110kV降壓變電所一次側電氣部分設計說明書

1 110壓變電所一次側電氣部分設計說明書 1 引言 電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠將天然的一次能源轉變成電能，向遠方的電力用戶送電，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個用戶，這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時通過變電所將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng) 及必要的附屬設備組成。 實現(xiàn)變電的場所稱為變電站，其主要設備有變壓器、開關設備（斷路器和隔離開關）、避雷器、互感器等一次設備和繼電保護、通信設施等二次設備。變電站起變換電壓作用的設備是變壓器，除此之外，變電站的設備還有匯集電流的母線、儀表和防雷保護裝置、等，有的變電站還有無功補償設備。 本變電所配電裝置采用普通中型配電裝置，均采用斷路器單列布置，將隔離開關放置母線下，使與另一級隔離開關電氣距離增大，縮短配電裝置的縱向距離 。 主變 壓器 中性點及出線均裝設避雷器，中性點經隔離開關直接接地。 本次設計是以我國現(xiàn)行的有 關規(guī)范規(guī)程等技術標準為依據(jù)，所 進行的 是一次 部分 初步設計 。 2 原始資料 1) 建設規(guī)模 本所安裝兩臺主變壓器，一期一次完成，電壓等級 110/35/10 2)各側進出線情況 110 出線 2 回，一次完成； 35 本期 5 回，最終 6 回； 10 本期 10 回，最終 16 回； 3) 各側負荷情況 110 有 2 回出線供給遠方大型冶煉廠，容量為 60 35 每回按 10慮，一、二類負荷占 50%； 2 10 總負荷 20大一回出線為 5中一 、二類負荷占 30%； 4)各側 4800 h 35 4500 h 10 3500 h 5)系統(tǒng)情況 本所經 2 回 110 路與系統(tǒng)相連，系統(tǒng)為無窮大系統(tǒng)，距本所 50 路阻抗 / 待 設 計 變 電所圖 2 1 系 統(tǒng) 圖 6)設計任務 本設計只作電氣初步設計，不作施工設計。設計內容包括：主變壓器選擇；確定電氣主接線方案；確定電氣布置方案；短路電流；主要電氣設備及導線選擇和校驗；防雷和接地設計。 3 主變壓器容量 、 臺數(shù) 及型號 的選 擇 述 在各電壓等級的變電所中，變壓器是主要的電氣設備之一，擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間的交換功率的重要任務 ， 同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況 。必須要 根據(jù)電力系統(tǒng) 5發(fā)展規(guī)劃 綜合分析，合理選擇，否則將造成經濟技術上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大了占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選的過小，可能使變壓器長期過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡經濟運行的保證。選擇主變壓器的臺數(shù)及容量時 還 要考慮到變電所以后的擴建情況 1 。 3 變壓器臺數(shù)的選擇 為了保證供電的可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主 變壓器。再考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障的機率較小，適用于遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或檢修時，另一臺主變壓器可承擔 70%的負荷保證全變電所的正常供電。 對于重要負荷的變電所，應考慮當一臺停運時其余變壓器容量負荷能力 在 允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷 。 變壓器相數(shù)的選擇 當不受運輸條件限制時，在 330選擇主變壓器相數(shù)時，應根據(jù)原始資料以及設計變電所的實際情況來選擇。本次設計的變電所選用三相變壓器。 組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變 電所，如通過主變壓器的各側繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。 在生產及制造中三繞組變壓器有：自耦變 壓器 ，分裂 變壓器 以及普通三繞組變壓器。