水利水電專業(yè)學習畢業(yè)論文1

..畢業(yè)論文系〔部：水利水電工程系專業(yè)__10秋__劉小龍學號：目錄畢業(yè)設計計算書3第一篇110KV變電所電氣一次部分設計3第一章負荷資料31.1、工程概況：31.2、氣候條件3第二章變電站主變壓器的選擇42.1設計原則42.2主變?nèi)萘颗c臺數(shù)選擇52.2.1選擇計算52.2.2.相數(shù)選擇5繞組數(shù)量和連接方式的選擇52.2.4主變阻抗和調(diào)壓方式選擇62.2.5容量比62.2.6冷卻方式62.2.7電壓級選擇6全絕緣,半絕緣問題6第三章電氣主接線設計73.1電氣主接線7電氣主接線設計的基本要求7各電壓級主接線型式選擇73.2所用電設計8所用變電源數(shù)量及容量的確定83.2.2所用電源引接方式93.3變壓器中性點接地方式和中性點設計[4]93.4無功補償設計10無功補償?shù)囊饬x10無功補償裝置的容量確定10并聯(lián)電容器裝置的分組與接線10單臺電容器容量與臺數(shù)的確定10第四章線路及變壓器回路電流IFmax計算10第五章短路電流計算125.1短路計算目的125.2短路電流計算的一般規(guī)定125.3短路電流的計算方法13第六章電氣設備的選擇與校驗156.1本次設計中電器選擇的主要任務15導體和絕緣子15電器設備156.2選擇導體和電器的一般原則156.3開關電器選擇166.3.1斷路器型式選擇166.3.2隔離開關的選擇原則166.3.3電壓互感器的選擇原則16電流互感器選擇原則166.4電氣設備的選擇16第二篇新疆巴楚縣110kV變電所二次設計部分設計27第七章概述277.1繼電保護裝置的作用[9]277.2電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求[10]277.3保護整定時應考慮的問題27選擇保護配置及構成方案時的基本原則277.3.2系統(tǒng)運行方式的確定287.3.3短路點的確定28第八章新疆巴楚縣110kV變電所保護配置方案設計288.1主變壓器保護配置方案的設計28第九章變壓器差動保護整定與計算299．1差動保護保護范圍299．2變壓器保護的整定計算[11]299．2．1確定保護的動作電流299．2．2確定保護的二動作電流和差動線圈匝數(shù)309．2．3非基本側(cè)工作線圈和平衡線圈匝數(shù)選擇30總結(jié)30參考文獻31致謝31畢業(yè)設計計算書第一篇110KV變電所電氣一次部分設計第一章負荷資料1.1、工程概況：隨著改革開放政策的深放,城市化發(fā)展,各工商業(yè)用電也在不斷的增長。巴楚縣城居民用電的近些年來每年在增長,在高溫季節(jié),居民生活用電大幅增長情況下,幾條重載線路更是雪上加霜,限電拉電現(xiàn)象成了家常便飯,嚴重影響到居民生活。1.2、氣候條件年最高溫度39℃,最低－5℃,最熱月平均溫度40℃,地溫30待建變電所10KV負荷情況：同時率為0.9,最大負荷利用小時為5000小時,年負荷增長率為7%。電壓<kV>負荷名稱最大負荷<kW>回路數(shù)供電方式每回線長度<km>Cosφ10蒼坑線10001電纜1.50.810西灘線10001電纜1.20.8510外馬線10001電纜1.60.810環(huán)宇公司25002架空30.810清源公司25002電纜1.50.8510太塘線15001電纜0.90.8310塘墩線10001電纜1.30.8310凱凌集團20002電纜1.50.8410鴻泰公司25002架空1.60.8110雙環(huán)公司30002電纜1.30.810普竹線20001電纜1.50.8510鱔塘線10001電纜1.50.8510嶺腳線15001電纜1.70.810九山線10001電纜2.30.810烏巖線7501電纜1.50.7910青峰線8001電纜0.90.7810海邊線8001電纜1.20.810后灣線7501電纜0.80.810環(huán)洲鋼業(yè)40002架空3.20.78所用電負荷:70～100KVA第二章變電站主變壓器的選擇2.1設計原則參照依據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》[2],《電力工程設計手冊》[3],《35—110變電站設計規(guī)范》[1]主變壓器的容量,臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構,它的確定除根據(jù)傳遞容量基本原始資料外,還應根據(jù)電力系統(tǒng)5—10年的發(fā)展規(guī)劃,輸送功率大小,饋線回路數(shù),電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素,進行綜合分析和合理選擇。主變?nèi)萘恳话銘?—10年規(guī)劃負荷來選擇,根據(jù)城市規(guī)劃,負荷性質(zhì)電網(wǎng)結(jié)構等綜合考慮確定其容量。對重要變電站,應考慮一臺主變停運時,其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi),應滿足Ⅰ類和Ⅱ類負荷供電,并且考慮當一臺主變停運時,其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%—80%。與系統(tǒng)具有強聯(lián)系的樞紐變電站,在一種電壓等級下,主變應不少于兩臺。2.2主變?nèi)萘颗c臺數(shù)選擇選擇計算2.2.11．選擇條件是兩臺主變?nèi)萘靠偤蛻笥诰C合最大計算負荷：nSe≥Sjs<kVA或MVA>n=2；Sjs—綜合最大計算負荷2．10kV側(cè)綜合最大計算負荷：Sjs=kt<><1+α%>=0.9*<1/0.8+1/0.85+1/0.8+2.5/0.8+2.5/0.85+1.5/0.83+1/0.83+2/0.84+2.5/0.81+3/0.8+2/0.85+1/0.85+1.5/0.8+1/0.8+0.75/0.79+0.8/0.78+0.8/0.8+0.7/0.85+40.78>*1.05=32.13<MVA>kt-10kV側(cè)同時系數(shù)取0.9根據(jù)計算結(jié)果選擇變壓器容量為：Se≥Sjs/n=32.13/2=16.065MVA,可選用兩臺額定容量為20MVA的變壓器。

