35kV變電所設(shè)計(jì)

1、目錄摘要：121 引言32 原始資料42.3 10kV負(fù)荷情況43 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)53.1 負(fù)荷分析53.2 負(fù)荷計(jì)算64 主變壓器的選擇94.1 規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定94.2 主變臺數(shù)的確定104.3 主變?nèi)萘康拇_定104.4 主變形式的選擇115 電氣主接線設(shè)計(jì)125.1 電氣主接線概述125.2 主接線的設(shè)計(jì)原則125.3 主接線設(shè)計(jì)的基本要求125.4 主接線設(shè)計(jì)125.4.1 35kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)135.4.2 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)136 短路電流計(jì)算156.1 概述156.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義156.1.2 短路的種類156.1.3 短路電流計(jì)算的目的156

2、.2 短路電流計(jì)算的方法和條件166.2.1 短路電流計(jì)算方法166.2.2 短路電流計(jì)算條件166.3 短路電流的計(jì)算186.3.1 10kV側(cè)短路電流的計(jì)算186.3.2 35kV側(cè)短路電流的計(jì)算196.3.3 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表207 電氣設(shè)備的選擇207.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件207.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則207.1.2 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件217.2 斷路器隔離開關(guān)的選擇237.2.1 35kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇237.2.2 35kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇257.2.3 10kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇257.2.4 選擇的斷路器、隔離開關(guān)型號

3、表267.3 母線的選擇及校驗(yàn)277.3.1 母線導(dǎo)體選擇的一般要求277.3.2 35kV母線的選擇287.3.3 10kV母線的選擇297.3.4 母線選擇結(jié)果297.4.1 配電裝置概述337.4.2 35kV屋外配電裝置34結(jié)論42致謝43參考文獻(xiàn)44摘要：隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供穩(wěn)固 性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設(shè)計(jì)和配置。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)35kV降壓變電站,此變電站有兩個(gè)電壓等級，一個(gè)是35kV，一個(gè)是10kV。

4、同時(shí)對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞35kV 變電所 設(shè)計(jì)1 引言電能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。變電

5、所作為變電站作為電力系統(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。對其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，還能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。本次設(shè)計(jì)根據(jù)一般變電所設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，主變選擇，主接線選擇，短路電流計(jì)算，設(shè)備選擇和校驗(yàn)，繼電保護(hù)，防雷措施等幾大塊。并依據(jù)相關(guān)規(guī)定和章程設(shè)計(jì)其中個(gè)個(gè)步驟，所以能滿足一般變電所的需求。根據(jù)我國變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢，應(yīng)選用新型號、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時(shí)間長、免維護(hù)的SF6斷路器及高壓開關(guān)柜。為此新的設(shè)備選擇也在設(shè)

6、計(jì)中得以體現(xiàn)。由于時(shí)間倉促和自身知識的局限，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中難免有遺漏和錯(cuò)誤之處，望老師予以批評指正。第一章 負(fù)荷分析1.1 負(fù)荷分析根據(jù)用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為以下三類：1一類負(fù)荷一類負(fù)荷，又稱為一級負(fù)荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。如重要大型設(shè)備損失、重要產(chǎn)品或重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需要長時(shí)間才能恢復(fù)、造成社會秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的重大影響、重要的交通和通訊樞紐中斷、國際社交場所沒有照明等。 2 二類負(fù)荷二類負(fù)荷，又稱為二級負(fù)荷，是指突然中斷供電會造成經(jīng)濟(jì)上的較大損失。如生產(chǎn)的主要設(shè)

7、備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)過程需要較長時(shí)間才能恢復(fù)、造成社會秩序混亂、在政治上產(chǎn)生較大影響、交通和通訊樞紐以及城市供水中斷、廣播電視、商貿(mào)中心被迫停止運(yùn)營等。 3 三類負(fù)荷 三類負(fù)荷，又稱為三級負(fù)荷，是指不屬于以上一類和二類負(fù)荷的其他用電負(fù)荷。對于這類負(fù)荷，供電所所造成的損失不大或不會直接造成損失。 用電負(fù)荷的分類，其主要目的是確定供電工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，保證建成投入運(yùn)行工程供電的可靠性，能滿足生產(chǎn)或社會安定的需要。對于一級負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)有兩個(gè)及以上的獨(dú)立電源供電，并輔之一其他必要的非電保安設(shè)施。二級負(fù)荷應(yīng)由兩/回線供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線

