城市軌道交通主降壓變電所主接線的設(shè)計(jì)教材

1、蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要城軌主降壓變電所主要給牽引變電所和降壓變電所供電，對地鐵的正常運(yùn)營具有很重要的作用。在我國加快地鐵工程建設(shè)，解決公共交通問題的背景下，研究地鐵主降壓 變電所主接線的工程設(shè)計(jì)，具有十分的重要意義。首先，本文研究了主變電所主接線的選擇問題，按照主變電所主接線的行業(yè)共識分 別提出了高壓側(cè)和中壓側(cè)的主接線設(shè)計(jì)方案，通過對比分析，在滿足可靠性、靈活性和 經(jīng)濟(jì)性的要求下確定了主接線的設(shè)計(jì)方案。其次，根據(jù)主變電所的容量要求和變壓器的 發(fā)展，完成變壓器臺數(shù)和型號的選擇。接著，將電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)圖用標(biāo)幺值法轉(zhuǎn)換， 畫出其等值電路圖，并且按照方便電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)的原則選擇短路點(diǎn)

2、，進(jìn)行短路容 量的計(jì)算。最后，根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果和我國電氣設(shè)備的發(fā)展情況，進(jìn)行電氣設(shè)備 的選擇。根據(jù)主接線確定的方案和電氣設(shè)備的選擇結(jié)果， 利用CAD軟件畫出主接線圖, 按照國標(biāo)規(guī)定、電氣設(shè)備的尺寸和主變電所實(shí)際情況進(jìn)行電氣設(shè)備的布置，畫出了平面 布置圖和斷面圖。關(guān)鍵詞：主接線；變壓器；短路容量-I -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractThe main subway Step-dow n Substati on mainly supply power to Tract ion Substati on and Step-down Substation, it has a cruci

3、al role for the normal operation of the whole subway. Un der the backgro und of accelerati ng the con structi on of the subway engin eeri ng and sol ving the problem of public tran sportati on in our coun try, it is vital sig nifica nee to study desig n of the main wiri ng of the mian subway Step-do

4、w n Substati on engin eeri ngFirstly, this paper studies the problem of selecti on of mai n wiri ng of main substati on, and come up with the main wiri ng desig n and con duct a comparative an alysis. Un der the requireme nt of reliability, flexibility and economy to determ ine the desig n scheme of

5、 the main wiri ng. Sec on dly, accord ing to desig n requireme nts of the mai n tran sformer s apacity, completed the selecti on of the tran sformer. Then, based on the equivale nt n etwork simplificati on, selecti on and calculati on of short-circuit point short-circuit capacity. Fi nally, accordin

6、g to the short-circuit current calculation results and the development of electrical equipme nt of our coun try, to complete electrical equipme nt selectio n and layout. The program established under main wiring and electrical equipment selection resultsusing the CAD software to draw the main wiring

7、 diagram, according to the national standard, electrical equipme nt size and the actual situati on of the main substati on electrical equipme nt layout, draw a floor pla n and secti onal view.Key Words: The main wiring, Transformers, Short-circuit capacity-ii -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘 要.AbstractII目 錄III1緒

8、論11.1工程背景11.2設(shè)計(jì)原則和依據(jù)11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容22電氣主接線的方案確定32.1電氣主接線設(shè)計(jì)的原則32.2主接線的設(shè)計(jì)32.2.1高壓側(cè)主接線32.2.2中壓側(cè)主接線 52.2.3動力照明系統(tǒng)主接線的設(shè)計(jì)63變壓器的選擇73.1主變壓器的選擇73.2動力照明系統(tǒng)變壓器的選擇94短路電流的計(jì)算104.1短路電流計(jì)算方法 104.2短路電流的具體計(jì)算105電氣設(shè)備選擇及其布置155.1 110kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 155.1.1斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 155.1.2互感器的選擇185.2 35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇 195.3 10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇 205.4電氣設(shè)備的布置

