[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品]220KV 110KV 10kV降壓變電站一次部分設(shè)計

1、xxx 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 220/110/10 kv降壓變壓站電氣一次部分設(shè)計系 別 電力工程系 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 下達(dá)日期 2010 年 2 月 26 日設(shè)計時間自 2010 年 3 月 1日 至 2010 年 7月 3日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、設(shè)計題目：1、題目名稱 220/110/10kv降壓變電站一次部分設(shè)計 2、題目來源 自 擬 二、目的和意義綜合利用學(xué)過的專業(yè)知識，適應(yīng)現(xiàn)場工作需要，達(dá)到學(xué)以致用的目的。三、原始資料1.本變電站為一地區(qū)變電站，110kv主要給另一終端變電站供電。本變電站所帶負(fù)荷主要集中在10kv側(cè)，主要供給化學(xué)工業(yè)、食品工

2、業(yè)、醫(yī)院及居民小區(qū)用電。2.本變電站220kv進(jìn)線有兩回，與距該變電站80km的上一級中間變電站的220kv母線相連，上一級中間變電站220kv母線的短路容量分別是：最大方式下2000mva,最小方式下1600mva,220kv輸電線的參數(shù)分別為 =0.4/km,=3.5 (單回)，=5.5 (雙回)。3.本變電站110kv出線有四回，最大輸送功率120mva,功率因數(shù)為0.85。變電站110kv的短路容量分別是：最大方式下1000mva,最小方式下800mva。110kv出線后備保護(hù)動作時間為3秒。4.本變電站10kv 出線有八回，最大輸送功率為8mva,功率因數(shù)為0.85,10kv出線后備

3、保護(hù)動作時間為0.5秒。 5.本變電站共有兩臺主變壓器，每臺變壓器應(yīng)滿足70%的負(fù)荷需求。6.本變電站年最高氣溫+400c,最低氣溫為-150c,最熱月平均氣溫+300c。海拔高度為800m,雷暴日為30日/年。 四、設(shè)計說明書應(yīng)包括的內(nèi)容1.變電站電氣主接線設(shè)計（包括主變壓器選擇、所用電源的引接）；短路電流計算；部分電氣設(shè)備選擇：(1) 主變壓器回路、220kv進(jìn)線、110kv 出線、10kv出線斷路器及隔離開關(guān)選擇；(2) 10kv側(cè)母線導(dǎo)體、支持絕緣子、穿墻套管選擇；(3) 220kv 、110kv母線電壓互感器；(4) 10kv出線電流互感器選擇；(5) 全部電流互感器、電壓互感器配置

4、方案及防雷保護(hù)方案設(shè)計；(6) 主變壓器及10kv出線保護(hù)配置方案。五、設(shè)計應(yīng)完成的圖紙1.電氣主接線圖；2.變電站平面布置圖； 3220kv配電裝置設(shè)計； 4防雷保護(hù)設(shè)計圖。六、主要參考資料1.發(fā)電廠電氣部分，中國電力出版社。2.電力工程設(shè)計手冊，水利電力出版社。3.變電站設(shè)計，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社。4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，水利電力出版社。七、進(jìn)度要求1、實習(xí)階段 第 8 周（ 4 月 19 日）至第 10 周（ 5月8 日）共 周2、設(shè)計階段 第1 周（ 3月 1 日）至第7 周（ 4 月 16 日）， 第11 周（ 5月 10 日）至第18 周（ 7月 3 日）共 15 周3、答辯日期

5、第 18 周（ 2010 年7 月 3日） 八、其它要求220/110/10kv降壓變電站一次部分設(shè)計摘要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。這次設(shè)計以220kv降壓變電站為主要設(shè)計對象，分析變電站的原始資料確定變電站的主接線；通過負(fù)荷計算確定主變壓器臺數(shù)、容量及型號。根據(jù)短路計算的結(jié)果，對變電站的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗。同時完成配電裝置的布置、防雷保護(hù)的設(shè)計以及全站繼電保護(hù)的配置。關(guān)鍵詞：變電站電氣主接線；短路電流計算；一次設(shè)備；防雷保護(hù) the designing of the primary p

6、art of 220/110/10kv step-down substationabstracta substation is an important component of electricity system and has the direct impact on the security and rational operation of the whole power systems,it is the intermediate which links power plants and users,and plays an important role in changing a

