电子信息工程专业毕业论文110kv变电所电气一次部分设计

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1、电子信息工程专业毕业论文-110kv变电所电气一次部分设计 目 录摘要IV关键词IVAbstractV第一章 绪论111 选题背景及意义1 12 国内外研究动态1 13 课题的设计内容2 第二章 变电所原始资料分析及设计方案3 21 原始资料分析322 变电所各部分设计方案3 com 电气主接线方案3 com 短路电流计算3 com 导体和电器的选择与设计4com 防雷计算4com 接地网设计4第三章 电气主接线设计5 31 电气主接线设计原则5com 合理地确定变压器的运行方式5 com 接线方式的确定532 设计主接线的设计要求5 com 可靠性5com 灵活性5 com 经济性6 33

2、选择主接线的接线形式6 com 主接线形式设计6com 主接线的技术经济比较10第四章 主变压器选择13 41 主变压器型式的选择13com 变压器绕组形式的选择13com 变压器调压方式的选择13 com 变压器接地方式的选择13 com 变压器冷却方式的选择1342 主变压器台数选择14 43 变压器容量的确定14 com 选择变压器容量所采用的基本原则14com 选择变压器容量的相关计算14 第五章 所用电设计16 51 所用变压器的确定1652 所用变压器容量的选择16第六章 短路电流计算18 61 短路电流计算的基本假定18 com 短路电流计算的目的18com 计算的基本情况18

3、com 接线方式18 com 计算容量18com 短路种类18 com 短路计算点18 62 短路电流计算书19 com 短路电流计算19 com 持续工作电流的计算23 第七章 电气设备的选择26 71 电气选择的一般要求26 com 一般原则26 com 技术条件26com 温度2772 电气设备选型27com 断路器的选择原则27com 隔离开关的选择原则28 com 母线的选择28 com 电流互感器的选择原则28com 电压互感器的选择原则29 com 熔断器的选择配置29 com 避雷器的选择30 73 电气设备选择校验计算及电气设备选型结果30 com 母线的选择和校验30 co

4、m 架空线的选择和校验33com 断路器和隔离开关的选择校验3474所选设备的技术参数40com母线的技术参数40 com路器技术参数41com关技术参数42com 电流互感器的技术参数43com 电压互感器的技术参数44 com选择结果44 第八章 配电装置的设计45 81 配电装置的设计原则45 com 配电装置的设计必须满足的基本要求45com 配电设备的安全距离45 82 配电装置的选择布置46com 配电装置可分为中型办高型和高型三种46 com置的选择46 83 电气总平面布置46第九章 防雷保护与接地设计48 91防雷保护48com雷针保护范围计算48com高避雷针的保护范围计算

5、48 com刀支不等高避雷针的保护范围计算49com雷针的保护范围计算49 com立避雷针的原则4992接地设计50com情况50 com阻值的计算51 工作总结54 参考资料及文献55致谢56 摘 要变电站是电力系统的重要组成部分它直接影响整个电力系统的安全与经济运行是联系发电厂和用户的中间环节起着变换和分配电能的作用电气主接线是发电厂变电所的主要环节电气主接线的拟定直接关系着全厂所电气设备的选择配电装置的布置继电保护和自动装置的确定是变电站电气部分投资大小的决定性因素本次设计是关于宁德某地区110KV降压变电站的设计首先根据主接线的经济可靠运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式在技术方面

6、和经济方面进行比较选取灵活的最优接线方式其次进行短路电流计算根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时其短路稳态电流和冲击电流的值最后根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择然后进行校验关键词变电所主接线电网断路器短路电流计算电气设备选择AbstractThe know-why the learns real circumstances of this engineering of combination are used the analysis conscientiously careful by way of to

7、 the primary sourcesas well as short circuit calculation to decides on the scheme The selection of the electric owner grasping the transformer substation wiring scheme the mould selecting of major electric installation the selection of main transformer platform numbercapacity and model as well as th

8、e various protections are surely calmlyDefine finally this 110KV transformer substation electric owners wiring diagramand accomplishes the preliminary design to the 110KV transformer substationDesigning by way of this I have had a more overall understanding to the design of transformersubstationand

9、makes me learnnot only the reliability will fully be thought over in the engineering designation and the flexibilityand still more will give consideration to many things economylong-range nature and technicalKeywordsSubstation power the wiring circuit breakers short-circuit current calculation elect

10、rical equipment selection第一章 绪论11 选题背景及意义随着经济的快速发展加强科学进步和提高经济效益成为电力经营管理关注的重要问题由于电网的规模不断扩大电压等级和自动化水平的不断提高供电部门为了适应新的市场要求发展形式要求城乡变电站尽快实现无人值班实现无人值班既是降低电力系统运行成本提高电力企业经济效益的要求又是衡量电力系统自动化程度高低的重要标准可靠的继电保护技术成熟的具备四遥功能的远动自动化系统稳定的一次设备是变电站实现无人值班的重要条件无人值班的改造主要目的就是完成五个监控中心设备安装调试的基础上对各220kv110kv变电站的一次二次设备进行改造使其接入相应的