9、21結(jié)論22致謝23參考文獻(xiàn)24附錄A主要元件清單25附錄B主接線圖26附錄C 平面布置圖和斷面圖 27-IV -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1緒論1.1工程背景本設(shè)計(jì)為地鐵二號線靜安寺主變電所主接線的設(shè)計(jì)。地鐵二號線一期工程外部電源方案為集中式供電，設(shè)2座110kV主變電所。中壓網(wǎng)絡(luò)采用獨(dú)立的 35kV牽引供電網(wǎng)絡(luò) 以及獨(dú)立的10kV動力照明供電網(wǎng)絡(luò)。全線設(shè)7座牽引變電所。地鐵二號線一期工程設(shè) 置的2座主變電所分別設(shè)于中央公園和靜安寺。每座主變電所均從區(qū)域變電所引入兩路可靠的110kV電源，靜安寺主變電所的兩路電源引自華山區(qū)域變電所的兩段母線，距離為 3km。地鐵主降壓變電所主要給牽引變電所

10、和降壓變電所供電，牽引系統(tǒng)和動力照明系統(tǒng)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表1.1所示。表1.1主變電所符合統(tǒng)計(jì)表所名遠(yuǎn)期最大負(fù)何COS 0回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)中山公園2745 kW0.9296靜安寺2790 kW0.9296人民公園2730 kW0.91196陸家嘴2852 kW0.92196東方路2898 kW0.9296中央公園2700 kW0.996停車場2844 kW0.996動力照明系統(tǒng)8190 kW0.912881.2設(shè)計(jì)原則和依據(jù)變電所主接線設(shè)計(jì)的原應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)本次設(shè)計(jì)完全遵循主變電所主接線設(shè)計(jì)的原則和設(shè)計(jì)依據(jù)。 則和設(shè)計(jì)依據(jù)概括起來有下述幾個方面。(1) 設(shè)計(jì)的原則主接線設(shè)計(jì)必須貫徹

11、執(zhí)行國家有關(guān)工程建設(shè)的法令和政策, 和設(shè)計(jì)規(guī)范。(2) 設(shè)計(jì)的依據(jù)經(jīng)有關(guān)部門正式批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書是初步設(shè)計(jì)的主要依據(jù)；經(jīng)過有關(guān)部門審查批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件和修改意見以及建設(shè)單位的補(bǔ)充要求是平面布置圖、斷面圖設(shè)計(jì)的依 據(jù)。中華人民共和國現(xiàn)行主要標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)：35-110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50059-92;(2) 35-110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50060-92；(3) 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50052-95。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容以地鐵供電工程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，完成一次主電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行相關(guān)的容量計(jì)算和高壓電 氣設(shè)備的選擇，并完成主接線圖的設(shè)計(jì)和方案比較工作。主要設(shè)計(jì)任務(wù)：(1) 確定主接線方案；(2

12、) 確定主降壓變電所的設(shè)計(jì)容量；(3) 進(jìn)行相關(guān)負(fù)荷計(jì)算及短路容量計(jì)算；(4) 110kV、35kV、10kV側(cè)主變電所的主要設(shè)備選擇；(5) 繪制主接線電路圖，平面布置圖，斷面圖。-3 -2電氣主接線的方案確定2.1電氣主接線設(shè)計(jì)的原則電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，也是主降壓變電所設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。變電所 運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性與主接線的方案密切相關(guān)。(1)可靠性供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考 慮長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時 應(yīng)予以遵循。靈活性電氣主接線不但在正常運(yùn)行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的

13、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，能盡快的推出設(shè)備、切除故障，使停電時間 最短，影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。(3)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，使 占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。2.2主接線的設(shè)計(jì)主變電所的電氣主接線可以從高壓側(cè)和中壓側(cè)兩個方面來描述。2.2.1高壓側(cè)主接線A方案采用線路-變壓器接線方式，如圖2.1所示。QSi II QS2圖2.1線路-變壓器組接線方式蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）線路-變壓器組接線是最簡單的主接線方式。在正常運(yùn)行方式下，兩條線路各帶一 臺主變壓器；當(dāng)進(jìn)線線路

