514652046畢業(yè)設計（論文）110kV變電所的一次系統(tǒng)進行設計

1、華北電力大學（北京）成人教育學院畢 業(yè) 設 計專 業(yè) 用電監(jiān)察與管理 班 級 電監(jiān) 0411 學生姓名 指導教師 2006 年 11 月 日 華北電力大學成教學院畢業(yè)論文2摘摘 要要本畢業(yè)設計內(nèi)容為對 110kv 變電所的一次系統(tǒng)進行設計，主要設計內(nèi)容包括：主接線方式的選擇；短路電流計算；一次設備的選擇與校驗；繼電保護的配置等。電力生產(chǎn)發(fā)、送、變、用的同時性，決定了電力生產(chǎn)的每一個過程都很重要。變電站作為電力生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，起著電壓變換和電能分配的樞紐作用。電能在變電站匯集與分散，能夠有利于潮流的合理分布及電能質(zhì)量的改善，能夠提高供電的可靠性。變電站電氣一次主接線直接決定著電力網(wǎng)的電壓變換和電

2、能分配；短路電流計算及設備選擇校驗保證了變電設備應用的安全穩(wěn)定性及經(jīng)濟。 本論文應用變電所設計基本理論知識，針對 110kv 高壓配電變電站的基本特征，分析原始資料，充分保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，著重應用新技術和新產(chǎn)品，實現(xiàn)了變電站的供電可靠性。關鍵詞：變電所，主結(jié)線，設備選擇校驗，繼電保護關鍵詞：變電所，主結(jié)線，設備選擇校驗，繼電保護華北電力大學成教學院畢業(yè)論文3目 錄摘摘 要要.2設計（論文）任務書設計（論文）任務書.2第一章第一章 主接線形式選擇主接線形式選擇.2第二章第二章 主變壓器選擇主變壓器選擇.22.1 負荷統(tǒng)計負荷統(tǒng)計.22.2 主變臺數(shù)主變臺數(shù).22.3 主變?nèi)萘恐髯內(nèi)萘?2

3、2.4 主變型式主變型式.22.4.1 相數(shù)相數(shù).22.4.2 繞組繞組.22.4.3 容量比容量比.22.4.4 調(diào)壓方式調(diào)壓方式.22.4.5 中性點接地方式中性點接地方式.22.4.6 中性點絕緣方式中性點絕緣方式.22.4.7 接線方式接線方式.22.4.8 采用降壓型變壓器采用降壓型變壓器.22.5 所用變選擇所用變選擇.22.6 消弧線圈選擇消弧線圈選擇.22.7 無功補償無功補償.2第三章第三章 短路電流計算短路電流計算.23.1 選取短路點：選取短路點：.23.2 作等值電路并化簡作等值電路并化簡.23.3 110kv 側(cè)母線側(cè)母線d1 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路.23.4

4、35kv 側(cè)母線側(cè)母線d2 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路.23.5 10kv 側(cè)母線側(cè)母線d3 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路.2第四章第四章 電氣設備選擇電氣設備選擇.24.1 斷路器及隔離開關選擇斷路器及隔離開關選擇.24.1.1 主變壓器主變壓器 110kv 側(cè)斷路器及隔離開關選擇側(cè)斷路器及隔離開關選擇.24.1.2 主變主變 35kv 側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇.24.1.3 主變壓器主變壓器 10kv 側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇.2華北電力大學成教學院畢業(yè)論文44.2 10kv 母線選擇母線選擇.24.3 10kv 支持絕緣子

5、支持絕緣子 .24.4 10kv 電流互感器及電壓互感器選擇電流互感器及電壓互感器選擇 .24.5 110kv、35kv 母線選擇母線選擇.24.6 110kv、35kv 電流互感器選擇電流互感器選擇.24.7 110kv、35kv 電壓互感器選擇電壓互感器選擇 .24.8 35kv 出線開關及隔離開關選擇出線開關及隔離開關選擇.24.9 10kv 出線開關及隔離開關選擇出線開關及隔離開關選擇.2第五章第五章 防雷保護規(guī)劃防雷保護規(guī)劃.25.1 直擊雷的保護直擊雷的保護.25.2 入侵波保護入侵波保護.2第六章第六章 繼電保護配置繼電保護配置.26.1 主變壓器保護配置主變壓器保護配置.26.

6、2 母線保護配置母線保護配置.26.3 分段斷路器保護配置分段斷路器保護配置.26.4 線路保護配置線路保護配置.26.5 自動重合閘配置自動重合閘配置.2第七章第七章 繼電保護整定計算繼電保護整定計算.27.1 最小運行方式下，最小運行方式下，10kv 配電站丙線路末端配電站丙線路末端d4 點線路末端三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算點線路末端三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算.27.2 最大運行方式下，最大運行方式下，10kv 配電站丙變壓器低壓側(cè)配電站丙變壓器低壓側(cè)d5 點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算.27.3 最小運行方式下，最小運行方式下，10kv 配電站丙變壓器低壓側(cè)配電站丙變壓器低壓側(cè)d6 點

7、三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算.27.4 繼電保護整定計算及靈敏度校驗繼電保護整定計算及靈敏度校驗.2第八章第八章 三相一次自動重合閘三相一次自動重合閘.28.1 裝置額定電流選擇裝置額定電流選擇.28.2 參數(shù)整定參數(shù)整定.28.3 工作原理工作原理.2結(jié)結(jié) 論論.2參考文獻參考文獻.2致致 謝謝.2附圖附圖 1：電氣主接線圖：電氣主接線圖.2附圖附圖 2：平面布置圖：平面布置圖.2華北電力大學成教學院畢業(yè)論文5設計（論文）任務書設計（論文）任務書姓名趙普秋專業(yè)電力系統(tǒng)及自動化班級電監(jiān) 0411畢業(yè)設計（論文）題目110/35/10kv 降壓變電站一次系統(tǒng)設計降壓變電站一次系統(tǒng)設