11、控制中心在监控中心实现对变电站设备的遥信遥测遥控遥调遥视遥脉变电站端的主要工作包括变电站自动化综合改造油断路器更换成无油断路器配合无人值班改造落实变电站二次设备反措项目包括差动保护范围不包含低压侧主进断路器的改造变电站继电保护专用等电位网的改造主变保护双重配置等变电站五防系统的改造安装图像及火灾监视系统实现遥视功能计量设备的改造更换部分计量设备并接入监控系统实现遥脉功能由此可见变电站无人值班改造并不仅仅是综合自动化改造而是在综合自动化的基础上对一二次设备的全面改造使之满足变电站无人值班的要求12 国内外研究动态在西欧北美的发达国家及东亚的日本不仅中低压的变电站而且有些高压级别的变电站380kv

12、和500kv等级也都采用了无人值班的运行方式有的电力公司已经实现100变电站无人值班据介绍这些国家在20世纪60年代就已经开始了无人值班变电站的建设到20世纪70年代已完成了变电站无人值班改造我国的无人值班变电站建设起步也比较早在20世纪50年代开展有接点遥信和频率式遥测远动技术的研究时就以郑州和沈阳等供电局作为试点并于1958年在全国掀起了变电站无人值班的热潮许多供电局的35110kv变电站撤了人后来由于技术经济及管理体制上的原因除郑州电业局等少数供电部门还在部分变电站坚持无人值班外大都停止了这一尝试随着计算机技术通信技术控制技术的发展我国在电网调度自动化及远动技术的研究及产品开发方面取得了

13、比较大的发展特别是基于微机及工作站的SCADAEMS系统分布式微机远动装置和交流采样远动装置的开发成功奠定了变电站实现无人值班的基础1994年全国地调调度自动化专业工作组会议讨论通过并向国调中心提交的专题文件关于扩展遥控和变电站无人值班的意见以及1995年2月28日召开的全国变电所无人值班研讨会进一步促进了我国的无人变电站建设的进程1996年全国电力系统第一座110kv综合自动化变电站福益站在邢台电网投入运行2006年河北省公司计划在三年内在全部110kv以上的变电站实现无人值班紧接着各省电力公司入绪有下属变电站实现无人值班13 课题的设计内容本课题主要针对无人值班变电所电气一次部分进行设计具

14、体设计内容如下 1 选择本变电所主变的台数容量和类型根据设计手册要求并结合本变电所实际情况和可靠性要求选择台数和型号再确定变压器的容量并进行过负载能力的校验 2 设计本变电所的电气主接线根据变电所设计技术规程和实际情况选出数个电气主接线方案进行技术经济比较确定一个较佳方案 3 进行必要的短路电流计算根据本变电所的情况计算出系统最大运行方式下的短路电流为母线系统的设计和电气设备的选择做好准备 4 选择和校验所需的电气设备根据电气设备选择的一般原则按正常运行情况选择按短路情况校验设备同时兼顾发展选用设备 5 配电装置的选型和布置第二章 变电所原始资料分析及设计方案21 原始资料分析1变电所类型地方

15、降压变电所2电压等级1103510kv3负荷情况 1 变电所用电率2 2 10KV侧负荷最大15MW最小10MW年最大利用小时数5000小时COS 085其中70负荷为一二类负荷 3 35KV侧负荷最大36MW最小30MW年最大利用小时数5000小时COS 085其中70负荷为一二类负荷4出线回路 1 35KV系统出线6回 2 10KV系统出线10回5系统情况 1 110KV系统出线2回 2 系统总容量1500MW最大运行方式下XS 086最小运行方式下XS 092SB 1000MVA6环境条件 1 当地年最高温度39度年最低温度-22最热月平均温度28度 2 当地海拔高度850米年雷暴日数为

16、15日 3 土壤电阻率 400欧米22 变电所各部分设计方案com 电气主接线方案采用110KV侧为桥型接线方式35KV侧为双母线接线方式10KV侧为单母线分段接线方式具体方案详见后com 短路电流计算首先将整个系统化简为最大运行方式和最小运行方式的正序网络图具体见后com 导体和电器的选择与设计本变电站海拔高度850M可不校验海拔高度位于III类气象区最高温度39度年最低温度-22度温度校验可忽略详细见后com 防雷计算对于本变电站的直击雷过电压保护采用避雷针即在变电站四个角分别架设4支等高的避雷针经过计算可保护全变电站详细见后com 接地网设计本设计中采用以水平接地体为主带垂直接地体的人工