.2校驗條件

1．校驗條件一：<n-1>Se≥0.7Sjs；當一臺最大容量的主變停運時,運行的一臺應該能帶70%的綜合最大負荷即：20MVA≥0.7Sjs=0.7*32.13MVA=22.5MVA不滿足要求,所以選25MVA變壓器滿足選擇與校驗條件。

.相數(shù)選擇依據(jù)《電力工程電氣設計手冊》[3]〔電氣一次部分第5—2節(jié)"主變形式的選擇"依據(jù)的原則：當不受運輸條件限制時,在330kV及以下的變電所均應選用三相變壓器。依據(jù)以上原則：玉環(huán)城關區(qū)110kv變電所應選用三相變壓器。繞組數(shù)量和連接方式的選擇1．繞組數(shù)量選擇原則：依據(jù)《電力工程設計規(guī)范》[3]第條規(guī)定,在具有三種電壓等級的變電所中,如通過各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上,主變壓器宜采用三繞組變壓器。2．繞組連接方式：依據(jù)《電力工程設計規(guī)范》[3]第條,變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致,否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有"Y"和"△"。高中低三側(cè)繞組如何組合,要根據(jù)具體工程來定。我國110kV及以上電壓,變壓器繞組都采用"Y"型連接,35kV亦采用"Y"型。35kV以下電壓變壓器繞組都采用"△"型連接,新疆巴楚縣110kV變電所電壓等級為110/10kV,連接方式采用Y/△接線方式。主變阻抗和調(diào)壓方式選擇1．阻抗選擇原則變壓器的阻抗實質(zhì)是繞組漏抗。漏抗的大小,取決于變壓器的結(jié)構和采用的材料,當變壓器的電壓比和結(jié)構型式,材料確定后,其阻抗大小和變壓器容量關系不大,以電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮,希望主變的阻抗越小越好,但阻抗偏小會使系統(tǒng)短路電流增加,高低壓設備選擇困難。另外,阻抗大小還要考慮變壓器并列運行的要求,阻抗值的選擇還需要從電力系統(tǒng)穩(wěn)定,潮流方向,無功分配,繼電保護,短路電流,系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運行等方面綜合考慮。綜上,選擇"降壓型"結(jié)構的變壓器,繞組的排列順序為自鐵芯向外依次為低,中,高。高—低壓側(cè)的阻抗最大。2．調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接頭開關切換變壓器分接頭,從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。為保證本地區(qū)系統(tǒng)的電壓質(zhì)量,變壓器選擇有載調(diào)壓的方式,因高壓側(cè)調(diào)節(jié)范圍較大,所以分接頭設在高壓側(cè),又因為是三繞組變壓器,考慮到中、低壓側(cè)電壓的需要,在中壓側(cè)也應該設分接頭。由于本變壓器的高、中壓側(cè)不全是中性點直接接地系統(tǒng),所以不能選用自耦變壓器。容量比該變電所為區(qū)域性變電所,主要潮流為10kV側(cè),對于這種容量不大的變壓器由于繞組帶來的價格變化不大,所以變壓器采用容量組合為100/100/100。冷卻方式采用三相風冷自然油循環(huán)的冷卻方式。電壓級選擇變壓器一次側(cè)接電源,相當于用電設備,所以與線路額定電壓相等；二次側(cè)向負荷供電,相當于發(fā)電機二次側(cè),電壓較額定電壓高10%,低壓側(cè)由于一般都采用無功補償措施,所以也與線路額定電壓一致。電壓級選擇為110/10.5kV。2.2.8全絕緣,半絕緣問題在110kV及以上的中性點直接接地系統(tǒng)中,為了減小單相接地時的短路電流,有一部分變壓器的中性點采用不接地的方式,因而需要考慮中性點絕緣的保護問題。110kV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟效益比較顯著,并且選用與中性點絕緣等級相當?shù)谋芾灼骷右员Ｗo。10kV側(cè)為中性點不直接接地系統(tǒng)中的變壓器,其中性點都采用全絕緣。查《手冊》P668表2-1-43綜合后選擇變壓器型號為SFZ7—25000/110.表2-1為SFZ7—25000/110具體參數(shù)一覽表型號〔容量kVA額定電壓〔kV空載損耗〔kW空載電流〔%負載損耗〔kw連接組別高壓低壓0.8%114SFZ7-25000/11011010.59YN,dll第三章電氣主接線設計3.1電氣主接線電氣主接線設計的基本要求電氣主接線是變電站電氣部分主體結(jié)構,是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的主要組成部分,它直接影響運行的可靠性靈活性,并對電器選擇,配電裝置布置,繼電保護,自動裝置和控制方式的擬訂,都有決定性的關系,對電氣主接線的設計的基本要求,應包括可靠性,靈活性和經(jīng)濟性,以及擴建的可能性,保證供電可靠性是電氣主接線最基本的要求,電氣主接線應適應各種運行狀態(tài),并能靈活的進行運行方式的轉(zhuǎn)換,主接線的設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。