110kv變電站設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文

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1、西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 目 錄 摘要……………………………………………………………………（3） 概 述 …………………………………………………………………（4） 第一章 電氣主接線…………………………………………………（6） 1．1 110kv電氣主接線…………………………………………（7） 1．2 35kv電氣主接線 …………………………………………（8） 1．3 10kv電氣主接線…………………………………………（10） 1．4 站用變接線 …………………………………………… （12） 第二章

2、 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 …………………………………（13） 2．1 負(fù)荷計(jì)算 …………………………………………………（13） 2．2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 ……………………………（14） 2．3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定…………………………（16） 第三章 最大持續(xù)工作電流及短路電流的計(jì)算 …………………（17） 3．1 各回路最大持續(xù)工作電流…………………………………（17） 3．2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果 …………（18） 第四章 主要電氣設(shè)備選擇 ………………………………………（19） 4．1 高壓斷路器的選擇

3、 ………………………………………（21） 4．2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇……………………………………………（22） 4．3 母線的選擇…………………………………………………（23） 4．4 絕緣子和穿墻套管的選擇…………………………………（24） 4．5 電流互感器的選擇…………………………………………（24） 4．6電壓互感器的選擇…………………………………………（26） 4．7各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表…………………………（29） 附錄I 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)………………………………………………………（30） 附錄II 電氣主接線圖……………

4、………………………………………（37） 10kv配電裝置配電圖 …………………………………………（39） 致謝………………………………………………………………（40） 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………（41） 摘 要 本文首先根據(jù)任務(wù)書(shū)上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變

5、壓器的容量及型號(hào)，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器，隔離開(kāi)關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。 概 述 1、 待設(shè)計(jì)變電所地位及作用 按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。

6、 北 待設(shè)計(jì)變電站 ～ ～ 110kV出線4回，2回備用 35kV出線8回，2回備用 10kV線路12回，另有2回備用 2、 變電站負(fù)荷情況及所址概況 本變電站的電壓等級(jí)為110/35/10。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng)S1為600MVA，容抗為0.38, 系統(tǒng)S2為800MVA，容抗為0.45.線路1為30KM, 線路2為20KM, 線路3為25KM。

7、該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 40攝氏度，年最底氣溫- 5攝氏度，年平均氣溫 18攝氏度。出線方向110kV向北，35kV向西，10kV向東。 所址概括，黃土高原，面積為100×100平方米，本地區(qū)無(wú)污穢，土壤電阻率7000Ω.cm。 本論文主要通過(guò)分析上述負(fù)荷資料，以及通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì). 第一章 電氣主接線設(shè)計(jì) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類(lèi)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也

8、影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。 1 運(yùn)行的可靠 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 具有一定的靈活性 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，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。 3 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

9、發(fā)生事故。但接線過(guò)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。 4 經(jīng)濟(jì)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(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 5應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 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)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。 變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 1.1 110kV電氣主接線 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10

10、kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV～220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV～110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。 根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖1.1單母線分段帶旁母接線 圖1.2雙母線帶旁路母線接線 對(duì)圖1.1及圖1

11、.2所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表1-1。 表1-1 主接線方案比較表 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術(shù) ① 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 ③ 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 ① 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 ② 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 ③ 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作 經(jīng) 濟(jì) ① 設(shè)備少、投資小 ② 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 ① 占地大、設(shè)備多、投資大 ② 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技

12、術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 1.2 35kV電氣主接線 電壓等級(jí)為35kV～60kV，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV～60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為2～3天。）所以，35kV～60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開(kāi)關(guān)。 據(jù)上述分析、組合，篩選

13、出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。 圖1.3單母線分段帶旁母接線 圖1.4雙母線接線 對(duì)圖1.3及圖1.4所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較。見(jiàn)表1-2 表1-2 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ單 方案Ⅱ雙 技 術(shù) ①簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ②可靠性、靈活性差 ③旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 ① 供電可靠 ② 調(diào)度靈活 ③ 擴(kuò)建方便 ④ 便于試驗(yàn) ⑤ 易誤操作 經(jīng) 濟(jì) ①設(shè)備少、投資小 ②用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

14、 ① 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ② 投資和占地面大 經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案Ⅰ。 1.3 10kV電氣主接線 6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。 上述兩種方案如圖1.5及圖1.6所示。 圖1.5單母線分段接線 圖1.6雙母線接線 對(duì)圖1.5及圖1.6所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表1-3 表1-3

