110kV變電站主接線設計

1、110kV變電站主接線設計華北電力大學（北京）成教學院2007屆畢業(yè)設計（論文）任務書姓名專業(yè)電氣工程及其自動化班級畢業(yè)設計（論文）題目110KV變電站主接線設計畢業(yè)設計（論文）工作起止時間8月12月地點畢業(yè)設計（論文）的內容：一.設計內容和要求：L電氣主接線設計。2,短路電流計算及設備選擇。3.防雷保護與接地設計。二.設計圖紙：設計圖紙（1張）：電氣主接線圖畢業(yè)設計（論文）的要求：設計成果要求：觀點正確、邏輯性強、文理通順、層次分明、表達確切，并提出自己的見解和觀點；字數(shù)原則上在12000字左右。教研室主任簽名：指導教師簽名學生簽名第一章引言4第二章主變壓器的確定第三章電氣主接線設計第四章主

2、接線方案的確定第五章短路電流計算.5.81216第六章設備的選擇與校驗21第一節(jié)設備選擇的原則和規(guī)定21第二節(jié)導線的選擇和檢驗第三節(jié)斷路器的選擇和校驗第四節(jié)隔離開關的選擇和校驗第五節(jié)互感器的選擇及校驗第六節(jié)避雷器的選擇及校驗第七章防雷及接地系統(tǒng)設計233035374042424442第一節(jié)防雷系統(tǒng)第二節(jié)變電所接地裝置畢業(yè)設計總結和致謝第一章引言一、設計任務：本次設計任務為新建一所110KV降壓變電站。二、設計依據(jù)：1 .電壓等級：110/35/10KV2 .出線回路數(shù)：110KV側2回（架空線）LGJ-300/35km35KV側6回（架空線）10KV側12回（其中電纜4回）3 .負荷情況35K

3、V側：最大40MW,最小25MW,Tmax=6000h,cos（|）=0.8510KV側：最大25MW,最小18MW,Tmax=6000h,cos（|）=0.85負荷性質：工農業(yè)生產及城鄉(xiāng)生活用電4、系統(tǒng)情況：（1）系統(tǒng)經雙回路給變電站供電。（2）系統(tǒng)110KV母線短路容量為3000NVA。（2）系統(tǒng)110KV母線電壓滿足常調壓要求。5、環(huán)境條件：年最高溫度：32C年最低溫度：-25C海拔高度：1000m雷暴日數(shù)：40日/年參考文獻：1、電力系統(tǒng)課程設計參考資料華北電力大學天津大學西北、東北電力設計院2、發(fā)電廠電氣部分3、電力工程手冊（1、2、3、4分冊）第二章主變壓器的確定一、主變壓器臺數(shù)的

4、確定為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設兩臺主變壓器。二、調壓方式的確定：據(jù)設計任務書中：系統(tǒng)110KV母線電壓滿足常調壓要求，且為了保證供電質量，電壓必須維持在允許范圍內，保持電壓的穩(wěn)定，所以應選擇有載調壓變壓器。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)劃負荷選擇，亦要根據(jù)變電所所帶負荷的性質和電網結構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=0.6PM。因對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，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%。由于一般電網變電所大約有25%為非重要負荷，因此，采用S

5、n=0.6Pm確定主變是可行的。由原始資料知：35KV側Pmax=40MW,cos。=0.8510KV側Pmax=25MW,cos。=0.85所以，在其最大運行方式下：Sn=0.6*(40/0.85+25/0.85)=45.88(MVA)參考電力工程電氣設計手冊選擇兩臺西安變壓器廠生產的三相三繞組風冷有載調壓變壓器兩臺，型號為：SFSZ7-50000型變壓器。容量校驗：低負荷系數(shù)K1=實際最小負荷/額定容量=(25+8)/50=0.66高負荷系數(shù)K2=實際最大負荷/額定容量=(40+25)/50=1.3另外，發(fā)電廠電氣設備P244規(guī)定：自然油循環(huán)的變壓器過負荷系數(shù)不應超過1.5。綜上，并查發(fā)電

