110KV變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

1、110KV 變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2設(shè)計(jì)說明書2.1 電氣主接線電氣主接線還被我們叫做電氣一次接線，它的繪制是把電器設(shè)備規(guī)定好的文字符號(hào)以及圖形，依照電能的生產(chǎn)，電能的傳輸還有分配的順序以及對(duì)其的要求， 最終形成的單相接線圖。主接線是發(fā)電廠以及變電站那些高電壓和大電流的電氣部分的總體結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是組成電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的關(guān)鍵部分。這會(huì)對(duì)電力的生產(chǎn)產(chǎn)生可靠性以及靈活性方面的直接影響，并且決定著對(duì)電氣設(shè)備的選取、對(duì)配電裝置的布置，以及繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式這些方面。所以，在進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)時(shí)一定要加以技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面的完備的討論和驗(yàn)證，對(duì)各種各樣的影響因素都要納入探討的范疇，從而獲得最符合實(shí)

2、際情況的設(shè)計(jì)方案。2.1.1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求（1） 可靠性?？煽啃哉f的是主接線能保持工作可靠，確保能夠向用戶提供不間斷的電力。電力系統(tǒng)最重要的就是安全生產(chǎn)，而且主接線最基本的要求就是確保供電的可靠性，同樣這還是電力生產(chǎn)以及分配的第一要求。（2） 靈活性。對(duì)于主接線有下面這些靈活性方面的要求：1，調(diào)度要求。能夠靈活進(jìn)行投入以及切除變壓器、線路，調(diào)配電源還有負(fù)荷；可以達(dá)到使系統(tǒng)在事故運(yùn)行、檢修還有特殊運(yùn)行這三種方式下的調(diào)度要求。2，檢修要求。能夠便捷的停運(yùn)斷路器、母線還有繼電保護(hù)設(shè)備，并且可以進(jìn)行安全檢修，但是不對(duì)用戶供電有影響。3，擴(kuò)建要求。初期到終期接線的過渡要很容易，進(jìn)行擴(kuò)建要使一次設(shè)

3、備改造量和二次設(shè)備改造量達(dá)到最低程度。（3） 經(jīng)濟(jì)型。經(jīng)濟(jì)型指的是節(jié)省投資、減少占地、減少能量損耗。2.1.2 主接線的設(shè)計(jì)原則（1） 要把電力系統(tǒng)中變電站的地位以及作用納入考量的范圍。主接線在可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性方面會(huì)根據(jù)變電站處于電力系統(tǒng)中的地位以及作用的不同有不一樣的要求。（2） 要把近期以及遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模納入考量范圍。在對(duì)變電站主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格依照 5-10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。（3） 要把負(fù)荷的重要性分級(jí)以及出線回?cái)?shù)多少會(huì)對(duì)主接線產(chǎn)生的影響納入考量范圍。針對(duì)一級(jí)負(fù)荷，一定要設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立電源來提供電量，并且在其中電源之一不起作用時(shí)，還要確保全部一級(jí)負(fù)荷的供電不間斷；針對(duì)二級(jí)負(fù)荷

4、，通常設(shè)置兩個(gè)電源來提供電量，并且在其中電源之一不起作用時(shí)，還要確保大部分二級(jí)負(fù)荷供電。對(duì)于三級(jí)負(fù)荷來說通常只要設(shè)置一個(gè)電源提供電量。（4） 要把主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線產(chǎn)生的影響納入考量范圍。變電站主變具有的容量以及臺(tái)數(shù)將會(huì)在對(duì)其主接線的選擇時(shí)有著直接作用。而對(duì)于大型的變電站來說，因?yàn)樗鼈兊拇蟮膫鬏斎萘?，在可靠性方面有著更高的要求，所以?duì)于主接線來講，可靠性以及靈活性的要求也是很高的。相對(duì)應(yīng)的，小容量變電站恰恰相反。（5） 要把備用容量的有無以及大小對(duì)主接線造成的影響納入考量范圍。為了確保供電的可靠性，適應(yīng)負(fù)荷突然增加、設(shè)備的檢查維修以及因?yàn)楣收蠈?dǎo)致停止運(yùn)轉(zhuǎn)的緊急情況的出現(xiàn)，我們?cè)O(shè)置了發(fā)、送、變的備

5、用容量。在對(duì)電氣主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，備用容量是否存在不同情況下時(shí)不同的。比如說，在進(jìn)行斷路器或者是母線檢修的時(shí)候，是不是可以切除線路。變壓器的停止運(yùn)行；在線路故障的時(shí)候準(zhǔn)許切除線路以及變壓器的數(shù)目等等，這些都會(huì)對(duì)主接線的形式產(chǎn)生直接影響。2.1.3 電氣主接線的確定（1）110kV 部分電氣主接線雙母線接線法的設(shè)計(jì)是為了更好的滿足當(dāng) 110KV 出線回路數(shù)超過 4。且根據(jù)變電站 110kV 運(yùn)行實(shí)際情況（采用SF 斷路器，故障率較低，且采用微機(jī)保護(hù)裝6置，檢修周期較長）和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，故 110kV 本期及遠(yuǎn)景所使用的接線方法都是雙母線接線法，而且還添加了母線斷路器。（2）110kV 部分電氣主