17、接地体全所铺设长条形均压带每条均压带间隔6M埋深08M详细见后第三章 电气主接线设计变电站的电气主接线指由各种电气元件如变压器断路器隔离开关等按照一定的要求和顺序连接起来构成发电输电配电的电气回路电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全经济运行对电力系统的稳定和调度的灵活性以及对变电站的电气设备选择配电装置的布置继电保护和自动装置的确定等都有重大的影响因此在选择变电站的电气主接线时应注意变电站在电力系统中的地位回路数设备特点及负荷性质等条件按照电气主接线设计的一般原则和要求经过缜密的比较和严格的论证才能保证在建成使用的过程中不致有任何无法弥补的失误31 电气主接线设计原则com 合理地确定变压

18、器的运行方式确定运行方式总的原则是安全经济地保证对用户安全连续的供电com 接线方式的确定变电站建设规模应根据电力系统5-10年发展规划进行设计在主接线设计时必须从全局出发统筹兼顾根据待设计变电站在系统中的地位进出线回路数负荷情况周围环境条件等确定合理的设计方案32 设计主接线的设计要求在设计电气主接线时应使其满足供电可靠性运行灵活性和经济性等基本要求com 可靠性供电可靠性是电力生产和配电的基本要求电气主接线也必须满足这个要求而又如何使主接线运行有无充分的可靠性 1 断路器检修时能否不影响供电 2 线路断路器或母线的故障时以及母线检修时停电出线回路的多少和停电时间的长短以及能否保证对重要用户

19、的供电 3 变电站全部停运的可能性 4 满足用户的供电可靠性的要求com 灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面 1 调度灵活操作简单能灵活的进行运行方式的转换不仅正常运行时能安全可靠的供电而且在系统故障或设备检修及故障时也能根据调度的要求灵活简便迅速地倒换运行方式使停电时间最短影响范围最小甚至于不影响供电 2 检修安全应能方便地停运断路器母线及继电保护设备进行安全检修而不影响变电站的正常运行及对用户供电 3 扩建方便应能容易地从初期过渡到最终接线使在扩建过渡时一次和二次设备等所需的改造最少com 经济性在满足供电可靠性灵活性及技术要求的前提下做到经济合理 1 投资省主接线应简单清晰以节约断路器

20、隔离开关 等一次设备投资要使控制保护方式不过于复杂以利于运行并节约二次设备和电缆投资要适当限制短路电流以便选择价格合理的电气设备 2 占地面积小电气主接线的设计要为配电装置的布置创 造条件以便节约用地和节省架构导线绝缘子及安装费用 3 电能损耗少经济合理地选择主变压器的型式容量和 台数避免两次变压而增加电能损失33 选择主接线的接线形式com 主接线形式设计1110K侧接线方式为了保证对用户供电的可靠性变电站的主变压器一般不多于两台且根据原始资料由110KV系统供给电源电源进线两回属于双电源供电按照电力系统课程设计及毕业设计参考资料确定110K侧接线方式方案方案一内桥接线方案二双母线带旁路接线

21、a内桥接线如图31优点 1 高压断路器数量少四个回路只需三台断路器 2 通过加装正常断开运行的跨条当出线断路器检修时不影响对任 何一回线路的供电 3 在跨条上加装两组隔离开关后可以轮流停电检修任何一组隔离开关而不影响对负荷的供电缺点 1 变压器的切除和投入较复杂需动作两台断路器影响一回线路的暂时停运 2 不利于扩建图31 内桥接线图32 双母线带旁路接线b双母线带旁路接线如图32优点检修断路器时不中断该回路供电 使运行更加灵活保证了供电的可靠性 1 当其中一个电源点发生故障时可以由另一电源供电 2 当其中一回进线断路器发生故障根据系统潮流分布系统又 不允许另一回路向它供电由旁路断路器代替通过旁

22、路母线供电而不至于造成全站失电缺点 1 所用的断路器隔离开关增加同时又增加了一条母线使得占地面积增加提高了造价 2 设备多导致操作复杂235KV侧接线方式根据原始资料可知35KV侧出线较多又一二类负荷占得比例大按照电力系统课程设计及毕业设计参考资料确定35KV侧接线方式方案方案一单母线分段接线方案二双母线接线a单母线分段接线 如图33 优点 1 用断路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引出两个回路有两个电源供电 2 当一段母线发生故障分段断路器自动将故障段切除保证正常段 母线不间断供电和不致使重要用户停电 3 简化低压侧的继电保护装置缺点 1 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时该段母线的回

23、路都要在检修期间内停电 2 检修任一回路必须断开该回路的断路器停止供电 3 扩建时需向两个方向扩建图33 单母线分段接线图34 双母线接线b双母线接线如图34优点 1 采用双母线接线可进行倒闸操作有利于刀闸的检修避免了因负荷大使刀闸发热从而引发线路停电 2 倒闸操作后有利于母线的检修而不影响对负荷的供电缺点 1 检修刀闸必须使线路停电 2 占地面积大310KV侧接线方式由原始资料可知待设计变电站有10KV出线10回出线数量较多且一二类负荷占的比例大根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料确定10KV侧接线方式a单母线接线如图35优点 1 接线简单清晰设备少操作方便 2 便于扩建节省投资和占地缺点