各電壓級主接線型式選擇表3-1110kV主接線方案比較一覽表方案項目方案Ⅰ內(nèi)橋接線方案Ⅱ外橋接線優(yōu)點高壓斷路器數(shù)量少,四個回路只需三臺斷路器。同方案I缺點①變壓器的切除和投入較復雜,需動作兩臺斷路器,影響一回線路的暫時投運。②橋連斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。③出線斷路器檢修時,線路需較長期停運。①線路的切除和投入較復雜,需動作兩臺斷路器,并有一臺變壓器暫時停運。②橋連斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。③變壓器側(cè)斷路器檢修時,變壓器需較長時期停運。適用范圍適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所,并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高的情況。適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所,并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。此外,線路有穿越功率時,也宜采外橋形接線。此次設計,因待建變電所主供城市負荷,對供電可靠率要求較高,且變電所兩條進線長度分別為40kM與30kM,線路越長故障率越高,線路無穿越功率,變電所的兩臺變壓器不需要經(jīng)常切換操作,故采用方案I：內(nèi)橋接線。表3-210kV主接線方案比較一覽表方案項目方案Ⅰ單母線分段接線方案Ⅱ單母線分段帶旁母可靠性用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,可靠,由于是屋內(nèi)布置,可采用手車式斷路器,這樣可保證進出線檢修時不中斷供電對重要用戶可以從不同段引出兩個回路,可靠,且由于有旁路母線,檢修出線斷路器,可以不停電,供電可靠性高靈活性當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電經(jīng)濟性占地面積小,但小車投資多占地面積大,多一旁路增加了投資通過定性分析,進行技術比較,采用方案Ⅰ,屋內(nèi)布置,且采用手車式開關柜的單層母線分段方式。3.2所用電設計所用變電源數(shù)量及容量的確定依據(jù)《電力工程設計手冊》[3]第3-10節(jié)所述：樞紐變電站總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電站,裝有水冷式或強迫油循環(huán)冷卻的主變以及裝有同步調(diào)相機的電站,均裝設兩臺所用變壓器。采用整流操作電源或無人值守的變電站均裝設兩臺所用變,分別裝在不同等級的電源或獨立電源上。容量應根據(jù)所用電負荷選擇。所用變壓器負荷計算采用換算系數(shù)法,不常運行及不經(jīng)常斷續(xù)運行的負荷均不列入計算負荷。 綜合考慮各種因素,本站裝設兩臺型號相同的所用變壓器。表3-3110kV的所用電力負荷一覽表設備名稱數(shù)量每臺容量性質(zhì)主變風扇2×160.15kw動力生活消防供水泵15kw動力屋內(nèi)配電裝置風機11.1kw動力電焊1臺7.5kw動力生產(chǎn)綜合樓空調(diào)2臺1.25kw動力UPS電源11kw動力主控制室交流電源13kw動力全所照明10kw照明設備加熱器101kw動力直流屏110.5kw動力根據(jù)《電力工程電氣設計手冊=1\*ROMANI》[3]所用變壓器負荷采用換算系數(shù)法,計算 所用變壓器容量按下式計算：其中—所用動力負荷之和〔kW—電熱及照明負荷之和〔kW k1—所用動力負荷換算系數(shù),一般取0.85所以：S≥0.85〔0.15×2×16+1×5+7.5+1.1×1+1.25×2+1×1+3×1+10.5×1+10+10 =30.09+10+10 =50.09<MVA>故選擇S6-50kVA/10kV的所用變兩臺。所用電源引接方式依據(jù)《電力工程設計手冊》[3]第3-10節(jié)所述：當所內(nèi)有較低電壓母線時,一般均由這類母線引接1～2個所用電源。這一所用電源引接具有經(jīng)濟性和可靠性較高的特點,所以本站所用變電源分別從10kV的兩段上取得。3.3變壓器中性點接地方式和中性點設計[4]依據(jù)《手冊》第2-7節(jié)所述：電力網(wǎng)中性點的接地方式,決定了主變壓器中性點的接地方式。根據(jù)我國電力系統(tǒng)要求,主變壓器110～500kV側(cè)采用中性點直接接地方式。6～63kV電網(wǎng)采用中性點不直接接地方式,但當單相接地故障電容電流大于30A〔6～10kV或10A〔20～63kV時,中性點應經(jīng)消弧線圈接地。裝消弧線圈時,10kV側(cè)由于是"Δ"型接線無中性點,故須加接地變,將中性點引出,以接消弧線圈,接地變的容量應大于消弧線圈的容量,一般,應在6—10kV級的每一級母線上安裝型號一樣,容量相同的接地變。接地電容電流計算：10kV側(cè)對地電容電流計算：Ic=0.1UeL=0.1*10.5*30=31.5A超越實際施工的20A所以加消弧線圈接地。