110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì),kv,降壓,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 題 目 110kV 降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 電氣 07K6 班 學(xué)生姓名 鄭曉揚(yáng) 指導(dǎo)教師 商淼 二 一一年六月 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 110KV 降壓變電所電氣一次設(shè)計(jì) 摘要 通過對(duì)變電站一次設(shè)計(jì)的研究 鞏固了我所學(xué)電氣相關(guān)課程的理論知識(shí) 學(xué)習(xí)和掌握 了變電站設(shè)計(jì)的基本方法 培養(yǎng)自我獨(dú)立分析和解決問題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的 基本技能 通過參考現(xiàn)行變電站的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)題目所給定的原始資料進(jìn)行分析 考察系統(tǒng)容 量與負(fù)荷的性質(zhì)及變電站所處的環(huán)境條件 并且進(jìn)行系統(tǒng)總?cè)萘康挠?jì)算 同時(shí)確定主變壓 器的臺(tái)數(shù)及容量 根據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求擬出各種可能的接線圖 根據(jù)主接線形式 斷路器個(gè)數(shù)計(jì)算 通過初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 確定兩種較好的方案 利用各部分標(biāo)么值進(jìn) 行換算 包括系統(tǒng)歸算至各電壓等級(jí)的短路電抗標(biāo)么值 變壓器各繞組的電抗標(biāo)么值 畫出等值電抗圖 對(duì) 110kV 35kV 和 10kV 各電壓等級(jí)母線上三相短路進(jìn)行短路電流計(jì) 算 通過網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) 計(jì)算出各電壓等級(jí)下的短路電流 以供設(shè)備選擇 根據(jù)電壓等級(jí)和最 大持續(xù)工作電流對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行選擇 最終得出電氣主接線方案和電氣設(shè)備 110kV 電壓 等級(jí)采用橋型接線 35kV 和 10kV 采用單母線分段接線 再對(duì)采取的主接線進(jìn)行配電裝 置的配置 110kV 35kV 均采用屋外配電裝置 10kV 采用屋內(nèi)配電裝置 并對(duì)變電站進(jìn) 行防雷保護(hù) 關(guān)鍵詞 變電站 一次設(shè)計(jì) 主接線 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 II A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM FOR 110kV STEP DOWN TRANSFORMER SUBSTATION Abstract Through the research of power substation design to consolidate the theory of electrical parts of power substation Studying and mastering the basic methods of designing power substation cultivate the ability of self analysis and solving problems and also cultivate the basic skill of designing actual project Through learning the standard of existing transmit station to analysis the original material of the question Studying the capacity of the system and the character of the load and the environment of the transmit station and calculating the total capacity of the system At the same time confirm the capacity and number of the main transformer According to the electric reliability requirements to design all kinds of wiring maps which are possible According to the style of buses the number of circuit breakers and the contrast of economic technology to select two better methods of all The use of components or conversion value including a system to the voltage levels to the short circuit reactance pillar or value of the transformer winding reactance pillar or value equivalent reactance painted map of the voltage levels 110kV 35kV 10kV bus bar a three phase short circuit short circuit current calculation and through networking summary calculated the voltage level of the short circuit currents for equipment selection according to voltage levels and the largest ongoing work on the electrical current equipment choices and eventually reached the main electrical wiring and electrical equipment program 110kV voltage levels used the bridge wiring 35kVvoltage and 6kV voltage levels used the single generatrix partition wiring 110kV 35kV ordinary medium house distribution devices are used the use of double double access 10kV distribution devices inside and take root lightening arrester on the substation nine mine protection Keywords Transformer substation Design Main wiring 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目錄 摘要 I ABSTRACT II 前 言 1 原始數(shù)據(jù) 2 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 3 1 1 主要設(shè)計(jì)原則 3 1 2 方案選擇比較 3 2 主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)選擇 12 2 1 主變壓器選擇原則 12 2 2 主變壓器選擇 13 3 短路電流計(jì)算 15 3 1 短路電流計(jì)算的目的 15 3 2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 15 3 3 計(jì)算步驟 16 3 4 短路電流計(jì)算 16 3 5 短路電流計(jì)算 C 語(yǔ)言相關(guān)程序說(shuō)明 20 4 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 21 4 1 概述 21 4 2 斷路器的選擇 22 4 3 隔離開關(guān)的選擇 26 4 4 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇 28 4 5 支持絕緣子及穿墻套管的選擇 33 4 6 高壓熔斷器的選擇 34 4 7 電流互感器的選擇計(jì)算 35 4 8 電壓互感器選擇 39 4 9 經(jīng)濟(jì)性比較 41 5 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 