220kV变电站设计讲解

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1、 220kV 终端变电站电气主接线及配电装置设计 毕业设计说明书昆 明 理 工 大 学电气工程及其自动化专业二 OO 八年十月 毕业设计(论文任务书 电 力 工 程 学 院 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 2006级 学生姓名:梁勇 学号:06418613119毕业设计(论文题目:220kV 终端变电站电气 一 次主接线及配电装置设计 毕业设计(论文内容:220kV 终端变电站电气一次 与 系统分析;220kV 终端变电站电气一次 电气主接线方案比较、 设计, 绘制电气主 接线图;短路电流计算;220kV 终端变电站电气一次 导体和电气设备选择设计;220kV 终端变电站电气一次

2、高压配电装置设计,绘制配电装置平面布置图、断面图;220kV 终端变电站电气一次 过电压保护及防雷规划设计;220kV 终端变电气一次 继电保护配置规划设计,绘制保护配置图; 编制设计说明书。 专题内容:设计题目220kV 终端变电站电气一次系统设计 变电站设计参数: 220kV 最终两回进出线 设 计 自 然 条 件 :海 拔 :1000m ,本地区污秽等级 :2级,地震烈度 :7级, 最 大 风 速 :2.5/m s ,最高气温:38C ,最低气温:2C - , 平均温度:15C设计(论文指导教师(签字 : 主 管 人(签字 :2 0 0 8 年 10 月 25日 目 录目 录 4 摘 要

3、 5 前 言 6 第一章 变电站主接线设计 7 第二章 短路电流计算 19 第三章 电器设备及导体的选择 27 第四章 配电装置设计 54 第五章 防 雷 保 护 59 第六章 保护装置 68 结 论 72 总结与体会 73 谢 辞 74参考文献 75 摘 要220KV 终端变电所工程电气一次初步设计,主要包括以下内容:在 对各种电气主接线比较后确定本站的电气主接线,主变压器和厂用变压 器的选择,再进行短路电流计算,根据短路计算结果表选择导体和一次 主要设备,画出主接线图,剖面图、防雷配置图和保护配置图。关键词:主接线 短路计算 设备选择 防雷保护 前 言一 设计目的意义毕业设计是在完成全部专

4、业课程的基础上的最后一个理论与实践 相联系的一个重要教学环节;是全面运用所学基础理论、专业知识和基 本技能,对实际问题进行设计的综合训练;是培养学生综合素质和实践 能力的过程。对培养工作态度、作风和独立能力具有深远的影响。通过 毕业设计, 可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神。 本次所设计的课题是某 220KV 变电所电气初步设计, 该变电所是一 个地区性终端变电电所,它主要担任 110KV 及 35KV 两电压等级功率输 送,把接受功率全部送往 110KV 侧和 35KV 侧线路。系统容量Sxt=3500MVA;系统电抗 Xxt=0.45 ;与系统连接的线路长度 65km ;

5、 COS =0.85; 110KV 出线 4条;总负荷 65WM ;最大设备利用小时Tmax=6000h。 35KV 侧出线有 6条,总负荷为 30 WM,同时 35KV 侧作为 站用电源接两台变,互为备用, 110KV 到负荷地的距离为 50KM , 35KV 到负荷地的距离为 20KM 电缆。接题目后,先审题,然后根据题目的要求查了大量的资料。第一步, 拟订初步的主接线图,列出可能的主接线形式,各种方案进行比较,最 后确定两个最有可能的主接线形式,再做经济性比较,最终确定方案。 第二步,经过精确的计算,然后选择了主变压器和厂用变压器。第三步, 短路计算和做短路计算结果表。第四步,导体和设备

6、的选择及其校验, 做设备结果表。第五步,继电保护,配电装置和防雷接地的布置,通过 这次设计将理论与实践结合,更好的理解电气一次部分的设计原理。 通过毕业设计应达到以下要求:熟悉国家能源开发的方针政策和有 关技术规程、规定、导则等,树立工程设计必须安全、可靠、经济的观 点;巩固并充实所学基础理论和专业知识,能够灵活应用,解决实际问 题;初步掌握电气工程专业工程的设计流程和方法,独立完成工程设计、 工程计算、工程绘图、编写工程技术文件等相关设计任务,并能通过答辩;培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的作风。 二 设计原始资料分析本次的设计任务是:设计一座 220/110/35KV终端变电站的电气主接

