110kV變電站及其配電系統(tǒng)的設(shè)計-畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計報告課題名稱110kV變電站一次部分設(shè)計 3 第一章原始資料及其分析 1.原始資料 61.1電壓等級 6 1.3待建變電站負荷數(shù)據(jù)(表1) 71.4地形地質(zhì) 7 81.6環(huán)境 82.原始資料分析 8第二章負荷分析 91.負荷分析的目的 92.待建變電站負荷計算 92.135kV側(cè) 92.3站用電容量 2.4待建變電站供電總?cè)萘?第三章變壓器的選擇 3.1主變壓器的選擇 3.2主變壓器臺數(shù)的確定 3.3主變壓器容量的確定 3.4主變壓器相數(shù)的確定 3.5主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定 3.6主變壓器調(diào)壓方式的確定 3.7主變壓器冷卻方式的確定 3.8主變壓器型號的確定 第四章電氣主接線 4.1電氣主接線設(shè)計概述 4.1.1對電氣主接線的基本要求 4.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計原則 4.1.3電氣主接線設(shè)計步驟 4.2電氣主接線的基本形式 4.3電氣主接線選擇 第五章短路電流計算 5.1.短路電流計算的目的和條件 5.1.1短路電流計算的目的 5.1.2短路電流計算條件 5.2.短路電流的計算步驟和計算結(jié)果 5.2.1計算步驟 5.2.2計算各回路電抗(取基準功率S?=100MVAU?=U?v) 5.2.3計算各短路點的最大短路電流 第六章配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 6.1導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件 6.1.1一般原則 6.1.2技術(shù)條件 t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s) 6.1.3環(huán)境條件 6.2.設(shè)備的選擇 6.2.1斷路器的選擇和校驗 6.2.2隔離開關(guān)的選擇與校驗 6.2.335kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 6.2.410kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 6.2.5導(dǎo)線的選擇 6.2.6互感器的選擇 6.2.7避雷器的選擇 6.3.高壓配電裝置的配置 6.3.1高壓配電裝置的設(shè)計原則與要求 6.3.2高壓配電裝置的配置 第七章二次回路部分 7.1繼電保護的基本知識 7.2110kv線路的繼電保護配置及整定計算 7.2.1110kV線路繼電保護配置 7.2.2110kV線路繼電保護整定計算 7.3變壓器的繼電保護及整定計算 7.3.1變壓器的繼電保護 7.3.2變壓器的繼電保護整定計算 7.4母線保護 7.5備自投和自動重合閘的設(shè)置 7.5.1備用電源自動投入裝置的含義和作用 7.5.2自動重合閘裝置 第八章所用電的設(shè)計 8.1所用電接線的一般原則 8.2所用變壓器的選擇 8.3所用電的主接線形式 第九章防雷保護 9.1.1避雷器的類型 9.1.2避雷器的選擇和校驗 9.1.3避雷針的配置 至2006年底，該供電區(qū)有110kV變電站2個，2005年鄭州市區(qū)電網(wǎng)最高負荷55MW,2006年榆林市供電區(qū)電網(wǎng)最高負荷達58MW,增長幅度5.5%,預(yù)計2007年榆林市供地區(qū)預(yù)期負荷增長較快，僅靠兩個110kV變電站無法滿足工業(yè)區(qū)負荷日益增長的需求。隨著因此，急需在開發(fā)區(qū)供電區(qū)域內(nèi)新建一座110kV變電站以滿足日益增長的用電需規(guī)劃》,于2013年擬在鄭州市東區(qū)新建110kV變電站。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方[關(guān)鍵詞]變電站輸電系統(tǒng)配電系統(tǒng)高壓網(wǎng)絡(luò)補償裝置緒論第一章原始資料及其分析待建變電站是鄭州地區(qū)電網(wǎng)改造的重要部分，預(yù)計使用3臺變壓器，初期一次性投1.1電壓等級35kV:5回(其中一回備用)10kV:12回(其中四回備用)AA系統(tǒng)變電站110kv待建變電站CB雙回路圖1變電站位置示意圖FiglTransformersubstationpositionsketchmap1.3待建變電站負荷數(shù)據(jù)(表1)表1待建成變電站各電壓等級負荷數(shù)據(jù)電壓等級用電單位最大負荷(MW)用電類別回路數(shù)供電方式距離宇通公司11架空銅廠1架空A變電站31架空B變電站31架空備用1富士康科技31電纜4東區(qū)印刷廠31電纜5新鄭手機殼22電纜4中牟電機廠21電纜3滎陽機械廠31架空配電變壓器A11架空配電變壓器B31架空其它32電纜4備用2(2)負荷同時率：35kVkt=0.9(3)年最大負荷利用小時數(shù)均為Tmax=3500小時/年(4)網(wǎng)損率為A%=8%(5)站用負荷為50kWcosc=0.87(6)35kV側(cè)預(yù)計新增遠期負荷20MV10kV側(cè)預(yù)計新增遠期符合6MV1.4地形地質(zhì)站址選擇在地勢平坦地區(qū)，四周皆為農(nóng)田，地質(zhì)構(gòu)造皆為穩(wěn)定區(qū)，站址標高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度為6度以下。1.5水文氣象年最低氣溫為5度，最高氣溫為40度，月最高平均氣溫為31度，年平均氣溫為22度，降水量為2000毫米，炎熱潮濕。1.6環(huán)境站區(qū)附近無污染源2.原始資料分析(1)本工程情況變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量(近期，遠景),主變臺數(shù)及容量等。