6、接線如果110KV 變電站的110KV 配電裝置的出線回路小于6 回，或者是4-7 回事， 其接線方法最好使用單母線或者是單母線分段接線方法，如果出線回路高于6回或者為 8 回時(shí)更加適合使用雙母線接線法。當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)， 使用橋形接線法才更加有利。（3）10kV 部分電氣主接線本文設(shè)計(jì)的為 10KV12 回路電路，使用單母線分段接接線的方式將會(huì)更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。（4）方案一：110kV 雙母線110kV 橋形接線10kV 單母線分段方案二：110kV 雙母線分段110kV 橋形接線10kV 單母線分段220kV110kV10kV10kV圖 2.1 電氣主接線方案一220kV10kV1

7、0kV110kV圖 2.2 電氣主接線方案二表 2-1 電氣主接線方案比較綜上所述，確定方案一為最佳方案。2.2 所用電的設(shè)計(jì)2.2.1 所用電的設(shè)計(jì)原則變電站安全運(yùn)行以及設(shè)備的可靠性主要跟變電站的用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及設(shè)備的選擇有關(guān)，所以一般對(duì)其都有較高的要求，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1） 電源的可靠性一定要的到保證；（2） 具有很高且安全可靠地調(diào)節(jié)度，在進(jìn)行調(diào)試檢修時(shí)要保證其安全性和方便性，系統(tǒng)的接線要盡可能的避免復(fù)雜和不清晰；（3） 對(duì)全所以后的擴(kuò)建和發(fā)展有一個(gè)好的規(guī)劃，配電裝置的安放要盡量合理并且便于維修，使全所的系統(tǒng)容量盡可能的大，并留有適當(dāng)?shù)脑６?；?） 合理的對(duì)設(shè)備進(jìn)行篩選，引進(jìn)先進(jìn)技

8、術(shù)，合理的規(guī)劃建設(shè)資源的浪費(fèi)，盡可能少的使用電纜；（5） 在變電站中很少使用高燕電動(dòng)設(shè)備，通常使用的都是低壓動(dòng)力負(fù)荷， 而其低壓值一般為 380/110V。2.2.2 所用電源引接方式一般情況下都是使用較低的母線去引接 11 個(gè)所用電源，這樣的引接方式具有很好的優(yōu)點(diǎn)，例如，其經(jīng)濟(jì)性號(hào)且具有很高的穩(wěn)定性。如果有兩個(gè)不同等級(jí)的電壓上的母線，分別引接兩個(gè)所用電源，這時(shí)所接的所用電源就可以的到不間斷的供電。本文所設(shè)計(jì)的變壓站，電接線的設(shè)計(jì)為，所用電源是從 10KV 的母線上引接出來的。主要是本文所設(shè)計(jì)的 10KV 母線是單母線分段接線，所用電源所接的地方分別為 10KV 母線的段和段，它們相互備用，如

9、果其中一臺(tái)出現(xiàn)故障， 電壓站的全部負(fù)荷有另一臺(tái)來承擔(dān)。本文所設(shè)計(jì)的變壓站電力變壓的額定值為 10/0.4kV，高壓端的進(jìn)線接線方法為分別接于 10KV 母線的段和段，低壓一端使用單母線分段接線的方法， 通常情況下式分裂運(yùn)行的，多故障發(fā)生的范圍進(jìn)行現(xiàn)在，對(duì)其供電的穩(wěn)定性有很好的提高。所用電接線圖如圖 2.2 所示：380V380V10kV10kV圖 2.2 所用電接線2.2.3 所用變壓器的選擇（1）所用變壓器的選擇原則：所用負(fù)荷的計(jì)算公式為變電站總?cè)萘康?0.2%，本文所設(shè)計(jì)的兩臺(tái)所用變相設(shè)備是相互備用的。（2）所用電負(fù)荷S350kVA是所用負(fù)荷的值本文所設(shè)計(jì)的變電站的最低變壓等級(jí)為 10KV

