220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 楊學(xué)碩

220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 楊學(xué)碩,220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計,楊學(xué)碩,kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計 文獻綜述一、選題意義隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對供電質(zhì)量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動內(nèi)需的發(fā)展計劃1。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。近年來220kV變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展?？茖W(xué)的變電站設(shè)計方案能夠提升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設(shè)施占地資源，體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術(shù)改造思路2。同時可以增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積，使變電站的配置達到最佳，不斷提高經(jīng)濟效益和社會效益3。二、變電站建設(shè)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 為了保障我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進程，我國電力系統(tǒng)進入了一個快速發(fā)展階段，電網(wǎng)建設(shè)得到進一步完善。由于我國電力建設(shè)起步比較晚，目前我國變電站主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變，有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加。國外變電站主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。而數(shù)字化智能變電站也是國內(nèi)外變電站未來發(fā)展趨勢。 1、無人值守變電站：同西方發(fā)達國家相比，由于我國變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)用起步較晚，變電站運行管理的理念也有很大差異，使我們的變電站無人值守運行水平與之相比還有很大的差距。在我國，許多220 kV及以下電壓等級變電站已經(jīng)開始由監(jiān)控中心進行監(jiān)控，基本上實現(xiàn)了變電站無人值守。但作為國內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級的500 kV和330 kV變電站，即使采用了變電站自動化系統(tǒng)的，也都是實行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達國家，各個電壓等級變電站都能實現(xiàn)變電站無人值守。由此發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)外無人值守變電站之間、國內(nèi)外變電站自動化系統(tǒng)之間都還有很大的差異4。全面實現(xiàn)變電站無人值守對我國電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益: 1提高了運行可靠性；2加快了事故處理的速度；3提高了勞動生產(chǎn)率；4降低了建設(shè)成本。5 2、城市變電站建設(shè)隨著城市中心地區(qū)的用電負(fù)荷迅速增長，形勢迫使在城市電網(wǎng)加快改造和建設(shè)的同時，在中心城區(qū)要迅速地建設(shè)一批高質(zhì)量的城市變電站，在多種變電站的型式中戶內(nèi)型變電站受到各方面的重視，在這幾年中得到飛速發(fā)展6。由于戶內(nèi)變電站允許安全凈距小且可以分層布置而使占地面積較小。室內(nèi)變電站的維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，可減輕維護工作量，不受氣候影響。3、數(shù)字化智能變電站在變電站自動化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開關(guān)、光電式互感器等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動化技術(shù)即將進入新階段7。變電站自動化系統(tǒng)是在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它以其簡單可靠、可擴展性強、兼容性好等特點逐步為國內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項目中獲得成功的應(yīng)用8。隨著智能化開關(guān)，光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測及自診斷、變電站運行操作培訓(xùn)仿真這些新技術(shù)的日趨成熟以及廣泛應(yīng)用必將對現(xiàn)有變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，帶來全數(shù)字化的變電站新概念9。2009年9月11日華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站郭家屯變電站正式啟動，它的建成對國內(nèi)數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設(shè)具有重要意義10。三、變電站設(shè)計內(nèi)容及原則1、220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計主要包括以下步驟：電氣主接線設(shè)計、配電裝置、電氣平面布置、系統(tǒng)保護 、電氣設(shè)備選擇。112、變電站設(shè)計原則12：(1)足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域內(nèi)中長期規(guī)劃預(yù)測的負(fù)荷要求；(2)結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備體積小，占地面積??；(3)自動化程度高，通信誤碼率低，可靠性高；(4)可靠靈活的主接線方式；(5)主設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)越，可靠性高，檢修頻率低，噪聲低。在變電站設(shè)計中要考慮到雷電對變電站的危害，在變電站中至少要安裝一臺避雷器來保護變壓器，最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器。此時，即使在瞬時有極高電流出現(xiàn)，也能最大限度地保證變壓器上的電壓水平在安全極限內(nèi)13。變電站設(shè)計是個綜合系統(tǒng)工程，是電力系統(tǒng)項目設(shè)計的重要組成部分。一份成功的變電站設(shè)計方案可以在實際工程中取得最優(yōu)的效益:增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積以及建設(shè)成本，使變電站的配置達到最佳，保證較高的經(jīng)濟效益和社會效益。參考文獻：1劉婭.11OKV變電站部分電氣一次設(shè)計淺析.民營科技, 2009（6）：2-382饒 瑩,郭 煒,徐鑫乾.11020 kV變電站電氣一次部分設(shè)計.電力設(shè)備，2008（9）：11-133張宏陽.淺談220kV變電站設(shè)計思路及實踐.科技咨訊，2009（18）：128-1284陳志軍.國內(nèi)外變電站無人值守的比較與思考.廣東電力,2006（19）：35-385李嘯驄,王佩璋.馮大千.葉漣遠.無人值班變電站的發(fā)展意義以及建設(shè)中的幾點建議.廣西電力技術(shù)，1998（3）:39-436秦建新.城市變電站的發(fā)展趨勢及其特點.天津電力技術(shù), 2002（2）：10-127劉貞,殷小虹.智能變電站的實現(xiàn).科技前沿，2009（36）：26-268徐景隆.變電站自動化發(fā)展趨勢分析.科學(xué)實踐，2009（28）：307-3089金旭東.數(shù)字化變電站介紹.江蘇電機工程， 2007（21）：38-4010馬瑾瑜.華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站啟動.華北電業(yè)，2009（5）：55-5511陳月娥.有關(guān)22O kV變電站設(shè)計思路的分析.廣東科技,2008（12）：129-13012林濟濤.220kV城市變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計的探討.沿海企業(yè)與科技, 2009（8）：106-10713黃純?nèi)A.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料.北京：水利水電出版社.14傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算.北京：中國電力出版社，2004.15王錫凡.電力工程基礎(chǔ).西安：西安交大出版社，1998.華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書所在系別 電力工程系 專業(yè)班號 電氣07k7 學(xué)生姓名 楊學(xué)碩 指導(dǎo)教師簽名 劉興杰 審批人簽字 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 2011年 3 月 1 日一、畢業(yè)設(shè)計(論文)主要內(nèi)容1. 分析原始資料，設(shè)計幾種可行的電氣主接線方案；2. 