6、廠電氣設備P244變壓器過負荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過負荷時間T=4h<Tmax=6000/365=16.5h?？梢姡捍俗儔浩鞑荒軡M足過負荷要求，故應選用更大型號的變壓器。查手冊現(xiàn)選用兩臺西安變壓器廠生產的三相三繞組風冷有載調壓變壓器兩臺，型號為：SFSZ7-63000型變壓器。所選變壓器主要技術參數(shù)如下表：型號額定電壓(KV)空載損耗(KW)空載電流()接線組別阻抗電壓高-中高-低中-低SFSZ7-63000110±8X1.25%38.5±2X84.71.2Yn,yn,d1117.510.56.52.5%10.5容量校驗：低負荷系數(shù)K1=實際最小負荷/額定

7、容量=(25+8)/63=0.52高負荷系數(shù)K2=實際最大負荷/額定容量=(40+25)/63=1.03另外，發(fā)電廠電氣設備P244規(guī)定：自然油循環(huán)的變壓器過負荷系數(shù)不應超過1.5。綜上，并查發(fā)電廠電氣設備P244變壓器過負荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過負荷時間T=24h>Tmax=6000/365=16.5h?？梢姡捍俗儔浩髂軡M足要求，故應選用此型號的變壓器。第三章電氣主接線設計變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成的一個重要部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、靈活、穩(wěn)定、經濟運行以及變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置等將會產生直接的影響。一、主接線的設計原則：在進行主接線方式設

8、計時，應考慮以下幾點：1) 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用。2) 近期和遠期的發(fā)展規(guī)模。3) 負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響。4) 主變壓器臺數(shù)對主接線的影響。5) 備用容量的有無和大小對主接線的影響。二、主接線的設計要求：1、可靠性： 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： 調度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，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度要求。 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路

9、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。 、經濟性：投資??；占地面積??；電能損失小。三、擬定主接線方案根據(jù)以上要求和本設計任務書要求，初步選擇主接線如下：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，35KV出線6回（架空），10KV出線12回（其中電纜四回）負荷性質：工農業(yè)生產及城鄉(xiāng)生活用電結合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權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

10、電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經濟性來定，110KV部分適用的接線方式為內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的接線圖如下方案I接線圖:第四章主接線方案的確定一、主接線方案的可靠性比較：110KV側：方案I:采用內橋接線，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

11、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: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,分段開關停運時，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

12、運行，本段母線上其它線路需停運。10KV側：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：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:方案I:運行方式簡便，調度操作簡單靈活，易于擴建，但當開關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度要求，較易于擴建。10KV側：兩方案相同。三、主接線方案的經濟性比較將兩方案主要設備比較

13、列表如下：主變壓110KV110KV隔35KV斷35KV隔10KV器（臺）斷路器（臺）離開關（組）路器（臺）離開關（組）設備I238818相同II2510828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，10組35KV隔離開關，方案I占地面積相對少一些（35KV側無旁路母線），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、靈活性和經濟性，從中選擇一個最終方案（因10KV側兩方案相同，不做比較）。方案I方案II靈 活 性 經 濟 簡單清晰，設備少35KV母線故障或檢修時，將導致該母線上

14、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，誤操作的機率小運行方式簡單，調度靈活性強便于擴建和發(fā)展高壓斷路器少，投資相對少簡單清晰，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，誤操作的機率大 運行方式復雜，操作煩瑣,特別是35KV部分便于擴建和發(fā)展設備投資比第I方案相對多占地面積相對小占地面積相對大通過以上比較，經濟性上第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

15、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，選用內橋要優(yōu)于單母線分段接線。又因為35KV及10KV負荷為工農業(yè)生產及城鄉(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，再加上電網越來越完善，N+1方案的推行、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。經綜合分析，決定選第I方案為最終方案，即110KV系統(tǒng)采用內橋接線、35KV系統(tǒng)采用單母分段接線、10KV系統(tǒng)為單母線分段接線。第五章短路電流計算、短路電流計算的目的1、在選擇電氣主接

16、線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，需要進行必要的短路電流計算。2、在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，需要全面的短路電流計算，3、在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。4、設計接地裝置時，需用短路電流。5、在選擇繼電保護和整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。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

17、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、選擇計算短路點在下圖中，di,d2,d3分別為選中的三個短路點2、畫等值網絡圖Xsdid310KV3、計算:已知：（1）系統(tǒng)電壓等級為110KV、35KV、10KV,基準容量Sj=100MVA,系統(tǒng)110KV母線系統(tǒng)短路容量為3000MVA,110KV側為雙回LGJ-300/35KM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