消弧線圈計算容量為：Q=kIc=1.35*31.5*=257.8kVA〔補償系數(shù)k=1.35故選用KD-XH01-315/10.5消弧線圈配kSJD—200/80/10接地變,代替上述所選擇的50kVA的所用變。3.4無功補償設計無功補償?shù)囊饬x配電站裝設的并聯(lián)電容器裝置的目的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù),并聯(lián)電容器裝置向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功以補償多余的感性無功,減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。無功補償裝置的容量確定無功補償裝置的容量確定原則：依據(jù)《電力設計技術規(guī)范》[5]第條,電容器裝置的總?cè)萘繎鶕?jù)電力系統(tǒng)無功規(guī)劃設計,調(diào)相調(diào)壓計算及技術經(jīng)濟比較確定,對于35—110kV變電站中電容器裝置的總?cè)萘?按照無功功率就近平衡的原則或可按主變?nèi)萘康?5%考慮。依據(jù)上述原則,玉環(huán)城關區(qū)變電所無功補償?shù)娜萘繛椋篞=2×25000×15%=2×3750〔kvar并聯(lián)電容器裝置的分組與接線分組原則：并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波的負荷變化,諧波含量等因數(shù)確定。負荷變動不大時,可按主變臺數(shù)分組,手動投切。并聯(lián)電容器裝置的接線：電容器接線方式有星型和三角型兩種方式,本設計選擇雙"Y"型。電容器組每組內(nèi)部接線采用先并后串方式,該接線方式優(yōu)點在于當一臺故障電容器用熔斷器退出運行后,對該相容量的變化和故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓的變化影響較小,同時,RP的選擇只考慮與單臺電容器相配合。單臺電容器容量與臺數(shù)的確定總?cè)萘浚篞c=2*Se*15%=2*25*15%=7500kvar〔Se是單臺變壓器的容量選單個電容器型號與容量為：BWF10.5—50—1電容器總臺數(shù)：N=7500/50=150個將電容器分兩組和三相位分別安裝在10kV的兩段母線上,每相電容器的臺數(shù)為：n=150/2*3=25〔臺第四章線路及變壓器回路電流IFmax計算第五章短路電流計算5.1短路計算目的短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障,短路電流直接影響電器的安全,危害主接線的運行,假如短路電流較大,為了使電器能承受短路電流的沖擊,往往需要選擇重型電器。這不僅會增加投資,甚至會因開斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器,為了能合理選擇輕型電器,在主接線設計時,應考慮限制的措施,既而需要計算5.2短路電流計算的一般規(guī)定1．驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力,應按本次設計的設計規(guī)劃容量來計算,并考慮到電力系統(tǒng)的5-10年發(fā)展規(guī)劃〔一般應按本工程的建成之后的5-10年。在確定短路電流時應按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式,而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列運行方式的接線方式。2．選擇導體和電器時所用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡中,應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容器補償裝置放電電流的影響。3．選擇導體和電器時,對不帶電抗器的回路的計算短路點,應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點,對帶電抗器6-10kV出線與廠用分支回路,除母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外,其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。4．導體和電器的動穩(wěn)定,熱穩(wěn)定,熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一般按三相短路驗算。若發(fā)電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相,兩相接地短路較三相短路嚴重時,則應按嚴重情況計算。5.3短路電流的計算方法對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的短路電流計算,我國電力部門曾長期采用從運算曲線法來計算任意時刻的短路電流。所謂運算曲線,是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計得到汽輪發(fā)電機的參數(shù),逐個計算在不同阻抗下,某時刻t的短路電流,然后取所有這些短路電流的平均值,作為運算曲線在某時刻t和計算電抗Xjs情況下的短路電流值。運算曲線包括兩種方法,即同一變化法和個別變化法。本設計按照同一變化法計算。