變電站課程設(shè)計

變電站課程設(shè)計

第一章主變時選擇

1.1設(shè)計概念

變電站是電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，是聯(lián)絡(luò)發(fā)電廠和顧客的I中間環(huán)節(jié)。它起

著變換和分派電能的作用。

變電站的設(shè)計必須從全局利益出發(fā)，對日勺處理安全與經(jīng)濟(jì)基本建設(shè)與生產(chǎn)

運(yùn)行。近期需要與此后發(fā)展等方面日勺聯(lián)絡(luò)，從實(shí)后出發(fā)，結(jié)合國情采用中等合用

水平的建設(shè)原則，有環(huán)節(jié)的推廣國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)并采用經(jīng)驗(yàn)鑒定合格H勺新設(shè)備、

新材料、新構(gòu)造。根據(jù)需要與也許逐漸提高自動叱水平。

變電站電氣主接線指變電站日勺變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從向完

畢輸配電任務(wù)，變電所H勺主接線是電力系統(tǒng)接線陶成中的一種重要構(gòu)成部分。

一次主接線歐I設(shè)計將直接影響各個不一樣電壓側(cè)電氣設(shè)備的I總體布局，并影響

各進(jìn)出線的安裝間隔分派，同步還對變電所H勺供電可靠性和電氣設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)

的以便性產(chǎn)生很大向影響。主接線方案一旦確定，各進(jìn)出線間和電氣設(shè)備aJ相對

位置便固定下來，因此變電所的一次主接線是電氣設(shè)計的首要部分。

1.2初步方案選定

1.2.1負(fù)荷分析計算

根據(jù)任務(wù)書可知初建變送容量，且預(yù)測負(fù)荷增長率每年，因此有如下

每年口勺負(fù)荷變化量。

SI=350MVA

52=(1+W)S\=(1+4%)x350=364MVA

S3=(1+W)2S\=(1+4%)2x350=378.56MVA

S4=(1+Sl=(l+4%)3x350=393.702MVA

S5=(1+W)4s1=(1+4%)4x350=409.450MVA

S6=(1+W)5s1=(1+4%)5x350=425.829MVA

57=(1+W)6sl=(1+4%)6x35()=442.862MVA

58=(1+W)151=(1+4%)7x350=460.576MVA

1.2.2主變壓器臺數(shù)、容量確實(shí)定

(1)臺數(shù)確實(shí)定

根據(jù)變電站主變壓器容量一般按5——規(guī)劃負(fù)荷來選擇。根據(jù)

都市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)構(gòu)造等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應(yīng)考

慮當(dāng)1臺主變壓器停運(yùn)時，其他變壓器容量在計及負(fù)荷能力容許時間內(nèi)，應(yīng)滿

足I類及II類負(fù)荷的供電。變電站主變壓器日勺臺數(shù)，對于樞紐變電站在中、低

壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)日勺狀況下，變電站以設(shè)置2臺主變電站為宜，并且330kv及如

下電力系統(tǒng)中，一般應(yīng)選用三相變壓器。

因此可預(yù)先確定主變臺數(shù)為2臺，且為三繞組變壓器。(詳細(xì)分析思緒會在如下

部分中解釋。)

(2)容量確實(shí)定

根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃中日勺規(guī)定：按一臺變壓器故障或檢修切除，另一臺

過負(fù)荷30%能滿足最大負(fù)荷選擇。

5丁N+0.3STN=Sg

STN=Sv/1.3=0.77Sv...②

=KSN=0.85SJV.......③

K..........................同步系數(shù)

當(dāng)時，由式可得

=0.77x0.85x409.450=267.985MVA

又由任務(wù)書可知，110V側(cè)的負(fù)荷分派為總?cè)萘康?75%,35KV側(cè)的)為總?cè)萘康?5%。

因此，110kv側(cè)應(yīng)有口勺容量不不不小T2G7.9850.75=200.989MVA

35kv側(cè)應(yīng)有的容量不不不小于267.985x0.25=66.996ME4

通過查閱《電力設(shè)備手冊》可知，應(yīng)選擇H勺變壓器型號為：SFPS()—240000/220

同理，當(dāng)時，110內(nèi)側(cè)的)容量應(yīng)不不不小于301.4470.75=226.085MVA

35KV側(cè)口勺容量應(yīng)不不不小于301.447x0.25=75.362MVA

通過查閱《電力設(shè)備手冊》可知，應(yīng)選擇的變壓器型號仍為

SFPS()—240000/220,與前述一致，符合設(shè)計規(guī)定。

第二章主接線的設(shè)計

2.1方案的選定

(1)方窠的提出

方案一

220kV采用雙母線帶旁路母線接線方式，UOkV也采用雙母線帶旁路母線接

線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》可知，220kV出線5回以上，裝設(shè)專用旁路