18、jS"=Ss(3)主變?yōu)镾FSL1-63000型變壓器，基準容量Sj=100MVA基準電壓Uj=1.05Ue=115(KV)基準電流Ij=j/3Uj=100/d?5X3)=0.502(KA)基準電抗Xj=UjT/3Ij=Uj2/Sj=1152/100=132(Q)/平;【 對側110kv母線短路容量St的標幺值為Skt*=Skt/Sb=3000/100=30 對側110kv母線短路電流標幺值Ikt*=Skt*=30 對側110kv系統(tǒng)短路阻抗標幺值Xs*=1/Ikt*=1/30=0.0333查電力工程電氣設計手冊第189頁對于LGJ-300線路X=0.382Q/KMXs*=0.033

19、3+(0.382乂35)/132/2=0.084d1,d2,d3點的等值電抗值計算公式：xi=1/2XU(1-2)%+U(1-3)%-U(2-3)%X2=1/2XU(1-2)%+U(2-3)%-U(1-3)%X3=1/2XU(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Xi=1/2X(17.5+10.5-6.5

20、)=10.75X2=1/2X(17.5+6.5-10.5)=6.75X3=1/2X(10.5+6.5-17.5)=-0.25標么值:X1*=X1/100X(Sj/Sn)=10.75/100X(100/63)=0.17X2*=X2/100X(Sj/Sn)=6.75/100X(100/63)=0.11X3*=X3/100X(Sj/Sn)=-0.25/100X(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d1點短路時(xsId*1=1/Xs*=1/0.084=11.905Ij=Sj3Uj=100T(3X115)=0.502(KA)Id1=Id*1

21、XIj=11.905X0.502=5.976(KA)Id1=I00Ich=1.8獷2XId=18x2X5.976=15.239(KA)Ss=/J3UjXIsr=3X115X5.976=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I"t=-時穩(wěn)態(tài)電流S"短路容量第六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，應做到技術先進，經濟合理，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）應力求技術先進和經濟合理。3）

22、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）選用的新產品，均應有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經正式鑒定合格。二、有關規(guī)定1、技術條件：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Umax>Ug,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1010.511.53538.540.5110121126b.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

23、運行方式下的持續(xù)工作電流Ig,即lenig。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：It2t>QdtQdt在計算時間tjs秒內，短路電流的熱效應（KA2.S）Itt秒內設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA）T一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ich<idfIchAIdfich一短路沖

24、擊電流峰值（KA）idf一短路全電流有效值降一電器允許的極限通過電流峰值（KA）Idf一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、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網中出現(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+30C,最低氣溫-5C,當?shù)乩妆┤諗?shù)30日/年。第二節(jié)導線的選擇和檢驗載流導體一般采用鋁質材料比較經濟，110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線，當負荷電流

25、較大時，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；梢形導體一般用于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：IxuAIg.max其中Ig.max一導體回路持續(xù)工作電流（A）Ixu一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、按經濟電流密度選擇Sj=Ig.max/j其中Sj一按經濟電流密度計算得到體截面（mm2）j經濟電流密度（A/mm2）以下分別對各電壓等級的導線進行計算選擇。

26、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*320A）。35KV系統(tǒng)：進線（母線）：Ig.max=1.05Ie=1.05乂980=1029（A）查電力工程電氣設計手冊第337頁表，按最高允許溫度為+70C,當?shù)丨h(huán)境溫度最高為+30C,修正系數(shù)K=0.94所以導線的最大載流量Ig=Ig.max/K=1029/0.94=1094(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：按經濟電流密度選擇Ig.max=63000/(35X1.

