110KV變電所一次部分設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)(論文)題 目 110KV變電所一次部分設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師職 稱 講師 班 級(jí) 電力113班 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名2014年 6月 30日電氣工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書一 、設(shè)計(jì)內(nèi)容 要求設(shè)計(jì)110KV變電所（B所）的電氣部分二 、原始資料1 供設(shè)計(jì)的變電所有A、B、C三個(gè)，各自的地理位置和系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器相關(guān)數(shù)據(jù)如附圖1所示。附圖1 各變電所的地理位置2 各變電所的10kV低壓負(fù)荷分別為Pa=500kW，Pb=300kW，Pc=200kW。3 各變電所典型負(fù)荷曲線有兩種，分別如附圖2（a）和附圖2（b）所示。4 110kV輸電線路l1、l2、l3、l4的長度各不相同，電抗均

2、按/km計(jì)。5 每位同學(xué)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，除了Pa=500kW，Pb=300kW，Pc=200kW之外，其它數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)自己所在班級(jí)的序號(hào)，在附表1中查找。附圖2 典型日負(fù)荷曲線附表1 每位同學(xué)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)查找表序號(hào)變電所負(fù)荷曲線l1/kml2/kml3/kml4/km序號(hào)變電所負(fù)荷曲線l1/kml2/kml3/kml4/km序號(hào)變電所負(fù)荷曲線l1/kml2/kml3/kml4/km1A(a)1010101017B(a)1010101033C(a)101010102A(b)2010101018B(b)2010101034C(b)201010103A(a)1020101019B(a)10201010

3、35C(a)102010104A(b)2020101020B(b)2020101036C(b)202010105A(a)1010201021B(a)1010201037C(a)101020106A(b)2010201022B(b)2010201038C(b)201020107A(a)1020201023B(a)1020201039C(a)102020108A(b)2020201024B(b)2020201040C(b)202020109A(a)1010102025B(a)1010102041C(a)1010102010A(b)2010102026B(b)2010102042C(b)201010

4、2011A(a)1020102027B(a)1020102043C(a)1020102012A(b)2020102028B(b)2020102044C(b)2020102013A(a)1010202029B(a)1010202045C(a)1010202014A(b)2010202030B(b)2010202046C(b)2010202015A(a)1020202031B(a)1020202047C(a)1020202016A(b)2020202032B(b)2020202048C(b)20202020三、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)本變電所的主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、形式。（2）設(shè)計(jì)高低壓側(cè)主接線方式。（3

5、）設(shè)計(jì)本變電所的所用電接線方式。（4）計(jì)算短路電流。（5）選擇電氣設(shè)備（包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器等）。設(shè)計(jì)成果要求：上述3者按順序裝訂成一冊(cè)（簡裝，釘書針左邊釘好3顆，勿用夾子夾）五、主要參考資料1姚春球.發(fā)電廠電氣部分.北京：中國電力出版社：20042電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)（第一冊(cè)）.北京：中國電力出版社，19983周問俊.電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè).北京：中國水利水電出版社，19995電力專業(yè)相關(guān)教材和其它相關(guān)電氣手冊(cè)和規(guī)定摘要: 本次設(shè)計(jì)為110kV降壓變電站電氣一次部分的初步設(shè)計(jì)， 根據(jù)原始資料，以設(shè)計(jì)任務(wù)書和國家有關(guān)電力工程設(shè)計(jì)的規(guī)程、規(guī)范及規(guī)定

6、為設(shè)計(jì)依據(jù)。變電站的設(shè)計(jì)在滿足國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。在本變電站的設(shè)計(jì)中，包括對(duì)變電站總體分析和負(fù)荷分析、變電站主變壓器的選擇、電氣主接線、電氣設(shè)備選擇、短路電流計(jì)算等部分的分析計(jì)算以及防雷設(shè)計(jì)。在保證供電可靠性的前提下，減少事故的發(fā)生，降低運(yùn)行費(fèi)用。本次設(shè)計(jì)正文分設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書兩個(gè)部分，設(shè)計(jì)說明書包括電氣主接線設(shè)計(jì)、變壓器選擇說明、短路電流計(jì)算說明、電氣設(shè)備選擇說明、配電裝置設(shè)計(jì)、電氣總平面布置和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算書包括變壓器選擇、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)等，并附有電氣主接線圖及其它相關(guān)圖紙。   關(guān)鍵詞：110kV變電

