110kV變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目：110kV變電所電氣部分設(shè)計 姓 名： 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2012 年 4月 17 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計（論文）題目： A·編制設(shè)計 B·設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員

2、會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 專業(yè) 年級 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）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(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中

3、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)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 本次設(shè)計建設(shè)一座110KV降壓變電站，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)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)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線式。 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

4、。關(guān)鍵詞：變電站電氣設(shè)備配電裝置繼電保護(hù)目錄第1章畢業(yè)設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目.41.2設(shè)計的原始資料.41.3設(shè)計任務(wù).5第2章負(fù)荷分析及計算和主變的選擇2.1負(fù)荷計算的目的.62.2負(fù)荷分析.62.3主變壓器的確定.7第3章變電所主接線的選擇3.1對電氣主接線的基本要求.103.2110kV側(cè)接線的選擇.103.335kV側(cè)接線選擇.113.410kV側(cè)主接線選擇.12第4章短路電流的計算4.1計算各回路電抗.144.2計算各點短路點的最大短路電流.15第5章配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇5.1高壓配電裝置的配置.185.2高壓斷路器的選擇.195.3隔離開關(guān)的選擇.225.4接地刀閘的配置

5、.255.5互感器的選擇.275.6避雷器的選擇.285.7導(dǎo)線的選擇.28第6章繼電保護(hù)的配置6.1測量儀表的配置.296.2測量儀表和繼電保護(hù).30第7章 所用電的分析.33第8章 防雷措施.34 總結(jié) .36參考文獻(xiàn) .37 第1章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計題目：110kV降壓變電所電氣部分設(shè)計1.2 設(shè)計的原始資料1.本變電所是按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿足地方負(fù)荷的需要而建設(shè)的終端變電所。2、該變電所的電壓等級為110/35/10kV，進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2 回35kV：4 回（其中 1 回備用）10kV：12 回（其中 三回備用）3、待設(shè)計變電所距離110kV系統(tǒng)變電所（可視為無限大容

6、量系統(tǒng)）63.27km。4、本地區(qū)有一總裝機(jī)容量 12MW的35kV出線的火電廠一座，距待設(shè)計變電所 12km。5、待設(shè)計變電站地理位置示意如下圖：6、氣象條件：年最低溫度：5，年最高溫度：40，年最高日平均溫度：32地震裂度 6 度以下。7、負(fù)荷資料（1）正常運(yùn)行時由110kV系統(tǒng)變電所M向待設(shè)計變電所N供電。（2）35kV側(cè)負(fù)荷：（a） 35kV側(cè)近期負(fù)荷如下表：序 號用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）1治煉廠I5.52河西變II或15.5（b）在近期工程完成后，隨生產(chǎn)發(fā)展，預(yù)計遠(yuǎn)期新增負(fù)荷 6MW。（3）10kV側(cè)負(fù)荷序 號用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）備 注1機(jī)械廠1.32醫(yī)院I0.5有備

7、用電源3河?xùn)|變2.54鐵路用電I0.9有備用電源5化工廠II2.06電機(jī)廠II1.07水泥廠1.08印染廠1.29農(nóng)用電0.5（a）近期負(fù)荷如下表：（b）遠(yuǎn)期預(yù)計尚有 5MW的新增負(fù)荷注：（1）35kV及10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取為cos=0.85（2）負(fù)荷同時率： 35kV： kt=0.910kV： kt=0.85（3）年最大負(fù)荷利用小時均取為TmaX=3500小時年（4）網(wǎng)損率取為A%=5%8%（5）所用電計算負(fù)荷 50kW，cos=0.871.3 設(shè)計任務(wù)1、進(jìn)行負(fù)荷分析及變電所主變壓器容量、臺數(shù)和型號的選擇。2、進(jìn)行電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線的最佳方案。3、計算短路電流，列出短

8、路電流計算結(jié)果。4、主要電氣設(shè)備的選擇。5、繪制變電所電氣平面布置圖，并對110kV、35kV戶外配電裝置及10kV戶內(nèi)配電裝置進(jìn)行配置。6、選擇所用變壓器的型號和臺數(shù)，設(shè)計所用電接線。7、變電站防雷布置的說明。第2章 負(fù)荷分析及計算和主變的選擇2.1 負(fù)荷計算的目的：計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負(fù)荷意義重大。2.2負(fù)荷分析：、35kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷

9、：P近35 = 5.5+15.5 =21MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)35 = 6 MW21+6=27MWP35 k(1+k")27×0.9×(1+0.08)26.24(MW)Q35P·tgP·tg(cos10.85) 16.26(MVar)視在功率：（供電容量）Sg3530.89(MVA)IN350.509(kA) 509(A)、10kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P近10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56 = 10.9MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)10 = 5 MW10.9+5=15.9MWP10 k(1+k")15.9

