器設備； 3驗算 110kv 以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所用的計算時間，一般采用主保護的 動作

36、時間加相應的斷路器全分閘時間，斷路器全分閘時間和電弧燃燒。 三、三、各回路最大持續(xù)工作電流各回路最大持續(xù)工作電流 表 3-1 最大持續(xù)工作電流表 回路名稱計算公式及結果 110kv 母線 ig.max=0.138 ka 1103 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 110kv 進線 ig.max=0.108 ka 92 . 0 1103 2/ )8035( cos3 2/ n u p 35kv 母線 ig.max=0.433 ka 353 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 35kv 出線 ig.max=0.108 ka 92. 0353 6 cos3 n u

37、p 10kv 母線 ig.max=1.516 ka 103 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 10kv 出線 ig.max=0.188 ka 92 . 0 1103 3 cos3 n u p 15 第二節(jié)第二節(jié)主設備選擇及校驗主設備選擇及校驗 一、一、斷路器的選擇及校驗斷路器的選擇及校驗 斷路器型式的選擇：除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調 試和運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當前制造情況，電壓 6220kv 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓 110330kv 電網(wǎng)，可選用 sf6或空氣 斷路器，大容量機組釆用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用

38、發(fā)電機專用斷 路器。 （一）（一） 母線斷路器母線斷路器 110 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=0.138ka138a 選出斷路器型號為 sw41101000 型，如表 3-2： 表 3-2 110kv 母線斷路器參數(shù)表 電壓電壓 (kv) 斷開容量斷開容量 (mva) 極限通過電極限通過電 流流(ka) 熱穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流 (ka) 重合性能重合性能 型號型號 額額 定定 最最 大大 額定電額定電 流流(a) 額定斷額定斷 開開 電流電流 (ka) 額定額定 重新重新*最大最大 有效有效

39、2s 3s 4s 5s 合閘時合閘時 間間(s) 固有分閘固有分閘 時間時間(s)電流休止電流休止 時間時間(s) 重合時重合時 間間(s) sw4-110 110 126100018.43500 30005532.210.250.060.30.4 因為 in=1000aig.max=138a 所以 ig.max in 3開斷電流：idtikd (3-1) 因為 idt=2.238kaikd=18.4ka所以 idtikd 4動穩(wěn)定：ichimax (3-2) 因為 ich =5.707kaimax=55ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9792=1.89

40、8 (3-5) 因為 i tdz=2.28521.898=9.910 itt=2125=2205 所以 i tdzitt 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 （二）（二） 110kv 進線斷路器進線斷路器 111、112 的選擇及校驗的選擇及校驗 16 1電壓：因為 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=0.108ka108a 選出斷路器型號為 sw41101000 型。 故 ig.max in，此斷路器型號與斷路器 110 型號一樣，故這里不做重復檢驗。 （三）（三） 35kv 母線斷路器母線斷路器 130、131、132 的選擇及校驗的選

41、擇及校驗 1電壓：因為 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=0.433ka433a 選出斷路器型號為 zw2-35600 型，如表 3-3： 表 3-3 35kv 母線斷路器參數(shù)表 電壓 (kv) 動穩(wěn)定電流 (ka) 型號 額定 額定 電流 (a) 額定斷 開 電流 (ka) 峰值 4s 熱 穩(wěn)定電 流 (ka) 合閘 時間 (s) 固有分 閘時間 (s) zw2-35 35 6006.6176.60.060.12 因為 in=600aig.max=433a 所以 ig.max in 3開斷電流：idtikd 因為 idt=3.580kai

42、kd=6.6ka所以 idtikd 4動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =9.129kaimax=17ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9232=1.893 因為 i tdz=3.87921.893=28.483itt=6.624=128 所以 i tdzitt 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 （四）（四） 35kv 出線斷路器出線斷路器 133 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=0.108ka108a 選出斷路器型號為 zn35630 型 17 故 ig.

43、max in，此斷路器型號與斷路器 130 型號一樣，故這里不做重復檢驗 （五）（五） 10kv 母線斷路器母線斷路器 120、121、122、的選擇及校驗、的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=1.516ka1516a 選出斷路器型號為 zn12-10-2000 型，如表 3-4： 表 3-4 10kv 母線斷路器參數(shù)表 極限通過電 流(ka) 熱穩(wěn)定電流 (ka) 型號 額定 電壓 (kv) 額定電 流(a) 額定斷 開 電流 (ka) 額定斷開 容量 (mva)峰值1s4s 5s 合閘時 間(s) 固有分閘 時

44、間(s) zn12-10102000501800125173 120 850.0650.075 因為 in=2000aig.max=1516a所以 ig.max in 3開斷電流：idtikd 因為 idt=6.918kaikd=50ka所以 idtikd 4動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =17.641kaimax=125ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9822=1.898 因為 i tdz=7.04721.898=94.255itt=31.524=3969 所以 i tdzitt 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 （六）（六） 10kv 出線斷