24、 1 不够灵活可靠当母线停运母线检修故障线路故障后线路保护或断路器拒动将使全部支路停运且停电时间长 2 单母线可用隔离开关分段但当一段母线故障时全部回路仍需短时停电在用隔离开关将故障母线分开后才能恢复非故障段的供电适用范围一般只适用于一台主变压器的以下三种情况 1 6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回 2 35-63KV配电装置的出线回路数不超过5回 3 110-220KV配电装置的出线回路数不超过5回图35单母线接线b单母线分段接线 如图33 优点 1 用断路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引出两个回路有两个电源供电 2 当一段母线发生故障分段断路器自动将故障段切除保证正常段母线不

25、间断供电和不致使重要用户停电 3 简化低压侧的继电保护装置缺点 1 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时该段母线的回路都要在检修期间内停电 2 任一回路的断路器检修该回路必须停止工作 3 扩建时需向两个方向扩建适用范围6-10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时com 主接线的技术经济比较1110KV侧接线方案的经济技术比较 1 可靠性内桥接线当线路断路器桥联断路器检修时通过跨条不会使线路停电而且检修任意一组隔离开关均不会使线路停电双母线带旁路接线 当一条母线有故障时连接在该母线上的重要用户可以通过倒闸操作由另一母线向用户保持正常供电双母线接线供电可靠两组母线可互为利用同时检修线路开关时通过

26、旁带线路可不间断对用户的供电 2 灵活性通过以上对运行可靠性的比较内桥接线方式运行灵活性高而且简单明了易于操作而双母线带旁路接线方式刀闸操作比较复杂容易导致误操作 3 经济性内桥接线配电装置简单故所用设备较少占地面积小故经济性高根据以上两种接线方式的比较110KV系统采用内桥接线 235KV侧接线方案的经济技术比较 1 可靠性 双母线接线当一条母线有故障时虽然该母线上的所有线路均跳开但可以通过倒闸操作由另一条母线恢复对负荷的供电单母线分段接线当母线上有故障时连接在该母线上的电源和出线在故障检修期间必须全部停电但另一段母线仍然可以正常供电缩小了停电范围在检修任一回路的断路器时该回路必须停电其中包

27、括重要用户对用户影响较大 2 灵活性通过以上对运行可靠性的比较双母线接线对运行的灵活性高 3 经济性双母线接线与单母线分段接线相比较由于双母线接线运行比较灵活而又提高了供电的可靠性虽然比单母线分段接线多用了隔离开关增加了投资但它由于停电造成的损失减少从长远利益考虑比较合算所以总结以上比较 我们35KV侧选择双母线接线 310KV侧接线方案的经济技术比较 1 可靠性单母线接线在其母线故障时连接在母线上的电源和出线在故障检修期间必须全部停电不能保证对重要用户的可靠供电单母线分段接线当母线上有故障时连接在该母线上的电源和出线在故障检修期间必须全部停电但另一段母线仍然可以正常供电缩小了停电范围 2 灵

28、活性通过以上对运行可靠性的比较单母线分段接线对运行的灵活性高 3 经济性10KV母线采用单母线接线所用设备少投资省但设备检修造成的停电范围广使得停电造成的经济损失增大单母线分段接线运行比较灵活而又提高了供电的可靠性虽然比单母线接线多用了一台断路器和两台隔离开关增加了投资但它由于停电造成的损失减少从长远利益考虑比较合算所以总结以上比较 我们10KV侧选择单母线分段接线主接线图见附图一说明为了供电可靠35KV10KV侧对于一二类重要负荷均采用双回线供电对于三类负荷采用单回线供电第四章 主变压器选择主变压器的选择主要考虑变压器的台数容量变压器的型式和冷却方式等41 主变压器型式的选择com 变压器绕

29、组形式的选择根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料不受运输条件限制在330KV及其以下的发电厂和变电站中均采用三相变压器 1 变压器绕组数量的选择根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料在具有三种电压的变电站中如通过主变压器各侧的功率均达到该主变容量的15以上或低压侧虽无负荷但在变电站内需装设无功功率补偿设备时主变宜采用三绕组变压器 2 绕组的连接方式根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料变压器的连接方式必须和系统电压相位一致否则不能并列运行电力系统采用的绕组连接方式只有Y和我国110KV及以上的电压等级变压器绕组均采用Y连接35KV电压等级变压器绕组采用Y连接而35KV以下电压等级变压器绕组均

30、采用连接所以待设计变电站的主变压器选择三相三绕组变压器com 变压器调压方式的选择根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料110KV及以下变电站考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式所以待设计变电站主变压器选择有载调压变压器com 变压器接地方式的选择中性点直接接地方式的短路电流很大线路或设备应立即切除增加了断路器的负担降低了供电的连续性但由于过电压水平较低减少了设备造价特别是在高压和超高压电力系统经济效益显著故适用于110KV及以上电力系统我国目前在一般情况下110KV系统多采用中性点直接接地方式com 变压器冷却方式的选择主变一般采用的冷却方式有自然风冷却强迫油循环风冷却强迫油循环水冷却

