110kv降壓變電所畢業(yè)論文正文

1、第一章 原始資料：1、變電所類型： 110kv 降壓變電所2、電壓等級： 110/35/10KV3、出線情況： 110KV出線兩回（架空），35KV出線 4 回， 10KV出線 10回（其中 4 回 電纜）4、負荷情況：35KV側(cè)，最大負荷 55MW COS =0.85最小負荷 40MW COS =0.85架空出線： 4 回 Tmax=6200h10KV側(cè)，最大負荷 35MW COS =0.85最小負荷 28MW COS =0.85架空出線： 10 回 Tmax=5800h5 、系統(tǒng)情況系統(tǒng)經(jīng)雙回線給變電站供電系統(tǒng) 110KV母線電壓滿足常調(diào)壓要求6、環(huán)境條件：最高溫度 40C,最低溫度 -3

2、0 C，年平均溫度 20C土壤電阻率 ich=7.58KA 滿足動穩(wěn)定要求35KV: ies=63KA ich=11.41KA 滿足動穩(wěn)定要求10KV進線分段 : ies=80KA ich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定要求10KV出線 : ies=63KA ich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定要求(2) 熱穩(wěn)定校驗 :a. 110kv 斷路器設備保護動作時間 :tpr=1.5s 固有分閘時間 :tm=0.04s滅弧時間 :ta=0.02s開斷計算時間 :tk=tpr+ta+tm=1.5+0.04+0.02=1.56s同期合量熱效應 :2 2 2QP=I00 tk=5.02 x1.56=39.31KA

3、S由于 tk=1.56s 1s（以下相同 ,不在重復）因此,不考慮非周期分量熱效應 ,短路電流2引起的熱效應 : QK= QP=39.31 KA S2 2 2I t t= 20 x4=1600 KA S2I t t= QK 滿足熱穩(wěn)定要求b. 35kv 斷路器開斷時間 : tk=1.56s22 短路電流引起的熱效應 QK= QP=7.56X1.56=89.16 KA S2 2 2I t t= 25 x4=2500 KA S QK滿足熱穩(wěn)定要求c. 10KV斷路器開斷時間 : tk=1.55s22 短路電流引起的熱效應 QK= QP=29.26X1.55=1327 KA S2 2 210KV進線

4、分段 :I t t= 31.5 x4=3969 KA SQK滿足熱穩(wěn)定要求2 2 210KV出線 It t=25 x4=2500 KA SQK滿足熱穩(wěn)定要求計算參數(shù)與斷路器實際參數(shù)對照見表 5-3:表 5-3 計算參數(shù)與斷路器實際參數(shù)對照計算參數(shù)斷路器實際參數(shù)110KV 進線及橋UNs110kvLw25-126wUN126KVImax1102.2AIN2000AI5.02KAInbr20ich12.8KAies50KAich7.58KAIcl50KA2I 002tdz(QK)239.31KA 2SIt2t21600KA 2S35KV 進 出線及分 段UNs35kvLw8-35wUN35KVIm

5、ax1732.1AIN2500AI7.56KAInbr25ich19.29KAies63KAich11.4KAIcl63KA2I 002tdz(QK)289.16KA 2SIt2t22500KA 2S10KV 進 出線及分 段UNs10kvZN28-10UN10KVImax3031.1AIN3500A1250AI29.26KAInbr31.5KA ( 25KA)ich74.6KAies80KA( 63KA)ich44.2KAIcl80KA( 63KA)2I 002tdz(QK)21327KA2SIt2t3969KA 2S由上表可知所有斷路器均滿足要求、隔離開關的選擇和校驗原則：根據(jù)額定電壓。額

6、定電流，裝置種類，構(gòu)造型式選擇，按動熱穩(wěn)定校驗，不需校驗 斷流容量。1、選擇條件：表 5-4 設備參數(shù)表設備名稱工作電壓工作電流動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗隔離開關UN UnsIN Imaxies ich22It t I00 tdz根據(jù)上述選擇條件和本站的有關數(shù)據(jù)選擇的隔離開關及其參數(shù)見表5-5 ：表 5-5 隔離開關及其參數(shù)額定電壓額定峰值耐額定短時耐用途型號(kV)額定電流 (A)受電流 (kA)受電流 (kA)110K 進線橋GW4-110I DW11012505020(4S)35KV 主進GW4-35 W3525006325(4S)35KV分段GW4-35 W3525006325(4S)35K

