變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)論文題目： 變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張雨 學(xué)號(hào) 09201829 年級(jí)、專(zhuān)業(yè)、層次： 09電力專(zhuān)升本 函授站： 廊坊農(nóng)電局 目 錄第一章 電氣主接線設(shè)計(jì)4第二章 主變壓器的確定10第三章 主接線方案的確定12第四章 短路電流計(jì)算15第五章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)21第一節(jié) 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定21第二節(jié) 導(dǎo)線的選擇和檢驗(yàn)22第三節(jié) 斷路器的選擇和校驗(yàn)27第四節(jié) 隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)29第五節(jié) 互感器的選擇及校驗(yàn)31第六節(jié) 避雷器的選擇及校驗(yàn)33第六章 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)35第一節(jié) 配電裝置的設(shè)計(jì)要求35第二節(jié) 配電裝置的選型、布置36第七章 防雷及接地

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)38第一節(jié) 防雷系統(tǒng)38第二節(jié) 變電所接地裝置40第八章 變電所總體布置41摘 要此說(shuō)明計(jì)算書(shū)為110kv變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括設(shè)計(jì)原始資料，主變的選擇，電氣主接線的選擇，短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的結(jié)構(gòu)型式，站用電源的選擇，防雷保護(hù)，接地裝置的說(shuō)明，無(wú)功補(bǔ)償。在編寫(xiě)過(guò)程中，受到校領(lǐng)導(dǎo)及各任課老師的大力支持，在此衷心的表示感謝。由于水平有限錯(cuò)誤難免有不妥之處，誠(chéng)懇各老師提出寶貴的意見(jiàn)和批評(píng)指正，以便提高和改進(jìn)。關(guān)鍵詞：變電站；負(fù)荷；主變；主接線、短路電流第一章 電氣主接線設(shè)計(jì) 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成的一個(gè)重要部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、靈

3、活、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置等將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。一、主接線的設(shè)計(jì)原則： 在進(jìn)行主接線方式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1） 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用。2） 近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。3） 負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響。4） 主變壓器臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響。5） 備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響。二、主接線的設(shè)計(jì)要求： 1、可靠性： 斷路器檢修時(shí),能否不影響供電。 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 變電所全部停電的可能性。 滿足對(duì)用戶的供電可靠性指標(biāo)的要求。 2、靈活性： 調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切

4、除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不影響對(duì)及戶的供電。 擴(kuò)建要求。應(yīng)留有發(fā)展余地，便于擴(kuò)建。3、經(jīng)濟(jì)性： 投資省； 占地面積小； 電能損失小。三、擬定主接線方案 主接線的基本形式，概括地可分為兩大類(lèi)：有匯流母線的接線形式：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)。無(wú)匯流母線的接線形式：變壓器線路單元接線、橋形接線、角形接線等。接下來(lái)對(duì)以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用范圍簡(jiǎn)單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。1、單母線接線。優(yōu)點(diǎn)：接

5、線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資省，運(yùn)行操作方便，且便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：可靠性及靈活性差。適用范圍：只有一臺(tái)主變壓器，10kv出線不超過(guò)5回，35kv出線不超過(guò)3回，110kv出線不超過(guò)2回。2、單母線分段接線。優(yōu)點(diǎn)：a用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。b當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。缺點(diǎn)：a當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線的回路都要在檢修期間停電。b當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。c擴(kuò)建時(shí)需兩個(gè)方面均衡擴(kuò)建。適用范圍：適用于610kv配電裝置出線6回及以下，3560kv配電裝置出線48回，11022

6、0kv配電裝置少于4回時(shí)。3、雙母線分段接線。由于當(dāng)進(jìn)出線總數(shù)超過(guò)12回及以上時(shí)，方在一組母線上設(shè)分段斷路器，根據(jù)原始資料提供的數(shù)據(jù)，此種接線方式過(guò)于復(fù)雜，故一不作考慮。4、雙母線接線。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于檢修和試驗(yàn)。缺點(diǎn)：使用設(shè)備多，特別是隔離開(kāi)關(guān)，配電裝置復(fù)雜，投資較多，且操作復(fù)雜容易發(fā)生誤操作。適用范圍：出線帶電抗器的610kv出線，3560kv配電裝置出線超過(guò)8回或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，110kv220kv出線超過(guò)5回時(shí)。5、增設(shè)旁路母線的接線。由于610kv配電裝置供電負(fù)荷小，供電距離短，且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，故一般不設(shè)旁路母線；3560kv配電裝置，

