變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 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)、專業(yè)、層次：09電力專升本函授站：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

2、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 此說明計(jì)算 書為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)，接地裝置的說明，無功補(bǔ) 償。在編寫過程中，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)懇各老師提生寶貴的意見和批評(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

3、 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。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)和曲線回?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

4、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。可以靈活的投入和切除變壓器、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：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關(guān)。無匯流母線的接線形式：變壓器一線路單元接線、橋形接線、角形接線等。接下來對(duì)以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點(diǎn)及

5、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曲線不超過5回，35KV曲線不超過3回，110KV曲線不超過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由兩個(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)曲線為雙回路時(shí)，常使架空線路由現(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

6、: 適用于610KV配電裝置曲線6回及以下，3560KV配電裝 置曲線48回，110220KV配電裝置少于4回時(shí)。3、雙母線分段接線。由于當(dāng)進(jìn)曲線總數(shù)超過 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 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：由線帶電抗器的610KV曲線，35-60KV配電裝置曲線超過 8回或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，110KV220KV曲線超過 5回時(shí)。5、增設(shè)旁路母線的接線。由于610KV配

7、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；35-60KV配電裝置，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，每條由線或主變間隔均裝設(shè)旁路隔離開關(guān)， 這樣一來，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： 曲線回路多，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、變壓器一線路單元接線。

8、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.曲線斷路器檢修時(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

9、，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)，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 ??；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

10、一臺(tái)斷路器時(shí)都不致中斷供 電；e.占地面積小。缺點(diǎn)：在開環(huán)、閉環(huán)兩種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 各支流通過的電流差別很大， 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：曲線為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：變電所類型：降壓變電所 電壓等級(jí)：110/35/10KV曲線情況:110KV曲線兩回，35KV 曲線4回（架空），10KV 曲線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 式列由：1、11

11、0KV只有兩回曲線，且作為降壓變電所，110KV側(cè)無 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)性來定，110KV部分適用的接線方 式為內(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

12、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，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=0.6PMo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負(fù) 荷能力40

13、%。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 小=0.80 10KV側(cè) Pmax=20MW , cos3=0.8防以，在其最大運(yùn)行方式下：Sn=0.6*(54/0.80+20/0.80)=55.5(MV A)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

14、外，發(fā)電廠電氣設(shè)備P244規(guī)定：自然油循環(huán)的變壓器過負(fù)荷系數(shù)不應(yīng)超過1.5。綜上，并查發(fā)電廠電氣設(shè)備P244變壓器過負(fù)荷曲線圖(圖 9-11-a)可以得由過負(fù)荷時(shí)間 T 4h v Tmax=5500/365=15.07h?？梢姡捍俗儔浩鞑荒軡M足過負(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 SFSZ7-63000 110d8X1.25% 38.5 型.5% 10.5 84.

15、 7 1.2 Yn,yn,d11 17.5 10.5 6.5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)的變壓器過負(fù) 荷系數(shù)不應(yīng)超過1.5。綜上，并查發(fā)電廠電氣設(shè)備P244變壓器過負(fù)荷曲線圖(圖 9-11-a)可以得由過負(fù)荷時(shí)間 T 24h >Tmax=5400/365=14.79h。可見：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

16、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，易由錯(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，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。35KV 側(cè):方案I:單母線分段接線，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 :單母線分段兼旁路接線，檢修任一臺(tái)斷路器

17、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)

18、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隔離開關(guān)（組）35KV斷路器（臺(tái)） 35KV隔離開關(guān)（組）10KV設(shè)備I 2 3 8 8 18 相同II 2 5 10 8 28 相同從上表可 以看由，方案I比方案II少兩臺(tái)110KV斷路器、兩組110KV 隔離開關(guān)，10組35KV隔離開關(guān)，方案I占地面積相對(duì)少一 些（35KV側(cè)無旁路母線），所以說方案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

19、 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回由線全停 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)有可能由現(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，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

20、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

21、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，或確定莫一接 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

22、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，不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方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： 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)，通過電氣設(shè)備的短 路電流為最大的地點(diǎn)。三、短路電流計(jì)算1、選擇計(jì)算短路點(diǎn)在下圖中，di,d2, d3分別為選中的三個(gè)短路點(diǎn)2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖XS110KV di Xi Xi X2 35K

23、V X2 X3 X3 d2 d3 10KV 3、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)為無限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即 |U 二|oo, S" = Soo (3)主變?yōu)?SFSL1-63000 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)電流 Ij= Sj/ 3 Uj=100/(115 X3 ) =0.502 (KA) 基準(zhǔn)電抗 Xj=

24、Uj/ 3 Ij= Uj2/ Sj=1152/100=132(氯)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頁對(duì)于LGJ-185線路X=0.382Q/KM XS*=0.0333+(0.382 35)/132/2=0.084 d1,d2,d3 點(diǎn)的等值電抗值計(jì)算公式:x1=1/2 XU (1-2) %+ U (1-3) %- U (2-3) % x2=1/2 X U (