7、站；短路電流；一次部分；設(shè)備選擇 目錄Error! Reference source not found.引言11252.2 主變壓器的調(diào)壓方式66788121214202121參考文獻(xiàn)25附錄 I 110KV變電所一次部分主接線圖26引言電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，高質(zhì)量的電力資源和可靠的供電水平是衡量電力行業(yè)發(fā)展的重要指標(biāo)。這些重要指標(biāo)，最終都將轉(zhuǎn)化為對(duì)電力系統(tǒng)的要求并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分予以考慮。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電廠、輸電線路、配電系統(tǒng)及負(fù)荷組成，通常覆蓋廣闊的地域。發(fā)電廠將原始能源轉(zhuǎn)換成為電能，經(jīng)過輸電線送至配電系統(tǒng)，再由配電系統(tǒng)將電能分配給負(fù)荷，由上述四個(gè)部分組成的整體稱作

8、電力系統(tǒng)。它是目前電力傳輸、分配的重要方式。發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的能源供給核心部分，全廠的電能傳輸及本廠機(jī)組的運(yùn)行狀況將直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，其電氣一次部分設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有舉足輕重的地位。而在眾多的發(fā)電廠中，火力發(fā)電廠占據(jù)了絕大部分的比重。故本次設(shè)計(jì)選取某凝汽式火電廠進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)，旨在通過工程實(shí)際設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練，幫助學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)，深化基本理論的理解，了解現(xiàn)代大型發(fā)電廠電能產(chǎn)生過程及其特點(diǎn)，掌握發(fā)電廠電力主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為今后從事電氣設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和科研工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。1.1.1變電所（A所）情況分析 1) 最大負(fù)荷20MW,功率因數(shù)0.9重要負(fù)荷60%。 2) 環(huán)

9、境最高氣溫38攝氏度，最熱月最高平均氣溫32攝氏度。 3）變電所10KV側(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1s。 4 發(fā)電廠，變電所地理位置圖見圖1.1。 5) 根據(jù)負(fù)荷可得變電所的進(jìn)線有兩回，出線4-10回。對(duì)電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)該包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面，現(xiàn)簡要分析如下： (一) 可靠性供電可靠是電力生產(chǎn)、分配的首要任務(wù)，主接線應(yīng)滿足這一要求。它可以從以下幾方面考慮：1) 發(fā)電廠或者變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用；2) 發(fā)電廠和變電所接入電力系統(tǒng)的方式；3) 發(fā)電廠和變電所的運(yùn)行方式及負(fù)荷性質(zhì)；4) 設(shè)備的可靠性程度直接影響著主接線的可靠性；5) 長期實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累是提高可靠性

10、的重要條件。(二) 靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及發(fā)展擴(kuò)建時(shí)的操作方便及運(yùn)行靈活的要求，并能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平變化。1) 調(diào)度時(shí)，應(yīng)操作方便的基本要求，既能靈活的投入或切除某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，又能滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；2) 檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)檢修斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致過多地影響對(duì)用戶的供電和電力系統(tǒng)的運(yùn)行；3) 發(fā)展擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路，完成過渡方案的實(shí)施，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。(三) 經(jīng)濟(jì)性

11、主接線應(yīng)在滿足可靠性、靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般從以下幾方面考慮。1) 投資省；2) 占地面積少；3) 電能損耗少。變電所主接線還須滿足以下要求：1) 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電；2) 線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時(shí)，造成饋線停運(yùn)的回路數(shù)多少和停電時(shí)間的長短，能否滿足重要的，類負(fù)荷對(duì)供電的要求；因此對(duì)該變電所電氣主接線，除一般定性分析其可靠性外，尚需進(jìn)行可靠性的定量計(jì)算。主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮、辨證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求的前提下，盡可能投資省、占地面積少、電壓損耗少、年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。1.2.1 110kV電壓側(cè)接線35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，35kV