通過初步技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最佳的方案；3. 針對所選的最好方案進行短路電流計算；4. 選擇電氣設(shè)備并進行校驗；5. 設(shè)計屋內(nèi)外配電裝置；6. 設(shè)計防雷保護，選擇避雷針并進行校驗；7. 接地網(wǎng)設(shè)計。二、基本要求1. 遵守學(xué)校規(guī)章制度和畢業(yè)設(shè)計期間的管理規(guī)定，按時認(rèn)真完成文獻綜述、開題報告、中期檢查、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容研究、論文撰寫和答辯等環(huán)節(jié)；2. 畢業(yè)論文的撰寫應(yīng)符合華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）規(guī)定、規(guī)范(2006年修訂)和華北電力大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）的撰寫規(guī)范及要求(2006年修訂)。論文應(yīng)有中文和英文摘要，有一定字?jǐn)?shù)的文獻綜述；內(nèi)容包括：(1) 設(shè)計說明書一份；(2) 計算書一份（短路電流、設(shè)備校驗、運行費、防雷校驗等計算）；(3) 圖紙5-7張：電氣主接線圖、屋外配電裝置斷面圖、屋內(nèi)配電裝置斷面圖、防雷校驗圖等。3. 翻譯一篇不少于3000漢字的外文文獻，翻譯資料作為畢業(yè)設(shè)計（論文）附件附錄單獨裝訂成冊。三、設(shè)計(論文)進度序號設(shè)計項目名稱完成時間備注1查閱相關(guān)文獻和資料，完成文獻綜述和開題報告2011.3.42確定全站計算負(fù)荷，選擇主變壓器；確定無功補償裝置，站用電接線及電氣主結(jié)線方案；2011.4.8含兩周金工實習(xí)3短路電流計算；高壓電器選擇；導(dǎo)體選擇； 2011.5.13含兩周綜合實驗4配電裝置設(shè)計，全站總平面布置規(guī)劃；繼電保護規(guī)劃；畫出相應(yīng)所需圖紙；2011.5.275對畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進行總結(jié)，完成外文文獻翻譯2011.6.36撰寫論文，準(zhǔn)備答辯2011.6.17設(shè)計(論文)預(yù)計完成時間：2011 年 6 月 17 日四、參考資料及文獻1 丁毓山，雷振山中小型變電所實用設(shè)計手冊第一版北京：中國水利水電出版社，20002 王曉文供用電系統(tǒng)第二版北京：中國電力出版社，20053王榮藩工廠供電設(shè)計與實驗天津：天津大學(xué)出版社，1989：15-18，314 劉介才工廠供電第三版北京：機械工業(yè)出版社，19995 馬維新電力系統(tǒng)電壓第一版北京：中國電力出版社，19986 耿旭明，趙澤民電氣運行與檢修1000問北京：中國電力出版社，20047 劉滌塵電氣工程基礎(chǔ)第一版武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20028遼寧省電力有限公司用電檢查處變電所技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范應(yīng)用手冊第一版沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，20049 丁毓山變電所設(shè)計第一版沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，199310劉介才實用供配電技術(shù)手冊第一版北京：中國水利水電出版社，200211白公怎樣閱讀電氣工程圖第一版北京：機械工業(yè)出版社，200112熊為群，陶然繼電保護 自動裝置及二次回路第二版北京：中國電力出版社，2000華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告學(xué)生姓名： 楊學(xué)碩 班級： 電氣07k7 所在系別： 電力工程系 所在專業(yè)： 電氣工程及其自動化 設(shè)計（論文）題目： 220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師： 劉興杰 2011年 3 月 15日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告一、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫不低于2000字的文獻綜述。（另附）二、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一設(shè)計主要內(nèi)容根據(jù)原始資料選擇57種合理的電氣主接線，進行初步技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇2種較好的電氣主接線；選擇主變壓器的容量和型號；計算兩種主接線的短路電流；根據(jù)短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備；通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定最佳方案；防雷系統(tǒng)設(shè)計，屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計和總平面布置。1. 設(shè)計方法 1. 電氣主接線：建立一個科學(xué)的電氣主接線的評價系統(tǒng)，全面分析影響因素，綜合評價各項技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。在變電站電氣主接線的設(shè)計過程中，還應(yīng)考慮氣象、地質(zhì)、地理位置、交通等環(huán)境因素。2.短路電流計算：首先選擇計算短路點，畫等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出計算電抗Xjs，然后計算短路電流周期分量有名值，短路容量及短路電流沖擊值。3.電氣設(shè)備的選擇：選擇的方法有按正常工作條件選擇，按短路條件檢驗，按熱穩(wěn)定校驗。4.防雷設(shè)計：采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。5.配電裝置設(shè)計：根據(jù)電力系統(tǒng)條件,按照自然環(huán)境特點和運行檢修的要求,合理的制定布置方案和選用設(shè)備。對“文三、指導(dǎo)教師意見：1 對“文獻綜述”的評語： 2對學(xué)生前期工作情況的評價（包括確定的研究方法、手段是否合理等方面）：指導(dǎo)教師： 年 月 日華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 畢 業(yè) 設(shè) 計 論文 題目 220KV 變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 系 別 電力工程系 專業(yè)班級 電氣自動化專業(yè) 07K7 班 學(xué)生姓名 楊學(xué)碩 指導(dǎo)教師 劉興杰 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 論文 I 220kV 變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 當(dāng)前電力建設(shè)規(guī)模日益增大 為了緩解電力供需矛盾 減少投資 提高效益 提高 電力系統(tǒng)的安全運行與經(jīng)濟運行 以適應(yīng)不斷擴大的電網(wǎng)規(guī)模 變電站的建設(shè)迅速發(fā)展 因此 對變電站的設(shè)計有了更高 更完善的要求 設(shè)計是否合理 不僅直接影響基建投 資 運行費用和有色金屬的消耗量 也會反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面 和企業(yè) 的經(jīng)濟效益 設(shè)備人身安全密切相關(guān) 本說明書以 220KV 地區(qū)變電站設(shè)計為例 論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設(shè) 計 一次部分 的全過程 通過對變電站的主接線設(shè)計 站用電接線設(shè)計 短路電流計 算 電氣設(shè)備動 熱穩(wěn)定校驗 主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定 運行方式分析 防雷 及過電壓保護裝置的設(shè)計 電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計和無功補償方案設(shè)計 較為 詳細地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計 限于畢業(yè)設(shè)計的具體要求和設(shè)計時間的限制 本畢業(yè)設(shè)計只對變電站電氣一次部分 做了較為詳細的理論設(shè)計 而對其電氣二次部分并沒有涉及 這有待于在今后的學(xué)習(xí)和 工作中進行研究 關(guān)鍵詞 變電站 短路電流 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 II 220kV SUBSTATION PRIMARY DESIGN Abstract At present electric power construction the scale enlarge increasingly for the sake of alleviating the electric power supply and demand antinomy reducing the investment raising the performance raise the electric power system safe circulate and the economy circulate the construction of transformer substations rapidly develop Therefore It need the higher and