7、多為重要用戶，為雙回路供電，有機(jī)會(huì)停電檢修斷路器，所以一般也不設(shè)旁路母線；采用單母線分段式或雙母線的110220kv配電裝置一般設(shè)置旁路母線，設(shè)置旁路母線后，每條出線或主變間隔均裝設(shè)旁路隔離開(kāi)關(guān)，這樣一來(lái)，檢修任何斷路器都不會(huì)影響供電，將會(huì)大幅度提高供電可靠性。優(yōu)點(diǎn)：可靠性和靈活性高，供電可靠。缺點(diǎn)：接線較為復(fù)雜，且操作復(fù)雜，投資較多。適用范圍： 出線回路多,斷路器停電檢修機(jī)會(huì)多； 多數(shù)線路為向用戶單供，不允許停電，及接線條件不允許斷路器停電檢修時(shí)。6、變壓器線路單元接線。優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：線路故障或檢修時(shí)，變壓器必須停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路必須停運(yùn)。適用范圍：只有

8、一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)。7、橋形接線：分為內(nèi)橋和外橋兩種。 內(nèi)橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四回路只需三臺(tái)斷路器，線路的投入和切除比較方便。缺點(diǎn)：a變壓器的投入和切除較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路暫時(shí)停運(yùn)；b出線斷路器檢修時(shí)，線路需長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)；c連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器容量不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高的情況。 外橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的外側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少，且變壓器的投入和切除比較方便。缺點(diǎn)：a線路的投入和切除較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，且影響一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；b變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)

9、，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)；c連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況，當(dāng)電網(wǎng)中有穿越功率經(jīng)過(guò)變電所時(shí)，也可采用此種接線。8、角形接線：由于保證接線運(yùn)行的可靠性，以采用35角為宜。優(yōu)點(diǎn)：a投資少，斷路器數(shù)等于回路數(shù)；b在接線的任一段發(fā)生故障時(shí)，只需切除這一段及其相連接的元件，對(duì)系統(tǒng)影響較小；c接線成閉合環(huán)形，運(yùn)行時(shí)可靠、靈活；d每回路都與兩臺(tái)斷路器相連接，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)都不致中斷供電；e占地面積小。缺點(diǎn)：在開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各支流通過(guò)的電流差別很大，使電器選擇困難，并使繼電保護(hù)復(fù)雜化，且不便于擴(kuò)建。適用范圍：

10、出線為35回且最終規(guī)模較明確的110kv以上的配電裝置中。綜上所述八種接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合原始資料所給定的條件進(jìn)行分析，擬定主接線方案。原始資料：變電所類(lèi)型：降壓變電所電壓等級(jí)：110/35/10kv出線情況：110kv出線兩回，35kv出線4回（架空），10kv出線10回（電纜）。負(fù)荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，將各電壓等級(jí)適用的主接線方式列出：1、110kv只有兩回出線，且作為降壓變電所，110kv側(cè)無(wú)交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)定，110kv部分適用的接線方式

11、為內(nèi)橋接線和單母線分段兩種。2、35kv部分可選單母線分段及單母線分段兼旁路兩種。3、10kv部分定為單母線分段。這樣，擬定兩種主接線方案：方案i：110kv采用內(nèi)橋接線，35kv采用單母線分段接線，10kv為單母線分段接線。方案ii：110kv采用單母線分段接線，35kv采用單母線分段兼旁路接線，10kv為單母線分段接線。繪出方案i、方案ii的單線圖。方案i 110kv 1#主變 2#主變 35kv 10kv第二章 主變壓器的確定一、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。二、調(diào)壓方式的確定：據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中：系統(tǒng)110kv母線電壓滿足常調(diào)壓要求，且為了保證供電質(zhì)量

12、，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，保持電壓的穩(wěn)定，所以應(yīng)選擇有載調(diào)壓變壓器。三、主變壓器容量的確定主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，亦要根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器容量應(yīng)按下式選擇：sn=0.6pm。因?qū)σ话阈宰冸娝?，?dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證7080%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力40%。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%為非重要負(fù)荷，因此，采用sn=0.6 pm確定主變是可行的。由原始資料知：35kv側(cè)pmax=54mw，cos=0.80 10kv側(cè)pmax=20mw，cos=0.80所以

