220kV變電站一線與配電裝置設(shè)計(jì)

1、220kV終端變電站電氣一次主接線及配電裝置設(shè)計(jì)目錄目錄 4摘要 5前言 6第一章 變電站主接線設(shè)計(jì) 7第二章 短路電流計(jì)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(jì) 54第五章防雷保護(hù)59第六章保護(hù)裝置 68結(jié)論 72總結(jié)與體會(huì) 73謝 辭 74參考文獻(xiàn) 75摘要220K終端變電所工程電氣一次初步設(shè)計(jì)，主要包括以下容：在對(duì) 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(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)短路計(jì)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(hù)配置圖。關(guān)鍵詞： 主接線 短路計(jì)算 設(shè)備選擇 防雷保護(hù)、八 前言一 設(shè)計(jì)目的意義畢業(yè)

2、設(shè)計(jì)是在完成全部專業(yè)課程的基礎(chǔ)上的最后一個(gè)理論與實(shí)踐相聯(lián)系的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基 本技能，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練；是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐 能力的過(guò)程。對(duì)培養(yǎng)工作態(tài)度、作風(fēng)和獨(dú)立能力具有深遠(yuǎn)的影響。通過(guò) 畢業(yè)設(shè)計(jì)， 可以培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神。本次所設(shè)計(jì)的課題是某220KV變電所電氣初步設(shè)計(jì)，該變電所是一 個(gè)地區(qū)性終端變電電所，它主要擔(dān)任110KV及 35KV兩電壓等級(jí)功率輸送， 把接受功率全部送往110KV側(cè)和35KV則線路。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(zhǎng)度 65km ； COS

3、 =0.85; 110KVH 線4條；總負(fù)荷65WM最大設(shè)備利用小時(shí)Tmax=6000h 35KV則出線有6條, 總負(fù)荷為30 WM同時(shí)35KV則作為站用電源接兩臺(tái)變，互為備用，110KV 到負(fù)荷地的距離為50KM 35KV到負(fù)荷地的距離為20KMI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(jìn)行比較，最 后確定兩個(gè)最有可能的主接線形式，再做經(jīng)濟(jì)性比較，最終確定方案。 第二步，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算，然后選擇了主變壓器和廠用變壓器。第三步， 短路計(jì)算和做短路計(jì)算結(jié)果表。第四步，導(dǎo)體和設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)， 做設(shè)備結(jié)果表。第五步，繼電

4、保護(hù)，配電裝置和防雷接地的布置，通過(guò) 這次設(shè)計(jì)將理論與實(shí)踐結(jié)合，更好的理解電氣一次部分的設(shè)計(jì)原理。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：熟悉國(guó)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(jì)必須安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的觀 點(diǎn)；鞏固并充實(shí)所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，能夠靈活應(yīng)用，解決實(shí)際問 題；初步掌握電氣工程專業(yè)工程的設(shè)計(jì)流程和方法，獨(dú)立完成工程設(shè)計(jì)、 工程計(jì)算、工程繪圖、編寫工程技術(shù)文件等相關(guān)設(shè)計(jì) 任務(wù)，并能通過(guò)答辯；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的作風(fēng)。二 設(shè)計(jì)原始資料分析本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是：設(shè)計(jì)一座 220/ 110/35KV終端變電站的電氣主接線和配電裝置，防雷保護(hù)和接地裝置、繼電保護(hù)的配

5、置規(guī)劃。設(shè)計(jì)的重 點(diǎn)是對(duì)變電站電主接線的擬定以及配電裝置的布置。設(shè)計(jì)的容包括' :1、電氣主接線方案的設(shè)計(jì)； 2、短路電流計(jì)算； 3、導(dǎo)體、電氣設(shè)備選擇 及校驗(yàn)； 4、設(shè)計(jì)配電裝置； 5、設(shè)計(jì)防雷保護(hù)和接地裝置 6、繼電保護(hù)的 配置規(guī)劃； 7、按設(shè)計(jì)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(yè) ）；8、寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。本次設(shè)計(jì)已知的基本條件：變電站的設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一座 110/35/10KV通過(guò)變電站的電氣一次部分。110KVB線有4回出線（末端無(wú)電 源），其總負(fù)荷為65MW，35kV出線6回，總負(fù)荷為30MW1、系統(tǒng)容量：Sxt=3500MVA

