kv變電站電氣設(shè)計.doc

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第一章：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 一、 設(shè)計題目 110KV XXX 降壓變電站部分的設(shè)計 二、 所址概況 1、 地理位置及地理條件的簡述 變電所位于某城市， 地勢平坦，交通便利，空氣污染輕微，站區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40℃，最低氣溫-5℃，年平均氣溫14℃，最熱月平均最高氣溫30℃，土壤溫度25℃。 三、系統(tǒng)情況如下圖 ∽ с 待設(shè)變電所 10KV 230km 110KV 4240MVA 4200MW (1200MW) 75km 80km 220KV Xc=0.04 Sj=1000MVA 2120MVA cosΨ=0.06 Xd″=0.167 注：括號內(nèi)為最小運行方式 三、 負荷情況： 電壓 負荷 名稱 每回最大負荷（KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度（km） 35KV 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變1 6000 0.9 1 架空 15 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變2 7000 0.92 1 架空 8 汽車廠 4300 0.88 2 架空 7 磚廠 4500 0.85 1 架空 11 10KV 鄉(xiāng)區(qū)變 1000 0.9 3 架空 5 紡織廠1 700 0.89 1 電纜 3 紡織廠2 800 0.88 2 架空 7 紡織廠3 600 0.88 1 架空 4 加工廠 700 0.9 1 架空 5 材料廠 800 0.9 2 架空 2 五、設(shè)計任務(wù) 1、 負荷分析及主變壓器的選擇。 2、 電氣主接線的設(shè)計。 3、 變壓器的運行方式以及中性點的接地方式。 4、 無功補償裝置的形式及容量確定。 5、 短路電流計算（包括三相、兩相、單相短路） 6、 各級電壓配電裝置設(shè)計。 7、 各種電氣設(shè)備選擇。 8、 繼電保護規(guī)劃。 9、 主變壓器的繼電保護整定計算。 六、設(shè)計目的 總體目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)各科知識，獨立分析各解決實際工程問題的能力。 七、設(shè)計成果 1、設(shè)計說明書：說明設(shè)計思想，方案比較及最終結(jié)果，并附有必要的圖表。 2、設(shè)計計算書：設(shè)計參數(shù)選取的依據(jù)、計算公式、計算過程、計算結(jié)果、結(jié)論。 3、圖紙：（共七張） （1）所有設(shè)計圖均采用2或3號圖；可用CAD出圖； （2）電氣主結(jié)線圖部分3張，其中主接線圖一張、變電所平面布置圖一張、立面圖一張； （3）二次部分要求：選作發(fā)電機保護的必須有一張保戶配置圖和一張主保護原理圖； 選作變壓器保護的必須有一張保戶配置圖和一張主保護原理圖； 選作輸電線路保護的必須有一張保戶配置圖和一張主保護原理圖； （4）自動化設(shè)計部分要求： 選做自動重合閘裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做自動準(zhǔn)同期裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做備用電源自動投入裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； （5）發(fā)電廠變電所防雷設(shè)計要求一張防雷平面布置圖和一張立面圖。 八、參考文獻 列出10篇以上（格式如下） 1《電氣工程電氣設(shè)備手冊》上冊 下冊 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計院編 2《繼電保護和自動裝置》 王秀英編 3《電力系統(tǒng)繼電保護》 沈陽電專 李駿年編 4《發(fā)電廠電氣設(shè)備》 鄭州電力高等?？茖W(xué)校 于長順編 第二章：負荷分析 一、 負荷分類及定義 1、 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。 2、 二級負荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 3、 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 二、 本設(shè)計中的負荷分析 市鎮(zhèn)變1、2：市鎮(zhèn)變擔(dān)負著對所轄區(qū)的電力供應(yīng)，若中斷供電將會帶來大面積停電，所以應(yīng)屬于一級負荷。 煤礦變：煤礦變負責(zé)向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進出等等，若煤礦變一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級負荷。 化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過程伴隨著許多化學(xué)反應(yīng)過程，一旦電力供應(yīng)中止了就會造成產(chǎn)品報廢，造成極大的經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。 磚廠：磚廠的生產(chǎn)過程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級負荷。 鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔(dān)負著對所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會帶來大面積停電，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。 機械廠：機械廠的生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應(yīng)屬于二級負荷。 紡織廠1、2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級負荷。 農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過程伴有化學(xué)反應(yīng)，若停電就會造成產(chǎn)品報廢，應(yīng)屬于一級負荷。 面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。 耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。 三、 35KV及10KV各側(cè)負荷的大小 1、 35KV側(cè)： ΣP1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW ΣQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar 2、 10KV側(cè)： ΣP2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW ΣQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar 所以：ΣS＝（454002+24095.62）1/2＝51398KVA 考慮線損、同時系數(shù)時的容量： ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA 第三章 主變壓器的選擇 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計手冊》電器一次部分，第五章：主變壓器選擇） 一、主變臺數(shù)的確定 對于大城市郊區(qū)的一次變電所，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)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電所符合此情況，故主變設(shè)為兩臺。 二、主變?nèi)萘康拇_定 1、主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠期10-20年負荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 2、根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70％-80％。此變電所是一般性變電所。 有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為： S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA 所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。 三、主變相數(shù)選擇 1、主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 2、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，均應(yīng)采用三相變壓器。 