(2)電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃(5～10年),變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式(3)負荷情況負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量(4)環(huán)境條件當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔高度等(5)設(shè)備制造情況為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、第二章負荷分析負荷計算是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)和方法，計算負荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。對供電的可靠性非常重要。如計算負荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負荷計算的重要性。負荷計算不僅要考慮近期投入的負荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠期負荷，如果只考慮近期負荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟的發(fā)展，負荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。所以負荷計算是一個全面地分析計算過程，只有負荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計才有成功的希望。2.待建變電站負荷計算2.135kV側(cè)近期負荷：P近35=15+10+15+2Q?s=P·tgp視在功率=P·tg(cos~10.85)=48.20MVar2.210kV側(cè)視在功率Sz=Sg?s+Sglo+Sg=91.482+12.192+0.057=103.731(MVA)Pg=P?s+P?o+P=77.76+10.364+0.05=88.174(MW)第三章變壓器的選擇主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。另外主變選擇的好壞對供電可靠性和以后的擴建都有很大影響。總之主變壓器的選擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計的成功與否，所以對主變壓器的選擇我們一定要全方面考慮。既要滿足近期負荷的要求也要考慮到遠期。3.1主變壓器的選擇變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。3.2主變壓器臺數(shù)的確定為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)兩臺主變壓器?？紤]到本變電站遠期擴建，將增加一臺。3.3主變壓器容量的確定表3-1電力需求預(yù)測方案份需求預(yù)測(實績)(預(yù)計)(預(yù)測)(預(yù)測)(預(yù)測)(預(yù)測)(預(yù)測)項目區(qū)負荷(兆伏安)備注：表按2006年建成投產(chǎn)項目列出預(yù)測水平年根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》,變壓器容量應(yīng)根據(jù)計算負荷選擇，對平穩(wěn)負荷供電的單臺變壓器式中：S為計算負荷容量(kVA);Se為變壓器容量(kVA);β為負荷率(一般取85%本系統(tǒng)中只有10kv一個負荷等級。2007年預(yù)測最大負荷S為59.38MVA,需要選運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60～70%。50.473×0.7=35.331MVA,當一2015年預(yù)測最大負荷S為108MVA,需要選擇的變壓器容量：S。=S×β=108×0.85=91.8MVA,91.8×0.7=64.26MVA,當一臺停運時，其余變壓器則承擔70%為64.26MVA。故遠期增設(shè)一臺50MVA的主變壓器就可滿足負荷需求。3.4主變壓器相數(shù)的確定3.5主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定由于本次設(shè)計變電站為110kV和10kV兩個電壓等級，該變電所選雙繞組變壓器。3.6主變壓器調(diào)壓方式的確定為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%,而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反(如逆調(diào)壓)時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭的方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且既要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)倒送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實現(xiàn)特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。3.7主變壓器冷卻方式的確定3.8主變壓器型號的確定升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓額定容量(kVA):50000負載損耗(W):184+15%空載電流(%):≤0.3短路阻抗(%):14.5±7.5%電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)4.1.1對電氣主接線的基本要求(1)運行的可靠(2)具有一定的靈活性且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時間短，影響范圍(3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人的接線不但不便于操作，還往往會造成運行人員的簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也(4)經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費(5)具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)4.