15、 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ單分 方案Ⅱ雙 技術(shù) ① 不會(huì)造成全所停電 ② 調(diào)度靈活 ③ 保證對(duì)重要用戶的供電 ④ 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作 ①供電可靠 ②調(diào)度靈活 ③擴(kuò)建方便 ④便于試驗(yàn) ⑤易誤操作 經(jīng)濟(jì) ① 占地少 ② 設(shè)備少 ①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ②投資和占地面大 經(jīng)過(guò)綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。 1.4 站用電接線 一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。 上述兩種方案如圖1.7及圖1.8所示。

16、 圖1.7單母線分段接線 圖1.8單母線接線 對(duì)圖1.7及圖1.8所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表1-4。 表1-4 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ單分 方案Ⅱ單 技 術(shù) ①不會(huì)造成全所停電 ②調(diào)度靈活 ③保證對(duì)重要用戶的供電 ④任一斷路器檢修，該回路必須停止工作 ⑤擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展 ① 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 經(jīng)濟(jì) ①占地少 ②設(shè)備少 ①設(shè)備少、投資小 經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案Ⅰ。 第二章

17、 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 2.1 負(fù)荷計(jì)算 要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kVφ負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110kV側(cè)負(fù)荷。 由公式 （2-1） 式中 ——某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷 ——同時(shí)系數(shù)（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85） а%——該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線損率，一般取5% P、cos——各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù) 2.1.1 站用負(fù)荷計(jì)算 S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)

18、 =96.075KVA ≈0.096MVA 2.1.2 10kV負(fù)荷計(jì)算 S10KV=0.85[(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4] ×(1+5%) =38.675WVA 2.1.3 35kV負(fù)荷計(jì)算 S35KV=0.9×[(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85]×(1+5%) =27.448MVA 2.1.4 110kV負(fù)荷計(jì)算 S110KV=0.9×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) ×(1+5%)+ S站 =68.398+0.096 =68.494MV

19、A 2.2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 2.2.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 主變臺(tái)數(shù)確定的要求： 1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，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。 考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。 2.2.2變電所主變壓器容量的確定 主變壓器容量確定的要求： 1.主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展

20、。 2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過(guò)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)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)70%為47.946MVA。故選兩臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。 2.2.3 變電站主變壓器型式的選擇 具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(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

21、無(wú)負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定 對(duì)電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國(guó)110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。 故主變參數(shù)如下： 型號(hào) 電壓組合及分接范圍 阻抗電壓 空載電流 連接組 高壓 中壓 低壓 高-中 高-低 中-低 1．3 YN，yn0,d11 SFSZ9-50000/110 11

22、0±8×1。25% 38．5±5% 10．5 11 10.5 17．5 6.5 2.3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 2.3.1站用變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。 2.3.2站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)

23、任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開(kāi)后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。 S站=96.075/(1-10%) =106KVA 2.3.3 站用變型式的選擇 考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無(wú)油化過(guò)渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。 故站用變參數(shù)如下： 型號(hào) 電壓組合 連接組標(biāo)號(hào) 空載損耗 負(fù)載損耗 空載電流 阻抗電壓 高壓 高壓分接范圍 低壓 S9-200/10 10;6.3;6 ±5% 0.4 Y,yn0 0.48 2.6 1.3 4 因本站有許多無(wú)功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無(wú)功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提

24、高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。 《電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定“對(duì)于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o(wú)功量，地區(qū)無(wú)功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。 第三章 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算 3.1 各回路最大持續(xù)工作電流 根據(jù)公式

25、= （3-1） 式中 ---- 所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量 ---- 各電壓等級(jí)額定電壓 ---- 最大持續(xù)工作電流 = =/ 則：10kV =38.675MVA/×10KV =2.232KA 35kV =27.448 MVA/×35KV =1.58KA 110kV =68.494 MVA/×110KV =3.954 KA 3.2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流

26、計(jì)算結(jié)果 短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的且很?chē)?yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。 短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有４個(gè)，即110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3點(diǎn)），0.4KV母線短路（K4點(diǎn)）。 計(jì)算結(jié)果:(計(jì)算過(guò)程見(jiàn)附錄Ⅰ) 當(dāng)K1點(diǎn)斷路時(shí): =5.58KA =14.2 =