7、nd distributing electrical energy.my design considers the terminal 220kv substations as the main design target,and makes analysis on the original date of substation and defines its main wiring; through the calculations of load to determine the main transformersnumber, capacity and types . my design

8、also focuses on selecting and proofreading for the one-time equipment of substation according to result of calculation for short-circuit; at the same time i complete the design about the distribution devices layout, mine-protection and earthing devices.key words: substation electrical main wiring ;

9、short-circuit current calculation ; one-time equipment ; mine-protection目錄前言9第一章 原始資料分析10第二章 電氣主接線設(shè)計102.1 電氣主接線設(shè)計原則102.1.1 主接線的設(shè)計原則102.1.2 主接線的基本要求102.2 方案的擬定112.2.1單母線接線112.2.2 單母線分段接線112.2.3 雙母線接線112.2.4 橋形接線112.2.5 可選方案的確定122.3 最佳方案的確定14第三章 主變壓器的選擇143.1 相數(shù)和臺數(shù)的確定143.2 繞組數(shù)的確定153.3 繞組接線方式的確定153.4 調(diào)壓

10、方式的確定153.5 冷卻方式的確定153.6 主變壓器容量的確定16第四章 短路電流計算164.1 電力系統(tǒng)短路電流計算條件164.1.1基本假定164.1.2一般規(guī)定174.1.3發(fā)電廠和變電站中可以采取的限流措施174.2本設(shè)計中短路電流的具體計算174.2.1電路元件參數(shù)的計算174.2.2 短路點的選擇184.3 電抗器的選擇214.3.1 限流電抗器的選擇原則214.3.2電抗器的選擇具體過程23第五章 斷路器、隔離開關(guān)的選擇245.1 斷路器的選擇255.1.1 斷路器選擇的條件255.1.2 220kv進(jìn)線斷路器的選擇255.1.3 110kv出線斷路器選擇265.1.4 10

11、kv側(cè)斷路器選擇275.2 隔離開關(guān)的選擇285.2.1隔離開關(guān)選擇的條件285.2.2 220kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇285.2.3 110kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇295.2.4 10kv側(cè)進(jìn)線隔離開關(guān)選擇305.2.5 斷路器和隔離開關(guān)選擇結(jié)果表31第六章10kv母線、支持絕緣子、穿墻套管的選擇326.1 10kv母線選擇326.1.1 母線的選擇326.1.2 母線的校驗336.2 10kv支持絕緣子、穿墻套管的選擇346.2.1 10kv支持絕緣子、穿墻套管的選擇原則346.2.2 10kv支持絕緣子、穿墻套管的校驗35第七章 電壓互感器、電流互感器的選擇及配置方案367.1 電壓互感器的選擇

12、367.1.1電壓互感器的選擇原則367.1.2 電壓互感器的選擇與檢驗377.2 電流互感器的選擇397.2.1 電流互感器的的選擇原則397.2.2 10kv出線電流互感器的選擇和校驗397.3 全變電站電流、電壓互感器的配置方案40第八章 220、110、10kv配電裝置的設(shè)計408.1 配電裝置的設(shè)計原則與步驟408.1.1配電的設(shè)計原則408.1.2配電裝置設(shè)計的基本步驟408.2屋外配電裝置418.2.1屋外配電裝置概述418.2.2屋外配電裝置的布置原則428.2.3本設(shè)計中采用的屋外配電裝置方案428.3成套配電裝置438.3.1成套配電裝置概述438.3.2本次設(shè)計10kv側(cè)

13、配電裝置的配置43第九章 防雷保護(hù)439.1 防雷保護(hù)概述439.2 避雷針及避雷器的選擇449.2.1 避雷針的配置原則449.2.2 避雷器的配置原則459.2.3 獨立避雷針的選擇459.2.4 220kv，110kv避雷器的選擇48第十章 主變壓器及10kv出線保護(hù)配置方案5110.1 主變壓器的保護(hù)概述5210.2 變電站主變保護(hù)的配置原則5210.2.1 主變壓器的主保護(hù)5210.2.2 主變壓器的后備保護(hù)5210.2.3 過負(fù)荷保護(hù)5210.2.4 變壓器的零序過流保護(hù)5210.3 主變壓器的配置方案5310.4 10kv出線保護(hù)配置方案53前言本次設(shè)計題目為220/110/10