more perfect request to the design Whether design reasonable not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts In a word it is close with the economic performance and the safety of the people The statement about the 220kv transformer area substation design discussed some electrical transformer stations design one part in power systems engineering of the entire process Through the main transformer stations wiring design stations wiring design stations short circuit current calculations check electrical equipment moving and thermal stability set the main electrical equipment models and the parameters the operating mode design over voltage protection and mine devices design general electric graphic and distribution devices flood and without power compensation Lastly completed substation design in power system Limited to the specific design requirements and design time of constraints The design only is a part of the electrical transformer stations and its second part did not involve which research it in future study and work Keywords Substation Short circuit currents Moving stability Thermal stability 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1 1 設(shè)計背景 1 1 2 設(shè)計內(nèi)容 1 2 主接線設(shè)計 2 2 1 電氣主接線的一般要求 2 2 2 主接線選擇的主要原則 3 2 3 主接線方案設(shè)計 3 2 3 1 方案擬定及技術(shù)比較 3 2 3 2 方案的經(jīng)濟性比較 5 3 主變的選擇 6 4 短路計算 8 4 1 短路故障產(chǎn)生的原因 8 4 2 短路故障的危害 8 4 3 短路電流計算的目的 8 4 4 短路電流計算的內(nèi)容 8 4 5 短路電流計算步驟 9 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計算 9 4 6 1 短路電流計算的基準(zhǔn)值 9 4 6 2 網(wǎng)絡(luò)模型 9 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 9 5 設(shè)備的選擇及動 熱穩(wěn)定校驗 13 5 1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 13 5 2 按短路狀態(tài)校驗 13 5 3 斷路器的選擇原則 14 5 3 2 110KV 斷路器選擇 17 5 3 3 10KV 斷路器選擇 18 5 4 2 110KV 隔離開關(guān)的選擇 20 5 5 互感器的選擇 23 5 5 1 電流互感器的選擇 23 5 5 2 電壓互感器的選擇 24 5 6 2 110KV 側(cè)母線的選擇 27 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 I 5 6 3 10KV 側(cè)母線的選擇 28 6 配電裝置 31 6 1 配電裝置的基本要求 31 14 6 2 配電裝置的類型及特點 31 6 4 配電裝置設(shè)計的基本步驟 32 6 5 配電裝置的選用 32 7 防雷接地設(shè)計 34 7 1 避雷針 34 8 1 設(shè)計說明 36 8 2 接地體的設(shè)計 36 8 3 典型接地體的接地電阻計算 36 8 4 接地網(wǎng)設(shè)計計算 37 9 結(jié)論 39 參考文獻 40 附錄 41 致謝 42 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 0 1 緒論 1 1 設(shè)計背景 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高 對供電質(zhì)量的要求日益提高 國家提 出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造 拉動內(nèi)需的發(fā)展計劃 110kV 變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展 供電可靠性是城網(wǎng)建設(shè)改造的一個重要目標(biāo) 110 kV 變電站設(shè)計是城網(wǎng)建設(shè)中較為關(guān)鍵 的技術(shù)環(huán)節(jié) 如何設(shè)計 110 kV 變電站 是城網(wǎng)建設(shè)和改造中需要研究和解決的一個重要 課題 1 1 2 設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計的主要工作是對 110kV 變電站電氣一次部分電氣主接線設(shè)計 通過比較 選 擇相應(yīng)的電氣設(shè)備 設(shè)計內(nèi)容主要包括 電氣主接線的擬定 各電壓等級對應(yīng)的電氣設(shè) 備選擇 對初步擬定的兩種備選方案的年運行費用進行比較 確定最佳方案 并給出設(shè) 計內(nèi)容的理論依據(jù)和計算過程 具體分為一下幾方面 2 1 根據(jù)原始資料選擇 5 7 種合理的電氣主接線 2 進行初步技術(shù) 經(jīng)濟比較 選擇 2 種較好的電氣主接線 3 選擇主變壓器的容量和型號 4 計算兩種主接線的短路電流 5 根據(jù)短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備 6 通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定最佳方案 7 防雷系統(tǒng)設(shè)計 8 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計和總平面布置 9 繪制圖紙 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 1 2 主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠 變電所電氣設(shè)計首要部分 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠 變電所本身運行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟型密 切相關(guān) 并對電氣設(shè)備選擇配電裝置布置 繼電保護和控制方式的擬定有較大影響 因 此 必須處理好各方面的關(guān)系 全面分析有關(guān)影響因素 通過技術(shù)經(jīng)濟比較 合理確定 主接線方案 電氣主接線的設(shè)計與所在電力系統(tǒng)及所采用的設(shè)備密切相關(guān) 隨著電力系統(tǒng)的不斷 發(fā)展 新技術(shù)的采用 電氣設(shè)備的可靠性不斷提高 設(shè)計主接線的觀念也應(yīng)與時俱進 不斷創(chuàng)新 變電所電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì) 選擇出一種 與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式 變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接 線的重要組成部分 它表明變電所內(nèi)的變壓器 各電壓等級的線路 無功補償設(shè)備最優(yōu) 化的接線方式與電力系統(tǒng)連接 同時也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式 一個變電所的電氣主接線包括高壓側(cè) 中壓側(cè) 低壓側(cè)以及變壓器的接線 因各側(cè)所接 的系統(tǒng)情況不同 進出線回路數(shù)不同 其接線方式也不同 3 2 1 電氣主接線的一般要求 1 可靠性 1 斷路器檢修時 不宜影響對系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時 盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間 并且保 證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電 3 盡量避免發(fā)電廠 變電所全部停運的可能性 4 大機組超高壓應(yīng)滿足可靠性的特殊要求 2 靈活性 1 調(diào)度時 應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機 變壓器和線路 調(diào)配電源和負(fù)荷 滿 足系統(tǒng)在事故運行方式 檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求 2 檢修時 可以方便地停運斷路器 母線及其繼電保護設(shè)備 進行安全檢修而不致 影響電力網(wǎng)運行和用戶的供電 3 擴建時 可以容易地從初期接線過度到最終接線 在不影響連續(xù)供電或停電時間 最短的情況下 投入新裝機組 變壓器或線路而不互相干擾 