7、线和配电装置,防雷保护和接地装置、继电保护的配置规划。设计的重 点是对变电站电主接线的拟定以及配电装置的布置。设计的内容包括 :1、电气主接线方案的设计; 2、短路电流计算; 3、导体、电气设备选择 及校验; 4、设计配电装置; 5、设计防雷保护和接地装置 6、继电保护的 配置规划; 7、按设计方案绘制电气一次主接线图、配电装置的平面布置 图、断面图以及防雷图 (图纸见附页 ; 8、写设计说明书一份。本次设计已知的基本条件:变电站的设计题目:设计一座 110/ 35/10KV通过变电站的电气一次部分。 110KV 出线有 4回出线(末端无电 源,其总负荷为 65MW , 35kV 出线 6回,

8、总负荷为 30MW 。1、系统容量:Sxt=3500MVA; 2、系统电抗:Xxt=0.45; 3、与系 统连接的线路长度 65km ; 4、最大设备利用小时 Tmax=6000h; 5、站址 海拔:1000m; 6、地震烈度:7度以下; 7、本地污秽等级:2级; 8、 年最高气温 38;年平均气温 15;月平均最低气温 -2; 9、风速: 2.5m/s; 10、功率因数为:0.85。通过对变电所原始资料的分析,根据设计任务书的要、要求,利用 相关论文和参考资料,并结合设计工具书进行了电气主接线方案的论证 与技术经济比较,同时对可能引起系统故障的短路情况进行了计算;另 外由电气设备的选择校验技

9、术条件和设计要求, 用短路电流的计算结果, 选择并校验了导体和电气设备;并根据变电站的类型和总体布置对选定 的主接线方案进行高压配电装置设计,进一步查阅电测量仪表技术 规程,对仪表规划设计,对主设备进行保护规划配置设计,进行避雷器 的选择,接地网的设计。最终对本次设计的相关部分展开专题综述。编 制了设计说明书,计算书,绘制了主接线图,平面图和断面图。 第一章 电气一次主接线设计一 . 主接线的方案初步设计(一原始资料分析已知待设计变电站:系统容量 Sxt=3500MVA;系统电抗 Xxt=0.6 ;与系 统连接的线路长度 35km ; COS =0.85; 110KV 出线 4条; 总负荷 6

10、5WM ; 最大设备利用小时 T max =6000h。 35KV 侧出线有 6条,总负荷为 30 WM, 同时 35KV 侧作为厂用电源接两台厂用变,互为暗备用,变电站不受场地 限制,按标准状态设计。通过对原始资的分析,查阅相关设计手册,依 据设计任务书提供的技术参数,进行主接线方案的初步比较。据以上资料分析,该变电站属地区通过变电站,对所属电网的供电 可靠与否有十分重要的作用,全站停电后,将引起区域电网解列。依据 发电厂电气部分 P21页, 对重要变电站, 应考虑当一台主变压器停运 时, 其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内, 应满足 I 类和 II 类负荷 的供电;对一般性变电站,当

11、一台主变压器停运时,其余变压器容量应 满足全部负荷的 70%-80%。 通过对原始资料的分析, 查阅相关设计手册, 结合该站供电负荷情况, 220KV 系统电源进线选择两条。依据设计任务 书提供的技术参数,进行主接线方案的初步比较。(二主接线方案的初步比较。 1、 220kV 侧主接线选择 (表 -1 2、 110KV 侧主接线选择 110KV 出线 4条,负荷 65MW (表 -2 3、 35KV 侧主接线选择 本设计是设计终端变电站,有三个电压等级, 220kV , 110kV , 35kV 。 110kV 侧有 4条负荷数,总负荷为 65MW , 35kV 侧有 6条负荷数,总负荷为 3

12、0MW ,由负荷数可以确定 该变电所主接线采用以下两种方案:方案一220kV 采用单母分段接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断 开本回路的断路器, 单母分段接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切 换且有穿越功率经过的变电所的功能。110kV 母线上近期负荷为 4回出线,采用单母接线形式,根据发电厂电气部分 可知, 3560KV配电装置中, 当线路为 3回以上的, 一般采用单母线或单母线分段接线。 若连接电源较多,出线较多,负荷较大时,可采用双母接线形式。35kV 采用单母分段接线方式, 根据 电力工程电气设计手册 第一册可知, 在 1035KV配电装置中, 线路在