為選擇10~110KV配電裝置的電器和導體,需計算在最大運行方式下流過電氣設備的短路電流,選兩個短路點,如圖：GG設系統(tǒng)為無限大容量：,選變壓器的電抗標幺值：電力系統(tǒng)的電抗標幺值：0.1當系統(tǒng)中點短路時：I＂=IZ2、當系統(tǒng)中點短路時X2=GGGGX2短路點名稱短路參數(shù)5.025.025.025.0212.807.6310005.965.965.965.9615.1989.06108.37第六章電氣設備的選擇與校驗6.1本次設計中電器選擇的主要任務6.1.1導體和絕緣子導體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線,主變引下線,出線以及各電壓級的絕緣子。6.1.2電器設備電器設備包括各電壓級的出線斷路器,分段斷路器,以及相應的隔離開關,熔斷器等。用于保護和測量用的電流互感器,包括穿墻套管,高壓開關柜的選擇及其一次接線的編號。6.2選擇導體和電器的一般原則根據(jù)《導體和電器選擇技術規(guī)定》[6]SDGJ14-86第條規(guī)定：應力求技術先進,安全適用,經(jīng)濟合理。應滿足正常運行,檢修,短路,過電壓情況下的要求,并考慮遠景發(fā)展。應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗。選擇的導體品種不宜過多。應與整個工程建設標準協(xié)調(diào)一致。選用新產(chǎn)品應積極慎重,新產(chǎn)品應有可靠的實驗數(shù)據(jù),并經(jīng)主管單位鑒定合格。依據(jù)《導體和電器選擇技術規(guī)定》[6]第條除配電裝置的匯流母線外,較長導體的截面應按經(jīng)濟電流密度選擇。第條載流導體應選擇鋁質(zhì)材料。6.3開關電器選擇6.3.1斷路器型式選擇按照《電力工程設計手冊》[3]高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外,還應考慮便于施工調(diào)試和運行維護,并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定選擇斷路器。綜合考慮,110kV選用SF6斷路器,10kV側(cè)選用真空斷路器。6.3.2隔離開關的選擇原則種類和型式的選擇：隔離開關電網(wǎng)型式很多,按安裝地點的不同可分為屋內(nèi)式和屋外式,按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式和雙柱式。它對配電裝置的占地面積有很大影響,選型時應根據(jù)配電裝置的特點和使用要求以及經(jīng)濟技術條件確定。6.3.3電壓互感器的選擇原則依據(jù)《電力工程設計手冊》[3]對電壓互感器配置的規(guī)定：電壓互感器的配置與數(shù)量,接線方式有關,并應滿足測量,保護周期和自動裝置的要求,電壓互感器應能在運行方式改變時,保護裝置不得失壓,周期點的兩側(cè)都能提取到電壓。6～220kV電壓等級的一組主母線的三相上應裝設電壓互感器,旁路上是否選用裝設電壓互感器,應視各回出線外側(cè)裝設電壓互感器的情況和需要確定。當需要監(jiān)視和檢測線路有無電壓時,出線側(cè)的一相上應裝設電壓互感器。6.3.4電流互感器選擇原則根據(jù)《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》[6]第條：3-20kV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器,應根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況,采用瓷絕緣結(jié)構或樹脂澆注絕緣結(jié)構。35kV及以上配電裝置的電流互感器,宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構的獨立式電流互感器,在有條件時,應采用套管式電流互感器。根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》[3]規(guī)定電流互感器配置原則是：凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器。發(fā)電機和變壓器的中性點,發(fā)電機和變壓器的出口,橋型接線的跨條上等也裝設電流互感器。對直接接地系統(tǒng),按三相配置。對非直接接地系統(tǒng),依具體要求按兩相或三相裝配。6.4電氣設備的選擇電氣裝置中的電氣設備和載流導體,在正常運行和短路時,都必須可靠地工作。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性,必須正確的選擇電氣設備和載流導體。各種電氣設備和載流導體的選擇分為兩大類：一類是各種設備選擇的一般條件,也是基本條件,即按正常工作條件進行選擇按短路狀態(tài)校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。另一類是根據(jù)各種設備的特點要求,分別滿足的特殊條件。經(jīng)短路電流計算所得各電壓級母線側(cè)短路電流如下表：電壓短路電流<kA>沖擊電流〔kA熱效應<4s>負荷電流<A>110KV5.0212.68100.80183.7010KV5.9615.198142.092020.79<一>110kV側(cè)<選擇設備時,均按110kV側(cè)流過的最大負荷電流選型,按最大短路電流校驗>。1、軟導線<110kV各電氣元件相互聯(lián)結(jié)用>按最大負荷電流選擇：因IFmax=183.70A實際工作溫度為40℃,溫度校正系數(shù)K=0.81,所以選用LGJ-240/30導線。