且對一次和二次部分的改 建工作量最少 3 經(jīng)濟性 1 主接線應(yīng)力求簡單 以節(jié)省斷路器 隔離開關(guān) 電壓和電流互感器 避雷器等一 次設(shè)備 2 要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 2 3 要能限制短路電流 以便于選擇廉價電氣設(shè)備或輕型電器 4 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求 110kV 及以下終端或分支變電所可采用簡 易電器 另外 對電氣主接線還要求可靠性 靈活性 經(jīng)濟性 這三者是一個綜合概念 不 能單獨強調(diào)其中的某一種特性 也不能忽略其中的某一種特性 但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中 的地位和作用的不同 對變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重 例如 系統(tǒng)中的超高 壓 大容量樞紐變電所 因停電會對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小 故對其主接線的經(jīng)濟 性就特別重視 2 2 主接線選擇的主要原則 1 變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位 作用相適應(yīng) 根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的 地位 作用確定對主接線的可靠性 靈活性和經(jīng)濟性的要求 2 變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求 還應(yīng)滿足電網(wǎng)出故障時應(yīng) 處理的要求 3 各種配置接線的選擇 要考慮該配置所在的變電所性質(zhì) 電壓等級 進出線回路 數(shù) 采用的設(shè)備情況 供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運行習(xí)慣等因素 4 近期接線與遠景接線相結(jié)合 方便接線的過程 5 定變電所主接線時要進行技術(shù)經(jīng)濟比較 2 3 主接線方案設(shè)計 2 3 1 方案擬定及技術(shù)比較 表 2 1 技術(shù)比較表 220KV 110KV 10KV 主變臺數(shù) 方案一 雙母線 雙母線 單母線分段 2 方案二 雙母線帶 旁路接線 雙母線分段 單母線分段 2 1 單母線分段 優(yōu)點 1 用斷路器把母線分段后 對重要用戶可以從不同段引出兩個回路 有兩個電 源供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或者檢修時 該段母線的回路都要在檢修期 間停電 2 當(dāng)出現(xiàn)為雙回路時 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 3 擴建時需要向兩個方向 均衡擴建 通過該接線優(yōu)缺點的分析 可見 方案一中 10KV 采用此接線方式 其優(yōu)點是當(dāng)一母線 發(fā)生故障時 分段斷路器能自動把故障切除 保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 3 戶停電 缺點是當(dāng)一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時 接在該母線上的回路都要在 檢修期間停電 所以 該接線方式對于 10kV 側(cè)可以考慮 另一方面是考慮到地區(qū)性一般變 電所對經(jīng)濟性的考慮 3 2 雙母線接線 優(yōu)點 1 線路故障斷路器拒動或母線故障只停一條母線及所連接的元件 將非永久性 故障元件切換到無故障母線 可以迅速恢復(fù)供電 2 檢修任一元件的母線隔離開關(guān) 只 停該元件和一條母線 其他元件切換到另一母線 不影響其他元件供電 3 可在任何元 件部停電的情況下輪流檢修母線 只需將要檢修的母線上的全部元件切換到另一母線即 可 4 運行和調(diào)度靈活 擴建方便 缺點 接線復(fù)雜 加大了配電裝置的占地和工程投資 3 雙母線帶旁路接線 優(yōu)點 高度可靠性 調(diào)度運行靈活 操作檢修方便 任一母線故障或檢修 均不導(dǎo)致停 電 缺點 保護及二次接線復(fù)雜 不利于實現(xiàn)變電站的無人值班 工程造價高 通過對該接線優(yōu)缺點的分析 可見 在方案二中采用該種接線方式 主要是為了提 高供電的可靠性 但此類接線造價比較高 所以 一般只在大容量變電站中使用 從上述的比較可以看出 三種接線從技術(shù)的角度來看主要的區(qū)別是在可靠上 雙母線 比單母線可靠性高 雙母線帶旁路接線比雙母線的可靠性更高 但對于 220kV 地區(qū)性變電 站來說 雙母線接線的可靠性已能達到要求 且地區(qū)性變電站主要是要求經(jīng)濟性 所以 確 定選擇第一種接線方案 2 3 2 方案的經(jīng)濟性比較 1 從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進行比較 表 2 2 電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置比較表 方 案 項 目 方案一 方案二 220kV 配電裝置 雙母線 雙母線帶旁路接線 110kV 配電裝置 雙母線 雙母線 10kV 配電裝置 單母線分段 單母線分段 主變臺數(shù) 2 2 220kV 5 6斷路器的 數(shù)目 110kV 9 9 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 4 2 方案的確定 1 技術(shù)的比較 單母線分段接線簡單 控制簡單 有利于變電站的運行 雙母線接 線可靠性較高 能滿足 220kV 變電站 所以 選擇方案一 2 經(jīng)濟的比較 方案一投資少 且能滿足技術(shù)的要求 所以 從運行費用1U2 的角度考慮 選擇方案一 主接線型式如圖 2 1 10kV 11 11 220kV 15 23 110kV 33 33 隔 離開關(guān) 的數(shù)目 10kV 31 31 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 5 a 圖 2 1 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 6 3 主變的選擇 變電站主變?nèi)萘?一般應(yīng)按 5 10 規(guī)劃負(fù)荷來選擇 根據(jù)城市規(guī)劃 負(fù)荷性質(zhì) 電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量 對重要年變電站 應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺變壓器停運時 其余變 壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi) 應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電 對一般性變電 站 當(dāng) 1 臺主變壓器停運時 其余變壓器容量 其余 變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 60 70 13 3 1 選擇原則 1 相數(shù) 當(dāng)不受運輸條件限制時 在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電所內(nèi)均選用三相變壓器 2 繞組數(shù) 在具有三種電壓的變電所中 如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量 的 15 以上 或低壓側(cè)雖無負(fù)荷 但在變電所內(nèi)裝設(shè)無功補償設(shè)備時 主變宜采用三繞 組變壓器 3 繞組接線方式 變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則 不能并列運行 電力系 統(tǒng)采用的繞組連接有 Y 和 我國 110kV 及以上電壓 變壓器繞組都采用 Y 連接 35kV 亦采用 Y 連接 其中性點 多通過消弧線圈接線 35kV 以下電壓 變壓器繞組都采用 連線方式 3 2 容量計算 本系統(tǒng)中有 110kV 和 10kV 兩個負(fù)荷等級 其最大負(fù)荷為 150MW 0 9 和 COS 28MW 0 9 COS MVA 1 96 0 289 15 BS 需要選擇的變壓器容量 MVA 37670 需要選擇的變壓器容量 MVA 選用三繞組變壓器 查手冊 選出的設(shè)備如下表 SFPS7 120000 220 型 220kV 級三相三圈有載調(diào)壓變壓器 阻抗電壓 額定 容量 MVA 容量比 電壓比 組別 空載 損耗 負(fù)載 損耗 高中 高低 中低 120 100 100 50 220 2 2 5 12 1 11 YN yn d11 133 480 14 23 7 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 7 4 短路計算 計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求 評價確定網(wǎng)絡(luò)方案 研究限制短路電流措施 為繼電保護設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù) 分析計 算送電線路對通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等 在電力系統(tǒng)設(shè)計中 短路電流的計算應(yīng)按遠景規(guī)劃水平年來考慮 遠景規(guī)劃水平年 一般取工程建成后 5 10 年中的某一年 計算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運行方式時 個樞紐點 的三相短路電流 4 1 短路故障產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞 絕緣損壞的原因多因設(shè)備過 電壓 直接遭受雷擊 絕緣材料陳舊 絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除 