社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 四、主變繞組數(shù)量 1）、在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該變壓器容量的15％以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15 中壓側(cè)：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15 低壓側(cè)：K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15 由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 五、主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線 35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用△接線 主變中性點的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。 35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)；IC<=30A（采用中性點不接地的運行方式） 35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A 10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A 所以在本設(shè)計中110KV采用中性點直接接地方式 35、10KV采用中性點不接地方式 六、 主變的調(diào)壓方式 《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定： 調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以內(nèi)，另一種是帶負荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到+30％。 對于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 七、 變壓器冷卻方式選擇 參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第四節(jié) 主變一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻；強迫有循環(huán)風(fēng)冷卻；強迫油循環(huán)水冷卻；強迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 故此變電所中的主變采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 附：主變型號的表示方法 第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料 第一部分：相數(shù) S----三相；D------單相 第二部分：冷卻方式 J----油浸自冷； F----油浸風(fēng)冷； S----油浸水冷；G----干式；N----氮氣冷卻； FP----強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；SP----強迫油循環(huán)水冷卻 本設(shè)計中主變的型號是：SFPSL—40000/110 第四章 無功補償裝置的選擇 一、補償裝置的意義 無功補償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 二、無功補償裝置類型的選擇 （參考資料：教材----《電力系統(tǒng)》第五章第四節(jié)： 《電力工程電器設(shè)計手冊》電器一次部分第九章） 1、無功補償裝置的類型 無功補償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置。 目前常用的補償裝置有：靜止補償器、同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器。 2、常用的三種補償裝置的比較及選擇 這三種無功補償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補償無功的變配電所的母線上。 同步調(diào)相機： 同步調(diào)相機相當(dāng)于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，它向系統(tǒng)提供無功功率而起到無功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。 裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強行勵磁裝置時，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機是旋轉(zhuǎn)機械，運行維護比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機每千伏安容量的投入費用也較大。故同步調(diào)相機宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國，同步調(diào)相機常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補償器： 靜止補償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無功功率，來調(diào)節(jié)靜止補償其輸出的無功功率的大小和方向。靜止補償器是一種技術(shù)先進、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動態(tài)無功功率補償裝置。靜止補償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足無功補償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無功補償裝置只能做電源不能做負荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點。與同步調(diào)相機比較，靜止補償器運行維護簡單，功率損耗小，能做到分相補償以適應(yīng)不平衡負荷的變化，對沖擊負荷也有較強的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價太高，不在本設(shè)計中不宜采用）。 電力電容器： 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無功功率值與所節(jié)點的電壓成正比。 電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功率，運行時功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護也較方便。為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷的變化，分組投入和切除。 綜合比較以上三種無功補償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補償裝置。 三、無功補償裝置容量的確定 （根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗） 現(xiàn)場經(jīng)驗一般按主變?nèi)萘康?0％--30％來確定無功補償裝置的容量。 此設(shè)計中主變?nèi)萘繛?0000KVA 故并聯(lián)電容器的容量為：4000KVA—12000KVA為宜，在此設(shè)計中取12000KVA。 四、并聯(lián)電容器裝置的分組 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分 第九章第四節(jié)） 1、分組原則 1）、并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動、負荷變化、諧波含量等因素確定。 2）、對于單獨補償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時投切。 對于110KV—220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實行自動投切。 3）、終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補償變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過2.5％。 2、分組方式 1）、并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。 2）、各種分組方式比較 a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會在改變?nèi)萘拷M合的操作過程中，會引起無功補償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時間縮短，從而使電容器組退出運行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。 b、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時，將造成整個并聯(lián)電容器裝置退出運行。 