斷路費(fèi)，考慮到220kV近期6,裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。根據(jù)《電力

工程電氣設(shè)計手冊》、《發(fā)電廠電氣部分》和變電所的基本數(shù)據(jù)，220kV主接線形

式如圖2-1:

斷路器形成一串，運(yùn)行時，兩組母線和所有斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電,

具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。

UOkV近期出線7回，可采用雙母線接線方式，四線斷路器檢修時，可通過“跨

條”來向顧客供電。而任一母線故障時，可通過另一組母線供電。但由于雙母線

故障機(jī)率較小，故不考慮。

方案三

220kv采用雙母線加六氟化硫斷路器

共回

W3

AAAA

UOkv側(cè)也是同樣日勺

（2）方案的選擇

220kV\HOkV都采用雙母線帶旁路，并且設(shè)計專用的旁路斷路器，使檢修

或故障時，不致于破壞雙母線接線的固有運(yùn)行方式并且不致于影響停電。

220kV采用3/2接線方式時，任一母線故障或檢修，均不致于停電，除聯(lián)絡(luò)

斷路器故障時與其相連日勺兩回線路短時停電外，其他任何斷路器故障或檢修都

不會中斷供電，甚至兩組母線同步故障（或一組檢修，另一組故障時）口勺極端狀

況下，功率仍能繼續(xù)輸送。

HOkV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故

后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時可以輪番檢修，不至中斷供電，

組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時需要停

電。

方案三使用了六氟化硫斷路器可以不使用旁路使得設(shè)備減少，投入減少?？煽啃?/p>

也高。滿足規(guī)定。可靠性比方案二高，經(jīng)濟(jì)性比方案一好。因此選擇方案三。（電

氣接線圖附后）

第三章短路電流的計算

3.1概述

電力系統(tǒng)日勺電氣設(shè)備在其運(yùn)行中都必須考慮到也許發(fā)生H勺多種故障和不正

常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同步也是最危險的故障是發(fā)生多種型式的J短路，由于它們

會破壞顧客日勺正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與

地（對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的狀況。在三相系統(tǒng)中，也許發(fā)生的短路有:

三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短

路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時同樣仍處在對稱狀態(tài)，其他類型H勺短路都是不市稱

短路。

電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在多種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短

路較少，三相短路的機(jī)會至少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其狀況較嚴(yán)重，應(yīng)給

以足夠日勺重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢查電氣設(shè)備的

穩(wěn)定性。

3.2短路計算的目的及假設(shè)

3.2.1短路電流計算目的

短路電流計算目日勺是:

1）在選擇電氣主接線時，為了比較多種接線方案或確定某一接線與否需要

采用限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。

2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、

可靠地工作，同步又力爭節(jié)省資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。

3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢查軟導(dǎo)線的相間和相對地

的安全距離。

4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以多種短路時日勺短路電流為根據(jù)。

5）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。

3.2.2短路電流計算日勺一般規(guī)定

短路電流計算的一般規(guī)定是：

1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，應(yīng)按工程歐I設(shè)計規(guī)

劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5?）。

確定短路電流計算時，應(yīng)按也許發(fā)生最大短路電流日勺正常接線方式，而不應(yīng)按

只在切換過程中也許并列運(yùn)行的接線方式。

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(jī)的影響和電容賠償裝置放電電流的影響。

3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點(diǎn)時，應(yīng)按選擇在正

常接線方式時短路電流為最大的地點(diǎn)。

4）導(dǎo)體和電器時動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器時開斷電流一般按二相短路驗(yàn)算。

3.2.3短路計算基本假設(shè)

短路計算基本假設(shè)是：

1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；

2）所有電源的電動勢相位角相似:

3）電力系統(tǒng)中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

大小而發(fā)生變化；

4）不考慮短路點(diǎn)日勺電弧阻抗和變壓器日勺勵磁電流；

5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負(fù)荷的影響；

6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。

3.2.4短路電流計算基準(zhǔn)值

高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算，為了

計算以便選用如下基準(zhǔn)值：

基準(zhǔn)容量：二100MVA

基準(zhǔn)電壓：（KV）37115230

基準(zhǔn)電流：（KA）15.60.5020.251

3.2.5短路電流計算日勺環(huán)節(jié)

1）計算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下；

2）給系統(tǒng)制定等值網(wǎng)絡(luò)圖；

3）選擇短路點(diǎn)；

4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)當(dāng)作為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流

周期分量的衰減求出電流對短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計算短路電流的標(biāo)幺值、有

名值；

標(biāo)幺值：

有名值：

5）計算短路容量、短路電流沖擊值；

短路容量：

短路電流沖擊值：

6）列出短路電流計算并得出成果。

3.2.6短路電流計算

3.2.6.1短路計算的基本假設(shè)

選用=100MVA,=230kV,系統(tǒng)阻抗歸算到基準(zhǔn)容量：=100MVA,由變

電所的基本數(shù)據(jù)及短路點(diǎn)時開斷能力取220kV側(cè)系統(tǒng)阻抗為0.602,UOkV側(cè)系

統(tǒng)阻抗為1.2,35kV側(cè)系統(tǒng)阻抗為3.744,即系統(tǒng)如圖3-1:

220kVUOkV

圖3-1220kV側(cè)-110kV側(cè)系統(tǒng)阻抗圖

3.2.6.2計算參數(shù)

所選擇變壓器的參數(shù)如表37:

阻抗電壓高一中中一低高一低

%12-147-922-24

表3-1變壓器時參數(shù)

各繞組等值電抗

%取14%,%取9%,%取23%

其中1代表高壓端，2代表中壓端。3代表低壓端。則:

X加=1(6g)%+%3.心一〃*3)%)=：4

X九二1Sg%)=9

XE=jUg%)=0

各繞組等值電抗標(biāo)么值為:二0.58

=&Lx盤=0.375

100S,.

XT5=0

100SN

根據(jù)上述計算成果可以制定系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖3-2:

220KV110KV

其中乂門：，=X/6*、XT/=XT7.、XT5*=

110KV

圖3-3

_XTytXXTf>,_

A

73.6*—yrYU.乙￥

AT3*+AT6*

八T44~八7*7*

V_X.*X、X/8*

A7-5.8*~~~~2^/U

Ais*十A78*

3.2.7等值網(wǎng)絡(luò)簡化及計算

3.2.7.1220kV母線發(fā)生三相短路

當(dāng)220kV母線發(fā)生三相短路時，即點(diǎn)短路時35kV母線側(cè)因沒有電源，無

法向220kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計。網(wǎng)絡(luò)簡化如圖3-4:

siS2

<0,182

0.455

K1

0.29

0

圖3-4

即圖3-5

S1

0.182

0.745

S2

圖3-5

其中/7n=/J.O+XT1*.v.7/?+XT，，^-0.29+0+0.455-0.745

K1點(diǎn)日勺短路電流周期分量

—=5.495——=1.342

X**XT2-7*

可得:

=L+，2

心點(diǎn)的短路電流周期分量有名值：

7^=6.837X2.510=17.162(kA)

K：點(diǎn)日勺短路時沖擊電流的|有名值：

〃=2.55/；尸43.762(kA)

小1.51幾=25.914(kA)

K1點(diǎn)的短路容量：

S；2=庖/&=百X17.162X220=6539.6(MVA)

3.2.7.2UOkV母線上發(fā)生三相短路

當(dāng)HOkV母線上發(fā)生三相短路時，即K2日勺等值網(wǎng)絡(luò)簡化如圖3-6:

I

S0.472

20,455

1圖3-6

K2點(diǎn)短路電流周期分量乙=—^=2.119

1

八Y;n-7京

K2點(diǎn)短路電流周期分量有名值:

/A2.=/,+/2=4.317

=4.317X5.02=21.67(kA)

K2點(diǎn)短路時沖擊電流有名值:

〃=2.55七二55.30(kA)

*=L51/；2=32?75(kA)

短路容量為：

SK2=>/3TK2UN=y/3X38.22X110=4131.81(MVA)

3.2.7.310kV母線值發(fā)生三相短路

當(dāng)10kV母線值發(fā)生三相短路，即K3時等值網(wǎng)絡(luò)簡化如圖3-7:

?S19S2

0.472/0.455

)0.1875

J

圖3-7

Xf=X”，+X?6,=0/72

XT2-7*=XT2*+Xm=0.6425

由分布系數(shù)法Q_XNZ

LXM

_AC2

XMCI-?-1

可得X“z=0.232

c0.2320232

C.===0.492G=-^=0.510

0.472’0.455

X_0.472+0.1875

=1.34

"~~C^~0.492

vX0.455+0.1875-

X9/—=V2~=-1.26

C20.510

K3點(diǎn)短路電流周期分量/；=—=-^=0.746

'Xht0.34

11

/,=一=——=0.794

X2J0.26

K3點(diǎn)短路電流周期分量有名值:

IK3*=/]+/、=1.54

/K3=/K3*4=L57X15.6=24.024(kA)

K3點(diǎn)短路時沖擊電流有?名值：

驍=/：3、2.55=61.261(kA)

*二/心》L51=36.276(kA)

短路容量:

S'K3=6U7】3=1456.38(MVA)

則系統(tǒng)短路點(diǎn)H勺各個值如表3-2:

穩(wěn)

態(tài)

短

路

路

短

短

路

短

路

基

準(zhǔn)

短路

電

流

流短路

流

流

電

電

基準(zhǔn)額定電1

的

電

點(diǎn)

一

標(biāo)

同容量

有

擊

冶

壓

標(biāo)

標(biāo)

電流電流B沖

編

力

期

有S

值

值

值.

1B』

號h

名

值(MVA)

(kV)(kA)(kA)L”Q

7:(kA)，

(KA)W⑷

17.1625.9143.766539.

K12302.5102.5106.873

2426

4131.

K21155.025.024.31721.6732.7555.30

8

24.0236.2761.261456.

K33715.615.61.54

4614

第四章電氣設(shè)備的選擇

4.1斷路器日勺選擇

變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能,

正常運(yùn)行時，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在變電所電氣主接線中，還擔(dān)任變化

主接線H勺運(yùn)行方式H勺任務(wù)，故障時，斷路器一般以繼電保護(hù)H勺方式配合使用，

斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路H勺正常供電及系統(tǒng)的）穩(wěn)定性。

高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等規(guī)定選擇其種類及

型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更

少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35kV?220kV一般采用SF6斷路器。

4.1.1220kV高壓側(cè)斷路器

1）額定電壓選擇:

2）額定電流選擇：

考慮到變壓器在電壓減少5%時其出力保持不變，因此對應(yīng)回路的

=1.05,即：

.=2s“xl.05_2xl20xl.05

八一/…73x2205/3x220=0.661(kA)

3）按開斷電流選擇/〃>/；2口7.162

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW2-220型SF6斷路器其參數(shù)如下：額定電壓

220kV,最高工作電壓245kV,額定電流2500A,額定開斷電流31.5kA,額定閉

合電流峰值100kA,動穩(wěn)定電流峰值55kA,4s熱穩(wěn)定電流40kA,固有分閘時間

0.05S,合閘時間0.15S,

4）校驗(yàn)熱穩(wěn)定:

由于為SF6斷路器，則=0.04s

可以求得//0.59

Q=般=17.1622X0.59=173.775(kA2.S)

222

Qr=lrt=31.5X4=3696(kA.S)

即2,滿足規(guī)定；

4.1.2UOkV高壓側(cè)斷路器

1)額定電壓：=1.15X110=126.5(kV)

2)額定電流:

二2SNXL()5_2X12()X105

八一/3—昌]]()73x110=0.992((kA)

3）按開斷電流選擇：＞2=21.67

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW2-110I型SF6斷路器，其參數(shù)為：最高

工作電壓126kV,額定電流3150A,額定開斷電流3L5kA,短路開斷電流125kA,

動穩(wěn)定電流峰值125kA,3S熱穩(wěn)定電流50Ka.