此外 如輸電線路 斷線 線路倒桿也能造成短路事故 9 4 2 短路故障的危害 發(fā)生短路時 由于供電回路的阻抗減小以及突然短路時的暫態(tài)過程 使短路點及附 近電力設(shè)備流過的短路電流可能達到額定值的幾倍甚至幾十倍 從而引起導(dǎo)體及絕緣的 嚴(yán)重發(fā)熱甚至損壞 同時 在短路剛開始 電流瞬時值達到最大值 電力設(shè)備的導(dǎo)體間 將受到很大的電動力 可能引起導(dǎo)體或線圈變形以致?lián)p壞 在電流急劇增加的同時 系 統(tǒng)中的電壓突然降低 短路點附近電壓下降得最多 這將影響用戶用電設(shè)備的正常工作 短路故障的最嚴(yán)重后果是并列運行的發(fā)電機失去同步 引起系統(tǒng)解列 大面積停電 另 外 不對稱接地短路將引起不平衡電流 產(chǎn)生不平衡磁通 會在鄰近平行的通訊線路內(nèi) 感應(yīng)相當(dāng)大的電動勢 造成對通訊系統(tǒng)的干擾 甚至危及設(shè)備和人身安全 7 4 3 短路電流計算的目的 1 在選擇電氣主接線時 為了比較各種接線方案 確定某一接線方案是否需要采取 限制短路電流的措施等 均需進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)備在正常運行和故障情況下都能安全 可靠地工 作 同時又力求節(jié)約資金 這需要進行全面的短路電流計算 例如 計算某一時刻的短 路電流有效值 用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器電抗值 計算短路后較長時 間短路電流有效值 用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定 計算短路電流沖擊值 用以校驗設(shè)備動穩(wěn) 定 3 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時 需按短路條件校驗導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離 4 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時 需以各種短路時的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設(shè)計 也需要用短路電流 4 4 短路電流計算的內(nèi)容 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 8 1 短路點的選取 各級電壓母線 各級線路末端 2 短路時間的確定 根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護整定的需要 確定計算短路電流 的時間 3 短路電流的計算 最大運行方式下最大短路電流 最小運行方式下最小短路電流 各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相短路電流 計算的具體項目及其計算條件 取決于計 算短路電流的目的 4 5 短路電流計算步驟 計算步驟簡述如下 1 選擇計算短路點 畫等值網(wǎng)絡(luò) 次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò) 首先 去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支 線路電容 各元件的電阻 發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗 Xd 其次 選取基準(zhǔn)容量 Sb 和基 準(zhǔn)電壓 Ub 一般取各級的平均電壓 再次 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電 抗 最后 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖 并將各元件電抗統(tǒng)一編號 2 化簡等值網(wǎng)絡(luò) 為計算不同短路點的短路電流值 需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短 路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò) 并求出各電源與短路點之間的電抗 即轉(zhuǎn)移電抗 3 計算電抗值并作出簡化的電路圖 4 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值 計算短路電流周期分量 有名值和短路容量 5 計算短路電流沖擊值 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計算 4 6 1 短路電流計算的基準(zhǔn)值 短路電流的計算通常采用近似標(biāo)幺值計算 取 100MW 各級基準(zhǔn)電壓為平均額BS 定電壓 4 6 2 網(wǎng)絡(luò)模型 計算短路電流對所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型 即 忽略負(fù)荷電流 不計各元件的電 阻 也不計送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納 發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示 并認(rèn)為發(fā)電機 電勢模值標(biāo)幺制為 1 相角為 0 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 1 計算各元件參數(shù)標(biāo)幺值 作出等值電路 前已選出了主變壓器 三繞組 其阻抗電壓百分比 如下表 繞組 高 中 高 低 中 低 阻抗電壓 14 23 7 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 9 計算每個繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù) 各繞組的短路電壓分別為 15 72314 21 32 31 ssSS UU 1 2 21 sSs 8 2 3 3 3 Sss 取 100MVA 計算變壓器各繞組的標(biāo)幺值BSBav0 15105210 VXST 2 2 15018201 VXS3T 選取兩臺變壓器且兩變壓器的參數(shù)一致 做出等值電路圖 如圖 4 1 所示 32 TX1 T21 TX312 TXE 圖 4 1 220kV 側(cè)短路計算 f 1 短路時 示意圖如圖 4 2 I f 圖 4 2 標(biāo)幺值 X 0 04 25X1EIf 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 10 根據(jù)標(biāo)幺值 計算有名值 kA 6 2730125U3S25IavBf 沖擊電流 59 IKifimm 110kV 側(cè)短路計算 f 2 短路時 示意圖如圖 4 3 f 2 E XT2 1 T 圖 4 3 0 1780 15XX2T1T12T1 94XEI1f 有名值 kA 5 130 5U3S10 5IavBf 沖擊電流 12IKifimm 10kV 側(cè)短路計算 f 3 短路時 示意圖如圖 4 4 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 11 E XT2 1 3T f 圖 4 4 0 19670 125XX3T1T12T1 9 347XEI1f 有名值 kA 38 60 36US7 36IavBf 沖擊電流 9511425IKifimm 短路電流表 計算參 數(shù) 短路點 短路電流有名值 kA 沖擊電流 kA 220kV 6 27 15 99 110kV 5 11 13 03 10kV 38 63 98 51 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 12 5 設(shè)備的選擇及動 熱穩(wěn)定校驗 5 1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1 電器選擇的一般原則 1 應(yīng)滿足正常運行 檢修 短路和過電壓情況下的要求 并考慮遠景發(fā)展 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 3 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理 4 與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致 5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 2 技術(shù)條件 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運行 1 電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化 有時會高于電網(wǎng)的額定電壓 故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓 因此 在電氣 設(shè)備時 一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 的條件maxUNU 選擇 即 NU max 2 電流 選用的電器額定電流 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 eI gI 即 geI 由于變壓器短時過載能力很大 雙回路出線的工作電流變化幅度也較大 故其計算 工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定 高壓電器沒有明確的過載能力 所以選擇其額定電流時 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 3 機械荷載 所選電器端子的允許荷載 應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力 5 2 按短路狀態(tài)校驗 1 校驗的一般原則 1 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動 熱校驗 校驗的短路電流一 