35KV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計

1、河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院35 KV 變 電 站次 系 統(tǒng) 設(shè) 計姓 名： 田英科學(xué) 號： 0828010015專業(yè)班級：電氣08-2指導(dǎo)老師：所在學(xué)院：電氣工程與自動化系摘要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成局部,它直接影響整個電力系統(tǒng)的平安與經(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.電氣主接線是發(fā)電廠變 電所的主要環(huán)節(jié),電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置 的布置、繼電保護(hù)和自動裝置確實定,是變電站電氣局部投資大小的決定性因素.本次設(shè)計建設(shè)一座35KV降壓變電站,首先,根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運行靈活的 要求選擇各個電壓等級的接線方式,在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面

2、進(jìn)行比擬,選取靈活的最優(yōu) 接線方式.其次進(jìn)行短路電流計算,根據(jù)各短路點計算出各點短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流, 從三相短路計算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級的工作母線時,其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值.最后,根據(jù)各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備選擇,然后進(jìn)行 校驗并對二次改造局部進(jìn)行概預(yù)算編制.關(guān)鍵詞：35KV變電所：設(shè)計：變壓器：短路電流計算目錄1概述 .42變電所的負(fù)荷計算 .53變電站的選取 .84電氣主接線設(shè)計 105短路電流計算 146電氣設(shè)備選擇和校驗 167變電所的平面布置 258防雷接地 .279心得體會 291概述我國的城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正在進(jìn)行大規(guī)模的改造,與此

3、相應(yīng),城鄉(xiāng)變電所也 須進(jìn)行更新?lián)Q代,我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實情況是常規(guī)變電所依然存在,小型變電所、微機(jī)監(jiān) 測變電所、綜合自動化變電所相繼出現(xiàn),并取得了迅猛的開展.供電電源：由區(qū)域變電所二路 35kV架空線1#、2#戔至變電站后轉(zhuǎn)為電纜線供 給本站,線長3 Km.變電站35kV母線最大運行三相短路容量Skmax=800MVA,Smin =600MVA操作電源：直流220V電能計量：采用高供高計,兩路 35kV進(jìn)線各設(shè)置計量專用的電流、電壓互感器及 計量屏.兩臺所用變設(shè)計量用電度表.隨著改革的不斷深化,經(jīng)濟(jì)的迅速開展.各電力部門對變電所設(shè)計水平的要求將越 來越高.現(xiàn)在所設(shè)計的常規(guī)變電所最突出的問題是設(shè)備落

4、后,結(jié)構(gòu)不合理,占地多,投 資大,損耗高,效率低,尤其是在一次開關(guān)和二次設(shè)備造型問題上,根本停留在50-60年代的水平上,從開展的觀點來看,將越來越不適應(yīng)我國城市和農(nóng)村開展的要求.國民經(jīng)濟(jì)不斷開展,對電力能源需求也不斷增大,致使變電所數(shù)量增加,電壓等級 提升,供電范圍擴(kuò)大及輸配電容量增大,采用傳統(tǒng)的變電站一次及二次設(shè)備已越來越難 以滿足變電站平安及經(jīng)濟(jì)運行,少人值班或者無人值班的要求.現(xiàn)在已經(jīng)大多采用了微 機(jī)保護(hù).分級保護(hù)和常規(guī)保護(hù)相比,增加了人機(jī)對話功能,自控功能,通信功能和實時 時鐘等功能,因此如果通過電力監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng),可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度 中央的人員及時掌握變電站的運行情況

5、,直接對設(shè)備進(jìn)行操作,及時了解故障情況,并 迅速進(jìn)行處理,到達(dá)供電系統(tǒng)的治理科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、并且還可以做到與其他自動化系 統(tǒng)互換數(shù)據(jù),充分發(fā)揮整體優(yōu)勢,進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合治理 .2變電所的負(fù)荷計算2.1 負(fù)荷計算的意義計算負(fù)荷是根據(jù)的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù) 荷.它是設(shè)計時作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及 互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù).負(fù)荷計算的目的是為了掌握用電情況,合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件,如導(dǎo)線、電 纜、變壓器、開關(guān)等.負(fù)荷計算過小,那么依此選用的設(shè)備和載流局部有過熱危險,輕者使 線路和配電設(shè)備壽命降低,重者影響供電系統(tǒng)的平安

6、運行.負(fù)荷計算偏大,那么造成設(shè)備的 浪費和投資的增大.為此,正確進(jìn)行負(fù)荷計算是供電設(shè)計的前提,也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安 全、經(jīng)濟(jì)運行的必要手段2.2 負(fù)荷計算方法目前負(fù)荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國內(nèi)設(shè)計單位的使用最為普遍.此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率 法、變值系數(shù)法和ABC&等.常采用需用系數(shù)法計算用電設(shè)備組的負(fù)荷時,應(yīng)將性質(zhì)相 同的用電設(shè)備劃作一組,并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別,查出相應(yīng)的需用系數(shù)Kx,然后根據(jù)上述公式求出該組用電設(shè)備的計算負(fù)荷.2.3 負(fù)荷計算過程根據(jù)原始負(fù)荷資料如下：負(fù)荷(35KV :同時系數(shù)Km=0.9表2-1負(fù)

