華北電力大學降壓變電所設計畢業(yè)論文(楊同夫)

1、華北電力大學2007級專升本畢業(yè)設計 110kV降壓變電所設計華北電力大學畢業(yè)設計（論文）題目 110KV變電站電氣主接線設計專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 h電升0761 學生姓名 楊同夫 指導教師 李渤龍 成人教育學院2009年08月04日41目 錄第一章 電氣主接線方案的選擇1第一節(jié) 電氣主接線的設計1第二節(jié) 電氣主接線方案的確定8第二章 變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇10第一節(jié) 主變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇12第二節(jié) 所用變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇13第三章 短路電流的計算13第四章 設備的選擇與校驗19第一節(jié) 電氣設備的選擇原則和規(guī)定21第二節(jié) 導線的選擇與校驗23第三節(jié) 斷路

2、器的選擇與校驗23第四節(jié) 隔離開關(guān)的選擇與校驗27第五節(jié) 互感器的選擇與校驗29第五章 配電裝置設計25第一節(jié) 變電所總體布置26第二節(jié) 配電裝置的設計要求27第三節(jié) 配電裝置的選型、布置28第六章 防雷系統(tǒng)的設計32第一節(jié) 避雷器的配置32第二節(jié) 避雷針的配置33第七章 繼電保護部分設計33第八章 電氣其他部分的設計39第一章 電氣主接線方案的選擇第一節(jié) 電氣主接線設計在發(fā)電廠和變電所所中，發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電容器、互感器、避雷器等高壓電氣設備，以及將它們連接在一起的高壓電纜和母線，構(gòu)成了電能生產(chǎn)、匯集和分配的電氣主回路，這個電氣回路被稱為電氣一次系統(tǒng)，雙稱為電氣主接

3、線。電氣主接線是變電所設計的主體，采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護的控制方式的擬定等都有直接的影響。因此，電氣主接線的設計必須根據(jù)電力系統(tǒng)、變電所的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。一、主接線的設計原則：以下達的設計任務書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟適用、符合國情“的電力建設與發(fā)展方針，嚴格按照技術(shù)規(guī)定和標準，結(jié)合工程實際的具體特點，準確地掌握原始資料，保證設計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。二、主接線的設計要求： 1、可靠性：供電

4、可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。 斷路器檢修時,能否不影響供電。 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 變電所全部停電的可能性。 滿足對用戶的供電可靠性指標的要求。 2、靈活性： 調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備進行安全檢修，且不影響對及戶的供電。 擴建要求。應留有發(fā)展余地，便于擴建。3、經(jīng)濟性： 投資省。主接線應力求簡單，有時應采取限制短

5、路的措施，繼電保護和二次回路不過分復雜； 占地面積小。主接線設計應使配電裝置占地較少； 電能損失小。應避免過回供電。主變壓器的型號、容量、臺數(shù)的選擇要經(jīng)濟合理。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：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)。無匯流母線的接線形式：變壓器線路單元接線、橋形接線、角形接線等。接下來對以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點及適用范圍簡單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。1、單母線接線。優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，投資省，運行操作方便，且便于擴建。缺點：可靠性及靈活性差。適用范圍：只有一臺主變壓器，10kV出線

6、不超過5回，35kV出線不超過3回，110kV出線不超過2回。2、單母線分段接線。優(yōu)點：a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。b當一段母線故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。缺點：a當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該母線的回路都要在檢修期間停電。b當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。C擴建時需兩個方面均衡擴建。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，110220kV配電裝置少于4回時。3、雙母線分段接線。由于當進出線總數(shù)超過12回及以上時，方在一組母線上設分段斷路器，根據(jù)原始