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 13 般取三相短路時的短路電流 若發(fā)電機出口的兩相短路 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(yán)重時 則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗 2 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定 當(dāng)熔斷器有限流作用時 可不驗算動穩(wěn)定 用熔斷器保護的電壓互感器回路 可不驗算動 熱穩(wěn)定 2 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時 電氣設(shè)備各部件溫度 或發(fā)熱效應(yīng) 應(yīng)不超過允許值 滿足 熱穩(wěn)定條件 5 dttQI 2 1 式中 在計算時間 秒內(nèi) 短路電流的熱效應(yīng) k S dtQjst 2A t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 kA I t 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定時間 s 3 短路的動穩(wěn)定校驗 5 dfchdfchIi 2 其中 短路沖擊電流峰值 kA chi 短路全電流有效值 kA I 電器允許的極限通過電流峰值 kA dfi 電器允許的極限通過電流有效值 kA 4 短路計算時間 驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 為繼電保護動作時間 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間kt prt 之和 即 brt 5 brpktt 3 一般取保護裝置的后備保護動作時間prt 5 絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下 電器的內(nèi) 外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性 電器的絕緣水平 應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定 但所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時 應(yīng)通過絕緣配合計算 選用適當(dāng)?shù)?過電壓保護設(shè)備 5 3 斷路器的選擇原則 1 斷路器選擇 1 種類 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 14 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)可分為 5 類 油斷路器 分戶內(nèi)多油 DN 型 戶外多油 DW 型 戶內(nèi)少油 SN 型 氣體斷路器 QW 型 空氣斷路器 KW 型 斷路器 LN 型和真空斷6SF 路器 ZN 型等 2 按正常工作條件選擇額定電壓 及額定電流 要求NUNI 5 max In 4 由下式確定 maxI 5 cos3maxmaxaxNNUPSI 5 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流 A NImax 3 短路熱穩(wěn)定校驗 若要斷路器在通過短路電流時 不致變形損壞 就必須要求斷路器的允許通過電流 峰值 或有效值 應(yīng)大于或等于短路電流沖擊值 或短路沖擊電流有效值 maximaxI shi shI 即 5 shshIi maxax 6 4 熱穩(wěn)定校驗 當(dāng)斷路器在通過最大短路電流時 不使其溫度超過最高允許溫度 就必須對斷路器 進行熱穩(wěn)定校驗 其校驗公式為 5 tsitsI 7 式中 分別為斷路器的熱穩(wěn)定電流及該電流所對應(yīng)的熱穩(wěn)定時間 分別是tsI itI 短路穩(wěn)定電流及短路電流的持續(xù)時間 斷路器通過短路電流的持續(xù)時間按下式計算 5 ofritt 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 15 8 式中 為繼電保護動作時間 為斷路器的分閘時間 斷路器的分閘時間 包括rt oft oft 斷路器的固有分閘時間和燃狐時間 對快速動作的斷路器 取 0 11 0 16s 對中 低oft 速動作的斷路器 取 0 18 0 25 oft 5 5 3 1 220kV 側(cè)斷路器選擇 1 220kV 側(cè)出線斷路器的選擇 流過它的負(fù)荷功率為本站的全部最大負(fù)荷 所以 197 78MVAmaxS AI 97 236421078 9gmax 一般為該母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的持續(xù)工作電流 maxgI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 220 型斷路器 表 5 1 SW6 220I 斷路器參數(shù) 斷路器型號 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 SW6 220I 220 1500 31 5 80 31 5 校驗 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I27 6dt 滿足要求 dtbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 0 2s 5 0 zd 1 I 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 40 125 76 dzttI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 16 kAIts5 31 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 15 99kA 滿足要求 kAI80max chIaxmIch 2 220kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 220kV 側(cè)母線的最大工作電流 367 59 024318 31 max cosUPIng 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗同上 5 3 2 110kV 斷路器選擇 1 110kV 側(cè)出線斷路器的選擇 110kV 側(cè)出線的最大工作電流 5 1329 012635cos36gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 110I 型斷路器 表 5 2 SW6 110I 型斷路器參數(shù) 斷路器型號 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 SW6 110I 110 1500 31 5 80 31 5 4s 校驗 高壓斷路器的額定開端電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 2 2s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 17 1 I 25 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 14 dzttIkAts5 31 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 變壓器回路斷路器的選擇 110kV 側(cè)變壓器回路的最大工作電流 35 612305 10 ngmax USI 據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 校6 驗同上 3 110kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 110kV 側(cè)母線的最大工作電流 03 689 12350 cos305 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗同上 5 3 3 10kV 斷路器選擇 1 10kV 側(cè)出線斷路器的選擇 10kV 側(cè)出線側(cè)的最大工作電流 12 049 13820cos38gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 表 5 3 SN4 10G 型斷路器參數(shù) 斷路器型號 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 SN4 10G 10 5000 58 300 120 5s 校驗 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 18 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk58br 短路電流周期分量 I 34pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 62 5 1 dzttIkAts20 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 300kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 10kV 側(cè)母線的最大工作電流 3 8579 01325 cos3205 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗同上 3 10kV 變壓器回路斷路器的選擇 10kV 側(cè)變壓器回路的最大工作電流 5 3071205 3 1ngmax USI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗同上 5 4 隔離開關(guān)的選擇 高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備 以及對被檢修的高 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 