8、路供電。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用單回線路供電。這次設(shè)計(jì)的變電所所帶的負(fù)荷均為三級負(fù)荷，因此可以用單回線路供電。3.2 負(fù)荷計(jì)算功率因數(shù)cos 有功功率=視在功率/功率因素3.3.4 并聯(lián)電容器裝置的分組 1分組原則（1）對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。（2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時(shí)，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動(dòng)投切。負(fù)荷變化不大時(shí)，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動(dòng)投切。（3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)

9、償主變壓器的無功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過2.5%。 2分組方式并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。3.3.5 并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。從電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（一次部分）502頁表917可比較

10、得出，應(yīng)采用Y形接線，因?yàn)檫@種接線適用于6kV及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時(shí)不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。選用BFM115003型號的高壓并聯(lián)電容器2臺。額定電壓11kV。額定容量500kVar。4 主變壓器的選擇4.2 主變臺數(shù)的確定為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變，但一般不超過兩臺主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺主變。對大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)安裝24臺主變。本次設(shè)計(jì)的變電所沒有一級負(fù)荷，所以采用兩臺主變。4.

11、3 主變?nèi)萘康拇_定主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺及以上主變時(shí)，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能保證所供一級負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的6075%。 由3.2的負(fù)荷計(jì)算得知終端負(fù)荷總量為5773.2KVA。 考慮對于兩臺變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按以下式確定：1.考慮損耗為5%，S=Si×=S3.裝機(jī)容量為Se=S×當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)，考慮變壓器過負(fù)荷能力為40%，則可保證終端負(fù)荷的供電。所以選容量為5000KVA的變壓器4.4 主變形式的選擇 主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在220kV的變電所中，

12、可采用單相變壓器組。當(dāng)今社會科技日新月異，制造運(yùn)輸以不成問題，因此采用三相變壓器。 在關(guān)于繞組上，只有220330kV具有三種電壓的變電所中，若通過主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。此次設(shè)計(jì)的變電所只有35kV和10kV兩個(gè)電壓等級，所以采用雙繞組變壓器。 我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。因此35kV側(cè)采用Y連接，10kV側(cè)采用接線。 根據(jù)上述的討論選用35kV鋁線雙繞組電力變壓器，該變壓器的型號為SJL5

13、000/35.具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表4.1 變壓器技術(shù)參數(shù)型號SJL5000/35額定容量(kVA)7500額定電壓(kV)高壓35低壓損耗(KW)空載短路短路電壓(%)空載電流(%)5 電氣主接線設(shè)計(jì)5.1 電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)得安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬

14、定將會長生直接的影響。.5.2 主接線的設(shè)計(jì)原則1發(fā)電廠、變電所在電力系統(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)備用容量大小； 5系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。5.3 主接線設(shè)計(jì)的基本要求根據(jù)我國能源部關(guān)于220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ 2-88規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求?！币虼藢χ鹘泳€的設(shè)計(jì)要求可以歸納為以下三點(diǎn)。1可靠性；2靈活性；3經(jīng)濟(jì)性。5.4

15、 主接線設(shè)計(jì)電氣主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。大致分為有匯流母線和無匯流母線兩大類。其中有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。5.4.1 35kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)35kV側(cè)進(jìn)線一回，由于使用兩臺變壓器并且還和另一座變電所聯(lián)絡(luò)，所以出線三回。由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊第二章關(guān)于單母線接線的規(guī)定：“3563kV配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過3回”。故35kV側(cè)應(yīng)采用單母線接線。5.4.2 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)10kV側(cè)出線6回，終期出線8回。由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊第二章規(guī)定：610kV配電

16、裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母線分段接線，當(dāng)短路電流過大、出線需要帶電抗器時(shí)，也可采用雙母線接線。由上可知，此變電所主接線的接線有兩種方案。方案一圖：6 短路電流計(jì)算6.1 概述6.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時(shí)指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。6.1.2 短路的種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相