13、6回及以上时, 一般采用单母分段的接线方式, 当短路电流较大, 出线回数较多,功率较大等情况时,可采用双母分段接线形式。通常,不设旁路断路 器。其接线特点:1 110kV 采用外桥接线方式, 当变压器发生故障或运行需要切除时, 只需要断开本 回路的断路器, 外桥接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且有穿 越功率经过的变电所。2 35kV 采用单母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,会停止对用户的供 电,工作母线发生故障时,能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。3 10kV 出线比较多,所以也采用单母分段形式。单母线分段,可以分段运行, 系统构成方式的自由度大, 两个元件可

14、完全分别接到相同的母线上, 对大容量且在需 相互联系的系统是有利的, 由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸, 因此 在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优 点,但是易受到母线故障的影响,断路器检修时要停运线路,占地面积大,一般当连 接的进出线回路数在 11回及以上时,一般采用分段接线形式。 方案二110kV 采用内桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本回路 的断路器, 内桥接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功 率经过的变电所。35kV 母线上近期负荷为 6回出线,易采用双母接线形式,根据电力工程电气 设计手

15、册第一册可知, 3560kV配电装置中,当线路为 3回以上的,一般采用单母线 或单母线分段接线。 若连接电源较多, 出线较多, 负荷较大时, 可采用双母接线形式。 10kV 可采用单母分段接线方式,根据电力工程电气设计手册第一册可知,在 610kV配电装置中,线路在 6回以上时,一般采用单母分段的接线方式。其接线特点:1 110kV 采用外桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本回路的断路器, 外桥接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且 有穿越功率经过的变电所。 2 35kV 采用双母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,不会停止对用户的供 电,工作母线发生故障

16、时,能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。 3 35kV 侧采用单母线分段的接线形式,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。 当一段母线发生故障, 分段断路器自动 将故障切除, 保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 但是, 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, 而出线为双回 时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建时需向两个方向均衡扩建。 二 方案的经济比较:可靠性:两种接线形式 110kV 和 35kV 侧接线方式是一样的,区别就在 10kV 侧上,第一 种方案采用双母线分段接线形式, 可靠性比较高,

17、检修一母线时, 不会停止对用户连 续供电, 而且还可以分段运行, 系统构成方式的自由度大, 两个元件可完全分别接到 不同的母线上, 对大容量且在需相互联系的系统是有利的。 灵活性:两种方案扩建都 比较的方便,且操作比较的简便。经济性:第二种方案经济性要好点,因为只有一条母线,节省了投资,还少了隔离开 关,间隔的布置和继电保护的配置都简单。总结:因为首先要保证可靠性, 综上所述变电站的主接线图在 220kV 侧、 110kV 侧、 35kV 侧都采用单母分段的方案。三 最优电气主接线图绘制(详见 220kV 变电站主接线图 四 主变压器和厂用变压器的选择1. 主变台数由原始资料可知, 我们本次所

18、设计的变电所是市郊区 220kV 通过变电所, 它是 以 220kV 受功率为主。 把所受的功率通过主变传输至 110kV 及 35kV 母线上。 若全 所停电后, 将引起下一级变电所与地区电网瓦解, 影响整个市区的供电, 因此选择主 变台数时,要确保供电的可靠性。 为了保证供电可靠性,避免一台主变压器故障或 检修时影响供电, 变电所中一般装设两台主变压器。 当装设三台及三台以上时, 变电 所的可靠性虽然有所提高,但接线网络较复杂,且投资增大,同时增大了占用面积, 和配电设备及用电保护的复杂性, 以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。 而且会造 成中压侧短路容量过大, 不宜选择轻型设备。 考虑到

19、两台主变同时发生故障机率较小。 适用远期负荷的增长以及扩建, 而当一台主变压器故障或者检修时, 另一台主变压器 可承担 70%的负荷保证全变电所的正常供电。 故选择两台主变压器互为备用, 提高供 电的可靠性。 在具有三种电压等级的变电所,如通过主变压器的各侧绕组的功率均 达到该变压器容量的 15%以上, 或低压侧虽无负荷, 但在变电所内需装设无功补偿设 备,主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备, 比相对的两台双绕组变压器都较少, 而且本次所设计的变电所具有三种电压等级, 考 虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素, 该所选择三绕组变压器, 确定该站 主变台数