31、强迫导向油循环冷却小容量变压器一般采用自然风冷却大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却根据以上分析本设计采用三绕组普通强迫油循环变压器42 主变压器台数选择降压变电站的主变压器的台数一般不超过两台当负荷再增大时可更换大容量的变压器而不需增加变压器的台数为保证供电的可靠性避免一台主变故障或检修时影响对用户供电变电站一般装设两台主变压器其变压器基础按大于变压器容量的1-2级设计以便负荷发展时可更换大容量的变压器而不需增加变压器的台数43 变压器容量的确定com 选择变压器容量所采用的基本原则 1 在电力系统正常运行及检修状态下以具有一定持续时间的日负荷选择主变压器的额定容量日负荷中持续时间很短的部分

32、可由变压器过载满足 2 并联运行的以隐备用的形式相互作为事故备用 3 主变压器检修时间间隔很长检修时间较短合理作好检修与运行调度则不因检修并联变压器而增加其选择容量com 选择变压器容量的相关计算主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择并适当考虑到远期10-20年的负荷发展当有两台变压器时每台变压器应能负担变电站总负荷的70左右以便在一台变压器因故障退出运行时另一台变压器容量应保证重要负荷连续供电根据原始资料10KV母线最大负荷为15MW所用电为235KV母线最大负荷为36MW根据设计任务书统计各馈线最大负荷因为所用电占2所以全站总负荷为又因为所以主变压器的容量为为保证重要用户供

33、电待设计变电站宜选择两台主变压器采用暗备用的方式若每一台变压器的容量要求能带全部负荷的70左右计算根据以上论证满足以上条件的变压器有SFSL1-45000110根据规程规定油浸自冷和油浸风冷变压器过负荷不应超过变压器额定容量的30验算所选择变压器容量是否满足负荷要求满足要求所以我们选择两台SFSL1-45000110型变压器该变压器技术数据见下表41表41 所选变压器技术数据型号及容量 KVA额定电压 KV联接组标号损耗KW阻抗电压空载电流空载高-中高-低中-低SFSL1-4500011012138511Y0Y0-12-11384181056508第五章 所用电设计在变电站中自用电的负荷主要是

34、照明蓄电池的充电设备硅整流设备变压器的冷却风扇采暖通风油处理设备检修工具及水泵等51 所用变压器的确定为了提高所用电的可靠性对于总容量为60MVA及以上的变电站应装设两台站用变压器又由于本所35KV侧可以得到备用电源故在35KV侧加装一台所用变压器与10KV侧所用变压器互为备用为了节省投资所用变压器高压侧可用高压熔断器代替高压断路器所用低压电压等级一律为380V照明负荷可用380220V三相四线制供电52 所用变压器容量的选择所用变压器的容量应根据所用负荷选择一般有重要负荷的大型变电站380220KV系统采用单母线分段接线两台所用变压器各接一段母线正常情况下分列运行分段开关设有自动投入装置38

35、0220V低压母线用空气自动开关分成两段由原始条件可知所用负荷为当时 选择SJL11600型变压器两台其技术数据如下表51表51 所选所用变参数型号额定容量KVA低压侧额定电压KV损耗KW阻抗电压空载电流连接组别低压空载短路SJL1-1600160004285204515YY0-12其接线如下图5235KV侧母线 10KV侧母线380V母线 380V母线 图52第六章 短路电流计算61 短路电流计算的基本假定com 短路电流计算的目的在变电站的电气设计中短路电流计算是其中的一个重要环节其计算的目的主要有以下几个方面 1 在选择电气主接线时为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电

36、流的措施等均需要进行必要的短路电流计算 2 在选择电气设备时为保证在正常运行和故障情况下都能安全可靠工作同时又力求节约资金就需要进行全面的短路电流计算 3 在设计屋外高压配电装置时需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离 4 在选择继电保护方式和进行整定计算时需以各种短路时的短路电流为依据 5 接地装置的设计也需要短路电流com 计算的基本情况 1 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行 2 短路发生在短路电流为最大值的瞬间 3 所有电源的电动势相位角相同com 接线方式计算短路电流时所用的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常接线方式即最大运行方式而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线

37、方式com 计算容量应按本工程设计规划容量计算并考虑系统发展规划com 短路种类一般按三相短路计算com 短路计算点在正常接线方式下通过电器设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点62 短路电流计算书com 短路电流计算为选择10-110KV配电装置的电器和导体需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流选三个短路点即以三个电压等级的母线为短路点d1d2和d3如图61所示110KV侧图611计算其基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗采用标幺值计算为了计算方便通常取基准容量和基准电压原始资料中以给出选SB 1000MVA UB UpUp一般取各段平均电压即UB Up 11Ue当基准容量S