8、計畢業(yè)設計（論文）工作起止時間2006.912地點密 云畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容：1原始資料數(shù)據(jù)原始資料數(shù)據(jù)（1）變電站的性質(zhì)：以 110kv 電壓等級接入電力系統(tǒng)，并以 35kv 和 10kv 電壓等級實現(xiàn)轉(zhuǎn)供電。（2）環(huán)境條件： 年最高氣溫： 年最底氣溫：035025 年平均氣溫： 最大風速： 20 米/秒015 海拔高度： 600 米 雷電天數(shù)： 40 天/年 覆冰厚度： 10 毫米 地震烈度： 1000 歐姆/2米主導風向：夏-東南風，冬-西北風周圍環(huán)境： 建于平原干燥地方，注意沙塵暴。 （3）系統(tǒng)短路容量： 80mva（4）負荷資料： （見表 1）2設計任務設計任務（1） 選擇變電站電

9、氣主接線（2） 計算短路電流（3） 選擇高壓電器設備（包括：變壓器、母線、短路器、隔離開關、pt、ct、避雷器等）3設計成品設計成品（1）設計說明書及短路電流計算書各 1 份說明書應包括全部的主要材料及結(jié)果。應說明：設計任務、方案確定的依據(jù)、優(yōu)缺點的分析、解決問題的程序和應用的方法，以及做出的結(jié)論等。設計的決定必須有充分的根據(jù)，說明和分析應力求簡單扼要，并盡可能用圖表說明。短路電流計算書是說明書的附錄，應給出全部的計算過程及結(jié)果，對設計計算步驟應有簡要的說明。計算時要寫出所用的公式和計算的順序步驟（注：重復的計算不必重寫公式）以及計算結(jié)果。要求：設計說明書及短路電流計算書條理清晰、章節(jié)分明。（

10、2）設計圖紙 3 張電氣主接線圖（1 號）1 張；電氣總平面布置圖（1 號）1 張。表 1. 負荷資料華北電力大學成教學院畢業(yè)論文6lgj-400lgj-240lgj-185 lgj-954主要參考資料主要參考資料1東南大學.電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料.19952電力工業(yè)部電力規(guī)劃設計總院編.電力系統(tǒng)設計手冊.中國電力出版社.19983發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料.水電出版社.19874西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊電氣一次部分. 水利電力出版社.19895西北電力設計院. 發(fā)電廠變電所電氣接線和布置. 水利電力出版社.19926四川聯(lián)合大學 范錫普.發(fā)電廠電氣部分（第二版）.

11、中國電力出版社.1995導線型號及參數(shù)電壓等級 (kv)進出線回路數(shù)（回）每回線最大有功功率 maxp（mw）每回線最小負荷率maxminpp ()平均功率因數(shù)cos年最大負荷利用小時數(shù)（小時）進出線長度（km）型號電抗km17057110150400.854500700.4011154017282035220504000250.380167110501424161019600.80350090.356第一章第一章 主主接線形式選擇接線形式選擇華北電力大學成教學院畢業(yè)論文7主接線的選擇應能保證目前的合理性和今后的發(fā)展性，它有三個基本要求：可靠性；靈活性；經(jīng)濟性。對于此次設計的變電所，110kv

12、 線路有兩回，由系統(tǒng)供電，考慮可采用的接線形式有單母線、單母線分段、雙母線三種，下面是對幾種接線優(yōu)、缺點的比較見表 1-1：表表 1-11-1 母線接線方式優(yōu)缺點對照表母線接線方式優(yōu)缺點對照表接線方式接線方式優(yōu)缺點優(yōu)缺點 單 母 線1、優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于方便擴建和采用成套配電裝置。2、缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電。3、適用范圍：610kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回；3563kv 出線不超過 3 回；110kv220kv 出線不超過 2 回。單母線分段1、優(yōu)點：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

13、電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2、缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需自兩個方向均衡擴建3、適用范圍：610kv 出線為 6 回以上；3563kv 出線為 48 回；110220kv 出線為34 回。雙母線1、優(yōu)點：供電可靠；調(diào)度靈活；擴建方便；便于試驗。2、缺點：設備多，接線復雜，造價高；倒閘操作復雜，容易發(fā)生誤操作。3、適用范圍：610kv 配電裝置，短路電流較大，出線帶電抗器時；3563kv 出線超過 8 回；110220kv

14、配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線為4 回及以上。結(jié)論：由以上幾種方案比較，結(jié)合所設計變電所的實際情況，對 110kv 主接線采用單母線分段方式，因 110kv 電源為雙回路，當一回故障時，可由另一回供電，并不影響兩臺主變的運行，當一個系統(tǒng)全停時，可由另一系統(tǒng)對兩臺主變供電，從供電可靠性和經(jīng)濟角華北電力大學成教學院畢業(yè)論文8度考慮，110kv 母線主接線選用單母線分段的接線方式。對于 35kv 及 10kv 主接線形式，因重要用戶都為雙回路，且出線較多，故采用單母線分段接線方式，對重要用戶每段分接一回，當一段母線檢修時，可由另一段供電，并不影響用戶。第第二章二章 主變壓器選擇主變壓器選擇華北電力