普通三繞組變壓器在價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調試靈活，滿足各種繼電保護的需要。又能滿足調度的靈活性，它還分為無激磁調壓和有載調壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動 ， 供電可靠性也高。所以本次設計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。 調壓方式分為兩種，一 種為不帶電切換，稱為無激磁調壓，但是調壓范圍僅在 5%以內，而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調壓）時，僅靠調整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調整很不方便。另一種時帶負荷切換稱為有載調壓，調整范圍可達 30%。由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調壓方式，才能滿足要求。 4 本變電所有兩路電源供電，三個電壓等級，且有大量一、二級負荷，有以上分析，所以應裝設兩臺三相三繞組變壓器。總計算負荷為 4 30S=60+10*6+20 = 140 臺主變壓器容量應滿足全部負荷 70的需要，并能滿足全部一、二類負荷的需要，即 40 = 98 (60+10*6*50 +20*30 ) 96 主變壓器容量選為 100 用 110損耗三相三繞組有載調壓油浸變壓器?？蛇x用 100000 110 型，其 額定電壓為 110 8* 2*量比為 100 100 50 ，接線組別為 抗電壓12 = 3 = 17， 23 = 4 電氣主接線的選擇 述 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接組成的接 收 和分配電能的電路，也構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本體運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電器設備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系 。 氣主接線的設計原則 電氣主接線著急得基本原則為：以下達的設計書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經濟適用、符合國情”的電力建設與發(fā)展的方針，嚴格按照技術規(guī)定和標準，結合工程實際的具體特點，準確的掌握原始資料，保證設計方案的可靠性、靈活性和經濟性。 氣主接線的設計步驟 2 電氣主接線的設計是發(fā)電廠、變電站整體設計 的重要內容之一。 電氣主接線設計的一般步驟： （ 1）原始資料分析。在分析原始資料的基礎上，各電壓等級擬定可采用的數(shù)個主接線方案。 （ 2）對擬定的各方案進行技術、經濟比較，選出最好的方案。各主接線方案都應該滿足系統(tǒng)和用戶對供電可靠性的要求，最后確定何種方案，要通過經濟比較，選用年運行費用最小的作為最終方案，當然，還要兼顧到今后的擴容和發(fā)展。 5 （ 3）繪制電氣主接線圖。按工程要求，繪制工程圖，圖中采用新國標圖形符號和文字代號，并將所有設備的型號、主要參數(shù)、母線及電纜截面等標注在圖上。 主接線設計的基本要 求 2 主接線應滿足可靠性、靈活性、經濟性和發(fā)展性等四方面的要求。 （ 1）可靠性。為了向用戶供應持續(xù)、優(yōu)質的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標準是運行實踐，要充分地做好調研工作，力求避免決策失誤，鑒于進行可靠性的定量計算分析的基礎數(shù)據(jù)不完善的情況，充分地做好調查研究工作顯得尤為重要。 為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經濟性兩方面，作出切合實際的決定。 （ 2）靈活性。電氣主接線的設計，應當適應在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運 行要求。在調度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調配電源和負荷。在檢修時，可方便的停運斷路器、母線及二次設備，并方便的設置安全設施，不影響電網(wǎng)的正常運行和對其他用戶的供電。 （ 3）經濟性。方案的經濟性主要體現(xiàn)在投資省、占地面積小、電能損耗小三個方面。 （ 4）發(fā)展性。主接線可以容易的從初期接線方式過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，完成過渡期的改擴建，且對一次和二次部分的改動工作量最少。 