7、荷名稱額定容量 (Kvy額定電壓 (KM負(fù)荷特性Cos(|)供電線路長度(m)1#出線86060.82002#出線40060.822503#出線76060.751004#出線160060.880水源變電所120060.85200生活區(qū)艾電所200060.890鍋爐變電所110060.8100污水處理電源120060.880計算過程如下:1#出線：tancos0.75, 0.8P30 KdPN0.9 860 774KW , Q30P30 tan 774 0.75 580.5KW2# 出線：tan 1 8s1 0.82 0.698,cos0.82P30 KdPN0.9 400 360KWQ30P3

8、0 tan360 0.698 251.28 KW3# 出線：tan 1 8s1 0.750.882,cos0.75P3o KdPN0.9 760 684KWQ30 P30 tan684 0.882 603.288 KW1 coS21 0.824#出線：tan 0.75,cos0.8P3o KdPN0.9 1600 1440KWQ30 P30 tan1440 0.75 1080 KW水源變電所：tan 1 8s之1 0.852 0.62,cos0.85P30 KdPN 0.9 1200 1080KWQ30P30 tan1080 0.62 669.6 KW生活區(qū)變電所：tan 1 8s之1 0.8

9、2 0.75,cos0.8P30 KdPN0.9 2000 1800 KWQ30 P30tan1800 0.75 1350KW鍋爐變電所：tan 小 8s2出0.82 0.75,cos0.8P30 KdPN0.9 1100 990KWQ30 P30 tan990 0.75 742.5KW污水處理電源：tan 1 8s 1 OU 0.75, cos0.8P30 KdPN0.9 1200 1080KWQ30 P30 tan1080 0.75 810KW備用線路 1#: tan 也 8s2'I S' 0.75,cos0.8P30 KdPN0.9 2000 1800 KWQ30P3o

10、tan 1800 0.75 1350 KW備用線路 2#: tan j 8s2'1 S' 0.75,cos0.8P30 KdPN0.9 2000 1800 KWQ30 P30 tan1800 0.75 1350KW負(fù)荷計算結(jié)果如下表2-2:負(fù)荷名稱額定容量(KW額定電壓(KM負(fù)荷 特性 cos小tan供電線 路長度(m)P30(KW)Q0(KVar)1#出線86060.810.75200774580.52#出線40060.8210.702503602523#出線76060.750.88100684601.94#出線160060.80.758014401080水源變電所12006

11、0.850.622001080669.6生活區(qū)艾電所200060.810.759018001350鍋爐變電所110060.80.75100990742.5污水處理電源120060.80.75801080810備用200060.810.7520018001350備用200060.80.75200180013503變電站的選取3.1 主變壓器臺數(shù)確實定為保證供電的可靠性,防止一臺主變故障或檢修時影響供電, 變電所一般裝 設(shè)兩臺主變壓器,但一般不超過兩臺變壓器.當(dāng)只有一個電源或變電所的一級負(fù) 荷另有備用電源保證供電時,可裝設(shè)一臺主變壓器.對于大型超高壓樞紐變電所,裝設(shè)兩臺大型變壓器,當(dāng)一臺發(fā)生故障時

12、,要 切斷大量負(fù)荷是很困難的,因此,對大型樞紐變電所,根具工程具體情況,應(yīng)安 裝2 4臺主變壓器.這種裝設(shè)方法可以提升變電所的供電可靠性,變壓器的單 臺容量以及安裝的總?cè)萘拷钥捎兴?jié)約, 且可根據(jù)負(fù)荷的實際增長的進(jìn)程,分別 逐臺裝設(shè)變壓器,而不致積壓資金.當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺以及以上的主變時,每臺容量的選擇應(yīng)根據(jù)其中任一臺停 運時,其余變壓器容量至少能保證所供的一級負(fù)荷或為變電所全部負(fù)荷的60%-75%通常一次變電所采用75%二次變電所采用60%本次設(shè)計的是線變阻,選擇暗備用,每臺按變壓器的最大負(fù)荷選擇.正常情 況下兩臺變壓器都參加工作,這時,每臺變壓器均承受 50%R大負(fù)荷,這種備用 及能滿足正

13、常工作時經(jīng)濟(jì)運行的要求, 又能在故障情況下承當(dāng)全部負(fù)荷, 是比擬 合理的備用方式.所以 SN,T 100%00 11775.043KVA根據(jù)數(shù)據(jù)選SFL7-12500/35型變壓器S 2PtPotPcu.n.t()2SN.T(3-1)而 Pot 16000W 16KW ,PCu.nt 63000W 63KWPt1663(11775.0431250071.9KWQT)2QN.T_Iot% c0.7Q0TqSNT 12500 87.5而100.100- UK% -8QN.T Snt - 12500 1000100.10011775.043 oQT 87.5 1000 ()2 974.87 K va

14、r12500S.(P3oP)2 (Q30QT Qc)2.(9446.4 71.9)2 (7029.7344 974.87 33 72.56)211048.6 12500Pav cos Qav因此校驗合格 實際功率因數(shù)：P30"2 .C 2P30Pav tan 1 nS0.75 9518.3(0.75 9518.3)2 (0.75 9518.3 0.802 33 72.56)27138.7257877.530.9063.3補(bǔ)償電容器的選擇變電所對功率因數(shù)有這樣高的要求,僅僅依靠提升自然功率因數(shù)的方法,般不能滿足要求.因此,變電所需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置,對功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償計算過程如下:%