44 5 1 概述 44 5 2 高壓配電裝置的選擇 44 6 防雷設(shè)計(jì)規(guī)劃 48 6 1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 48 6 2 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 48 6 3 避雷器及避雷針的選擇 48 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 參考文獻(xiàn) 52 總結(jié) 53 致謝 54 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 前 言 本課題研究的是 110kV 變電站一次部分設(shè)計(jì) 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分 它直接影響了電力系統(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) 起著交換 和分配電能的作用 這就要求變電站的一次部分設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理 采取合理的電氣主接 線形式 采用合適電氣設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量 變電站平面布置和配電裝置也要符合國(guó)家規(guī) 定標(biāo)準(zhǔn) 只有這樣變電站才能正常的運(yùn)行工作 為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù) 故本次 110kV 變電站 電氣部分設(shè)計(jì)主要為電氣一次部分設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)針對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 主接線的 選擇 短路電流的計(jì)算 主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 繼電保護(hù)及變電站防雷等 通過 對(duì) 110KV 降壓變電所電氣部分的設(shè)計(jì) 使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠得到各方面的充分訓(xùn)練 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的理解 并 能靈活的運(yùn)用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 原始數(shù)據(jù) 1 變電站類型 地方降壓變電站 2 電壓等級(jí) 110 35 10 kV 3 負(fù)荷情況 35kV側(cè) 最大 38MW 最小 25 MW Tmax 6000h cos 0 85 10kV側(cè) 最大 25 MW 最小 16 MW Tmax 6000h cos 0 85 負(fù)荷性質(zhì) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電 4 出線回路 110kV側(cè) 2回 架空線 LGJ 300 35km 35kV側(cè) 6回 架空線 10kV側(cè) 12回 其中電纜4回 5 系統(tǒng)情況 1 系統(tǒng)經(jīng)雙回路給變電站供電 2 系統(tǒng)110kV母線短路容量為2500MVA 3 系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求 6 氣象條件 1 最高氣溫40 最低氣溫 30 年平均氣溫20 2 土壤電阻率 250 歐 米 3 當(dāng)?shù)乩妆┤?40日 年 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 1 1 主要設(shè)計(jì)原則 變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分 它表明了發(fā)電機(jī) 變壓器 線 路 和斷路器等的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式 從而完成發(fā)電 變電 輸配電的 任務(wù) 它的設(shè)計(jì) 直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇 配電裝置的布置 繼電保護(hù)和自動(dòng) 裝置的確定 關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全 穩(wěn)定 靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 1 運(yùn)行的可靠性 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 4 經(jīng)濟(jì)上合理性 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 2 方案選擇比較 1 2 1 110kV 主接線設(shè)計(jì) 方案 I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡(jiǎn)單清晰 設(shè)備少 操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個(gè)配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時(shí) 全部回路仍需短時(shí) 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 一般適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的 110 220KV 配電裝置的出線回路 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 數(shù)不超過兩回 II 采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路 有兩個(gè)電源供 電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動(dòng)將故障段切除 保證正常段母線不間斷供 電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停 電 2 當(dāng)出線為雙回路時(shí) 常使架空線路出線交叉跨越 3 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 適用范圍 110 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4 回時(shí) III 內(nèi)橋接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡(jiǎn)單 清晰 使用開關(guān)量相對(duì)較少 具有一定的 可靠性和靈活性 缺點(diǎn) 不適用于主變經(jīng)常投切的情況 1 2 2 35KV 主接線設(shè)計(jì) I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡(jiǎn)單清晰 設(shè)備少操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個(gè)配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時(shí) 全部回路仍需短時(shí) 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 一般適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的 35 63KV 配電裝置的出線回路數(shù) 不超過 3 回 II 采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路 有兩個(gè)電源 供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動(dòng)將故障段切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí) 該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停 電 2 當(dāng)出線為雙回路時(shí) 常使架空線路出線交叉跨越 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 3 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 適用范圍 35 63KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4 8 回時(shí) 1 2 3 10kV 