接線方式的選擇 及確定 345 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電 所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建。 (1)單母線接線 單母線接線雖然 具有 接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）故障檢修時，均需整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般 只適用于一臺主變壓器 和容量小、用戶對供電要求可靠性要求不高的場所 。 單母接線適用于： 11035電裝置的出線回路數(shù)不超過 3回， 6回，才采用單母線接線方式 。 (2)單母 線 分段 若把單母線分成兩段，并在兩端之間裝設能夠分段運行的開關電器，稱為單母線分 6 段接線。分段開關一般可選用斷路器或隔離開關，其運行方式有并列運行和分段運行兩種。 1）用隔離開關分段的單母線接線 分段運行時，各段相當于單母線不分段狀態(tài)，任一 段母線故障或檢修時，僅停止對該段母線所帶負荷的供電；當一條電源進線發(fā)生故障或檢修時，則可經過倒閘操作恢復對全部引出線的供電。并列運行時，當任一段母線發(fā)生故障或檢修時，回應器正常母線段的短時停電；當一條電源進線發(fā)生故障或檢修時，無需母線停電，只需斷開電源的斷路器及其隔離開關即可。 用隔離開關分段的單母線接線，運行的可靠性和靈活性都較差，適用于由雙回路供電的、允許短時停電的二類負荷。 2）用斷路器分段的單母線接線 分段斷路器除了具有分段隔離開關的作用外，該斷路器還裝有繼電保護，除能切斷負荷電流或故障電流外 ，還可自動分、合閘。母線檢修時不會引起正常母線的停電，可直接操作分段斷路器，拉開隔離開關進行檢修；母線故障時，分段斷路器的繼電保護動作，自動切除故障段母線。因此，用斷路器分段的單母線接線，運行的可靠性和靈活性都較大。 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。當一段母線發(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故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向 兩個方向均衡擴建 。 雖然，單母線分段接線不能克服某一回路斷路器檢修時，該回路要長時間停電的缺點，同時這種接線在一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線上所有回路都要長時間停電，但是單母線分段接線既保留了單母線接線簡單、經濟、方便等優(yōu)點，又在一定程度上提高了供電的可靠性，因此這種接線得到了廣泛應用，特別是在中小型發(fā)電廠和出現(xiàn)不多的 35220單母線分段適用于： 110356回及以上，則采用單母線分段接線。 這種接線方式適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為 35有足夠的可靠性和靈活性。 (3)雙母線接線 它具有供電可靠、調度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。 雙母線接線也存在一些缺點： 如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設跨條 ，則該回路在檢修期需要停電 ；在倒閘操作中隔離開關作為操作電器使用，容易誤操作；工作母線發(fā)生故障時會引起整個配電裝置短時斷電；使用的隔離開關數(shù)目多，配電裝置結構復 雜，占地面積較大，投資較高。 雙母線接線多用于電源和引出線較多的大中型發(fā)電廠和電壓為 220的供電可靠性和靈活性較高，尤其是加上旁路母線后，其優(yōu)越性更明顯，但當 110電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定， 110 置中，當出線回路數(shù)達 7回，（ 110 5回（ 220，一般應裝設專用的旁路斷路器和旁路母線。 (4)雙母線分段接地 雙母線分段，可以分段運行 ，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接不通的母線上，對大容量且在需相互系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數(shù)載 11 回及以下時，母線不分段。 綜上幾種主接線的優(yōu)缺點 、 可靠性 、實用性和經濟性 ，根據(jù)設計的原始資料該變電所 可 選擇 單 母線 分段 接線方式。 