14、kv降壓變電站一次部分設(shè)計。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)對電氣工程及其自動化專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進(jìn)行綜合運用的能力，同時檢驗本專業(yè)四年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。此次設(shè)計首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了220 kv，110 kv，10 kv以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，在根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算結(jié)果，對設(shè)備進(jìn)行了選型校驗，同時考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置，

15、因此對繼電保護(hù)做了簡要說明。對于來自外部的雷電過電壓，則進(jìn)行了防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計，最后對整體進(jìn)行規(guī)劃布置，從而完成220kv降壓變電站一次部分的設(shè)計。由于本人掌握的知識有限，又無設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計中難免存在不足及錯誤，懇請批評指正。 2010年6月5日第一章 原始資料分析本次設(shè)計中的變電站為地區(qū)變電站。變電站220kv側(cè)進(jìn)線有兩回，與距該變電站80km處的上級中間變電站連接。110kv側(cè)主要是供給另一終端變電站，且110kv側(cè)出線回路為四回。本變電站的所帶負(fù)荷主要集中在10kv側(cè)，出線有八回，主要供給化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)院及居民小區(qū)用電，負(fù)荷側(cè)所帶負(fù)荷等級有1、2、3級，所以可靠性要求高，

16、設(shè)計主接線回路要考慮有較高的可靠性。從該變電站的地理位置來看，其環(huán)境溫度、海拔高度及雷暴日數(shù)一般，所設(shè)計過程中不需要再考慮環(huán)境對各電器元件的影響，由原始資料知道，本變電站共有兩臺主變壓器，每臺變壓器應(yīng)滿足70%的負(fù)荷要求，所以首先根據(jù)條件選擇好主接線回路，再根據(jù)各個負(fù)荷條件算出各短路點的短路電流，根據(jù)短路電流選擇合適的高壓電器設(shè)備，并做動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗，對于主變壓器和10kv母線要做好保護(hù)配合，在各個設(shè)計中要考慮該所所有擴(kuò)建和改進(jìn)之處，所以要有一定的預(yù)留。在設(shè)計主接線時，要綜合考慮到可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，在保證可靠、穩(wěn)定的同時，我們要考慮在經(jīng)濟(jì)上的效益，對各個元件的選擇要適當(dāng)，盡量減少費用

17、來保證經(jīng)濟(jì)性。第二章 電氣主接線設(shè)計2.1 電氣主接線設(shè)計原則電氣主接線的設(shè)計是變電站設(shè)計的主體，是電力系統(tǒng)原始資料及變電站運行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性要求密切相關(guān)。主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活，經(jīng)濟(jì)運行以及變電站電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，會有直接的影響。因此，主接線必須結(jié)合電力系統(tǒng)、變電站具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理他們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的比較，合理選擇主接線方式。變電站電氣主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性是一個綜合的概念，不能單獨的強(qiáng)調(diào)其中的某一特性，也不能忽略其中的某一特性。但根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電站電氣主接線的性能要求也有不同的側(cè)重。例如

18、系統(tǒng)中的超高壓、大容量樞紐變電站，因停電會對系統(tǒng)和用戶造成重大損失，故對其可靠性要求就特別高；系統(tǒng)中的中小容量中間變電站或終端變電站，因停電對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小，這類變電站的數(shù)量特別大，故對其主接線的經(jīng)濟(jì)性就要特別重視。2.1.1 主接線的設(shè)計原則（1）考慮變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2）考慮遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模。（3）考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回路數(shù)多少對主接線的影響。（4）考慮主變壓器臺數(shù)對主接線的影響。（5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。2.1.2 主接線的基本要求（1）可靠性（2）靈活性（3）經(jīng)濟(jì)性考慮以符合設(shè)計要求，國家政策，技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)。結(jié)合實際，保證供電在可靠調(diào)度靈

19、活等滿足前提條件下來節(jié)省投資。2.2 方案的擬定各接線形式的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍2.2.1單母線接線（1）優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于礦建和采用成套配電裝置。（2）缺點：不夠靈活可靠，任一元件或故障及檢修均需使整個配電裝置停電。（3）適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器的情況。本次設(shè)計使用兩臺主變壓器，并且10kv側(cè)有醫(yī)院等一級負(fù)荷，要求供電的可靠性高，所以不能采用単母線接線。2.2.2 單母線分段接線這種接線除具有單母線接線的簡單、清晰，采用設(shè)備少、操作方便、擴(kuò)建容易等優(yōu)點外，增加分段斷路器后，提高了可靠性。因此，這種接線的應(yīng)用范圍也比單母線接線廣。其缺點是當(dāng)分段斷路器故