13、，在其最大運(yùn)行方式下：sn=0.6*(54/0.80+20/0.80)=55.5(mva)參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇兩臺(tái)西安變壓器廠生產(chǎn)的三相三繞組風(fēng)冷有載調(diào)壓變壓器兩臺(tái)，型號(hào)為：sfsz7-50000型變壓器。 容量校驗(yàn)：低負(fù)荷系數(shù)k1=實(shí)際最小負(fù)荷/額定容量=（20+8）/50=0.56 高負(fù)荷系數(shù)k2=實(shí)際最大負(fù)荷/額定容量=（54+20）/50=1.48 另外,發(fā)電廠電氣設(shè)備p244規(guī)定:自然油循環(huán)的變壓器過(guò)負(fù)荷系數(shù)不應(yīng)超過(guò)1.5。綜上, 并查發(fā)電廠電氣設(shè)備p244變壓器過(guò)負(fù)荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過(guò)負(fù)荷時(shí)間t4htmax=5500/365=15.07h。可見(jiàn)：此變壓器不能

14、滿足過(guò)負(fù)荷要求，故應(yīng)選用更大型號(hào)的變壓器。查手冊(cè)現(xiàn)選用兩臺(tái)西安變壓器廠生產(chǎn)的三相三繞組風(fēng)冷有載調(diào)壓變壓器兩臺(tái)，型號(hào)為：sfsz7-63000型變壓器。所選變壓器主要技術(shù)參數(shù)如下表：型號(hào)額定電壓(kv)空載損耗(kw)空載電流(%)接線組別阻抗電壓高-中高-低中-低sfsz7-6300011081.25%38.522.5%10.58471.2yn,yn,d1117.510.56.5 容量校驗(yàn)：低負(fù)荷系數(shù)k1=實(shí)際最小負(fù)荷/額定容量=（20+8）/63=0.44 高負(fù)荷系數(shù)k2=實(shí)際最大負(fù)荷/額定容量=（54+20）/63=1.17 另外,發(fā)電廠電氣設(shè)備p244規(guī)定:自然油循環(huán)的變壓器過(guò)負(fù)荷系數(shù)不

15、應(yīng)超過(guò)1.5。綜上, 并查發(fā)電廠電氣設(shè)備p244變壓器過(guò)負(fù)荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過(guò)負(fù)荷時(shí)間t24htmax=5400/365=14.79h?？梢?jiàn)：此變壓器能滿足要求，故應(yīng)選用此型號(hào)的變壓器。第三章 主接線方案的確定一、主接線方案的可靠性比較：110kv側(cè)：方案i：采用內(nèi)橋接線，當(dāng)一條線路故障或切除時(shí)，不影響變壓器運(yùn)行，不中斷供電；橋連斷路器停運(yùn)時(shí)，兩回路將解列運(yùn)行，亦不中斷供電。且接線簡(jiǎn)單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯(cuò)。方案ii：采用單母線分段接線，任一臺(tái)變壓器或線路故障或停運(yùn)時(shí)，不影響其它回路的運(yùn)行；分段斷路器停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，全部失電

16、的可能稍小一些，不易誤操作。35kv側(cè)：方案i：?jiǎn)文妇€分段接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，該回路需停運(yùn)，分段開(kāi)關(guān)停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不致失電，另一段母線上其它線路需停運(yùn)。方案ii：?jiǎn)文妇€分段兼旁路接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，都可用旁路斷路器代替；當(dāng)任一母線故障檢修時(shí)，旁路斷路器只可代一回線路運(yùn)行，本段母線上其它線路需停運(yùn)。10kv側(cè)：由于兩方案接線方式一樣，故不做比較。二、主接線方案的靈活性比較110kv側(cè)：方案i：操作時(shí)，主變的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，擴(kuò)建方便。線路的投入和切除比較方便。方案ii：調(diào)度操作時(shí)可以靈活地投

17、入和切除線路及變壓器，而且便于擴(kuò)建。35kv側(cè)：方案i：運(yùn)行方式簡(jiǎn)便，調(diào)度操作簡(jiǎn)單靈活，易于擴(kuò)建，但當(dāng)開(kāi)關(guān)或二次檢修時(shí)線路要停運(yùn)，影響供電。方案ii：運(yùn)行方式復(fù)雜，調(diào)度操作復(fù)雜，但可以靈活地投入和切除變壓器和線路，能滿足在事故運(yùn)行方式，檢修方式及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，較易于擴(kuò)建。10kv側(cè)：兩方案相同。三、主接線方案的經(jīng)濟(jì)性比較將兩方案主要設(shè)備比較列表如下：項(xiàng)目方案主變壓器（臺(tái)）110kv斷路器（臺(tái)）110kv隔離開(kāi)關(guān)（組）35kv斷路器（臺(tái)）35kv隔離開(kāi)關(guān)（組）10kv設(shè)備i238818相同ii2510828相同從上表可以看出，方案i比方案ii少兩臺(tái)110kv斷路器、兩組110kv隔離