7、資料提供的數(shù)據(jù)，此種接線方式過于復雜，故一不作考慮。4、雙母線接線。優(yōu)點：供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于檢修和試驗。缺點：使用設備多，特別是隔離開關(guān)，配電裝置復雜，投資較多，且操作復雜容易發(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8回或連接電源較多，負荷較大時，110kV220kV出線超過5回時。5、增設旁路母線的接線。由于610kV配電裝置供電負荷小，供電距離短，且一般可在網(wǎng)絡中取得備用電源，故一般不設旁路母線；3560kV配電裝置，多為重要用戶，為雙回路供電，有機會停電檢修斷路器，所以一般也不設旁路母線；采用單母線分段式或雙母線的110220kV配

8、電裝置一般設置旁路母線，設置旁路母線后，每條出線或主變間隔均裝設旁路隔離開關(guān)，這樣一來，檢修任何斷路器都不會影響供電，將會大幅度提高供電可靠性。優(yōu)點：可靠性和靈活性高，供電可靠。缺點：接線較為復雜，且操作復雜，投資較多。適用范圍： 出線回路多,斷路器停電檢修機會多； 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。6、變壓器線路單元接線。優(yōu)點：接線簡單，設備少，操作簡單。缺點：線路故障或檢修時，變壓器必須停運；變壓器故障或檢修時，線路必須停運。適用范圍：只有一臺變壓器和一回線路時。7、橋形接線：分為內(nèi)橋和外橋兩種。（1） 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：高

9、壓斷路器數(shù)量少，四回路只需三臺斷路器，線路的投入和切除比較方便。缺點：a變壓器的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路暫時停運；b出線斷路器檢修時，線路需長時間停運；c連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。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，故障率較高的情況。（2）外橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的外側(cè)。優(yōu)點：設備少，且變壓器的投入和切除比較方便。缺點：a線路的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，且影響一臺變壓器暫時停運；b變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運；c連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器的切

10、換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況，當電網(wǎng)中有穿越功率經(jīng)過變電所時，也可采用此種接線。8、角形接線：由于保證接線運行的可靠性，以采用35角為宜。優(yōu)點：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，只需切除這一段及其相連接的元件，對系統(tǒng)影響較小；c接線成閉合環(huán)形，運行時可靠、靈活；d每回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器時都不致中斷供電；e占地面積小。缺點：在開環(huán)、閉環(huán)兩種運行狀態(tài)時，各支流通過的電流差別很大，使電器選擇困難，并使繼電保護復雜化，且不便于擴建。適用范圍：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，結(jié)合原始資料所給定的

11、條件進行分析，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：110/35/10kV出線情況：110kV出線兩回，35kV5回架空出線，10kV 8回架空出線負荷性質(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，將各電壓等級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

12、，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 D H 變 區(qū) 出線I 電 域 所 變 出線 電 110kV 所 出線 大 1#主變 2#主變 35kV10kV出線 出線 備用 出 出 出 出 備 出 出 出 出線 線 線 線 用 線 線 線 線1 2 3 4 5 6 7 8 方案II D H變 區(qū) 電 域 所 變 35kV 出線I 110kV 出線 出線 #1B #2B 10kV 出線IV 出線V

13、 出 出 出 出 出 出 出 出線 線 線 線 線 線 線 線1 2 3 4 5 6 7 8 第二節(jié) 電氣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，當一條線路故障或切除時，不影響變壓器運行，不中斷供電；橋連斷路器停運時，兩回路將解列運行，亦不中斷供電。且接線簡單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配線及倒閘操作復雜，易出錯。方案II：采用單母線分段接線，任一臺變壓器或線路故障或停運時，不影響其它回路的運行；分段斷路器停運時，兩段母線需解列運行，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，檢修任一臺斷路器時，該回路需停運，分段開

14、關(guān)停運時，兩段母線需解列運行，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不致失電，另一段母線上其它線路需停運。方案II：單母線分段兼旁路接線，檢修任一臺斷路器時，都可用旁路斷路器代替；當任一母線故障檢修時，旁路斷路器只可代一回線路運行，本段母線上其它線路需停運。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，主變的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，擴建方便。線路的投入和切除比較方便。方案II：調(diào)度操作時可以靈活地投入和切除線路及變壓器，而且便于擴建。35kV側(cè)：方案I：運行方式簡便，調(diào)度操作簡單靈活，易于擴建，但當開