20、障時，整個配電裝置會全停；母線和母線隔離開關(guān)檢修時，該段母線上連接的元件都要在檢修期間停電。（1）優(yōu)點：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(dāng)一段母線上發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（2）缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段回路的母線都要在檢修期內(nèi)停電。出線雙回時，常使架空線交叉跨越。擴(kuò)建時需要向兩個方向均衡擴(kuò)建。（3）適用范圍：610kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上，110220kv配電裝置出線回路數(shù)為34回。本次設(shè)計10kv側(cè)配電裝置雖有特殊重要的i、ii類用戶化學(xué)工業(yè)、醫(yī)院等，不允許

21、停電檢修斷路器。但由于設(shè)備制造水平的提高，高質(zhì)量的斷路器不斷涌現(xiàn)。因此，斷路器本身需要檢修的幾率不斷減小，而每次檢修時間又非常短，故可使用単母分段接線方式。此外，110kv和220kv側(cè)也考慮采用単母分段接線方式。2.2.3 雙母線接線（1）優(yōu)點：供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗。（2）缺點：增加一組母線和使每回路要增加一組母線隔離開關(guān)當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。（3）適用范圍：610kv配電裝置。當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時。110220kv配電裝置。出線回路數(shù)為5回及以上時，或當(dāng)110220kv配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位且出線回路數(shù)為4回及以上時。根據(jù)本

22、次設(shè)計的原始資料，220kv側(cè)出線回路數(shù)及其配電裝置的重要性都不滿足裝設(shè)雙母接線的條件。110kv側(cè)可以適當(dāng)考慮。2.2.4 橋形接線橋形接線分內(nèi)橋式或外橋式，前者，橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，而后者，橋連斷路器則在線路側(cè)。（1）內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：變壓器的投入和切除較復(fù)雜。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。適用范圍：較小容量的發(fā)電廠，變電站且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。本次設(shè)計中，220kv側(cè)滿足這個要求，且較經(jīng)濟(jì)?？煽紤]選用。（2）外橋形接線外橋接線是連接橋斷路器在線路斷路器的外側(cè)優(yōu)點：同

23、內(nèi)橋形接線。缺點：線路的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺斷路器暫時停運。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠或變電站，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋接線。2.2.5 可選方案的確定綜合比較后，本次設(shè)計中擬定了三種主接線方式：方案一：220kv、110kv、10kv側(cè)均采用単母分段接線，如圖2-1；圖2-1 主接線方案一方案二：220kv側(cè)采用內(nèi)橋接線，110kv側(cè)采用和10kv側(cè)均采用単母分段接線，如圖2-2；圖2-2 主接線方案二方案三：220k

24、v側(cè)采用內(nèi)橋接線，110kv側(cè)采用雙母接線，10kv側(cè)采用単母分段接線，如圖2-3。圖2-3 主接線方案三2.3 最佳方案的確定方案一與方案二比較，在于方案二220kv側(cè)采用了內(nèi)橋接線形式，而方案一則采用了単母分段接線形式，方案二比方案一少用了兩臺斷路器，更經(jīng)濟(jì)，且可靠性上也滿足要求；方案三與方案二比較，在于方案二110kv側(cè)采用了単母分段接線形式而方案三則采用了雙母接線形式，由于110kv側(cè)出線較少，且是供給另一終端變電站的，采用単母分段和雙母接線方式均可滿足可靠性要求，但采用雙母線接線方式操作復(fù)雜，易誤操作，所以二者相比，方案二更佳。綜上所述，方案二為本次設(shè)計的最佳電氣主接線形式。第三章

25、主變壓器的選擇3.1 相數(shù)和臺數(shù)的確定為保證供電的可靠性，變電站一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變，但一般不超過兩臺主變。當(dāng)有一個電源或變電站的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。對大型樞紐變電站，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)安裝24臺主變。當(dāng)變電站裝設(shè)兩臺及以上主變時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺停用時，其余容量至少能保證所供一級負(fù)荷或為變電站全部負(fù)荷的6075%。通常一次變電站采用75%,二次變電站采用60%。在220kv的電力系統(tǒng)中，一般都選三相變壓器。因為單相變壓器的投資大、占地多，運行損耗也大。同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了維修的工作量，只有考慮變壓器制造及運輸條件的限制，考察從廠到變電站之間