18、開(kāi)關(guān)，10組35kv隔離開(kāi)關(guān)，方案i占地面積相對(duì)少一些（35kv側(cè)無(wú)旁路母線），所以說(shuō)方案i 比方案ii綜合投資少得多。四、主接線方案的確定對(duì)方案i、方案ii的綜合比較列表，對(duì)應(yīng)比較一下它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，從中選擇一個(gè)最終方案（因10kv側(cè)兩方案相同，不做比較）。方案項(xiàng)目方案i方案ii可靠性 簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少35kv母線故障或檢修時(shí)，將導(dǎo)致該母線上所帶3回出線全停任一主變或110kv線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其它回路停運(yùn) 各電壓等級(jí)有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大操作簡(jiǎn)便，誤操作的機(jī)率小 簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備多35kv母線檢修時(shí)，旁路斷路器要代該母線上的一條線路，給重要用戶供電，任一回路斷路器檢修，

19、均不需停電 任一主變或110kv線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其它回路停運(yùn) 全部停電的概率很小操作相對(duì)簡(jiǎn)便，誤操作的機(jī)率大靈活性 運(yùn)行方式簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活性強(qiáng)便于擴(kuò)建和發(fā)展 運(yùn)行方式復(fù)雜，操作煩瑣，特別是35kv部分 便于擴(kuò)建和發(fā)展經(jīng)濟(jì)性 高壓斷路器少，投資相對(duì)少占地面積相對(duì)小 設(shè)備投資比第i方案相對(duì)多 占地面積相對(duì)大通過(guò)以上比較，經(jīng)濟(jì)性上第i方案遠(yuǎn)優(yōu)于第ii方案，在可靠性上第ii方案優(yōu)于第i方案，靈活性上第i方案遠(yuǎn)不如第ii方案該變電所為降壓變電所，110kv母線無(wú)穿越功率，選用內(nèi)橋要優(yōu)于單母線分段接線。又因?yàn)?5kv及10kv負(fù)荷為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電，在供電可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高

20、的，現(xiàn)在35kv及10kv全為sf6或真空斷路器，停電檢修的幾率極小，再加上電網(wǎng)越來(lái)越完善，n+1方案的推行、雙電源供電方案的實(shí)施，第i方案在可靠性上完全可以滿足要求，第ii方案增加的投資有些沒(méi)必要。經(jīng)綜合分析，決定選第i方案為最終方案，即110kv系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線、35kv系統(tǒng)采用單母分段接線、10kv系統(tǒng)為單母線分段接線。第四章 短路電流計(jì)算一、短路電流計(jì)算的目的 1、在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2、在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，需要全面的

21、短路電流計(jì)算。3、在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4、設(shè)計(jì)接地裝置時(shí)，需用短路電流。5、在選擇繼電保護(hù)和整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1、計(jì)算的基本情況 a系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。b短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。c所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。d應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件。2、接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是最大運(yùn)行方式，不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3、計(jì)算容量按該設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算。4、短路種類(lèi)：均按三相短路計(jì)算。5、短路計(jì)算點(diǎn)在正常運(yùn)行方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電

22、流為最大的地點(diǎn)。三、短路電流計(jì)算1、選擇計(jì)算短路點(diǎn)在下圖中，d1，d2，d3分別為選中的三個(gè)短路點(diǎn)2、畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖 xs 110kv d1 x1 x1 x2 35kv x2 x3 x3 d2 d3 10kv3、計(jì)算：已知：（1）系統(tǒng)電壓等級(jí)為110kv、35kv、10kv，基準(zhǔn)容量sj=100mva，系統(tǒng)110kv母線系統(tǒng)短路容量為3000mva,110kv側(cè)為雙回lgj-185/30km架空線供電。（2）視系統(tǒng)為無(wú)限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即i=i，s= s（3）主變?yōu)閟fsl1-63000型變壓器，基準(zhǔn)容量sj=100mva 基準(zhǔn)電壓uj=1.05 ue =115（kv） 基準(zhǔn)電