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計原則和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素,正確處理他們之間的關(guān)系，(1)接線方式：對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能電保護要求時，也可采用線路分支接線。在110—220kv配電裝置中，當出線為2回時，6—10kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施：1.變壓器分列運行2.在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3.采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4.出線上裝設(shè)電抗器。(2)斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用(3)為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。當缺乏足夠的資料時，可采取下列數(shù)據(jù)：1.最小負荷為最大負荷的60—70%,如主要農(nóng)業(yè)負荷時則取20—30%;2.負荷同時率取0.85—0.9,當饋線在三回以下且其中有特大負荷時，可取0.95—1;3.功率因數(shù)一般取0.8;4.線損平均取5%。4.1.3電氣主接線設(shè)計步驟(1)分析原始資料包括變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量(近期，遠景),主變臺數(shù)及容量，最大負荷利用2.電力系統(tǒng)狀況包括電力系統(tǒng)近期及遠景規(guī)劃(5—10年),變電站在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方主變壓器的運行安全以及對通信線路的干擾等。我國一般對35kv及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)(中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地),又稱小電流接地系統(tǒng)，對110kv就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，有稱大電流接地系統(tǒng)。的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當前及較長遠時間(5—10年)的檢驗。4.環(huán)境條件(2)主接線方案的擬定與選擇級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案(近期和遠景)。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個技術(shù)上相當，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新(3)短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇對選定的電氣主接線進行短路電流計算，并選擇合理的電氣設(shè)備。(4)繪制電氣主接線容量也不一樣，因而為便于電能的匯集和分配，再進出線較多(一般超過4回),采用其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有6回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11回出線，其中兩回備用，圖3—1方案一主接線圖圖3—2方案二主接線圖圖3—3方案三主接線圖該地區(qū)海拔185m,海拔并不高，對變電站設(shè)計沒有特殊要求，地勢平坦，屬平原均最高溫度+34°C。最大風速30m/s,復(fù)水厚度為10mm,屬于我國第V標準氣象區(qū)。因此110kv側(cè)采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟性要求，對于35kv及10kv側(cè)，采用單母線分段接線方式。第五章短路電流計算的運行。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量僅增加了投資，甚至會因開斷電流不能滿足而選不到符合要5.1.1短路電流計算的目的(1)電氣主接線的比較。(2)選擇導(dǎo)體和電器。(3)在設(shè)計屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距5.1.2短路電流計算條件(3)電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負荷下運行；(5)不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；(6)除去短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計；(7)元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；(8)輸電線路的電容忽略不計。(1)驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃；(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響；(3)導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。5.2.