26、，變壓器的尺寸是否超過運輸途中隧道、涵洞、橋洞允許通過的限額。若受到限制，則采用單相式代替三相。根據(jù)已知條件，所給條件中沒有給出特殊限制條件，所以采用三相變壓器。3.2 繞組數(shù)的確定國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按繞組分類有雙繞組普通式，自耦式以及低壓繞組分裂等變壓器形式。根據(jù)已知條件該主變有三個電壓等級220/110/10kv。所以采用三繞組變壓器。3.3 繞組接線方式的確定電力系統(tǒng)的繞組接線方式有星形“y”和三角形“d”兩種。在我國一般規(guī)定，110kv及以上電力變壓器三相都采用yn連接，35kv采用y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kv及以下的電力變壓器三相繞組都采用d連接。根據(jù)已知條件

27、，所給電壓等級中的220kv、110kv采用yn接線。10kv采用d11接線，所以本變電站三相接線方式為ynyn0d11。3.4 調(diào)壓方式的確定為了保障發(fā)電廠或變電站供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(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22.5%以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)30%。設(shè)計有載調(diào)壓的原則如下：（1）對于220kv及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。（2）對于110kv及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓

28、器采用有載調(diào)壓方式。（3）接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，或接于時而為送端，時而為受端母線上的發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器，一般宜采用有載調(diào)壓方式。在本設(shè)計中，由設(shè)計任務(wù)書可選用無載調(diào)壓方式。3.5 冷卻方式的確定電力變壓器的冷卻方式隨形式和容量的不同而不同，一般有以下及幾種類型：（1）自然風(fēng)冷卻：一般適用小容量的變壓器，為使熱量發(fā)散到空氣中，裝有片狀或管形輻射冷卻器，用以增大油箱的冷卻面積。（2）強(qiáng)迫空氣冷卻：又稱風(fēng)冷式。容量大于1000kva變壓器在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器、散熱裝置仍達(dá)不到要求用人工風(fēng)冷。在輻射器之間加裝數(shù)臺電動風(fēng)扇。（3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：一般水源充足的情況下可以采用潛

29、油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對油管道進(jìn)行散熱，散熱效率高，節(jié)省材料，減小變壓器尺寸。但對冷卻密封性的要求較高，維護(hù)工作量大。（4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：同強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻原理，只是冷卻方式是用風(fēng)。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻變壓器。（5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻：大型變壓器采用較多利用潛油泵將冷卻油壓入線圈之間。線餅之間和鐵芯油道內(nèi)抽出，然后經(jīng)風(fēng)冷卻后循環(huán)使用。（6）水內(nèi)冷變壓器：變壓器繞組由空心導(dǎo)線制成，運行將純水注入空心繞組中，借水循環(huán)帶電熱量，其水系統(tǒng)復(fù)雜，變壓器價格較高。因為所選變壓器容量為90000kva且為大型變壓器，所以采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻變壓器。3.6 主變壓器容量的確定（1）主變壓器容

30、量的確定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。根據(jù)原始資料應(yīng)滿足70%的負(fù)荷要求。（2）主變壓器的最大負(fù)荷按下式確定 式中負(fù)荷同時系數(shù) 綜合用電負(fù)荷綜上所述：查表選出變壓器為220kv三相無勵磁變壓器，其具體參數(shù)見表3-1表3-1 sfps-90000/220型電力變壓器參數(shù)一覽表型號額定容量(kva)額定電壓（kv）空載電流（%）空載損耗（kw）負(fù)載損耗（kw）阻抗電壓（%）連接組別高中高低中低高中高低中低sfps-90000/220900000.811043015238yn,yn0,d11第四章 短路電流計算4.1 電力系統(tǒng)短路電流計算條件4.1.1基本假定短路電流實用計算中，采用以下假設(shè)

31、條件和原則：（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所以電源的電動勢相位角相同。（3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差電氣角度。（4）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。（6）同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。（7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（8）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（9）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流

32、外，元件的電阻都略去不計。（10）元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍（11）輸電線路的電容略去不計。（12）用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。4.1.2一般規(guī)定（1）驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流時，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運行的接線方式。（2）選擇導(dǎo)體和電抗器的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 （3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回

33、路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 對帶電抗器的610kv出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計算短路點應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 （4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計算。4.1.3發(fā)電廠和變電站中可以采取的限流措施（1）發(fā)電廠中，在發(fā)電機(jī)電壓母線分段回路中安裝電抗器。 （2）變壓器分列運行。 （3）變電站中，在變壓器回路中裝設(shè)分裂電抗器或電抗