19 壓母線 斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設(shè)備 16 隔離開關(guān)與斷路器相比 項目相同 但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流 故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗 電壓 U ns 電網(wǎng)工作電壓 Un 電流 I gmax 最大持續(xù)工作電流 In 動穩(wěn)定校驗 axchIm 熱穩(wěn)定校驗 tdz2 5 4 1 220kV 隔離開關(guān)的選擇 1 220kV 側(cè)進線隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關(guān) 表 5 4 GW6 220D 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 3s kA GW6 220D 220 2000 1000 40 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 0 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 63 12507 6 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 40kA 15 99kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 220kV 變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關(guān) 校驗同上 5 4 2 110kV 隔離開關(guān)的選擇 1 110kV 側(cè)變壓器回路隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關(guān) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 20 表 5 5 GW4 110 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW4 110 110 1000 80 23 7 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 38 4251 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 s 動穩(wěn)定校驗 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 側(cè)母聯(lián)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關(guān) 校驗同上 3 110kV 側(cè)出線隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW13 110 型隔離開關(guān) 表 5 6 GW4 110 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW13 110 110 630 55 16 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 38 4251 dztIt 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 21 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 55kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 5 4 3 10kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 1 10kV 側(cè)變壓器回路隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN10 10T 4000 型隔離開關(guān) 表 5 7 GN10 10T 4000 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電 5s kA GN10 10T 4000 10 4000 160 80 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 160kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 側(cè)母聯(lián)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關(guān) 表 5 8 GN10 10T 3000 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GN2 10T 3000 10 3000 100 50 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 4s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 22 1 I 05 4 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 100kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 3 10kV 側(cè)出線隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關(guān) 校驗同 上 5 5 互感器的選擇 互感器包括電流互感器和電壓互感器 是發(fā)電廠 變電站內(nèi)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間 的聯(lián)絡(luò)元件 互感器的主要用途有 1 將測量儀表 保護電器與高壓電路隔離 以保證二次設(shè)備和工作人員的安全 2 將一次回路的高電壓和大電流轉(zhuǎn)換成二次回路的低電壓和小電流 使測量儀表 和保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化 小型化 電壓互感器二次側(cè)額定電壓為 100V 或 100 電流互3 感器二次側(cè)額定電流為 5A 或 1A 以便選用監(jiān)測設(shè)備 8 5 5 1 電流互感器的選擇 電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉(zhuǎn)換為 1A 或 5A 的小電流以滿足繼電保 護 自動裝置和測量儀表的要求 1 參數(shù)選擇 電流互感器的二次額定電流有 1A 和 5A 兩種 一般弱電系統(tǒng)用 1A 強電系統(tǒng)用 5A 2 型式選擇 35kV 以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器 根據(jù)安裝和使用條件及產(chǎn)品情況 采用瓷絕 緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) 35kV 及以上配電裝置一般采用油侵瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器 常用 LC 系 列 3 一次回路額定電壓的選擇 一次回路額定電壓 和 應(yīng)滿足 NUI1 NS 4 一次額定電流的選擇 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 23 1 當(dāng)電流互感器用于測量時 其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路正常工作電流大 左右 以保證測量儀表的最佳工作 31 2 電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流 選擇 一般情況下 可按變壓器額定電流的 進行選擇 31 5 具體選擇電流互感器 1 220kV 出線及內(nèi)橋電流互感器的選擇 110kV 出線線路的最大工作電流 AI87 41gmax 可選擇 LCLWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 2 2 110kV 出線側(cè)電流互感器的選擇 110KV 出線側(cè)最大工作電流 A5 132gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 110kV 母線側(cè)電流互感器的選擇 110kV 側(cè)母線最大工作電流 A53 69gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 110kV 變壓器側(cè)電流互感器的選擇 110kV 變壓器側(cè)的最大工作電流 A35 61gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 10kV 出線側(cè)電流互感器的選擇 10kV 出線側(cè)的最大工作電流 AI12 04gmax 可選擇 LA 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 300 600 5 10kV 母線側(cè)電流互感器的選擇 10kV 母線側(cè)的最大工作電流 AI3 857gmax 可選擇 LDZ1 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 600 1000 5 10kV 變壓器側(cè)電流互感器的選擇 10kV 變壓器側(cè)的最大工作電流 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 24 A5 307gmax I 可選擇 LAJ 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 2000 6000 5 5 5 2 電壓互感器的選擇 電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉(zhuǎn)換為 100V 的電壓 以滿足繼電保護 