20、为 2台。 根据前述和变电站电气主接线,确定该站主变台数为 2台。2、容量根据设计任务书所给的出线负荷和所选的接线方式,选择容量及型号相同的 2台主变,容量按如下公式确定:主变容量 S N 120.8( 0.8(6530 0.89576( js S P P MVA =+=+=来确定 S N :所要选则的主变容量 S js :按 0.8倍的经验公式计算容量 P 1:110kV 供出有功负荷 P 2:35kV 供出有功负荷3、根据电力工程电气设计手册电气一次部份第 1册第 272页,因所给条件 没有说明运输的特别限制,按正常运输条件选则,故选择三相电力变压器。 4、绕组数的确定在电力系统中, 三个

21、及以上不同电压等级需要互相连接时, 或具有三种电压的降 压变电站, 需要由高压向中压和低压供电, 或高压和中压向低压供电时, 应选用三绕 组变压器,故选用三绕组变压器。5、连接组别的确定变压器三相的接线组别必须和电力系统的相位一致, 否则, 不允许并列运行。 我 国 110kV 及以上电压,变压器三相绕组都采用“ Y N ”连接。根据系统和或机组的同 步并列要求及限制三次谐波对电源的影响因数,所以,该站主变连接组别选定为: Y N , y n , d 116、根据以上分析条件,查电力工程电气设计手册电气一次部份 1上册 P240 选择:SSPS-90000/220型变压器,参数如下: 二、 站

22、用变的选择:2、站用变压器容量按下式确定: 站用电率 +=cos (21P P S js 式中:js S 厂用变计算负荷(MV A 1P 中压侧负荷(MW 2P 低压侧负荷(MW c o s 变电站平均功率因数(6530 0.65%0.7267260.85js S MVA kVA +=该站站用变考虑室外布置,则站用变压器容量的选择条件为:tf js N K K S S =726344( 1.040.97kVA 式中:N S 站用变容量(kV A f K 布置系数,室外布置时 f K 取 1.04,室内布置时取 1.04 t K 温度校正系数,室外布置时取 0.97,室内布置时取 0.99查 电

23、力工程电气设计手册 电气一次部份 1上册 P 399页选用 S9 800型标准变 压器两台,额定容量 800kV A ,高压侧电压 38.55%kV,低压侧电压 0.4kV ,联接组 别为 Yyn0,其相关电气技术参数列表如下: 第二章 短路电流计算1. 各元件参数计算作如下图所示等值电路图,取基准容量 100, SB MVA UB Uav =,导线平均电阻取 R =0.4/km,按已知条件作各元件的阻抗计算: X t 系统阻抗: 1000.450.01293500B d d S X X Ss *= 电源线路阻抗:11221000.40.4650.0491(230B L B S X L U =

24、 主变三侧阻抗:由主变参数可知:121323%25.5%14.9%9.1U U U -=; ; ,则 112132311%(%(25.514.99.1 15.6522U U U U -=+-=+-= 212231311%(%(3.125.514.9 9.8522U U U U -=+-=+-=313231211%(%(9.114.925.5 0.7522U U U U -=+-=+-=-111%15.651000.17410010090B N U S X S =222%9.851000.10910010090B N U S X S =333%0.751000.0083010010090B N

25、U S X S -=-= 110kV 出线阻抗:22221000.40.4500.151(115B L B S X L U = 35kV 出线阻抗:33221000.40.4200.584(37B L B S X L U = 站用变电抗:%8100101001000.8d B T N U S X S = 3 2、各点短路电流的计算:d 1 1d 点短路: 转移电抗:1110.01290.02450.14150.17892d d L X X X =+=+= 计算电抗:135000.03741.309100S jSd B S X X S =3 25.5895.5891.403B I kA =( 冲

26、击电流:2.552.551.4033.578( sh i I kA = 短路容量:2301.403534.59( d N S I MVA = 全电流最大值:1.511.511.4032.12( ch I I kA = 3d 点短路:转移电抗:311310.01290.14150.02450.17892d d X X X X =+=+=计算电抗:335000.17896.262100S jS d B S X X S =3 此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减*1243115.5890.1789d I I I I X *=31.561B I kA =( 24*35.5891.5618.72

27、( B I I I I I kA = 冲击电流: 2.552.558.7222.24( sh i I kA = 短路容量:358.72528.6( d N S I MVA = 全电流最大值:1.511.518.7213.17( ch I I kA = 4d 点短路:转移电抗:42210.1789d d L X X X =+=3 计算电抗:4350010.1789356.26100S jS d B S X X S = =3 此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减*244110.098210.1789d I I I X *= 4144.34( B I kA = = 24* 30.098214