12、110kV線路為兩回以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線;超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或單母線分段的接線。3563kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回及其以上時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、單母分段線或雙母線的35110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電所110kV線路有2回進(jìn)線，可選擇用橋型接線或單母線分段接線兩種方案。分析如下表1.1所示：方案一：內(nèi)橋橋接法方案二：單母線分段優(yōu)缺點(diǎn)比較1.線路的切除和投入是比較方便。2.當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。3、當(dāng)變壓器故障時(shí)，如變壓器1B

13、故障，與變壓器1B連接的兩臺(tái)斷路器1DL和3DL都將斷開，當(dāng)切除和投入變壓器時(shí)，操作也比較復(fù)雜。4.較容易影響有穿越功率的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，內(nèi)橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的變電所。單母線分段接線，簡單清晰、操作方便、不易誤操作，設(shè)備少,投資小,占地面積小,運(yùn)行可靠性和靈活性比方案一好。 表1.1 110kV電壓側(cè)接線方案比較本變電所容量不大，電源主要集中在110KV側(cè),系統(tǒng)重要負(fù)荷較多，采用方案二能夠滿足本變電所110KV側(cè)對(duì)供電可靠性的要求,故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二。1.2.3 10kV電壓側(cè)接線35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，

14、610kV側(cè)宜采用單母分段線。線路為12回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施?？紤]到重要負(fù)荷較多，本變電所10kV側(cè)線路可選8進(jìn)線回，可采用雙母線或單母線分段接線兩種方案。分析如下表1.2所示： 方案一：雙母線方案二：單母線分段優(yōu)缺點(diǎn)比較雙母線接線一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大,供電可靠性和靈活性要求較高得場合，設(shè)備多，投資和占地面積大，配電裝置復(fù)雜，易誤操作。單母線分段接線，簡單清晰，調(diào)度靈活，其中一回路故障或檢修時(shí)，另一回路可以繼續(xù)供電，不會(huì)造成全場停電,能保證重要用戶的供電,設(shè)備少,投資和占地小。表1.2 10kV電壓側(cè)接線方案比較綜合各方面的因素考

15、慮，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二。主變壓器的選擇原則1）相數(shù)的確定：容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330KV及以下的電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)該選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩骼@組相對(duì)投資大、占地多、運(yùn)行損耗也比較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。但是，由于變壓器的制造條件和運(yùn)輸條件的限制，特別是大型變壓器，需要考察其運(yùn)輸?shù)目赡苄?。若受到限制，則可以選用單相變壓器。本站根據(jù)要求并考慮各方面的因素，最終采用三相變壓器。2）繞組接線組別的確定：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和型兩種，而且為保證消除三次諧波的

16、影響，必須有一個(gè)繞組是型的，我國110kV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇的連接方式。而6-10kV側(cè)采用型的連接方式。因此本變電所采用的繞組連接方式為：YN/。2.2 主變壓器的調(diào)壓方式為了保證變電所的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^變壓器的分接開關(guān)切換來變換電壓的范圍。改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，成為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±2×2.5%以內(nèi)，應(yīng)該視具體工程情況而定。另外一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可以達(dá)到30%。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格比較貴，一般有下

17、列情況時(shí)才采用：一、接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，并且要求變壓器二次側(cè)電壓維持在一定的水平時(shí)；二、接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為了保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)。通常，變電所主變壓器很少采用有載調(diào)壓，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，對(duì)于220KV及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況下使用，一般均采用無勵(lì)磁調(diào)壓，分接頭的選擇根據(jù)具體情況而定。本站考慮到負(fù)荷5到10年的發(fā)展，選用有載調(diào)壓方式。 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問題，它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系