4)檢查熱穩(wěn)定

222

Q=fj1/：=21.67x0.57=26.667(kA.S)

22

Qr=Irt=4O'X3=4800(kA.S)

即QQQ”滿足規(guī)定。

4.1.335kV高壓側(cè)斷路器

1)額定電壓：=1.15X35=42.05(kV)

2)額定電流:

二2SN，LO5_2x120x1.05

=1.0375((kA)

八一73x356x35

3)按開斷電流選擇：＞2=24.024

由于為真空斷路器，則=0.015s,可以求得=0.6

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇皿'8-35型SF6斷路器，其參數(shù)為：最高工作電

壓40.5kV,額定電流1600A,額定開斷電流25kA、額定閉合電流峰值63kA,動

穩(wěn)定電流峰值63kA,4s熱穩(wěn)定電流25kA,固有分閘時間0.06S,合閘時間0,1S,

4)檢查熱穩(wěn)定

Q=h=24,0242x0.6=346.29(kA2.S)

22

Qr=Irt=25X4=2500(kA.S)

即Q，＞2,滿足規(guī)定。

4.1.4llOkV出線側(cè)斷路器

由于出線回路為10回，則

2SNXL05_2X120X1.05

=0.198((kA)

IN~Jgmax

5V3xllO73x110

動態(tài)穩(wěn)定電流峰值〉力「55.30

額定開斷電壓：＞2=21.67

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW2—1101型SF6斷路器，其參數(shù)為：最高工作

電壓126kV,額定電流3150A,額定開斷電流31.5kA,短路開斷電流125kA：動

穩(wěn)定電流峰值125kA,3S熱穩(wěn)定電流50KA.

校驗(yàn)熱穩(wěn)定:

X。，九

由于為SF6斷路器，則=0.04s可以求得=0.57

Q=5=21.672X0.57=26.667(kA2.S)

Q,=lr2t=402X3=4800(kA2.S)

即0>Qd滿足規(guī)定。

4.1.535kV出線側(cè)斷路器

由于出線回路為6回，則

125.vxLQ5_2xl20xl.05

/'j/gmaJ30x35―一6x35=0.346((kA)；

額定開斷電壓：＞2=21.67

由于為真空斷路器，則=0.015s,可以求得=0.6

動態(tài)穩(wěn)定電流峰值＞［『61.261

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW8-35型SF6斷路器，其參數(shù)為：最高工作電

壓40.5kV,額定電流1600A,額定開斷電流25kA,額定閉合電流峰值63kA,動

穩(wěn)定電流峰值63kA,4s熱穩(wěn)定電流25kA,固有分閘時間0.06S,合閘時間0.1S,

檢查熱穩(wěn)定

Q=h=24.024?xO.6=346.29(kA2.S)

Q,=Irt=25ZX4=2500(kA\S)

即Q，＞Q.滿足規(guī)定。

4.2隔離開關(guān)的選擇

隔離開關(guān)：配制在主接線上時，保證了線路或設(shè)備檢修時形成明顯的斷口,

與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，因此操作隔離開

關(guān)時，必須遵守倒閘操作次序。

送電：首先合上母線隔離開關(guān)，另一方面合上線路側(cè)隔離開關(guān)，最終合上斷

路器，停電則與上述相反。

隔離開關(guān)的配置：

1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時形成明顯H勺斷口，

與電源側(cè)隔離；

2）中性點(diǎn)直接接地的一般型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；

3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器

和母線H勺檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷

路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩

側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；

4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；

5）當(dāng)饋電線的顧客側(cè)設(shè)有電源時，斷路器通往顧客H勺那一側(cè)，可以不裝設(shè)

隔離開關(guān)，但假如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生H勺過電壓，也可以裝設(shè)。

選擇隔離開關(guān)，跟選擇斷路器相似，其校驗(yàn)有所不一樣。為了維護(hù)及操作以便，

220kV、llOkV.35kV都選同類型。

4.2.1220kV高壓側(cè)隔離開關(guān)

1）額定電壓：^.max>^nm=

即：/max=1.15X220=253（kV）

2）額定電流：===0.661（kA）

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外G1V4—220型隔離開關(guān)，其參

數(shù)如下：額定電壓220kV,最高工作電壓252kV,額定電流1000A,動穩(wěn)定電流

80kA,熱穩(wěn)定電流4s為21.5Ka。

3）校驗(yàn)熱穩(wěn)定：=0.59S

Qd=Ik21=173.77(kA\S)

a=Ir2r=21.52X4=1849(kA2.S)

Qr>Qd滿足規(guī)定

4)校驗(yàn)動穩(wěn)定：ich^idwich=43.762(kA)idw=80(kA)

即：>ich滿足規(guī)定

4.2.2HOkV高壓側(cè)隔離開關(guān)