27、732)/6=173.2(A)由于t=6000,查軟導線經濟電流密度表(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=173.2/0.95=182.3(mm2)查表得LGJ-185/30型導線(長期允許最大載流量551A)10KV系統(tǒng)：進線：由于按主變額定容量計算太大，故按10KV側Pmax=25MW計算，cos。=0.85Ie=PmaxT3Ucos。=25X標/(3X10X0.85)=1698.09(A)Ig.max=1.05Ie=1.05乂1698.09=1782.99(A)查電力工程電氣設計手冊第337頁表，按最高允許溫度為+70C,當?shù)丨h(huán)境溫

28、度最高為+30C,修正系數(shù)K=0.94所以導線的最大載流量Ig=Ig.max/K=1782.99/0.94=1897(A)查電力工程電氣設計手冊第333頁表，得矩形導體80*8兩條橫放(長期允許載流量1946A)出線：由于不知道每回出線的負荷情況，故選10KV出線導線時按主變額定容量選擇(按經濟電流密度選擇)Ig=63000/12/(10箝尸303.12(A)架空線路：由于t=6000,查軟導線經濟電流密度表，得j=0.95(A/mm2)所以Sj=Ig.max/J=303.12/0.95=319(mm2)查表得LGJ-300型導線(長期允許最大載流量770A)因為按經濟電流密度選擇的導線載面，

29、應盡量接近經濟計算載面Sj,當無合適規(guī)格導體時，允許小于Sj。二、電力電纜的選擇要求：電纜截面應滿足持續(xù)允許電流、短路熱穩(wěn)定、允許電壓降等要求，當最大負荷利用小時Tm>5000h且長度超過20M時，還應按經濟電流密度選取。1、按持續(xù)允許電流選擇計算公式敷設在空氣中和土壤中的電纜允許載流量按下式計算：KIxu>IgIg：計算工作電流Ixu:電纜在標準敷設條件下的額定載流量K:不同敷設條件下綜合校正系數(shù)，對于土壤中單根敷設的電纜仁=0.895K3=1.09.Ixu>Ig/K=303.12/(0.895X1.09)=311A查電力工程電氣設計手冊第934頁表，選用YJV-3*185

30、電力電纜(額定載流量281X1.29=362.5(A)2、按持續(xù)經濟電流密度選擇公式:S=Ig/jIg：計算工作電流J:經濟電流密度(A/mm2)查電力工程電氣設計手冊第942頁表j=0.93S=303.12/0.93=326mm2截面積太大，故其工作電流按最大負荷計算Ig=25/(10X1.732X12)=0.12(KA)=120AS=120/0.93=129mm2故仍選用YJV-3X185電力電纜三、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UgWU。U°=8

31、4m1m2hS2/3n0/h0(1+0.301/r°S)乂Igajj/rd因當110KV軟導線超過LGJ-70時，可不進行電暈校驗(由電行電暈電壓校驗。2、短路熱穩(wěn)定校驗:裸導線熱穩(wěn)定校驗公式為 S> Smin=I -/C x （ tdz x kf）其中：Smin一根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許載面（mm2)C一熱穩(wěn)定系數(shù)，查表得 C=87tdz短路電流等值時間kf一集膚效應系數(shù)。軟導線取1,矩形母線取1.2（雙層）110KV 側Smin=5980/87 x 4.45=145 mm2<300 mm235KV 側Smin=6958/87>T 4.45=168.7 mm2

32、<630 mm210KV 側Smin=32900787X 445X 1.2 =797.7 mm2<2X (80 x8) mm2故熱穩(wěn)定校驗合格。四、電力電纜的校驗1、熱穩(wěn)定校驗由于電纜芯線一般系多股膠線構成，截面在400mm2以下時，K=1,滿足電纜熱穩(wěn)定的最小截面可簡化為C=1八SminqQt/C）X1000刀4.2Q/Kp20%ln1+%(0m-20)/1+%(0p-20)10-20p=00+(0H-00)(Ig/Ixu)2式中刀一計及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對于36KV廠用回路，刀取0.93,35KV及以上回路可取1.0。Qt一短路熱效應（K

33、AOS）C一熱穩(wěn)定系數(shù)Q一電纜芯單位體積的熱容量，鋁芯取0.59J/（cm3.C）,對銅芯0.81J/(cm3.C)；%一電纜芯在20c時的電阻溫度系數(shù),鋁芯為 0.00403(1/C)銅芯為0.00393J/(cm3.C)；K-20C時電纜芯線的集膚效應系數(shù),S< 100mm2的三芯電纜K=1,對YJV-3*185電力電纜K=1.008P 20 一電纜芯在20 c時的電阻系數(shù)，鋁芯取0.031*10-4(Q.Cm2/cm);對銅芯取0.0184*10-4(Q.Cm2/cm)0m一電纜芯線在短路時的最高允許溫度（C）0p35KV及以下電纜芯在短路前的實際運行溫度（C）00-電纜敷設地點的