45、路器出線斷路器 123 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=0.475ka475a 選出斷路器型號為 zn1810630 型，如表 3-5： 表 3-5 10kv 出線斷路器參數(shù)表 極限通過電 流(ka) 熱穩(wěn)定電流 (ka)型號 額定 電壓 (kv) 額定電 流(a) 額定斷 開電流 (ka) 額定斷開 容量 (mva)峰值2s3s 4s 合閘時 間(s) 固有分閘 時間(s) 18 zn18-1012630205052200.070.06 因為 in=630aig.max=188a所以 ig.max

46、 in 3開斷電流：idtikd 因為 idt=2.311kaikd=20ka所以 idtikd 4動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =5.893kaimax=50ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.0512=1.9 因為 i tdz=2.31121.9=10.147itt=2024=1600 所以 i tdzitt 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 二、二、隔離開關的選擇及校驗隔離開關的選擇及校驗 隔離開關是高壓開關的一種，因為沒有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負荷電 流和短路電流。但是它有明顯的斷開點，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合 使用。隔離開關型式的

47、選擇，其技術條件與斷路器相同，應根據(jù)配電裝置的布置特 點和使用要求等因素進行綜合的技術經(jīng)濟比較，然后確定。 對隔離開關的要求： 有明顯的斷開點。為了確切的鑒別電器是否已經(jīng)與電網(wǎng)隔離，隔離開關應具 有可以直接看見的斷口。 斷開點應有可靠的絕緣。隔離開關的斷開點的動靜觸頭之間，必須有足夠的 絕緣距離，使其在過電壓或相間閃絡情況下，也不會被擊穿而危及工作人員的安全。 具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。隔離開關在運行中，經(jīng)常受到短路電流的 作用，必須能夠承受短路電流熱效應和電動力沖擊，尤其是不能因電動力作用而自 動斷開，否則將引起嚴重事故。 結構得意動作可靠。戶外隔離開關在凍冰的環(huán)境里，也能可靠的分、合閘

48、 工作刀閘與接地刀閘聯(lián)鎖。帶有接地刀閘的隔離開關必須有聯(lián)鎖機構，以保 證在合接地之前，必須先斷開工作刀閘；在合工和刀閘之前，必須先斷開接地刀閘。 （一）（一） 隔離開關隔離開關 110-1、110-2 的選擇及檢驗的選擇及檢驗 19 1電壓：因為 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=138a 選出 gw2110600 型，如表 3-6： 表 3-6 110kv 隔離開關參數(shù)表 型號額定電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)(ka) gw211 0 1106005014(5) 因為 in=600aig.max=138a

49、所以 ig.max in 3動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =5.707kaimax=50ka所以 ichimax 4熱穩(wěn)定：i tdzitt 前面校驗斷路器時已算出 i tdz =9.910 itt=1425=980 所以 i tdz itt 經(jīng)以上校驗此隔離開關滿足各項要求。 （二）（二） 隔離開關隔離開關 111-1、111-2、111-3、112-2、114-1、113-3 的選擇及校驗。的選擇及校驗。 1電壓：因為 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=108a 選出 gw2110600 型 故 ig.max i ，此隔離開

50、關型號與隔離開關 110-1 型號一樣，故這里不做重復檢 n 驗 （三）（三） 隔離開關隔離開關 130-1、130-2、131-1、131-2、132-1、132-2 的選擇及檢驗的選擇及檢驗 1電壓：因為 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=1.475ka433a 選出 gw235600 型，如表 3-7： 表 3-7 35kv 隔離開關參數(shù)表 型號額定電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)(ka) gw235356005014(5) 因為 in=600aig.max=433a所以 ig.max in 3動穩(wěn)定：ic

51、himax 因為 ich =9.129kaimax=50ka所以 ichimax 20 4熱穩(wěn)定：i tdzitt 前面校驗斷路器時已算出 i tdz =28.439 itt=1425=980 所以 i tdz itt 經(jīng)以上校驗此隔離開關滿足各項要求。 （四）（四） 隔離開關隔離開關 133-1、133-2 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=108a 選出 gw835400 型，如表 3-8： 表 3-8 35kv 隔離開關參數(shù)表 型號額定電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)

52、(ka) gw83535400155.6(5) 因為 in=400aig.max=108a所以 ig.max in 3動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =9.129kaimax=15ka所以 ichimax 4熱穩(wěn)定：i tdzitt 前面校驗斷路器時已算出 i tdz =28.483 itt=5.625=156.8 所以 i tdz itt 經(jīng)以上校驗此隔離開關滿足各項要求。 （五）（五） 隔離開關隔離開關 120-1、120-2、121-1、121-2、122-1、122-2 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1

53、得：ig.max=1516a 選出 gn1102000 型，如表 3-9： 表 3-9 10kv 隔離開關參數(shù)表 型號額定電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)(ka) gn1101020008536(10) 因為 in=2000aig.max=1516a所以 ig.max in 3動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =17.641kaimax=85ka所以 ichimax 21 4熱穩(wěn)定：i tditt 前面校驗斷路器時已算出 i tdz=94.255 itt=36210=12960 所以 i tdzitt 經(jīng)以上校驗此隔離開關滿足各項要求。 （六）（六） 隔離開關隔