27、8.43 =1111.4 當(dāng)K2點(diǎn)斷路時(shí): =1.85KA =4.7 =2.8 =120.2 當(dāng)K3點(diǎn)斷路時(shí): =38KA =96.7 =57.4 =691 當(dāng)K4點(diǎn)斷路時(shí): =1000KA =2542 =1510 =692.8 第四章 主要電氣設(shè)備選擇 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： 1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過(guò)電壓情況下的要求并

28、考 慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 4.同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。 1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即，Umax>Ug 2.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(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig ，即Ie

29、>Ig 校驗(yàn)的一般原則： 1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。 2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 3.短路的熱穩(wěn)定條件 Qdt——在計(jì)算時(shí)間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S） It——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S） T——設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間Ts按下式計(jì)算 t=td+tkd式中td ——繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（S） tkd——斷路的全分閘時(shí)間（s） 4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。

30、滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： 上式中 ——短路沖擊電流幅值及其有效值 ——允許通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值 5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。 由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 4.1 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 型式選擇

31、： 本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類(lèi)，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。 選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： 1.在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。 3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。 3.應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路

32、器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú)污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開(kāi)斷近區(qū)故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級(jí)中。所以，35KV側(cè)和10KV側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知 電壓等級(jí) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110kV LW14-110 110KV 31500

33、A 31.5 80KA 35kV ZN23-35 35KV 1600 25 63KA 10kV ZN-10 10KV 600A 8.7kA 4.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： 1.隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。 2.隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 3.隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 4.隔

34、離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓。 5.隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。 6.帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作。 又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知 電壓等級(jí) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110kV GW4-110G 110KV 1000A 80 35kV GW4-35 35KV 1000A 50 10kV GN8-10 10KV 600A 75 4.3 各級(jí)電壓母線的選擇 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：

35、⑴、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式； ⑵、選擇母線截面的大??； ⑶、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定； ⑷、對(duì)35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈； ⑸、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。 110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。指導(dǎo)書(shū)中已將導(dǎo)線形式告訴為L(zhǎng)GJQ-150的加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 35KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。LGJ—185型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ—70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。 本變電所10KV的最終回路較多，因此10KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選LGJ—1

36、50型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，則同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ—70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。 4.4 絕緣子和穿墻套管的選擇 在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。 選擇戶外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。 穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過(guò)墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，6～35KV為瓷絕緣，60～220KV為油浸紙絕緣電容式。 4.5電流互感器的配置和選擇 一.參數(shù)選擇 1.技術(shù)條件 （1）

37、正常工作條件——一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)， （2） 短路穩(wěn)定性——?jiǎng)臃€(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù) （3） 承受過(guò)電壓能力——絕緣水平，泄露比 2.環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度。 二.型式選擇 35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。 110KV側(cè)CT的選擇 根據(jù)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》35KV及以上配電裝置一般采用油浸

38、瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用L(C)系列。 出線側(cè)CT采用戶外式，用于表計(jì)測(cè)量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作、并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。 根據(jù) > 〉 選擇型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110W型 35KV側(cè)CT可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長(zhǎng)期工作電流選LCZ--35系列CT 電壓等級(jí) 型號(hào) 110kV LCWB-6-110 35kV LCZ-35 10kV LMC-10 4.6 電壓互感器的配置和選擇 一.參數(shù)選擇 1.技術(shù)條件 (1)正

39、常工作條件——一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷 (2)承受過(guò)電壓能力——絕緣水平，泄露比距。 二.環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度，海拔高度，地震烈度。 三.型式選擇 1.6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。 2.35～110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 110kV側(cè)PT的選擇 《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》248頁(yè)，35-110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在110KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，

40、當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 35KV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè)PT是當(dāng)首端有電源時(shí)，為監(jiān)視線路有無(wú)電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。 型號(hào) 額定電壓（V） 二次繞組額定輸出（VA） 電 容 量 載 波耦 合電 容 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 0.5級(jí) 1級(jí) 高壓 電容 中壓 電容 YDR-110 110000/ 100/ 100 150VA 300VA 12.5 50 10 準(zhǔn)確度為: 電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)要求進(jìn)行選擇。所以

41、選用 YDR-110 型電容式電壓互感器。 35kV母線PT選擇： 35--11KV配電裝置安裝臺(tái)單相電壓互感器用于測(cè)量和保護(hù)裝置。 選四臺(tái)單相帶接地保護(hù)油浸式TDJJ--35型PT選用戶內(nèi)式 型號(hào) 額定電壓(v) 接線方式 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 TDJJ-35 35000/ 100/ 100/3 Y/Yo/r 準(zhǔn)確度測(cè)量 準(zhǔn)確度測(cè)量計(jì)算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時(shí)才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編0.5級(jí)。 PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，PT本身不遭受短路電流作用，因此不