由任務書給定的負荷情況可以確定該變電所主接線采用以下幾種方案進行比較 ： 方案一 110用單母線分段接線方式， 35用單母線分段接線方式， 10荷不多，可采用單母線接線方式。 其接線特點： 11035用單母線分段接線方式使的線路接線簡單、使用設備少、操作方便、投資少、便于擴建，提高了線路運行的可靠性和靈活性，也在一定程度上保證了供電的可靠性。 10荷不多，采用單母線接線方式，雖然線路同樣接線簡單、設備少、操作方便等，但是當母線及母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，必須斷開全部電源，造成整個配電裝置停電；同時這種接線在一段母線或隔離開關故障或檢修時該段母 線上所有回路都要長時間停電。因此，其供電可靠性和靈活性較差，滿足不了本次設計的需求。 方案二 110用單母線分段接線方式， 35用單母線分段接線方式， 10采用單母線分段接線方式。 其接線特點： 11035線特點及優(yōu)勢同方案一， 10用單母線分段方式接線，雖然同樣不能克服單母線接線方式的缺點，但是它卻提高了線路運行的可靠性和靈活性。在考慮到本次設計的變電所是一個中小型變電所和可靠、經濟適用等方面因素，單母線分段接線方式滿足要求。 綜上比較，方案二的可靠性和靈活性都高于方案一，選 擇方案二。 本變電所 110兩回進線，可采用單母線分段接線，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動切除故障段，保證正常母線不間斷供電。 35 10景出線較多，采用單母線分段接線方式。主變壓器 110中性點經隔離開關接地，并裝設避雷器進行防雷保護。本所設兩臺所用變壓器，分別接在 10段母線上。電氣主接線如圖附 4 1所示（由于篇幅有限， 10出線、 35 線側出線均只畫了 6 回）。 8 1 1 0 k v 段1 1 0 k v 段S S Z 9 1 0 0 0 0 / 1 1 01 0 k v 段35F Z 3 5F Z 3 500G N 1 0 1 0 T / 3 0 0 0S N 1 0 1 0 / 3 0 0 0L A J 1 0G W 4 1 1 0 D / 6 0 0S W 4 1 1 0 / 1 0 0 0L C W D 2 1 1 0 4 0 0 / 5G W 4 1 1 0 D / 6 0 0J C C 2 1 1 0F Z 1 1 0G W 4 1 1 0 D / 6 0 0L C W D 2 1 1 0 4 0 0 / 5S W 4 1 1 0 / 1 0 0 0G W 4 1 1 0 D / 6 0 05G/10005/1000400/551200/55G/100051200/55/1000400/55G/1000G N 1 0 1 0 T / 3 0 0 0L A J 1 0S N 1 0 1 0 / 3 0 0G N 1 0 1 0 T / 3 0 0 0G N 1 0 1 0 T / 3 0 0 0F Z 1 0J D Z J 1 05G/1000555G/10005/1000400/551200/5G W 4 1 1 0 D / 6 0 0S W 4 1 1 0 / 1 0 0 0L C W D 2 1 1 0 4 0 0 / 5G W 4 1 1 0 D / 6 0 0G W 4 1 1 0 D / 6 0 0F Z 1 1 01 0 k v 段圖 4 1 電 氣 主 接 線 圖5 短路電流的計算 短路是電力系統(tǒng)中最 常見和最嚴重的的一種故障，所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。 引起短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣損壞。引起絕緣順壞的原因有：過電壓、絕緣材料的自然老化、機械損傷及設備運行維護不良等。此外，運行人員的誤操作、鳥獸跨接在裸露的載流部分以及風、雪、雨、雹等自然現(xiàn)象均會引起短路故障。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。運行經驗表明，在電力系統(tǒng)各種故障中，單相接地短路占大多數(shù)，兩相短路較 9 少，而三相短路的機會最少，但三相短路 的短路電流最大，故障產生的后果也最為嚴重，必須給予足夠的重視。 因此采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩(wěn)定性。 路電流計算的步驟 在 高壓 電網(wǎng) 短路電流 的 計算 中，通?？