17、接地短路、和兩相接地短路。三相短路時(shí)對稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570%，兩相短路約占1015%，兩相接地短路約占1020%，三相短路約占5%6.1.3 短路電流計(jì)算的目的1電氣主接線比選；2選擇導(dǎo)體和電器；3確定中性點(diǎn)接地方式；4計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；5確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；6驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)

18、行整定計(jì)算。6.2 短路電流計(jì)算的方法和條件6.2.1 短路電流計(jì)算方法電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當(dāng)然，容量所以們在這里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的，其步驟如下： 1對各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，求出計(jì)算電抗； 2求出短路電流的標(biāo)么值； 3歸算到各電壓等級求出有名值。6.2.2 短路電流

19、計(jì)算條件1短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：（1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；（2）所有電源的電動(dòng)勢相位角相同；（3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置相差120度電氣角度；（4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；（5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)；（6）同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；（7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（8）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；（

20、9）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的都略去不計(jì)；（10）元件的計(jì)算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；（11）輸電線路的電容略去不計(jì)；（12）用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。2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，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線方式。3計(jì)算容量應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。4短路點(diǎn)的種類一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)的兩相短路時(shí)，中性點(diǎn)有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的時(shí)候進(jìn)行計(jì)算。5短路點(diǎn)位置的選擇

21、短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。取最嚴(yán)重的短路情況分別在10kV側(cè)的母線和35kV側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點(diǎn)a和點(diǎn)b發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計(jì)算。圖6.1 短路點(diǎn)選擇圖6.3 短路電流的計(jì)算6.3.1 10kV側(cè)短路電流的計(jì)算圖中a點(diǎn)短路，由于A,B系統(tǒng)短路容量都很大，可以近似都看作為無窮大系統(tǒng)電源系統(tǒng)。取Sj=100MW，Uj1=37kV，Uj2=10.5kV。由公式I= （6-1）求的Ij1=1.56kA，Ij2=5.50kA。

22、線路等效圖如下圖所示：圖6.2 10kV側(cè)短路等效圖線路1 X= （6-2）=0.4*5*100/37線路2 X=0.4*20*100/37變壓器 X= EMBED Equation.3 （6-3）=0.075*100/7.5=1取E1=E2=1 簡化后等效電路圖如下圖所示：圖6.3 10kV側(cè)短路等效簡化圖X=X/X=X+0.5*X三相短路電流周期分量有效值 I=5.50/0.6169=8.9155kA （6-4）三相短路沖擊電流最大值 ish=2.55* I =2.55*8.9155=22.7346kA （6-5）短路沖擊電流有效值 Ish=1.51* I=1.51*8.9155=13.4

23、625kA （6-6）三相短路容量 S=U I =1.732*10.5*8.9155=162.1429MVA （6-7）6.3.2 35kV側(cè)短路電流的計(jì)算等效電路圖如下圖所示：圖6.4 35kV側(cè)短路等效簡化圖=X三相短路電流周期分量有效值I=三相短路沖擊電流最大值ish=2.55* I短路沖擊電流有效值Ish=1.51* I三相短路容量S=*U I6.3.3 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表表6.1 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號短路點(diǎn)額定電壓平均工作電壓短路電流周期分量有效值短路點(diǎn)沖擊電流短路容量有效值最大值U/kVU/kVI/kAI/kA/kA/kAS/MVAa10b35377 電氣設(shè)備的選擇

24、7.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件7.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 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。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。7.1.2 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。1長期工作條件（1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug，即UmaxUg（2

25、）電流選用的電器額定電流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IeIg由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。（3）機(jī)械荷載所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。 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)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路

26、較三相嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 （2）短路的熱穩(wěn)定條件 (7-1) 式中 在計(jì)算時(shí)間t秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（kA*S）； It秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA）； t設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）。 （3）短路的動(dòng)穩(wěn)定條件 （7-2） I EMBED Equation.3 （7-3） 式中短路沖擊電流峰值（kA）； I短路全電流有效值（kA）；電器允許的極限通過電流峰值（kA）；電器允許的極限通過電流有效值（kA）。3絕緣水平在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。電器