6、2、系統(tǒng)電抗：Xxt=0.45 ； 3、與系統(tǒng) 連接的線路長(zhǎng)度 65km； 4、最大設(shè)備利用小時(shí) Tmax=6000h； 5、站址海拔： <1000m； 6、地震烈度： 7度以下； 7、本地污穢等級(jí)： 2級(jí)； 8、年最高氣 溫38C；年平均氣溫15C ;月平均最低氣溫-2 C； 9、風(fēng)速：2.5m/s ; 10、功率因數(shù)為： 0.85通過(guò)對(duì)變電所原始資料的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)工具書進(jìn)行了電氣主接線方案的論證 與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，同時(shí)對(duì)可能引起系統(tǒng)故障的短路情況進(jìn)行了計(jì)算；另 外由電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)技術(shù)條件和設(shè)計(jì)要求， 用短路電流的計(jì)算結(jié)果， 選

7、擇并校驗(yàn)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(duì)選定 的主接線方案進(jìn)行高壓配電裝置設(shè)計(jì)，進(jìn)一步查閱電測(cè)量?jī)x表技術(shù) 規(guī)程，對(duì)儀表規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)主設(shè)備進(jìn)行保護(hù)規(guī)劃配置設(shè)計(jì)，進(jìn)行避雷器 的選擇，接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)。最終對(duì)本次設(shè)計(jì)的相關(guān)部分展開專題綜述。編 制了設(shè)計(jì)說(shuō)明書，計(jì)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(jì)一. 主接線的方案初步設(shè)計(jì)（一）原始資料分析已知待設(shè)計(jì)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(zhǎng)度35km ; COS =0.85; 110KV出線4條；總負(fù)荷65WM最大 設(shè)備利用小時(shí)Tma>=6000h。35K側(cè)出線有

8、6條，總負(fù)荷為30 WM同時(shí)35KV 側(cè)作為廠用電源接兩臺(tái)廠用變，互為暗備用，變電站不受場(chǎng)地限制，按 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)原始資的分析，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，依據(jù)設(shè)計(jì)任 務(wù)書提供的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)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(guò)變電站，對(duì)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(yè)，對(duì)重要變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn) 時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間，應(yīng)滿足 I類和II類負(fù)荷 的供電；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng) 滿足全部負(fù)荷的70%-80%通過(guò)對(duì)原始資料的分析，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，

9、結(jié)合該站供電負(fù)荷情況，220KV系統(tǒng)電源進(jìn)線選擇兩條。依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 提供的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)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(diǎn)缺點(diǎn)適用圍備注1、單母線接線 接線簡(jiǎn)單清 晰、設(shè)備少， 投資小、 運(yùn)行操作方 便，有利 擴(kuò)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(duì)I、 H類負(fù)荷供電可靠性 的要求岀線回路少的中小型變電站母線故障時(shí)全站失壓，無(wú)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(kuò)建方便便于 擴(kuò)建。輪流檢修母線 時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶 的供電，工作 母線發(fā)生故 障時(shí)，能利 用備用母線 使無(wú)故障電 路迅速恢

10、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。岀線斷路器檢修或 故障時(shí)，線路無(wú)法供 電。適用于大中型變電站、110220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上岀線。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)故障或檢修適用于岀線回路適于本站分段從不同段進(jìn)行供電，時(shí)，該段母線的回路數(shù)為34回的中即兩個(gè)電源供電任都要在檢修期停。型容量變電站。意母線故障，分段斷當(dāng)岀線為雙回路時(shí)，路器自動(dòng)切除故障回常使架空線路岀現(xiàn)交路，保證正常段母線叉跨越。擴(kuò)建