15、 KtPN 0.8 11808 9446.4Q30 KtQn 0.8 8787.168 7029.7344cos 1并聯(lián)前:0.75 9446.4,(0.75 9446.4)2 (0.8 7029.7344)20.78tan 10.802并聯(lián)后：cos 2 0.9 , tan 2 0.484所以：QcP30(tan 1 tan 2) 0.75 9446.4 (0.802 0.484) 2252.966kvar因此選補(bǔ)償電容器的型號為：BWF6.3-80-1W一 一 UN 26 2Qci Qcin( -)2 80 ()2 72.56kvarUcn6.32252.96672.5631.04所以電容

16、器的個數(shù)選33只4電氣主接線設(shè)計4.1 電氣主接線的概述變電所電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站的具體條件確定的,一電源和出現(xiàn)為主體.是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要內(nèi)環(huán)節(jié).主接線確實定對電力系統(tǒng)整體及變電 站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān),并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置 的布置、繼電保護(hù)和限制方式的擬定有很大影響. 因此,必須通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬, 合理確定主接線方案.4.2 電氣主接線的設(shè)計原那么和要求4.2.1 電氣主接線的設(shè)計原那么(1)考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用.變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用 是決定主接線的主要因素.變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、 企業(yè)變電所還是分支變電所

17、,由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同,對主接 線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同.(2)考慮近期和遠(yuǎn)期的開展規(guī)模.變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)五到十年電力系 統(tǒng)開展規(guī)劃進(jìn)行.應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長速度和潮流分布,并分析各 種可能的運行方式,來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù).(3)考慮用電負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響. 對一級用 電負(fù)荷,必須有兩個獨立電源供電,且當(dāng)一個電源失去后,應(yīng)保證全部一級用電 負(fù)荷不間斷供電；對二級用電負(fù)荷,一般要有兩個電源供電,且當(dāng)一個電源失去 后,能保證大局部二級用電負(fù)荷供電,三級用電負(fù)荷一般只需一個電源供電.(4)考慮主變臺數(shù)對主

18、接線的影響.變電所主變的容量和臺數(shù),對變電所主 接線的選擇將會產(chǎn)生直接的影響. 通常對大型變電所,由于其傳輸容量大,對供 電可靠性要求高,因此,其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高.而容量小的 變電所,其傳輸容量小,對主接線的可靠性、靈活性的要求低.(5)考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響.發(fā)、送、變的備用容量是 為了保證可靠的供電,適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求. 電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同,例如,當(dāng)斷路器或母線檢修時,是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時否允切除線路、變壓器的數(shù)量 等,都直接影響主接線的形式.4.2.2 電氣主接線設(shè)計的根本要求變

19、電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位,變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定.并應(yīng)綜合考慮供 電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求.(1)可靠實用.所為可靠性是指主接線能可靠的工作,以保證對用戶不間斷的供電.衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐. 經(jīng)過長期運行實踐的考驗,對以往 所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選,現(xiàn)今采用主接線的類型并不多.主接線的可靠性是它 的各組成元件,包括一、二次局部在運行中可靠性的綜合.因此,不僅要考慮一 次設(shè)備對供電可靠性的影響,還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的 影響.同時,可靠性不是絕對的,而是相對的.

20、一種主接線對某些變電所是可靠 的,而對另一些變電所可能是不可靠的.(2)運行靈活.主接線運行方式靈活,利用最少的切換操作,到達(dá)不同的供 電方式.根據(jù)用電負(fù)荷大小,應(yīng)作到靈活的投入和切除變壓器.檢修時,可以方 便的停運變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備,不影響工廠重要負(fù)荷的用電.(3)簡單經(jīng)濟(jì).在滿足供電可靠性的前提下,盡量選用簡單的接線.接線簡 單,既節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備,使節(jié)點 少、事故和檢修機(jī)率少；又要考慮單位的經(jīng)濟(jì)水平.經(jīng)濟(jì)合理地選用主變壓器型 號、容量、數(shù)量,減少二次降壓用電,到達(dá)減少電能損失之目的.(4)操作方便.主接線操作簡便與否,視主接線各回路是否

21、按一條回路配置 一臺斷路器的原那么,符合這一原那么,不僅操作簡便、二次接線簡單、擴(kuò)建也方便, 而且一條回路發(fā)生故障時不影響非故障回路供電.(5)便于開展.設(shè)計主接線時,要為布置配電裝置提供條件,盡量減少占地 面積.但是還應(yīng)考慮工廠企業(yè)的開展,有的用戶第一期工程往往只上一臺變壓器, 經(jīng)35年后,需建設(shè)第二臺主變壓器,變電所布局、基建一般都是根據(jù)主接線的規(guī)模確定的.因此,選擇主接線方案時,應(yīng)留有開展余地.擴(kuò)建時可以很容易地 從初期接線過度到最終接線.4.3 電氣主接線方案的比擬變電所的接線應(yīng)從平安、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā).本次設(shè)計的35KV總降變電所,地位較為重要,應(yīng)盡量保證供電的可靠性,又由于是總