14、故障時，通過區(qū)域變電所出線斷路器的跳閘來消除故障。系統(tǒng) 接線簡單，主接線運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性高，有利于實(shí)現(xiàn)主變電所的無人化和自動化 B方案采用內(nèi)橋形接線方式，如圖 2.2所示。QS2QFl 、QS5 QF1 QS6、F2圖2.2內(nèi)橋形接線內(nèi)橋形接線是變電所最常用的主接線形式。其特點(diǎn)是高壓側(cè)的斷路器數(shù)量較少；線 路故障操作簡單；接線清晰。平時橋斷路器分閘，相當(dāng)于線路-變壓器組接線，兩條線路各帶1臺主變壓器。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，只要斷開故障線路的斷路器就能切除故 障而不會影響到其它回路正常運(yùn)行；當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，需要斷開與其相連的兩臺斷 路器，這樣就對未故障線路的正常運(yùn)行造成了影響3。但是隨著

15、主變壓器質(zhì)量的提高， 各廠家生產(chǎn)的變壓器都變成了免維護(hù)式的。由于主變壓器的運(yùn)行可靠性高并且也不需要 經(jīng)常的切換，因此在主變壓器容量不能滿足 N-1要求的情況下，主降壓變電所采用內(nèi)橋 形接線形式可以提高系統(tǒng)供電的可靠性。結(jié)論：相比而言，線路-變壓器組接線受區(qū)域變電所故障的影響比較明顯。在地鐵 主降壓變電所的設(shè)計(jì)中，根據(jù)兩個電源都來自于同一個區(qū)域變電所的情況，主接線一般 采用線路-變壓器組接線形式。直接從區(qū)域變電所的兩個母線引入110kV進(jìn)線，當(dāng)一個母線故障時，可通過修改區(qū)域變電所的運(yùn)行方式接入不同母線，對主變壓器的正常運(yùn)行 沒有影響。根據(jù)地鐵主降壓變電所的設(shè)計(jì)原則：當(dāng)一臺主變壓器退出運(yùn)行時，由另

16、一臺主變壓 器承擔(dān)主降壓變電所供電區(qū)域內(nèi)的全部一、二級負(fù)荷；當(dāng)一路電源故障時，由另一路電 源給主變電所供電；當(dāng)進(jìn)線線路故障導(dǎo)致一臺變壓器停電運(yùn)行時，需要合閘環(huán)網(wǎng)的母聯(lián) 開關(guān)以保證地鐵的供電。所以，線路-變壓器組接線的進(jìn)線電纜容量只需要考慮一臺主 變壓器的額定容量，而內(nèi)橋形接線的進(jìn)線容量需要按照兩臺主變壓器的額定容量。從投 資角度來看，線路-變壓器組接線方式不只節(jié)省了設(shè)備投資，還節(jié)省了電纜的投資，其 經(jīng)濟(jì)性好。由地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行方式的要求可以判斷，正常情況下主變壓器可以看作低負(fù)載 率，所以高壓側(cè)主接線采用線路-變壓器組接線方式。2.2.2中壓側(cè)主接線城軌主降壓變電所中壓側(cè)采用單母線分段接線作為主

17、要的型式，如圖2.3所示圖2.3單母線分段接線單母線分段接線就是用斷路器將一段母線分為兩段。正常情況下，兩段母線分列運(yùn)行，牽引變電所和動力照明系統(tǒng)可以從不同母線取得 中壓電源；當(dāng)主變電所一段中壓母線失電時，另一段中壓母線可以迅速恢復(fù)對牽引變電 所和動力照明系統(tǒng)的供電。當(dāng)一路高壓進(jìn)線或一臺變壓器退出后，通過中壓母線分段開 關(guān)迅速合閘，由另一臺主變壓器承擔(dān)本主變電所范圍內(nèi)的全部一、二級負(fù)荷，根據(jù)供電 負(fù)荷變動情況，決定是否切除三級負(fù)荷。當(dāng)一段中壓母線故障時，該段母線上的進(jìn)線開關(guān)分閘，同時該段母線上饋線所接的 第一級牽引變電所或動力照明系統(tǒng)進(jìn)線開關(guān)也應(yīng)失壓跳閘；根據(jù)中壓供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方 式，由主變電所