15、大學成教學院畢業(yè)論文9lgj-400lgj-240 lgj-185lgj-952.12.1 負荷統(tǒng)計負荷統(tǒng)計考慮負荷效率，經(jīng)過計算得各電壓等級的視在功率為：10kv 側(cè)： s1=35.06mw35kv 側(cè)： s2=74.81mw110kv 側(cè)： s3=93.39mw根據(jù)規(guī)程規(guī)定，考慮 5 年遠景規(guī)劃，負荷年增長率 m=7%，則=s3（1+m） =93390（1+7%） = 95437.8kva110st52.22.2 主變臺數(shù)主變臺數(shù) 為保證供電可靠性，優(yōu)先考慮選用兩臺主變壓器，因一臺的供電可靠性不如兩臺主變并列運行時高，兩臺以上則不經(jīng)濟。2.32.3 主變?nèi)萘恐髯內(nèi)萘績膳_主變的總?cè)萘縮，并考

16、慮到裝有兩臺主變的變電所當一臺斷開時，另一110s臺應能承擔 70%的全部負荷，則每臺主變?nèi)萘繎獮椋簊=70%=70%95437.8=66806.7kva110s 若考慮到變壓器的事故過負荷能力為 40%，則可保證 84%的負荷供電，即60%（1+40%）=84%，因一般變電所中有 25%的非重要負荷，故采用 s=70%對變電所保110s證重要負荷來說是可行的。導線型號及參數(shù)電壓等級 (kv)進出線回路數(shù)（回）每回線最大有功功率 maxp（mw）每回線最小負荷率maxminpp ()平均功率因數(shù)cos年最大負荷利用小時數(shù)（小時）進出線長度（km）型號電抗km17057110150400.854

17、500700.4011154017282035220504000250.380167110501424161019600.80350090.356華北電力大學成教學院畢業(yè)論文102.42.4 主變型式主變型式2.4.12.4.1 相數(shù)相數(shù)根據(jù)所給條件，優(yōu)先考慮選用三相式變壓器。2.4.22.4.2 繞組繞組因設計的變電所中有 110kv、35kv、10kv 三個電壓等級，故優(yōu)先考慮三繞組變壓器。2.4.32.4.3 容量比容量比因為 =3506/9339=38%小于 50%，=74810/93390=80%大于 50%11010ss11035ss所以容量比選用 100/100/50。2.4.4

18、2.4.4 調(diào)壓方式調(diào)壓方式優(yōu)先選用有載調(diào)壓方式，并在 110kv 側(cè)進行調(diào)壓。2.4.52.4.5 中性點接地方式中性點接地方式（1）因 110kv 屬于大接地電流系統(tǒng)，所以采用中性點直接接地方式。（2）35kv 側(cè)電容電流： ic=unl=35(15+82+202)=7.1a35013501規(guī)程規(guī)定：單相接地電容電流小于 10a 時，7.1a10a，所以應采用中性點直接接地方式；（3）10kv 側(cè)電容電流： ic=unl+0.1unl=10（6+10+42+9）=0.89a35013501規(guī)程規(guī)定：單相接地電容電流小于 30a 時，0.89a30a，所以應采用中性點不接地方式。2.4.62

19、.4.6 中性點絕緣方式中性點絕緣方式10kv 及 35kv 采用全絕緣，110kv 采用分級絕緣。2.4.72.4.7 接線方式接線方式采用 y0/y0/-12-11 連接組別，高壓側(cè)采用星形接線是為了降低變壓器的絕緣造價（因星形接線時，相電壓等于線電壓的） ，低壓側(cè)采用三角形接線，是為了消除短路31電流的三次諧波。2.4.82.4.8 采用降壓型變壓器采用降壓型變壓器綜上所述，查電工產(chǎn)品目錄選用 sfsz7-50000/110 型降壓變壓器，數(shù)據(jù)見表 2-3。表表 2-32-3 sfsz7-25000/110sfsz7-25000/110 型降壓變壓器技術參數(shù)表型降壓變壓器技術參數(shù)表產(chǎn)額電

20、壓組合（kv）聯(lián)接阻抗電壓（%）空空載負載總重華北電力大學成教學院畢業(yè)論文11品型號定容量(kva)高壓中壓低壓組別高-低高-中中-低載電流(%)損耗(kw)損耗(kw)（t）sfsz7-25000/1105000012181.25%11038.522.5%11;10.5;6.6;6.3yn，yn0,d111710.56.51.442.3148.058.02.52.5 所用變選擇所用變選擇優(yōu)先選用兩臺接于 10kv 兩段母線上，每臺容量按所選主變?nèi)萘康?0.2%確定，能滿足控制回路和信號回路以及生活、照明等負荷即s所=0.2%sn=0.2%50000=100kva，查發(fā)電廠電氣部分課程設計參考

21、資料選用兩臺 sjl1-50 型標準變壓器，數(shù)據(jù)見表 2-4：表表 2-42-4 sjl1-50sjl1-50 型標準變壓器技術參數(shù)表型標準變壓器技術參數(shù)表損耗（kw）型號及容量（kva）高低壓側(cè)額定電壓（kv）聯(lián)接組別阻抗電壓（%）空載電流（%）總重（t）軌距（mm）空載短路sjl1-10010/0.4y/y0-1245.40.34無0.221.152.62.6 消弧線圈選擇消弧線圈選擇1、額定電壓：un=uwn=35kv2、補償容量：采用過補償調(diào)諧，即 q=kic=1.3522=600.2 kvar3nu335查消弧線圈相關資料，選用一臺 xdz1-800/35 型消弧線圈，數(shù)據(jù)表 2-5