10、×0.85×(1+0.08)14.596(MW)Q10P·tgP·tg(cos10.85) 9.05(MVar)視在功率：（供電容量）Sg1017.17(MVA)IN100.991(kA) 991(A)3、所用電供電容量Sg所0.057(MVA)4、等設(shè)計變電所供電總?cè)萘縎= Sg35+ Sg10+ Sg所= 30.89+17.17+0.05748.12(MVA)P= P35+ P10+ P所=26.24+14.596+0.0539.15(MW)2.3 主變壓器的確定1、繞組數(shù)量的確定確定原則：在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到

11、該變壓器容量的 15 %以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。在本變電所中:Sg35S=30.8948.12=0.64 15%Sg10S=17.1748.12=0.36 15%因此，主變壓器選為三繞組變壓器。2、主變壓器臺數(shù)的確定確定原則：（1）對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。（2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。（3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。比 較單臺變壓器兩臺變壓

12、器技術(shù)指標(biāo)供電安全比滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗略大電壓損耗略小靈活方便性靈活性差靈活性好擴(kuò)建適用性稍差好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資跟兩臺變壓器相比所需要的花費(fèi)要少花費(fèi)投資比較多選擇：由前設(shè)計任務(wù)書可知、正常運(yùn)行時，變電所負(fù)荷由110kV系統(tǒng)供電，考慮到重要負(fù)荷達(dá)到9.9MW。而附近35kV火電廠裝機(jī)容量只有12MW，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。3、變壓器容量和型號確定確定原則：（1）主變壓器容量一般按變電所建成后 510 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)荷發(fā)展，

13、對于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）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，對于有重要負(fù)荷的變電所應(yīng)考慮，當(dāng)一臺變壓器停止運(yùn)行時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷，對一般性變電所，當(dāng)一臺主變停止運(yùn)行時，其余變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 60%70%。（3）同一個等級的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化、方便靈活化。確定：（1）變電所的一臺變壓器停止運(yùn)行時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的 60%，即 =S60% =28.87(MVA)（2）應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷（單臺運(yùn)行時）I、II 類

14、負(fù)荷的總和為：5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW 還加上負(fù)荷的同時率9.9+0.8=11.64MW綜合（1）（2）并考慮到兩臺容量之和必須大于S、再分析經(jīng)濟(jì)問題，查表得所選擇變壓器容量SB= 31.5MVA查110kV三相三繞組電力變壓器技術(shù)時數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為SFSQ731500/110，其參數(shù)如下表：型 號額定容量高壓電壓（kV）中壓側(cè)電壓(kV)低壓側(cè)電壓kV短路電壓（%）空載電流（%）高中高低中低SFSQ7-31500/11031500/31500/31500110±2×2.5%38.5±2.5%10.517.510.56.50.8

15、4、繞組連接方式的確定原則：我國110kV及以上電壓、變壓器都采用Y。連接，35kV采用Y連接，其中性點經(jīng)消弧線圈接地、35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。根據(jù)選擇原則可確定所選擇變壓器繞組接線方式為Y。Y接線。第3章 變電所主接線的選擇3.1 對電氣主接線的基本要求（1）供電可靠性：如何保證可靠地（不斷地）向用戶供給符合質(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務(wù)，這是第一個基本要求。（2）靈活性：其含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運(yùn)行方式（包括正常、事故和檢修運(yùn)行方式）并能方便地通過操作實現(xiàn)運(yùn)行方式的變換而且在基本一回路檢修時，不影響其他回路繼續(xù)運(yùn)行，靈活性還應(yīng)包括將來擴(kuò)建的可能性。（3）操作方便、安

16、全：主接線還應(yīng)簡明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。（4）經(jīng)濟(jì)性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個基本要求的前提下，應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。根據(jù)以上的基本要求對主接線進(jìn)行選擇。3.2 110kV側(cè)接線的選擇方案（一）: 采用單母線接線考慮到110kV側(cè)只有兩條進(jìn)線和有兩條出線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點：簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點是：（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短路時事故來消除之前的全部時間內(nèi)停止

17、工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。方案（二）: 橋形接線110kV側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用外橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。優(yōu)點是：高壓電器少，布置簡單，造價低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。缺點是：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。（2）擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一

18、個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。（3）便于試驗，當(dāng)個別回路需要時單獨進(jìn)行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。缺點：（）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投次大。（2）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，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對于110kV側(cè)來說，因為它要供給較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的高可靠性的要求；橋形接線比單母線接線供電可靠性高，且有利

