220kv變電站-課程設(shè)計(jì)

1、-摘 要 變電站是電力系統(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，擬在某區(qū)域新建一座220KV變電站。 本設(shè)計(jì)書主要介紹了220kv區(qū)域變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有220kv區(qū)域變電站的電氣主接線選擇，主變壓器，站用變壓器的選擇，母線，斷路器和隔離刀閘的選擇，互感器的配置，220kv,110kv,10kv線路的選擇和短路電流的計(jì)算。設(shè)計(jì)中還對(duì)主要高壓電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器，隔離開關(guān)，電壓互感器，電流互感器等，此外還進(jìn)行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，電氣總平面布置及配電裝置的選擇，繼電保護(hù)的設(shè)備等，提

2、高了整個(gè)變電站的安全性。關(guān)鍵詞：變電站；主接線；變壓器AbstractSubstation is an important part of the power system, which directly affects the entire power system security and economic operation of power plants and the user is to contact the middle part, plays the role of transformation and distribution of electric energy，inte

3、nds to build a 220 kv substation of a regional.The design of the book introduces the regional 220kv electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kv main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in t

4、he choice of bus, circuit breakers and isolation switch option,the configuration of transformer,220kv,110kv,10kv line choice and short-circuit current calculations.The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers,isolating switche

5、s,voltage transformers,current transformers and so on.In addition,a lighting protection design and computing，general layout of electrical the choice of power distribution unit and the protection equipments and so on.,increased the safety of the entire substation.Keywords:substation; main connection;

6、 transformer 目 錄1 引言11.1選題的目的和意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容22 電氣主接線的方案設(shè)計(jì)32.1電氣主接線概述32.2電氣主接線的方案選擇42.2.1 主接線方式介紹42.2.2主接線的方案選擇43 主變壓器的選擇83.1 主變壓器的選擇原則83.1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇83.1.2 主變壓器容量的選擇83.1.3 主變壓器型式的選擇93.1.4 繞組數(shù)量和連接形式的選擇103.2 主變壓器選擇結(jié)果104 220KV變電站電氣部分短路計(jì)算114.1 概述114.2 變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算114.3 10KV側(cè)短路計(jì)算124.4 220

7、KV側(cè)短路計(jì)算154.5 110KV側(cè)短路計(jì)算175 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇195.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇205.1.1 220KV出線、主變側(cè)的選擇215.1.2 110KV出線、主變側(cè)的選擇255.1.3 10KV限流電抗器、斷路器、隔離開關(guān)的選擇285.2 電流互感器的選擇335.2.1 220KV側(cè)電流互感器的選擇345.2.2 110KV側(cè)的電流互感器的選擇355.2.3 10KV側(cè)電流互感器的選擇365.3 電壓互感器的選擇385.3.1 220KV側(cè)母線電壓互感器的選擇395.3.2 110KV側(cè)母線電壓互感器的選擇395.3.3 10KV母線電壓互感器的選擇405.4 導(dǎo)體的

8、選擇與校驗(yàn)405.4.1 220KV母線的選擇405.4.2 110KV母線的選擇415.4.3 10KV母線的選擇425.4.4 變壓器220KV側(cè)引接線的選擇與校驗(yàn)445.4.5 變壓器110KV側(cè)引接線的選擇與校驗(yàn)455.4.6 變壓器10KV側(cè)引接線的選擇與校驗(yàn)466 站用電設(shè)計(jì)486.1站用變壓器選擇486.2 站用電接線圖48總結(jié)50致謝51參考文獻(xiàn)52附錄53 -1 引言1.1選題的目的和意義變電站是電力系統(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。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(diào)

9、整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。結(jié)合我國(guó)電力現(xiàn)狀，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的電能，優(yōu)化發(fā)展變電站，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬在某區(qū)域新建一座220KV變電站。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國(guó)電力系統(tǒng)的變電站大致分為四大類：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對(duì)變電所的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對(duì)待?，F(xiàn)階段，全面做好“十二五”發(fā)展規(guī)劃，加快電網(wǎng)重點(diǎn)工程建設(shè)，進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理，推進(jìn)“三集五大”體系建設(shè)，加大科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新力度，繼續(xù)加強(qiáng)“三個(gè)建設(shè)”。電力布局