22、：表表 2-52-5 xdz1-800/35xdz1-800/35 型消弧線圈技術參數(shù)表型消弧線圈技術參數(shù)表各分接頭允許電流（a）型號額定容量（kva）系統(tǒng)電壓（kv）額定電壓（kv）額定電流（a）12815xdz1-800/358003522.218361819.226.4363、4、 分接頭選擇：在電網(wǎng)整體運行時，消弧線圈選 8 檔，則補償電流為26.4a。5、脫諧度及位移電壓：華北電力大學成教學院畢業(yè)論文12對于 35kv 架空線路的阻尼率取 0.05，則脫諧度 =-0.2cliiic224 .2622位移電壓 u0=4.43%up22dubd222 . 005. 0%8 . 0pu小于

23、 15%up，即所選分接頭合適。2.72.7 無功補償無功補償對于 35kv 考慮采用分散補償，由用戶自行補償。對于 10kv 考慮采用在變電所內(nèi)進行集中補償，為保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，取cos=0.9，因 cos10=p10/s10=8000/9545=0.84則 q10=p10（tg10-tg）=8000（tgarccos0.84-tgarccos0.9）=1293kvar選用 y 型接線，查常用高低壓電氣手冊選用 bwf11/-60-1 電容器，技術參數(shù)3見表 2-6表表 2-62-6 bwf11/bwf11/-60-1-60-1 電容器技術參數(shù)表電容器技術參數(shù)表3型 號額定電壓（k

24、v）額定容量（kvar）標稱電容（f）外形尺寸（mm）質(zhì)量（kg）bwf11/-60-1311/360310143760101150因 10kv 采用單母線分段接線，q10 平均分成兩組，分別接于兩段母線上，每相并聯(lián) 4只，總補償容量為：23604=1440kvar。華北電力大學成教學院畢業(yè)論文13第第三章三章 短路電流計算短路電流計算3.13.1 選取短路點選取短路點：在正常運行方式下，三相短路電流為最大的地方即為短路計算點，由此選主變?nèi)齻?cè)母線為短路電流計算點，并假定兩臺主變并列運行。3.23.2 作等值電路并化簡作等值電路并化簡（圖 3.1 中 d1、d2、d3 分別為 110kv、35k

25、v、10kv 的短路電流計算點）3.2.13.2.1 選取基準值：sb=100mva，ub=115kv3.2.23.2.2 作等值電路如圖 3.2，則計算電抗標幺值為：x1=x2=xd=0.141=0.2256cos/ebps80. 0/50100x3=x4=（uk%/100）=0.167ebss1005 .1063100x5=xc=0.5=0.05cbss1000100x6=x7=x0l=0.470=0.21172bbus2115100x8=x9=x0l=0.450=0.15122bbus2115100圖圖 3.13.1 變電站等值電路圖變電站等值電路圖所選兩臺主變型號相同，即 sn=50m

26、va。uk1-3%=17，uk1-2%=10.5，uk2-3%=6.5uk1%=（uk1-3%+uk1-2%-uk2-3%）=10.521uk2%=（uk1-2%+uk2-3%-uk1-3%）=021uk3%=（uk1-3%+uk2-3%-uk1-2%）=6.521x10=x11=（uk1%/100）=0.42nbssx12=x13=0x14=x15=（uk3%/100）=0.26nbss華北電力大學成教學院畢業(yè)論文143.2.33.2.3 化簡等值電路化簡等值電路因兩臺發(fā)電機及升壓變均為同型號，可做并聯(lián)處理，等值發(fā)電機容量為：sn=125mw，cos2ep80. 0502將圖化簡為圖x16=

27、（x1+x3）=（0.2256+0.1667）=0.19622121x17=x6+x5=0.2117+0.05=0.15592121x18=x8=0.075621圖圖 3.23.2 等值電路化簡圖等值電路化簡圖x19=x10=0.2121x20=x14=0.13213.33.3 110kv110kv 側(cè)母線側(cè)母線 d1d1 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路3.3.13.3.1 主變等值電抗可按負荷考慮忽略不計3.3.23.3.2 選取基準值 sb=100mva，ub=115kv3.3.33.3.3 汽輪機及等值系統(tǒng)對 d1 點轉(zhuǎn)移電抗分別為： xnd1=x16+x18+=0.3669171816x

28、xx xnd2=x17+x18+=0.2916161817xxx計算電抗：xjs1= xnd1=0.3669=0.4586bnss100125xjs2= xnd2=0.2916=2.916bcss10010003.3.43.3.4 d1 點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為i=1.445+1.757=3.202kai=1.3103+1.762=3.072ka3.3.53.3.5 短路電流沖擊值 ich=2.55i=8.165ka3.3.63.3.6 短路容量：sd=uavi=1153.202=637.8mva33華北電力大學成教學院畢業(yè)論文153.43.4 35kv35kv 側(cè)母線側(cè)母線 d2

29、d2 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路3.4.13.4.1 主變 10kv 側(cè)等值電抗可按負荷考慮忽略不計，計算電路如圖 3.3：3.4.23.4.2 選取基準值：sb=100mva，ub=37kv3.4.33.4.3 汽輪機及等值系統(tǒng)對 d2 點轉(zhuǎn)移電抗分別為： xnd1=x16+（x18+x19）+=0.841217191816)(xxxx xnd2=x17+（x18+x19）+=0.668416191817)(xxxx計算電抗：xjs1=xnd1=0.8412=1.052bnss100125圖圖 3.33.3 35kv35kv 母線短路等值電路圖母線短路等值電路圖xjs2=xnd2=0.66

30、84=6.684bcss10010003.4.4 求各電源對短路點 d2 的短路電流由 xjs1=1.052 和 t=0查發(fā)電機運算曲線得i*=0.985i=i*=0.985=1.921kabnus3373125由 xjs1=1.052 和 t=4查發(fā)電機運算曲線得i*=1.067i=i*=1.067=2.081kabnus3373125因 xjs2=6.684 大于 3所以i*=i*=1/xnd2=1/0.6684=1.496i=i=1.496=2.334ka3731003.4.5 d2 點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為i=1.921+2.334=4.255kai=2.081+2.334