18、的另一段中壓母線繼續(xù)供電。223動力照明系統(tǒng)主接線的設(shè)計(jì)通過對上述主變電所電氣主接線方案的分析， 總動力照明系統(tǒng)主接線高壓側(cè)也采用 線路變壓器組接線方案，低壓側(cè)采用單母線分段接線方案。主接線圖如附錄B所示。-5 -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3變壓器的選擇3.1主變壓器的選擇(1) 主變壓器臺數(shù)的確定：目前，國內(nèi)城市軌道交通主變電所均設(shè)置兩臺主變壓器，互為備用。正常情況下, 兩臺變壓器并列運(yùn)行，各負(fù)擔(dān)約 50%的用電負(fù)荷。(2) 主變壓器容量的確定：主變壓器容量的確定不僅要根據(jù)主降壓變電所建成后510年規(guī)劃負(fù)荷，還要考慮到遠(yuǎn)期負(fù)荷的發(fā)展。對于地鐵主降壓變電所，主變壓器容量的確定還應(yīng)該與地鐵的規(guī)

19、劃和供電網(wǎng)絡(luò)的資源共享結(jié)合起來,為滿足未來地鐵交通的發(fā)展要求我們選擇大容量的變-7 -壓器5主變電所容量的確定:Sm正上罟(1+a%)=1 COS y(3.1)式中，Kt為同時系數(shù)，取0.9； %為線損率，取5%因此，由表1.1數(shù)據(jù)代入式3.1可得:Smax 二 30.5(MVA)主變壓器容量的確定：主降壓變電所的任意一臺變壓器退出運(yùn)行時，另一臺變壓器必須要保證全部負(fù)荷的60%,即SB =60% =30.5 60% =18.3(MVA)單臺變壓器運(yùn)行時，要能夠保證全線一級和二級負(fù)荷的供電。由表1.1可以計(jì)算出，一、二級負(fù)荷為 28.62MVA。 所以變壓器的容量至少為28.62MVA。(3)

20、變壓器類型的確定： 相數(shù)的確定：目前，變壓器的相數(shù)有單相和三相兩種形式。根據(jù)規(guī)程，在不受運(yùn)輸條件的限制的 情況下，330kV及以下的變電所均采用三相變壓器。因此待建主降壓變電所采用三相變 繞組形式的確定：繞組主要有雙繞組和三繞組兩種形式。而我國城市軌道交通主變壓器一般采用雙繞 組變壓器，所以主降壓變電所也采用雙繞組變壓器。 普通型和自耦型的確定：自耦變壓器是一種多繞組的變壓器，它的特點(diǎn)是其中兩個繞組不僅有電磁聯(lián)系還有 電聯(lián)系。當(dāng)用自耦變壓器來聯(lián)系兩種電壓網(wǎng)絡(luò)時，其中一部分傳輸功率可以通過電磁聯(lián) 系，另一部分則可以通過電來聯(lián)系。由于自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益比普通變壓器顯著，并 且自耦變壓器代替普通變

21、壓器已經(jīng)成為變壓器發(fā)展的趨勢。所以主降壓變電所選用自耦變壓器。 中性點(diǎn)的接地方式的確定：根據(jù)規(guī)程：變壓器110kV500kV側(cè)中性點(diǎn)必須要經(jīng)小阻抗接地或直接接地；變壓 器6kV63kV側(cè)中性點(diǎn)不接地。所以主變壓器的高壓側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式，低 壓側(cè)采用中性點(diǎn)不接地方式。 主變壓器電壓調(diào)整方式的確定：主變分接頭應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)電壓水平選擇，根據(jù)電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量與無功電力管理規(guī) 定，110kV電源最高電壓取110(1+0.07)kV,最低電壓取110(1-0.03)kV，35kV系統(tǒng)其 供電電壓正負(fù)偏差絕對值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%，10kV母線電壓合理范圍為10.0kV10.7kV。為保證中壓母