短路電流的計算步驟和計算結(jié)果5.2.1計算步驟在工程計算中，短路電流其計算步驟如下：1、選定基準電壓和基準容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標么值；2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、選擇短路點；4、按短路計算點化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；5、利用實用曲線算出短路電流。5.2.2計算各回路電抗(取基準功率Sa=100MVAUa=Uav)低壓側(cè)3高壓側(cè)中壓側(cè)線路側(cè)根據(jù)上面所選的參數(shù)進行計算：X13=X1/2=0.241/2=0.1205X10=X3/2=0.175/2=0.0875X11=X5/2=-0.008/2=-0.0040X12=X7/2=0.111/2=0.05555.2.3計算各短路點的最大短路電流Xz*=X??=0.1205I"*=Is*=1/Xx*=1/0.1205=8.299Xx*=X13+X10+X11=0.1205+0.0875-0.0040=0.204I"*=Is*=1/Xz*=1/0.204=4.902Xs*=X13+X10+X12=0.1205+0.0875+0.0555=0.2635I"*=Is*=1/Xz*=1/0.2635=3.795第六章配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇選擇的高壓電器，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(一)電壓選用電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即Umax≥Ug(二)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行方式下的持續(xù)工作電流高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。(一)校驗的一般原則(2)用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。(3)短路的熱穩(wěn)定條件式中Qdt—在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)(kA·s)It—t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)定電流時間(s)td—斷路器全分閘時間(s)ich≤idfIch≤Idf式中ich—短路沖擊電流峰值(kA)建議額定電流減少1.8%;當?shù)陀?40°C時，每降低1°C,建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%。6.2.1斷路器的選擇和校驗要求時，可以選用SF;斷路器。高壓斷路器選擇的技術(shù)條件如下：Ix≥Imax3、額定開斷電流選擇：Ix≥l?4、額定關(guān)合電流選擇：隔離開關(guān)的選擇，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗項目與斷路器相同。流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇及校驗過程如下：(1)額定電壓選擇：Ux≥Ux=110kV(2)額定電流選擇：Ix≥Imx=21214A(3)額定開斷電流選·:(4)額定關(guān)合電流選擇：iy=2.55i=2.55×5.5827=14.235kAix≥i=14.235%A根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SW6—110I/1200,型號額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/SSW6—110I/1200根據(jù)110kV側(cè)短路計算結(jié)果，查短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路Q=Q,+QQ=Q,+Q=57.63+1.558=59.218(kA)2.s根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，得I2t≥Q?(6)動穩(wěn)定校驗：根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，i=80kA6.2.2隔離開關(guān)的選擇與校驗根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號為GW5—110Ⅱ/630,其技術(shù)參表6-2GW5—110Ⅱ/630技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓額定電流/A動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kAGW5—110Ⅱ/630所以I2t≥Q(4)動穩(wěn)定校驗：根據(jù)表6-2數(shù)據(jù)，i=50kA由110kV短路計算結(jié)果得，i=146.2.335kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(3)額定開斷電流選擇：(4)額定關(guān)合電流選擇：i=2.55i=2.55×4.2297=10.786kA根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SN10—35/1000,技表6-3SN10—35/1000技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/SSN10—35/1000根據(jù)35kV側(cè)短路計算結(jié)果，查短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路Q=Q,+QO=TI2=0.05×4.229F=0.89(kA)2·sO=Q,+Q=18.23+0.89=19.12(k4)2·s根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，得I2t=16.52×4=1089kA)2·sI2t≥Q?