28、4.3414.19( B I I I I I kA = 冲击电流: 2.552.5514.1936.18( sh i I kA = 短路容量:0.414.199.82( d N S I MVA = 全电流最大值:1.511.5114.1921.42( ch I I kA = 全电流最大值:1.511.512.043.08( ch I I kA = 6d 点短路:转移电抗:630.3299d d T X X X =+= 计算电抗:635000.329911.55100S jS d B S X X S =3 此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减*246113.0310.3299d I I

29、I X *=24* 3.3011.52( I I I I kA = 冲击电流: 2.552.551.523.88( sh i I kA = 短路容量:1101.52289.59( d N S I MVA = 全电流最大值:1.511.511.522.29( ch I I kA = 三、短路电流热效应计算 (采用辛卜生公式计算 : 1、辛卜生公式短路电流带来的发热量:K P nP Q Q Q =+ (kA2P Q 2:周期分量带来的发热量 (kA nP ( Q 2:非周期分量带来的发热量 kA222202(10( 12k P tk tk t Q I I I KA S =+辛卜生公式 22( nP

30、 Q I T KA S = k t 短路校验时间 k j d t t t =+j t 继电保护动作时间 d t 断路器全开断时间因为本设计为 220kV 通过变, 所以取 t k =4S, 而规程规定 t k 1S 时, 可不计 nP Q , 此时 K P Q Q =,完全采用辛卜生公式进行计算。2、各短路电流发热量的计算:222222122(10 (6.49107.3017.345 104.83( 1212k K tk tk t Q I I I KA S =+=+= 从前面的计算中可看知 d 2、 d 3、 d 4、 d 5、 d 6点的 js X 都大于 3, 24I I I =, ,则:

31、2K k Q I t =。2223.94( k k Q I t kA S = 223152.08( k k Q I t kA S = 224402.7( k k Q I t kA S = 2258.32( k k Q I t kA S = 2264.62( k k Q I t kA S =一、制作短路计算结果表: 第三章 电器设备及导体的选择3-1 电器设备及导体选择的一般要求断路器最主要的作用是正常时用来接通或断开电路中的负荷电流,故障时用来切断短路电流, 起到控制和保护的作用。 因此, 断路器的开断能力是表明其性能的 基本指标。断路器按其灭弧介质和灭弧方式,分为多油断路器、少油断路器、压缩

32、空 气断路、 SF6断路器、真空断路器等。 SF6断路器虽然价格相对较高,但因其运行噪 音低、维护工作量小、不检修间隔期长,运行稳定、安全可靠,目前在电力系统被广 泛应用。3-2 最大长期工作电流的计算为了能按正常工作情况选择电气设备,首先必须进行各选择点最大长期工作电 流的计算。1、因为在主接线中 220kV 采用单母线分段,所以进线通过电流 I max1按下公式 计算,其中 k=1.5, n 为进线回路数 2: 12max165301.5175.98( P P I K A += 2、桥通过最大长期工作电流 I max2max 2283.43( I k A = 3、主变 220kV 侧通过最

33、大长期工作电流 I max3max3max2283.43( I I A =4、主变 110kV 侧通过最大长期工作电流 I max4max 4566.87(1.2 I k A k = 5、主变 35kV 侧通过最大长期工作电流 I max5max51781.59(1.2 I k A k = 6、 110kV 母线通过最大长期工作电流 I max6max6max4566.87( I I A =7、 35kV 母线通过最大长期工作电流 I max7max581781.59( I I A =8、 110kV 出线通过最大长期工作电流 I max8max7120.41( I A = = 9、 35kV

34、 出线通过最大长期工作电流 I max9max9116.44( I A = 10、 35kV 站用变引流线通过最大长期工作电流 I max10 max111.051.0513.85( I A = 11、站用变 400V 出线通过最大长期工作电流 I max11 max101.051.051212.47( S I A = 12、绘制最大长期工作电流分布图: 高中低3-3 导体的选择与校验一、 220kV 导体的选择:1、因 220kV 采用的是单母线接线,均为非汇流母线,按经济电流密度选择:max1max2max32481000I I I A A = 采用软导体由发电厂电气部分 P114图 4-

35、26查得, max 6000T h =时, LGJ 、 LGJQ 型钢芯铝 绞线的经济电流密度 J=0.92A/mm 2(下同 2max1175.98/187.21( 0.94S I J mm =计算 查电力工程电气设计手册上册 P412附表 8-4得导体型号 LGJ -210/10的钢芯 铝绞线 , , +70时, I al 为 577A 。2、热稳定校验: 工作温度 22max10022175.98( 25(7025 20.11( 577al al I C I =+-=+-= 软导体取集肤效应系数 K s =1由发电厂电气部分 P115页表 4-6查得, =20.110C 时,热稳定系数