22、線電壓在合格范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)采用有載調(diào)壓變壓器， 其分接頭位置則根據(jù)城網(wǎng)的潮流計(jì)算來確定。(4) 主變壓器的選擇結(jié)果：根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變壓器的型號為： SFZL7-31500/110。其主要技術(shù)參數(shù)如表 3.1所示。表3.1SFZL7-31500/110的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)額定容量31500kVA額定電壓高壓 110 8 X 1.25%kV 低壓 38.5kV連接組別YN,d11空載損耗59.7kW短路損耗260kW阻抗電壓10.5%蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.2動力照明系統(tǒng)變壓器的選擇按照上述變壓 器的選擇方式，動力 照明系 統(tǒng)選擇兩臺 變壓器，其型號為

23、:SFZ7-12500/35,主要技術(shù)參數(shù)如表3.2所示。表3.2SFZ7-12500/35的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)額定容量12500kVA額定電壓高壓 35 3 X 2.5%kV 低壓 10.5kV連接組別YN,d11空載損耗17.1kW短路損耗66kW阻抗電壓7.5%-# -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4短路電流的計(jì)算4.1短路電流計(jì)算方法在三相電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電 力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，發(fā)生三相短路的可能性最小，但是三相短路的 短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重 。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路 狀態(tài)下也能可靠工作，因此在

24、短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號 K表示。在電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)圖上，將短路所考慮的額定參數(shù)都表示出來，并將各兀件 依次編號，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件 有最大的短路電流通過。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要 元件表示出來，由于將電力系統(tǒng)作為無限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般 只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，再換算成計(jì)算電抗， 根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，再換算成有名值。4.2短路電流的具體計(jì)算在本次設(shè)計(jì)中，為了方便電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kV側(cè)進(jìn)線,35kV母

25、線和10kV母線。電力系統(tǒng)的原始網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.1所示。圖4.1電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)圖(1) 計(jì)算各元器件基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值，畫出等效電路圖 選取基準(zhǔn)容量為100MVA ?；鶞?zhǔn)電壓為:Udi 二Uci =115(kV)Ud2 二 Uc2 =37(kV) 53 二Uc3=105(kV)基準(zhǔn)電流為:-15 -IdiSdi.3Ud13 115100=0.50(kA)1 d2Sd2!00 =1.56(kA),3 371 d31003Ud35.5(kA)“3 10.5線路電抗標(biāo)幺值為:*X1= 0.4 31001152= 0.04變壓器電抗標(biāo)幺值為:*XT1二 Xt2Uk% Sd100 Snt110.5 1001

26、00 31.5= 0.33Xt3 二 Xt4100SN T17.5 100=X100 12.5 -0.6所以電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖如圖4.2所示(4.1)(4.2)(4.3)(4.4)K；diK10.500.04= 12.5(kA) 計(jì)算110kV側(cè)的短路電流和短路容量 短路電流 _ * _ _d_1 K 一1K IK Id-XK沖擊電流ishK =2.55lK3)短路電流最大有效值IshK =1.511短路容量S - 3UciK3)根據(jù)以上公式，代入數(shù)據(jù)可得：xKX； =0.04ishK, =2.55 12.5 =31.8(kA)咕匚=1.51 12.5 =18.9(kA)SK1 =V

27、x115x12.5=2489.8(MVA)計(jì)算35kV側(cè)的短路電流和短路容量在最大運(yùn)行方式下Xk2 =0.02 0.165 = 0.185d2K21.560.185= 8.43(kA)ishK -2.55 8.43=21.5(kA) lshK2 =1.51 8.43 =12.7(kA)SK2 二.3 37 8.43 二 540.2(MVA)在最小運(yùn)行方式下X；2 =0.04 0.33 = 0.37d21.56K20.37=4.21(kA)ishK2 =2.55 4.21 =10.7(kA)Ish K2 =1.51 4.21 =6.35(kA)SK37 4.2仁 269.8(MVA)(4)計(jì)算1