11、時(shí)需不間斷供電，不致重向兩個(gè)方向均衡要用戶停電。擴(kuò)建。2、110KV側(cè)主接線選擇110KVB線4條，負(fù)荷65MW表-2)方案名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(duì)重要用戶可從圍就小，但斷路器多110220KV能滿母線不同段進(jìn)行供電，即且供電容量較小，配配電裝置中，足本站。分段兩個(gè)電源供電當(dāng)電裝置增多，運(yùn)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(dòng)切其隔離開關(guān)故障檢除故障段，保證正常修時(shí)，該段母線的回段母線繼續(xù)間斷，不路在檢修期間停。使重要用戶停電，由當(dāng)岀線為雙回路時(shí)，此提高供電的可靠架空線路常岀現(xiàn)交性和靈叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需活性。向兩個(gè)方

12、向均衡擴(kuò)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(shí)，不會(huì)停止置復(fù)雜，投資較多，出線為5回及本站岀線。接線對(duì)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(shí)，能 利用備用母線使無(wú) 故障電路迅速恢復(fù) 正常工作。調(diào)度靈 活便于擴(kuò)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(fù)擔(dān)和隔及以上大中本站岀線。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)的主變電站5回及不裝設(shè)旁路器要連接點(diǎn)時(shí)，有可能 減弱其聯(lián)系，占地面 積大、投資大。以下岀線。路4、雙加裝旁路母線則6回以上岀線必裝

13、設(shè)適用于110KV不適用于母線可避免檢修斷路器一臺(tái)專用旁路斷路及以上大中本站岀線。帶旁時(shí)造成短時(shí)停電，器，增加了投資和配型但本廠可路接運(yùn)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(yùn)行以上岀線。路3、35KV側(cè)主接線選擇方案名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用圍備注單母線接 線形式接線簡(jiǎn)單清 晰，設(shè)備少， 投資小，運(yùn)行 操作方便，有 利于擴(kuò)建和采 用成套設(shè)備。可靠性，靈活 性差，不利于 設(shè)備檢修，不 能滿足對(duì)I， n類負(fù)荷供 電可靠性的 要求。適用于岀線 回路少，并 且沒有重要 負(fù)荷的變電 站。當(dāng)母線故 障時(shí)，全 站停電， 無(wú)法滿足 該站可靠性要求。單母 線分 段接 線對(duì)重要用戶可以 從不

14、同段進(jìn)行供 電，任意母線故 障時(shí)，分段斷路 器將自動(dòng)切除故單一段母線或隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線上的回 路都將停電。擴(kuò)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(fù)荷數(shù)，總負(fù)荷為65MWV35kV側(cè)有6條負(fù)荷數(shù)，總負(fù)荷為30MVV由負(fù)荷數(shù)可以確定該變電所主接線采用以下兩種方案：萬(wàn)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(yùn)行需要切除時(shí)，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(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切 換且有穿越功率經(jīng)過(guò)的變電所的功能。110kV母線上近期負(fù)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，3560KVE電裝置中，當(dāng)線路

15、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(fù)荷較大時(shí)，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(jì)手冊(cè)第一冊(cè)可知，在1035KV 配電裝置中， 線路在6回及以上時(shí)， 一般采用單母分段的接線方式， 當(dāng)短路電流較大， 出線回?cái)?shù)較多，功率較大等情況時(shí)，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(diǎn)：1) 110kV采用外橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)， 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(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿 越功率經(jīng)過(guò)的變電所。2) 35kV采用單母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線

16、時(shí)，會(huì)停止對(duì)用戶的供 電，工作母線發(fā)生故障時(shí)，能利用備用母線使無(wú)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(yùn)行， 系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大， 兩個(gè)元件可完全分別接到相同的母線上， 對(duì)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(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu) 點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積大，一般當(dāng)連 接的進(jìn)出線回路數(shù)在 11回及以上時(shí)，一般采用分段接線形式。LL LL110kV采用橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切