主接線設(shè)計(jì) I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡(jiǎn)單清晰 設(shè)備少操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個(gè)配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時(shí) 全部回路仍需短時(shí) 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 6 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回 II 雙母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路 有兩個(gè)電源 供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動(dòng)將故障段切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 投資較大 適用范圍 6 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí) 出線帶電抗器 設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷情況 110kV 進(jìn)線 2 回 35kV 出線 6 回 10kV 出線 12 回 該變電所主接線可以采用以下六種方案進(jìn)行比較 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 方案 1 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 3 回 3 回 圖 1 1 主接線方案一 此方案 110kV 側(cè) 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動(dòng)將故障切除 保證正常段母線不間斷供電和 不致使重要用戶停電 但是 一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 該段母線的回路 都要在檢修期間內(nèi)停電 而出線為雙回時(shí) 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 擴(kuò)建時(shí)需向兩 個(gè)方向均衡擴(kuò)建 故此方案可靠性較高 也較經(jīng)濟(jì) 可以考慮此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 方案 2 6 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 2 主接線方案二 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 35kV 側(cè)選用雙母線接線 10kV 側(cè)選用單母線分段 接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長(zhǎng) 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí) 采用 內(nèi)橋式接線 當(dāng)變壓器故障時(shí) 需停相應(yīng)的線路 使用斷路器少 布置簡(jiǎn)單 造價(jià)低等 優(yōu)點(diǎn) 所以 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)可靠性較高 也比較經(jīng)濟(jì) 35kV 側(cè)選用的雙母線接線 它具有供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn) 而且 檢修另一母線時(shí) 不會(huì)停止對(duì)用 戶連續(xù)供電 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 方案 3 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回6 回 3 回 3 回 圖 1 3 主接線方案三 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)選用單母線分段接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長(zhǎng) 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí) 采用 內(nèi)橋式接線 當(dāng)變壓器故障時(shí) 需停相應(yīng)的線路 使用斷路器少 布置簡(jiǎn)單 造價(jià)低等 優(yōu)點(diǎn) 故此方案可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 可以考慮此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 方案 4 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 6 回 圖 1 4 主接線方案四 此方案 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 35kV 側(cè)選用雙母線接線 可靠性較高 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 方案 5 3 回 3 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 5 主接線方案五 此方案 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 35kV 側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線 可靠性較高 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 方案 6 3 回 3 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 6 主接線方案六 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 10kV 側(cè)選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較 高 35kV 側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線 可靠性較高 但不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方 案 最后選出方案 1 和方案 3 進(jìn)行進(jìn)一步比較 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 2 主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)選擇 2 1 主變壓器選擇原則 2 1 1 主變壓器型式的選擇 1 相數(shù)的確定 在 330kV 及以下的變電站中 一般都選用三相式變壓器 因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較 同容量的三臺(tái)單相式變壓器投資小 占地少 損耗小 同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 運(yùn)行 維護(hù)較方便 如果受到制造 運(yùn)輸?shù)葪l件限制時(shí) 可選用兩臺(tái)容量較小的三相變壓器 在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí) 也可選用單相變壓器 2 繞組數(shù)的確定 在有三種電壓等級(jí)的變電站中 如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定 容量的 15 及以上 或低壓側(cè)雖然無(wú)負(fù)荷 但需要在該側(cè)裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí) 宜采用三 繞組變壓器 3 繞組連接方式的確定 變壓器繞組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 的繞組連接方式只有星接和角接 高 中 低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來(lái)確定 我國(guó) 110kV 及以上電壓 變壓器繞組都采用星接 35KV 也采用星接 其中性點(diǎn)多通過消 弧線圈接地 35KV 及以下電壓 變壓器繞組都采用角接 4 結(jié)構(gòu)型式的選擇 三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式 1 升壓型 升壓型的繞組排列為 鐵芯 中壓繞組 低壓繞組 高壓繞組 高 中 壓繞組間距較遠(yuǎn) 阻抗較大 傳輸功率時(shí)損耗較大 2 降壓型 降壓型的繞組排列為 