31、=4.415ka3.4.6 短路電流沖擊值：ich=2.55i=10.85ka3.4.7 短路容量：sd=uavi=374.255=272.69mva33華北電力大學成教學院畢業(yè)論文163.53.5 10kv10kv 側(cè)母線側(cè)母線 d3d3 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路3.5.1 主變 35kv 電抗為零，計算電路如圖 3.4。3.5.2 選取基準值 sb=100mva，ub=10.5kv3.5.3 汽輪機及等值系統(tǒng)對 d3 點轉(zhuǎn)移電抗分別為：xnd1=x16+（x18+x19+x20）+=1.1351720191816)(xxxxxxnd2=x17+（x18+x19+x20）+=0.9021

32、620191817)(xxxxx計算電抗為xjs1=xnd1=1.135=1.419bnss100125xjs2=xnd2=0.902=9.02bcss1001000圖圖 3.43.4 10kv10kv 母線短路等值電路圖母線短路等值電路圖3.5.4 求各電源對短路點 d3 的短路電流由 xjs1=1.419 和 t=0查發(fā)電機運算曲線得i*=0.735i=i*=0.735=5.052kabnus35 .103125由 xjs1=1.419 和 t=4查發(fā)電機運算曲線得i*=0.770i=i*=0.770=5.292kabnus35 .103125因 xjs2=9.02 大于 3所以i*=i*

33、=1/xnd2=1/0.902=1.109i=i=1.109=6.098ka5 .1031003.5.5 d3 點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為i=5.052+6.098=11.15kai=5.292+6.098=11.39ka3.5.6 短路電流沖擊值：ich=2.55i=28.43ka3.5.7 短路容量：sd=uavi=10.511.15=202.78mva33短路容量列表見表 3-1：華北電力大學成教學院畢業(yè)論文17表表 3-13-1 短路容量表短路容量表短路點d1d2d3i(ka)3.2024.25511.15i(ka)3.0724.41511.39ich(ka)8.16510.

34、8528.43華北電力大學成教學院畢業(yè)論文18第第四章四章 電氣設備選電氣設備選擇擇4.14.1 斷路器及隔離開關選擇斷路器及隔離開關選擇說明：在斷路器及隔離開關選擇中，取保護動作時間 t0=2s，燃弧時間 t2=0.05s。4.1.14.1.1 主變壓器主變壓器 110kv110kv 側(cè)斷路器及隔離開關選擇側(cè)斷路器及隔離開關選擇6、額定電壓： unuwn=110kv7、額定電流： in1.4i=1.4=1.4=183.7annus31103250008、額定開斷電流： ibrni3.202ka9、 按裝置環(huán)境選戶外式開關設備。根據(jù)以上條件選用 3ap1fg-110/1250 型斷路器，其 i

35、n1250a，ibr.n15.8ka，熱穩(wěn)定電流 ith/t=21ka/5s，動穩(wěn)定電流 ip=55ka，固有分閘時間 t1=0.06s；選用 gw4-110/600 型隔離開關，其 ith/t=14ka/5s，ip=50ka10、熱穩(wěn)定校驗：=1.04 ii072. 3202. 3短路存在時間 tbr=t0+t1+t2=2+0.06+0.05=2.11s查發(fā)電廠電氣部分圖 4-5 得 tep=1.7s 大于 1s，可不計 tea故短路電流熱脈沖 qsc=tep=1.7=16.04k.s2i2072. 32a斷路器允許熱脈沖 qp=5=2205k.s 大于 qsc2212a隔離開關允許熱脈沖

36、qp=5=980k.s 大于 qsc2142a所以斷路器與隔離開關的熱穩(wěn)定滿足要求。11、動穩(wěn)定校驗：iimp=2.55i=2.553.202=8.165ka小于 ip，所以動穩(wěn)定滿足，列表 4-1 如下：表表 4-14-1 110kv110kv 斷路器及隔離開關參數(shù)表斷路器及隔離開關參數(shù)表設備技術參數(shù)3ap1fg-110/1250gw4-110/600計算數(shù)據(jù)額定電壓（kv）110110110額定電流（a）1250600183.7額定斷開電流（ka）31.53.202允許通過極限電流（ka）55508.165熱穩(wěn)定電流（ka/s）21/514/53.072華北電力大學成教學院畢業(yè)論文19熱脈

37、沖（ka2s）220598016.04由表可知：斷路器及隔離開關的技術數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能安全可靠工作。4.1.24.1.2 主變主變 35kv35kv 側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇 額定電壓 unuwn=35kv 額定電流：iniw.max=1.4i=1.4=1.450000/35/1.717=1154.74annus3 額定開斷電流 ibrni=4.255ka 按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式根據(jù)以上條件選 lw8-35/1000 型斷路器，其in1000a，ibrn=16ka，ip=40ka，t1=0.06s，ith/t=16ka/4s，選 gn2-35/600 型隔離

38、開關，其 in=600a，ip=50ka，ith/t=14ka/10s 熱穩(wěn)定校驗=0.96 ii415. 4255. 4短路存在時間 tbr=t0+t1+t2=2+0.06+0.05=2.11s查圖 4-5 得 tep=1.61s大于 1s，可不計 tea故短路電流熱脈沖 qsc=tep=1.61=31.38k.s2i2415. 42a斷路器允許熱脈沖 qp=4=1024k.s2162a短路電流熱脈沖大于熱脈沖 qsc隔離開關允許熱脈沖 qp=10=1960k.s2142a允許熱脈沖大于熱脈沖 qsc所以斷路器與隔離開關的熱穩(wěn)定滿足要求。 動穩(wěn)定校驗iimp=2.55i=2.554.255=