17、除時(shí)，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(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng) 過(guò)的變電所。35kV母線上近期負(fù)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(jì)手冊(cè)第一冊(cè)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(fù)荷較大時(shí)，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(jì)手冊(cè)第一冊(cè)可知，在 610kV配電裝置中，線路在6回以上時(shí)，一般采用單母分段的接線方式。其接線特點(diǎn)：1) 110kV采用外橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)，只需要斷 開本回路的斷路器，外橋接線

18、使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且 有穿越功率經(jīng)過(guò)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(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶的供 電，工作母線發(fā)生故障時(shí)，能利用備用母線使無(wú)故障電路迅速恢復(fù)正常工作。3) 35kV則采用單母線分段的接線形式，用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng) 將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 但是，一段母線或 母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電，而出線為雙回時(shí)， 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。二方案的經(jīng)濟(jì)比較：

19、可靠性：兩種接線形式110kV和35kV則接線方式是一樣的，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(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連 續(xù)供電，而且還可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到 不同的母線上，對(duì)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(kuò)建都 比較的方便，且操作比較的簡(jiǎn)便。經(jīng)濟(jì)性：第二種方案經(jīng)濟(jì)性要好點(diǎn)，因?yàn)橹挥幸粭l母線，節(jié)省了投資，還少了隔離開關(guān)，間隔的布置和繼電保護(hù)的配置都簡(jiǎn)單。總結(jié)：因?yàn)槭紫纫ＷC可靠性，綜上所述變電站的主接線圖在220kVM、110kV則、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（

20、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(tái)數(shù)由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)220kV通過(guò)變電所，它是 以220kV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至 110kV及35kV母線上。若全 所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解， 影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主 變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，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(shí)增大了占用面積， 和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化

21、。 而且會(huì)造 成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。 適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器 可承擔(dān) 70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。 故選擇兩臺(tái)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(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率均 達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷， 但在變電所需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備， 主變宜采用三繞組變壓器。 一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備， 比相 對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少， 而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)， 考慮到 運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地

22、面積等因素， 該所選擇三繞組變壓器， 確定該站主變 臺(tái)數(shù)為 2臺(tái)。 根據(jù)前述和變電站電氣主接線，確定該站主變臺(tái)數(shù)為 2臺(tái)。2、容量 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的出線負(fù)荷和所選的接線方式，選擇容量及型號(hào)相同的 2 臺(tái)主變，容量按如下公式確定：主變?nèi)萘?Sn三 Sjs 0.8 (R F2)0.8 (65 30)0.8 95 76(MVA)來(lái)確定所要選則的主變?nèi)萘縎js ：按 0.8 倍的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算容量Pi： 110kV供出有功負(fù)荷F2: 35kV 供出有功負(fù)荷3、根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部份第 1 冊(cè)第 272 頁(yè)，因所給條件 沒有說(shuō)明運(yùn)輸?shù)奶貏e限制，按正常運(yùn)輸條件選則，故選擇三相電力變壓器。4

23、、繞組數(shù)的確定在電力系統(tǒng)中， 三個(gè)及以上不同電壓等級(jí)需要互相連接時(shí)， 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(shí)， 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(yùn)行。 我 國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“ Yn”連接。根據(jù)系統(tǒng)和或機(jī)組的同步 并列要求及限制三次諧波對(duì)電源的影響因數(shù)，所以，該站主變連接組別選定為：YN，yn ， d11726 kVA6根據(jù)以上分析條件，查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部份1上冊(cè)P240選擇：SSPS-90000/220型變壓器，參

24、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220 i8X1.2512138.514247.5空載損耗（kW88接線組別YN，yn，du短路損耗（kW280 （咼一中）質(zhì)量（噸）油重40空載電流（%0.8器身74.3參考價(jià)格（萬(wàn)兀）120運(yùn)輸重量129外形尺寸14426 X3080X7205總質(zhì)量1519軌距（橫向/縱向）2000 >2/1435變壓器廠、站用變的選擇:(65 30)0.85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 =726KfKt 1.04 0.97344( kVA)式中：