22、降變電所,從經(jīng)濟(jì) 性來考慮主接線不宜復(fù)雜.(1)只裝有一臺主變壓器的總降變電所主接線.通常采用一次側(cè)無母線、二 次側(cè)為單母線的主接線.一次側(cè)采用斷路器為主開關(guān).其特點是簡單經(jīng)濟(jì),但供 電可靠性不高,只適用于三級負(fù)荷.(2) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線. 這種主接線的運行靈活性較 好,供電可靠性較高,適用于一、二級負(fù)荷.這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較 長而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所.(3) 一次側(cè)為外橋式接線的總降變電所主接線. 這種主接線也適用于一、二 級負(fù)荷.這種外橋式接線多用于電源線路不長而主變壓器需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì) 運行的總降壓變電所.(4) 一、二次側(cè)均采用單母線分

23、段的總降壓變電所主接線. 這種主接線兼有 上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線的運行靈活性的優(yōu)點,但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多, 投資較大.可供一、二級負(fù)荷,適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的情況.(5) 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主接線. 采用雙母線接線較之 采用單母線接線,供電可靠性和運行靈活性大大提升,但開關(guān)設(shè)備也大大提升, 從而大大增加了初投資,所以雙母線接線在企業(yè)中少用,主要用于電力系統(tǒng)中.綜合上述的主接線方案的比擬,一次側(cè)選用線路一變壓器組接線方式,即采 用兩臺變壓器分列運行,二次側(cè)采用單母分段接線方式.35KV側(cè)的接線：所設(shè)計的變電所35KV出線,最終四回,本期工程一次完成,在考慮主接線 方

24、案時,應(yīng)首先滿足運行可靠,操作靈活,節(jié)省投資.方案一、單母線接線方式：接線簡單、清楚.操作方便,投資少便于擴(kuò)建；母線 或隔離開關(guān)檢修或故障時連接在母線上的所有回路必須停止工作；檢修任一電源或線路的斷路器時,該回路必須停電；當(dāng)母線或母線上的隔離開關(guān)上發(fā)生短路以 及斷路器在繼電保護(hù)作用下都自動斷開,因而造成全部停電.方案二、單母分段接線方式：當(dāng)一段母線發(fā)生故障時,分段斷路器自動將故障段 隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電,可提升供電可靠性和 靈活性.當(dāng)一段母線發(fā)生故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母 線不間斷供電,不致使重要用戶停電,可提升供電可靠性和靈活性.以上兩種方

25、案比擬,在供電可靠性方面,方案一較差,故35KV側(cè)應(yīng)采用單母分段接線10KV側(cè)的接線方案一、單母線接線：具有接線簡單清楚,操作方便,所用設(shè)備比擬少,投資少 等優(yōu)點,但當(dāng)母線或母側(cè)隔離開關(guān)檢修故障時, 連接在母線上的所有回路都將停 止工作,當(dāng)母線發(fā)生短路時,所有電源回路的斷路器在繼電保護(hù)作用中自動跳閘, 因而造成母線電壓失壓全部停電, 檢修任一電源或線路的斷路器時,該回路必須 停電.方案二、單母分段接線：接線簡單清楚,設(shè)備少,且操作方便,可提升供電可靠 性和靈活性,不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍, 對于重要用戶可以從 不同段引兩個回路,而使重要用戶有兩個電源供電,在這種情況下,當(dāng)一段母線

26、發(fā)生故障,由于分段斷路器在 繼電保護(hù)裝置的作用下,能自動將故障段切除,因而保證了正常段母線不間斷供 電.綜上所述,單母分段接線的可靠性較高,而且比擬經(jīng)濟(jì),故10KV側(cè)接線應(yīng)選方案二,單母分段接線.5短路電流計算5.1 短路電流計算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流.在工業(yè)企業(yè)供電系 統(tǒng)的設(shè)計和運行中,不僅要考慮到正常工作狀態(tài),而且還要考慮到發(fā)生故障所造 成的不正常狀態(tài).根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗,破壞供電系統(tǒng)正常運行的 故障一般最常見的是各種短路.所謂短路是指相與相之間的短接,或在中性點接 地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接接地,以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短 接.當(dāng)發(fā)

27、生短路時,短路回路的阻抗很小,于是在短路回路中將流通很大的短路 電流幾千甚至幾十萬安,電源的電壓完全降落在短路回路中.三相系統(tǒng)中短路的根本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路單相接地 短路和兩相接地短路.除了上述各種短路以外,變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相 繞組匝間或?qū)娱g短路等.根據(jù)運行經(jīng)驗統(tǒng)計,最常見的是單相接地短路,約占故 障總數(shù)的60%兩相短路約占15%兩相接地短路約占20%三相短路約占5% 三相短路雖少,但不能不考慮,由于它畢竟有發(fā)生的可能,并且對系統(tǒng)的穩(wěn)定運 行有著十分不利的影響.單相短路雖然時機(jī)多短路電流也大,但可以人為的減小 單相短路電流數(shù)值,使單相短路電流最大可能值不超過三相短路電