7、V出線GW4-35 W(0)3512505020(4S)注：10KV配電裝置選用 KYN-10型瑣裝移開式金屬封閉開關柜，無隔離開關，詳見第六章2、校驗(1) 動穩(wěn)定校驗：校驗方式： ies ich110KV: ies=50KA ich=7.58KA 滿足動穩(wěn)定要求35KV: ies=63KA ich=11.4KA 滿足動穩(wěn)定要求10KV: ies=63KA ich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定要求 ies=50KAich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定要求(2) 熱穩(wěn)定校驗 :a. 110kv 隔離開關開斷時間 tk=tpr+tin=1.5+0.04+0.02=1.56s短路電流引起的熱效應：Qk=Q

8、p=39.31KA2SIt 2t =202x4=1600 KA2Sb.35KV 隔離開關開斷時間 tk=1.56s短路電流引起的熱效應：Qk=Qp=3。7 46KA2Sich=7.58KA 滿足動穩(wěn)定條件35KV： ies=80KAich=11.4KA 滿足動穩(wěn)定條件ies=187.5X1500A=281.25KAich=11.4KA 滿足動穩(wěn)定條件10KV： ies=250KAich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定條件ies=80KAich=44.2KA 滿足動穩(wěn)定條件(2) 穩(wěn)定校驗：a.110kvCT計算開斷時間：tk=tpr+tin=1.5+0.02+0.04=1.56s短路電流引起的熱效應

9、：Qk=Qp=5.022x1.56=39.31 KA 2SIt 2=31.5 2=992.25 KA2S39.31 KA2S= Qk滿足熱穩(wěn)定條件b. 35kvCT計算開斷時間：tk=tpr+tin=1.5+0.02+0.04=1.56s短路電流引起的熱效應：Qk=Qp=7.562x1.56=89.16 KA 2SIt 2=31.5 2=992.25 KA2S89.16 KA2S= Qk滿足熱穩(wěn)定條件c10kvCT開斷時間 tk=1.55s短路電流引起的熱效應： Qk=Qp=29.262x1.55=1327 KA2SIt 2=402=1600 KA2S1327KA2S= Qk滿足熱穩(wěn)定條件It

10、 2=1002=10000 KA2S1327KA2S= Qk滿足熱穩(wěn)定條件計算參數(shù)與 CT實際參數(shù)對照見表 5-9 ：表 5-9 計算參數(shù)與 CT 實際參數(shù)對照實際參數(shù)CT實際參數(shù)110KV進 線及橋UNs110kvLB6-110wUN110KVImax1102.2AIN2X2000Aich7.58KAies80KAI 002tdz39.31It2t2992.25KA 2S35KV進 出線及分 段UNs35kvL R（B） -35L JW-35wUN35KVImax1732.1A300-1500AIN3000A1500Aich11.4KAies80KA 281.25KAQK89.16KA2SI

11、t2t2992.25KA 2S21265.25KA 2S10KV進 出線及分 段UNs10kvLzzB J9-10UN10KVImax3031.1AIN6000A200-1000Aich44.2KAies250KA80KAQK21327KA2SIt2t10000KA 2S21660KA 2S可知所有 CT均滿足要求四、電壓互感器的選擇及校驗選擇原則：根據(jù)額定電壓，戶或戶外結(jié)構(gòu)型式，一般 110KV及以上電壓等級采用三個 單相電壓互感器，接成 Y/Y/ -12 ，根據(jù)不同用途確定電壓互感器等級，它的精確度等級 分0.2 ，0.5 ，1.0 ，3.0 ，其中， 0.2 用語精密測量， 0.5 級和