10、由注重就地平衡向全國(guó)乃至更大范圍優(yōu)化統(tǒng)籌轉(zhuǎn)變，電力結(jié)構(gòu)由過度依賴煤電向提高非化石能源發(fā)電比重轉(zhuǎn)變，推進(jìn)集約化發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家電網(wǎng)在電力市場(chǎng)化、能源清潔化、經(jīng)濟(jì)低碳化、生活方式現(xiàn)代化中的基礎(chǔ)性作用；實(shí)現(xiàn)供配電輸送無縫隙，無錯(cuò)誤。結(jié)合我國(guó)電力現(xiàn)狀，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的電能。通過網(wǎng)絡(luò)及雜志我們可以發(fā)現(xiàn)，近年來一些發(fā)達(dá)國(guó)家的能源不是很豐富，進(jìn)而導(dǎo)致電力資源不是充足。為了滿足國(guó)內(nèi)的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計(jì)理論。比較完善的變電站設(shè)計(jì)理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達(dá)國(guó)家通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功

11、率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟(jì)性。1.3本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容該設(shè)計(jì)包括以下任務(wù)：（1）主接線的設(shè)計(jì)（2）主變壓器的選擇 （3）短路計(jì)算 （4）導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇（5）站用電設(shè)計(jì) 。2 電氣主接線的方案設(shè)計(jì)2.1電氣主接線概述電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線。電氣

12、主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： （1）運(yùn)行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性，特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電?？煽宽憫?yīng)包含：斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 （2）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，.主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(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(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，不中斷向用戶的供電并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。此外，由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)靈活性還要考慮到具有

13、擴(kuò)建的可能性。 （3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資使其發(fā)揮最大的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（4）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中還要考慮到系統(tǒng)專業(yè)對(duì)主接線提供的具體資料系統(tǒng)設(shè)備容量大小，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠，變電所接入的電壓等級(jí)一般不超過兩種。 2.2電氣主接

14、線的方案選擇2.2.1 主接線方式介紹（1）單母線接線適用范圍：610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；3563kV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。（2）單母線分段接線適用范圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；35kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)；110220kV配電裝置出線回路數(shù)為34回時(shí)。（3）單母分段帶旁路母線這種接線方式在進(jìn)出線不多，容量不大的中小型電壓等級(jí)為35110kV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。（4）雙母線接線適用范圍：610kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)；35kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)

15、超過8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110220kV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或110220kV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。（5）雙母線分段接線雙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不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(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)建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。2.2.2主接線的方案選擇根據(jù)原始資料的分析現(xiàn)列出兩

16、種主接線方案。方案一：220KV側(cè)雙母接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110220KV出線數(shù)為5回及以上時(shí)。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。110kV出線10回（其中備用2回），110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為80000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，其他地區(qū)變電所進(jìn)線總負(fù)荷為100MVA。根據(jù)條件選擇雙母接線方式。10kV出線12回（其中備用2回），10kV側(cè)總負(fù)荷為35000kVA，、類用戶占60%，最大一回出線負(fù)荷為2500kVA，最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比為0.65

17、。選擇單母分段接線方式。方案主接線圖如下： 圖2-1主接線方案一方案二：220KV側(cè)雙母帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而由于本回路為重要負(fù)荷停電對(duì)其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。主接線如下圖： 圖2-2 主接線方案二 現(xiàn)對(duì)兩種方案比較如下：表2-1主接線方案比較表方案方案一：220kV側(cè)雙母接線，110kV側(cè)雙母接線、1

18、0kV側(cè)單母分段接線。方案二、220kV側(cè)雙母帶旁路接線，110kV側(cè)雙母接線、10kV側(cè)單母分段接線。可靠性1.220kV接線簡(jiǎn)單，設(shè)備本身故障率少；2.220kV故障時(shí)，停電時(shí)間較長(zhǎng)。1.可靠性較高；2.有兩臺(tái)主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性1.220kV運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差；2.各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。1.各電壓級(jí)接線方式靈活性都好；2.220kV電壓級(jí)接線易于擴(kuò)建和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對(duì)少，投資小。1.設(shè)備相對(duì)多，投資較大；2.母線采用雙母線帶旁路，占地面增加。通過對(duì)兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的比較，方案二有兩臺(tái)變