28、0kV側(cè)的短路電流和短路容量在最大運(yùn)行方式下XK3 =0.02 0.165 0.6 = 0.7851；3)迴 557.0(kA)K3XKs0.785 ish a =2.55 7.0 =17.8(kA)lshK3=1.51 7.0=10.6(kA)Sk =3 10.5 7.0 = 127.3(MVA)在最小運(yùn)行方式下XK3 =0.04 0.33 0.6 = 0.97IK3【丄= 5.7(kA)3 Xg 0.97ishK3 =2.55 5.7 =14.5(kA)IshK3 =1.51 5.7=8.6(kA)電一3 10.5 5.7 =103.0(MVA)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)Un -Uns(

29、5.1)I_ I max(5.2)I Nbr - I k(5.3)熱穩(wěn)定校驗(yàn):i Nel - ishl；t -Qk(5.4)(5.5)5電氣設(shè)備選擇及其布置5.1 110k V側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)5.1.1斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)高壓斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào) 試和運(yùn)行維護(hù)，并且經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)我國高壓斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10kV220kV的電網(wǎng)一般選用SF6斷路器。高壓斷路器選擇的技術(shù)條件如下:額定電壓選擇：額定電流選擇：額定開斷電流選擇：額定關(guān)合電流選擇：-21 -隔離開關(guān)的選擇，由于沒有滅弧裝置，隔離開關(guān)不能用

30、來接通和開斷負(fù)荷電流及短 路電流，故沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱 穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。(1)高壓斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流:1 max= 171.2A1.05Sn = 1.05 310703Un 3 110技術(shù)條件為:Un _Uns =110kV1 N 亠1 max = 171.2AI Nbr - Ik =12.5kAizci 丄 ish = 31.8kA根據(jù)以上條件查手冊， 技術(shù)參數(shù)如表5.1所示。選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為：LW 1101 /2500,表5.1 LW 110 1 /2500技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓

31、110kV額定電流2500A額定開斷電流31.5kA動穩(wěn)定電流125kA3s熱穩(wěn)定電流50kA固有分閘時間0.04s熱穩(wěn)定校驗(yàn):設(shè)后備保護(hù)動作時間為0.03s。則短路持續(xù)的時間 短路持續(xù)時間大于1s, 短路熱效應(yīng)為：1.9s,斷路器的固有分閘時間為0.04s,選擇熄弧時間為t =1.9+0.04+0.03 =1.97s因此非周期分量忽略不計(jì)。Qk=l：t=12.52 1.97 =307.8(kA)2 s允許熱效應(yīng)為：l；t=502 3 = 7500(kA)2 s所以，ft Qk即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表5.1數(shù)據(jù)，ies=125kA。由110kV則短路電流計(jì)算結(jié)果，ish=31.8kA

32、所以，ies - ish即滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)。(2)隔離開關(guān)的選擇Un _UNs=110kVIn - Imax = 171.2A根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號為GW5110H /630,其技術(shù)參數(shù)如表5.2所示。表5.2 GW5 110 n /630技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓額定電流 動穩(wěn)定電流 4s熱穩(wěn)定電流110kV2500A125kA50kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)：l；t=202 4 =1600(kA)2 s所以，It2t -Qk即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表 5.2數(shù)據(jù)，ies-50kA。所以，由110k V側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果，ish=31.8kA。ies - ish即滿足

33、動穩(wěn)定校驗(yàn)5.1.2互感器的選擇(1)電流互感器的選擇電流互感器的額定電壓Un不得低于其安裝回路的電網(wǎng)額定電壓Uns,即：Un -Uns(5.6)所以電流互感器的額定電壓為Un _UNs=110kV。電流互感器的額定電流Ini不得低于其所在回路的最大持續(xù)工作電流Imax,即：I N 1 蘭 1 m a x(5 7)所以電流互感器的額定電流為I ni _ lmax =171.2A。為了保證電流互感器的準(zhǔn)確級，I max 應(yīng)盡可能接近Ini9。根據(jù)以上條件，選擇滿足要求的電流互感器的型號為 LCWD 110 (50100) (300600)/5，其技術(shù)參數(shù)如表5.3所示。表 5.3 LCWD 11