27、的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。表7.1 選擇高壓電器應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目表項(xiàng)目電壓電流斷流容量短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器PPPPP負(fù)荷開關(guān)PPPPP隔離開關(guān)PPPP電抗器PPP電流互感器PPPP電壓互感器PP支柱絕緣子P母線PPP表中P為應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目77.2 斷路器隔離開關(guān)的選擇7.2.1 35kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇流過斷路器和隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流 = EMBED Equation.3 （7-4） 額定電壓選擇 EMBED Equation.3 3

28、5kV 額定電流選擇 開斷電流選擇 本設(shè)計(jì)中35kV側(cè)采用SF6斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比，SF6斷路器采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，這種斷路器具有斷口耐壓高，允許的開斷次數(shù)多，檢修時(shí)間長，開斷電流大，滅弧時(shí)間短，操作時(shí)噪聲小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此可選用LW835A型戶外高壓SF6斷路器。選用的斷路器額定電壓為35kV，最高工作電壓為40.5kV，系統(tǒng)電壓35kV滿足要求。選用的斷路器額定電流1600A，去除1.8%的溫度影響為1571A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。選用的斷路器額定短路開斷電流31.5kA，大于短路電流周期分量有效值13.3447kA，滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。ishk

29、A<=80kA，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)。由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分表65知，選用高速斷路器，取繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.6S，斷路器分匝時(shí)間0.03S，則校驗(yàn)熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間為0.63S（后面熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)間一樣）。因此Qk=20.63=112.19（kA）2S。電氣設(shè)備24=3969（kA）2S。滿足要求。表7.2 LW835A具體參數(shù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)LW835A35kV35kV1600A80kA112.19（kA）2S3969（kA）2S隔離開關(guān)選擇GW1435/630型號隔離開關(guān)選用的隔離開關(guān)額定電壓為35kV，系統(tǒng)電壓35kV滿足要求。選用的斷路器額定電流630A，去除1.8%

30、的溫度影響為618.7A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=34.0291kA<=40kA，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qk=112.19（kA）2S，設(shè)備=162=1024（kA）2S，滿足要求。表7.3 GW1435/630具體參數(shù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)GW1435/63035kV35kV630A40kA112.19（kA）2S1024（kA）2S7.2.2 35kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 流過斷路器和隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流 =129.90A （7-5）額定電壓選擇 EMBED Equation.3 35kV 額定電流選擇 開斷電流選擇 由上面表格知LW835A型斷路器和GW

31、1435/630型隔離開關(guān)同樣滿足主變側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的要求，動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)也一樣，所以選擇同樣的型號。這也滿足了選擇設(shè)備同類設(shè)備應(yīng)盡量較少品種的原則。7.2.3 10kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇流過斷路器和隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流=額定電壓選擇 EMBED Equation.3 10kV 額定電流選擇 開斷電流選擇 10kV側(cè)選用真空XGN210開關(guān)柜中的ZN2810型真空斷路器選用的斷路器額定電壓為10kV，最高電壓11.5kV，系統(tǒng)電壓10kV滿足要求。選用的斷路器額定電流1600A，去除1.8%的溫度影響為1571A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。選用的斷路器額定短路開斷電流20

32、kA，大于短路電流周期分量有效值8.9155kA，滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。ishkA<=50kA，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)。Qk=20.63=50.08（kA）2S。電氣設(shè)備=2024=1600（kA）2S。滿足要求。表7.4 ZN2810具體參數(shù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN281010kV10kV1600A20kA50kA50.08（kA）2S1600（kA）2S 隔離開關(guān)選擇GN2510型隔離開關(guān) 選用的隔離開關(guān)額定電壓10kV，最高工作電壓11.5kV系統(tǒng)電壓10kV，滿足要求。 選用的隔離開關(guān)額定電流2000A，去除1.8%的溫度影響為1964A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。is