c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。 綜上所述，在本設(shè)計中，無功補償裝置分作方式采用等容量分組方式。 五、并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。 從《電氣工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分）P502頁表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。 中性點接地方式：對該變電所進行無功補償，主要是補償主變和負荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點不接地方式。 六、并聯(lián)電容器對10KV系統(tǒng)單相接地電流的影響 10KV系統(tǒng)的中性點是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對10KV系統(tǒng)造成影響。 第五章 電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇 參考資料：1、《發(fā)電廠電氣設(shè)備》（于長順主編）第十章 2、《電力工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分）第二章 一、電氣主接線的概況 1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 2、在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù) 1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 3）、負荷大小和重要性 4）系統(tǒng)備用容量大小 5）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料 3、主接線設(shè)計的基本要求 1）、可靠性 2）、靈活性 3）、經(jīng)濟性 4、6-220KV高壓配電裝置的基本接線 有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。 無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。 二、110KV側(cè)主接線的設(shè)計 110KV側(cè)初期設(shè)計回路數(shù)為2，最終為4回 由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。 110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點： （1）供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時，不影響另一組母線供電； （2）調(diào)度靈活，任一電源消失時，可用另一電源帶兩段母線： （3）擴建方便； （4）在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟。 故110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。 三、35KV側(cè)主接線的設(shè)計 35KV側(cè)出線回路數(shù)為7回 由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 當(dāng)35—63KV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。 故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。 四、10KV側(cè)主接線的設(shè)計 10KV側(cè)出線回路數(shù)為12回 由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 當(dāng)6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段連接 故10KV采用單母分段連接 五、主接線方案的比較選擇 由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案 方案一：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用雙母線連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。 此兩種方案的比較 方案一 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便，35KV、10KV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。 由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。 六、主接線中的設(shè)備配置 1、隔離開關(guān)的配置 （1）中小型發(fā)電機出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220MW及以上大機組與雙繞組變壓器為單元連接時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。 （2）在出線上裝設(shè)電抗器的6—10KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 （3）接在發(fā)電機、變壓器因出線或中性點上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。 （4）中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自藕變壓器的中性點則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。 2、接地刀閘或接地器的配置 （1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時可設(shè)置獨立式母線接地器。 （2）63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。 3、電壓互感器的配置 （1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。 （2）6—220KV電壓等級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 （3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （4）當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （5）發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設(shè)一組電壓互感器。 4、電流互感器的配置 （1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。 （2）在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 （3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （4）一臺半斷路器接線中，線路—線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路—變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時，可裝設(shè)三組電流互感器。 5、避雷器的裝置 （1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線裝設(shè)避雷器時除外。 （2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。 （3）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 （4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 （5）下列情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時。 2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。 3）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。 （6）發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 （7）SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 （8）110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 第六章 各級配電裝置的配置 （參考資料：《發(fā)電廠電氣設(shè)備》 于長順 主編） 發(fā)電廠和變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載留導(dǎo)體以及保護和測量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 一、配電裝置的要求 （1） 配電裝置的設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。 （2） 保證運行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 （3） 便于檢修、操作和巡視。 （4） 便于擴建和安裝。 （5） 在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。 二、配電裝置的分類及使用范圍 配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運至現(xiàn)場安裝用的成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點是占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較小；但需建造房屋，投資較大。 屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴建，但占地面積大，運行維護條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 在發(fā)電廠和變電所中，一般35KV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置，110KV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110KV及以上的配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運行可靠，維護方便，但耗用鋼材較多，造價較高。目前我國生產(chǎn)的3—35KV各種成套配電裝置，在發(fā)電機和變電站中已廣泛應(yīng)用。 由以上各種方案比較得： 在本設(shè)計中，10KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜 35KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜 110KV采用屋外半高型配電裝置 第七章 短路電流的目的及結(jié)果 一、短路電流計算的目的 在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。計算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護整定計算提供依據(jù)等。 四、 計算結(jié)果 五、 短路 電壓 d(3) d(2) d(1.1) d(1) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) 110kv 2.70 6.88 2.335 5.943 2.903 7.388 3.036 7.272 35kv 3.434 8.741 10kv 8.779 22.349 第八章 電氣設(shè)備選擇 一、電氣設(shè)備選擇的概述 1、選擇的原則 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)盡量減少種類。 6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)。 2、設(shè)備的選擇和校驗。 1、電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 （1）按正常工作條件選擇 A.額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓Ue≥Uew. B.額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IO，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。 計算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時，應(yīng)考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。 （2）按短路狀態(tài)校驗 A.熱穩(wěn)定校驗： 當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，Qd≤Qy，Qd≤I2r t，t=tb+tdf 校驗電氣設(shè)備及電纜（3～6KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。 B.動穩(wěn)定校驗： ich≤idw， Ich≤Idw， 用熔斷器保護的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗熱穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定； （3）短路校驗時短路電流的計算條件 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；計算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的 種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗。 二、110KV側(cè)斷路器的選擇 在本設(shè)計中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因為與傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護方便等優(yōu)點，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得到廣泛的應(yīng)用。 110KV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。 從《電氣工程電器設(shè)備手冊》（上冊）中比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110型號的斷路器。 校驗： LW11-110斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開斷電流 動穩(wěn)定電流 110KV 123 （145）KV 1600 3150 31.5 40 80 100 熱穩(wěn)定電流（3S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時間 分閘時間 31.5KA(3S) 40kv 80KA 100KA ≤40ms ≤135ms 由上表知： 1.斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓 2.該斷路器的最大持續(xù)工作電流： Imax=1.05In=1.05Sn/(31/2Un)=1.05*40000/(31/2*110)=220.4 該斷路器的額定電流為1600（最小的），大于通過該斷路器的最大持續(xù)工作電流220.4。 3.校驗斷路器的斷流能力 此斷路器的額定開斷電流Iekd=31.5KA 短路電流周期分量：Izk=3.036KA Iekd>Izk 4.此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=80KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 5.動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定電流：idw=80KA ich=7.74KA idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=[(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*3=27.65KA2S Ir2t=31.52*3=2976.75>Qd 操作機構(gòu)，采用氣動草操動機構(gòu)；由《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（上冊）查得應(yīng)采用CQA-1型電氣操動機構(gòu)。 三、110KV隔離開關(guān)的選擇 應(yīng)采用戶外型隔離開關(guān) 參考《電氣工程電氣手冊》（上冊），可知應(yīng)采用GW5-110G高壓隔離開關(guān)。此隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電壓 額定電流 動穩(wěn)定電流值 動穩(wěn)定電流值 操動機構(gòu) 110KV 600A 50KA 72KA 16(4S) 40(5S) CS17-G 校驗： 通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為220.4KA 隔離開關(guān)的額定電流為600A，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。 動穩(wěn)定校驗： 動穩(wěn)定電流：idw=50KA ich=7.74KA idw＞ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=[(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12] *t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*5=44.4KA2S Ir2t=142*5=980>Qd 操動機構(gòu)：CS17—G 四、敞露母線選擇 （參考資料：《發(fā)電廠電氣設(shè)備》于長順主編） 硬母線一般是指配電裝置中的匯流母線和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線分為敞露式和封閉式兩類。 