傠娍惯h大于總電阻，所以 一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便取如下基準值： 基準容量：00準電壓：1157準電流： 1131003 *115 A 2231003 *37 A 3331003 * A 步驟： 1）計算各元件電抗標幺值，并折算 至 同一基準容量下； 2）給系統(tǒng)制定等值網(wǎng)絡圖； 3）選擇短路點； 4）對網(wǎng)絡進行簡化 ， 把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減 并計算電抗； 5）計算短路電流、短路沖擊電流、短路容量； 6）繪制短路電流計算結果表。 算過程 接線圖，繪制短路等效電路圖如圖附 5 1 所示。 10 1k 2 1如上，取基準容量00準電壓1157基準電流 1131003 *115 A 2231003 *37 A 3331003 * A 各元件電抗標幺值計算如下： (1)線路1：1X= 10*2100115 = 2)線路2：2X=10*2100115 = 3）三繞組變壓器的電抗標幺值 主變壓器各繞組短路電壓為 1 = 1 2 1 3 2 31 ( % % % )2 +-k k U = 12*（ 17 = %1 2 2 3 1 31 ( % % % )2 +-k k U = 12*（ 17） = 0 3%1 3 2 3 1 21 ( % % % )2 +-k k U = 12*（ 17 + =各繞組的電抗標幺值為 11 3X= 4X= 1 % *10000*100 100= X= 6X= 2 % *100 0 7X= 8X= 3 % *100 統(tǒng)兩臺主變壓器均投入運行，短路等效電路圖如圖 5 2。 29 2圖中9X= 12 1X= 12* 在工程計算中，當在高壓電網(wǎng)中短路時，取系統(tǒng)短路電流的最大瞬時值為2 （ 1）1 110發(fā)生三相短路時 短路電流為 = 19A I= A 短路沖擊電流為 A 短路容量 1=3k d I = 2）25 短路等效電路圖如圖 5 3 12 252 點 短 路 等 效 電 路 圖2= 2931+21 . 5 610 . 0 7 5 5 + * 0 . 1 0 52= A I= A 短路沖擊電流 A 短路容量 2=3k d I = 3) 30效短路電路圖如圖 5 4 353 點 短 路 等 效 電 路 圖9 39 3 71+ ( + )2 X= 5 . 510 . 0 7 5 5 + * ( 0 . 1 0 5 + 0 . 0 6 0 5 )2=A I= A 短路沖擊電流 A 短路容量 3=3k d I = 13 系統(tǒng)最大運行方式下，本變電所兩臺變壓器一臺運行一臺備用時的短路電流計算及系統(tǒng)最小運行方式下短路電流（該短路電流與過電流保護有關）計算過程與上述過程類似，由于本系統(tǒng)的特殊性（只有 一無窮大電源供電），就不予以計算。 附錄表 I 1 短路電流計算結果匯總表 主變壓器 運行方式 短路點 系統(tǒng)最大運行方式 短路容量相短路電流 并列運行 電氣設備的選擇 電氣裝置中的載流導體和電氣設備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運行。為了保證電氣裝置的可靠性和經濟性，必須正確地選擇電氣設備和載流導體。各種電氣設備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和 熱穩(wěn)定。 導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確的選擇設備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件 。電氣設備和載流導體的選擇設計，必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和為今后的發(fā)展擴建留有一定的余地。 2 （ 1）應滿足各種運行、檢修、短路和過電壓情況的運行要求，并考慮遠景發(fā)展。 （ 2）應按當?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境溫度等）校核。 （ 3）應力求技術先進和經濟合理。 （ 4）與整個工程的建設標準應協(xié)調一致。 （ 5）同類設備應盡量減少品種，以減少備品備件，方便運行管理。 （ 6）選用的新產品均應有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用的未經正式鑒定的新產品時，應經上級批準。 14 2 （ 1）類型和形式的選擇。根據(jù)設備的安裝地點、使用條件等因素，確定是選用戶外型還是戶外型；選用普通箱還是防污型；選用裝配式還是成套式；適合有人值班的還是滿足無人值班要求等。 （ 2）額定電壓。按電氣設備和載流導體的額定電壓于裝設地點的電網(wǎng)額定電壓 （ 3）額定電流。所選電氣設備的額定電流溫度或其他條件修正后而得到的電流值），不得小于裝設回路的最大持續(xù)工作電流，即 當電氣設備和載流導體通過短路電流時，會同時產生電動力和發(fā)熱兩種效應，一方面供電設備和載流導體受到很大的電動力作用，同時又使它們的溫度急驟升高，這可能使電氣設備和載流導體的絕緣受到損壞。