19、壓器工作，可靠性更好，在靈活性方面，方案二的220kv電壓等級(jí)較方案一易于擴(kuò)建和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，經(jīng)濟(jì)性方面，由于方案二的投入設(shè)備較方案一多，所以在這方面比方案一投入要大，綜合這三個(gè)方面，方案二更優(yōu)于方案一，所以確定第二方案為設(shè)計(jì)最終方案。3 主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本站用的變壓器，稱為站用變壓器或自用變壓器。3.1 主變壓器的選擇原則（1）主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。（2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變

20、的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的級(jí)和級(jí)負(fù)荷，對(duì)于一般變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。（3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺(tái)主變的可能性。3.1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇（1）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。（2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。（3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。3.1.2 主變壓器容

21、量的選擇（1）主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，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)其過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。（3）同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 3.1.3 主變壓器型式的選擇選擇主變壓器，需考慮如下原則：（1）當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在3

22、30KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。（2）當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時(shí)，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺(tái)50%容量三相變壓器或單相變壓器組。對(duì)于單機(jī)容量為300MW、并直接升到500KV的，宜選用三相變壓器。（3）對(duì)于500KV變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺(tái)（或一組）變壓器故障或停電檢修時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺(tái)單相變壓器故障，會(huì)使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_(tái)三相變壓器，則不會(huì)造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可

23、靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。3.1.4 繞組數(shù)量和連接形式的選擇具有三種電壓等級(jí)的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般選用三繞組變壓器。變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只要有丫和，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接；35KV亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組多采用連接。由于35KV采用丫連接方式，與220、110系統(tǒng)的線電壓相位角為0，這樣當(dāng)變壓變比為

24、220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，否則就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個(gè)或兩個(gè)繞組全星接線的變壓器，全國(guó)投運(yùn)這類變壓器約4050臺(tái)。3.2 主變壓器選擇結(jié)果查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分，選定變壓器的容量為180MVA。由于升壓變壓器有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇三繞組變壓器，查大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)選定主變型號(hào)為：SFPS7-180000/220。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：180000（KVA）額定電壓：高壓220±2×2.5% ；中壓121； 低壓10.5（KV）連接組標(biāo)號(hào)：YN/yn0/d11 阻抗電壓（%）：高中：14.0；中低：7.0

25、；高低：23.0空載電流（%）：0.7所以一次性選擇兩臺(tái)SFPS7-180000/220型變壓器為主變。4 220KV變電站電氣部分短路計(jì)算4.1 概述在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到損壞。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算目的是：(1)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；(2)合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置；(

26、3)在設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線時(shí)，確定是否需要采取限制短路電流的措施；(4)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。 4.2 變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算圖4-1 系統(tǒng)圖的等值電路系統(tǒng)阻抗：220KV側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng)A，歸算至本所220KV母線側(cè)阻抗為0.015（Sj=100MVA）,110KV側(cè)電源容量為500MVA，歸算至本所110KV母線側(cè)阻抗為0.36（Sj=100MVA）。變壓器型號(hào)為SFPS7180000/220。SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗電壓（%）分別為14，23，7。設(shè)SB=100MVA，UB=Uav4.3 10KV側(cè)短路計(jì)算f(-1短路時(shí), 示意圖如下：圖4-2 f-1短路的

27、等值電路圖三角形變?yōu)樾切危涸O(shè)， 圖4-3 f-1短路的等值電路圖再次簡(jiǎn)化因?yàn)椋?所以： 示意圖如下所示:圖4-4 f-1短路的等值電路圖再做三角形變換示意圖如下：圖4-5 f-1短路的等值電路圖計(jì)算電抗：汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線，0s時(shí)標(biāo)么值為因?yàn)锳電源為無窮大系統(tǒng)所以提供的短路電流為：所以短路電流有名值為：沖擊電流：短路容量： 4.4 220KV側(cè)短路計(jì)算f-2短路時(shí)，示意圖如下圖所示。圖4-6 f-2短路的等值電路圖圖4-7 f-2 短路的等值電路圖XB*=XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399圖4-8 f-2短路的等值電路圖A電源（無窮大系統(tǒng)）的短路電流為：查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線有I