19、于以后擴(kuò)建，雖然可靠性比雙母線接線稍低，但雙母線接線復(fù)雜，使用設(shè)備多、投資較大；110kv母線放置較高，且相與直之間距離大，因而各種小動作不能造成故障，同時母線放在防雷區(qū)內(nèi)，不會遭受雷擊，因此橋形接線比較可靠，也能夠滿足要求。因此，對于110kV側(cè)選用外橋式接線。3.3 35kV側(cè)接線選擇方案（一）：單母線接線優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點：可靠性、靈活性差、母線故障時，各出線必須全部停電。方案（二）：單母線分段優(yōu)點：（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。（）對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母

20、線段上，保證對重要用戶的供電。缺點：當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。方案（三）：分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段優(yōu)點：有較大的可靠性和靈活性，且檢修斷路器時合出線不中斷供電。缺點：投資增大、經(jīng)濟(jì)性能差。對比以上三種方案：單母線接線可靠性低，當(dāng)母線故障時，各出線須全部停電，不能滿足I、II 類負(fù)荷供電性的要求，故不采納；將 I、II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；雖然分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段也能滿足要求，但其投資大、經(jīng)濟(jì)性能差，故采

21、用方案（二）單母線分段接線。3.4 10kV側(cè)主接線選擇方案（一）：單母線分段優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。（2）當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點：（1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時該母線各出線須停電。（2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。方案（二）：單母線分段帶旁路優(yōu)點：具有單母線分段的全部優(yōu)點，并在檢修斷路器時不至于中斷對用戶供電。缺點：與單母線分?jǐn)嗟娜秉c相比少了缺點。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組

22、母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。（2）調(diào)度靈活，各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴(kuò)建方便可向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。（4）便于試驗，當(dāng)個別回路需要時單獨進(jìn)行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。缺點：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)。（2） 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作

23、電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對比以上三種方案，以上三種方案均能滿足主接線要求，但采用雙母線接線要多用十二個隔離開關(guān)，采用單母線帶旁路要多用 2 個斷路器，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差，單母線分段接線既能滿足負(fù)荷供電要求又有節(jié)省大量資金，是一種較理想的接線方式。第4章 短路電流的計算4.1 計算各回路電抗（取基準(zhǔn)功率Sd = 100MVA Ud=Uav）根據(jù)前所選擇變壓器各參數(shù)得X1X20.4×63.37×0.192X3X61/200×(UK12%UK31%UK23%) 1/200×(17.510.56.5) ×

24、; 0.341X4X71/200×(UK12%UK23%UK31%) 1/200×(17.56.510.5) × 0.214X5X81/200×(UK23%UK31%UK12%) 1/200×(6.510.517.5) × 0.00790X90.4×12×0.355查火電廠設(shè)備有關(guān)資料電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料可得變壓器：SN16MVA；UK%8汽輪機(jī)（QF2122）：SN12MW；cos0.8；0.1133X10×0.50X110.1133×0.76因為兩臺變壓器型號完全相同，其中性點

25、電位相等，故等值電路圖可化簡為如圖所示：X12X120.1920.096X13X320.34120.171X14X420.21420.107X15X9X10X110.3550.50.761.6154.2 計算各點短路點的最大短路電流1、K點短路時(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X120.096I” *I S*1X*10.09610.417短路次暫態(tài)電流：I”SISI”S *Id10.417×5.23（kA）短路沖擊電流： ish.S2.55 I”S2.55×5.2313.34（kA）(2)、對于火電廠側(cè)電源X*X13X14X150.1710.1071.61

26、51.893Xca*X*1.893×0.284查短路電流運(yùn)算曲線(一) t=0，得 I”*3.8I”GI”*3.8×0.286（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.55×0.2860.729（kA）(3)、由此可得K1點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G5.230.2865.516（kA） 總沖擊電流： ishish.Sish.G13.340.72914.069（kA）2、K2點短路時(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X12 X13X140.0960.1710.1070.374I” *I S*1X*10.3742.674短路次暫態(tài)電流：I

27、”SISI”S *Id2.674×4.173（kA）短路沖擊電流： ish.S2.55 I”S2.55×4.17310.641（kA）(2)、對于火電廠側(cè)電源X*X151.615Xca*X*1.615×0.242查短路電流運(yùn)算曲線(一) t=0，得 I”*4.6I”GI”*4.6×1.076（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.55×1.0762.744（kA）(3)、由此可得K2點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G4.1731.0775.25（kA）總沖擊電流： ishish.Sish.G10.6412.74613.387（kA）3