10、，通過一級(jí)電壓降落就可以實(shí)現(xiàn)，使用兩臺(tái)變壓器將其電壓降低為 380/110V,經(jīng)過對(duì)相關(guān)資料的查詢可得，所設(shè)計(jì)的變壓器技術(shù)參數(shù)，如表 2-2 所示：表 2-2 所用變壓器參數(shù)表2.3 主變壓器的選擇2.3.1 主變壓器選擇的基本原則（1） 通常情況下在變電站建成后的 510 年會(huì)對(duì)主變壓器的容量進(jìn)行一次規(guī)劃，對(duì)其以后 10-20 年的負(fù)荷發(fā)展做一次規(guī)劃。而城鄉(xiāng)變電站的規(guī)劃，主變壓器的容量還要結(jié)合城市的規(guī)劃來做出其發(fā)展規(guī)劃。（2） 主變壓器的容量大小主要是有變電站所承受的負(fù)荷的性質(zhì)以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來決定的。如果變電站所承載有重要的負(fù)荷，就需要對(duì)其進(jìn)行全面的考慮，例如一臺(tái)主變壓器停止工作時(shí)，其它的變壓

11、器電壓的容量要能夠保證用戶的一級(jí)和二級(jí)電壓在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)不受到影響；而相對(duì)于一般的變電站，其要求為滿足變壓器總?cè)萘康?70%-80%即可。（3） 再設(shè)計(jì)同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量時(shí)，要盡可能地減少其級(jí)別的設(shè)定。從整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行考慮，按照系列化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定。2.3.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定（1） 建立在大城市郊區(qū)的一次變壓站，中、低壓單側(cè)形成相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)電路，其主變壓器一般安放兩臺(tái)比較合理。（2） 如果變壓站所處的地區(qū)比較孤立或者是為大型的工業(yè)用電而建立的， 一般電站應(yīng)安裝三臺(tái)主變壓器，防止意外事件的發(fā)生。（3） 再設(shè)計(jì)只有兩臺(tái)主變壓器的變電站時(shí)，它的變壓基礎(chǔ)最好要大于變壓器容量的 1-3 級(jí)，能

12、夠在對(duì)負(fù)荷增大時(shí)，方便的對(duì)變壓器進(jìn)行容量的更換。本設(shè)計(jì)將采用兩臺(tái)主變壓器。2.3.3 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇（1） 主變壓器的相數(shù)。如果發(fā)電廠和變電站的電壓為 330KV 或者下于330KV時(shí)，所選用的變壓器為三項(xiàng)式變壓器。主要是從經(jīng)濟(jì)方面、空間方面以及節(jié)約能源方面來考慮，它都比使用三臺(tái)單相要優(yōu)越，除此之外它還具有簡單地配電裝置和便與維護(hù)。（2） 主變壓器繞組數(shù)的確定1，一般情況下很少采用雙繞組變壓器進(jìn)行變壓工作，只有在升高電壓或者是以系統(tǒng)直接連接的發(fā)電廠。2，在使用雙繞組變壓器或者是三繞組電壓器（其中就包含了自耦變壓器） 的有很多，有三種變電站和兩種升高壓向用戶供電的發(fā)電廠。（3） 我國電

13、力變壓器的三相繞組所采用的連接方式為：在高電壓（110KV 及以上的電壓）接線測(cè)的接線方法為“YN' ，具有接電線的接法；在進(jìn)行 35KV 或者是 60KV 高電壓接線時(shí)一般都采用“Y”接線法，也就是沒有接地線或者是通過消弧線圈接地，在進(jìn)行低壓接線時(shí)可采用“Y”或“D” 的接線方法；電壓小于35KV 的一側(cè)接線時(shí)，通常都是使用“D”接線法，有時(shí)也會(huì)使用“Y'。本設(shè)計(jì)的三個(gè)電壓分別為 110kV、110kV、10kV 等級(jí)的接線方式，所以企接線方式為Y/Y/。2.3.4 主變壓器容量的確定對(duì)原始資料就行數(shù)據(jù)分析計(jì)算：P = åP = P總110kV+ P10kV= 51

14、800(KW )Q = åQ = Q總110kV+ Q10kV» 17026(KVar)P 2 + Q2總總S=» 5452（6總KVA）主變壓容量進(jìn)行確定時(shí)，對(duì)兩種負(fù)荷進(jìn)行考慮，得其同時(shí)率為0.9，有根據(jù)以后 5 到 10 年變電站的發(fā)展規(guī)劃，得：S= 0.7 ´ SN（n - 1）´ 0.9 ´ (1 + 5%) ´ (1 + 5%)10 » 58753(KVA)總2.3.5 主變選擇結(jié)果本設(shè)計(jì)選用有載調(diào)壓自耦變壓器,型號(hào)為 SFSZ11-63000/110,其主要參數(shù)如下：額定容量：63000（kVA） 額定