34、器。 （4）采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。 （5）出線上裝設(shè)電抗器。4.2本設(shè)計中短路電流的具體計算4.2.1電路元件參數(shù)的計算取基準(zhǔn)值則 220kv側(cè)基準(zhǔn)值下的電流為： 110kv側(cè)基準(zhǔn)值下的電流為：10kv側(cè)基準(zhǔn)值下的電流為： 元件參數(shù)標(biāo)幺值計算：（1）220kv側(cè)等值系統(tǒng)： 220kv進(jìn)線線路阻抗標(biāo)幺值：110kv側(cè)等值系統(tǒng)： （2）變壓器的參數(shù)計算： 4.2.2 短路點的選擇（1）點，220kv橋式斷路器側(cè)，如圖4-1：圖4-1 短路點的簡化等效電路則 點短路電流的標(biāo)幺值為：短路電流的有名值為：（2）點，110kv母線側(cè)，如圖4-2：圖4-2 短路點的簡化等效電路則 點短路電流標(biāo)幺值為

35、：短路電流的有名值為：（3）點，10kv母線側(cè)，如圖4-3：圖4-3 短路點的簡化等效電路則 點短路電流標(biāo)幺值為：短路電流的有名值為：由于算得短路電流值過大選不出斷路器，需裝設(shè)電抗器限制短路電流。4.3 電抗器的選擇4.3.1 限流電抗器的選擇原則常用的限流電抗器，有普通電抗器和分裂電抗器兩種，選擇方法基本相同。（1）額定電壓和額定電流的選擇，電抗器的額定電壓 電抗器安裝處的電網(wǎng)額定電壓電抗器的額定電流最大長期工作電流當(dāng)分裂電抗器用于變電站主變壓器回路時，取兩臂中負(fù)荷電流較大者，當(dāng)無負(fù)荷資料時，一般也按主變壓器額定容量的70%選擇。（2）普通電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)的選擇應(yīng)選擇電抗器的百分電抗為：要

36、求將電抗器接入后的短路電流設(shè)定值電源至電抗器后的短路點的總電抗標(biāo)幺值（為基準(zhǔn)電流，為基準(zhǔn)電壓）電源至電抗器前的系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值所需電抗器的電抗標(biāo)幺值（）（3）正常運行時電壓損失校驗電壓損失為：（4）母線殘壓校驗（5）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗，電抗器在t秒內(nèi)允許通過的電流值計算出的短路電流熱效應(yīng)電抗器的動穩(wěn)定電流短路沖擊電流4.3.2電抗器的選擇具體過程（1）初選型號按正常電壓和最大工作電流初選nkl-10-500型電抗器。，取基準(zhǔn)值,=10.5kv，=5.5ka（2）選擇電抗值令，計算得：曾選用3%的電抗。計算結(jié)果表明不滿足動穩(wěn)定要求，故改選nkl-10-500-4型電抗器。其參數(shù)如表4-1表4-1

37、nkl-10-500-4型電抗器參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（a）額定電抗（%）通過容量（）無功容量（kvar）一相中當(dāng)75時損耗（w）穩(wěn)定性動穩(wěn)定電流（a）1s熱穩(wěn)定電流（a）nkl-10-500-4105004115.640003190027000（3）電壓損失和殘壓校驗當(dāng)所選電抗值大于計算值時，應(yīng)重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗。為計算短路電流，先計算電抗標(biāo)幺值為：則 電壓損失和殘壓分別為：又（4）動、熱穩(wěn)定校驗短路計算時間：可見：電壓損失、殘壓、動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定均滿足要求。則，10kv側(cè)電抗器選擇結(jié)果如表4-2表4-2 10kv側(cè)電抗器選擇結(jié)果表一覽表計算數(shù)據(jù)nkl-10-5

38、00-4型電抗器 10kv 10kv 476a 500a 26.67ka 31.9ka 2.28%60%70%安裝電抗器后各短路點電流如表4-3表4-3 安裝電抗器后各短路點電流一覽表短路點4.477.7451.4010.46（ka）11.4019.74131.0726.67第五章 斷路器、隔離開關(guān)的選擇5.1 斷路器的選擇5.1.1 斷路器選擇的條件（1）電壓： 電網(wǎng)工作電壓（2）電流： 最大持續(xù)工作電流（3）開斷電流：斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量斷路器額定開斷電流（4）動穩(wěn)定：斷路器極限通過電流峰值三相短路電流沖擊值（5）熱穩(wěn)定：穩(wěn)態(tài)三相短路電流短路電流發(fā)熱等值時間斷路器t秒熱