自動裝置 和測量儀表的要求 在并聯(lián)電容器裝置中 電壓互感器除作測量外 還作為放電元件 1 型式選擇 1 6 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu) 在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地 方 可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) 當(dāng)需要零序電壓時 一般采用三相五柱電壓互感器 2 35kV 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 3 220kV 及以上配電裝置 當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時 一般采用電容式電壓互 感器 2 額定電壓和電流的選擇 5 10 max IUNSN 3 準(zhǔn)確級 用于電度計量 準(zhǔn)確度不應(yīng)低于 0 5 級 用于電壓測量 不低于 1 級 用于繼電保護 不應(yīng)低于 3 級 4 具體選擇電壓互感器 220kV 側(cè) 選擇型號為 YDR 220 電容式屋外電壓互感器 二次負(fù)荷 1 級 額定變 比 1032 110kV 側(cè) 選擇型號為 JDR 110 電容式屋外電壓互感器 二次負(fù)荷 1 級 額定變 比 1 10kV 側(cè) 選擇型號為 JDZJ 10 的三相屋內(nèi)式電壓互感器 1 級 額定變比 30 5 6 母線的選擇 載流導(dǎo)體一般采用鋁制材料比較經(jīng)濟 110kV 及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線 當(dāng)采用硬導(dǎo)體時 宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體 回路正常工作電流在 4000A 及以下時 一船選用矩形導(dǎo)體 在 4000 8000A 時 一般 選用槽形導(dǎo)體 1 裸導(dǎo)體的選擇 1 按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇 5 11 yIKI g max 2 按經(jīng)濟電流密度選擇 5 2 jSJ 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 25 12 3 電暈電壓校驗 5 maxUcr 13 4 熱穩(wěn)定校驗 5 dztCIS in 14 5 動穩(wěn)定校驗 5 y max15 5 6 1 220kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導(dǎo)線 8 549 023165 cos305 1max NngUPI 8 5190 1854max KIgy 實際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o20 根據(jù) ygIKI max 時的導(dǎo)體長期允許載流量yCo5 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導(dǎo)體 平放 長期允許載流量為 565AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 50 4 2m 熱穩(wěn)定校驗 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 9 145 870 6mtCSdz 2452 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時間 Idzt S min 動穩(wěn)定校驗 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 26 68922382max 109 21054167 05 19 5 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導(dǎo)體水平放置時 為避免導(dǎo)體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 220kV 水平布置時 相間距離為 500mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m 2167 0bh 5 6 2 110kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導(dǎo)線 APIng 04 8359 12305 9 12305 max 79505 148max KIgy 實際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o2 K 根據(jù) ygIKI max 時的導(dǎo)體長期允許載流量yCo25 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導(dǎo)體 平放 長期允許載流量為 872AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 63 6 3 2m 熱穩(wěn)定校驗 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 5 17 48701 5mtCSdz 9 6 2 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 27 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時間 Idzt S min 動穩(wěn)定校驗 68922382max 10 1063 17 05 10 73 1 WLich 所以符合要求y max69 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導(dǎo)體水平放置時 為避免導(dǎo)體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 110kV 水平布置時 相間距離為 500mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m2167 0bh 5 6 3 10kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線 AUPIng 3 8579 01235 cos305 1max 實際環(huán)境溫度為 得 1 05o2 K 根據(jù) 則ygII max Igy 4 8605 17max 查表得 選擇矩形鋁導(dǎo)體 單條平放 長期允許載流量 872AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 125 8 2 熱穩(wěn)定校驗 4S 38 63kA C 87dzt I 2 3min 981 48706 mtCSdz 2 不滿足要求因此選尺寸為 63 8 矩形鋁導(dǎo)線 I 995A y250463S 滿足要求 min 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 28 動穩(wěn)定校驗 68922382max 10 31063817 05 15 9 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa610 作用在母線上的最大計算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 母線相間距離 m 10kV 水平布置時 母線水平布置 相間距離為 250mm 350mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m2167 0bh 5 7 熔斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護電器 當(dāng)電流超過給定值一定時間 通過熔化一個或幾個特 殊設(shè)計的和配合的組件 用分?jǐn)嚯娏鱽砬袛嚯娐返墓收?保護電氣設(shè)備免受過載和短路 電流的損害 屋內(nèi)內(nèi)高壓熔斷器在變電所中常用于保護電力電容器 配電線路和配電變 壓器 而在電廠中多用來保護電壓互感器 12 10kV 側(cè) 9 632 0 3 MVAXSkB 選 RN2 10 表 5 10 RN2 10 熔斷器參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 斷流容量 MVA 備注 RN2 10 10 0 5 1000 保護戶內(nèi)式電壓互感器 5 8 避雷器的選擇 為了保護變壓器中性點 尤其是不接地高壓器中性點的絕緣 通常在變壓器中性點 上裝設(shè)避雷器外 還需裝設(shè)放電間隙 直接接地運行時零序電流保護起作用 動作接地 變壓器 避雷器作后備 變壓器不接地時 放電間隙和零序過電壓起保護作用 大氣過 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 29 電壓時 線路避雷器動作 工程過電壓時 間隙保護動作 因氧化鋅避雷器殘壓低 無 法與放電間隙無法配合 故選用閥型避雷器 14 閥型避雷器應(yīng)按下列條件選擇 1 型式 選擇避雷器型式時 應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用點 2 額定電壓 避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致 3 滅弧電壓 按照使用情況 校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對地電 壓 是否等于或小于避雷器的最大允許電壓 4 工頻放電電壓 在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中 工頻放電電壓一般應(yīng)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) 工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 1 8 倍 220kV 側(cè)選用 FZ 220 型號避雷器 表 5 11 FZ 220J 型避雷器