34、環(huán)境溫度（）Oh一電纜芯線在額定負荷下最高允許溫度（C）Ig電纜實際計算電流（A）Ixu一電纜長期允許工作電流（A）查電力工程電氣設計手冊第937頁表C=82Qt=32.92*0.1=108.2Smin-Qt/C)x1000=126.8mm2<185mm2故熱穩(wěn)定校驗合格。第三節(jié)斷路器的選擇和校驗一、高壓斷路器的選擇(1)設備種類，型式和結構(按滅弧介質分)不性滅弧介質操作機構SF6斷路器SF6彈簧操作機構或者液壓機構少油斷路器變壓器油電磁操作機構多油斷路器變壓器油電磁操作機構真空斷路器真空彈簧操作機構空氣斷路器空氣空氣操作機構或者液壓機構磁吹斷路器磁液壓機構由于現(xiàn)在110KV變電站多是

35、少人值守或者無人值班變電站，為減少設備維護和運行操作簡單的需要，因此110kv電壓等級選擇SF6斷路器，35KV和10KV選擇真空斷路器。操作機構都選擇彈簧操作機構。(2)選擇條件1)斷路器額定電壓U大于電網電壓Uew,UenUew2)高壓斷路器的額定電流Ie應大于或等于它的最大持續(xù)工作電流Igmax,Ie>Igmax3)動穩(wěn)定校驗：斷路器的極限通過電流峰值idw應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流icj即idwnicj4)熱穩(wěn)定校驗：高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量I2rtr應不小于短路期內短路電流發(fā)出的熱量128tde即I2rtrAI28tdz5)開斷電流能力：Iekd>IZt6)

36、關合能力：iegnicj高壓斷路器的選擇：通過最大長期工作電流選取Igmax=1.05Sb/(V3Ue)=1.05X63000/(V3x110)=347.20(A)1、110KV斷路器型號選擇為LWii-110型主要參數(shù)：型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關合電流(KA)額定短時耐受電流(3S)(KA)動和7E電流(KV)LWii-110110200031.58031.580(1)熱穩(wěn)定校驗I2rtr=31.52X3=2976.75(KA2-S)128tdz=4.42X(3+0.08)=59.6(KA2S)I2rtr>I200tdz熱穩(wěn)定合格。(2)動穩(wěn)定校驗id

37、w=80KAicj=10.4idw>icj動穩(wěn)定合格。計算數(shù)據(jù)與斷路器參數(shù)對照表：計算數(shù)據(jù)LW11-110P參數(shù)Ue110KVUe110KV一".I=I-4.4KAIekd31.5KAIgmax161.66AIe2000Aicj10.4KAidw80KAI200tdz59.6KA2-SI2rtr2976.75KA2S所選LWii-110P型斷路器合格。2、10KV開關柜的選擇:主要參數(shù)：開關柜型號額定電壓KV最高工作電壓KVGFC-15ZF1011.5開關柜所配母線參數(shù)表12額定電流動和7E電流峰值(KA)熱穩(wěn)定電流KA-S1250A5020-2最大長期工作電流Igmax=1.

38、05：S/(/3Ue)=1.05X16000/(/3乂10)=970(A)Ie=1250AIe>Igmax熱穩(wěn)定校驗I2rtr=202X2=800(KA2-S)IJtdz=12.232X3.08=461(KA2S)I2rtr>I200tdz動穩(wěn)定校驗idw=50KAicj=28.95KAidw>icj開關柜所配母線合格開關柜所配斷路器參數(shù)客而TT?由客而TT?由最高工額定開額定關合型號流(A)壓(KV)作電壓(KV)斷電流(KA)電流(KA)ZN10/1000-2010001011.52050最大長期工作電流Igmax=970(A)Ie=1000AIe>Igmax熱穩(wěn)定

39、校驗熱穩(wěn)定等值時間取4sI2rtr=202x4=1600(KA2-S)lJtdz=12.232X3.08=461(KA2S)I2rtr>I200tdz動穩(wěn)定校驗idw=ieg=50KAicj=28.95KAidw>icj開關柜所配斷路器合格.3、35KV所選開關柜型號除電壓等級外與10KV相同4、選擇電纜主要參數(shù)芯數(shù)x截面載流量相應電纜表面mm2A最高溫度CZLQ-3X1853X18527048第四節(jié)隔離開關的選擇和校驗一、隔離開關的選擇隔離開關的選擇，除了不校驗開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同，因為隔離開關與斷路器串聯(lián)在回路中，網絡出現(xiàn)短路故障時，對隔離開關的影響完全取決于斷路