28、、K3點短路時(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X12X130.0960.1710.267I” *I S*1X*10.2673.745短路次暫態(tài)電流：I”SISI”S *Id3.745×20.59（kA）短路沖擊電流： ish.S2.55 I”S2.55×20.5952.505（kA）(2)、對于火電廠側(cè)電源X*X14X150.1071.6151.722Xca*X*1.722×0.258查短路電流運(yùn)算曲線(一) t=0，得 I”*4.2I”GI”*4.2×3.464（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.55×3.4

29、648.833（kA）(3)、由此可得K3點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G20.5952.50573.096（kA）總沖擊電流： ishish.Sish.G3.4648.83312.297（kA）第5章 配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇5.1 高壓配電裝置的配置（一）、高壓配電裝置的設(shè)計原則與要求1、總的原則高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒布的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件，自然環(huán)境特點和運(yùn)行檢修，施工方面的要求，合理制定布置方案和使用設(shè)備，積極慎重地選用親布置新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。火力發(fā)電

30、廠及變電所的配置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地并結(jié)合運(yùn)行檢修和安裝要求通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定，在確定配電裝置形式時，必需滿足下列 4 點要求。A、節(jié)約用地B、運(yùn)行安全和操作巡視方便。C、便于檢修和安裝。D、節(jié)約材料、降低造價。2、設(shè)計要求A、滿足安全凈距要求。B、施工、運(yùn)行和檢修要求。C、噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施。D、靜電感應(yīng)的場強(qiáng)水平和限制措施。E、電暈條件無線電干擾的特性和控制。（二）、高壓配電裝置的配置。1、35 kV、110 kV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置，其優(yōu)點是：布置比較清晰，不易誤操作；運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便；構(gòu)架高度較低，所用鋼

31、材較少，造價低；經(jīng)過多年實踐已積累了豐富的經(jīng)驗。2、10 kV配電裝置，采用單層屋內(nèi)成套配電裝置，即用制造廠成套供應(yīng)的高壓開關(guān)柜，高壓開關(guān)柜為單列獨立式布置、電氣主接線為單母線分段接線，共有 12 組出線。5.2 高壓斷路器的選擇(一)、高壓斷路器的配置與選擇1、高壓斷路器的配置（1）、110kV側(cè)由于采用外橋式接線，故選用三臺斷路器。（2）、35 kV、110 kV側(cè)的變壓器至每一條母線均分別安裝一臺斷路器；母線分段也各安裝一臺斷路器。（3）、35 kV、110 kV側(cè)每條出線均安裝一臺斷路器。2、高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗（1）、選擇高壓斷路器的類型，按目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，少

32、油斷路器的構(gòu)造簡單、價格便宜、維護(hù)工作量少，6 220kV一般選用少油斷路器。（2）、根據(jù)安裝地點選擇戶外式或戶內(nèi)式。（3）、斷路器的額定電壓不少于裝設(shè)電所所在電網(wǎng)的額定電壓。（4）、斷路器的額定電流不少于通過斷路器的最大持續(xù)電流。（5）、校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值來進(jìn)行選擇，當(dāng)斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行選擇。（6）、按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足條件是：斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動穩(wěn)定電流。（7）、動穩(wěn)定校驗

33、應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。（8）、熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。（9）、根據(jù)對斷路器操作控制要求、選擇與斷路器配用的操作機(jī)構(gòu)。按上述原則選擇和校驗斷路器（二）、110kV側(cè)斷路器的選擇1、該回路為 110 kV電壓等級，故可選用少油斷路器。2、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。3、回路額定電壓Ue110kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流 ImaX=1.05×0.253（kA）4、為方便運(yùn)行管理及維護(hù)，選取3臺110kV少油斷路器為同一型號產(chǎn)

34、品，初選為SW3-110G少油斷路器，其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號額定電壓kV額定電流A最高工作電壓kV額定開斷電流kV動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA自動重名閘無電流間隔時間S固有分閘時間S合閘時間SSw3-110G110120012615.84115.80.50.070.435、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力校驗因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進(jìn)行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短，選擇斷路器短路電流時應(yīng)考慮在斷路器兩側(cè)發(fā)生短路時通過斷路器的短路電流，選較大者進(jìn)行校驗。由短路電流計算可知，系統(tǒng)提供的短路電流較大，故選I =5.23kA進(jìn)行校驗