1)額定電壓：=1.5X110=126.5(kV)

2)額定電流：二二二1323(A)

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW4-110型隔離開

美,其參數(shù)如下：額定電壓UOkV,最高工作電壓126kV,額定電流1000A,動

穩(wěn)定電流62.5kA,4s熱穩(wěn)定電流有效值25kA。

3)檢查熱穩(wěn)定：=0.57S

Qd==267.667(kA\S)

222

Q=\vtdz=25X4=3969(kAS)

即：滿足規(guī)定

4)檢查動穩(wěn)定：ichWidw

i=61.261(kA)idw=62.5(kA)

即：ichWidw滿足規(guī)定

4.2.335kV高壓側(cè)隔離開關(guān)

1)額定電壓：=1.5X35=52.5(kV)

2)額定電流：==1037.5(A)

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW4-35型隔離開

關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓35kV,額定電流1250A,動穩(wěn)定電流80kA,4s熱穩(wěn)

定電流有效值31.5kA。

3)檢查熱穩(wěn)定：=0.6S

222

Q=l"t{=26.18X4.36=267.667(kA.S)

222

Q=ktd2=31.5X4=3969(kAS)

即：滿足規(guī)定

4)檢查動穩(wěn)定：ichWidw

ich=55.30(kA)iJw=80(kA)

即：ichWidw滿足規(guī)定

4.2.4UOkV出線側(cè)隔離開關(guān)

1)額定電壓：=1.5X110=126.5(kV)

2)額定電流：=0.198(KA)

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW4-110型隔離開

美,其參數(shù)如下：額定電壓HOkV,最高工作電壓126kV,額定電流1000A,動

穩(wěn)定電流62.5kA,4s熱穩(wěn)定電流有效值25kA。

3)檢查熱穩(wěn)定：=0.57S

Q==267.667(kA2.S)

0=1?.=252X4=2500(kA2S)

即：滿足規(guī)定

4)檢查動穩(wěn)定：：chWidw

ich=55.30(kA)idw=62.5(kA)

即：ichWidw滿足規(guī)定

4.2.535kV出線側(cè)隔離開關(guān)

1)額定電壓：=1.5X35=52.5(kV)

2)額定電流：=0.346(KA)

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW4-35型隔離開

關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓35kV,額定電流1000A,動穩(wěn)定電流80kA,4s熱穩(wěn)

定電流有效值25kAo

3)檢查熱穩(wěn)定：=0.6S

Q=26.18?X4.36=267.667(kA2.S)

22

Q=\rtdz=25X4=2500(kAS)

即：滿足規(guī)定

4)檢查動穩(wěn)定：ich^idw

L=61.261(kA)idw=80(kA)

即：ichWidw滿足規(guī)定

4.3電流互感器的選擇

由于在重要回路中，精確級為

4.3.1220kV側(cè)電流互感器

額定電流：==

額定電壓：=220Kv

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可以初步選擇LCW-220型電流互感器，其

參數(shù)為額定電流比4/5,精確級0.5,二次負(fù)荷1.2,1S熱穩(wěn)定倍數(shù)60,動穩(wěn)

定倍數(shù)60。

熱穩(wěn)定校驗(yàn)：==173.75(kA2.S)

(KL)2=(1.2x60)2=5184(kA2.S)

即：()2>滿足規(guī)定

動穩(wěn)定校驗(yàn):X1.2X67=113.7(kA)

43.762(kA)

即：>滿足規(guī)定

4.3.2UOkV側(cè)電流互感器

額定電流：==0.992KA

額定電壓：=llOKv

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可初步選擇LCWD—110型電流互感器，其參數(shù)為額定

電流比：2X600/5,精確次級0.5,二次負(fù)荷阻抗為1.2,1S熱穩(wěn)定倍數(shù)為75,

動穩(wěn)定倍數(shù)130o

熱穩(wěn)定校驗(yàn)：==267.667(kA2.S)

(2=(1.2x75)J1296(kA2.S)

即：()2>滿足規(guī)定

動穩(wěn)定校驗(yàn)：=X0.8276X75=87.78(kA)

Ich-55.30(kA)

即：>滿足規(guī)定

4.3.335kV側(cè)電流互感器

額定電流：==1.0375(KA)

額定電壓：=35(kV)