18、統(tǒng)供電可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)接地與否決定于主要變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。(1)根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，110-500KV系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，所以變電所主變的110KV側(cè)的中性點(diǎn)應(yīng)選擇中性點(diǎn)直接接地方式。(2)610KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地方式，即應(yīng)該選用中性點(diǎn)不接地、經(jīng)高阻接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈又分為完全補(bǔ)償和欠補(bǔ)償方式，為防止出現(xiàn)在滅接地電容電流出現(xiàn)時(shí)電弧諧振，一般選用過補(bǔ)償方式，具體采用哪種接地方式，應(yīng)經(jīng)電容電

19、流計(jì)算。變電所最大負(fù)荷：P=20MW，則主變壓器總?cè)萘繎?yīng)滿足：所以選每臺(tái)主變?nèi)萘浚壕C合所述根據(jù)電力工業(yè)常用設(shè)備手冊(cè)（水利電力出版社），可選SFSZ10-50000/110型變壓器，其技術(shù)參數(shù)見表2.1 表2.1 變壓器SF10-20000/110的相關(guān)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)額定容量額定電壓及分接范圍（KV）聯(lián)接組號(hào)空載損耗(KW)負(fù)載損耗(KW)空載電流高低SF10-20000/11020KVA110±2x2.5%YN , d110.3%短路電流計(jì)算的一般規(guī)定：(一) 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確

20、定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 (二) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。(三) 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的6 10kV出線與廠用分支回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外， 其它導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系

21、統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。本設(shè)計(jì)的短路計(jì)算只計(jì)算在110kV、10kV母線上短路的情況。短路電流計(jì)算的過程如下：基準(zhǔn)容量SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓VB=Vav,基準(zhǔn)電流,（1）各元件參數(shù)的標(biāo)幺值計(jì)算：已知：發(fā)電機(jī)G：變壓器T：線路L1、L2、L3：主變壓器：T21、T22：發(fā)電機(jī)G1、G2參數(shù)的標(biāo)幺值：變壓器T11、T22參數(shù)的標(biāo)幺值：線路參數(shù)的標(biāo)幺值：主變壓器T21、T22參數(shù)的標(biāo)幺值為：等值電路圖如3.1所示：圖3.1 變電所等值電路 由圖3.1化簡得到圖3.2，如圖3.2所示，為化簡后的等值電路圖。其中圖3.2 等值電路圖的化簡（2）

22、轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗的計(jì)算1）短路發(fā)生在f1點(diǎn)，G12對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗及計(jì)算電抗為 S對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為2） 短路點(diǎn)發(fā)生在f2點(diǎn)，G12對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗及計(jì)算電抗為 S對(duì)短路點(diǎn)f2的轉(zhuǎn)移阻抗為（3）計(jì)算短路電流的有名值 1） f1點(diǎn)基準(zhǔn)電流為 2） f2點(diǎn)基準(zhǔn)電流為利用計(jì)算曲線，即可各電源到不同短路點(diǎn)在1s時(shí)的電流標(biāo)幺值與有名值，所得結(jié)果記于3.1中。表3.1 短路電流計(jì)算結(jié)果類型 G12系統(tǒng)S1s總電流有名值/KAf1點(diǎn)短路標(biāo)幺值有名值/KAf2點(diǎn)短路標(biāo)幺值有名值/KA（4） 短路沖擊電流計(jì)算 用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 110KV側(cè) 10KV側(cè) （5）短路電流最大有效值計(jì)算 用于檢驗(yàn)電氣

23、設(shè)備的斷流能力 110KV側(cè) 10KV側(cè) （一）所選設(shè)備應(yīng)能滿足正常運(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；在滿足可靠性要求的前提下，應(yīng)盡可能的選用技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備，使其具有先進(jìn)性； （二）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)； （三）所選設(shè)備應(yīng)予整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致； （四）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； （五）選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)過上級(jí)批準(zhǔn)。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置是使電力系統(tǒng)達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新

24、技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。氣設(shè)備i. 額定電壓和最高工作電壓所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即。NN。而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓UsmUNS，因此在選擇電器時(shí)，一般可按電器額定電壓UN不低于裝置點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇,即。ii. 額定電流電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。IN不應(yīng)該小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，