28、流的最大值.這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇, 況且三相短路又是 不對稱短路的計算根底,尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少, 因 此應(yīng)該掌握交流三相短路電流的計算.5.2 短路電流的計算進(jìn)行短路電流計算時,首先應(yīng)收集相關(guān)的資料,如電力系統(tǒng)接線圖、運行 方式和各元件的技術(shù)參數(shù)等.然后繪制計算電路圖.然后再根據(jù)對短路點做出等 值電路圖,利用網(wǎng)絡(luò)變化規(guī)那么,將其逐步簡化,求出短路回路總電抗.最后根據(jù) 總電抗即可求出短路電流值.以下分別討論計算電路圖、等值電路圖和短路回路 總電抗確實定.Smax 800MVA Uk 8.0%0.08 /KmSmin600 MVA圖5-1計

29、算電路圖(1)短路電流的計算選取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA取U ji 35KVwSj貝 u I j1=3Uj1100-=1.56KA .3 37取 Uj2=6.3KV那么Ij2Sj. 3U j21009.16KA3 6.3取 Uj3=0.4KVSj100j3;3Ui33 0.4j 3144.34KA(2)計算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值,繪制等效電路圖.最大運行方式和最小運行方式下系統(tǒng)的阻抗一 一 *X1M 和 X1m*X1MSj100SKMAX8000.125*X1 mSj"SKmin1006000.167線路阻抗一變壓器阻抗*Sj100X2 刈得 0.4 30.088U 2v372Y*

30、Uk% SjX3_ _100 Snt8100100 12.50.64*Sj100線路阻抗二X4 x2l2 0.4 0.08 102 0.081Uav6.3等效電路圖如下所示： 11110.1250.0880.640.08短路電流計算結(jié)果如以下圖所示表 5-1所示短路點短路點短路現(xiàn)暫態(tài)短路穩(wěn)態(tài)電短路沖擊短路點容量短路地點編號平均電壓(KM電流啟效值I (KA)流后效值I (KA)電 i ch(KA)S (KVA)35KV母線ki3718.45618.4564736766KV母線k26.35.385.3813.72344.776KV出線氏6.319.6419.6450214.36電氣設(shè)備選擇和校驗

31、6.1高壓電器選擇的一般原那么高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài) 下工作要求的合理的電器,以保證系統(tǒng)平安、可靠、經(jīng)濟(jì)的運行條件.要使企業(yè)供電系統(tǒng)的平安可靠,必須正確合理的選擇各種電氣設(shè)備, 選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中 高壓電氣設(shè)備的一般原那么,除按正常運行下的額定電壓、 額定電流等條件外,還應(yīng)按短路情況下進(jìn)行校驗,但各種電氣設(shè)備的選擇與校驗工程也不盡一樣,見下表6-1 :設(shè)備名稱選擇工程校驗工程額 定 電 壓 KV額 定 電 流 V裝 置 類 型 戶 內(nèi) 戶 外準(zhǔn) 確 度 級電 抗 百 分 數(shù)X%短路電流開斷水平二 次 容 量乘U 余 電 壓熱穩(wěn)定動 穩(wěn) 定高壓短路器X

32、XX*負(fù)荷開關(guān)XXX*隔離升關(guān)XXX*熔斷器XXX*電流互感器XXXX*電壓互感器XXX*電抗器XX_X*支持瓷瓶XX*套管瓷瓶XXX*母線XX*電纜XX*需要選擇的工程*需要校驗的工程6.2電器設(shè)備的選擇、校驗(1)支柱絕緣子 主要用來支持導(dǎo)線和桿塔絕緣.目前種類很多,主要有懸 式絕緣子,針式絕緣子,蝴蝶型絕緣子,拉緊絕緣子,支柱絕緣子,鋼化玻璃絕 緣子,陶瓷橫擔(dān),鋼化玻璃橫擔(dān),各類電氣設(shè)備進(jìn)出線套管,以及穿墻套管等.選高壓支柱式絕緣子：戶外支柱：ZS 實心棒型支柱、ZSX 懸掛式棒式支柱、ZSW一耐污型棒式支柱,戶內(nèi)支柱：ZN-戶內(nèi)內(nèi)膠裝支柱瓷絕緣子、 ZL戶內(nèi)聯(lián)合膠裝、Z 戶內(nèi)外膠裝.A

33、, B, C, D機(jī)械破壞等級、Y一 一圓柱底座、T橢圓形底座、F方形.所以戶外選ZSW-35/4 ,戶內(nèi) 選 ZL 35/4 Y 0(2)穿墻套管 穿墻套管適用于工頻率35KV及以下的變電所配電裝置和 高壓電器中作導(dǎo)電局部穿墻壁的絕緣和支持用套管,按使用場所分為戶內(nèi)普通 型,戶外戶內(nèi)耐污型,戶外戶內(nèi)高原型,戶外戶內(nèi)高原耐污型.選35KV戶外戶內(nèi)鋁導(dǎo)體CWL-35-400校驗動穩(wěn)定：1tl 1t221.5 0.9822Fc 8.62-t1-ish 108.6218.68 10a0.45165.77N0.6Fph0.6 3920 2352N所以滿足要求.校驗熱穩(wěn)定:2Q 7.3262 (2 0.