根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇LB-35型電流互感器，其參數(shù)為額定電流

比為1200/5,精確級次為0.5,1SS熱穩(wěn)定電流為31.5kA,動穩(wěn)定倍數(shù)55。

熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=二346.29(kA2.S)

(1.2x22)2=696.96M.S)

2

(KL)>LNKt滿足規(guī)定

動穩(wěn)定校驗(yàn)：=X0.8276X75=93.33(kA)

Ich=31.261(kA)

即：>滿足規(guī)定

綜上所述，

將所需各型

號日勺電流互

感器的數(shù)據(jù)額定電流比精確級二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)

如下表所

示：

型號

LCW-2204x300/50.51.26060

LCWD-1102x600/50.51.275130

LB-351200/50.522255

4.4電壓互感器日勺選擇

電壓互感器的精確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，功率

負(fù)荷因數(shù)為額定值時，電壓誤差日勺最大值。在本次設(shè)計中，電壓互感器用于變壓

器各出線，精確級應(yīng)為0.5。

由于電壓互感器自身有勵磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測量成果的

大小和相位有誤差，用電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，因此用一臺電壓互感器

對于不一樣的I精確級有不一樣日勺容量，一?般額定容量是指對應(yīng)于最高精確級的

容量。

為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的I精確級下運(yùn)行，電壓互

感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.廣0.9）范圍內(nèi)變動，即應(yīng)滿足：

L：UN〉5〉0.9UN

4.4.1220kV側(cè)電壓互感器

選用JCC2—220電壓互感器，其初級繞組額定電壓為220/kV,次級繞組額定電

壓為0.1/kV,輔助繞組為0.1最大容量為VAo

4.4.2UOkV側(cè)電壓互感器

選用JCC2-110電壓互感器，其初級繞組額定電壓為110/kV,次級繞組額定電

壓為0.1/kV,輔助繞組為0.1,最大容量為VAo

4.4.335kV側(cè)電壓互感器

選用JDJJ-35電壓互感器，其初級繞組額定電壓為35/kV,次級繞組額定電壓

為0.1/kV,輔助繞組為0.1/最大容量為1VAo

4.5母線歐J選擇

母線在電力系統(tǒng)中重要擔(dān)任傳播功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)日勺主接線也需要用

母線來匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路中，所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)

體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級及規(guī)定不一樣，所使用導(dǎo)體的

類型也不相似。

敞露母線一般按導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式、導(dǎo)體截面、電暈、短路穩(wěn)定、

共振頻率等各項進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。

4.5.1裸導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)

（1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流較大且位置尤

其狹窄H勺發(fā)電機(jī)，變壓器出線端部，以及對鋁有較嚴(yán)重日勺腐蝕場所，可選用銅

質(zhì)材料H勺硬裸導(dǎo)體。

回路正常工作電流在400A及如下時，一般選用矩形導(dǎo)體。在400-8000A

時，一般選用槽形導(dǎo)體.

（2）配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流、電暈、無線

電干擾等條件，確定導(dǎo)體的載面和導(dǎo)體的構(gòu)造型式。

（3）當(dāng)負(fù)荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積，對220kV及如下

配電裝置，電暈對選擇導(dǎo)體一般不起決定作用，故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截

面。

4.5.2母線的選擇計算

除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長期發(fā)熱容許電流選擇外，其他

導(dǎo)體截面，一?般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。

（1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱容許電流選擇，導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流應(yīng)

不不小于導(dǎo)體長期發(fā)熱的容許電流

即：

（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可

使年計算費(fèi)用最低，對應(yīng)不一樣種類的導(dǎo)體和不一樣日勺最大負(fù)荷年運(yùn)用小時數(shù)

將有一種年計算費(fèi)用最低的電流密度一經(jīng)濟(jì)電流密度（J）,導(dǎo)體日勺經(jīng)濟(jì)截面

可由下式：

Sj=4絲J取0.96/皿滑

J

（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述狀況選擇的導(dǎo)體截面，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件

下H勺熱穩(wěn)定。

S2n=與瓦（mm2）

Smin—導(dǎo)體最小導(dǎo)體截面（mmD

c-熱穩(wěn)定系數(shù)