15、電壓：高壓 - 110 2 2.5%（kV），中壓 - 121（kV），低壓- 10.5（kV）容量比為： 1:：1：1表 2-3 主變參數(shù)表2.4 主要電氣設(shè)備的選擇2.4.1 主要電氣設(shè)備的選擇要求一、斷路器的選擇要求（1） 額定電壓和額定電流的選擇U³ UI³ INSNNmax（2） 額定開斷電流的選擇INbr³ I ''（3） 短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定：I 2 ³ QtK動(dòng)穩(wěn)定：ies ³ ish二、隔離開關(guān)的選擇要求在多方面進(jìn)行隔離開關(guān)與斷路其進(jìn)行比較，例如在其額定電壓。電流以及短路和熱穩(wěn)定性方面等項(xiàng)目進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)

16、現(xiàn)其效果相同。但是隔離開關(guān)不能夠?qū)Χ搪冯娏鬟M(jìn)行接通和切除工作，所以就沒有進(jìn)行短路電流和短路開關(guān)方面的檢驗(yàn)工作。三、電流互感器的選擇要求（1） 選擇一次回路的額定電流為（2） 進(jìn)行額定電流比的選擇（3） 校檢其熱穩(wěn)定性：U³ UNSNI 2 t¥ dz£ (IK )2mt在公式中Kt表示為在 1S 時(shí)間內(nèi)電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)。（4） 進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定性方面的檢驗(yàn)：shmdwti<2IK在公式中 K表示為電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。四、電壓互感器的選擇要求高電壓變壓器（35kV110kV）的電壓互感裝置一般都具有油浸結(jié)構(gòu)的；在進(jìn)行 6-20KV 的屋內(nèi)互感器的類型選擇時(shí)

17、，通常按照其使用的條件來確定，可以使用樹脂絕緣的結(jié)構(gòu)，如果容量和準(zhǔn)確等級(jí)符合要求的話，都是使用電容式互感器。如果對(duì)一次單相回路的接地情況需要檢查和監(jiān)視是，最好使用 三相五柱式電壓互感器或者是具有第三繞組的單相電壓互感器。nu1表示一次電壓， u為電壓互感器的一次線額定電壓un> u> 0.9u1n表 2-4 為二次電壓的要求：表 2-4 二次電壓選擇要求準(zhǔn)確等級(jí)：根據(jù)接入的測(cè)量儀器，續(xù)電器以及自動(dòng)裝置設(shè)備相關(guān)等級(jí)的要求， 來確定電壓互感器的工作等級(jí)。其規(guī)定見下文：（1） 用于 0.5 級(jí)要求的為發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線以及出線回路中的電度表等等。（2） 用于 1 級(jí)要求的包

18、括用于監(jiān)視對(duì)電能進(jìn)行估算的電表，功率表以及電壓續(xù)電器等等。（3） 對(duì)于準(zhǔn)確度較低的要求，一般為 3 級(jí)要求，主要有估計(jì)被測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記的電壓表。（4） 有的回路中，雖然回路相同但是其接法不同，例如電壓互感的二次回路，因此在進(jìn)行準(zhǔn)確度要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的等級(jí)進(jìn)行其準(zhǔn)確度等級(jí)的確定。負(fù)荷 S 2：S2Sn2.4.2 各電壓等級(jí)電氣設(shè)備的選擇結(jié)果一、110kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇結(jié)果如表 2-5表 2-5 110kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇結(jié)果二、110kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇結(jié)果如表 2-6表 2-6 110kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇結(jié)果三、10kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇結(jié)果如表 2-7表 2-7 10kV 側(cè)電氣設(shè)備選

19、擇結(jié)果2.4.3 導(dǎo)線選擇一、導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn)要求（1） 導(dǎo)體選型制造載流導(dǎo)體時(shí)常采用鋁或者是其合金材料，但是在對(duì)于某些會(huì)對(duì)鋁會(huì)有較強(qiáng)腐蝕作用的地方會(huì)采用銅質(zhì)導(dǎo)體來代替。對(duì)于硬質(zhì)導(dǎo)體的橫截面通常設(shè)計(jì)成矩形的或是槽形的以及管形的。（2） 導(dǎo)體截面選擇對(duì)導(dǎo)體橫截面選取時(shí)要考慮其長期發(fā)熱的工況下允許的電流值。按照I£ KI這個(gè)式子來計(jì)算。maxal在這個(gè)式子里，Imax代表這個(gè)回路里持續(xù)工作時(shí)的回路的最大電流（A）；Ial代表導(dǎo)體在q=25這個(gè)額定的環(huán)境溫度下的允許電流；而K 代表的是對(duì)于實(shí)際0的環(huán)境的溫度以及海拔高度相關(guān)的綜合修正系數(shù)。（3） 電暈電壓校驗(yàn)對(duì)于包含 110kV 以及大于