38、B与基准电压UB选定后基准电流IB与基准电抗XB便已决定了基准电流基准电抗 所以2计算变压器电抗变电站选用的变压器为SFSL1-45000110其技术参数为额定电压Ue 12138511空载损耗384KW阻抗电压高-中18高-低105中-低653计算短路电流根据原始资料的要求待设计变电站归算到110KV侧系统短路阻抗为最大运行方式下最小运行方式下等值电路如图62图62 1 最大运行方式下 d1短路时d2短路时d3短路时 2 最小运行方式下d1短路时d2短路时d3短路时短路电流计算结果表63 表63名称短路点基准电压KVIzKAichKAIchKASMVAd1最大1215531418351158

39、9最小1215213267582108977d2最大385525134793350最小385511377340d3最大11252642638054801最小1124686293372726693com 持续工作电流的计算1主变压器持续工作电流计算110KV高压侧35KV中压侧10KV低压侧2110KV进线35KV和10KV出线持续工作电流计算110KV进线35KV出线10KV出线第七章 电气设备的选择导体和电气的选择设计同样必须执行国家的有关技术经济政策并应做到技术先进经济合理安全可靠运行方便和适当的留有发展余地以满足电力系统安全经济运行的需要71 电气选择的一般要求com 一般原则 1 应满

40、足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展 2 应按当地环境条件校验 3 应力求技术先进和经济合理 4 与整个工程的建设标准应协调一致 5 同类设备应尽量减少品种 6 选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式鉴定合格com 技术条件选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压过电流的情况下保持正常运行1长期工作条件 1 电压选用电气的允许最高工作电压U不得低于该回路的最高运行电压Ug即 2 电流选用的电气额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig 即 2短路稳定条件 1 校验的一般原则电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验 2 短路的热稳定

41、条件 3 短路的动稳定条件Qd - 在计算时间tjs秒内短路电流的热效应It - t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值t - 设备允许通过的热稳定电流时间ich - 短路冲击电流峰值Ich - 短路冲击电流有效值idf - 电流允许的极限通过电流峰值Idf - 电流允许的极限通过电流有效值I - 动稳定电流 com 温度按交流高压电器在长期工作下的发热规定普通高压电器在环境最高温度为40时允许按额定电流长期工作当电器安装点的环境温度高于40时每增高1建议额定电流减少18当低于40时每降低1 建议额定电流增加05但总的增加值不得超过额定电流的2072 电气设备选型com 断路器的选择原则 1 断

42、路器的额定电压应等于或大于电气装置的额定电压 2 断路器的额定电流应等于或大于通过断路器的长期最大负荷电流 3 选择断路器的类型户内式户外式多油式少油式等 4 检验断路器的断流能力断路器的允许开断电流应等于或大于断路器实际开断时间的三相短路电流周期分量有效值 5 检验断路器的动稳定要求断路器允许的动稳定电流峰值应大于或等于三相短路冲击电流 6 检验断路器的热稳定要求断路器t秒钟热稳定电流It算出的允许热效应It2t大于或等于通过断路器的短路电流脉冲Qd断路器型式的选择除需满足各项技术条件和环境条件外还应考虑便于安装调试和运行维护并经经济技术比较才能确定根据当前我国生产制造情况3220KV电网一

43、般采用少油断路器com 隔离开关的选择原则 1 隔离开关的额定电压应等于或大于电气装置的额定电压 2 隔离开关的额定电流应等于或大于通过隔离开关的长期最大负荷电流 3 选择隔离开关的类型户内式户外式 4 检隔离开关的动稳定电流峰值应等于或大于通过隔离开关的三相短路冲击电流 5 根据隔离开关容许的t秒钟热稳定电流It算出的允许热效应It2t大于或等于通过隔离开关的短路电流脉冲Qd隔离开关型式的选择应根据配电装置的布置特点和使用等因素进行综合的技术经济比较后确定本方案对110 35KV侧采用屋外式对10KV侧采用屋内式com 母线的选择1母线的选择原则 1 选择母线的材料形状结构等 2 校验母线短

44、路热稳定 3 校验母线短路动稳定 4 35KV以上母线校验它在当地晴天气情况下是否发生电晕 5 重要及大电流母线应校验母线共振影响2母线的型式载流导体一般采用铝质材料在110KV及以上高压配电装置中一般采用软导体当采用硬导体时宜选用铝锰合金的导体3面的选择除了配电装置的汇流母线及较短导体按导线长期发热允许电流选择外其余导体的截面一般按经济电流密度选择对于屋外配电装置的裸导体最高环境温度取最热月份平均最高温度根据原始资料给定取最热月份平均最高温度25对于屋内配电装置的裸导体最高环境温度取该处通风设计温度当无此资料时可取最热月份平均最高温度加5根据原始资料给定取最热月份平均最高温度25即对于屋内配