34、05) 110.024It2 t 7.22 5 259.2可以看出所以滿足要求_2QtIt t(3)導(dǎo)線 具有較好的導(dǎo)電性能,較好的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等特點. 種類 有鋁絞線,銅芯鋁絞線,銅絞線,電力電纜,低壓塑料線,低壓橡膠線等.極大局部的高,低壓電力線路裸鋁線,鋼芯鋁絞線.高壓絕緣線主要用在城鎮(zhèn)街道上, 以提升線路的運行平安和降低線路損耗；而 380V以下的低壓線路,一般多采用 塑料C橡皮絕緣線或塑料地理電力線.Jn 0.912500計算:1 g max 1.05216.5A3 35Ajn x Z165 240.56mm2 Jn 0.9導(dǎo)線截面選240mm即選LJ240LJ型裸鋁絞線35 C

35、戶外載流量536A校驗發(fā)熱 I 30=216.5A < I al=536A滿足要求機(jī)械強(qiáng)度校驗架空裸鋁線最小允許截面35mr2<300mm 滿足要求(4)斷路器 高壓斷路器是變電所主要電氣設(shè)備之一, 其選擇的好壞,不 但直接影響變電所的正常狀態(tài)下運行,而且也影響在故障條件下是否能可靠地分 斷.斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開斷電流或 開斷容量各技術(shù)參數(shù),并且進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗. 按額定電壓選擇 斷路器的額定電壓,應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓, 即UZd > Ue式中Uzd一制造廠保證的最高工作電壓,KV； u一斷路器的額定電 壓,KM按額定電流選擇

36、 斷路器的額定電流Ie應(yīng)不小于回路的持續(xù)工作電流, 即Ie> I g式中I e一斷路器額定電流,A； Ig一回路持續(xù)工作電流,A按配電裝置種類選擇裝置的種類指斷路器安裝的場所.裝設(shè)在屋內(nèi)的 應(yīng)選屋內(nèi)型,裝設(shè)在屋外的,應(yīng)選屋外型. 按構(gòu)造型式選擇 在相同技術(shù)參數(shù)的條件下,有各種型式的斷路器,如 多油斷路器、少油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器等.要根據(jù)配電裝置的 工作條件和要求,結(jié)合各斷路器的特點來選用.少油斷路器的特點是油量少、重量輕,不用采取特殊的防火防爆舉措. 且其 尺寸小、占地面積小,造價低.因此,但凡在技術(shù)上能滿足要求的場合應(yīng)優(yōu)先采用.但少油斷路器由于油量少,在低溫下易于凝凍,

37、故不適宜嚴(yán)寒地區(qū)低溫下運 行.也不適于屢次重合的場合.空氣斷路器是無油不會起火,而且其動作速度快,斷路時間短,斷流容量大, 適用于屢次重合的場合.但是,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,附有一套壓縮空氣裝置,價值高. 因此,只在要求動作速度快,屢次重合的情況下,才選用空氣斷路器.六氟化硫斷路器的特點滅弧性能好, 在密封不好的情況下,在斷路器周圍環(huán) 境中易于沉積SR氣體,并需進(jìn)行充氣.在設(shè)計時,具體問題要具體分析,根據(jù)上述條件,選用技術(shù)上合理而又經(jīng)濟(jì) 的斷路器為宜.35KV側(cè)斷路器選擇ZN5-40.512500Igmax 1.05216.5A3 351 301.05125003 61202.848 A校驗如下：表6-

38、2ZN85-40.5 數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)Un40.5KVU LN37KVI N1250AI max216.5Aimax63KA.3ish18.68KAI oc25KAIk37.326KA熱穩(wěn)校驗2252 42500KAISIk3 tj27.3262 2.05110.024KA2Is6KV側(cè)斷路器選擇ZN-10/1250表6-3計算數(shù)據(jù)ZN-10/1250 數(shù)據(jù)Un10KVU LN6.3KV N1250AI ca1202.848Aimax40KAi3 ish10.72KA熱穩(wěn)校驗_2402 46400KA2卜12tj210.722 2.05230.458KA2| S開斷電流100KAI" I

39、27.34KA(5)電流互感器1)電流互感器選擇步驟：選擇額定電壓和額定電流 確定裝置類別和結(jié)構(gòu)確定準(zhǔn)確度級校驗二次負(fù)荷或容量校驗動穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定性2)電流互感器的準(zhǔn)確度級別有0.2, 0.5,1.0 , 3.0, 10等級.測量和計量儀 表使用的電流互感器為0.2級,只為電流、電壓測量用的電流互感器允許使用 1.0級,對非重要的測量允許使用 3.0級.根據(jù)上述條件和短路電流計算結(jié)果選LCW35 (L:電流互感器,C:鏈?zhǔn)?w:瓷絕緣,35:額定工作電壓(KV)型,0.2級,額定電流比為300/5.表6-4型號額定 電流 比(KA)級次組合二次 容量 (VA)熱穩(wěn)定電流KA動穩(wěn) 定電 流KA

40、35kV側(cè)LCW- 35300/510P/10P/10P/0.25010.49(1S)18.686kV側(cè)LZZQB-10D1600/50.2/0.5/10P5040(4S)10035KV側(cè)電流互感器校驗表6-5工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)U N.TA35KVUn35KV11 N1250AI max216.51A動穩(wěn)定衣KesIlN收 100 0.3=42.42KA (3) ish7.326KA熱穩(wěn)定K tlN65 0.3 =19.5KAI (3)l 廳7.326 J*205 10.49KA6KV側(cè)電流互感器校驗表6-6工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)U N .TA10KVUn6KVI 1N1500AI max1262.9