(6)動穩(wěn)定校驗：根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，i=4lkA(1)額定電壓選擇：(2)額定電流選擇：Uv≥U=35kVIx≥Imax=25011A表6-4GN2—35T/400技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流/kAGN2—35T/400I2t≥Q(4)動穩(wěn)定校驗：根據(jù)表6-4數(shù)據(jù)，i=52kA6.2.410kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗選擇最大負荷支路進行最大持續(xù)工作電流計算，則有(2)額定電流選擇：Ix≥lmx=20207A(3)額定開斷電流選擇：由上述短路計算得，I=10.926kA(4)額定關(guān)合電流選擇：iy=2.55i=2.55×10.926=27.8613kAiv≥i=27.8613kA根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SN10-10I/630,表6-5SN10-10I/630技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓額定電流/A額定開斷電流/kA動穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/SSN10-10I/630(5)熱穩(wěn)定校驗：I}t≥Q根據(jù)10kV側(cè)短路計算結(jié)果，查短路電流周期分量計算曲線數(shù)字表，計算短路O=Q,+Q=119.73+5.97=125.7(kd)2·s根據(jù)表6-5數(shù)據(jù)，得I;t=162×4=1024kA)2-sI}t≥Q即滿足熱穩(wěn)定校驗。(6)動穩(wěn)定校驗：根據(jù)表6-5數(shù)據(jù)，i=40kA由10kV短路計算結(jié)果得，i=27.861kA由于按按該母線最大工作電流選定的斷路器是該電壓級別的最小型號，那么如果按選擇第大負荷支路進行最大持續(xù)工作電流值進行選擇，則有型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流/kAGN6—10T/400I2t=142×5=98dkA)2.sI;t≥Q(4)動穩(wěn)定校驗：對于其他支路由于在滿足動穩(wěn)定行的前提下，按支路的最大工作電流選定的隔離開+70℃;在計太陽輻射的影響時，鋼芯鋁絞線可按不超過+80℃來考慮。(一)、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面S年最高平均溫度為+31℃,而導(dǎo)線長期允許溫度為+80℃,則溫度修正系數(shù)：則Ia=Imax/K?=547/0.944=579.45(A)選擇110KV母線型號為：LGJ—185,查表得Iy=6Imax=547A<K?Iy=0.944×631=3595.66A滿足要求(一)、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面SI??=Imax/k?=1498/0.944=1587A選擇35KV母線型號為：h100×b10(單條矩形),查表得Iy=1663A。Imax=14989A<k?Iy=0.944×1663=1569A滿足要求則W=bh2/6=10×1002/6=16666(mm2)=1.6666×10~?m2相鄰支柱間跨距取L=1.5m=3.55×10?(pa)σmax<0y=70×10?paIyi=Imax/k?=703.9/0.944=745.65A選擇10KV母線型號為h63×b10(單條矩形),查表得Iy=1129A。Imax=703.9A<K?Iy=0.944×1129=1004.81A滿足要求相鄰支柱間跨距取L=1.5m=42.66×10?(pa)σmax<oy=70×10?pa6.2.6互感器的選擇互感器(包括電流互感器TA和電壓互感器TV)是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵簩⒁淮位芈返母唠妷汉痛箅娏髯?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷?100V)和小電流(5A或1A),使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)小巧、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。本變電站電流互感器選擇：110k線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LCWB6-110型瓷絕緣戶外電流互感器。1)110kV電流互感器：選用LCWB6-110一次回路額定電壓和電流：Uu=110kV=UkIu=2×300A>Imx=206.7A,合格；(K?Ix)2=(75×0.3)2=506.25(kA)2·s√2IK=√2×0.3×130=55.15kA>ia=6.9335kV線路側(cè)選用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗合格，配置位置參見主接線圖；35kV變壓器側(cè)選用LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗合格，配置位置參見主接線圖。2)35kV電流互感器：線路側(cè)選用LZZB8-35型電流互感器。Iy=300A>Imx=216.5A,合格；熱穩(wěn)定校驗：(K?Ix)2=(65×0.3)2=380.25(kA)2·s合格。合格。變壓器側(cè)選用LR-35型電流互感器。Iy=800A>Imx=346.42A,合格；熱穩(wěn)定校驗：(K?Iw)2=(65×0.8)2=2704(kA)2·s合格。√2IK=√2×0.8×100=113.12kA>ia=14.36kA,合格。10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LA-10型穿墻式電流互感器。3)10kV電流互感器：選用LZZBJ9-10型電流互感器。