12、 1.0 級一般用于發(fā)配電設備 的測量和保護，計量電度表應用 0.2 級， 3.0 級用于非精細測量，根據(jù)以上原則查產(chǎn)品目 錄表選用。110KVPT選用 STYD-110W型， 0.2 級/0.5 級/3P 級每個單相變比為：（110/ 3）/ （0.1/ 3）/ （ 0.1/ 3）/0.135KVPT選用 JDX-35W型， 0.2 級/0.5 級/3P 級 每個單相變比為：（35/3）/ （0.1/ 3）/ （0.1/ 3）/0.1/310KVPT選用 JDZX-10型， 0.2 級/0.5 級/3P 級 每個單相變比為：（10/3）/ （0.1/ 3）/ （0.1/ 3）/ （0.1/3

13、 ） 其中 J-PT，D-單相， Z-環(huán)氧樹脂澆濤絕緣， X-帶絕緣付繞組。五、熔斷器的選擇及校驗熔斷器是用來保護電氣設備免受過載和短路電流損害的保護電器。屋型高壓熔斷器在 變電站中常用于保護電力電容器，配電線路和變壓器， PT等。使其在短路過負荷時免受損 壞，熔斷器接額定電壓，額定電流，額定開斷電流和選擇性等來選擇或校驗。在本設計中，由于 110KV側(cè)電壓互感器引線相間距離較大，引起相間故障的可能性較小，再加上 110KV系統(tǒng)為中性點，直接接地系每相 PT 不可能長期承受線電壓，因此，設 計不考慮設置熔斷器。1、PT熔斷器的選擇原則：用于保護 PT 的高壓熔斷器宜選用限流式熔斷器，其工作電壓

14、不得低于也不宜高于系統(tǒng)額定電壓，電壓為 35KV以下的，戶采用 RN2 型，其熔件接機械強度選擇，必須滿足熔斷 器額定電壓和斷流能力的要求，根據(jù)以上原則，保護 PT 的限流式高壓熔斷器選擇條件見 表 5-10 ：表 5-10 保護 PT 的限流式高壓熔斷器選擇條件設備名稱項目工作電壓開斷電流或斷流容量熔斷器UN=UnsInbr I 或SNbrSCL2、查產(chǎn)品手冊選擇為：（1）保護 35KVPT的熔斷器選擇 RXW0-35/0.5 型，戶外限流式熔斷器，其技術參數(shù)為：額定電壓： 35KV，額定電流 0.5A最大斷流容量： 1000MVA（ SCL（3）=481.2MVA）（2）保護 10KVPT

15、的熔斷器選 RN2-10/0.5 型，戶限流式熔斷器其技術參數(shù)為：額定電壓： 10KV，額定電流 0.5A（3）最大斷流容量： 1000MVA（ SCL（3）=532.1MVA）（3）保護站變的限流式高壓熔斷器選擇條件見表 5-11 ：設備名稱項目工作電壓工作電流開斷電流或斷流容量熔斷器UN=UnsINImaxInbr I 或 SNbr SCL表 5-11 保護站變的限流式高壓熔斷器選擇條件站用變側(cè)熔斷器選 RN1-10型,PRGW2-35型, 其技術參數(shù)分別為額定電壓 :10KV,35KV額定電流 :180A( 1.3X2000/10 3=150A)50A(1.3X2000/35 3=42A

16、)最大斷流容量：600MVA( S3CL(3)=532.1MVA)600MVA（ S3CL（3）=481.2MVA）六、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗1、選擇原則：絕緣子和穿墻套管的額定電壓不小于裝置的額定電壓，穿墻套管的額定電壓不小于穿墻套管回路中的最大持續(xù)電流，采用戶或戶外型，絕緣子應進行穩(wěn)定校驗，穿墻套管應進行動，熱穩(wěn)定校驗在三相短路沖擊電流流過母線時，絕緣子帽，穿墻套管受到的最大力是：Fmax=1.7kich 2（L/a）x10 -2 公斤K=H1/H H 1=H+b+h/2 L=（L 1+L2）/2I ch 三相短路中沖擊電流峰值（ KA）K系數(shù)，穿墻套管取 1 支柱絕緣子接上式計