25、即。由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過負(fù)荷運(yùn)行可能時(shí)，Imax應(yīng)按過負(fù)荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%80%；出線回路的Imax除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。此外，還與電器的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電器進(jìn)行種類和形式的選擇。iii. 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境

26、條件，當(dāng)氣溫，風(fēng)速，溫度，污穢等級(jí)，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。所選電氣設(shè)備1) 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過電器時(shí)，電器各部分的溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為。 式中Q k 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； It,t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。2) 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： 。 式中 Ish短路沖擊電流有效值； Ies電器允許的動(dòng)穩(wěn)定電流的有效值。高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中的重要的電器設(shè)備。（1）型式選擇： 本次選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列話，即盡可

27、能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下要求:1）在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2）在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。4）應(yīng)有盡可能長的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。 表4.1 斷路器選擇條件表項(xiàng)目斷路器工作電壓工作電流開斷電流關(guān)合電流動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器UN UNSIN ImaxINbr IiNcl IshIes i shIt2t I2tdz(Qfi) 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)

28、變電所設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級(jí)中。所以，10KV側(cè)采用真空斷路器。（2）110KV側(cè)斷路器的選擇進(jìn)線斷路器的等級(jí)比主變高壓側(cè)大一級(jí)

29、，而母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器的額定值相差不大，粗略計(jì)算，進(jìn)線只取進(jìn)線斷路器。假設(shè)兩臺(tái)主變同時(shí)并聯(lián)投入運(yùn)行時(shí)，110KV母線上發(fā)生短路，短路電流有名值短路沖擊電流有名值最大負(fù)荷電流額定電壓最高工作電壓根據(jù)資料，可以知道LW25-126W滿足要求，具體參數(shù)如下表4.2： 表4.2 110kv側(cè)所選斷路器的型號(hào)及參數(shù)用途型號(hào)額定電壓UN（kV）額定電流IN（A）額定短路開斷電流INbr（kA）額定短路關(guān)合電流iNcl（kA）額定峰值耐受電流ies（kA）額定短時(shí)耐受電流It（kA）110kV側(cè)LW25-126W126200020505020(4s) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?，所以滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：

30、因?yàn)樗詽M足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過校驗(yàn)，所選斷路器滿足設(shè)計(jì)要求。（3）10KV低壓側(cè)斷路器的選擇進(jìn)線斷路器的等級(jí)比主變高壓側(cè)大一級(jí)，而母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器的額定值相差不大，粗略計(jì)算，進(jìn)線只取進(jìn)線斷路器。假設(shè)兩臺(tái)主變同時(shí)并聯(lián)投入運(yùn)行時(shí)，10KV母線上發(fā)生短路，短路電流有名值短路沖擊電流有名值最大負(fù)荷電流額定電壓高工作電壓斷路器額定電壓 斷路器額定電流按斷開電流選擇 按短路電流計(jì)算根據(jù)資料，可以知道ZN-10滿足要求，具體參數(shù)如表4.3所示： 表4.3 10kv側(cè)所選斷路器的型號(hào)及參數(shù)用途型號(hào)額定電壓UN（kV）額定電流IN（A）額定短路開斷電流INbr（kA）額定短路關(guān)合電流iNcl（kA）額定

31、峰值耐受電流ies（kA）額定短時(shí)耐受電流It（kA）10KV側(cè)ZN-101060050637550(4s) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)椋詽M足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)樗詽M足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過校驗(yàn)，所選斷路器滿足設(shè)計(jì)要求。隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： (1) 隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開； (2) 隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間網(wǎng)絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全； (3) 隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度；隔

32、離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要是最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓； (4) 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作要可靠； (5) 帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 隔離開關(guān)的選擇條件，如表4.4所示。表4.4 隔離開關(guān)選擇條件項(xiàng)目設(shè)備名稱工作電壓工作電流動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)UNUNSINImaxiesishIt2tI2tdz(Qfi)（1）110KV高壓隔離開關(guān)的選擇最大負(fù)荷電流額定電壓高工作電壓隔離開關(guān)額定電壓隔離開關(guān)額定電流根據(jù)資料，可以知道GW13-110滿足要求，具體參數(shù)如表4.5所示:表4.5 110kv側(cè)隔離開關(guān)的型號(hào)及參數(shù)用途型