23、流ij= sj/ 3 uj=100/(115 3 ) =0.502（ka）基準(zhǔn)電抗xj=uj/ 3 ij= uj2/ sj=1152/100=132()對(duì)側(cè)110kv母線短路容量skt的標(biāo)幺值為skt*= skt/sb=3000/100=30對(duì)側(cè)110kv母線短路電流標(biāo)幺值ikt*= skt*=30對(duì)側(cè)110kv系統(tǒng)短路阻抗標(biāo)幺值xs*=1/ ikt*=1/30=0.0333查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第189頁(yè)對(duì)于lgj-185線路x=0.382/kmxs*=0.0333+(0.38235)/132/2=0.084d1,d2,d3點(diǎn)的等值電抗值計(jì)算公式：x1=1/2u（1-2）%+ u（1-3）%

24、- u（2-3）%x2=1/2u（1-2）%+ u（2-3）%- u（1-3）%x3=1/2u（1-3）%+ u（2-3）%+ u（1-2）% 其中：u（1-2）%變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓 u（1-3）%變壓器高壓與低壓繞組間短路電壓 u（2-3）%變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓由變壓器參數(shù)表得知，繞組間短路電壓值分別為：u（1-2）%=17.5% u（1-3）%=10.5% u（2-3）%=6.5%主變額定容量sn=63mva所以x1=1/2(17.5+10.5-6.5)=10.75x2=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75x3=1/2(10.5+6.5-17.5)= - 0

25、.25標(biāo)么值: x1*= x1 /100( sj / sn)=10.75/100(100/63)=0.17 x2*= x2 /100( sj / sn)=6.75/100(100/63)=0.11 x3*= x3 /100( sj / sn)=-0.25/100(100/63)=-0.004 已知110kv系統(tǒng)折算到110kv母線上的等值電抗xs*=0.084當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí) xs d1 id*1=1/ xs*=1/0.084=11.905ij=sj / 3uj=100/( 3115)=0.502(ka) id1= id*1ij=11.9050.502=5.976(ka)id1=iich=1.8

26、 2 id=1.8 25.976=15.239 (ka)s= 3uji= 31155.976=1190.3(mva)其中id：短路電流周期分量有效值 id：起始次暫態(tài)電流 i：t=時(shí)穩(wěn)態(tài)電流 s：短路容量當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí) 0.084 0.17 0.17 0.084 0.224 0.11 0.11 0.14 d2 d2 d2id*2=1/ x d*2=1/0.224=4.46ij=sj /( 3 uj)=100/( 337)=1.56(ka) id2= i= id*2ij =4.461.56=6.958(ka)ich =1.8 2id2=1.8 2 6.958=17.74(ka)s2= 3uji=

27、 3376.958=445.9(mva)當(dāng)d3點(diǎn)短路時(shí) 0.084 0.084 0.17 0.17 0.167 0.083 -0.004 -0.004 d3 d3 d3 id*3=1/ x d*3=1/0.167=5.988ij =sj / ( 3 uj )=100/( 310.5)=5.5(ka) id3= i= id*2ij=5.9885.5=32.9(ka)ich3=1.8 2id3=1.8 232.9=84(ka)s3= 3 uj3i= 3 10.532.9=598(mva)額定電流計(jì)算因in=ijsn /sj (sn =63mva，sj=100mva，ij1=0.502ka，ij2=

28、1.56ka，ij3=5.5ka)所以in1=0.50263/100=0.32(ka) in2=1.5663/100=0.98(ka) in3=5.563/100=3.47(ka)短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓(kv)基準(zhǔn)電流(ka)電壓等級(jí)(kv)計(jì)算電抗額定電流(ka)t=0時(shí)刻短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值(ka)最大電流有效值(ka)短路容量(kva)標(biāo)么值有名值(ka)標(biāo)么值有名值(ka)公式uj=upsj/ ujijsn/sji*i*iji*i*ij2.55i1.52iiujd11150.5021100.0840.3211.915.9811.915.9815.249.