17、算H1絕緣子底部到導體水平中心線的高度（ mm）H絕緣子高度（ mm）12b倒替支持器下片高度，一般豎放矩形導體取 18 mm，平方矩形導體及曹型導體取 mmh母線厚度（ mm）L計算跨距（ mm）L1， L2與絕緣子相鄰的跨距（ mm），對于套管 L2=Lca 套管長度 a倒替中心線間的距離（ mm） 要求：絕緣子帽，穿墻套管受力不小于絕緣子，穿墻套管抗彎破壞負荷的60%。2、根據(jù)上述原則絕緣子，穿墻套管選擇如下：（1）.10KV 母線橋支柱絕緣子ZS35W/600抗彎破壞負荷 600 公斤(2) 戶 10KV母線主進線支柱絕緣子ZB10Y抗彎破壞負荷 750 公斤(3) 主變 10KV主變

18、進線穿墻套管CWLB 10/1500 I N=1500A Imax=606.2A抗彎破壞負荷 750 公斤，熱穩(wěn)定電流 30KA(5S)3、動穩(wěn)定校驗：(1) 戶外 10KV母線橋支柱絕緣子H=420mm b=12mm h=10mm 1L =L 2=1400mm a=650mmH1=H+b+h/2=437mmL=( L 1 +L 2)/2=(1400+1400)/2=1400mmK= H1/H=437/420=1.042 -2Fmax=1.73kich 2(L/a)x10 -2=89.88 公斤 60X60%=360公斤 滿足要求。(2) 戶 10KV母線支柱絕緣子：H=215mm b=12m

19、m h=10mm 1L =L 2=1000mm a=400mmH1=H+b+h/2=232mm L=( L 1 +L 2)/2=1000mmK= H1/H=232/215=1.08Fmax=1.73kich 2(L/a)x10 -2=99.5 公斤 750X60%=480公斤 滿足要求。(3) 10KV 進線穿墻套管H=215mm b=12mm h=10mm 1L = 1000mm L 2=394mm a=400mmH1=H+b+h/2=232mm L=( L 1 +L 2)/2=697mmK= H1/H=232/215=1.082 -2Fmax=1.73kich 2(L/a)x10 -2=6

20、9.38 公斤247.25 KA 2S=QK滿足熱穩(wěn)定要求故選擇的絕緣子和穿墻套管合格。七、避雷器的選擇1、選擇原則：根據(jù)額定電壓選擇，且校驗避雷器最大允許電壓，避雷器的作用限制 過電壓以保護電氣設備。避雷器的類型主要有保護間隙，管形避雷器和氧化鋅避雷器等幾 種。保護間隙和管形避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)，線路和發(fā)、變 電站進線段的保護。閥型避雷器主要用于變電站和發(fā)電廠的保護，在220KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中正將用來限制過電壓或作過電壓的后備保護。保護間隙的熄弧能力較差，往往不能自行熄滅，引起斷路器的跳閘。這樣，雖然保護 間隙受到限制過電壓保護了設

21、備，但將造成線路跳閘事故，這是保護間隙的主要缺點。管 形避雷器雖然具有較高的熄弧能力，但缺點是： (1)優(yōu)秒特性較陡，且放電分散性較大， 而一般變壓器和其他設備絕緣的沖擊致電優(yōu)秒特性較平，二者不能較好配合。 (2)管形避 雷器動作后工作母線直接接地形式截波，對變壓器絕緣不限，此外，其放電特性受大氣條 件中影響較大，因此，管形避雷器目前只用于線路保護，氧化鋅避雷器除有了理想的非線 形優(yōu)秒特性外，其主要優(yōu)點還有： （ 1）無間隙，故大大改善了陡波下的響應特性。 （2）無 續(xù)流，故只要吸收過電壓能量即可。這樣，對 Zno 的熱容量的要求優(yōu)比 SIC得的多。（3） 電氣設備所受過電壓可以降低，這是由于