45、电装置的裸导体最高环境温度255 30com 电流互感器的选择原则 1 电流互感器的额定电压应等于或大于电气装置的额定电压 2 电流互感器的一次侧额定电流应等于或略大于通过互感器的长期最大负荷电流电流互感器二次侧额定电流可选择为5A1A或05A 3 选择互感器的型式如户内式户外式穿墙式套管式等 4 选择互感器的准确度级如计费测量需用05级过流保护可用3级差动保护需用D级等 5 检验二次负荷选择二次连接导线截面 6 检验互感器内部及外部动稳定检验互感器内部动稳定时要求流过互感器一次侧的三相短路冲击电流与电流互感器一次侧额定电流幅值之比小于或等于互感器的动稳定倍数com 电压互感器的选择原则1电压

46、互感器的额定电压应等于电气装置的额定电压2选择电压互感器的型式通常20KV及以下为户内式35KV以上为户外式3结构型式 1 一般110KV及以上电压采用三个单相电压互感器接成YoYo-12接线每个单相电压互感器的变比是 2 35KV电压互感器采用三个单相电压互感器接成YoYo-12接 线每个单相电压互感器的变比是4择电压互感器的准确度级如计费电度表用电压互感器采用05级接监视用不计费电度表功率表应采用1级的接估计被测电压数值的表计用的电压互感器可采用3级5验电压互感器的副边负荷应首先统计出电压互感器的副边负荷只要小于电压互感器在规定准确度下的额定容量com 熔断器的选择配置变电所35KV和10

47、KV电压互感器以及所用变压器都用高压熔断器进行保护保护电压互感器的熔断器只需按额定电压和断流容量来选择35KV电压互感器熔断器选择为RW9-35额定电压为35KV断流容量为2000MVARW9熔断器附加限流电阻RD1-35其技术参数Ue 35KV熔件额定电流Ie 05AR 396欧姆10KV电压互感器熔断器选择为RN2-10额定电压为10KV断流容量为1000MVA10KV站用变熔断器选择为RN1-10额定电压为10KV断流容量为200MVAcom 避雷器的选择 避雷器是发电厂变电站防护雷电侵入波的主要设施应根据被保护设备的绝缘水平和使用条件选择避雷器的型式额定电压等并按照使用情况校验所选避雷

48、器的灭弧电压和工频放电电压等110KV母线选择FCZ-110J磁吹避雷器主变压器110KV中性点绝缘等级35KV工频试验电压为85KV冲击试验电压为180KV保护中性点绝缘的避雷器选FZ-40在中性点不接地的35KV电力系统中避雷器的工频放电电压一般大于最大运行相电压的35倍且工频放电电压还应大于灭弧电压的18倍应选FZ-35型避雷器在中性点不接地的10KV电力系统中其灭弧电压大于电网最大线电压的11倍选择FZ-10型避雷器73 电气设备选择校验计算及电气设备选型结果com 母线的选择和校验1110KV母线桥的选择和校验按经济电流密度选择110KV母线桥和变压器引线的截面S并按d1点短路电流进

49、行热稳定校验110KV最大持续工作电流钢芯铝绞线的经济电流密度查表得查表选LGJ-240钢芯铝绞线在最高允许温度80时的载流量为613A满足最大工作电流的要求校验在d1短路条件下的热稳定按裸导体热稳定校验公式检验查表所以满足短路条件下的热稳定235KV母线的选择和校验按经济电流密度选择35KV母线和变压器引线的截面S并按d2点短路电流进行热稳定校验5KV最大持续工作电流钢芯铝绞线的经济电流密度查表得查表试选LGJQ-500钢芯铝绞线在最高允许温度80时的载流量为932A满足最大工作电流的要求校验d2点短路条件下的热稳定按裸导体热稳定校验公式校验查表所以故满足短路条件下的热稳定3 10KV母线的

50、选择和校验已知最热月份平均最高温度28故环境温度按33计算前面已求得查表选8010三条平放矩形铝母线平放时长期允许载流量2806A综合修正系数10K 111-h10000按d3点的短路条件校验热稳定 15 矩形铝母线8010 800 mm2故满足热稳定的要求动稳定的校验取L 1ma 025mB 1 单列查图的得K1-2 02K1-3 02同相母线片间作用力母线的衬垫跨距对于三条母线系数1197铝硬铝的最大允许应力故所选ZLQ-240电缆故满足动稳定的要求com 架空线的选择和校验135KV架空线的选择和校验在35KV负荷中平均负荷电流为最大负荷利用小时数钢芯铝绞线的经济电流密度查表得所以查表选

51、LGJ-50型导线其截面50mm2长期允许载流量为215A满足最大电流的要求校验d2点短路条件下的热稳定按裸导体热稳定校验公式校验设线路主保护动作时间02S断路器全分闸时间015S则t 035SB 1查图得查表 C 87I 5250A所以在最高允许温度80时的载流量为215A 综合修正系数10K 111-h10000I 2151215A故满足短路条件下的热稳定210KV架空线的选择和校验在10KV负荷中平均负荷电流为 最大负荷利用小时数钢芯铝绞线的经济电流密度查表查表选LGJ-70型导线其截面70mm2长期允许载流量为260A满足最大电流的要求校验d3点短路条件下的热稳定按裸导体热稳定校验公式