39、10.85kaip，所以動穩(wěn)定滿足，列表 4-2 如下：表表 4-24-2 35kv35kv 斷路器及隔離開關參數(shù)表斷路器及隔離開關參數(shù)表設備技術參數(shù)lw8-35/1000gn2-35/600計算數(shù)據(jù)額定電壓（kv）353535額定電流（a）1000600577.37額定斷開電流（ka）164.255允許通過極限電流（ka）405010.85熱穩(wěn)定電流（ka/s）16/414/104.415熱脈沖（ka2s）1024196031.38由表可知：斷路器及隔離開關的技術數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能安全可靠工作.華北電力大學成教學院畢業(yè)論文204.1.34.1.3 主變壓器主變壓器 10kv10kv 側(cè)

40、及分段斷路器及隔離開關選擇側(cè)及分段斷路器及隔離開關選擇12、額定電壓 unuwn=10kv13、額定電流：iniw.max=1.4i=1.4=1.4=1010.36annus321103250002114、額定開斷電流 ibrni=11.15ka15、按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式開關設備。根據(jù)以上條件選 zn12-10/2000 型斷路器，其in2000a，ibrn=29ka，ip=75ka，ith/t=30ka/5s，t1=0.14s，選 gn1-10/2000 型隔離開關其 in=2000a，ip=85ka，ith/t=36ka/10s。16、熱穩(wěn)定校驗：=0.98 ii39.1115.11短路存在

41、時間 t=t0+t1+t2=2+0.14+0.05=2.19s查圖 4-5 得 tep=1.8s1s，可不計 tea故短路電流熱脈沖 qsc=tep=1.8=233.52k.s2i239.112a斷路器允許熱脈沖 qp=5=4500k.s2302a斷路器允許熱脈沖 qp 大于短路電流熱脈沖 qsc隔離開關允許熱脈沖 qp=10=12960k.s2362a隔離開關允許熱脈沖 qp 大于短路電流熱脈沖 qsc17、動穩(wěn)定校驗：iimp=2.55i=2.5511.15=28.43kaiimp 小于 ip，故動穩(wěn)定滿足，列表 4-3 如下：表表 4-34-3 10kv10kv 斷路器及隔離開關參數(shù)表斷

42、路器及隔離開關參數(shù)表設備技術參數(shù)zn12-10/2000gn1-10/2000計算數(shù)據(jù)額定電壓（kv）101010額定電流（a）200020001010.36額定斷開電流（ka）2911.15允許通過極限電流（ka）758528.43熱穩(wěn)定電流（ka/s）30/536/1011.39熱脈沖（ka2s）450012960233.52由表可知：斷路器及隔離開關的技術數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能安全可靠工作。4.24.2 10kv10kv 母線選擇母線選擇按最大長期工作電流選華北電力大學成教學院畢業(yè)論文21ipiwmax=1010.36a，k=0.8225704070由 ip=ipk 得 ip=ip/k

43、=1010.36/0.82=1232.15a查發(fā)電廠電氣部分附表 選 808 鋁排，平放，其 ip1249a1232.15a按經(jīng)濟電流密度選擇進行復合由 tmax=5500h，查得 je=0.9a/6102m故經(jīng)濟截面 se=1010.36/0.9=1122.62808=6402mm2mm即所選鋁排滿足經(jīng)濟性要求 熱穩(wěn)定校驗：ks=1.04，c=87610smin=179seqktci04. 18 . 1871039.1132mmsmin640，熱穩(wěn)定滿足。2mm 動穩(wěn)定校驗：取垮距 l1.5m 相間距離 a0.5m，則max=1.038=1.038722210habliimp22843072

44、210008. 008. 05 . 05 . 1=7.37pa610max69pa 故動穩(wěn)定滿足610結(jié)論：選用 808 鋁排，平放。4.34.3 10kv10kv 支持絕緣子支持絕緣子1、 支持絕緣子選擇18、額定電壓 unuwn=10kv19、按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式查常用高低壓電氣手冊選 zn10/4 型支柱絕緣子，其抗彎破壞負荷為 fp=4000n20、動穩(wěn)定校驗：fmax=1.73=1.73=419.5nal7210impi5 . 05 . 1228430710fp=0.6fp=0.64000=2400nfmax=419.5nfp fmax故室外選用 zpb-10 型支柱絕緣子，其 fp5

45、000n，動穩(wěn)定亦滿足要求結(jié)論：室內(nèi)選用 zn10/4 型支柱絕緣子，室外選用 zpb-10 型支柱絕緣子華北電力大學成教學院畢業(yè)論文224.44.4 10kv10kv 電流互感器及電壓互感器選擇電流互感器及電壓互感器選擇21、主變 10kv 側(cè)及出線電流互感器（以 10kv 配電站丙為例）選擇： 主變 10kv 側(cè)：因 un=10kv，iwmax=1010.36a，環(huán)境為戶內(nèi)，所以配置 ldzj1-10，變比為 1500/5。 10kv 出線電流互感器（以 10kv 配電站丙為例）額定電流：副邊 iw.max=135.8a cos3up85. 01032000原邊 im副邊 iw.maxin