29、081190.3d2371.56350.2240.984.466.9584.466.95817.7410.58405.9d310.55.5100.1673.475.98832.95.98832.98450598第五章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第一節(jié) 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定 導(dǎo)體和設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)，應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 一、一般原則 1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。2）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。3）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。4）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致。

30、6）選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、有關(guān)規(guī)定1、技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。1）長(zhǎng)期工作條件 a電壓：選用的電器允許的最高工作電壓umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓，即umaxug，當(dāng)額定電壓在220kv及以下時(shí)為1.15un。額定電壓與設(shè)備最高電壓受電設(shè)備或系統(tǒng)額定電壓供電設(shè)備額定電壓設(shè)備最高電壓1010.511.53538.540.5110121126 b電流：選用的電器額定電流ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流ig，即ieig。由于高壓電器沒(méi)有明顯的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，

31、應(yīng)滿足各種方式下回路持續(xù)工作電流。c機(jī)械負(fù)荷：所選電器端子的允許負(fù)荷，應(yīng)大于電器引下線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。2）短路穩(wěn)定條件 校驗(yàn)的一般原則 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的短路電流，一般取三相短路時(shí)的短路電流。 短路的熱穩(wěn)定條件：it2tqdt qdt在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ka2.s） itt秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（ka） t設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s） 短路的動(dòng)穩(wěn)定條件 ichidf ichidf ich短路沖擊電流峰值（ka） idf短路全電流有效值 ich電器允許的極限通過(guò)電流峰值（ka） idf電器允許的極

32、限通過(guò)電流有效值（ka） 絕緣水平 在工作電壓和過(guò)電壓下，電氣的內(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(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算選用適當(dāng)?shù)碾妷罕Ｗo(hù)設(shè)備。 2、環(huán)境條件 選擇導(dǎo)體和電阻時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 原始資料提供環(huán)境條件如下： 年最高溫度+40，最低氣溫-20，當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)40日/年。第二節(jié) 導(dǎo)線的選擇和檢驗(yàn)載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料比較經(jīng)濟(jì)，110kv及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線，當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選用較大截面的導(dǎo)線。矩形導(dǎo)線一般只用于35kv及以下，電流在400

33、0a及以下時(shí)；槽形導(dǎo)體一般用于40008000a的配電裝置中；管形導(dǎo)體用于8000a以上的大電流母線。一、導(dǎo)線的選擇1、按回路最大持續(xù)工作電流選擇： ixuig.max 其中ig.max導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流（a） ixu相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件下長(zhǎng)期允許工作電流（a） 若導(dǎo)體所處環(huán)境條件與規(guī)定載流量計(jì)算條件不同時(shí)，載流量應(yīng)乘以相應(yīng)的修正系數(shù)。 2、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 sjig.max/j 其中sj按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算得到體截面（mm2） j經(jīng)濟(jì)電流密度（a/ mm2） 以下分別對(duì)各電壓等級(jí)的導(dǎo)線進(jìn)行計(jì)算選擇。 110kv系統(tǒng)：由于連線與110kv進(jìn)線所承受的電流相同，故110kv所有連

34、線與進(jìn)線選擇型號(hào)相同的導(dǎo)線,即lgj-185型（長(zhǎng)期允許載流量770a2*320a）。 35kv系統(tǒng)：進(jìn)線(母線)：ig.max=1.05ie=1.05980=1029(a)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第337頁(yè)表，按最高允許溫度為+70，當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度最高為+40，修正系數(shù)k=0.94所以導(dǎo)線的最大載流量 ig=ig.max/k=1029/0.94=1094 (a)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第412頁(yè)表，得lgj-630/55型導(dǎo)線（長(zhǎng)期允許載流量1204a）出線：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 ig.max=63000/（351.732）/6=173.2 (a) 由于t=6000，查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表(電力工程

35、電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第377頁(yè))，得j=0.95（a/mm2）所以sj= ig.max/j=173.2/0.95=182.3(mm2)查表得lgj-185/30型導(dǎo)線(長(zhǎng)期允許最大載流量551a)10kv系統(tǒng)：進(jìn)線：由于按主變額定容量計(jì)算太大，故按10kv側(cè)pmax=20mw計(jì)算，cos=0.80ie=pmax/ 3 u cos=20103/ ( 3100.80)=1443.42(a)ig.max=1.05ie=1.051443.42=1515.59(a)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第337頁(yè)表，按最高允許溫度為+70，當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度最高為+40，修正系數(shù)k=0.94所以導(dǎo)線的最大載流量 ig=ig.max/