20、110kV 的裸露的導(dǎo)體，要對(duì)它們進(jìn)行在晴天時(shí)不發(fā)生全面電暈的這種條件來進(jìn)行校正檢驗(yàn)，也就是其臨界電壓 Ucr與最高工作電壓Umax相比要大。（4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)對(duì)于導(dǎo)體熱穩(wěn)定進(jìn)行校正檢驗(yàn)時(shí)，要考慮到集膚效應(yīng)系數(shù) Kf可能帶來的影響，所以根據(jù)在短路發(fā)生時(shí)的熱量的計(jì)算公式可以算出短路時(shí)熱穩(wěn)定所決定的截Q Kkf面積的最小值 S ，用下面這個(gè)式子來計(jì)算： S=minminC在這個(gè)式子里C 代表的是熱穩(wěn)定系數(shù)；Qk代表的是短路電流熱效應(yīng)，單位是（A2·s）。（5） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1） 對(duì)單一的矩形導(dǎo)體所組成的母線的應(yīng)力計(jì)算。在這些導(dǎo)體最大相間的計(jì)算應(yīng)力s用下面這個(gè)式子來計(jì)算：s= M = fL2

21、phphphW10W在這個(gè)式子里，式中：f代表的是導(dǎo)體在單位長度之上承受的相間電動(dòng)力，ph單位是 N/m；L 代表的是導(dǎo)體的支柱絕緣子之間橫跨的距離（m）；M 代表的是導(dǎo)體承受的彎矩的最大值，單位是 N·m；W 代表的是導(dǎo)體在作用力方向軸的垂直方向上的截面系數(shù)，單位是 m3。對(duì)于導(dǎo)體的最大相間應(yīng)力 s要比其材料允許應(yīng)力 s小，s£ spha1phal2） 兩條及以上的矩形導(dǎo)體所組成的母線的應(yīng)力計(jì)算。如果是多條矩形導(dǎo)體構(gòu)成了同相母線，這個(gè)時(shí)候在母線里的機(jī)械應(yīng)力的最大值是疊加了s（相間ph應(yīng)力）以及s疊（同相條間應(yīng)力），此時(shí)，如果母線想要達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定，需滿足b下面的式子：s+s&

22、#163; sphbal在這個(gè)式子里：s ph（相間應(yīng)力）的計(jì)算和單條導(dǎo)體是一樣的，此時(shí)s b（條間應(yīng)力）滿足下面的式子：o= M b = f L2bbbW2b 2 h二、導(dǎo)體選擇結(jié)果（1） 110kV 母線的選擇結(jié)果在110kV 母線中我們采用的是LF-2160/54 圓管型的鋁錳合金這種型號(hào)的導(dǎo)體，下表 2-28 給出了它的相關(guān)技術(shù)參數(shù)：表 2-8 LF-2160/54 圓管型鋁錳合金導(dǎo)體技術(shù)參數(shù)表（2） 110kV 母線的選擇結(jié)果在110kV 母線中我們采用的是LF-2170/64 圓管型的鋁錳合金這種型號(hào)的導(dǎo)體，下表 2-29 給出了它的相關(guān)技術(shù)參數(shù)：表 2-9 LF-2170/64

23、圓管型鋁錳合金導(dǎo)體技術(shù)參數(shù)表（3） 10kV 母線的選擇結(jié)果根據(jù)持續(xù)工作電流的最大值，10kV 母線選取一共 3 條 125mm×10mm 矩形鋁導(dǎo)線，平行放置，額定的電流值是 5630A。、3設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1 負(fù)荷計(jì)算P = åP = P總110kV+ P10kV= 42000 + 2000 + 900 + 2400 + 600 +1800 + 2100 = 51800(KW )由于Q = P1- 1 ，且本設(shè)計(jì)中負(fù)荷的功率因數(shù)都為 0.95，則1cos 2 j- 110.952- 1cos 2 jQ = åQ = Q總110kV+ Q= P10kV總= 518

24、00 ´» 17026(KVar)P 2 + Q2總總則： S=總» 5452（6KVA）3.2 主變?nèi)萘坑?jì)算綜合考量這兩個(gè)負(fù)荷 0.9 的同時(shí)率和建造成功之后五至十年的計(jì)劃，確定主變?nèi)萘渴牵?SN= 0.7 ´ S（n -1）´ 0.9 ´ (1 + 5%) ´ (1 + 5%)10 » 58753(KVA)總注解：在這個(gè)設(shè)計(jì)里是考慮建成十年的后的計(jì)劃的。3.3 主變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算定義高、中、低壓三個(gè)繞組依次為一、二、三次繞組，則有：U% =K11 (U2K (1-2)% + UK (1-3)% - U