25、Sn站用變?nèi)萘浚╧VA）2、站用變壓器容量按下式確定:式中：Sjs廠用變計(jì)算負(fù)荷（MVAP1中壓側(cè)負(fù)荷（MWP2 低壓側(cè)負(fù)荷（MWcos 變電站平均功率因數(shù)Sjs （P P2）站用電率cosSjs0.65%0.726 MVAKt 溫度校正系數(shù)，室外布置時(shí)取0.97，室布置時(shí)取0.99查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部份 1上冊(cè)P399頁(yè)選用S9-800型標(biāo)準(zhǔn)變 壓器兩臺(tái)，額定容量800kVA高壓側(cè)電壓38.5 ±%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（W38.50.4短路損耗（

26、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2310 X1215X2662總質(zhì)量2525公斤第二章短路電流計(jì)算1.各元件參數(shù)計(jì)算作如下圖所示等值電路圖，取基準(zhǔn)容量 SB 100MVA,UB Uav，導(dǎo)線平均電阻取R= 0.4 Q/km，按已知條件作各元件的阻抗計(jì)算:系統(tǒng)阻抗：XdXd0.45衛(wèi)00.0129d Ss3500電源線路阻抗：XL1 0.4 L1SbuB0.4 65 (230)20.0491 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 ，貝UU1%1 2 %U1 3%U23%)1 (25.5214.99.1)1

27、5.6511U2%1 2 %U 2 3%U1 3%)(3.1225.514.9)9.85U3%2(u1 3 %U2 3%U1 2%)-(9.1214.925.5)0.75X1u1%SB15.651000.174100SN110090X2U2%SB9.851000.109100Sn210090U3%Sb0.75100X30.00830100Sn 310090110kV出線阻抗:XL2 0.4 L2 -bt 0.4 500.151UB(115)35kV出線阻抗:SB100XL3 0.4 L3B2 0.4 202 0.584U B(37)站用變電抗：XU% 魚 100 10T100sN 100 0.

28、80.06430.242-0.0198d4-30.13892rd0.1662、各點(diǎn)短路電流的計(jì)算:di點(diǎn)短路：1轉(zhuǎn)移電抗：Xd1 Xd XL1 0.0129 0.0245 0.14150.1789SS3500計(jì)算電抗：Xq Xd1S 0.03741.309 V 3JSB100查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部份1上冊(cè)P135表I。*0.793丨1*0.8310*I 0*Ss 3UB0.79335003 2306.49( kA)，11* I B1I1Ss0.83135001.732 2307.301(kA)II1* IB1I1* 丿一 0.836V3U35001.732 2307.345( kA)

29、I2*0.836 則有名值:沖擊電流：ish 2.55 I12.55 6.4915.54(kA)短路容量：Sd,3UnI 、3 220 6.49 2472.94(MVA)全電流最大值：Ich 1.5111.51 6.49 9.79(kA)d2點(diǎn)短路：11轉(zhuǎn)移電抗：Xd2 Xd1 -( X1 X2)0.0129 0.0245 (0.1740.109)0.178922計(jì)算電抗：XjsXd2 SSS B35000.1789 -1006.262 > 3此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I*12 丨41 1Xd20.17895.5891 B25.589SB5.589100.3 1211.

30、403( kA)0.0643沖擊電流：ish 2.55 I0.2422.55 1.4033.578( kA)短路容量：Sd ,3UnI、3 230 1.403 534.59(MVA)-0.0198全電流最大值：Ich 1.5111.51 1.4032.12(kA)d3點(diǎn)短路:1轉(zhuǎn)移電抗：Xd3 Xd1 2（X1X3）0.0129 0.14150.0245 0.1789此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，, , , , 1 1短路電流不衰減5.589* 1 24Xd3 0.17891SB100 1.561( kA)、3 371 B3v3U B3112 I41* IB3 5.589 1.5618.72(