35、。所選斷路器的額定開斷電流 I。= 15.8kA I =5.23kA，則斷流能力滿足要求。（2）短路關(guān)合電流的校驗所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動穩(wěn)定電流為 41kA，流過斷路器的沖擊電流為13.34kA，則短路關(guān)合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.07s，選擇熄弧時間 t =0.03S。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.07+0.03 =2s。因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于1s而忽略不計，則 短路熱效應(yīng) Qk = I”2t =5.232×2=54

36、.71kA2.s允許熱效應(yīng) Ir2t = 15.82× 4 = 998.56kA2.s Ir2tQk 熱穩(wěn)定滿足要求。以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用SW3- 110G 型少油斷路器。（4）斷路器配用CD5-XG型電磁操作機(jī)構(gòu)。（三）、 35kV側(cè)斷路器的選擇1、該回路為 35 kV電壓等級，故可選用少油斷路器2、斷路器安裝在戶外，故選用戶外式斷路器3、回路電壓35 kV，因此選用額定電壓Ue35kV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=1.05×506.12（A）4、為方便運(yùn)行管理及維護(hù)，選同一型號產(chǎn)品，初選SW235 II /1500型沙油斷路

37、器其參數(shù)如下：型號額定電壓kV額定電流A最大工作電壓kV額定開斷電流kA極限開斷電流額定斷流容量kVA極限通過電流4S熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時間s有效值峰值SW235II/150035150040.524.824.8150036.663.424.80.065、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力的校核流過斷路器的短路電流 IK =4.173+1.076=5.249 kA。所選斷路器的額定開斷電流 I =24.8kV IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。（2）動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值idw=63.4kA,流過斷路器的沖擊電流ish=10.641+2.744=13.385

38、kAidw，則動穩(wěn)定滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.06s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 Qz=5.2492×1.99=59.204 kA2s因為短路持續(xù)時間1s，非周期分量忽略不計， 即Qk=Qz=54.83 kA2s允許熱效應(yīng)Ir2t=24.82×4=2460.16kA2sQk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 SW235 II/1500型少油斷路器。（4）斷路器配用CD3XG II 型彈簧操作機(jī)構(gòu)。

39、（四）、10 kV側(cè)斷路器的選擇1、該回路為 10kV 電壓等級，故可選用少油斷路器。2、該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器。3、回路額定電壓為 10kV，因此必須選擇額定電壓 Ue 10 kV的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=1.05×991.34（A）4、初選 SN10-10 III/2000-40 少油斷路器，主要數(shù)據(jù)如下：型號額定電壓kV額定電流kA額定開斷流電kA動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時間sSN10-10 III/2000-40102.040125400.075、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力的校驗流過斷路器的短路電

40、流 IK =20.59+3.464=24.054 kA。所選斷路器的額定開斷電流 I =40kV IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。（2）動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流為125kA， 流過斷路器的沖擊電流ish = 52.505 +8.833 =61.388kA則動穩(wěn)定滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.0s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.0+0.03 =s。則Qd = Qz= 24.0542×2 = 1157.19 kA2.s允許熱效應(yīng) Ir2t = 402 ×4 = 1600 kA2

41、.s 由于短路時間大于 1 s ,非周期分量可忽略不計則Qd =Qz= 1157.19kA2.s ，由于 Ir2t Qr，所以熱穩(wěn)定滿足要求從以上校驗可知該斷路器滿足要求，所以確定選用 SN10-10III/2000-40 少油斷路器。4、該斷路器配用 CD10III型操作機(jī)構(gòu)。5.3 隔離開關(guān)的選擇(一)、隔離開關(guān)的配置與選擇1、 隔離開關(guān)的配置（1）、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。（2）、斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便進(jìn)出線不停電檢修。（3）、中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。根據(jù)以上配置原則來配置隔離開關(guān)，變電所隔離開關(guān)的配置詳見主接線圖。2、隔離

42、開關(guān)按下列條件進(jìn)行選擇和校驗（1）、根據(jù)配電裝置布置的特點，選擇隔離開關(guān)的類型。（2）、根據(jù)安裝地點選用戶外或戶內(nèi)式。（3）、隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。（4）、隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝充電路的最大持續(xù)工作電流。（5）、動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件為： idw ish（6）、熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件為：Ir2t Qk（7）、根據(jù)對隔離開關(guān)控制操作的要求，選擇配用操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)一般采用手動操作機(jī)構(gòu)戶內(nèi) 8000A以上隔離開關(guān)，戶外 220 kV高位布置的隔離開關(guān)和 330 kV隔離開關(guān)宜用電動操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時，也可采用手動操作機(jī)構(gòu)。（二）、110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇1、根據(jù)配電裝置的要求，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。2、該隔離開關(guān)安裝在戶外，故