46、2=5a額定電壓： uwn=10kvun uwn按裝置環(huán)境選擇戶內(nèi)式由此查發(fā)電廠電氣部分選 lfcd10 型室內(nèi)電流互感器，變比為 nl=200/5，0.5 級二次負荷額定阻抗 zn2=0.6，1 秒熱穩(wěn)定電流倍數(shù) kt=110，動穩(wěn)定倍數(shù) kem=250電流互感器參數(shù)表 4-4：表表 4-44-4 lfcd-10lfcd-10 電流互感器參數(shù)表電流互感器參數(shù)表二次負荷（）10%倍數(shù)型號0.5 級1 級3 級負荷（）倍數(shù)kt(1s)kemlfcd-100.60.81.60.61.2110250因 10kv 為不接地系統(tǒng)，故裝兩相電流互感器裝于 a、c 兩相精確度級考慮計費、保護用取 0.5/b

47、 級，并按該級進行導線選擇及穩(wěn)定校驗連接導線選擇電流互感器負荷統(tǒng)計表 4-5：表表 4-54-5 10kv10kv 電流互感器負荷統(tǒng)計表電流互感器負荷統(tǒng)計表儀表電流線圈名稱負荷（va）電流表(46l1-a)0.35功率表（46d1-w）0.6電度表（ds1）0.5總計1.45電流互感器負荷阻抗 r11.45/=0.058，接觸電阻 r40.125電流互感器為不完全星形接線，連接線計算表長度 l=l（取 ct 與儀表距離 l4cm）3smin=2.741 . 0058. 06 . 04031075. 132mm選用標準截面為 4mm2的銅導線。熱穩(wěn)定校驗：華北電力大學成教學院畢業(yè)論文23=（0.

48、2110）2=484k.s21thnki2atep=1.8=233.52k.s2i239.112atep21thnki2i熱穩(wěn)定滿足。動穩(wěn)定校驗：a:內(nèi)部動穩(wěn)定：=0.2250=70.7kaemnki122iimp=28.43kaiimpemnki12所以內(nèi)部動穩(wěn)定滿足。b：外部動穩(wěn)定：按外部動穩(wěn)定校驗，亦滿足。結(jié)論：選用 lfcd-10 型 nl=200/5 的室內(nèi)電流互感器22、電壓互感器選擇：兩段電壓互感器選用同一型號，按其中一段電壓互感器選取額定電壓： uwn=10kvunuwn因 10kv 為中性點不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測量用，還供絕緣監(jiān)察用，選用 jsjw-10型三相五柱式電壓

49、互感器，電壓變比為 10000/100/v，接線方式 y0/y0/ ， 并只對測3100量用 0.5 級所要求額定負荷 120va 進行校驗 負荷校驗：本變電所 10kv 有饋線 10 回，主變壓器 2 回，電容器 2 回，所用變 2 回，共計 16 回。華北電力大學成教學院畢業(yè)論文24圖圖 4-14-1 測量儀表與電壓互感器連接圖測量儀表與電壓互感器連接圖電壓互感器各相負荷分配如下表 4-6（不完全星形部分負荷）所示。表表 4-64-6 電壓互感器各相負荷分配表電壓互感器各相負荷分配表儀表電壓線圈ab 相bc 相儀表名稱及型號每線圈消耗功率（va）cossin儀表數(shù)量pabqabpbcqbc

50、有功功率表16d1-w0.6121.21.2無功功率表16d1-var0.5121.01.0有功電度表ds11.50.380.925147.9819.437.9819.43無功電度表dx11.50.380.925169.1222.29.1222.2頻率表16l1hz0.5110.5電壓表 16l1-v0.2120.4合計19.841.6319.741.63據(jù)上表求出不完全星形負荷為sab=46.1va22ababqp2263.418 .19sbc=46.06va22bcbcqp 2263.417 .19cosab=pab/sab=0.43 ab=64.5cosbc=pbc/sbc=0.428

51、bc=64.7a 相負荷為：華北電力大學成教學院畢業(yè)論文25 pa=46.1cos(64.5-30)=21.93w31 qa=46.1sin(64.5-30)=15.08var31b 相負荷為：pb=46.1cos(64.5+30)+46.06cos(64.7-30)=19.77w31qb=46.1sin(64.5+30)+46.06sin(64.7-30)=41.67var31總負荷：sa=26.61va22aaqp 2208.1593.21sb=46.12va22bbqp 2267.4177.19由以上計算可知：b 相負荷最大，所選電壓互感器單相額定負荷 sn120/3=40va，b相負荷

52、超過單相額定負荷，因無大于 120va 容量的電壓互感器，無法另行選擇，故此采用兩段電壓互感器同時運行的方式，來滿足要求，若有一段電壓互感器故障檢修，因 b 相負荷超過單項額定負荷較?。s 15%），能滿足短時運行的要求，對電壓互感器的準確度等級影響也不大。電壓互感器一次額定電流：i1n=6.9ma103120高壓側(cè)熔斷器只能由機械強度所能允許的最小截面來選，選時專用于保護電壓互感器的 rn210 型熔斷器，其最大切斷電流為 50ka，大于母線短路電流 i11.15ka，所以選 rn2-10 型熔斷器能滿足要求。結(jié)論：選用 jsjw-10 型三相五柱式電壓互感器，高壓側(cè)用 rn2-10 型熔斷

53、器進行保護。4.54.5 110kv110kv、35kv35kv 母線選擇母線選擇1、110kv 母線選擇按最大長期工作電流選因 iwmax=183.7+=183.7+61.7+116.6=362a85. 01103100009 . 0110320000所以選 lgj-150 鋼芯鋁絞線作 110kv 母線。2、35kv 母線選擇按最大長期工作電流選華北電力大學成教學院畢業(yè)論文26ipiwmax=577.37a，k=0.8225704070由 ip=ipk 得 ip=ip/k=577.37/0.82=704.1a查發(fā)電廠電氣部分附表 選 636.3 鋁排，平放，其 ip872aip704.1a