31、kA)計(jì)算電抗：XjS Xd3盞O.1789熬6262 >30.06430.2420.1389d 3沖擊電流：ish 2.55 I 2.55 8.72 22.24(kA)短路容量：Sd, 3UnI .3 35 8.72 528.6(MVA)全電流最大值：Ich 1.5111.51 8.72 13.17(kA)d4點(diǎn)短路:轉(zhuǎn)移電抗：Xd4Xd2 XL2 10.1789計(jì)算電抗：XjS Xd4 -Ss 10.1789 3500356.26 >3Sb100此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I*12140.098210.17891 B4SB 3U B2100.3 0.4144.3

32、4( kA)I I214 I* I b3 0.0982 144.3414.19(kA)沖擊電流:ish 2.55 I 2.55 14.1936.18( kA)0.06430.242-0.01980.166全電流最大值：Ich 1.5111.51 14.1921.42( kA)短路容量：Sd, 3U NI 3 0.4 14.19 9.82(MVA)d s點(diǎn)短路:轉(zhuǎn)移電抗：Xd5Xd3 XL3 0.1789 0.5840.7629計(jì)算電抗：XjSXd5 魚 0.7629 350026.7 > 3SB100此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I*12141Xd510.76291.31(

33、kA)d51 B5SB沖擊電流：ish2.55 I2.55 2.045.2(kA)短路容量：Sd,3UnI.3 35 2.04123.66(MVA)全電流最大值：Ich 1.51111.51 2.043.08(kA)d6點(diǎn)短路：轉(zhuǎn)移電抗：Xd6Xd3Xt 0.3299計(jì)算電抗：XjsssXd6嚴(yán)0.3299 350011.55 >31 2I4I* IB3 1.31 1.562.04(kA)SB100此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I* J 丨41Xd63.0310.3299I4Sb、3Ub43.3011003 1151.52(kA)沖擊電流:ish 2.55 I 2.55 1

34、.523.88(kA)短路容量：Sd 3UnI 3 110 1.52 289.59(MVA)全電流最大值：Ich 1.51I1.51 1.52 2.29(kA)三、短路電流熱效應(yīng)計(jì)算（采用辛卜生公式計(jì)算）:1、辛卜生公式短路電流帶來(lái)的發(fā)熱量：Qk Qp QnP （kA2）Qp：周期分量帶來(lái)的發(fā)熱量（kA2）Qp ±(1(2 10It2lt2)(KA2S)辛卜生公式12邁2 2QnpI T(KA S)tk 短路校驗(yàn)時(shí)間tk tj tdtj繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間td 斷路器全開斷時(shí)間因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為220kV通過(guò)變，所以取tk=4S,而規(guī)程規(guī)定tk> 1S時(shí)，可不計(jì)Qnp , 此時(shí)Qk Qp

35、，完全采用辛卜生公式進(jìn)行計(jì)算。2、各短路電流發(fā)熱量的計(jì)算：QK1 如(I10ltk if) (6.492 10 7.3012 7.3452) 104.83( KA2S)12212從前面的計(jì)算中可看知d2、d3、d4、d5、d6點(diǎn)的Xjs都大于3, I * I4 ,貝U：2QK I tk 0Qk2 I 2tk3.94( kA2S)22Qk3 I tk 152.08(kA S)22Qk4 I tk 402.7(kA S)22Qk5 I tk 8.32( kA S)Qk6 I 2tk 4.62( kA2S)一、制作短路計(jì)算結(jié)果表：短路點(diǎn) 計(jì)算值、did2dad4dsd6UN220110350. 43

36、5115Xd0.03740.1780.178910.1780.76290.3299Xs1.3096.2626.262356.2626.70211.55I (kA)6.491.4038.7214.192.041.52I i(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)9.7992.1213.1721.423.082.29Sd(MVA)2472.949534.59528.69.83123.66289.592Q(kA S)104.8