鐵芯 低壓繞組 中壓繞組 高壓繞組 高 低 壓繞組間距較遠(yuǎn) 阻抗較大 傳輸功率時(shí)損耗較大 3 應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來(lái)選擇其結(jié)構(gòu)型式 變電站的三繞組變壓器 如果以高壓側(cè) 向中壓側(cè)供電為主 向低壓側(cè)供電為輔 則選用降壓型 如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為 主 向中壓側(cè)供電為輔 也可選用升壓型 5 調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭 從而改變其變比來(lái)實(shí)現(xiàn) 無(wú) 勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少 且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié) 有載調(diào)壓變分接頭較多 調(diào)壓范圍可達(dá) 30 且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié) 但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行 因?yàn)橛?載分接開關(guān)的切換不能保證同步工作 2 1 2 容量的確定 1 主變壓器容量一般按變電所建成后 5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 10 20 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(lái)確定變壓器的容量 對(duì)于有重要負(fù)荷變 壓器的變電所 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)及過負(fù)荷能力后的 允許進(jìn)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)主變壓器停運(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 2 1 3 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 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)變壓器的變電所 其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1 2 級(jí)設(shè)計(jì) 以便負(fù)荷發(fā)展時(shí) 更換變壓器的容量 因此為保障電壓水平能夠滿足用戶要求 本所選用有載調(diào)壓變壓器 選變壓器兩臺(tái) 2 2 主變壓器選擇 2 2 1 主變壓器容量的選擇 變電站主變壓器容量一般按建站后 5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷考慮 并按其中一臺(tái)停用時(shí)其 余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷 的 50 70 35 110KV 變電站為 50 或全部重maxS 要負(fù)荷 當(dāng) 類負(fù)荷超過上述比例時(shí) 選擇 即 ax0 6 cosNP 2 2 2 主變壓器型號(hào)的選擇 由所給材料可知 10KV 側(cè) max25LMW 10 35KV 側(cè) 35 8P 高壓側(cè) ax 10 ax 35 max2863LMVA 所以變電站最大負(fù)荷 為 NSmaxa cos6 74 1NLS 每臺(tái)變壓器負(fù)荷為 ax0 6 2 5NVA 確定所選變壓器型號(hào) SFSL1 45000 110 其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 2 1 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 表 1 主變壓器參數(shù)表 損耗 KW 阻抗電壓 型號(hào)及容量 KVA 額定電壓 高 中 低 KV 連接組 空載 短路 高中 高低 中 低 空載 電流 運(yùn)輸 重量 t 備注 SFSL 45000 110 38 5 11 Y0 Y 12 11 38 4 212 18 10 5 6 5 0 8 40 5 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 3 短路電流計(jì)算 3 1 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中 短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 短路電流 計(jì)算的目的主要有以下幾方面 1 在選擇電氣主接線時(shí) 為了比較各種接線方案 或確定某一接線是否需要采取限 制短路電流的措施等 均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算 2 在選擇電氣設(shè)備時(shí) 為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全 可靠地工 作 同時(shí)又力求節(jié)約資金 這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算 例如 計(jì)算某一時(shí)刻的 短路電流有效值 用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值 計(jì)算短路后較 長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值 用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定 計(jì)算短路電流沖擊值 用以校驗(yàn)設(shè)備 動(dòng)穩(wěn)定 3 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí) 需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距 離 4 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí) 需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設(shè)計(jì) 也需用短路電流 3 2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流 一般有以下規(guī)定 3 2 1 計(jì)算的基本情況 1 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行 2 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置 包括強(qiáng)行勵(lì)磁 3 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 4 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同 5 正常工作時(shí) 三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行 6 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件 但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻 對(duì)異步電 動(dòng)機(jī)的作用 僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮 3 2 2 接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式 應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 即 最大運(yùn)行方式 而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式 3 2 3 計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算 并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 一般考慮本工程 建成后 5 10 年 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 3 2 4 短路種類 一般按三相短路計(jì)算 若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路 或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦 變壓器等回路中的單相 或兩相 接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí) 