25、K (2-3)%) =1 (9 + 31 - 21) = 9.52U% =K 21 (U2K (1-2)% + UK (2-3)% - UK (3-1)%) =1 (9 + 21 - 31) = -0.52U% = 1 (UK12K (1-2)% + UK (1-3)% - UK (2-3)%) =1 (9 + 31 - 21) = 21.52假設(shè)，,那么這三個(gè)繞組的電抗標(biāo)幺值是：Xd1 Xd2Xd3Xd4XT1 XT2 XT3XT4Xl1Xl2Xl5XT11XT12Xd5 Xd6XT5 XT6Xl3 Xl4Xl6XT21d1XT13XT23XT22d2Xl7d3Xl8Xd1 Xd2Xd3XT

26、1 XT2 XT3Xl1Xl2Xl5XT11XT12Xd4XT4Xd5 Xd6XT5 XT6Xl3 Xl4Xl6XT21d1XT13XT23XT22d2Xl7d3Xl8Xd1 Xd2Xd3Xd4XT1 XT2 XT3XT4Xl1Xl2Xl5XT11XT12Xd5 Xd6XT5 XT6Xl3 Xl4Xl6XT21d1XT13XT23XT22d2Xl7d3Xl83.4 短路電流計(jì)算110kV 的變電站可以用下面的等值電路來表示：Xd1XT1Xl1Xd2XT2Xd3XT3Xd4XT4Xl2Xl5XT11XT12XT21XT22Xd5XT5Xl3Xl6Xd6XT6Xl4d1XT13XT23Xl7d3X

27、l8d2圖 3.1 110kV 的變電站的等值電路表示圖X1X3XT12XT11X2XT21XT22d2X1X3XT11XT12X2XT21XT22 d2，BABAB對(duì)電抗標(biāo)幺值進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：選擇 A，X4SSXT13XT23X4SXT13XT23d1d1d3d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2X4XT13XT23AB那么發(fā)電機(jī)的Sd1這樣得到：d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2A BX4SXT13XT23d1d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2A BX4SXT13XT23d1d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2X4XT13XT

28、23AB對(duì)于變壓來說Sd1那么得到：d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2A BX4SXT13XT23d1d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2A BX4SXT13XT23d1d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2X4XT13 XT23AB對(duì)于線來說Sd1那么得到：d3X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2X1X3XT11XT12X2XT21XT22d2A AB BX4SXT13XT23X4SXT13XT23d1d1d3d3X1XT11XT12X2XT21XT22d2X1XT11XT12X2XT21XT22d2A AB BX4SXT13XT2

29、3X4SXT13XT23d1d1d3d3把 110kV 變電站的等值電路進(jìn)行簡化：X1X3XT11XT12X2XT21XT22X4XT13XT23d1d3A Bd2S圖 3.2 110kV 變電站等值電路這里邊的一些電抗如下：X5X6X7ABSd1X5X6X7ABSd1X5X6X7ABSd1X5X6X7ABSd13.4.1 110kV 母線短路時(shí)短路電流計(jì)算可以得到如下的等值電路圖：圖 3.3 110kV 母線短路時(shí)等值電路XX= X 1 X 3+ X X12+ XX23 = 0.1435這里面：2X= X 1 X 3+ X X12+ XX23 = 0.126X1X= X= 0.022574N

30、X= XS5 = 0.143 ´ 4 ´ 50 / 0.8 = 0.3575jS55得到計(jì)算電抗的值是：B100NX= XS6 = 0.12 ´ 2 ´ 200 / 0.85 = 0.5647j 66SB100X= XS2100N 7 = 0.0225 ´= 0.4725j 77SB100通過汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表查閱，短路周期電流在依次 0s 和 2s 以及4s 時(shí)標(biāo)幺值為表 3-1 短路周期電流 0s、2s、4s 的標(biāo)幺值歸算至短路點(diǎn)電壓等級(jí)處每個(gè)電源具有的額定電流值是：X 56X 12X 7E ABSd2X 56X 12X 7E ABS

31、d2E ABX 56X 12SX 7d2對(duì)于短路電流周期分量進(jìn)行計(jì)算，可以得到有名值的值：（使用下面這個(gè)式EABX56X12SX7子）d2E ABX56X12SX 7d2E ABX56X12SX7d2E ABX56X12SX7d2得到?jīng)_擊電流值是：E ABX 56X 12SX 7d2得到短路容量值是：E ABX 56X 12SX 7d23.4.2 10kV 母線短路時(shí)短路電流計(jì)算可以用下面等值電路來代表：圖 3.5 10kV 母線短路時(shí)等值電路上面的電路里面每個(gè)部分電抗值如下：X 23= 1 (0.15 + 0.34)= 0.2452E AB和短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移阻抗值是：X= X 56 X 23