37、33.94152.08402.78.324.62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(shí)用來(lái)接通或斷開電路中的負(fù)荷電流，故障時(shí)用 來(lái)切斷短路電流，起到控制和保護(hù)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(jià)格相對(duì)較高，但因其運(yùn)行噪 音低、維護(hù)工作量小、不檢修間隔期長(zhǎng)，運(yùn)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(zhǎng)期工作電流的計(jì)算為了能按正常工作情況選擇電氣設(shè)備，首先必須進(jìn)行各選擇點(diǎn)

38、最大長(zhǎng)期工作電流的計(jì)算。1、因?yàn)樵谥鹘泳€中220kV采用單母線分段，所以進(jìn)線通過(guò)電流Imaxi按下公式計(jì)算，其中k=1.5，n為進(jìn)線回路數(shù)2：P P265 30maxiK°S1.5 =0.85175.98(A)3 5 n,3 220 22、橋通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max2I max2Snk 3Un1.2 90000”3 220283.43(A)3、主變220kV側(cè)通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max3I max3Imax2 283.43(A)4、主變110kV側(cè)通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max4max4Snk 3Un21.2_900003 110566.87( A)(k1.2)5、主變35

39、kV側(cè)通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max5max5Snk -3Una1.2 90000.,3 351781.59(A)(k1.2)6、110kV母線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max61 max6 1 max4 566.87(A)7、35kV母線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流Imax7I8 Imax5 1781.59(A)& 110kV出線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流|max8max7R cos65 0.853 U n2 n .3 110 4120.41(A)9、35kV出線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流Imax9max9%COS 30 °85116.44(A)3 Un3 n .3 35 610、35kV站用變

40、引流線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max10max111.05 Sn 站V3Un31.05_800_3 3513.85(A)11、站用變400V出線通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流I max11max101.05&站1.058003 0.41212.47(A)12、繪制最大長(zhǎng)期工作電流分布圖:§-3導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)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(jì)電流密度選擇:Imaxi Imax2 Imax3 248 A 1000A二采用軟導(dǎo)體由發(fā)電廠電氣部分P114圖4-26查得，Tmax 6000h時(shí)，LGJ LGJQ型鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度J=0.

41、92A/ mN下同）S計(jì)算1 max1175.980.942187.21(mm2)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)P412附表8-4得導(dǎo)體型號(hào)LGJ-210/10的鋼芯鋁絞線,，+70C時(shí)，冷為577A。2、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I 2175 982工乍溫度0 (al0)肯25 (70 25)訂邊代)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(yè)表4-6查得，B =20.110C時(shí)，熱穩(wěn)定系數(shù)C=99SminQk1 1000/C 、1一104.83 1000/99 103.42(mm2) S選 210(mm2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格4、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：軟導(dǎo)體不進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)所以220kV導(dǎo)體均選擇為L(zhǎng)GJ-210

42、/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(jì)電流密度選擇Imax5 1781.59A 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(shí)，查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè) 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 (cm)慣性半 徑ryo(cm)hb125810001.0819202、電暈校驗(yàn)：電壓等級(jí)低于110kV,且硬導(dǎo)體截面遠(yuǎn)大于70口命可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)3、熱穩(wěn)定校驗(yàn):(al0)max52al25 (70 25)

43、21781.591920262.35(0C)由發(fā)電廠電氣部分P115頁(yè)表4-6查得，B =62。350C時(shí)，熱穩(wěn)定系數(shù)C=89Smin,ks Qk3 1000/C . 1.08 152.08 1000/89 144.04(mm2) S 選 1000mm2熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格4、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):自振頻率：r8fm112£11221.5510420.63(Hz)L21802一為慣性半徑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(dòng)系數(shù)B =1條間應(yīng)力 2| 2 4.16 hwy10 94.162 2171481.80.1 58