34、0 (50100)(300600)/5 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓110kV額定電流比(50100)(300600)/5A級次組合D/11s熱穩(wěn)定倍數(shù)75(2)電壓互感器的選擇一次電壓U1：1.1UN_0.9Un二次電壓U2為100V。選擇滿足要求的電壓互感器的型號為JCC 110,其技術(shù)參數(shù)如表5.4所示。表5.4 JCC 110技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定變比110000/1001級額定容量500VA3級額定容量1000VA最大容量2000VA蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5.2 35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇主變電所一般選擇金屬鎧裝封閉式開關(guān)柜10，其選擇過程如下最大持續(xù)工作電流：I_ 1.05S

35、n _1.05；31070381Amax ,3Un3 35.技術(shù)條件為：U N 亠 U Ns - 35kVN - Jax = 538.1AINb Ik=8.4kAi Nel - ish = 21.5kA根據(jù)以上條件，選擇滿足要求的開關(guān)柜型號為KYN37A-40.5,其技術(shù)參數(shù)如表5.5所示。定制滿足要求的PT柜型號為SIVACON 8PT/35，其技術(shù)參數(shù)如表5.6所示。表5.5 KYN37A -40.5技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓40.5kV額定電流630A額定開斷電流25kA額定關(guān)合電流63 kA額定動穩(wěn)定電流63kA4s熱穩(wěn)定電流25kA外形尺寸1200mm1800mm 2600mm防

36、護(hù)等級IP20表5.6 SIVACON 8PT/35 技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓35kV額定電流2500A額定關(guān)合電流50kA外形尺寸1200mm1800mm 2600mm防護(hù)等級IP405.3 10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇10kV開關(guān)柜也選擇金屬鎧裝封閉式開關(guān)柜，其選擇過程如下最大持續(xù)工作電流：.1.05Sn1.05漢8190 ccuA1 496 5Amax3Un.3 10.技術(shù)條件為：Un _Uns =10kVI- Imax - 496.5AINb Ik=7.0kAi Ncl - ish = 17.8kA根據(jù)以上條件，選擇滿足要求的開關(guān)柜型號為KYN28A-12，其技術(shù)參數(shù)如表5.7所示。

37、定制滿足要求的PT柜型號為SIVACON 8PT/10，其技術(shù)參數(shù)如表5.8所示。表5.7KYN28A-12技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓10kV額定電流630A額定開斷電流20kA額定關(guān)合電流50 kA額定動穩(wěn)定電流50kA4s熱穩(wěn)定電流20kA外形尺寸800mm1500mm2363mm防護(hù)等級IP2X表5.8 SIVACON 8PT/10 技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓10kV額定電流2500A額定關(guān)合電流50kA外形尺寸800mm1500mm2363mm防護(hù)等級IP405.4電氣設(shè)備的布置110kV配電裝置一般采用屋外配電裝置，屋外型的配電裝置有中型、半高型和高型 三種形式10。由于中型

38、布置具有布置比較清晰，運(yùn)行可靠，構(gòu)架高度較低，施工和維修 都比較方便，所用鋼材較少，造價低，抗震性能較好的特點(diǎn)，所以采用普通中型配電裝 置的布置方式11。而35kV和10kV的配電裝置一般采用雙層屋內(nèi)成套的配電裝置，即用 成套供應(yīng)高壓開關(guān)柜。根據(jù)國標(biāo)和實(shí)際控制樓的建筑面積，高壓開關(guān)柜采用單列獨(dú)立式 布置。平面布置圖和斷面圖如附錄 C所示。-23 -蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié) 論本文的主要從地鐵主降壓變電所主接線設(shè)計(jì)的四個主要問題入手，詳細(xì)分析了主接線的組成和功能，結(jié)合實(shí)際工程案例給出了完整的設(shè)計(jì)方案?？偟膩碚f，本文在地鐵主 降壓變電所主接線的工程設(shè)計(jì)研究中完成了如下工作：(1) 主降壓變電所主接線的探討與分析。從高壓側(cè)和中壓側(cè)兩個方面給出了地鐵主 接線設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行具體的對比分析，確定主接線方案并