39、穩(wěn)定電流其中，5.1.2 220kv進(jìn)線斷路器的選擇(1)選擇選擇斷路器型號參數(shù)如表5-1表5-1 lw2-220型斷路器參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka）額定短路開斷電流（ka）額定短路關(guān)合電流（ka）額定峰值耐受電流（ka）4s熱穩(wěn)定電流（ka）全開斷時間（s）lw2-2202202.531.580100400.05(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流計算時間（為全保護(hù)時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間 滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求5.1.3 110kv出線斷路器選擇（1）選擇選擇型斷路器，參數(shù)如表5-2表5-2

40、型斷路器參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka）額定短路開斷電流（ka）額定短路關(guān)合電流（ka）額定峰值耐受電流（ka）3s熱穩(wěn)定電流（ka）全開斷時間（s）1101.63.1531.580100400.05(2)熱穩(wěn)定校驗 短路電流計算時間（為全保護(hù)時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間其中 查表得短路電流周期分量等值時間滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求。5.1.4 10kv側(cè)斷路器選擇（1）選擇選擇zn4-10c型斷路器，其具體參數(shù)如表5-3表5-3 zn4-10c型斷路器參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka

41、）額定短路開斷電流（ka）額定短路關(guān)合電流（ka）額定峰值耐受電流（ka）全開斷時間（s）zn4-10c100.617.317.329.40.05（2）熱穩(wěn)定校驗 其中 短路電流計算時間（為全保護(hù)時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間查表得短路電流周期分量等值時間滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求。5.2 隔離開關(guān)的選擇5.2.1隔離開關(guān)選擇的條件隔離開關(guān)形式的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。選擇的具體技術(shù)條件如下：（1）電壓： 電網(wǎng)工作電

42、壓（2）電流： 最大持續(xù)工作電流（3）動穩(wěn)定：（4）熱穩(wěn)定：5.2.2 220kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）選擇選擇gw4-220型隔離開關(guān)，其參數(shù)如表5-4表5-4 gw4-220型隔離開關(guān)參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka）額定峰值耐受電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）gw4-2202201.258031.5（2）熱穩(wěn)定校驗 其中根據(jù)斷路器的選擇知：滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求。5.2.3 110kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）選擇選擇gw4-110型隔離開關(guān)，其具體參數(shù)如表5-5表5-5 gw4-110型隔離開關(guān)參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka）額定峰值耐受電流（

43、ka）熱穩(wěn)定電流（ka）gw4-1101100.635020（2）熱穩(wěn)定校驗 其中根據(jù)斷路器的選擇知：滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求。5.2.4 10kv側(cè)進(jìn)線隔離開關(guān)選擇（1）選擇選擇gn1-10/600型隔離開關(guān)，其具體參數(shù)如表5-6表5-6 gn1-10/600型隔離開關(guān)參數(shù)一覽表型號額定電壓（kv）額定電流（ka）額定峰值耐受電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）gn1-10/600100.66020（2）熱穩(wěn)定校驗 其中 根據(jù)斷路器的選擇知：滿足熱穩(wěn)定要求（3）動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定要求。5.2.5 斷路器和隔離開關(guān)選擇結(jié)果表表5-7 220kv側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果一覽表

44、 計算數(shù)據(jù)lw2-220型斷路器gw4-220型隔離開關(guān)220kv220 kv220kv353a2500 a1250a4.47ka31.5 ka11.40ka100 ka80ka62.94 表5-8 110kv側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果一覽表計算數(shù)據(jù)型斷路器gw4-110型隔離開關(guān)110kv110 kv110kv600a16003150 a630a7.74ka31.5 ka19.74ka100 ka50ka152.76 表5-9 10kv側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果一覽表計算數(shù)據(jù)zn4-10c型斷路器gn1-10/600型隔離開關(guān)10kv10 kv10kv0.46ka0.6k a0.6ka1