25、1-2) %+ U (2-3) %- U (1-3) % x3=1/2 x U (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)=10.75 x2=1/2 * 17.5+6.5-10.5)=6.75 x

26、3=1/2 * 10.5+6.5-17.5)= - 0.25 標(biāo)么值:x1*= x1 /100X Sj / SN)=10.75/100 2100/63)=0.17 x2*= x2 /100 卷 Sj / SN)=6.75/100 (100/63)=0.11 x3*= x3 /100 卷 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=11.905 Ij=Sj /3Uj=100/(3X 115)=0.502(KA)I d1 =I d*1

27、x Ij=11.905 x 0.502=5.976(KA) d1=I s|ch=1.8 x 2 XI d=1.8 X2X 5.976=15.239 (KA)S =3Uj X I oo =3X115£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Ift=Wf穩(wěn)態(tài)電流 Ss：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 d2 I d*2=1/X d*2=1/0.224=4.46 Ij=Sj /( 3 Uj)=100/(3X 37)=1.56(KA) I d2= I

28、 oo=| d*2 X Ij=4.46X 1.56=6.958(KA) Ich =1.8 X 2X I d2=1.8 X2 X 6.958=17.74(KA) S2s= 3Uj X I 003 x 37 X 6.958=445.9(MA) 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 I d*3=1/X d*3=1/0.167=5.988 Ij =Sj / ( 3 Uj )=100/(3X 10.5)=5.5(KA) I d3= I 00 =I d*2 X Ij=5.988 X 5.5=32.9(KA)ch

29、3=1.8 X 2X I d3=1.8 X 2X 32.9=84(KA) S3 00= 3 Uj3 X I 00= 3 x 10.5 X 3A)9郁8(MV 定電流計(jì)算 因 IN=Ij >SN /Sj (SN =63MVA, Sj=100MVA, Ij1=0.502KA,Ij2=1.56KA,Ij3=5.5KA) 所 以IN1=0.502 63/100=0.32(KA)IN2=1.56 63/100=0.98(KA)IN3=5.5總3/100=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

30、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=Up Sj/ UjIj X SN/Sj I* I* Ij I* 00 I* 00 Ij 2.55I 1.52I Iuj d1 115 0.50.084 0.32 11.91 5.98 11.91 5.98 15.24 9.08 1190.3 d2 37 1.56 35 0.224 0.98 4.46 6.958 4.46 6.958 17.74 10.58 405.9 d3 10.5 5.5 10 0.167 3.47 5.988 32.9 5.988 32.9 84

31、 50 598 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。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)生過電壓過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

32、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Umax>Ug,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 10 10.5 11.5 35 38.5 40.5 110121 126 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Ie >Ig由于高壓電器沒有明顯的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，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

33、器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(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：It2t > Qdt Qdt在計(jì)算時(shí)間 tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng) （KA2.S） It-t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 （KA） T設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（S） 短路的動(dòng)穩(wěn)定條件 ich < idf Ich > Idf ic里路神擊電流峰值（KA ） idf 一短路全電流有效值Ich一電器允許的極限通過電流峰值（KA ） Idf 電器允許的極限通過電流有效值（KA ）絕緣水平 在工作電壓和過電壓下，電氣的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證 必要的可靠性。電器

34、的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中由現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè) 備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。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 C,最低氣溫-20 C,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4000A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

35、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：Ixu > Ig.max其中Ig.max一導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流（ A ） Ixu 一相應(yīng)于導(dǎo)體在莫一運(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 Sj=Ig.max/j其中Sj 一按經(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 連線與進(jìn)線選擇型號(hào)相同的導(dǎo)線 ，即LGJ-1

36、85型(長(zhǎng)期允許載 流量 770A>2*320A )。35KV系統(tǒng)：進(jìn)線(母線):Ig.max=1.05Ie=1.05 980=1029(A)查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第337頁表，按最高允許溫度為 +70 C,當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度 最高為+40 C,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頁表，得LGJ-630/55型導(dǎo)線(長(zhǎng)期允許載流量 1204A)曲線：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇Ig.max=63000/ (35X1.732) /6=173.2 (A)由于t=6000 ,查軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表(電力工程電氣設(shè)計(jì)

37、 手冊(cè)第377頁)，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)期允許最大截流量 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。=0.80 Ie=Pmax/ 3 U cos。=20X 103/ (3X10X0.80)=1443.42(A)Ig.max=1.05Ie=1.05 1443.42=1515.59(A)查電力工程電氣 設(shè)計(jì)手冊(cè)第 337頁表，按最高允許溫度為 +70 C,當(dāng)?shù)丨h(huán) 境溫度最高為+40 C,修正系數(shù)K=0.94所以導(dǎo)線的最大截流 量 Ig=Ig.max/K=1515.59/0.94=1612(A) 查電力工程電氣設(shè) 計(jì)手冊(cè)第333頁表，得矩形導(dǎo)體 80*8兩條橫放(長(zhǎng)期允 許載流量1946A) 曲線：由于不知道每回曲線的負(fù)荷情況，故選10KV曲線導(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/