Iy=2000A>Imx=1212.47A,合格；(K?Ix)2=(50×2)2=10000(kA)2·s√2IwKo=√2×2×90=254.52kA>i=24.96kA,110kV母線選用JDCF-110型單相瓷絕緣電壓互感器。1)110kV電壓互感器：出線電壓互感器選用TYD-110成套電容式電壓互感器，母線電壓互感器選用JDCF-110單相瓷絕緣電壓互感器。一次回路電壓：0.8Uw=88kV<Ux=110kV<1.2Uw=132kV,合格；二次回路電壓：110/3V,合格。35kV母線選用JDZXW-35型單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。2)35kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JDZXW-35單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感一次回路電壓：0.8Uy=28kV<Uv=35kV<1.2Uy=42kV,合格；二次回路電壓：110V,合格。10kV母線選用JSZX1-10F型三相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。3)10kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JSZK1-10F三相相環(huán)氧澆注絕緣電壓互一次回路電壓：0.8Uu=8kV<Uk=10kV<1.2Uw=12kV,合格；二次回路電壓：110V,合格。1避雷器的配置(一)配電裝置的每組母線上，均裝設(shè)避雷器。(二)三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。(三)變壓器高、低壓側(cè)中性點均裝置避雷器。2避雷器的選擇(一)110kV選擇：Y5W84/197(變壓器)6.3.高壓配電裝置的配置6.3.1高壓配電裝置的設(shè)計原則與要求裝置形式時，必需滿足下列5點要求。(一)滿足安全凈距要求。(二)施工、運行和檢修要求。(三)噪聲的允許標準及限制措施。(四)靜電感應(yīng)的場強水平和限制措施。(五)電暈條件無線電干擾的特性和控制。6.3.2高壓配電裝置的配置(1)根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器的型式、出線多少和方式、有無電抗器47%,而總投資為普通中型的98.2%,同時，該型布置在運行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似，能適應(yīng)采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置第七章二次回路部分7.1繼電保護的基本知識距離保護是根據(jù)故障點距離保護裝置處的距離來確定其動作電流的，較少受運行方式的影響，在110—220kV電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。故在本設(shè)計中，采用三段式階梯時限特性的距離保護。距離保護的第一段保護范圍為本線路長度的80%--85%,TI約為A.對線路L1進行整定計算網(wǎng)絡(luò)接線圖如下所示：XL2XT23XS2XL1XT21XL3圖7-1系統(tǒng)等值電路圖1.對距離保護的I段進行整定計算Z=KL?Z?=0.85×12×0.4=4.082.對距離保護的Ⅱ段進行整定計算原網(wǎng)絡(luò)可等效化簡如下：^^(XS1+XS2+XL3)//XL2+XL4XT11XT13XT23XT21XL1Ⅱ斷的整定計算與相鄰下級的I段相配合3.對距離保護的Ⅲ段進行整定計算=2.14428.836≥1.2B.對線路L4進行整定計算1.對距離保護的I段進行整定計算2.對距離保護的Ⅱ段進行整定計算原網(wǎng)絡(luò)可等效化簡如下：((XS1+XS2+XL3)//XL2+XL1XL4XT21XT23圖7-3系統(tǒng)等值電路圖Ⅱ斷的整定計算與相鄰下級的I段相配合=0.743=8.217應(yīng)與下一級的Ⅱ段相配合。3.對距離保護的Ⅲ段進行整定計算按躲開最小負荷阻抗整定：作為近后備時=19.1725≥1.5滿足要求。作為遠后備時，=0.7696=15.97≥1.2滿足要求。7.3變壓器的繼電保護及整定計算變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來研總的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過對于上述故障和不正當工作狀態(tài)，根據(jù)DL400--91《繼電器保護和安全起動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護：1、瓦斯保護為了反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的保護。它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷為了反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護或電流速動保護。縱差動保護適用于并列運行的變壓器，容量為6300KVA以上時；單獨運行的變壓器，容量為10000KVA以上時；3、復(fù)合電壓啟動的過電流保護輕瓦斯保護的動作值采用氣體體積表示。通常氣體體積的整定范圍為250-350cm2.對于容量在10MVA以上的變壓器，整定值多采用250cm2,氣體體積的調(diào)整可通過改變定為0.6-1.5m/s時，保護反映變壓器內(nèi)部故障是相當靈敏的。但是，在變壓器外部故障時，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度為0.4-0.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護誤動作，可將油流速度整定為1m/s左右。2、縱聯(lián)差動保護(1)縱差動保護的整定計算：a)躲過外部短路時的最大不平衡電流，即Lmax=(Afm+△U+0.1KK)Tmx引起的相對誤差；單相變壓器△=1-nM/n???|,Yd11接線的三相變壓器△U——有變壓器帶負荷調(diào)壓所引起的相對誤差，去電壓調(diào)整范圍的一K——考慮短路電流非周期分量影響系數(shù)，去1.5—2;K?