45、0.46ka17.3 ka26.67ka29.4ka60ka87.53 第六章10kv母線、支持絕緣子、穿墻套管的選擇6.1 10kv母線選擇6.1.1 母線的選擇（1）型式：截流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，回路正常工作電流在4000a及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體，在40008000a時，一般選用槽行導(dǎo)體，110kv及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，易用鋁錳合金管形導(dǎo)體。（2）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)體截面積，即：式中 相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25時的導(dǎo)體長期允許載流量;溫度正系數(shù)。（3） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。在選擇導(dǎo)體截面時，除配電裝置的匯流母線，廠用電動機(jī)的電纜等外，

46、長度在20m以上的導(dǎo)體其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，即：(mm)。式中 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，按此條件選擇的導(dǎo)體截面應(yīng)盡量接近經(jīng)濟(jì)計算截面,當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時允許小于。（4）按熱穩(wěn)定校驗：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面，還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。母線校驗的公式為：(mm)。式中 根據(jù)穩(wěn)定的導(dǎo)體最小允許截面,mm; 熱穩(wěn)定系數(shù)； 穩(wěn)態(tài)短路電流,ka； 短路電流等值時間。（5）動態(tài)穩(wěn)定校驗：。 母線允許應(yīng)力（硬鋁為6910，硬銅為15710）； 作用在母線上的最大計算應(yīng)力。 對于輸出電線路應(yīng)校驗線路電壓損失，對于發(fā)電廠，變電站內(nèi)的導(dǎo)體，由于相對距離較短，電壓損失不嚴(yán)重，可不校驗。綜上選擇矩形鋁導(dǎo)體。

47、6.1.2 母線的校驗（1）查表矩形鋁導(dǎo)體長期允許載流量和集膚效應(yīng)系數(shù)，選用單條100mm6.3mm矩形鋁導(dǎo)體，平方允許電流1363a；集膚效應(yīng)系數(shù)=1.04，當(dāng)環(huán)境溫度為+35時，查表裸導(dǎo)體載流量在不同海拔高度和環(huán)境溫度下的綜合校正系數(shù)k=0.88，則： （2）熱穩(wěn)定校驗： 查表不同工作溫度下裸導(dǎo)體的值，得：=99 滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動穩(wěn)定校驗： 對于單條導(dǎo)體及一組中的各條導(dǎo)體，固有頻率在35135hz范圍以外即可避免產(chǎn)生危險的共振?？梢姡瑢υ撃妇€可不計共振影響，沖擊系數(shù)取k=1.85。則：母線相間應(yīng)力計算如下：6.2 10kv支持絕緣子、穿墻套管的選擇6.2.1 10kv支持絕緣子、穿

48、墻套管的選擇原則（1）型式選擇 根據(jù)裝置地點環(huán)境，選擇屋內(nèi)屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式，一般屋內(nèi)采用聯(lián)合聯(lián)裝多校式。（2）額定電壓選擇：（3）穿墻套管的額定電流選擇與窗口尺寸配合 根據(jù)所選鋁導(dǎo)體尺寸（100mm6.3mm）c6.3mm100mm圖6-1 所選鋁導(dǎo)體尺寸（100mm6.3mm）算得：（?。┚C上選cm-10-90的母線式穿墻套管，參數(shù)如下表：表6-1 cm-10-90相關(guān)參數(shù)型號額定電壓（kv）泄露距離（mm）外形尺寸（mm）抗彎強(qiáng)度（kn）質(zhì)量（kg）cm-10-9010戶內(nèi)4802001645220904-184-m10200115415.8選擇2l-10/4g的戶內(nèi)聯(lián)

49、合膠裝支持絕緣子表6-2 zl-10/4的相關(guān)參數(shù)型號額定電壓(kv)外形尺寸（mm）適用海拔高度（m）機(jī)械破壞負(fù)荷（kn）質(zhì)量（kg）dzl-10/410160724470m102-12112181301000446.2.2 10kv支持絕緣子、穿墻套管的校驗圖6-2 絕緣子受力示意圖母線型穿墻套管無需熱穩(wěn)定校驗。動穩(wěn)定校驗如下：（1）絕緣子： （2）穿墻套管： 第七章 電壓互感器、電流互感器的選擇及配置方案7.1 電壓互感器的選擇7.1.1電壓互感器的選擇原則35110kv的配電裝置，一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，220kv以上的一般采用電容式電壓互感器。當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)采用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器，電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞組連線成星形以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組結(jié)成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。（1）一次電壓：，為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓波動范圍，即10%。（2）二次電壓：