36、C=99 22min 1000/1000/99103.42( 210( S C mm S mm = 选择硬铝矩形导体单条平放 , 由发电厂电气部分 P114图 4-26查得, max 6000T h =时,查电力工程电气设计手册上册 P334表 8-3,选择铝材矩形导体,参数如下: 2、电晕校验:电压等级低于 110kV, 且硬导体截面远大于 70mm 2,可不进行电晕 校验。3、热稳定校验 :220max500221781.59( 25(7025 62.35( 1920al al I C I =+-=+-= 由发电厂电气部分 P115页表 4-6查得, =62。 350C 时,热稳定系数 C

37、=8922 min 1000/1000/89144.04( 1000S C mm S mm =选 热稳定校验合格4、动稳定校验 : 自振频率 :42281121121.551020.63( 180i m r f Hz L = r i 为惯性半径L 为导体支柱绝缘子间的跨距 , 取 1.8m为材料系数 , 铝取 41.5510f m不在 3560Hz 的范围内 , 所选矩形导体振动系数 =1 条间应力2222899365171481.89.53104.16104.16104.16100.158107523.76.8310(ch b y i L hw Pa -= 单位长度上的电动力 (下式中 ,a

38、 为导体的相间距离 , 取 1m2267717.148101.73101.731050.09(/ 1chPh if N m a -= 相间应力225650.91.82.8410( 10105810Ph PhY f L Pa W -= 总应力 5556max 2.84106.83109.6710( 7010b ph Pa Pa =+=+=1.8米 动稳定校验也合格 所以,所选导体合格。2. 35kV站用变的 400V 出线导体选择导体选择:因为非汇流母线,按经济电流密度选择max51212.471000I A A = 选择硬铝矩形导体单条平放 , 由发电厂电气部分 P114图 4-26查得, m

39、ax 6000T h =时,查电力工程电气设计手册上册 P334表 8-3,选择铝材矩形导体,参数如下: 2、电晕校验:电压等级低于 110kV, 且硬导体截面远大于 70mm 2,可不进行电晕 校验。3、热稳定校验 :220max50021212.47( 15(7015 66.7( 1249al al I C I =+-=+-=由发电厂电气部分 P115页表 4-6查得, =62。 350C 时,热稳定系数 C=87 22 min 1000/1000/87235.2( 640S C mm S mm =选 热稳定校验合格4、动稳定校验 : 自振频率 :42281121121.55106.77(

40、 120i m r f Hz L = r i 为惯性半径L 为导体支柱绝缘子间的跨距 , 取 1.2m为材料系数 , 铝取 41.5510f m不在 3560Hz 的范围内 , 所选矩形导体振动系数 =1 条间应力2222899365361801.29.53104.16104.16104.16100.158107523.76.8310(ch b y i L hw Pa -= 单位长度上的电动力 (下式中 ,a 为导体的相间距离 , 取 1m2267717.148101.73101.731050.09(/ 1chPh if N m a -= 相间应力225650.91.82.8410( 1010

41、5810Ph PhY f L Pa W -= 总应力 5556max 2.84106.83109.6710( 7010b ph Pa Pa =+=+=1.2米 动稳定校验也合格 所以,所选导体合格。3-4 电器设备的选择与校验一、断路器的选择: 断断路器的选择必须满足以下五个条件: (1 、额定电压:N NS U U ; (2 、额定电流:max I I N ; (3 、额定开断电流: Nbr I I ; (4 、热稳定校验:k t Q t I 2; (5 、通过电流极值:es ch I i 。按以上五个条件,采用表格直接进行各断路器的选择和校验:1、 220kV 侧高压进线、分段和出线断路器

42、的选择:查常用高低压电器手册 P524页得 SW 6-220/1200 型断路器的相关参数: 2、 110kV 母联和主变压器断路器选择:查电力工程电器设备手册 P673页 得 .SW4-110/1000断路器的相关参数: 3、 110kV 出线断路器的选择:查电力工程电器设备手册 P673页得SW4-110/1000断路器的相关参数: 4、主变 35kV 侧及母联断路器的选择:查常用高低压电器手册 P509页得 LW6-63 型断路器的相关参数 5、 35kV 出线断路器的选择查 电力工程电器设备手册 得 S W2 35/600的相关 参数: 6、 35kV 站用变高压侧断路器的选择,查电力