40、器的開斷時間，故計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同。額定電壓UeAUew額定電流lenigmax型式和結構動穩(wěn)定校驗：idw>icj熱穩(wěn)定校驗：Ir>I2MdZ5.電流互感器的選擇(1)種類的選擇，對于6-20千伏屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構，對于35千伏及以上配電裝置，宜采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，盡量采用套管式電流互感器。(2)按一次額定電壓和額定電流選擇UenUewIe1AIgmax(3)按準確度級和副邊負荷選擇為了保證側量儀表的準確度，電流互感器的準確級不得低于所供側量儀表的準確級，為了保證互感器在一定的準確級下工作，電流互

41、感器二次側所接負荷S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量Se2(4)熱穩(wěn)定校驗：(Ktlel)2X1AI28tdz(5)動穩(wěn)定校驗：Icj<22Ie1Kdw二、110KV隔離開關的選擇：通過最大長期工作電流選取Igmax=161.66A選擇隔離開關型號為GW5-110DW主要參數(shù)：表7型號額定電壓(KV)額定電流(A)動和7E電流(KA)熱穩(wěn)定電流(4S)(KA)GW5-110DW11010008031.5熱穩(wěn)定校驗I2rtr=402X4=6400(KA2S)I2-tdz=59.6(KA2-S)I2rtr>I200tdz熱穩(wěn)定合格。動穩(wěn)定校驗idw=80KAicj=15.504KAi

42、dw>icj動穩(wěn)定合格。計算數(shù)據(jù)與隔離開關參數(shù)對照表:計算數(shù)據(jù)GW5-110DWUe110KVUe110KVIgmax161.66AIe1000Aicj10.4KAidw80KAI2cotdz59.6KA2-SI2rtr3969KA2s所選GW5-110DW型隔離開關合格。第五節(jié)互感器的選擇及校驗一、電壓互感器的選擇1、一次電壓U1:1.1Un>U1>0.9UnUn電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動范圍，即為士10%Un。2、二次電壓U2:電壓互感器在高壓側接入方式接入相電壓。因此，所選電壓互感器副繞組二次副電壓為100/3,110KV電壓互感器輔

43、助繞組二次額定電壓為100V,35KV、10KV電壓互感器輔助繞組二次額定電壓為100/3V依據(jù)以上條件，所選各電壓等級電壓互感器如下表:S3s=T3Uj3Xk=j3X10.5X32.9=598(MVA)型號額定電壓(KV)原繞組副繞組輔助繞組JCC2-110110r30.1T30.1JDJJ-3535r30.獷30.1/3JDZJ-1010r30.獷30.1/3、電流互感器的選擇1、電流互感器選擇的技術條件按一次回路額定電壓和電流選擇Iln>IgmaxUn>Ug其中Iln為電流互感器原邊額定電流Igmax為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流Un為電流互感器額定電壓Ug為電流互

44、感器安裝處的一次回路工作電壓二次額定電流選擇：一般弱電系統(tǒng)1A,強電系統(tǒng)5A準確等級：電流互感器準確級不得小于所供儀表的類型要求二次負荷S2：S2<Sn其中Sn=I22nXZnS2=122nxz2電流互感器的選擇：按一次額定電壓和額定電流選擇一次額定電壓Ue1>UeW=110KV一次額定電流leiAlgmax=161.66A選擇LCWB5-110型號電流互感器主要參數(shù)：表9型號額定電壓KV額定電流比A二次組合準確級短時(1S)熱電流KA動和7E電流KALCWB5-1101102X150/50.5/B/B0.515.8-31.540-80熱穩(wěn)定校驗(Ktlei)2X1=15.82X1