28、B0=0.512所以短路電流有名值為沖擊電流：短路容量：4.5 110KV側(cè)短路計(jì)算f-3短路時(shí)圖4-9 f-3短路的等值電路圖XA*=XT*+XAS*=0.039+0.015=0.054上圖簡(jiǎn)化圖如下：圖4-10 f-3短路的等值電路圖A為無窮大系統(tǒng)所以有而 查汽輪發(fā)電機(jī)的計(jì)算曲線得IB0=0.570所以短路電流有名值為沖擊電流：短路容量：短路計(jì)算結(jié)果列表于下：表4-1 短路計(jì)算成果表短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓短路電流沖擊電流短路容量S(K)(kA)(kA)(MVA)f-110.576.154194.193384.977f-223017.37644.3096922.106f-311510.77827.4

29、842146.8255 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。導(dǎo)體電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。電氣設(shè)備選擇的一般原則：應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)

30、景發(fā)展的需要；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理；選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號(hào)一致；選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)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。同時(shí)，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表：表5-1 高壓電器技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電壓額定電流額定容量機(jī)械負(fù)荷額定開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣水平kAAkVANA1斷路器2隔離開關(guān)3組合電器4負(fù)荷開關(guān)5熔斷器6PT7CT8電抗器9消弧線圈10避雷器11封閉電器12穿墻套管13絕緣子 5.1

31、斷路器和隔離開關(guān)的選擇斷路器的選擇，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)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在10KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SF6斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：額定電壓校驗(yàn)：UNUNs （5-1）額定電流校驗(yàn)：INImax （5-2）開斷電流：INbrI （5-3）動(dòng)穩(wěn)定：iesish （5-4）熱穩(wěn)定：It2t> Qk （5-5）同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求。5.1.1 220KV出線、主變側(cè)的選擇（1）主變斷路器

32、的選擇與校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 具體選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=220KV2）額定電流選擇：INImax=496.01A 3）開斷電流選擇：INbrI=17.376KA選擇SW6220/1200，其SW6220/1200技術(shù)參數(shù)如下表：表5-2 SW6220/1200 技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流斷流容量額定斷流量極限通過電流峰值熱穩(wěn)定電流固有分閘時(shí)間kVAMVAkAkAkASSW6220/1200220120060002155210.044）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> QkIt2t=212×4=1764（KA）2S電弧持續(xù)時(shí)間取0.06S，熱穩(wěn)定

33、時(shí)間為：tk =1.5+0.04+0.06=1.6S查計(jì)算電抗并計(jì)算短路電流為 所以，It2t> Qk滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)。5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=55kAish=44.309KA滿足校驗(yàn)要求具體參數(shù)如下表：表5-3 220kv主變側(cè)斷路器具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)SW6-220/1200 220kV 220kV 496.01A 1200A 17.376kA 21kA 44.309kA 55kA 120.252 212×4=1764 44.309kA 55kA由表可知，所選斷路器滿足要求。（2）出線斷路器的選擇與校驗(yàn)由上表可知SW6-220/1200同樣滿足出線斷路器的選擇。其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)

34、算與主變側(cè)相同。具體參數(shù)如下表所示：表5-4 220kv出線斷路器具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)SW6-220/1200 220kV 220kV 496.01A 1200A 17.376kA 21kA 44.309kA 55kA 120.252 212×4=1764 44.309kA 55kA（3）主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=220KV2）額定電流選擇：INImax=496.01A3）極限通過電流選擇：iesish=44.309KAGW6220D/100080，其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-5 GW6220D/100080技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流極限通過電流

35、峰值熱穩(wěn)定電流kVAkAkAGW6220D/10008022010008023.74）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> QkIt2t=23.72×4=2246.76（KA）2S所以， It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)。5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=80KAish=44.309kA滿足校驗(yàn)要求。具體參數(shù)如下表：表5-6 220kv主變側(cè)隔離開關(guān)具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-220D/100080 220kV 220kV 496.01A 1000A 115.74323.7×4=2246.76 44.309kA 80kA由表可知，所選隔離開關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。（4）出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)