54、4.64.6 110kv110kv、35kv35kv 電流互感器選擇電流互感器選擇主變 110kv 側(cè)：因 un=110kv，iwmax=183.7a，環(huán)境為戶外，所以配置 lcwd-110，變比為 300/5。因 110kv 出線最大電流比主變小，所以電流互感器選擇變比為 200/5，即滿足要求。110kv 進線：因 un=110kv，iwmax=362a，環(huán)境為戶外，考慮到負荷增長，所以配置 lcwd-110，變比為 600/5。主變 35kv 側(cè)：因 un=35kv，iw.max=577.37a，環(huán)境為戶內(nèi)，考慮到負荷增長，所以配置lb6-35,變比為 1000/5。因 110kv 出線

55、最大電流比主變小，所以電流互感器選擇變比為600/5。4.74.7 110kv110kv、35kv35kv 電壓互感器選擇電壓互感器選擇110kv 電壓互感器選擇 jcc2-11035kv 電壓互感器選擇 jdzj-354.84.8 35kv35kv 出線開關及隔離開關選擇出線開關及隔離開關選擇因 35kv 變電所 b 負荷最大，所以 35kv 出線開關型號與變電所 b 出線開關相同即滿足要求。因 un=35kv，iwmax=1.4=217.4a85. 03538000所以查發(fā)電廠電氣部分35kv 出線開關選 lw8-35/1000，隔離開關選 gn2-35/400。4.94.9 10kv10

56、kv 出線開關及隔離開關選擇出線開關及隔離開關選擇因 10kv 配電站丙負荷最大，所以 10kv 出線開關型號與配電站丙出線開關相同即滿足要求。因 un=10kv，iwmax=1.4=190a85. 01032000所以查發(fā)電廠電氣部分10kv 出線開關選 zn10-10/600，隔離開關選 gn1-10/400。華北電力大學成教學院畢業(yè)論文27第第五章五章 防雷保護規(guī)劃防雷保護規(guī)劃5.15.1 直擊雷的保護直擊雷的保護5.1.1 在變電所裝一定數(shù)量的避雷針（線），使變電所內(nèi)設備均處于避雷針（線）的保護范圍內(nèi)，為防止反擊，采取降低絕緣電阻和保證設備與避雷針之間有一定的空間距離和地中距離。5.1

57、.2 110kv 線路全線架設單回避雷線，a2030 rch10說明：本設計不做平面布置圖，故對直擊雷保護不作具體設計。5.25.2 入侵入侵波保護波保護5.2.1 在變電所各級電壓母線上裝設氧化鋅避雷器, 分別為 yh10w-100/260，y5w5-52.7/134，hy5wz3-17 型，rch10，由于避雷器在設備之間，距離無法確定，所以本設計只考慮各段母線各裝設一組防雷保護，其余部分不予考慮。5.2.2 變電所進線段保護 為限制進線段入侵波的幅值和陡度，使變電所母線避雷器能到可靠保護作用，據(jù)規(guī)程規(guī)定，采取下列措施：對全線架設單避雷線的 110kv 線路在進線段 12km 改為雙避雷線

58、 a20，rch10；對不架設避雷線的 35kv 線路在進線段 12km 架設雙避雷線 a20，rch10，在加強絕緣的線路上還應加裝氧化鋅避雷器；對于 10kv 線路，架空線在出線側(cè)首端加 hy5w10 型避雷器，電纜回路在電纜末端加裝 hy5w10 型避雷器。5.2.3 在三繞組變壓器低壓繞組的刀閘間加裝避雷器進行保護： hy5wz-10 型 rch10，三相加一只，裝于任一相。5.2.4 變壓器中性點保護110kv 中性點裝 yh1.5w-73 型避雷器，rch10。35kv 中性點裝 hy5wz-52.7 型避雷器，rch10，且此避雷器在非雷雨季節(jié)也不得退出運行。華北電力大學成教學院

59、畢業(yè)論文28第第六章六章 繼電保護配置繼電保護配置電力系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障和異常運行保護裝置，其保護應有主保護和后備保護，必要時還應增設輔助保護，繼電保護裝置應滿足可靠性、靈敏性、選擇性、速動性要求，本變電所保護配置如下：6.16.1 主變壓器保護配置主變壓器保護配置6.1.1 縱差動保護：用于防止變壓器繞組、套管及引出線上的相間短路，中性點直接接地側(cè)即 110kv 側(cè)單相接地短路，采用三相接線方式，瞬時動作跳三側(cè)開關。6.1.2 瓦斯保護：防止變壓器內(nèi)部故障和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于瞬時跳三側(cè)開關，因主變?yōu)橛休d調(diào)壓式，故還應裝設有載調(diào)壓開關瓦斯保護6.1.3

60、復合電壓過流保護：防御外部相間短路所引起的過電流并作為瓦斯保護、縱差保護的后備保護。6.1.4 主變零序保護：保護 110kv 側(cè)的外部單相接地及變壓器繞組的單相接地。6.1.5 過負荷保護：防御變壓器對稱過負荷，延時動作于信號，采用單相接線，因所選主變?nèi)萘勘葹?100/100/50，應于 110kv、10kv 側(cè)各裝一套。6.1.6 變壓器溫度升高保護：反應冷卻系統(tǒng)故障的保護，動作于信號并延時跳閘。6.26.2 母線保護配置母線保護配置6.2.1 110kv 母線：裝設專用的母線差動保護，采用三相電流相位比較式接線，保護動作于母線開關跳閘。6.2.2 35kv、10kv 母線：不裝設專用保護