45、=249.64(KA2S)I2"dz=59.6(KA2S)(Ktlei)2X1>I2stdz熱穩(wěn)定合格。內部動穩(wěn)定校驗icj=10.4KAIeiKdw=40(KA)icj<IelKdw內部動穩(wěn)定合格。所選LCWB5-110型電流互感器合格.第六節(jié)避雷器的選擇及校驗一、型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點。二、滅弧電壓：避雷器的額定電壓(滅弧電壓)應按設備上可能出現(xiàn)的允許最大工頻過電壓選擇。即滅弧電壓為Umt(Ube)ACdUm。Um一避雷器滅弧電壓有效值Ube一避雷器額定電壓有效值Cd一接地系數(shù)，對非直接接地10KV取1.1,35KV及以上取1.0

46、Um最高運行線電壓三、工頻放電電壓Ugf對于不保護內部過電壓的普通閥形避雷器，它的工頻放電電壓下限值Ugfx不應低于允許的內部過電壓計算值，保證在內部過電壓作用下不動作。即Ugfx>K0Uxg其中K0為內部過電壓允許計算倍數(shù)。對直接接地，110KVKo=3;非直接接地，63KV及以下Ko=4,110KV及以Uxg為設備最高運行相電壓。四、避雷器沖擊殘壓：Ubc=KbhXUmtKbh保護比。FZ型Kbh=2.32.35110KV側：Umt=CdXUm=0.8Xl26=100KVUgfx=KoUxg=3X74=222KVUgfs=1.2Ugfx=1.2X222=266KVUbc=2.35X2

47、XUmt=235X2X100=332KV35KV側：Umt=CdXUm=1.0X40.5=40.5KVUgfx=K0Uxg=1.5X24=84KVUgfs=1.2Ugfx=1.2X84=101KVUbc=2.35x2XUmt=2135X2X41=135KV110KV側：Umt=CdXUm=1.0X12=12KVUgfx=K0Uxg=3.5X7=25KVUgfs=1.2Ugfx=1.2X25=30KVUbc=2.35x2XUmt=235X2X12=40KV根據(jù)以上計算結果選擇避雷器如下表:型號額定電壓(后效值)(KV)滅弧電壓(后效值)(KV)工頻放電電壓(后效值)(KV)5KA時沖擊殘壓(KV

48、)不大于不小于不大于FZ-110110100224268352FZ-35354184104134FZ-101012.7263145第七章防雷及接地系統(tǒng)設計第一節(jié)防雷系統(tǒng)對于變電站的防雷保護，通常采用裝設避雷針和避雷器的措施。避雷器的設置前面已作選擇，故本節(jié)只對避雷針選擇。進行防雷設計和防雷措施時，必須從該地區(qū)雷電具體情況出發(fā)，原始資料提供，當?shù)乩妆┤諡?0日/年，屬中等雷電活動強度地區(qū)。根據(jù)平面布置，該變電所長61.8m,寬61.6m,變電所110KV系統(tǒng)桿塔及門型架構最高為10.5m,故hx取11m,35KV系統(tǒng)桿塔及門型架構最高為7m,故hx取7m。該變電所初步選定用4支30米等高避雷針來

49、保護全所的架構、主變及主控室、高壓室等。分別按hx=11m、hx=7m計算避雷針的保護范圍：*hx=11m的保護范圍1、單只避雷針保護范圍計算當hxnh/2日寸，rx=(h-hx)P當hx<h/2時，rx=(1.5h-2hx)P其中：h為避雷針高度hx為被保護物的高度P為高度影響系數(shù)。當hW30時，P=1該設計中：h=30m,hx=11m<h/2,所以P=1所以rx=(1.5h-2hx)P=(1.5X30-2x11)x1=23m即該避雷針在11m水平面上的保護半徑為23m。2、 四支等高避雷針保護范圍計算：四支避雷針具體布置如圖示意：di2=61.75md23=58.64md34=

50、61.49md4i=59.69md42=85.33m61.861.6hoi2=h-di2/7P=30-61.75/7=21.18m。°1ho23=h-d23/7P=30-58.64/7=21.62mho34=h-d34/7P=30-61.49/7=21.22mho41=h-d41/7P=30-59.69/7=21.47mho42=h-d23/7P=30-85.33/7=17.81m則bx12=1.5(h0-hx)=1.5(21.18-11)=15.3>0bx23=1.5(21.62-11)=15.9>0bx34=1.5(21.22-11)=15.3>0bx41=1.5(21.47-11)=15.7>0bx42=1.5(17.81-11)=10.2>0故變電所全部面積受保護*