15、關(guān)或二次檢修時線路要停運，影響供電。方案II：運行方式復雜，調(diào)度操作復雜，但可以靈活地投入和切除變壓器和線路，能滿足在事故運行方式，檢修方式及特殊運行方式下的調(diào)度要求，較易于擴建。10kV側(cè)：兩方案相同。三、主接線方案的經(jīng)濟性比較將兩方案主要設備比較列表如下：項目方案主變壓器（臺）110kV斷路器（臺）110kV隔離開關(guān)（組）35kV斷路器（臺）35kV隔離開關(guān)（組）10kV設備I238916相同II2510926相同從上表可以看出，方案I比方案II少兩臺110kV斷路器、兩組110kV隔離開關(guān)，10組35kV隔離開關(guān)，方案I占地面積相對少一些（35kV側(cè)無旁路母線），所以說方案I 比方案II

16、綜合投資少得多。四、主接線方案的確定對方案I、方案II的綜合比較列表，對應比較一下它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性，從中選擇一個最終方案（因10kV側(cè)兩方案相同，不做比較）。方案項目方案I方案II可靠性 簡單清晰，設備少35kV母線故障或檢修時，將導致該母線上所帶3回出線全停任一主變或110kV線路停運時，均不影響其它回路停運 各電壓等級有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大操作簡便，誤操作的機率小 簡單清晰，設備多35kV母線檢修時，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線路停運時，均不影響其它回路停運 全部停電的概率很小操作相對簡便，誤操作

17、的機率大靈活性 運行方式簡單，調(diào)度靈活性強便于擴建和發(fā)展 運行方式復雜，操作煩瑣，特別是35kV部分 便于擴建和發(fā)展經(jīng)濟性 高壓斷路器少，投資相對少占地面積相對小 設備投資比第I方案相對多 占地面積相對大通過以上比較，經(jīng)濟性上第I方案遠優(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。又因為35kV及10kV負荷為工農(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

18、推行、雙電源供電方案的實施，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。第二章 變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇第一節(jié) 主變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇一、主變壓器的選擇（一）主變?nèi)萘亢团_數(shù)的確定原則主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺變壓器，當技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變。對大城市

19、郊區(qū)的一次變電所，在中壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，宜裝設兩臺變壓器。裝設兩臺及以上主變的變電所，當斷開一臺時，其余主變的容量不應小于70-80%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電所，在普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質(zhì)量的要求時，應采用有載調(diào)壓變壓器。主變壓器容量一般按照變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。對引入至負荷中心、具有直接從高壓將為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級或減少重復降壓容量，可采用雙繞組變壓器。對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1-2級設計，以便負荷發(fā)展時，更

20、換變壓器的容量。（二）主變壓器臺數(shù)的確定主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。由于本變電所出線較多，負荷較重，為了提高供電可靠性，盡量減少由于停電帶來的損失，因此，本變電所安裝兩臺主變壓器。（三）調(diào)壓方式的確定：據(jù)設計任務書中：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，所以應選擇有載調(diào)壓變壓器。（四）電壓等級的確定：本變電所有三個電壓等級，一次側(cè)為110kV，二次側(cè)為35kV和10 kV，且沒有制造、運輸?shù)确矫娴奶厥庖?，故選用三繞組變壓器。 （五）主變壓器容量的確定主變壓器容量一般按

21、變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，亦要根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器容量應按下式選擇：Sn=0.7PM。因?qū)σ话阈宰冸娝斠慌_主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證7080%負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力40%。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%為非重要負荷，因此，采用Sn=0.7 PM確定主變是可行的。由原始資料知：35kV側(cè)Pmax=5×10=50MW，負荷同時率為0.8 10kV側(cè)Pmax=8×8=64MW，負荷同時率為0.85 所以，在其最大運行方式下：Sn=0.7×(50×