44、10 610 94.1689.53 1075 23.71056.83 10 (Pa)單位長(zhǎng)度上的電動(dòng)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 1.810 58 102.84 105(Pa)總應(yīng)力 maxb ph 2.84 105 6.83 105 9.67 105(Pa) 70 106Pa(硬鋁的最大允許應(yīng)力為70 106Pa)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格再用求最大跨距法校驗(yàn)：相間允許應(yīng)力：phal al b (700 6.83) 1066.93 107(Pa)矩形導(dǎo)體截面系數(shù)W=2W絕

45、緣子間最大跨距：Lmax,10 phalW/fph、10 6.93 107 2 58 10 6/50.9 39.7(m) > 1.8 米動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)也合格所以，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?yàn)榉菂R流母線，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇Imax5 1212.47A 1000 A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(shí),查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè) 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（mm）集膚效 應(yīng)系數(shù)KS導(dǎo)體載流量（A）截面系數(shù)VY0 （cm!）慣性半 徑ry0（cm）hb808

46、6401.0412492、電暈校驗(yàn)：電壓等級(jí)低于110kV,且硬導(dǎo)體截面遠(yuǎn)大于70mm可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。3、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：0(al0)max5al15 (70 15)1212.472124966.7(0C)由發(fā)電廠電氣部分P115頁(yè)表4-6查得，B =62。350C時(shí)，熱穩(wěn)定系數(shù)C=87Sminks Qk3 1000/C ,1.04 402.7 1000/87 235.2(mm2) S 選 640 mm2熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格4、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):自振頻率：rfm 112店11212021.55 1046.77(Hz)一為慣性半徑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

47、3560 Hz的圍,所選矩形導(dǎo)體振動(dòng)系數(shù)B =1條間應(yīng)力2 2 ich L 4.16 衛(wèi)-hWy10 9361802 1.22°16 0TE 109.53 1084.161075 23.76.83 105(Pa)單位長(zhǎng)度上的電動(dòng)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fPhL210WY總應(yīng)力 max509 匹 2.84 105(Pa)10 58 106b ph 2.84 105 6.83 105 9.67 105(Pa) 70 106Pa(硬鋁的最大允許應(yīng)力為70 106Pa)動(dòng)穩(wěn)定校

48、驗(yàn)合格再用求最大跨距法校驗(yàn)：相間允許應(yīng)力：phalalb (7006.83) 1066.93 107(Pa)矩形導(dǎo)體截面系數(shù)W=2W絕緣子間最大跨距：Lmax10phalW/fph.10 6.9310? 2 58 10 6/50.939.7(m) > 1.2 米動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)也合格所以，所選導(dǎo)體合格。§3-4電器設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一、斷路器的選擇：斷斷路器的選擇必須滿足以下五個(gè)條件:(1) 、額定電壓：Un Uns(2) 、額定電流：In I max ；(3) 、額定開斷電流： 扁 l"；(4) 、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：l：t Qk ；(5) 、通過(guò)電流極值：les ich。按以上五

49、個(gè)條件，采用表格直接進(jìn)行各斷路器的選擇和校驗(yàn)：1、220kV側(cè)高壓進(jìn)線、分段和出線斷路器的選擇：查常用高低壓電器手冊(cè)P524頁(yè)得220/1200 型斷路器的相關(guān)參數(shù):計(jì)算值設(shè)備參數(shù)UNs(kV)220UN(kV)220kV1 max1 ( A)175. 98In (A)1200Al''(kA)6.491 Nbr (kA)21kA2Qk1(kA S)104.832 2It t(kA S)12002 >2 (KA2 S)ich(kA)16.54les(kA)55 (kA)2、110kV母聯(lián)和主變壓器斷路器選擇：查電力工程電器設(shè)備手冊(cè)P673頁(yè)得.SW4- 110/1000斷路器的相關(guān)參數(shù):計(jì)算值設(shè)備參數(shù)UNs(kV)110UN(kV)110kV1 max 4 ( A)566.87In(A)1000 (A)l''(kA)1.4031 Nbr (kA)18.42Qk2(kA S)534.592 2lt t(kA S)18.4 >=2976.75 ( KA2 S)ich(kA)3.578les(kA)55 (kA)3、