則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn) 行校驗(yàn) 3 2 5 短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時(shí) 通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn) 稱為短路計(jì)算點(diǎn) 對(duì) 于帶電抗器的 6 10kV 出線與廠用分支回路 在選擇母線至母線隔離開關(guān)之間的引線 套管時(shí) 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前 選擇其余的導(dǎo)體和電器時(shí) 短路計(jì)算點(diǎn)一般取 在電抗器后 3 3 計(jì)算步驟 1 計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 并折算為同一基準(zhǔn)容量下 2 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖 3 選擇短路點(diǎn) 4 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn) 把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng) 不考慮短路電流周期分量的衰 減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值 并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值 有名值 標(biāo)幺值 1XI 有名值 3BavSU 5 計(jì)算短路容量 短路電流沖擊值 短路容量 Un I 短路電流沖擊值 2 5chi 3 4 短路電流計(jì)算 3 4 1 變壓器參數(shù)的計(jì)算 基準(zhǔn)值的選取 取各側(cè)平均額定電壓MVASb10 bU 1 主變壓器參數(shù)計(jì)算 取基準(zhǔn)容量 基準(zhǔn)容量為 B 110kV 側(cè) 1 5 68 10 2 21 32 31 kkkk UU 35kV 側(cè) 7 51068 2 21 31 32 kkkkU 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 10kV 側(cè) 50 18 56 21 21 1 32 3 3 kkkk UU 則三繞組變壓器電抗分別為 10 KTX 0 45BNS 271 6U 3 0 11045KBTNS 2 系統(tǒng)及線路等值電抗 系統(tǒng) 110kV 側(cè)母線短路容量為 2500MVA 100MVA S I 則BBS 110Kv 側(cè)系統(tǒng)阻抗為 X 1 2500 100 0 04 110kV 側(cè) 2 回架空線為 LGJ 185 長(zhǎng)度為 35km 查表得電抗為 0 399 則km 30 線路電抗值為 km350 913 65lX 其標(biāo)么值為 2 1 6l 3 4 2 短路點(diǎn)的確定 此變電站設(shè)計(jì)中 電壓等級(jí)有三個(gè) 在選擇的短路點(diǎn)中 其中 110KV 進(jìn)線處短路與 變壓器高壓側(cè)短路 短路電流相同 所以在此電壓等級(jí)下只需選擇一個(gè)短路點(diǎn) 在另外 兩個(gè)電壓等級(jí)下 同理也只需各選一個(gè)短路點(diǎn) 依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù) 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如下 d 1 d 3 d 2 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 4 4 0 2 4 4 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 0 0 4 1 1 0 k V 3 5 k V 1 0 k V 圖 3 1 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 3 4 3 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 d1 點(diǎn)短路時(shí) d 1 0 1 0 6 0 1 0 6 0 0 4 0 0 9 3 0 圖 3 2 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 X 1 0 16 40 9322LS 短路電流標(biāo)幺值 KA 1 75 IX 短路電流有名值 KA av10 3 5 398BBSIIU KA 5 398I ich 2 55 2 55 5 398 13 765 KA ioh 1 52 1 52 5 398 8 205 KA I 短路容量 Un 5 398 110 1028 457 MVA S3 I d2 短路時(shí) 等值網(wǎng)絡(luò)為 0 2 4 4 0 2 4 4 0 1 5 6 3 5 K v 0 1 5 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 0 4 1 1 0 k V 0 1 0 6 0 1 0 6 0 4 0 4 0 0 4 0 2 9 3 圖 3 3 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 1 0 293 41IX 次暫態(tài)短路電流有名值 3 475 26BavISUKA 沖擊電流 2 5 52613 80chi k 全電流最大有效值 1 9chIIA 短路容量 Un 5 326 35 322 872 MVA S3 I d3 點(diǎn)短路時(shí) 等值網(wǎng)絡(luò)為 0 2 0 9 1 0 K v 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 3 3 0 2 3 3 0 0 4 1 1 0 k V 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 4 4 0 2 4 4 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 1 0 k V 1 0 K v 圖 3 4 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 1 0 294 7IX 次暫態(tài)短路電流有名值 3 130 526 BavISUKA 沖擊電流 2 5 26 5 98chiIk 全電流最大有效值 1 3 0chIIKA 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 短路容量 Un 26 25 10 454 663 MVA S3 I 3 5 短路電流計(jì)算 C 語(yǔ)言相關(guān)程序說(shuō)明 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思想 系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)以文件的形式輸入 程序根據(jù)這些信息形成導(dǎo)納矩陣 再對(duì)之求逆 矩陣 由阻抗矩陣求得故障處三序電流 進(jìn)而求得各節(jié)點(diǎn)的三序電壓 并由之求得各支 路三序電流 最后將序分量合成相分量 完成一個(gè)完整的故障電氣量計(jì)算 2 程序使用說(shuō)明 本程序使用簡(jiǎn)單 只需按規(guī)定格式輸入電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息到一個(gè)名為 in txt 的文本文件 再運(yùn)行可執(zhí)行文件后按屏幕提示輸入即可 運(yùn)行結(jié)果保存在指定文件里 打開它便可查看計(jì)算結(jié)果 3 運(yùn)行結(jié)果分析 經(jīng)核對(duì) 程序的運(yùn)行結(jié)果與指導(dǎo)書和手算結(jié)果基本一致 故本程序能正確實(shí)現(xiàn)短路 電流計(jì)算 手算過程與計(jì)算機(jī)計(jì)算過程之間的差別在于所選取的計(jì)算模型不同 手算的 關(guān)鍵在于正確化解網(wǎng)絡(luò) 而計(jì)算機(jī)則是以線性方程組作為計(jì)算模型 它的關(guān)鍵是要形成 一個(gè)正確的阻抗矩陣以及能正確求解線性方程組 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 4 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 4 1 概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線 和配電裝置達(dá)到安全 經(jīng)濟(jì)的重要條件 在進(jìn)行設(shè)備選擇時(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)約投資 選擇合適的電 氣設(shè)備 