22、0.8+64×0.85)=66.08(MVA)參考電力工程電氣設計手冊選擇兩臺三相三繞組自然冷卻有載調(diào)壓變壓器兩臺，型號為：SSZ10-6300型變壓器。型 號：SSZ10-63000/110額定電壓：(110±8×1.25%)/38.5±2×2.5%/10.5kV聯(lián)結(jié)組別：YN, yN0,dll阻抗電壓: 高中：10.5；高一低: 17.5；中低：6.5。（六）各電壓等級側(cè)中性點接地方式根據(jù)規(guī)程，110kV電壓等級側(cè)采用中性點直接接地方式，35kV、10kV電壓等級側(cè)采用中性點不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地。采用經(jīng)消弧線圈接地是為了限制接地電容電

23、流，使電容電流減小到安全值以下，消除弧光過電壓。110kV側(cè)：直接接地，且裝設氧化鋅避雷器作為主變壓器不接地運行時保護中性點絕緣，本期一臺按直接接地設計。35kV、10kV側(cè)：不接地。第二節(jié) 所用變壓器容量、臺數(shù)及型號的選擇一、所用變壓器臺數(shù)及容量的確定1、電力工程設計手冊中規(guī)定：“樞紐變電所及總?cè)萘吭?30kVA及以上的變電所及有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器及裝有同步調(diào)相機的變電所應裝設兩臺所用變?！?、所用變壓器所帶負荷的統(tǒng)計不經(jīng)常短路及不經(jīng)常斷續(xù)運行的負荷不計入計算負荷序號名稱容量（kW）cos備注1主變風扇100.512蓄電池通風1.70.723室內(nèi)配電室通風4.40.624操作機

24、構(gòu)加熱1015硅整流充電器200.786其它300.83、所用變壓器容量的確定：（1）所用變?nèi)萘浚贺摵赏瑫r率取0.85S0.85×(10/0.51+1.7/0.72+4.4/0.62+10+20/0.78+30/0.8) =86.88kVA二、所用電源引接方式根據(jù)規(guī)定，所內(nèi)有較低電壓母線時，一般由此類母線上引接1-2個所用電源。故本所從35kV、10kV母線上各引接一個所用電源。變電所所用電壓為400V，且400V電壓等級接線方式為中性點直接接地。三、所用變的選擇35kV所用變：型號：S9-100/10額定電壓：38.500±5%/0.4聯(lián)結(jié)組別：Y.yn010kV側(cè)所用變

25、：型號：SC10-100/10額定電壓：10±2×2.5%/0.4聯(lián)結(jié)組別：Yyno第三章 短路電流計算一、短路電流計算的目的 1、電氣主接線的比較與選擇。2、選擇斷路器等電氣設備或?qū)@些設備提出技術(shù)要求。3、為繼電保護的設計以及調(diào)試提供依據(jù)。4、評價并確定網(wǎng)絡方案，研究限制短路電流的措施。5、分析計算送電線路對通訊設施的影響.二、短路電流計算的一般規(guī)定 1、計算的基本情況 a系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。b短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。c所有電源的電動勢相位角相同。d應考慮對短路電流值有影響的所有元件。2、接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應是最大運行方式，不

26、能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。3、計算容量按該設計規(guī)劃容量計算。4、短路種類：均按三相短路計算。5、短路計算點在正常運行方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點。三、短路電流計算1、參數(shù)計算原始網(wǎng)絡等值電路(標幺值)見圖-1圖-1X1*= X4*=0.123×(100/14.5)=0.848X2*= X5*=0.105×(100/15)=0.7X3*= X6*=0.4×40×(100/1152)=0.121X7*= 0.4×25×(100/1152)=0.0756X8*= 0.4×60×(100/11