33、號(hào)額定電壓額定電流額定峰值耐受電流額定短時(shí)耐受電流110kV側(cè)GW4110DW110kV630A50kA20（4S）kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?，所以滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)樗詽M足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足設(shè)計(jì)要求。（2）10KV高壓隔離開關(guān)的選擇最大負(fù)荷電流額定電壓高工作電壓隔離開關(guān)額定電壓隔離開關(guān)額定電流根據(jù)資料，可以知道GN8-10滿足要求，具體參數(shù)如表4.6所示: 表4.6 10kv側(cè)隔離開關(guān)的型號(hào)及參數(shù)用途型 號(hào)額定電壓額定電流額定峰值耐受電流額定短時(shí)耐受電流10kV側(cè)GN8-1010kV600A75kA50（4S）kA 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?，所以滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因

34、為所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足設(shè)計(jì)要求。高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級(jí)發(fā)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(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計(jì)不斷假冒新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，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。(一) 節(jié)約用地：我國人口眾多，但耕地不多，因此用地是我國現(xiàn)代化建設(shè)的一項(xiàng)帶戰(zhàn)略性的方針；(二) 運(yùn)行安全和操作巡邏方便：配電

35、裝置要整齊清晰，并能在運(yùn)行中滿足對(duì)人身和設(shè)備的安全要求。使配電裝置 一旦發(fā)生事故時(shí)，也能將事故限制在最小范圍和最低程度，并使運(yùn)行人員在正常的操作和處理事故中不致發(fā)生意外，以及再次維護(hù)中不致?lián)p害設(shè)備；(三) 便于檢修和安裝：對(duì)各種形式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝的條件；(四) 節(jié)約三材，降低造價(jià)：配電裝置的設(shè)計(jì)還應(yīng)采取有效措施，減少三材消耗，努力降低造價(jià)。1) 配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策,如節(jié)約土地；2) 保證運(yùn)行可靠按照系統(tǒng)和自然條件,合理選擇設(shè)備,在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離；3) 便于巡視、檢修和操作；4) 在保證安全的前提下，布置緊湊

36、，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)；5) 安全和擴(kuò)建方便。1) 根據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、電器的型式、出線的多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式；2) 擬定配電裝置的配置圖；3) 按照所選的外形尺寸、運(yùn)行方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照 配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)繪制配電裝置的平、斷面圖。4）配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸、檢修和運(yùn)輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內(nèi)、外配電裝置中各有關(guān)部分之間的最小安全凈距，詳見設(shè)計(jì)手冊(cè)。配電裝置的型式的選擇，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)行及檢修要求通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確

37、定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35kV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110kV及以上多為屋外式。普通中型配電裝置國內(nèi)采用比較多，廣泛用于110500kV電壓級(jí)，在這方面我國已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)的地理環(huán)境較好，沒有地震，雷暴日也很少，且沒有明顯的環(huán)境污染，所以綜合所有條件和技術(shù)，選用屋外式中型配電裝置。（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。（2）6220kV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各

38、回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感順的情況和需要確定(本設(shè)計(jì)不設(shè))。 （3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器(本設(shè)計(jì)不設(shè))。 （4）當(dāng)需要在330kV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （5）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。5.3.2 電流互感器的配置（1）凡裝設(shè)有斷路器的回路應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。（2）在未裝設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也可以裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)

39、電機(jī)和變壓器的出口、橋型接線的跨條上等。（3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩項(xiàng)或者三相配置。為了監(jiān)視三相電能的平衡和差動(dòng)保護(hù)的需要，該處的電流互感器必須采用三相配置。（4）為了滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等均設(shè)有電流互感器。（5）保護(hù)用的電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的死區(qū)來設(shè)置。如有兩組電流互感器，應(yīng)盡可能設(shè)在斷路器兩側(cè)，是斷路器處于交叉保護(hù)范圍內(nèi)。5.3.3 避雷器的配置（1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。（3）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