電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn) 經(jīng)濟(jì) 合理 安全可靠 運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地 以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需 要 電氣設(shè)備要能可靠的工作 必須按正常工作條件進(jìn)行選擇 并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱 穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器 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 4 1 1 一般原則 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行 檢修 短路和過電壓情況下的要求 并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要 2 應(yīng)按當(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 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種 5 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致 6 選用的新品 均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 4 1 2 技術(shù)條件 1 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 A 電壓 所選電器和電纜允許最高工作電壓 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgUnU 即 n 一般電纜和電器允許的最高工作電壓 當(dāng)額定電壓在 110KV 及以下時(shí)為 1 15 而n 實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 一般不超過 1 1 maxgUn B 電流 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 Q 0 下 導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流yI maxgI 即 y 由于變壓器在電壓降低 5 時(shí) 出力保持不變 故其相應(yīng)回路的 1 05 為 maxgInI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 電器額定電流 C 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時(shí) 其長(zhǎng)期允許電流 可按下式修正 yIyI21MTK 基中 為溫度修正系數(shù) 為最高工作溫度 為額定載流量基準(zhǔn)下的環(huán)境溫度MT1T 為實(shí)際環(huán)境溫度 對(duì)應(yīng)于所選截面 環(huán)境溫度為 25 時(shí) 長(zhǎng)期允許載流C 2yISC 量 A 2 按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 一般校驗(yàn)取三相 短路時(shí)的短路電流 如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí) 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可不驗(yàn)算動(dòng) 熱穩(wěn)定 A 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定條件為 2dztI 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 0 5 0zItt B 短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為 max2 chiIi 4 1 3 各回路最大持續(xù)工作電流 表 4 1 最大持續(xù)工作電流表 回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果 110KV 母線 Ig max 248 0A 1 05 45310nSU 35KV 母線 Ig max 779 42A 35n 35KV 出線 Ig max 122 91A 8 63cos0 nPU 10KV 母線 Ig max 2727 98A 1 05 4531nS 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 10KV 出線 Ig max 141 507A 25 13cos30 8nPU 4 2 斷路器的選擇 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(shí) 用來(lái)接通和開斷負(fù)荷電流 在某所電氣主接線中 還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的 任務(wù) 故障時(shí) 斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用 斷開短路電流 切除故障線路 保證 非故障線路的正常供電及系統(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)條件等要求選擇其種類及型式 由于真空斷路器 SF 6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 35 220kV 一般采用 SF6斷路器 真空斷路器只適應(yīng)于 10kV 電壓等級(jí) 10kV 采用真空斷路器 4 2 1 選擇原則 1 按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間的短路電流即最大持續(xù)NI 工作電流 即 maxgImaxNgI 2 短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前 若線路上已存在短路故障 則在斷路器合閘過程中 觸頭間在 未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過 預(yù)擊穿 更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞 且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí) 不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘 此時(shí)要求能切斷短路電流 為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全 斷路器額定關(guān)合電流 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊 值 4 2 2 選擇計(jì)算 1 變壓器 110kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 110KV Un 110KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 248 0A 選出斷路器型號(hào)為 SW4 110 1000 型 如表 4 2 表 4 2 110KV 母線斷路器參數(shù)表 電壓 KV 斷開容量 MVA 極限通過 電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 重合性能 型號(hào) 額 定 最 大 額定電 流 A 額定斷 開 電流 KA 額定 重新 最大 有效 1S 4S 5S 10S 合閘時(shí) 間 s 固有分閘 時(shí)間 s 電流休 止時(shí)間 s 重合 時(shí)間 s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 SW4 110 110 126 1000 18 4 3500 3000 55 32 21 0 25 0 06 0 3 0 4 因?yàn)?In 1000A Ig max 248 0A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 5 398KA Ikd 18 4KA 所以 Idt Ikd 4 動(dòng)穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 13 765KA imax 55KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 78 0 05 1 0 83 因?yàn)?I tdz 5 3982 0 83 24 185 It t 322 1 1024 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 