1.線材料和截面形狀的選擇： 目前母線材料廣泛采用鋁材，因為鋁電阻率較低，有一定的機械強度，質(zhì)量輕、價格較低，我國鋁材的儲量豐富。鋼雖有較好的性能，但價格貴，我國儲備不多。所以只有在一些特殊場合，如工作電流較大，位置特別狹窄，環(huán)境對鋁材有嚴(yán)重腐蝕的情況下才用鋁材。 綜上所述，在本設(shè)計中母線材料才用鋁。 硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機械強度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35KV及以上，電流在4000A級以下的配電裝置中。 槽形母線的機械性能強度較好，集膚效應(yīng)較小，在4000－8000A時一般 才用槽形母線。 管形母線集膚效應(yīng)較小，機械強度高，管內(nèi)可用水或風(fēng)冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高，因此，110KV以上配電裝置中多才用管形母線。 由以上分析知：在本設(shè)計中110KV才用槽形母線，35KV、10KV才用矩形母線。 管形母線在支柱絕緣子上放置方式有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。三 相母線的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母線豎放時，機械強度差，散熱條件好。垂直布置母線豎放時，機械強度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。 綜上，矩形母線在支柱絕緣子上采用水平布置母線豎放。 2.母線截面積選擇： 本設(shè)計中母線的截面按長期允許電流選擇。 按長期允許電流選擇時，所選母線截面積的長期允許電流應(yīng)大于裝設(shè)回路中最大持續(xù)工作電流即，Iy≥Imax Iy=kIye Iy指基準(zhǔn)環(huán)境條件下的長期允許電流 K指綜合校正系數(shù) 110KV母線截面選擇： Imax=1.05Ie=210.8 從《電力工程電氣手冊》第八章第一節(jié)表8-3中查的應(yīng)選用載流量為2280（A）的雙槽形母線，其參數(shù)如下： h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 雙槽形導(dǎo)體截面積S(mm2)：1040，集膚效應(yīng)系數(shù)：1.012。 35KV母線截面選擇： Imax=1.05Ie=1.05*[40000/(31/2*37.5)]=646.5(A) 10kv母線截面選擇： Imax=1.05Ie=1.05*[40000/(31/2*10.5)]=2309.47(A) 從《電力工程電氣手冊》第八章第一節(jié) 表8-3中查得應(yīng)選用載流量為692（A）單條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸： h*b=50*5(mm*mm) 五、110KV電流互感器選擇 由《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（上冊）中比較分析得，在本設(shè)計中宜采用LCWB－110（W）型號的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電流 二次組合 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 短時熱穩(wěn)定電流 動穩(wěn)定電流 10％倍數(shù)二次負荷 110KV 600A 0.5 15.8-31.6(KA) 40-80(KA) P/P/P/0.5 此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國際和IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運行維護簡單方便等特點。 Imax=1.05In=1.05Sn/（31/2Un）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KA Ie1=300A, Ie1>Imax 熱穩(wěn)定效驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 (KrIe1)2*t≥Qd (KrIe)2*t=(I熱min/Ie*Ie)2*t=(15.8)2*1=249.64A Qd=27.65 ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動穩(wěn)定效驗：LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。Kd 等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 （Kd21/2Ie1）≥I(3)ch （Kd21/2Ie1）=21/2*40=56.56KA(按最小動穩(wěn)定電流計算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 六、電壓互感器的選擇 從《電氣工程設(shè)備手冊》（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JCC系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕緣，戶外安裝互感器，適用于交流50HZ電力系統(tǒng)，作電壓、電能測量和繼電保護用。 型號含義：J:電壓互感器，C:串級絕緣，C:瓷箱式。 七、高壓開關(guān)柜的選擇 近年來高壓開關(guān)柜（簡稱開關(guān)柜）的開發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3、6、10、35KV等多種，額定電流可達到3150A，開斷電流可達到50KA。 高壓開關(guān)柜應(yīng)實現(xiàn)電器和機械的“五防閉鎖”，防止誤操作，提高安全可靠性，“五防”的具體要求是： 1. 防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌? 2. 防止帶負荷分、合隔離開關(guān)。 3. 防止帶電掛接地線。 4. 防止帶接地線合閘。 5. 防止誤入帶電間隔。 （一）、35KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜。 GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜系三相交流50HZ單母線系統(tǒng)的戶內(nèi)保護型成套裝置。作為接受和分配35KV的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開關(guān)柜為手車結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于30 mm ，只有個別部位相間不足時才設(shè)置極間障。開關(guān)柜主母線采用矩形鋁母線，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)絡(luò)母線一般采用Φ50*5鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用鋼網(wǎng)遮攔以便觀察外，開關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門或封板中以保護。 GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 額定電壓 35KV 最大關(guān)合電流 42KA 最高工作電壓 40.5KV 極限通過電流 42KA 最大額定電流 1000A 2S熱穩(wěn)定電流 16KA 額定斷開電流 16KA 額定斷流容量 1000MVA 35KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=1.05Ie=4000/31/2*38.5=629.8A 電流互感器選擇210號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 CD10I型電磁操作機構(gòu) 35KV出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A 一次線路選擇09號方案 主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 避雷器選擇89號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：F2-35型避雷器、JS-2型放電記錄器 電壓互感器選擇65號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：JDJJ2-35型電壓互感器、RN2-35形熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗： ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 資料參考《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表4-3-3 