4rA~穩(wěn)態(tài)短路電流（kA）

td~短路等值時間（S）

（4）動穩(wěn)定校驗(yàn)：動穩(wěn)定必須滿足下列條件

即：

母線材料口勺容許應(yīng)力（硬鉛為69X106P,硬銅為137X106Pa,銅為157X106Pa）

提供電源，以獲得較高的可靠性。

4.5.2.1220kV側(cè)母線的選擇

由最高溫度35℃,海拔1900M,查表得K=0.85

1)最大負(fù)荷持續(xù)工作電流：

4max=(3XSvXL05)/(6UJ=(3X120X1.05)/(6乂220)=661(A)

由/<K/得/>777.65

4gmaxxy，y

2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：取=0.9(A/mm2)

即：661/0.9=734.4(mm2)

按以上計算選擇和設(shè)計任務(wù)規(guī)定可選擇LGJ-400型鋼芯鋁絞線，其集膚系

數(shù)=1,最高容許溫度為70℃,長期容許載流量為1920Ao

3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：

查表得C=87,滿足短路時發(fā)熱時最小導(dǎo)體截而

SYg沅=151.52mm2

不不小于所選導(dǎo)體截面S=400nM即能滿足規(guī)定

4.5.2.2UOkV側(cè)主母線選擇1)最大負(fù)荷持續(xù)工作電流：

/加穿二(3X5,、？1.05)/(6(/v)=(3X120Xl.05)/(V3X110)=992(A)

由x/&maxWK/xy得>/y>1167.06

2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：取=0.9(A/mm2)

即：992/0.9=1102(mm2)

按以上計算選擇和設(shè)計任務(wù)規(guī)定可選擇LGJQ-600型鋼芯鋁絞線，

3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：

查表得C=87,滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面

jff

.=JJ77=188.1mm2

KJinmQNIdw

不不小于所選導(dǎo)體截面S=600mm2即能滿足規(guī)定

4.5.2.335kV側(cè)母線選擇

1)最大負(fù)荷持續(xù)工作電流：

/,nux=(3X5vX1.05)/(V3f/v)=(3X120Xl.05)/(6x35)=1037.5

(A)由，/gmaxWK/JLy得J/Ly>1220.59

2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：取二0.9(A/mm2)

即：1037.5/0.9=1152.8(mm2)

按以上計算選擇和設(shè)計任務(wù)規(guī)定可選擇矩形導(dǎo)線，尺寸為6310nlm2

3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：

查表得C=87,滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面

Tft__

V.=J=213.9mm2

kJininQVtrfz

不不小于所選導(dǎo)體截面S=630mm2即能滿足規(guī)定

4.5.2.4220KV、110KV.35KV進(jìn)線選擇

220KV、110KV合用鋼芯鋁絞線,型號分別為：LGJ-400和LGJS600矩形,35KV

選矩形導(dǎo)線，尺寸為6310mni2,算法和前面同樣，此處省略。

4.5.2.5變壓器一一母線日勺導(dǎo)線合用矩形導(dǎo)線

(1)220KV:=(3XX1.05)/()=(3X120X1.05)/(X

220)=661A由得所選尺寸為63X6.3mm2

S=—、小7=151.52<396.9滿足規(guī)定

2min「V〃山

(2)110KV:=(3XX1.05)/()=(3X120X1.05)/(X

110)=992(A)由得所選尺寸為63X10mni2

q=j、/77=188.InimR630nlm2滿足規(guī)定

2nlmC\

(3)35KV:=(3XXI.05)/()=(3X120X1.05)/(X35)=1037.5(A)

由得，所選尺寸為6310mm2

(4)110KV側(cè)出線：=198(A)由得所選導(dǎo)線為LGJ-7,=0.57

22

S=乙A/77=188.1nim<260mm

*JminQN

(5)35KV側(cè)出線=346(A)由得因此選擇矩形導(dǎo)線50mm2,

=0.6

LGJ-70265260

矩形導(dǎo)線

數(shù)據(jù)如下

表：單條雙條三條

尺寸（mm?）

63x10112912271800195421072290

63x6.387294912111319

50x5637671884930

第五章變電所的保護(hù)設(shè)計

5.1主變壓器保護(hù)

電力變壓器是電力系統(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)H勺正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，而本次變電所設(shè)計H勺變電所是市區(qū)220kV

降壓變電所，假如不保證變壓器日勺正常運(yùn)行，將會導(dǎo)致全所停電，甚至影響到

下一級降壓變電所的供電可靠性。

變壓器日勺故