27、52)=0.1815X9*= 0.4×15×(100/1152)=0.0454X10*= 0.4×20×(100/1152)=0.0605X11*= (0.0848+0.7+0.121)/2=0.835Y至變換:如圖-2圖-2X12*=(0.0454×0.0756)/( 0.0454+0.0756+0.0605)=0.0189X13*=(0.0605×0.0756)/( 0.0454+0.0756+0.0605)=0.0252X14*=(0.0454×0.0605)/( 0.0454+0.0756+0.0605)=0.015

28、1圖-3X15*=(0.835+0.0189)+0.0151+(0.835+0.0189)×0.0151)/(0.0181+0.0252)=1.1668 X16*=(0.181+0.252)+0.0151+(0.181+0.252)×0.0151)/(0.835+0.0189)=0.4558X*=(1.1668×0.4558)/( 1.1668×0.4558)=0.32772、選擇計算短路點在下圖中，d1，d2，d3分別為選中的三個短路點3、畫等值網(wǎng)絡圖 XS 110kV d1 x1 x1 x2 35kV x2 x3 x3 d2 d3 10kVd1,d2

29、,d3點的等值電抗值計算公式：x1=1/2×U（1-2）%+ U（1-3）%- U（2-3）%x2=1/2×U（1-2）%+ U（2-3）%- U（1-3）%x3=1/2×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）%=10.5% U（1-3）%=17.5% U（2-3）%=6.5%主變額定容量SN=63MVA所以x1=1/2×(10.5+17.5-6

30、.5)=10.75x2=1/2×(10.5+6.5-17.5)= - 0.25x3=1/2×(10.5+6.5-17.5)= 6.75標么值: x1*= x1 /100×( Sj / SN)=10.75/100×(100/63)=0.17 x2*= x2 /100×( Sj / SN)=6.75/100×(100/63)= -0.004 x3*= x3 /100×( Sj / SN)=-0.25/100×(100/63)= 0.11 已知110kV系統(tǒng)折算到110kV母線上的等值電抗Xs*=0.3277（1）當d1

31、點短路時 XS d1確定標幺值基準:基準容量Sj=100MVA，Uj=115MVA基準電流Ij= Sj/1.732Uj=100/(115×1.732 ) =0.502（kA）三相相短路電流周分量有效值:IK(3) =Ij/ Xs*=0.502/0.3277=1.532(kA)其它三相短路電流周期分量有效值:I (3)=I(3) =IK(3) =1.532(kA)i sh(3) =2.55I (3) =2.55×1.532=3.9066(kA)Ish(3) =1.51I (3) =1.51×1.532=2.2133(kA)三相短路容量:SK(3)=SD/ X*=10

32、0/0.3277=305(MVA)（2）當d2點短路時 0.3277 0.17 0.17 0.3277 0.4107 -0.004 -0.004 0.083 d2 d2 d2確定標幺值基準:基準容量Sj=100MVA，Uj=37MVA基準電流Ij= Sj/1.732 Uj=100/(37×1.732) =1.56（kA）三相相短路電流周分量有效值:IK(3) =Ij/ Xs*=1.56/0.4107=3.798(kA)其它三相短路電流周期分量有效值:I (3)=I(3) =IK(3) =3.798(kA)i sh(3) =2.55I (3) =2.55×3.798=9.68

33、6(kA)Ish(3) =1.51I (3) =1.51×3.798=5.736(kA)三相短路容量:SK(3)=SD/ X*=100/0.4107=243.5(MVA)（3）當d3點短路時 0.3277 0.3277 0.17 0.17 0.4677 0.14 0.11 0.11 d3 d3 d3 基準容量Sj=100MVA，Uj=10.5MVA基準電流Ij= Sj/1.732 Uj=100/(10.5×1.732) =5.5（kA）三相相短路電流周分量有效值:IK(3) =Ij/ Xs*=5.5/0.4677=11.76(kA)其它三相短路電流周期分量有效值:I (3)

34、=I(3) =IK(3) =11.76(kA)i sh(3) =2.55I (3) =2.55×11.76=29.987(kA)Ish(3) =1.51I (3) =1.51×11.76=17.757(kA)三相短路容量:SK(3)=SD/ X*=100/0.4677=213.8(MVA)第四章 設備的選擇與校驗第一節(jié) 設備選擇的原則和規(guī)定 導體和設備的選擇設計，應做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全可靠，運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。 一、一般原則 1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。2）應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟

35、合理。3）選擇導體時應盡量減少品種。4）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。5）擴建工程應盡量使新老電器型號一致。6）選用的新產(chǎn)品，均應有可靠的實驗數(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，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓過電流的情況下保持正常運行。1）長期工作條件 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行電壓，即UmaxUg，當額定電壓在220kV及以下時為1.15UN。額定電壓與設備最高電壓受電設備或系統(tǒng)額定電壓供電設備額定電壓設備最高電壓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

36、能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即IeIg。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，應滿足各種方式下回路持續(xù)工作電流。c機械負荷：所選電器端子的允許負荷，應大于電器引下線在正常運行和短路時的最大作用力。2）短路穩(wěn)定條件 校驗的一般原則 電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定檢驗，檢驗的短路電流，一般取三相短路時的短路電流。 短路的熱穩(wěn)定條件：It2tQdt Qdt在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應（kA2.S） Itt秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA） T設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（S） 短路的動穩(wěn)定條件 ichidf IchIdf ich短路沖擊電

37、流峰值（kA） idf短路全電流有效值 Ich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)、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算選用適當?shù)碾妷罕Ｗo設備。 2、環(huán)境條件 選擇導體和電阻時，應按當?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+38.6，最低氣溫-17.9。第二節(jié) 導線的選擇和校驗載流導體一般采用鋁質(zhì)材料比較經(jīng)濟，110kV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線，當負荷電流較大

38、時，應根據(jù)負荷電流選用較大截面的導線。矩形導線一般只用于35kV及以下，電流在4000A及以下時；槽形導體一般用于40008000A的配電裝置中；管形導體用于8000A以上的大電流母線。一、導線的選擇1、按回路最大持續(xù)工作電流選擇： IxuIg.max 其中Ig.max導體回路持續(xù)工作電流（A） Ixu相應于導體在某一運行溫度、環(huán)境條件下長期允許工作電流（A） 若導體所處環(huán)境條件與規(guī)定載流量計算條件不同時，載流量應乘以相應的修正系數(shù)。 2、按經(jīng)濟電流密度選擇 SjIg.max/j 其中Sj按經(jīng)濟電流密度計算得到體截面（mm2） j經(jīng)濟電流密度（A/ mm2） 以下分別對各電壓等級的導線進行計算

39、選擇。 110kV系統(tǒng)：由于連線與110kV進線所承受的電流相同，故110kV所有連線與進線選擇型號相同的導線,即LGJ-300型（長期允許載流量770A>2*330A）。 35kV系統(tǒng)：進線(母線)：Ig.max=1.05Ie=1.05×1039=1091(A)查電力工程電氣設計手冊第337頁表，按最高允許溫度為+70，當?shù)丨h(huán)境溫度最高為+38.6，修正系數(shù)K=0.94所以導線的最大載流量 Ig=Ig.max/K=1091/0.94=1160 (A)查電力工程電氣設計手冊第412頁表，得LGJ-630/55型導線（長期允許載流量1204A）出線：按經(jīng)濟電流密度選擇 Ig.ma

40、x=10000/（35×1.732）/5=165 (A) 由于t=6000，查軟導線經(jīng)濟電流密度表(電力工程電氣設計手冊第377頁)，得j=0.95（A/mm2） 所以Sj= Ig.max/J=165/0.95=174(mm2)查表得LGJ-185/30型導線(長期允許最大載流量515A)10kV系統(tǒng)：進線：由于按主變額定容量計算太大，故按10kV側(cè)Pmax=8×8=64MW計算，cos=0.85Ie=Pmax/ 3 U cos=64×103/ ( 3×10×0.85)=4347.2(A)Ig.max=1.05Ie=1.05×4347