43、工程电器设备手册得 S W 2 35/1000的相关参数: 7、 站变低压侧断路器的选择 , 查供电实用手册选用DW914(AH 系列框架 式自动空气开关 DW914-4000(AH -40C ,主要参数: 二、隔离开关的选择 :隔离开关的选择基本上同断路器,见参数表 本设计在选择隔离开关时仍延用相应断路器的计算数据, 并按以下四个必须条件 进行选择和校验:(1 、额定电压:N NS U U ; (2 、额定电流:max I I N ; (3 、热稳定校验:k t Q t I 2; (4 、极限电流:es ch I i 。 1、220kV 隔离开关的选择: 查常用高低压电器手册 P569页选择

44、双接地 GW4-220D/1000-80隔离开关相关参数: 2、 110kV 母联和主变压器断路器两侧隔离开关选择:查 常用高低压电器手册 P569页选择双接地 GW4-110D 隔离开关相关参数: 3. 110kV 出线断路器两侧隔离开关的选择:查常用高低压电器手册 P569页 选择双接地 GW4-110D 隔离开关(相关参数: 3、 主变 35kV 侧及母联断路器两侧隔离开关的选择:查 常用高低压电器手册 P566页选择双接地 GW12-35隔离开关相关参数: 4、 35kV 出线断路器两侧隔离开关的选择:查常用高低压电器手册 P566页 选择双接地 SW2-35/600隔离开关相关参数:

45、 5、 35kV 站用变高压侧断路器两侧隔离开关的选择, 查 常用高低压电器手册 P566页选择双接地 SW2-35/1000隔离开关相关参数: 三、互感器的选择:(一 、电流互感器的选择电流互感器配置的一般原则:为了满足测量和保护装置的需要,在发电机、变 压器、出线、母线分段及母联断路器中、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对 于中性点直接接地的系统, 一般按三相配置, 对于中性点非直接接地的系统依具体情 况按两相或三相配置。 对于保护用电流互感器的装设地点应尽量能消除保护装置的死 区来设置。 为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障, 电流互感器器通常布电流互感器选择参数按下表考虑:

46、 (1 、一次回路的额定电压和额定电流:1N NS U U ;额定电流:1max N I I ;为了确保所供仪表的准确度, 电流互感器的一次侧电流应尽量与最大工作电流接 近。(2 、二次额定电流的选择 电流互感器的二次额定电流有 5A 和 1A 两种,一 般弱电系统用 1A ,强电系统用 5A 。 (本设计均选择 5A (3 、电流互感器的种类和型式的选择 应根据安装地点和安装方式选择其型 式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。(4 、电流互感器的准确度级和额定容量的选择 为了确保所供仪表的准确度, 电流互感器的准确度级不得低于所供仪表的准确度级。为了保证互感器的准确度级, 其二次所接负荷 S

47、2应不大于该准确级所规定的额定容量 S N2。即:S N2S 2=I N22Z 2L(5 、热稳定和动稳定的校验:热稳定校验:I t 2t Q k 或 I N12Q k (t=1内部动稳定的校验:i es i sh 或 2IN1kes i sh对瓷绝缘型电流互感器应校验瓷套管的机械强度即外部动稳定:外部动稳定应满足:F al 0.51.7310-7i sh 2L/a(N 如是瓷绝缘母线型电流互感器用下式:F al 1.7310-7i sh 2L c /a(N 1、 220kV 进线电流互感器的选择:(1因 Imax1=175.83A,查发电厂电气部分 P273页附表 8选用户外防污型瓷绝缘LC

48、W2-220W 型电流互感器,参数如下 : (2 、二次负荷校验:220kV 进线电流互感器采用完全星形接线,二次侧表计配置图如下:可见:电 流表 3只,有功功率表 1只,无功功率表 1只, 三相三线有功电度表 1只,三相三 线无功电度表 1只。 A 选择最大负荷阻抗相 A 相进行负荷校验:=102. 0555. 2222max N I P Z 表 电流互感器的额定负荷:22S S N 即:222222222N N N N N I Z S S S I Z I Z I S +=+表 线 接触 表 线 接触C22Z Z N N L Z Z Z Z Z S +-线 表 接触 表 接触注 :Z接触由于