36、k=1515.59/0.94=1612(a)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第333頁(yè)表，得矩形導(dǎo)體80*8兩條橫放（長(zhǎng)期允許載流量1946a）出線：由于不知道每回出線的負(fù)荷情況,故選10kv出線導(dǎo)線時(shí)按主變額定容量選擇(按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇) ig=63000/12/(10 3 )=303.12(a)架空線路： 由于t=6000，查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表，得j=0.95（a/mm2） 所以sj= ig.max/j=303.12/0.95=319(mm2)查表得lgj-185型導(dǎo)線(長(zhǎng)期允許最大載流量770a)因?yàn)榘唇?jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)線載面，應(yīng)盡量接近經(jīng)濟(jì)計(jì)算載面sj，當(dāng)無(wú)合適規(guī)格導(dǎo)體時(shí)，允許小于sj。二

37、、電力電纜的選擇要求：電纜截面應(yīng)滿足持續(xù)允許電流、短路熱穩(wěn)定、允許電壓降等要求，當(dāng)最大負(fù)荷利用小時(shí)tm5000h且長(zhǎng)度超過(guò)20m時(shí)，還應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選取。1、按持續(xù)允許電流選擇 計(jì)算公式敷設(shè)在空氣中和土壤中的電纜允許載流量按下式計(jì)算：kixuigig：計(jì)算工作電流ixu：電纜在標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下的額定載流量k：不同敷設(shè)條件下綜合校正系數(shù)，對(duì)于土壤中單根敷設(shè)的電纜 k=kk3查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第1001頁(yè)表，50時(shí)k=0.895 k3=1.09ixu ig /k=303.12/(0.8951.09)=311 a查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第934頁(yè)表,選用yjv-3*185電力電纜(額定載流量281

38、1.29=362.5 (a)2、按持續(xù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇公式: s=ig/jig：計(jì)算工作電流j：經(jīng)濟(jì)電流密度 （a/mm2）查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第942頁(yè)表 j=0.93s=303.12/0.93=326 mm2 截面積太大,故其工作電流按最大負(fù)荷計(jì)算ig=25/(101.73212)=0.12 (ka)=120 as=120/0.93=129 mm2 故仍選用yjv-3185電力電纜三、導(dǎo)線的校驗(yàn)1、按電暈電壓校驗(yàn)：110kv及以上電壓的線路，變電所母線均應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導(dǎo)線安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓，即ugu0。u0=84m1m2h2/3nr0

39、 /h0（1+0.301/ r0）lgajj /rd因當(dāng)110kv軟導(dǎo)線超過(guò)lgj-70時(shí)，可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)（由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)查得），由于所選導(dǎo)線為lgj-185型，故不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。2、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：裸導(dǎo)線熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式為 ssmin=i/c（ tdzkf）其中：smin根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許載面（mm2） c熱穩(wěn)定系數(shù)，查表得c=87tdz短路電流等值時(shí)間kf集膚效應(yīng)系數(shù)。軟導(dǎo)線取1，矩形母線取1.2(雙層)110kv側(cè) smin=5980/87 4.45=145 mm2300 mm235kv側(cè) smin=6958/87 4.45=168.7 mm2630 mm210kv

40、側(cè) smin=32900/87 4.451.2 =797.7 mm22(808) mm2故熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。四、電力電纜的校驗(yàn)1、 熱穩(wěn)定校驗(yàn)由于電纜芯線一般系多股膠線構(gòu)成，截面在400 mm2以下時(shí)，ks1，滿足電纜熱穩(wěn)定的最小截面可簡(jiǎn)化為 smin( qt /c)1000 c=1/ 4.2q/k20ln1+(m-20)/ 1+(p-20) 10-2 p=0+(h-0)(ig /ixu)2式中計(jì)及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對(duì)于36kv廠用回路，取0.93，35kv及以上回路可取1.0。 qt短路熱效應(yīng) （ka2/s） c熱穩(wěn)定系數(shù) q電纜芯單位體積的熱容量，鋁芯

41、取0.59 j/(cm3.),對(duì)銅芯取0.81 j/(cm3.)； 電纜芯在20時(shí)的電阻溫度系數(shù)，鋁芯為0.00403(1/); 銅芯為0.00393 j/(cm3.)； k20時(shí)電纜芯線的集膚效應(yīng)系數(shù)，s100mm2的三芯電纜k=1，對(duì)yjv-3*185電力電纜k=1.008 20電纜芯在20時(shí)的電阻系數(shù)，鋁芯取0.031*10-4(cm2/cm)；對(duì)銅芯取0.0184*10-4(cm2/cm) m電纜芯線在短路時(shí)的最高允許溫度（）； p35kv及以下電纜芯在短路前的實(shí)際運(yùn)行溫度（）， 0電纜敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度（） h電纜芯線在額定負(fù)荷下最高允許溫度（） ig電纜實(shí)際計(jì)算電流（a） ixu電