41、.2=4564.6 (A)查電力工程電氣設計手冊第337頁表，按最高允許溫度為+70，當?shù)丨h(huán)境溫度最高為+38.6，修正系數(shù)K=0.94所以導線的最大載流量 Ig=Ig.max/K=4564.6/0.94=4855.95(A)查電力工程電氣設計手冊第333頁表，得矩形導體125*10四條豎放（長期允許載流量5633A）出線：每回出線8MW，得 Ig=8000/(10× 3 )=461.9 (A)架空線路： 由于t=6000，查軟導線經(jīng)濟電流密度表，得j=0.88（A/mm2） 所以Sj= Ig.max/J=464.9/0.88=528.3(mm2)查表得LGJ-300型導線，長期允許

42、最大載流量700A461.9，能滿足負荷需求。因為按經(jīng)濟電流密度選擇的導線載面，應盡量接近經(jīng)濟計算載面Sj，當無合適規(guī)格導體時，允許小于Sj。二、導線的校驗1、按電暈電壓校驗：110kV及以上電壓的線路，變電所母線均應以當?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導線安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓，即UgU0。U0=84m1m2h2/3nr0 /h0（1+0.301/ r0）×lgajj /rd2、短路熱穩(wěn)定校驗：裸導線熱穩(wěn)定校驗公式為 SSmin=I/C×（ tdz×kf）其中：Smin根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許載面（mm2） C熱穩(wěn)定系數(shù)，查表得C=

43、87tdz短路電流等值時間kf集膚效應系數(shù)。軟導線取1，矩形母線取1.4110kV側(cè) Smin=1532/87× 4.45=37 mm2300 mm235kV側(cè) Smin=3798/87× 4.45=92.1 mm2630 mm210kV側(cè) Smin=11760/87× 4.45×1.4 =337.9 mm22×(125×10) mm2故熱穩(wěn)定校驗合格。第三節(jié) 斷路器的選擇和校驗一、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、開斷電流（或開斷容量）：IdtIkd（或SdtSkd） Idt斷路

44、器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量 Ikd斷路器額定開斷電流Sdt斷路器額定t秒的開斷容量Skd斷路器額定開斷容量4、短路關(guān)合電流選擇：iNSCich5、動穩(wěn)定校驗：imaxich6、熱穩(wěn)定校驗：I2tdzIt2t二、斷路器型式和種類的選擇：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，除應滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并以技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。三、斷路器的選擇和校驗1、電壓選擇：110kV側(cè)：Ug=1.1Ue=121kV35kV側(cè)：Ug=1.1Ue=38.5kV10kV側(cè)：

45、Ug=1.1Ue=11kV2、電流選擇：由于高壓斷路器沒有連續(xù)過流的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。110kV側(cè)：進線：Ig=1.05Ie=1.05×（2×330.7）=694.5A橋開關(guān)：Ig=1.05Ie=1.05×330.7=347.2A35kV側(cè)：主變側(cè)：Ig=1.05Ie=61091.8A出線：Ig=1.05Ie=1.05×165=173.2A10kV側(cè)：主變側(cè)：Ig=1.05Ie=3637.4 A出線：Ig=1.05Ie=1.05×462=485A3、開斷電流（由短路電流計算得）：110kV

46、側(cè)：Idt=1.532kA35kV側(cè)：Idt=3.798kA10kV側(cè)：Idt=11.76kA4、最大短路沖擊電流（由短路電流計算得）：110kV側(cè)：ich=3.9066kA35kV側(cè)：ich=9.686kA110kV側(cè)：ich=29.987kA通過以上所得數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器，選擇情況見下表：安裝位置型號電壓（kV）額定電流A額定開斷電流kA極限通過電流kA額定短時耐受電流kA固有分閘時間s合閘時間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、動穩(wěn)定校驗：ichimax110kV側(cè)：ich1=3.9066kA imax1=100kA 則ich1imax135kV側(cè)：ich2=9.686kA imax2=63kA 則ich2imax210kV側(cè)：ich3=2