36、過程如下：由上表可知GW6220D/100080同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇。其動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與主變側(cè)相同。具體參數(shù)如下表：表5-7 220kv出線側(cè)隔離開關(guān)具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-220D/100080 220kV 220kV 496.01A 1000A 115.74323.72×4=2246.76 44.309kA 80kA由表可知，所選隔離開關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。5.1.2 110KV出線、主變側(cè)的選擇（1）斷路器的選擇與校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流具體選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=110KV2）額定電流選擇：INImax=992.02A3）開斷電流選擇

37、：INbrI=10.778KA初選SW4110/1000技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-8 SW4110/1000技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓KV額定電流A斷流容量MVA額定斷流量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間SSW4110/10001101000350018.455210.064）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t>QkIt2t=212×5=2205（KA）2S滅弧時(shí)間取0.06S，熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間：tk=1.5+0.06+0.06=1.62S查轉(zhuǎn)移電抗并計(jì)算短路電流所以，It2t> Qk滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)。5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=55kAish=27.484KA滿足校驗(yàn)要求。具體參數(shù)如下

38、表5-9 110kv主變側(cè)斷路器具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)SW4-110/1000UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AI 10.778KAINbr 18.4KAish 27.484KAINcl 55KAQK 186.747（KA）2SIt2t 212×5=2205 （KA）2Sish 44.309KAies 55KA由表可知，所選斷路器滿足要求。（2）隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=110KV2）額定電流選擇：INImax=992.02A3）極限通過電流選擇：iesish=27.484KA選擇GW4110D/100080其技術(shù)

39、數(shù)據(jù)如下表：表5-10 GW4110D/100080技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA峰值熱穩(wěn)定電流KAGW4110D/10008011010008021.54）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> QkIt2t=21.52×5=2311.25（KA）2s所以，It2t> Qk滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=55kAish=27.484kA滿足校驗(yàn)要求具體參數(shù)如下表表5-11 110kv側(cè)隔離開關(guān)具體參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-110D/100080UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AQK 186.747（KA）2SIt2t 21.52

40、×5=2311.25（KA）2Sish 27.484KAies 55KA由表可知，所選隔離開關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。110KV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變中110KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用SW4-110/1000型少油斷路器和GW4-110D/100080型隔離開關(guān)。5.1.3 10KV限流電抗器、斷路器、隔離開關(guān)的選擇由于短路電流過大需要裝設(shè)限流電抗器（1）限流電抗器的選擇設(shè)將電抗器后的短路電流限制到I=20KA1)初選型號(hào)根據(jù)以上條件初選XKK1040004電抗器標(biāo)么值：X*= 其中：KA2)選擇電抗值電源至電抗器前的系統(tǒng)標(biāo)么值： 運(yùn)用4%的電抗器計(jì)算結(jié)果

41、表明不滿足動(dòng)穩(wěn)定要求故改為XKK-10-4000-12。表5-12 XKK10400012技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓KV額定電流A電抗率動(dòng)穩(wěn)定電流峰值KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間SXKK1040001210KV400012%204800.173）電壓損失和殘壓校驗(yàn)當(dāng)所選電抗值大于計(jì)算值時(shí)，應(yīng)重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗(yàn)。為計(jì)算短路電流，先計(jì)算電抗標(biāo)么值為其中tk=2+0.17+0.05=2.22S，查短路電流計(jì)算曲線并換算成短路電流有名值：I=76.154KA I2.22=76.23KA I1.11=76.23KA則電壓損失和殘壓分別為4）動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 表 5-13 10kv側(cè)限流電抗器具

42、體參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)XKK10400012UNs 10KVUN 10KVImax 1347AIN 4000AQK 12898.306（KA）2sQK 802×4=25600 （KA）2sish 194KAies 204KA根據(jù)以上校驗(yàn)，選擇滿足要求。（2）限流后I=20KA ish=2.55×20=51KA流過斷路器的最大工作電流：具體選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=10KV2）額定電流選擇：INImax=1414.4A3）開斷電流選擇：INbrI=20KA選擇SN410G/5000，其技術(shù)參數(shù)如下表所示：表5-14 SN410G/5000技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓K