42、纜長(zhǎng)期允許工作電流（a）查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第937頁(yè)表，c=82 qt=32.92*0.1=108.2smin( qt /c)1000=126.8 mm2185 mm2故熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。第三節(jié) 斷路器的選擇和校驗(yàn)一、斷路器選擇的技術(shù)條件1、電壓：unug（ug為電網(wǎng)工作電壓）2、電流：inigmax3、開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量）：idtikd（或sdtskd） idt斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量 ikd斷路器額定開(kāi)斷電流sdt斷路器額定t秒的開(kāi)斷容量skd斷路器額定開(kāi)斷容量4、短路關(guān)合電流選擇：inscich5、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imaxich6、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：i2tdzit2t二、斷路器

43、型式和種類(lèi)的選擇：按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、sf6斷路器等。斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。三、斷路器的選擇和校驗(yàn)1、電壓選擇：110kv側(cè)：ug=1.1ue=121kv35kv側(cè)：ug=1.1ue=38.5kv10kv側(cè)：ug=1.1ue=11kv2、電流選擇：由于高壓斷路器沒(méi)有連續(xù)過(guò)流的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。110kv側(cè)：進(jìn)線：ig=1.05ie=1.05（2320）=672a橋開(kāi)關(guān)：ig=

44、1.05ie=1.05320=336a35kv側(cè)：主變側(cè)：ig=1.05ie=1029a出線：ig=1.05ie=1.05173.2=181.9a10kv側(cè)：主變側(cè)：ig=1.05ie=3643.5a出線：ig=1.05ie=1.05303=318a3、開(kāi)斷電流（由短路電流計(jì)算得）：110kv側(cè)：idt=5.98ka35kv側(cè)：idt=6.958ka10kv側(cè)：idt=32.9ka4、最大短路沖擊電流（由短路電流計(jì)算得）：110kv側(cè)：ich=15.24ka35kv側(cè)：ich=17.74ka110kv側(cè)：ich=84ka通過(guò)以上所得數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器，選擇情況見(jiàn)下表：安裝位置型號(hào)電壓

45、（kv）額定電流a額定開(kāi)斷電流ka極限通過(guò)電流ka額定短時(shí)耐受電流ka固有分閘時(shí)間s合閘時(shí)間s額定最大出線橋lw6-110i110126315031.510040（3）0.030.09主變分段lw8-353540.51600256325(4)0.060.15出線lw8-353540.5630256325(4)0.060.15主變分段zn28-101011.55000105300120(5)0.050.1出線zn28-101011.51000105300120(5)0.050.15、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ichimax110kv側(cè)：ich1=15.24ka imax1=100ka 則ich1imax135

46、kv側(cè)：ich2=17.74ka imax2=63ka 則ich2imax210kv側(cè)：ich3=84ka imax3=300ka 則ich3imax3所以動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)全部合格。6、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：i2tdzit2t110kv側(cè)：tdz=tz+0.05因=i/i=1，t=3 查表得， tz=2.45則tdz=2.45+0.05=2.5 i2tdz=5.9822.5 it2t=4023所以i2tdzit2t35kv側(cè)：t=4 查表得， tz=3.4則tdz=3.4+0.05=3.45i2tdz=6.95823.45 it2t=2524所以i2tdzit2t10kv側(cè)：tdz=tz+0.05因=i/i=

47、1,t=5 查表得, tz=4.4則tdz=4.4+0.05=4.45i2tdz=32.924.45 it2t=12025所以i2tdzit2t所以熱穩(wěn)定校驗(yàn)全部合格。第四節(jié) 隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)一、隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)原則1、種類(lèi)和型式的選擇隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)的不同，可分為屋內(nèi)和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。其型式的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較。2、額定電壓選擇：ugun3、額定電流選擇：igin4、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ichimax5、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：i2tdzit2t二、隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) 根據(jù)前面斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)，將選擇的隔離開(kāi)關(guān)列表如下：安裝位置型號(hào)額定電壓kv最高工作電壓kv額定電流a熱穩(wěn)定電流ka極限電流峰值ka110kv