查有關資料得LGJ-240/30鋼芯鉛絞線鉛芯截面為244.29mm校驗：①因選用導線為LGJ-240/30導線,截面大于LGJ-70/20,所以不需進行電暈電壓校驗。②熱穩(wěn)定校驗Qk=QP+QnpQP=<I″2+10I2tk/2+I2tk>=tk.I″2=4×10.242=419.43<kA2.s>因110kV后備保護整定時間為4S,故tk＞1.導體發(fā)熱主要由周期分量來決定。此情況下,可以不計非周期分量的影響,即Qnp不計。Qk=419.4<kA2.s>查教材圖4-6Ai=0.5×1016J/<Ωm2>Af=419.4×106+5×1015=1.202×1016J/<Ωm4>查教材圖4-6Qf=170°＜200℃軟導線不需動穩(wěn)定校驗。因此,選用LGJ-240/30型導線。2、高壓斷路器<進線及橋斷路器>高壓斷路器選用3AP1FG-145kV/3150-40型。計算數(shù)據(jù)3AP1FG-145kV/3150-40型參數(shù)工作電壓110kV額定電壓145kV最大負荷電流183.70A額定電流3150A短路電流5.02kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流12.68kA額定短路關合電流100kA熱效應<4S>100.806400沖擊電流12.68kA額定峰值耐受電流100kA所以滿足要求。操作機構選用彈簧儲能操作機構,控制電壓V：DC250。電動機電壓為V：AC240V,50HZ。故選用3AP1FG-145kV/3150-40型斷路器三臺。3、隔離開關①線路使用的隔離開關及變壓器進線的隔離開關。選擇類型：GW4-110DW/1250A31.5kA80kA計算數(shù)據(jù)GW4-110DW/125031.5KA80kA工作電壓110kV額定電壓110kV工作電流183.70A額定電流1250A熱效應<4S>100.803969沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流80kA所以滿足要求。操作機構選用CJ6-180型電動機操作機構。故選用GW4-126DW/1250A31.5kA80kA型隔離開關。雙接地二組,單接地八組。②主變中性點隔離開關的選擇。因已計算知:<4S>=選用GW13-63W/630A-16型隔離開關兩組。計算結(jié)果GW13-63W/630-16kA工作電壓63kV額定電壓63kV工作電流61.23A額定電流630A熱效應<4S>100.80102沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流55kA所以滿足要求。操作機構選用CJ6-90型電動機操作機構。故選用GW13-63W/630-16型隔離開關兩組。4、電流互感器。①線路使用的電流互感器。選用LB7-110W22×600/55P30/5P30/0.5/0.2s計算結(jié)果LB7-110W22×600/5工作電壓110kV額定電壓110kV工作電流183.70A額定電流600A熱效應<4S>100.80熱效應<4S>441沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流54.9kA所以滿足要求。準確度等級選為5P30/5P30/0.5/0.2s,二次連接導線截面取4mm2②橋回路上使用CT選擇類型為LB7-110W22×600/55P30/5P30/0.5/0.2s③變壓器使用的CT選擇如下：a、裝入式CT：LRD-110-B200～600/503只LR-110-0.5300/56只b、中性點處CT：LRD-35-B100～300/5105、電壓互感器110kV母線上使用的電壓互感器選用TYD-型電壓互感器接線方式為準確度等級為0.5級,相應的6、110kV側(cè)匯流線母線選擇。<一>110kV側(cè)匯流線母線選擇本次設計110kV配電裝置,為減小占地面積,使構架簡明布置清晰,采用管形母線,并使用鋁合金管母。導線截面按長期發(fā)熱允許電流的最小截面選擇:根據(jù)有關資料,初選LF21-100/90Ial=KIaln=0.81×2350=1903.5<A>型號截面載流量<70℃截面系數(shù)<W>慣性半徑慣性矩JLF21－100/901491mm22350A33.8cm33.36cm169cm4校驗:a.對于110kV,外徑Φ100大于Φ20,不進行電暈校驗b.熱穩(wěn)定檢驗:Qk=Qp+Qnp因110kV后備保護整定時間為4S,故tk＞1.導體發(fā)熱主要由周期分量來決定。此情況下,可以不計非周期分量的影響,即Qnp不計。Qk=Qp=42×10.83=173.28<kA2.s>查教材表4-6C=97管形母線集膚系數(shù)KS=1Smin===mm2結(jié)果Smia=223.30＜1491滿足熱穩(wěn)定要求c.動穩(wěn)定校驗:動穩(wěn)定園形導體形狀系數(shù)Kf=1跨度L=6.6相間距a=2fmax=1.73Kfi2sh.×10-7=1.73×1×<12.68>2×<1/2>×10-7×106=13.91<N>M===75.74<N·m>σ相===2.24×106Pa鋁材料的容許應力σal=70×106Paσ相＜σM計算結(jié)果σ相=2.24×106Paσal=70×106Paσ相＜σal動穩(wěn)定合格因所計算出母線所受力為2.24×106Pa遠小于材料許用應力,故110KV母線選用LF21-Φ100/90鋁錳合金管。<二>10kV側(cè)匯流線母線選擇1、匯流母線<主變至10kV總柜及母分回路中部分連絡線><1>按最大負荷電流<10kV側(cè)>,選用兩片矩形銅導體TMY-2×<120×10>三相母線水平布置,母線在絕緣子上平放,查得40℃時載流量為3090A,集膚效應系數(shù)。