41、9A動穩(wěn)定行Kesh收 135 1.5 =286.335KA.(3) ish27. 387KA熱穩(wěn)定Kt I 1N75 1.5 =112.5KAI (3)l廳10.74 25 15.38KA校驗合格.(6)電壓互感器1)電壓互感器選擇步驟： 選擇額定電壓 確定電壓互感器類型及結(jié)構(gòu)選擇準(zhǔn)確度級 校驗二次容量2)電壓互感器的選擇工程如下： 其額定電壓要與供電電路的額定電壓相同適宜的類型：戶內(nèi)、戶外型準(zhǔn)確度和二次側(cè)負(fù)荷應(yīng)滿足下式關(guān)系n(Scos i)2 (Ssin i)2 i 1(6-1)式中的Si及cos i為儀表并聯(lián)線圈所消耗的功率及其功率因數(shù).此值可查有關(guān)手冊得到.由于電壓互感器兩側(cè)均裝有熔斷

42、器, 故不需要進(jìn)行短路的力穩(wěn)定和 熱穩(wěn)定校驗.電壓互感器型號表示：JDZ35 J 注絕緣電壓互感器D 單相Z 澆電壓感器的主要技術(shù)參數(shù)如下表6-7型號額定電壓JDZ- 3535000/100JDZX9- 66000/100(7)避雷器根據(jù)避雷器的工頻電壓要大于最大運行相電壓的3.5倍的原理來選,而最大運行相電壓的3.5倍為親 3.5 70.73KV ,因此可選FZ 35型 (F:閥式避雷器,Z:電站用,35:額定工作電壓(KV).根據(jù)避雷器的工頻電壓要 大于最大運行相電壓的3.5倍的原理來選,而最大運行相電壓的3.5倍為6 3.5 12.12KV ,因此可選FZ2 6型(F:閥式避雷器,Z:電

43、站用,2 :設(shè)計序號,6:額定工作電壓(KV).(8)接地開關(guān) 根據(jù)短路電流計算結(jié)果選JN 35型(J:接地開關(guān),N:戶內(nèi) 用,35:額定工作電壓(KV).根據(jù)短路電流計算結(jié)果選JN2-10型(J:接地開 關(guān),N:戶內(nèi)用,2 :設(shè)計序號,10:額定工作電壓(KV).(9)母線根據(jù)電流經(jīng)濟(jì)密度來選A jn 陽30 1-0512500 1098.25mm2 ,選母線截面為 100 10mm2 查 35 jn :3 6 1.15攝氏度時 LMY-100 10型的 lai 1595A.力穩(wěn)校驗：選間距為25cm519.63N /m531.67 10 mf(3)1.732(ish)21 10 7ah2b

44、 0.12 0.013w ()m66鋁的 al 700 105N/m2,可求出 imax1 max10 alW,f10 700 105 1.67 10519.634.743m而柜寬為1.4m,能滿足要求.校驗熱穩(wěn)：查表得鋁母線C=87,I - 10.74 1022Amin 一卻. 2.05 176.75 mm2 100 10mm2C ' j 87所以該鋁母線滿足熱穩(wěn)定要求.(10)所用變壓器選SL-50/10型,其額定容量為50KVA電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所 設(shè)計的主要內(nèi)容之一,正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置到達(dá)平安運行 的重要條件,在進(jìn)行設(shè)備選擇時,應(yīng)根據(jù)工程實際情況,

45、在保證平安可靠的前提 下,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)并注意節(jié)約,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定.斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗：1、選擇：(1)按正常工作條件選擇：a、按額定電壓選：額定電壓和最高工作電壓,一般按所選電器和電纜允許 最Hj工作電壓Ugmax不低于所按電網(wǎng)的最Hj運行電壓 Umax.即：Ugmax Umaxb、按額定電流選：在額定周圍環(huán)境溫度下長期允許電流ly,應(yīng)不小于該回路最大持續(xù)工作電流I gmaxo即：I y> I gmax主變側(cè)：35KV 10KV35KV負(fù)荷側(cè) 10KV負(fù)荷側(cè)短路計算參數(shù)如下：35KV : I=8.276KA i ch=2

46、1.1A S =530.36MVA10KV I =22.61KA i ch=57.66A S =411.19MVA35KV選擇ZN3-35C型斷路器計算數(shù)據(jù)ZN23-35CU (KM35U (KM40.5I gma>(A)496Ie(A)1600I (KA)8.276Ir(KA)25i ch(KA)21.2idw(KA)-63I J td z8.2762X 0.6Ir 2t252X410KV主變側(cè)選 ZN28-12-3150 ,負(fù)荷側(cè)選 ZN8-12-1250計算數(shù)據(jù)ZNU-12/-3150計算數(shù)據(jù)ZN8-12-1250U (KV)35Ue (KM12U (KM10Ue (KM12I g