42、校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 4.7 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 電壓等級(jí) 電氣設(shè)備 110kV 35kV 10kV 高壓斷路器 LW14-110 ZN23-35 ZN-10 隔離開(kāi)關(guān) GW4-110G GW4-35 GN8-10 電流互感器 LCWB-6-110 LCZ-35 LMC-10 電壓互感器 YDR-110 TDJJ-35 TSJW-10 絕緣子 ZSW-110 ZSW-35/400 ZSW-10/500 母線 LGJQ-150 LGJ—185 LGJ-150 主變壓器 SFSZ9-50000/110 站用

43、變壓器 S9-200/10 附錄:Ⅰ 短路電流計(jì)算書(shū) 0.4KV 35KV K2

44、 10KV K2 K3 110KV K1 ～ ～ 等效電路圖 查表知 LGJQ-150 X*=0.1989/KM 選基準(zhǔn): =100MVA = 0.4KV 9 K4 35KV

45、 4 5 1 2 K3 K2 3 6 10KV K1 110KV 7 8 10 11 等效電路圖 當(dāng)K1點(diǎn)斷路時(shí): Us(1-3)%=10.5 % Us(2-3)%=6 % Us(1

46、-2)%=17% X1= X4=1/200(17+10.5-6)×100/50=0.215 X2= X5=1/200(10.5+6-17)×100/50=0.125 X6= X3=1/200(17+6-10.5)×100/50=0 Xl=X*L=0.1989×30/2=2.95= X7‖ X8 X10=0.38×/600=7.7 X11=0.45×/800=6.8 X9=4%/100×100/0.22=0.18 X12=0.1075 X13=0.0625 X14=0 (a) X15=7.7×6.8/(7.7+6.8)+2.95

47、=6.56 (b) (c) X= X12‖(X13+ X9)‖X15=0.09 =1/ X=11.1 短路電流有名值: ==5.58KA 沖擊電流: =×1.8×5.58=14.2 最大電流有效值: =15.58×1.51=8.43 短路容量: =×5.58×115=1111.4 K2點(diǎn)短路時(shí): X15=7.7×6.8/(7.7+6.8)+2.95=6.56 ` (d) (e) (f) X17= X15‖(X9+

48、X13)=0.72 X= X12+ X17=0.83 =1/ X=1/0.83=1.2 短路電流有名值: ==1.85KA 沖擊電流: =×1.8×1.85=4.7 最大電流有效值: =1.85×1.51=2.8 短路容量: =×1.85×37.5=120.2 K3點(diǎn)短路時(shí): X18=X14 +X15=6.56 X19= X12‖X18=0.106 (g) (h) (i) X= (X19+ X13) ‖X9=0.145 =1/ X=1/0.145=6.9 短路電流有名值: ==38KA 沖擊電流: =×1.8×38=96.7 最大電流

49、有效值: =38×1.51=57.4 短路容量: =×38×10.5=691 K4點(diǎn)短路時(shí): X18=X14 +X15=6.56 X19= X12‖X18=0.106 (j) (k) (l) X= (X19+ X13) ‖X9=0.145 ～ ～ 110kV 35kV S1 S2 10kV 站用變 主變 =1/ X=1/0.145=6.9 短路電流有名值: ==1000KA 沖擊電流: =×1.8×1000=2545 最大電流有效值: =1000×1.51=1510 短路容量: =×1000×0.4=692. 主接線圖：

50、 2m 10kV配電裝置 對(duì)配電裝置的基本要求: 1. 符合國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,滿足有關(guān)規(guī)程要求； 2. 設(shè)備選擇合理,布置整齊、清晰，要保持其最小安、全凈距。 3. 節(jié)約用地； 4. 運(yùn)行安全和操作巡視方便； 5. 便于檢修和安裝； 6. 節(jié)約用材，降低造價(jià)。 對(duì)6～10kV配電裝置屋外式較少，且由于屋內(nèi)式具有節(jié)約用地便于運(yùn)行維修、防污性能好等優(yōu)點(diǎn)，所以采用屋內(nèi)式配電裝置。 采用成套開(kāi)關(guān)柜單層單列布置，又柜體和小車(chē)開(kāi)關(guān)兩部分組成。 33