49、不能准确测量,通常可取 0.1,采用完全星形接线 L =150m ,铜芯导线电阻率 =1.7510-8/m。86221.75101501.461020.1020.1CN L S m Z Z Z -=-表 接触 选择电流互感器二次侧导线的截面应 21.46S mm , 考虑机械强度选用标准截面2.52m m 的铜芯导线。(3 、热稳定校验:K Q =1K Q =158.92S KA 2I t 2t=31.51=992.5(kA2S Q k =104.83(kA2S 所以热稳定校验合格。 (4 、内部动稳定校验 :80es i kA =ch i =16.541KA 合格所以所选电流互感器满足要求。

50、2、 110kV 出线电流互感器的选择:(1 、因 Imax8=69.5A,查发电厂电气部分 P273页附表 8选用户外防污型瓷绝 缘 LCWD-110型电流互感器,参数如下 : (2 、二次负荷校验:110kV 出线电流互感器采用完全星形接线,二次侧表计配置图如下:可见:电 流表 3只,有功功率表 1只,无功功率表 1只, 三相三线有功电度表 1只,三相三 线无功电度表 1只。 A 选择最大负荷阻抗相 A 相进行负荷校验:=102. 0555. 2222max N I P Z 表 电流互感器的额定负荷:22S S N 即:222222222N N N N N I Z S S S I Z I

51、Z I S +=+表 线 接触 表 线 接触C22Z Z N N L Z Z Z Z Z S +-线 表 接触 表 接触注 :Z接触由于不能准确测量,通常可取 0.1,采用完全星形接线 L =150m ,铜芯导线电阻率 =1.7510-8/m。86221.75101501.461020.1020.1CN L S m Z Z Z -=-表 接触 选择电流互感器二次侧导线的截面应 21.46S mm , 考虑机械强度选用标准截面22m m 的铜芯导线。(3 、热稳定校验:K Q =2K Q =43.24S KA 2(k t IN1 2 =(750.1 2 =56.25(kA2S Q k2=43.2

52、4(kA2S 所以热稳定校验合格。 (4 、内部动稳定校验 :es I N1 0.1130 =18.38(kAi sh =8.38(kA 合格 所以所选电流互感器满足要求。(二 、电压互感器的选择由于本设计资料有限,仅按以下必须满足的三个条件技术条件进行选择: (1 、额定电压:1.10.9NS N NS U U U ;(2 、准确级不低于 0.5级,并与相应电流互感器相配合;(3 、 对二次侧最大负荷进行校验。 需要注意两点:表计的种类与电流互感器 要对应;表计的个数要按回路数来计算。1、 220kV 侧测量电压互感器:由于回路接有计费电能表,并考虑与电流互感器 相配合,应选用 0.5准确度

53、级,查发电厂电气部分 P274页选电容式 YDR-220型电压互感器,参数如下: 220kV 侧电压互感器二次侧表计配置:有功功率表 2只,无功功率表 2只,有 功电度表 2只,无功电度表 2只,电压表 1只,频率表 1只。实际接线如下图:2W2Var2Wh2VarfVA 据上表求出不完全星形部分负荷为:7.94( ab S VA = 7.32( bc S VA = 由电气设备 P161页表 5-11公式有cos 0.72ab ab ab P = 43.95ab = cos 0.65bcbc bcP = 49.46bc = A 相负荷为 : cos(30 7.94cos(43.9530 4.4

54、A ab abP W=-=-= sin(30 7.94sin(43.9530 1.1A ab abQ S Var=-=-=B 相负荷为 :cos(30 cos(30 30 7.32cos(49.630 6.9 5.26B ab bc bcP Sab SW=+-=+-+= sin(30 sin(30 7.94sin(43.9530 7.32sin(49.4630 2.44 5.8B ab ab bc bcQ S SVar=+-=+-=+=C 相负荷为 :cos(30 7.32cos(49.4630 0.77C bc bcP S W=+=+= sin(30 7.32sin(49.4630 4.16C bc bcQ Var=+=+=从以上的计算结果可知 B 相负荷最大,所以就按 B 相的负荷进行校验: 7.83150/350BS VA VA=所以,所选的电压互感器满足要求。四、支柱绝缘子的选择(一 、绝缘子选择概述:高压电瓷主要包括:悬式绝缘子、支柱绝缘子二种。悬式绝缘子主要用于室外布 置的软导线(架空母线 ,支柱绝缘子主要用于室内外布置的硬导体(铝排 。支柱绝缘子配置原则:屋内时, 一般采用联合胶装的多棱式支柱绝缘子。 屋外时,