32、+ XX237+ XX567= 0.065 ´ 0.245 + 0.245 ´ 0.0225 + 0.065 ´ 0.0225 = 1.018f 56X0.02257從 S 一直到短路點(diǎn)之間對(duì)的轉(zhuǎn)移阻抗值是：X= X 56 X 23+ XX237+ XX567= 0.065 ´ 0.245 + 0.245 ´ 0.0225 + 0.065 ´ 0.0225 = 0.352fSX560.065得到的計(jì)算電抗值是：X= XSN 56= 1.018 ´ 250 + 400 / 0.85 = 7.336j 56f 56SB100X=

33、 XS2100NS = 0.352 ´= 7.392jSfSSB100在 X js ³ 3.45 這個(gè)時(shí)候，我們大致的把短路周期電流幅值看作是不跟時(shí)間改變而改變，在這里選取下面的運(yùn)算短路周期電流標(biāo)幺值，不加以更改：11I= 0.1363P56Xj 567.33611I= 0.1353PSXjS7.392歸算至短路點(diǎn)電壓等級(jí)處每個(gè)電源具有的額定電流值是：I=N 56S56=3U3 ´10.5av250 + 400 / 0.85= 39.62S2100NS3U3 ´10.5I= 115.47NSav對(duì)于短路電流周期分量進(jìn)行計(jì)算，可以得到名值的值是：（使用下面

34、這個(gè)式I子計(jì)算： tn= ågi=1Itin· INi ）I '' = 0.1363 ´ 39.62 + 0.1353 ´115.47 = 21.02KA得到?jīng)_擊電流值是： ish=2KI ''= 2.55´ 21.02 = 53.6KA得到短路容量值是： S=3I ''U=3KB´ 21.02 ´10.5 = 382.28KVA表 3-3 短路電流列表3.5 電氣設(shè)備的選擇3.5.1 110kV 側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、110kV 側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)（1） 選擇計(jì)算：得到

35、斷路器連續(xù)工作的最大電流值是：Imax= 1.05 ´ 63000= 173.6(A)3 ´ 220NNs對(duì)額定電壓進(jìn)行選取：U³ U= 220kVNmax對(duì)額定電流進(jìn)行選?。?I³ I= 173.6ANbr對(duì)開斷電流進(jìn)行校核檢驗(yàn)： I> I ''= 16.05kA那么這個(gè)電壓側(cè)斷路器選取 LW6-110 這種型號(hào)的 SF6斷路器，下表3-4 給出了它的一些技術(shù)數(shù)據(jù)：表 3-4 LW6-110 型 SF6斷路器參數(shù)表（2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：假設(shè)主保護(hù)以及后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間數(shù)值分別為 0s、1.5s， 那么短路時(shí)間值是： tk = 1.5

36、 + 0.06 + 0.36 = 1.596s > 1s在這里非周期熱效應(yīng)不納入計(jì)算，短路電流和周期分量的熱效應(yīng)相等（Q k =Q P）。那I ''2 + 10I 2+ I 2么16.052 + 10 ´13.72 + 14.622()Q=tk / 2k12tk tk=´1.596 = 312.3 KA 2 S12I 2t = 402 ´ 4 = 6400(KA)2 SI 2t ³ Q又因?yàn)閠那么： tK達(dá)到熱穩(wěn)定的要求。（3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：essh根據(jù)上面的數(shù)據(jù)： i= 100kA ³ i= 41kA所以是達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核

37、檢驗(yàn)要求。表 3-5 相關(guān)參數(shù)表二、110kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)（1） 選擇計(jì)算：對(duì)額定電壓進(jìn)行選?。篣N ³ UNS = 220kV對(duì)額定電流進(jìn)行選取： I N ³ I max = 173.6Aessh對(duì)極限通過電流進(jìn)行選?。?i> i= 41kA那么這個(gè)電壓側(cè)隔離開關(guān)選取 GW4-110D/1000-80 這種型號(hào)，下表 3-6 給出了它的一些技術(shù)參數(shù)：表 3-6 GW4-110D/1000-80 型隔離開關(guān)參數(shù)表（2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I 2t = 23.72 ´ 4 = 2246.76(KA)2 S > QtK是達(dá)到熱穩(wěn)定校核檢驗(yàn)要求。（3）

38、 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：esshi= 80kA > i= 41kA達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核檢驗(yàn)要求。表 3-7 相關(guān)參數(shù)表三、110kV 側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)?zāi)敲催@個(gè)電壓側(cè)電流互感器選取 LCW-110 這個(gè)型號(hào)，下表 3-8 給出了它的一些技術(shù)參數(shù)：表 3-8 LCW-110 型電流互感器參數(shù)表對(duì)電流互感器進(jìn)行選取和校核檢驗(yàn)：NNX（1）對(duì)額定電壓進(jìn)行選?。篣³ U= 220kV300 5 ³ 1.5I= 1.5 ´173.6 / 5 = 260.4 / 5（2）對(duì)額定電流比進(jìn)行校核檢驗(yàn)：f（3） 對(duì)熱穩(wěn)定進(jìn)行校核檢驗(yàn)：(IK )2 = (1200´ 60)2