為此，在進行電氣設備和載流導體的選擇時，必須對短路電流進行電動力和發(fā)熱計算，以驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 (1) 當導線通過正常最大負荷電流（計算電流）時，導線發(fā)熱的溫度不應超過它的最高允許溫度 。根據(jù)最高允許溫度，可以計算出導線在某一截面的允許持續(xù)負荷電流（允許載流量）1這些載流量列成表格，在設計時按這些表格來選擇截面，叫做按發(fā)熱條件選擇截面，也叫做允許載流量選擇截面。按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面使，應使導線的允許載流量110I。 (2) 短路時的動穩(wěn)定校驗 3 1）一般電器的動穩(wěn)定校驗 一般電器滿足動穩(wěn)定的條件為 2）母線的動穩(wěn)定校驗 最大短路電流通過母線時產生的應力，應小于母線的允許應力，即 N/ 2m ），硬銅母線1137 鋁母線169 按下式計算：，式中 N M）。當母線跨距數(shù)為 1 2時， M =8；當母線跨距數(shù)大于 2時， M =10； 5 的截面系數(shù)（ 3m ）。三相平行母線的最大電動力2 73 1 0*（ N）式中A）， K 為與載流導體形狀和相對位置有關的形狀系數(shù)，其值可根據(jù)+bm h 查相關圖 求得；矩形截面系數(shù) W = 26。（ l 為平行敷設的載流導體的長度，單位 m； 位 m； b、 位 確定 3 因短路時間均大于 1s)。當短路點離電源較遠時（無限容量系統(tǒng)），可以認為周期分量假想時間就等于短路的延續(xù)時間， 于距離短路點最近的保護裝置的實際動作時間于快速和中速斷路器，可取 ，低速斷路器可取。不同地點的假想時間如下表 ： 附錄表 I 2 假想時間 大小 地點 后備保護動作時間s 斷路器跳閘 時間s 短路持續(xù) 時 間 s 周期分量假想 時間，s 假想時間 s 主變 1104 10變 3553 0 15 5變 103 0壓電氣設備的選擇與校驗 (1)主變 110 主變 110100003*110=由于 110斷路器選用 110 1000型；隔離開關選用 110D 600型；電流互感器選用 110，變比為400 5，級次組合為 D D， 15，動穩(wěn)定倍數(shù) 16 為 65；電壓互感器和避雷器分別選用 110型和 設備有關參數(shù)見附錄表 I 3。 附錄表 I 3 主變 110安裝地點電氣條件 設備型號規(guī)格 項目 數(shù)據(jù) 項目 110 1000斷路器 110D 600隔離開關 110 電流互感器 110 電壓互感器 10 避雷器 10 10 110 110 1103 10 30I A I A 1000 600 400 5 5 50 2 * 65 * = 2kA s 2kA s 221 *5=2205 214 *5=980 2(35 * *1=196 各個普通電器的動穩(wěn)定校驗可以通過以上介紹的檢驗方法和上表中的數(shù)據(jù)得出，各個普通電器都滿足要求。 1101010 (2)主變 35 主變 350I = 100003*斷路器選用 35 1000型，隔離開關選用 35G 1000型，電流互感器選用 35型，電壓互感器和避雷器分別選用 5型和 354. 附錄表 I 4 主變 35安裝地點電氣條件 設備型號規(guī)格 項目 數(shù)據(jù) 項目 1000斷路器 35G 1000隔離開關 35 電流互感器 5 電壓互感器 5 5 35 35 353 35 17 30I A I A 1000 1000 1200 5 5 83 2 *95* 2kA s 4 = 1089 225 *4 = 2500 2(38*1 =上，各個普通電器的動穩(wěn)定校驗可以通過以上介紹的檢驗方法和上表中的數(shù)據(jù)得出，各個普通電器都滿足要求。 3555。 (3)主變 10 主變 10100003*斷路器選用 10 3000型，隔離開關選用 3000型，電流互感器選用 0型，電壓互感器和避雷器分別選用 0型和 10 5。 附錄 I 5 主變 10安裝地點電氣條件 設備型號規(guī)格 項目 數(shù)據(jù) 項目 10m 3000斷路器 10T 3000隔離開關 10 電流互感器 10 電壓互感器 0避雷器 0 0 10 10 103 10 30I A I A 3000 3000 3000 5 0 25 160 2 *90*3 =18 2 2kA s 2kA s 240 *4 = 6400 275 *5 = 28125 2(50 * 3) *1= 22500 同上，各個普通電器的動穩(wěn)定校驗可以通過以上介紹的檢驗方法和上表中的數(shù)據(jù)得出，各個普通電器都滿足要求。 