——電流互感器同型系數(shù)，取值為1Imx——保護范圍外最大電流I=KLmax=1.3×(0.422+0.05+0.1×1.5×1)×10.926=88204b)躲過變壓器最大的勵磁涌流，即I?=KK?IxIx——變壓器的額定電流K——勵磁涌流的最大倍數(shù)(即勵磁涌流與變壓器的額定電流的比值),取4一種是采用具有速飽和變流器的差動繼電器(BCH2型),可以減少勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，此時取=1;另一種通過鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別，在勵磁涌流時將差動保護閉鎖，此時在整定時可以不考慮勵磁涌流的影響，此時取K=0C)躲過電流互感器二次回路斷線時的最大負荷電流，即I=K,?l?,mayI?mx——變壓正常運行時的最大負荷電流。在最大負荷電流不確定時，可變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時，另一側(cè)電流互感器的二次電I=KI,max=1.3×125.51=163.164(2)靈敏系數(shù)校驗式中，Im為各種運行方式下變壓器保護范圍內(nèi)部故障時，流經(jīng)差動繼電器的最小差動電流；靈敏系數(shù)K一般不應(yīng)低于27.4母線保護(1)母線保護的要求路器。母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件(2)母線完全電流差動保護及整定計算i?=i+i;-i;=0。流入差動繼電器的電流只是由于電流互感器特性不同而引起的不平ix=i+i;+i,母線所有連接元件的電流互感器應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，差動繼電器的動作電I?,=K×0.1lmax/Kz(7-5)Imx——保護范圍外部故障時，流過母線完全差動電流保護用電流互感I=K×0.1?max/K??=1.3×0.1×10.926=14204的動作電流大于任一元件中最大的負荷電流I,mx,即I?=Kl,max/Kr?=1.3×21214/60=4.597A系數(shù)應(yīng)大于2。保護裝置的靈敏系數(shù)用下式校驗7.5備自投和自動重合閘的設(shè)置備用電源自動投入裝置是指當工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動裝置，簡該變電所的10KV母線為單母分段接線形式，變電所內(nèi)有兩臺主變壓器，正常運行時為兩臺變壓器分裂運行，其備用方式為互為備用的“暗備用”,因此考慮在母聯(lián)斷路器上裝設(shè)有備自投裝置以提高供電的可靠性。1、大大提高供電的可靠性，減少停電次數(shù)，特別時對單側(cè)電源的單回線路尤為顯3、彌補輸電線路耐雷水平將定的影響。在電力系統(tǒng)中，10KV線路一般不裝設(shè)避雷線，35KV線路一般只在進線端1-2km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動重合閘后，可提高供電可靠性。4、對斷路器本身由于機構(gòu)不良或繼電保護誤動作而引起的誤跳閘，能其糾正的作第八章所用電的設(shè)計所用電負荷供電，根據(jù)所用電負荷,進行所用變壓器容量和型號選擇。從上面的所用電負荷分析，可知所用電的供電容量S所=0.050MVA,所以在10kV表8-1變壓器型號Tab8-1Transformermodel額定容量額定電壓連接組別阻抗電壓%空載電流%高壓低壓負載空載Y/yn-04在35kV則選用S9—100/35型電力變壓器，其有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表8-2變壓器型號Tab8-2Transformermodel額定容量額定電壓連接組別阻抗電壓%空載電流%高壓低壓負載空載所用電分別采用10kV、35kV母線段供電方式。當10kV母線側(cè)檢修時，可從35kV母側(cè)側(cè)供電，平時分裂運行，保證所用電。以提高供電可靠性。第九章防雷保護9.1防雷設(shè)計設(shè)計原則：已在輸電線路上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電所的母線上，并對于母線有連接的電氣設(shè)備構(gòu)成威脅。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。9.1.1避雷器的類型所以本工程110kV、10kV系統(tǒng)中，采用氧化鋅9.1.2避雷器的選擇和校驗1)額定電壓Uv:避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。2)滅弧電壓Umh:按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大導(dǎo)線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓(滅弧電壓)。3)工頻放電電壓Ugr:在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運行相電壓的3.5倍。在中性點直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運行相電壓的3倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍。4)沖擊放電電壓和殘壓：一般國產(chǎn)閥式避雷器的保護特性與各種電器的具有均可(2)110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗1)型式選擇根據(jù)設(shè)計規(guī)定選用HY5WZ1-126/134氧化鋅避雷器。2)額定電壓的選擇：表5-1避雷器參數(shù)型號額定電壓(kV)滅弧電壓有效值工頻放電電壓有效值沖擊放電電峰值(1.5/20μs)不大于8/20μs沖擊殘壓不大于不小于不大于HY5WZ1-126/2953)滅弧電壓校驗：U=1.15Ux=1.15×126=145(kV)U>C?Um=0.8×145=123.25kV,滿足要求。4)工頻放