33、hkA<=100kA，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)。Qk=20.63=50.08（kA）2S。電氣設(shè)備=4024=6400（kA）2S。滿足要求。表7.5 GN2510具體參數(shù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)GN251010kV10kV2000A100kA50.08（kA）2S6400（kA）2S7.2.4 選擇的斷路器、隔離開關(guān)型號表表7.6 斷路器-隔離開關(guān)選擇一覽表斷路器隔離開關(guān)35kV進(jìn)線側(cè)LW835AGW1435/63035kV主變側(cè)LW835AGW1435/63010kV側(cè)ZN2810GN25107.3 母線的選擇及校驗(yàn)7.3.1 母線導(dǎo)體選擇的一般要求1一般要求裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分

34、別進(jìn)行選擇或校驗(yàn)： （1）工作電流； （2）經(jīng)濟(jì)電流密度； （3）電暈； （4）動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度； （5）熱穩(wěn)定。裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗(yàn)：（1）環(huán)境溫度；（2）日照；（3）風(fēng)速；（4）海拔高度。2按回路持續(xù)工作電流導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流，單位為A；相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量，單位為A。3按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇一般母線較長，負(fù)荷較大，在綜合考慮減少母線的電能損耗。減少投資和節(jié)約有色金屬的情況下，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。可按下式計(jì)算，即 （7-6）其中經(jīng)濟(jì)截面，單位為mm2；回路持續(xù)工作電流，單位為A；經(jīng)濟(jì)電流密度，單位為A/ mm2。7.3.2 35

35、kV母線的選擇 35kV的長期工作持續(xù)電流= EMBED Equation.3 35kV主母線一般選用矩形的硬母線，選擇LMY1006立放矩形鋁母線+40時(shí)長期允許電流為1155A，母線平放時(shí)乘以0.95，則允許電流為1097A，滿足35kV主母線持續(xù)電流247.44A的要求。主母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)35kV母線固定間距取l=2 000mm，相間距取a=300mm，母線短路沖擊電流=34.0291kA，計(jì)算母線受到的電動(dòng)力，即 （7-7）1332.88N（1kgf=9.81N）計(jì)算母線受的彎曲力矩， EMBED Equation.3 （7-8）母線水平放置，截面為1006mm2，則b=6mm，h=10

36、0mm，計(jì)算截面系數(shù)，即 （7-9）計(jì)算母線最大應(yīng)力，即 EMBED Equation.3 （7-10） EMBED Equation.3 小于規(guī)定的鋁母線極限應(yīng)力6860，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 熱穩(wěn)定要求最小截面（7-11）選擇LMY1002，故滿足要求。在選擇35kV主變進(jìn)線時(shí)往往選用鋼芯鋁絞線，選擇LGJ150/20型鋼芯鋁絞線，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。環(huán)境溫度為+40時(shí)，長期允許載流量計(jì)算，即（0.81為溫度修正系數(shù)）2。經(jīng)濟(jì)截面，經(jīng)濟(jì)輸送電流 EMBED Equation.3 ,經(jīng)濟(jì)輸送容量，都大于35kV主變的持續(xù)工作電流和容量。滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。7

37、.3.3 10kV母線的選擇10kV母線長期工作電流=選用LMY12010型立放矩形鋁母線，長期允許電流為1680A,母線平放乘以0.95,則允許電流為1596A，滿足要求。同35kV母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)最后，小于規(guī)定的鋁母線極限應(yīng)力6860，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定要求最小截面，選擇的LMY1202，故滿足要求7.3.4 母線選擇結(jié)果表7.7 母線選擇結(jié)果35kV母線LMY100635主變進(jìn)線LGJ150/2010kV母線LMY1207.6 配電裝置的選擇7.6.1 配電裝置概述配電裝置是變電所的重要組成部分，配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建成的總體裝置。其作用是正常運(yùn)行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。1 保證運(yùn)行可靠；2 便于操作、巡視和檢修；3 保證工作人員的安全；4 力求提高經(jīng)濟(jì)性；5 具有擴(kuò)建的可能。配電裝置按電氣設(shè)備的裝設(shè)地點(diǎn)不同，可以分為屋內(nèi)和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。7.6.2 35kV屋外配電裝置本設(shè)計(jì)的35kV配電裝置采用戶外半高型布置，變壓器戶外布置。屋外配電裝置將所有電氣設(shè)備和母線都裝設(shè)在露天的基礎(chǔ)、支架或構(gòu)架上。屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)形式，除與電氣