<2>熱穩(wěn)定校驗：查教材表4-6得C=171所以校驗合格?！?動穩(wěn)定校驗。相間應力計算L=1.2m,a=0.25m同相條間應力計算<不加襯墊時>所以可查表得形狀系數(shù)=0.35條間彎矩因垂直于條間作用力的截面系數(shù):所以在單相母線兩片銅導體之間必須加襯墊。假設加一個襯墊襯墊厚度同b=10mm查表得導體形狀系數(shù)=0.35條間彎矩所以校驗合格,在母線<每相>中的每跨絕緣子中加一個襯墊。故變壓器至10kV總柜線選用TMY-2×<120×10>銅導體矩形,每相銅排每跨加一個襯墊。2、匯流母線柜中母線<10kV>及母線分段用的部分連絡導體］<1>按最大負荷電流<10kV側(cè)>,考慮主變過載,選用兩片矩形銅導體TMY-2×<120×10>三相母線水平布置,母線在絕緣子上平放,查得40℃時載流量為3090A,集膚效應系數(shù)。<2>熱穩(wěn)定校驗同1。校驗合格。〔3動穩(wěn)定校驗。同1。校驗合格。故10KV母線<柜中>及母分回路部分連絡線采用TMY-2×<120×10>矩形銅導體平放布置,每相每跨兩片銅導體間加一個襯墊。3、導體<10kV柜中出線導體>在選擇10kV柜中出線母線時,按10kV出線中的出現(xiàn)最大負荷的那條出線為準選擇每個柜的出線導體。<1>按長期允許電流選擇選用TMY-60×6矩形銅導體,三相母線水平放置,母線在絕緣子上平放,查表得40℃時導體載流量為873A,=1。4、開關柜KYN28A-12開關柜零部件少、極易組裝；機械結(jié)構簡單；模塊設計；滿足GB型式試驗標準、防護等級為IP4X。KYN28A-12的柜體的尺寸由650<800、1000>×1500×2300可用作進線柜、出線柜等,適用于各種方案。KYN28A-12開關柜內(nèi)配移開式手車,手車設計緊湊,重量輕,單人可操作；手車通過螺桿推進機構操作手車；可配VD4或VS1真空斷路器,其采用彈簧一體化操作機構；10,000次操作免維護。KYN28A-12開關柜采用單獨的、可靠的機械"五防"結(jié)構。柜間采用電氣閉鎖,柜前裝有帶電顯示器并配置獨立的電源開關,滿足防誤功能要求。一、出線開關柜：,選用KYN88A-12-型開關柜,柜體的尺寸由800×1500×2300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-12800/515VA5P/20400/515VA0.2S3只斷路器VS1-12/1250-31.51臺操作機構為彈簧一體化操作機構帶電顯示器1套零序電流互感器BW-LJK120J50/15VA10P1只接地閘刀JN15-12/31.51組設備校驗：a.LZZB11-12800/515VA5P/20400/515VA0.2S型電流互感器。計算結(jié)果LZZB11-12800/5工作電壓10kV額定電壓12kV工作電流310.88A額定電流400A熱效應<4S>3733．216724沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流80kA校驗合格,二次導線截面取2.5mm2b.斷路器VS1-12/1250-31.5kA計算結(jié)果VS1-12/1250-31.5kA工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流310.88A額定電流1250A短路電流23.29kA額定短路開斷電流31.5kA沖擊電流58.88kA額定短路關合電流80kA熱效應<4S>3733．213969沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流80kA校驗合格。二、進線開關柜：〔1選用KYN28-12型開關柜,柜體的尺寸1000×1500×2300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-123000/525VA5P156只電流互感器LZZB11-123000/525VA0.2S3只斷路器VS1-12/4000-40KA1臺操作機構為彈簧一體化操作機構a.LZZB11-123000/5電流互感器母線式CT不需動、熱穩(wěn)定校驗,二次連接導線截面2.5mm2b.斷路器VS1-12/4000-40kA計算結(jié)果VS1-12/4000-40kA工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流2020.79A額定電流4000A短路電流23.09kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流58.88kA額定短路關合電流100kA熱效應<4S>3733．21熱穩(wěn)定電流<4S>6400沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流100kA校驗合格。d.操作機構選用彈簧一體化操作機構三、母分開關柜：〔1選用KYN28A-12-型開關柜,柜體的尺寸1000×1500×2300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-123000/525VA5P153只電流互感器LZZB11-123000/520VA0.53只斷路器VS1-12/4000-40kA1臺操作機構為彈簧一體化操作機構a.LZZB11-123000/53000/525VA5P15電流互感器母線式CT不需動、熱穩(wěn)定校驗,二次連接導線截面2.5mm2b.