52、校验设线路主保护动作时间02S断路器全分闸时间015S则查图得查表C 87I 2520A所以在最高允许温度80时的载流量为260A 综合修正系数10K 111-h10000I 2601260A故满足短路条件下的热稳定com 断路器和隔离开关的选择校验1110KV侧断路器和隔离开关的选择校验当d1点发生短路时d1点的短路参数 1 110KV断路器的选择校验查表试选SW3-110型少油断路器其技术数据为校验所以所选断路器完全满足要求 2 110KV隔离开关的选择校验按d1点发生短路的条件试选GW4-110D其技术参数为校验所以所选隔离开关完全满足要求235KV侧断路器和隔离开关的选择校验当d2点发

53、生短路时d2点的短路参数 1 35KV断路器的选择和校验查表试选SW3-35型少油断路器其技术数据为校验所以所选断路器完全满足要求 2 35KV隔离开关的选择校验按d2 点发生短路的条件试选GW4-35D其技术参数为校验所以所选隔离开关完全满足要求310KV侧母线断路器和隔离开关的选择校验当d3点发生短路时d3点的短路参数 1 10KV断路器的选择和校验查表试选SN4-10G型少油断路器其技术数据为校验所以所选断路器完全满足要求 2 10KV隔离开关的选择校验按d2点发生短路的条件试选GN2-10其技术参数为校验所以所选隔离开关完全满足要求435KV出线断路器和隔离开关的选择校验出线的平均最大

54、电流当d2点发生短路时d2点的短路参数 1 35KV出线断路器的选择和校验查表试选SW3-35型少油断路器其技术数据为校验所以所选断路器完全满足要求 2 35KV出线隔离开关的选择校验按d2 点发生短路的条件试选GW4-35D其技术参数为校验所以所选隔离开关完全满足要求510KV出线断路器的选择校验出线的平均最大电流当d3点发生短路时d3点的短路参数 1 10KV出线断路器的选择和校验查表试选SN10-10600型少油断路器其技术数据为校验所以所选断路器完全满足要求74所选设备的技术参数com母线的技术参数如下表71 表71母 线型号规格载流量110KV母线桥LGJ-240613A35KV母线

55、LGJQ-500932A35KV架空出线LGJ-50215A10KV母线矩形铝母线80102806A10KV架空出线LGJ-70260Acom路器技术参数如下表72 表72编号 安装地点型号额定电压KV额定电流 A额定断开电流KA额定断开容量MVA极限通过电流KA热稳定电流KA峰值有效值1S4S10KV电源进线SN4-10G10500010518003001731731205S10KV分段开关SN4-10G10500010518003001731731205S10KV出线开关SN1010G60010600289500523020235KV电源进线SW3-3535110011004216535K

56、V分段开关SW3-3535110011004216535KV出线开关SW3-353560066400179866110KV电源进线SW3-1101101200300041158com关技术参数如下表73 表73型 号额定电压V额定电流A动稳定电流KA热稳定电流KA编号安装地点GN2-101030001003610S10KV电源进线GN1-10101000802610S10KV出线GW4-35D351000501584S35KV电源进线GW4-35D35600501584S35KV出线GW4-35D351000501584S35KV母联GW4-35D351000501584S35KV分段GW4-

57、110D1101000802374S110KV出线GW4-110D1101000802374S110KV电源进线GW8-11011060015665S中性点com 电流互感器的技术参数如下表74 表74型号额定电流比级次组合准确度二 次 负 荷10倍数1S热稳固倍数动稳固倍数编号安装地点05级1级3级D级LAJ-103000505D及1DDD051D242440101015509010KV电源进线LAJ-103000505D及1DDD051D242440101015509010KV分段LAJ-10600505D及1DDD051D112410KV出线LCWD-351000505D05D12308

58、3356515035KV电源进线LCWD-351000505D05D123083356515035KV分段LCWD-35600505D05D123083356515035KV出线LCWD2-1102600505DD05D221575130110KVcom 电压互感器的技术参数如下表75 表75型号额 定 电 压额定容量VA最大容量安装位置原线圈副线圈辅助线圈05级1级3级JSJW-1010301301312020048096010KV母线JDJJ1-35353013013150250500100035KV母线JCC1-110110301301350010002000110KV母线com选择结果如下表76 表76型 号技术参数KV数量安装地点灭弧电压Umh工频放电电压Ugf冲击放电电压Uch残压UcFCZ-110J1001701952652652组110KV系统侧FZ-4050981211541602个主变110KV中性点FZ-3541841041341344组35KV系统侧FZ-101272631454522组10KV系统侧第八章 配电装置的设计81 配电装置的设计原则com 配电装置的设计必须满足的基本要求 1 安全可靠首先应保证运行与检修人员的安全使