39、= 5184(kA)2 S ³ QmtK驗(yàn)正要求。sh（4） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：312.3()2=kAS達(dá)到熱穩(wěn)定校檢22IK=mdw要求。´1200´ 60 = 101.81kA ³ i= 41kA達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核檢驗(yàn)四、對(duì) 110kV 側(cè)電壓互感器進(jìn)行選取和校核檢驗(yàn)?zāi)敲催@個(gè)電壓側(cè)電壓互感器選取 YDR-110 這種型號(hào)，下表 3-9 給出了一些技術(shù)參數(shù)：表 3-9 YDR-110 型電壓互感器相關(guān)技術(shù)參數(shù)表3它的額定變比值是：220 / 0.1 / 0.133.5.2 110kV 側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、110kV 側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)（1） 選擇計(jì)算：斷

40、路器持續(xù)工作時(shí)的最大工作電流：Imax= 1.05 ´ 63000= 347.2(A)3 ´110NNs對(duì)額定電壓進(jìn)行選取：U³ U= 110kVNmax對(duì)額定電流進(jìn)行選?。?I³ I= 347.2AI對(duì)開斷電流進(jìn)行校核檢驗(yàn)： Nbr> I ''= 5.87kA那么這個(gè)電壓側(cè)斷路器選取 LW14-110/2000 這個(gè)型號(hào)的 SF 6斷路器，下表3-10 給出了一些技術(shù)參數(shù)：表 3-10 LW14-110/2000 型 SF6斷路器參數(shù)表（2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：k假設(shè)主保護(hù)以及后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間分別為 0s、1.5s， 那么短路時(shí)間的值是

41、： t= 1.5 + 0.05 + 0.025 = 1.575s > 1s在這里非周期熱效應(yīng)不納入計(jì)算，短路電流和周期分量的熱效應(yīng)是相等的（=）。QQkP那I ''2 + 10I 2+ I 2么5.872 + 10 ´ 5.872 + 5.872()Q=tk / 2k12tk tk=´1.575 = 54.2712KA 2 S因?yàn)镮 2t = 31.52 ´ 3 = 2976.75(KA)2 St那么： I 2t ³ Q達(dá)到熱穩(wěn)定校核檢驗(yàn)的要求。tK（3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)上面的數(shù)據(jù)： ies = 80kA ³ ish =

42、 14.97kA達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核檢驗(yàn)的要求。表 3-11 相關(guān)參數(shù)表二、110kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)（1） 選擇計(jì)算：NNS對(duì)額定電壓進(jìn)行選?。篣³ U= 110kVNmax對(duì)額定電流進(jìn)行選?。?I³ I= 347.2Aessh對(duì)極限通過電流進(jìn)行選?。?i> i= 14.97kA那么這個(gè)電壓側(cè)隔離開關(guān)選取 GW4-110D/1000-80 這個(gè)型號(hào)，下表 3-12 給出了相關(guān)技術(shù)參數(shù)：表 3-12 GW4-110D/1000-80 型隔離開關(guān)參數(shù)表（2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I 2t = 21.52 ´ 4 = 1849(KA)2 S > QtK達(dá)到熱穩(wěn)定

43、校核檢驗(yàn)的要求。（3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：esshi= 80kA > i= 41kA達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核檢驗(yàn)的要求。表 3-13 相關(guān)參數(shù)表三、110kV 側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)?zāi)敲催@個(gè)電壓側(cè)電流互感器選取 LCWDL-110 這個(gè)型號(hào)，下表 3-14 給出了相關(guān)技術(shù)參數(shù)：表 3-14 LCWDL-110 型電流互感器參數(shù)表對(duì)電流互感器進(jìn)行選取和校核驗(yàn)證：NNX（1） 對(duì)額定電壓進(jìn)行選?。篣³ U= 110kV600 5 ³ 1.5I= 1.5 ´ 347.2 / 5 = 520.8 / 5（2） 對(duì)額定電流比進(jìn)行校核驗(yàn)證：f（3） 對(duì)熱穩(wěn)定進(jìn)行校核驗(yàn)證：(IK )2 = (1200´ 75)2 = 8100(kA)2 S ³ QmtK驗(yàn)證的要求。sh（4） 對(duì)動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校核驗(yàn)證：54.27()2=kAS達(dá)到熱穩(wěn)定校核22IK=mdw證的要求。´1200´135 = 229.1kA ³ i= 14.97kA達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定校核驗(yàn)四、110kV 側(cè)電壓互感器的選擇及校驗(yàn)?zāi)敲措妷簜?cè)電壓互感器選取 JCC2-11