47、ma'A)1989Ie(A)3150I gma?A)144.3Ie(A)1250I(KA)22.61I r(KA)40I (KA)22.61Ir(KA)31.5i ch(KA)57.66i dw(KA)100i ch(KA)57.66idw(KA)80I °° td z22.61 2X0.75Ir 2t402X4I 00 td z22.612X0.75Ir 2t31.52X4隔離開關(guān)選擇結(jié)果如下：10KAE變側(cè)隔離開關(guān)選GN2-10ffl,負(fù)荷側(cè)選GN8-10型2、校驗：(1) 35KV側(cè)隔離開關(guān)選GW 35型I e=600A I gma=496A 所以 Ie>

48、; I gmax 滿足要求 U= Ugmax=35KV 所以 U> Ugmax 滿足要求a 、熱穩(wěn)定校驗：Il tdz<I 2rt I 28 tdz=8.2762 x 0.75=51.37(KA 2 S)I2rt=6.6 2X 5=217.8(KA2 - S) I,td z< 12rt 滿足熱穩(wěn)定要求b、動穩(wěn)定校驗：ichWidwich=21.2KA i dw=50KA i ch< i dw所以,兩Ji!要求故所選GW 35型隔離開關(guān)符合要求(2)10KV 側(cè)A、主變側(cè)選IN28A12/3150A型斷路器Ie=3150A I gmaX=1819A所以 Ie> I

49、gmax 滿足要求U e= 12KV U gma=10.5KV 所以 U> /ax 滿足要求a、熱穩(wěn)定校驗：128tdz< 12rt即：t js = t b+ t d =0.5+0.5=1s(不考慮非周期分量)在B=1時,查?發(fā)電廠電氣設(shè)備?中周期分量等值時間曲線,得 t dz=0.75s所以 I 28td z=22.612 X 0.75=383.41(KA2 S)I 2rt=402X 4=6400(KA2 S) I 1 td z0 12rt 滿足熱穩(wěn)定要b、動穩(wěn)定校驗：ichWidwi ch=57.66KA i d后100KA i ch< i dw所以滿足要求C、開斷電流校

50、驗：Iekd>II ekd=40KA I =22.61KA I ekd>I 所以滿足要求故所選ZN8a 12/3150A型斷路器符合要求10KV主變側(cè)隔離開關(guān)選 GNH10型I e=4000A I gmaX=1819A 所以 I e> I gmax?兩要求Ue= UgmaX=10KV 所以 U. > Umax 滿足要求a 、熱穩(wěn)定校驗：I -td z < 12rtI 28tdz=22.612x 0.75=383.41(KA2 - S) I 2rt=362X 5=6480(KA2 - S)I ,tdz<I 2rt滿足熱穩(wěn)定要求b、動穩(wěn)定校驗：i ch <

51、 i dwi ch=57.66KA i dw=85KAi ch< i dw所以滿足要求故所選GN 10型隔離開關(guān)符合要求B、負(fù)荷側(cè)選ZN28121250型斷路器I e=1250 A I gmax=144.3 A所以 I e> Igmax滿足要求U e= 12KV U gmax=10KV 所以 Umax 滿足要求a、熱穩(wěn)定校驗：I28tdz<I 2rtI 28tdz=22.612X 0.75=383.41(KA2 - S) I 2rt=31.5 2X 4=3696(KA2 - S)I ,tdz<I 2rt滿足熱穩(wěn)定要求b、動穩(wěn)定校驗：ichWidwi ch=57.66KA

52、 i dw=80KAi ch< i dw所以滿足要求6開斷電流校驗：Iekd>II ekd=31.5 KA I =22.61KA I ekd>I 所以滿足要求故所選ZN8121250型斷路器符合要求10KV線路側(cè)隔離開關(guān)選 GN810型I e=600A I gma=144.3A 所以 I e> I gma/兩足要求U2= Ugma=10KV 所以 U>Ugmax ?兩要求a 、熱穩(wěn)定校驗：Il tdz<I 2rtI""28tdz=22.612X 0.75=383.41(KA2 S) I 2rt=302X 5=4500(KA2 S)I ,t

53、dz<I 2rt滿足熱穩(wěn)定要求b、動穩(wěn)定校驗：ichWidwi ch=57.66KA i dw=75KA i ch< i dw所以滿足要求故所選GN810型隔離開關(guān)符合要求高壓開關(guān)柜的選擇：根據(jù)所選擇的形式,所選開關(guān)柜的型號如下：10KV GG1A-54 GG1A-25D GG 1A-07 (6)35KV : JYN1 3503ZD JYN1 35 17變電所的平面布置7.1變電所位置選擇選擇變電所位置時,應(yīng)依照國家十至二十年的長遠(yuǎn)規(guī)劃和五至十年的系統(tǒng)設(shè) 計,搞清所選變電所的負(fù)荷分布,近期和遠(yuǎn)期在系統(tǒng)中的地位和作用, 系統(tǒng)連接 方式,電源潮流,負(fù)荷對象,供電要求等,以滿足國民經(jīng)濟(jì)開展的需要,從而使 所址位置選擇得比擬合理.變電所位置的選擇必須適應(yīng)電力系統(tǒng)開展規(guī)劃和布局 的要求,盡可能的接近主要用戶,靠近負(fù)荷中央.這樣,必然就會減少輸電線路 的投資和電能的損耗,既經(jīng)濟(jì)又節(jié)省能源.因此變