43、V額定電流A斷流容量MVA額定斷流量KA極限通過電流KA峰值熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間SW4-10G/500010500018001053001200.154）熱穩(wěn)定校驗(yàn)It2t=1202×5=72000（KA）2S設(shè)后備保護(hù)時(shí)間為1.5S，滅弧時(shí)間為0.06S查短路電流計(jì)算曲線并換算成短路電流有名值：I=20KA It2t> Qk 滿足要求。5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=300kAish=51kA滿足校驗(yàn)要求。具體參數(shù)如下表：表 5-15 10kv側(cè)斷路器具體參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)SN4-10G/5000UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AI 20KAINb

44、r 105KAish 194.193KAINcl 300KAQK 9123.9 （KA）2sIt2t 1202×5=72000（KA）2sish 51KAies 300KA由表可知，所選斷路器滿足要求。（3）隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)過程如下：1）額定電壓選擇：UNUNs=10KV2）額定電流選擇：INImax=1414.4A3）極限通過電流選擇：iesish=51KA選擇GN1010T/5000200，其技術(shù)參數(shù)如下：表5-16 GN10-10T/5000-200技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KAGN10-110T/5000-2001050002001004

45、）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> QkIt2t=1002×5=50000（KA）2s所以，It2t> Qk= 9123.9 （KA）2s，滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)。5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=200kAish=51kA滿足校驗(yàn)要求。具體參數(shù)如下表：表 5-17 10kv側(cè)隔離開關(guān)具體參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)GN10-10T/5000-200UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AQK 9123.9 （KA）2SIt2t 1002×5=50000（KA）2Sish 51KAies 200KA由表可知，所選隔離開關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。10KV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件

46、與變低10KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用SN4-10G/5000型少油斷路器和GN10-10T/5000200型隔離開關(guān)。5.2 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于620KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓： （5-6）一次回路電流： （5-7）準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來選擇

47、。二次負(fù)荷： （5-8）式中， （5-9） （5-10）動(dòng)穩(wěn)定： （5-11）式中， 是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定： （5-12）為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。5.2.1 220KV側(cè)電流互感器的選擇主變220KV側(cè)CT的選擇一次回路電壓：二次回路電流：根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選戶外獨(dú)立式電流互感器，其參數(shù)如下：表5-18 LCW-220（4×300/5）參數(shù)型號(hào) 額定電流 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCW-220 240 0.5 0.5 60 60動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選滿足要求。表5-19 LCW-220（4×3

48、00/5）參數(shù) 設(shè) 備項(xiàng) 目LCW-220產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)unug 220KV220KV1200A496.01A518KAS115.743KAS101.81KA44.309KA220KV母聯(lián)CT：由于220KV母聯(lián)與變高220KV側(cè)的運(yùn)行條件相應(yīng)，故同樣選用型CT。5.2.2 110KV側(cè)的電流互感器的選擇主變中110KV的CT的選擇：一次回路電壓： 二次回路電流：根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選戶外獨(dú)立式電流互感器，其參數(shù)如下：表5-18 LCWDL-110/（2×600/5）參數(shù)型號(hào) 額定電流 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定數(shù)LCWDL-110 1200 0.5 0.5 75 135動(dòng)

49、穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器滿足動(dòng)熱穩(wěn)定性要求。表 5-21 LCWDL-110/（2×600/5）參數(shù) 設(shè) 備項(xiàng) 目LCWDL-110（2×600/5）產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)unug 110KV110KV1200A992.02A8100KAS186.747KAS229.10KA24.484KA110KV母聯(lián)CT的選擇。母聯(lián)的工作條件與變中110KVCT應(yīng)相同，所以同樣選擇型CT。5.2.3 10KV側(cè)電流互感器的選擇10KV主變進(jìn)線回路CT的選擇1）一次回路電壓：2）二次回路電流：由此得，初選戶外獨(dú)立式電流互感器，其參數(shù)如下：表5-22 LMZD-10（11000/5）參數(shù)型號(hào) 額定電流 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定數(shù)LMZD-10 11000 0.5 0.5 40 903）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器滿足動(dòng)熱穩(wěn)定性要求。表5-23 LMZD-10（11000/5）參數(shù) 設(shè) 備項(xiàng) 目LMZD-10產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)unug 10KV10KV1100A10912.24A193600KAS12898.306