1005。 10 戶外配電裝置的匯流母線多采用軟導線，因此 （ 1）按經濟電流密度選擇導線截面。 110最大負荷利用小時 4800 h，查表 3濟電流密度2則導線的經濟截面為 = 30選 35型鋼芯鋁絞線。 （ 2）校驗發(fā)熱條件。查附錄表 1和表 2得， 30時 35型鋼芯鋁絞線的允許載流量為 1 70 A = ， 因此滿足發(fā)熱條件。 （ 3）校驗機械強度。查表附錄 5知， 35所選 35滿足機械強度要求。 （ 4）校驗熱穩(wěn)定度。滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面為 I * 310 * 310 * 是計算系數(shù)，與線路電壓，接線方式及導線材料有關 ） 實際選用的母線截面 35流母線選 35鋼芯鋁絞線。 19 （ 2）校驗機械強度。查附錄表 5 知， 35上鋼芯鋁絞線最小允許截面為25 2所選 35 滿足機械強度要求。 （ 3）熱穩(wěn)定度校驗。滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面為 I * 310 * 310 * 48 2實際選用的母線截面 400 2248 2所以熱穩(wěn)定度滿足要求。 主變 35引出線也選 400 鋼芯鋁絞線，計算過程從略。 35（ 1）按經濟電流密度選擇導線截面。線路最大持續(xù)工作電流為 30I331 0 * 1 0 / 0 3 * 3 5 194 根據(jù)年最大負荷利用小時500h，查表附錄 4 知，經濟電流密度2導線的經濟截面為 30選 150 型鋼芯鋁絞線。 （ 2）按發(fā)熱條件校驗。查附錄表 1 和表 2 得， 30時 150 型鋼芯鋁絞線的允許載流量為145A=94A，因此滿足發(fā)熱條件。 （ 3）校驗機械強度。查附錄表 5 知， 35上鋼芯鋁絞線最小允許截面為25 2因此 150 滿足機械強度要求。 （ 4）熱穩(wěn)定度校驗。滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面為 I * 310 * 310 * 31 2實際選用的導線截面 150 2，故 10流母線選用 0*4 型矩形鋁母線。 （ 2）熱穩(wěn)定度校驗。滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面為 I * 310 * 310 * 實際選用的母線截面 A=40*4=160 2，故母線截面的形狀系數(shù)可取 K 1（ K 為載流導體形狀和相對位置有關的形狀系數(shù)）。 三相短路沖擊電流在中間相產生的電動力為 273 * 1 0 = 3 2 71 . 23 * 1 * ( 8 8 . 6 2 6 * 1 0 ) * * 1 00 . 2 5 -= 母線的彎曲力矩為 M=10 m 母線的截面系數(shù)為 W= 26 20 8 * 0 0m 母線受到的最大計算應力為 =W= 0 610 2 3 5 * ( 2 * 4 5 3 5 ) 87.7 m，所以避雷針在出線構架高度上的水平保護半徑為 ( 2 ) ( 2 )x r x r xr h h h h h h= - - - = 3 5 * ( 2 * 4 5 3 5 ) 1 2 . 5 * ( 2 * 4 5 1 2 . 5 ) - =12.8 m 而其最遠點距避雷針 11.5 m 見出線架構在避雷針保護范圍內。 避雷針在建筑物高度上的水平保護半徑為 ( 2 ) ( 2 )x r x r xr h h h h h h= - - -= 3 5 * ( 2 * 4 5 3 5 ) 7 * ( 2 * 4 5 ) - 7 = 19.8 m 而其最遠點距避雷針 18.7 m 見建筑物也在避雷針保護范圍內。 根據(jù)以上計算結果可知，變電所裝設的兩支 35 m 等高避雷針能保護變電所內的所有設施。 為防止線路侵入的雷電波過電壓，在變電所 12 110 線段架設避雷線，主變壓器各側出口分別安裝閥型避雷器。為保護主變壓器中性點絕緣，在主變壓器 110 中性點裝設一臺避雷器。 接地裝置設計 110 大電流接地系統(tǒng)，其接地電阻要求不大于 35 統(tǒng)的接地電阻應不大于 10， 10 統(tǒng)的接地電阻要求不大于 10，所以共用接地裝置的接地電阻應不大于 地裝置可以采用 10 根直徑 50 鋼管做接地體，垂直埋入地下，用 40*4 2扁鋼焊接相連，環(huán)形布置。 8 小結 本變電所二次側的電氣設備的選擇及校驗、消弧線圈、無功補償和繼電保護的配置與整定計算、所用電設計等因本設計要求而不做考慮。 23 參考文獻 1熊信銀 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