2 變壓器 35kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 35KV Un 35KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 779 42A 選出斷路器型號(hào)為 DW2 35 1000 型 如表 6 3 表 4 3 35KV 母線斷路器參數(shù)表 電壓 KV 動(dòng)穩(wěn)定電流 KA 型號(hào) 額定 額定電 流 A 額定斷開 電流 KA 峰值 5s 熱穩(wěn) 定電流 KA 合閘時(shí) 間 s 固有分閘 時(shí)間 s DW2 35 35 1000 16 5 45 16 5 0 06 0 06 因?yàn)?In 1000A Ig max 779 42A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 5 326KA Ikd 16 5KA 所以 Idt Ikd 4 動(dòng)穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 13 58KA imax 45KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 4 4 0 05 1 4 45 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 因?yàn)?I tdz 5 3262 4 45 126 23 It t 16 52 5 1361 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 3 變壓器 10kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 10KV Un 10KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 2727 98A 選出斷路器型號(hào)為 SN3 10 3000 型 如表 4 4 表 4 4 10KV 母線斷路器參數(shù)表 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 型號(hào) 額定電 壓 KV 額定電流 A 額定斷開 電流 KA 額定斷開容 量 MVA 峰值 1s 5s 10s 合閘時(shí) 間 s 固有分閘時(shí) 間 s SN3 10 10 3000 29 500 75 43 5 30 21 0 5 0 14 因?yàn)?In 3000A Ig max 2727 98A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 26 25KA Ikd 29KA 所以 Idt Ikd 4 動(dòng)穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 66 938KA imax 75KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 78 0 05 1 0 83 因?yàn)?I tdz 26 252 0 83 551 25 It t 43 52 1 1892 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 4 35kV 出線側(cè) 35 出線斷路器同母線斷路器一致 不做重復(fù)檢驗(yàn) 5 10kV 出線側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 10KV Un 10KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 141 507A 選出斷路器型號(hào)為 SN3 10 2000 型 如表 4 5 表 4 5 10KV 出線斷路器參數(shù)表 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 型號(hào) 額定電 壓 KV 額定電流 A 額定斷開 電流 KA 額定斷開容 量 MVA 峰值 1s 5s 10s 合閘時(shí) 間 s 固有分閘時(shí) 間 s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 SN3 10 10 2000 29 500 75 43 5 30 21 0 5 0 14 因?yàn)?In 2000A Ig max 141 507A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 26 25KA Ikd 29KA 所以 Idt Ikd 4 動(dòng)穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 66 938KA imax 75KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 83 因?yàn)?I tdz 26 252 0 83 551 25 It t 43 52 1 1892 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 4 3 隔離開關(guān)的選擇 4 3 1 選擇原則 隔離開關(guān) 配制在主接線上時(shí) 保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口 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 所以操作隔離開關(guān)時(shí) 必須遵循倒 閘操作順序 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(shí)形成明顯的斷口 與電 源側(cè)隔離 2 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(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 的檢修安全 每段母線上宜裝設(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 安裝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)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí) 斷路器通往用戶的那一側(cè) 可以不裝設(shè)隔離開 關(guān) 但如費(fèi)用不大 為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓 也可以裝設(shè) 4 3 2 選擇計(jì)算 1 110kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號(hào)為 210GW 表 4 6 隔離開關(guān)型號(hào)為 的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 kV A kA s kA 210GW 110 600 50 14 5 1 電壓 10g NUkVU 2 電流 max248 06g NIAI 3 動(dòng)穩(wěn)定 max13 75chiki 則滿足動(dòng)穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 查表得 1I 5ts4 zts s0 0 05 dzzItt 22225 3984 19 67498dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 2 變壓器 35kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號(hào)為 3510GW 表 4 7 隔離開關(guān)型號(hào)為 的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA s 435GW 35 1000 80 23 7 4 1 電壓 35gNUkVU 2 電流 max79 4210gIAI 3 動(dòng)穩(wěn)定 max3 58chiki 則滿足動(dòng)穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 查表得 1I 5ts3 4zts 0 0 05 dzzItt 22 225 36 497 8624 73 4dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 3 變壓器 10kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號(hào)為 10GN 表 4 8 隔離開關(guān)型號(hào)為 的技術(shù)數(shù)據(jù)2 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA s 210GN 10 3000 100 50 10 1 電壓 10gNUkVU 2 電流 max27 9830gIAI 3 動(dòng)穩(wěn)定 max6 1chiki 