22、在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了 作用在變電站電氣設備上的過電壓。 （4）通流容量大，可以用來限制部過電壓，因此，由 于無間隙和通流容量大，故氧化鋅避雷器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護方便，使 用壽命長，并且造價低，從而逐漸取代了其他種類的避雷器而被廣泛推廣使用，所以本設 計所用避雷器選用氧化鋅避雷器。2、據(jù)以上原則：110KV母線避雷器選用： HY5WZ2-100/260 型避雷器。35KV母線避雷器選用： HY5WZ2-51/134 型避雷器。10KV母線避雷器選用： HY5WZ2-17/45 型避雷器。10KV出線避雷器選用： HY5WS2-17/50 型避雷器。10KV電

23、容器避雷器選用： HY5WR2-17/45 型避雷器。氧化鋅避雷器選擇結(jié)果見表 5-12 如下：表 5-12 氧化鋅避雷器選擇結(jié)果型號避雷器額 定電壓系統(tǒng) 額 定電壓避雷器持 續(xù)運行電 壓殘壓 8/200S5K A不大于方波通流 容量 2ms18次沖擊波 通容量 4/100S2KV （有效值）KV（ 峰值）AKAHY5WZ2-100/26010011076260600100HY5WZ2-51/134513540.812440015HY5WZ2-17/45171013.64540065HY5WZ2-17/50171013.65010065HY5WZ2-17/50171013.64540065八、

24、母線的選擇及校驗常用導體材料有銅，鋁，鋁合金，銅的電阻率低，強度大，抗腐蝕能力強，是很好的 導體材料，但它的用途廣，價格高，因此銅導體只用于持續(xù)工作電流大的場所，鋁的電阻 率雖比銅大，但密度小，我國鋁儲量豐富，價低，因此，一般選鋁和鋁合金材料為導體材 料。20KV及以下，電流在 4000A及以下的配電裝置中一般選用矩形硬導體。選擇原則：（1）持續(xù)工作電流（ 2）經(jīng)濟電流密度（ 3）短路熱穩(wěn)定校驗（ 4）短路動穩(wěn)定 校驗（ 5）110KV側(cè)高壓配電裝置一般選澤導線。1、110KV母線選擇校驗：采用經(jīng)濟電流密度導線截面， Sj=Imax/J（mm2）J導線的經(jīng)濟電流密度已知： Ug=110kv 總

25、容量 S=2X100MVAIgmax=1.05x（55/0.85+35/0.85）/110 3=0.584kA=584A由 Tmax=（17X6200+16X5800）/ （17+16）=6000h查表得 J=1.05 ，因此， Sj= Igmax/J=584/1.05=556.19mm 2考慮以后發(fā)展，允許選用稍大于經(jīng)濟截面的導線110KV母線選用為： LGJQ-700查表知 IY=1500A（+700C）校驗： a.按最大工作電流校驗 KQ= （70-28）/（70-25）1/2=0.97（ KQ：溫度修正系數(shù)，華北地區(qū)，年度最高月平均最高氣溫為 +280C）IYKQ=1500X0.97=

26、1455Imax=1.05X2X100/ J 3=1102A滿足要求 b. 短路熱穩(wěn)定校驗：應滿足 SI 00tk 1/2/Cc. 比值，鋁取 5T 由前面計算可知： I 00=5.02KA=5020A， tk=1.56ss=160mm25020x1.56 1/2 /87=72.1 mm2 滿足要求2、35KV母線選擇校驗：采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面， Sj=Imax/J(mm2)已知： Ug=35kv Igmax=(1.05x55/0.85)/35 3=1.120KA=1120A由 Tmax=6200h 查表得 J=1.1 因此， Sj= Igmax/J=1120/1.1=1018mm35KV母線選用為： LGJQ-500X2，查表知 IY=950X2=1900A校驗： a. 按最大工作電流校驗 KQ=0.97IYKQ=1900X0.97=1843Imax=1.05X100000/ 35J 3=1732.1A 滿足要求b. 短路熱穩(wěn)定校驗：應滿足 SI 00tk 1/2/C由前可知： I 00=7560A， tk=1.56ss=500X4=2000m2m 7560x1.56 1/2 /87=108.5 mm2 滿足要求23、10KV母線選擇校驗： Sj=Imax/J(mm )已知： Ug=10kv Igma