54、離開關 123-1、123-2 的選擇及校驗的選擇及校驗 1電壓：因為 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2電流：查表 3-1 得：ig.max=188a 選出 gn110200 型，如表 3-10： 表 3-10 10kv 隔離開關參數(shù)表 型號額定電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)(ka) gw110102002510(5) 因為 in=400aig.max=188a所以 ig.max in 3動穩(wěn)定：ichimax 因為 ich =5.893kaimax=25ka所以 ichimax 4熱穩(wěn)定：i tdzitt 前面校驗斷路器時已算出 i td=10

55、.147 itt=1025=500 所以 i tditt 經(jīng)以上校驗此隔離開關滿足各項要求。 三、三、電流互感器的選擇及校驗電流互感器的選擇及校驗 互感器是發(fā)電廠和變電所的主要設備之一，它是變換電壓、電流的電氣設備， 它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號以反應一次系統(tǒng)的工作狀況，前者 稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。 1互感器的作用： 對低電壓的二次系統(tǒng)與高電壓的一次系統(tǒng)實施電氣隔離，保證工作人員的安 全。 由于互感器原、副繞組除接地點外無其它電路上的聯(lián)系，因此二次系統(tǒng)的對地 電位與一次系統(tǒng)無關，只依賴于接地點與二次繞組其它各點的電位差，在正常運行 情況下處于低壓的狀態(tài)，方便于維護、

56、檢修與調試。 互感器副繞組接地的目的在于當發(fā)生原、副繞組擊穿時降低二次系統(tǒng)的對地電 位，接地電阻愈小，對地電位愈低，從而保證人身安全，因此將其稱為保護接地。 三相電壓互感器原繞組接成星形后中性點接地，其目的在于使原、副繞組的每 一相均反應電網(wǎng)各相的對地電壓從而反應接地短路故障，因此將該接地稱為工作接 22 地。 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉藴手?，使測量儀表和繼電器 小型化和標準化；使二次設備的絕緣水平可按低電壓設計，從而結構輕巧，價格便 宜；使所有二次設備能用低電壓、小電流控制電纜聯(lián)接，實現(xiàn)用小截面電纜進行遠 距離測量與控制，并使屏內布線簡單，安裝方便。 取得零序電流、電壓分量供

57、反應接地故障的繼電保護裝置使用。 2電流互感器的配置原則 （1)每條支路的電源側均應裝設足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路的測量、保 護使用。此原則同于開關電器的配置原則，因此往往有斷路器與電流互感器緊鄰布 置。配置的電流互感器應滿足下列要求： a、一般應將保護與測量用的電流互感器分開； b、盡可能將電能計量儀表互感器與一般測量用互感器分開，前者必須使用 0.5 級互感器，并應使正常工作電流在電流互感器額定電流的 2/3 左右； c、保護用互感器的安裝位置應盡量擴大保護范圍，盡量消除主保護的不保護區(qū)； d、大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反映單相接地的故障；小電流接地系統(tǒng)發(fā)電 機、變壓器支路也應三相配

58、置以便監(jiān)視不對稱程度，其余支路一般配置于 a、c 兩 相。 （2)發(fā)電機出口配置一組電流互感器供發(fā)電機自動調節(jié)勵磁裝置使用，相數(shù)、 變比、接線方式與自動調節(jié)勵磁裝置的要求相符。 （3)配備差動保護的元件，應在元件各端口配置電流互感器，當各端口屬于同 一電壓級時，互感器變比應相同，接線方式相同 3電流互感器的選擇 電流互感器的型式應根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于 620kv 屋內配 電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于 35kv 及以上 配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量 采用套管式電流互感器。 電流互感器的二次側額定電流有5a

59、和1a兩種，一般弱電系統(tǒng)用1a，強電系統(tǒng) 用5a，當配電裝置距離控制室較遠時，亦可考慮用1a。 （1）一次額定電流的選擇： 當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇的比回路中正常工作電 流大1/3左右，以保證測量儀表有最佳工作，并在過負荷時，使儀表有適當?shù)闹甘尽?電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應按大于變壓器允許的不平衡電 流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進行選擇。 23 電纜式零序電流互感器窗中應能通過一次回路的所有電纜。 當保護和測量儀表共用一組電流互感器時，只能選用相同的一次電流。 （2)準確級的選擇： 與儀表連接接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于以

60、下要求： 用于電能測量的互感器準確級： 0.5 功電度表應配用 0.2 級互感器；1.0 級有功電度表應配用 0.5 級互感級；2.0 級無功電度表也應配用 0.5 級互感器；2.0 級有功電度表及 3.0 級無功電度表，可配 用 1.0 級級互感器；一般保護用的電流互感器可選用 3 級，差動距離及高頻保護用 的電流互感器宜選用 d 級，零序接地保護可釆用專用的電流互感器，保護用電流互 感器一般按 10%倍數(shù)曲線進行校驗計算。 （一）（一） 110kv 進線電流互感器的選擇及校驗進線電流互感器的選擇及校驗 1一次回路電壓：因為 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2一次回路電流