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開斷電流 動穩(wěn)定電流 35KV 40.5KV 630A 1000A 8KA 12.5KA 20KA 32KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時間 生產(chǎn)廠家 8KA 12.5KA 20KA 32KA ≤0.06S 西安電器設(shè)備廠 此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定電流： idw=20KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir2t=82*2=128>Qd 校驗合格 LCZ-35型電流互感器的校驗 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 短時熱穩(wěn)定電流 動穩(wěn)定電流 20-1000/5 0.53（B） 13(1S) (KA) 42.4 (KA) 上表中的動穩(wěn)定電流、短時熱熱穩(wěn)定電流實在額定電流為200KA的情況下取的熱穩(wěn)定校驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 （KrIe1）2*t≥Qd (KrIe)2*t=[(I熱min/Ie)*Ie]2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動穩(wěn)定校驗：LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動穩(wěn)定電流計算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 （二）、10KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC—10型手車式高壓開關(guān)柜。 技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 額定電壓 3/6/10KV 額定電流 630/1000/2500A 母線系統(tǒng) 單母線 最高工作電壓 3.6 7.2 11.5 10KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇： 一次線路選擇14號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 10KV線路出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=S/（31/2U）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A 一次線路選擇81和53號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 FS3型避雷器 JDZ型電壓互感器 RN2型熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗： ZN3—10型真空斷路器 ZN3—10型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 資料參考《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表4-3-3 額定電壓 額定電流 開斷電流 動穩(wěn)定電流 10KV 630A 1000A 20KA 50KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 合閘時間 固有分閘時間 生產(chǎn)廠家 20KA ≤0.1S ≤0.05S 四川電器廠 此斷路器的額定開斷電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 5、動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定電流： idw=50KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir2t=202*2=800KA2S>Qd 校驗合格 LFS-10型電流互感器的校驗 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 熱穩(wěn)定電流 動穩(wěn)定電流 5-1000/5 0.53B 32(KA) (2S) 80KA 上表中的動穩(wěn)定電流、短時熱穩(wěn)定電流實在額定電流為200KA的情況下取的.熱穩(wěn)定校驗：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 （KrIe1）2*t≥Qd (KrIe)2*t=[(I熱min/Ie)*Ie]2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動穩(wěn)定校驗：LH的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動穩(wěn)定電流計算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 第九章 繼電保護規(guī)劃及整定 一、主變壓器保護規(guī)劃與整定 現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機會較少，但實際運行中仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運行，并將故障和異常運行對電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓變壓器保護的配置原則。 變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護： 1. 變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護。 2. 短路保護。 3. 后備保護。 4. 中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護。 5. 過負荷保護。 一、瓦斯保護 容量為800KVA級以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，當(dāng)有內(nèi)部故障時產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時保護應(yīng)瞬時動作于信號，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保應(yīng)動作與斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。 瓦斯保護裝置及整定： 瓦斯繼電器又稱氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過瓦斯繼電器流向油枕。 目前，國內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。在本設(shè)計中采用開口杯式。 瓦斯保護的整定： （1）、一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變。 （2）、重瓦斯保護油流速度的整定 重瓦斯保護動作的油流速度整定范圍為0.6—1.5m/s，在整定流速時均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。 根據(jù)運行經(jīng)驗，管中油速度整定為0.6—1.5時，保護反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.4—0.5。因此，本設(shè)計中，為了防止穿越性故障時瓦斯保護誤動作，可將油流速度整定在1S左右。 二、縱聯(lián)差動保護 瓦斯保護只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護不能作為變壓器唯一的主保護，對容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。但是電流速斷保護不能保護變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿足要求時，就必須采用快速動作并能保護變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動保護。 瓦斯保護職能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護不能作為變壓器唯一的主保護，對容量較小的變壓器可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護，但是電流速斷保護不能保護變壓器的全部，故當(dāng)靈敏度不能滿足要求時，就必須采用快速動作并能保護變壓器全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱差動保護。 在本設(shè)計中，采用由BCH-2繼電器起動的縱聯(lián)差動保護。 變壓器縱聯(lián)動保護參數(shù)計算結(jié)果 名稱 各側(cè)數(shù)值 額定電壓 110KV 38.5KV 11KV 額定電流 40000/(31/2*110)＝209.95KA 40000/(31/2*38.5)＝599.7KA 40000/(31/2*11)＝2099.5KA 電流互感器的接線方式 電流互感器一次電流計算值 31/2*209.95=