則滿足動(dòng)穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 前面校驗(yàn)時(shí)已算出 2 2250 8501dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 4 35kV 出線側(cè) 選定隔離開關(guān)型號(hào)為 3GW 表 4 9 隔離開關(guān)型號(hào)為 的技術(shù)數(shù)據(jù)85 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA s 835GW 35 400 15 5 6 5 1 電壓 35gNUkVU 2 電流 max12 940g NIAI 3 動(dòng)穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 max13 580chikAi 則滿足動(dòng)穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出 22 225 364 16 235 86dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 5 10kV 出線側(cè) 選定隔離開關(guān)型號(hào)為 與變壓器 10KV 側(cè)一致 故不103GN 作重復(fù)檢驗(yàn) 4 4 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù) 電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線 來(lái)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(jí)及要求不同 所使用導(dǎo)體的類型也不相同 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(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn) 4 4 1 裸導(dǎo)體的選擇條件選擇和校驗(yàn) 1 型式 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料 對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā) 電機(jī) 變壓器出線端部 以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所 可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體 回路正常工作電流在 400A 及以下時(shí) 一般選用矩形導(dǎo)體 在 400 8000A 時(shí) 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(wú)線電干擾 等條件 確定導(dǎo)體的截面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式 3 當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí) 應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積 對(duì) 110kV 及以下配電裝 置 電暈對(duì)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 4 2 母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外 其余導(dǎo)體截面 一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 1 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流 應(yīng)不大于 maxgI 導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流 yI 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(jì)算費(fèi)用最低 對(duì)應(yīng) 不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) 將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度maxT 經(jīng)濟(jì)電流密度 J 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式 agISJ 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按上述情況選擇的導(dǎo)體截面 還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定 S S min dztCI 熱穩(wěn)定系數(shù) C 穩(wěn)態(tài)短路電流 kA I 短路等值時(shí)間 s dzt 4 4 3 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇計(jì)算 1 110kV 側(cè)母線的選擇 1 110KV 及以上高壓配電裝置 一般采用軟導(dǎo)線 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 查表 3 1 得 I g max 248 0A 按 Tmax 6000h a 可得經(jīng)濟(jì)電流密度 J 0 9A mm2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj Ig max J 248 0 0 9 275 56mm2 選 LGJ 300 型 如表 4 9 表 4 10 110KV 母線參數(shù)表 長(zhǎng)期允許截流量 A 70 80 LGJ 300 690 755 LGJ 300 在 Qy 70 Q0 25 時(shí) I y 690A 綜合校正系數(shù) K0 1 00 K0Iy 1 00 690 690A 所以 Ig max K0Iy 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) S S min dztCI tdz 為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間 即 tdz 0 1 0 06 0 16s 其中熱穩(wěn)定系數(shù) C 87 滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為 Smin 24 818mm2 dztCI 53980 167 S 300 mm2 Smin 24 818 mm2 2 35kV 側(cè)母線 1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 查表 3 1 得 I g max 779 42A 按 Tmax 6000h a 導(dǎo) 體 最 高 允 許 溫 度 導(dǎo) 線 型 號(hào) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 可得經(jīng)濟(jì)電流密度 J 0 9A mm2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj Ig max J 779 42 0 9 866 02 mm2 選 LGJ 400 型 如表 4 10 表 4 11 35KV 母線參數(shù)表 長(zhǎng)期允許截流量 A 70 80 LGJ 400 835 840 LGJ 400 在 Qy 70 Q0 25 時(shí) I y 835A 綜合校正系數(shù) K0 1 00 K0Iy 1 00 835 835A 所以 Ig max Ig max 2 熱穩(wěn)定校驗(yàn) S S min dztCI tdz 為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器固有分閘時(shí)間 導(dǎo) 體 最 高 允 許 溫 度 導(dǎo) 線 型 號(hào) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 即 tdz 0 1 0 14 0 24s 熱穩(wěn)定系數(shù) C 87 滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為 Smin 147 814mm2dztCI 2650 487 可見 前面所選母線截面 S 2 125 10 2500 mm2 Smin 147 814mm2 能滿足短路熱穩(wěn)定要求 4 10kV 側(cè)出線電纜的選擇及校驗(yàn) 型式 應(yīng)根據(jù)敷設(shè)環(huán)境及使用條件選擇電纜型式 初步選擇型號(hào) 2紙絕緣鋁芯ZLQ 電纜 表4 13 紙絕緣鋁芯電纜的技術(shù)數(shù)據(jù)2ZLQ 25 時(shí)電纜C 載流量 A 芯數(shù) 截面 Mm2 鋁芯 額定電壓 kV 相應(yīng)電纜纜芯允許最高溫