斷路器VS1-12/4000-40kA計算結(jié)果VS1-12/4000-40kA工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流2020.79A額定電流4000A短路電流27.22kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流58.88kA額定短路關合電流100kA熱效應<4S>3733．216400沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流100kA校驗合格。d.操作機構選用彈簧一體化操作機構四、母設開關柜選用XGN28A-12-043柜主要電氣設備:高壓熔斷器XRNP-12/0.5A50kA3只電壓互感器JDZXF71-12300VA3只避雷器選用HY5WZ-17/453只帶電顯示器一套a.高壓熔斷器XRNP-12/0.5A①②③故選用XRNP-12/0.5A型高壓熔斷器。b.電壓互感器選用JDZXF71-1200VA3只接成星形接線,輔助繞組接成開口三角形。c.避雷器選用HY5WZ-17/45d.帶電顯示器一套第二篇新疆巴楚縣110kV變電所二次設計部分設計第七章概述7.1繼電保護裝置的作用[9]繼電保護裝置,是指能反映電力系統(tǒng)者電氣元件發(fā)生故障會不正常運行狀態(tài),并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。在電力系統(tǒng)中,除采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外,故障一旦發(fā)生,在繼電保護作用下迅速而有選擇性的切除故障元件,這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。7.2電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求[10]繼電保護裝置應滿足可靠性,選擇性,靈活性和速動性的要求。1．可靠性可靠性是指保護動作時應能可靠動作,不該動作時應可靠不動作。可靠性是四性的前提,在擬定,配置和維護裝置時,都必須滿足可靠性的要求。為保證可靠性,以選用可能最簡單的保護方式,應采取必要的檢測,閉鎖和雙重化等措施。此外,保護裝置還應便于整定,調(diào)試和運行維護,2．.選擇性選擇性是指首先由故障設備或線路的保護切除故障,當故障設備或線路的保護或斷路器動作時,應由相鄰設備或線路的保護切除故障。3．靈敏性靈敏性是指在被保護設備或線路范圍內(nèi)故障時,保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)應根據(jù)常見不利于運行方式和不利的故障類型計算。各類短路保護裝置的靈敏系數(shù)應按有關規(guī)定整定。4．速動性速動性是指保護裝置應能盡快的切除短路故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,限制故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。7.3保護整定時應考慮的問題7.3.1選擇保護配置及構成方案時的基本原則根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》[9]SDJ6—83對繼電保護有如下要求：繼電保護和安全自動裝置應符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。當確定其配置方案時,應考慮以下幾個方面：〔1電力設備和電力網(wǎng)的結(jié)構特點和運行特點；〔2故障出現(xiàn)的概率和可能造成的結(jié)果；〔3電力系統(tǒng)的近期發(fā)展情況；〔4經(jīng)濟上的合理性；〔5國內(nèi)和國外的成熟經(jīng)驗。根據(jù)繼電保護設計技術規(guī)范：條繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。確定電力網(wǎng)結(jié)構,廠站主接線和運行方式時,必須與繼電保護和安全自動裝置的配置統(tǒng)籌考慮,合理安排。1.0.4應根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設計或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接線及要求,進行繼電保護和安全自動裝置的系統(tǒng)設計。在系統(tǒng)設計中,除新建部分以外,還應包括對原有系統(tǒng)繼電保護和安全自動裝置不符合要求部分的改造設計。為便于運行管理和有利于性能的配合,同一電力網(wǎng)或同一廠站內(nèi)的繼電保護和安全自動裝置的形式,不宜品種過多。電力系統(tǒng)中個電力設備和線路的原有繼電保護和安全自動裝置,凡能滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動性要求的,均應予以保留。同時,繼電保護和安全自動裝置的新產(chǎn)品,應按國家規(guī)定的要求和程序進行鑒定,合格后方可使用。7.3.2系統(tǒng)運行方式的確定整定計算中應選用系統(tǒng)的有最大運行方式,而保護靈敏度校驗時應選用系統(tǒng)最小運行方式,還需考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡接地方式,以便計算保護的整定值和校驗靈敏度。7.3.3短路點的確定按保護的保護對象和范圍來確定,本設計完成變壓器差動保護的整定計算,短路點為三個電壓級母線。第八章玉環(huán)城關區(qū)110kV變電所保護配置方