110kV變電站及其配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱110kV變電站一次部分設(shè)計(jì) 3 第一章原始資料及其分析 1.原始資料 61.1電壓等級(jí) 6 1.3待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)(表1) 71.4地形地質(zhì) 7 81.6環(huán)境 82.原始資料分析 8第二章負(fù)荷分析 91.負(fù)荷分析的目的 92.待建變電站負(fù)荷計(jì)算 92.135kV側(cè) 92.3站用電容量 2.4待建變電站供電總?cè)萘?第三章變壓器的選擇 3.1主變壓器的選擇 3.2主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 3.3主變壓器容量的確定 3.4主變壓器相數(shù)的確定 3.5主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定 3.6主變壓器調(diào)壓方式的確定 3.7主變壓器冷卻方式的確定 3.8主變壓器型號(hào)的確定 第四章電氣主接線 4.1電氣主接線設(shè)計(jì)概述 4.1.1對(duì)電氣主接線的基本要求 4.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 4.1.3電氣主接線設(shè)計(jì)步驟 4.2電氣主接線的基本形式 4.3電氣主接線選擇 第五章短路電流計(jì)算 5.1.短路電流計(jì)算的目的和條件 5.1.1短路電流計(jì)算的目的 5.1.2短路電流計(jì)算條件 5.2.短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果 5.2.1計(jì)算步驟 5.2.2計(jì)算各回路電抗(取基準(zhǔn)功率S?=100MVAU?=U?v) 5.2.3計(jì)算各短路點(diǎn)的最大短路電流 第六章配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 6.1導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件 6.1.1一般原則 6.1.2技術(shù)條件 t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s) 6.1.3環(huán)境條件 6.2.設(shè)備的選擇 6.2.1斷路器的選擇和校驗(yàn) 6.2.2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn) 6.2.335kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 6.2.410kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 6.2.5導(dǎo)線的選擇 6.2.6互感器的選擇 6.2.7避雷器的選擇 6.3.高壓配電裝置的配置 6.3.1高壓配電裝置的設(shè)計(jì)原則與要求 6.3.2高壓配電裝置的配置 第七章二次回路部分 7.1繼電保護(hù)的基本知識(shí) 7.2110kv線路的繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算 7.2.1110kV線路繼電保護(hù)配置 7.2.2110kV線路繼電保護(hù)整定計(jì)算 7.3變壓器的繼電保護(hù)及整定計(jì)算 7.3.1變壓器的繼電保護(hù) 7.3.2變壓器的繼電保護(hù)整定計(jì)算 7.4母線保護(hù) 7.5備自投和自動(dòng)重合閘的設(shè)置 7.5.1備用電源自動(dòng)投入裝置的含義和作用 7.5.2自動(dòng)重合閘裝置 第八章所用電的設(shè)計(jì) 8.1所用電接線的一般原則 8.2所用變壓器的選擇 8.3所用電的主接線形式 第九章防雷保護(hù) 9.1.1避雷器的類型 9.1.2避雷器的選擇和校驗(yàn) 9.1.3避雷針的配置 至2006年底，該供電區(qū)有110kV變電站2個(gè)，2005年鄭州市區(qū)電網(wǎng)最高負(fù)荷55MW,2006年榆林市供電區(qū)電網(wǎng)最高負(fù)荷達(dá)58MW,增長(zhǎng)幅度5.5%,預(yù)計(jì)2007年榆林市供地區(qū)預(yù)期負(fù)荷增長(zhǎng)較快，僅靠?jī)蓚€(gè)110kV變電站無法滿足工業(yè)區(qū)負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需求。隨著因此，急需在開發(fā)區(qū)供電區(qū)域內(nèi)新建一座110kV變電站以滿足日益增長(zhǎng)的用電需規(guī)劃》,于2013年擬在鄭州市東區(qū)新建110kV變電站。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方[關(guān)鍵詞]變電站輸電系統(tǒng)配電系統(tǒng)高壓網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償裝置緒論第一章原始資料及其分析待建變電站是鄭州地區(qū)電網(wǎng)改造的重要部分，預(yù)計(jì)使用3臺(tái)變壓器，初期一次性投1.1電壓等級(jí)35kV:5回(其中一回備用)10kV:12回(其中四回備用)AA系統(tǒng)變電站110kv待建變電站CB雙回路圖1變電站位置示意圖FiglTransformersubstationpositionsketchmap1.3待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)(表1)表1待建成變電站各電壓等級(jí)負(fù)荷數(shù)據(jù)電壓等級(jí)用電單位最大負(fù)荷(MW)用電類別回路數(shù)供電方式距離宇通公司11架空銅廠1架空A變電站31架空B變電站31架空備用1富士康科技31電纜4東區(qū)印刷廠31電纜5新鄭手機(jī)殼22電纜4中牟電機(jī)廠21電纜3滎陽機(jī)械廠31架空配電變壓器A11架空配電變壓器B31架空其它32電纜4備用2(2)負(fù)荷同時(shí)率：35kVkt=0.9(3)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)均為Tmax=3500小時(shí)/年(4)網(wǎng)損率為A%=8%(5)站用負(fù)荷為50kWcosc=0.87(6)35kV側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期負(fù)荷20MV10kV側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期符合6MV1.4地形地質(zhì)站址選擇在地勢(shì)平坦地區(qū)，四周皆為農(nóng)田，地質(zhì)構(gòu)造皆為穩(wěn)定區(qū)，站址標(biāo)高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度為6度以下。1.5水文氣象年最低氣溫為5度，最高氣溫為40度，月最高平均氣溫為31度，年平均氣溫為22度，降水量為2000毫米，炎熱潮濕。1.6環(huán)境站區(qū)附近無污染源2.原始資料分析(1)本工程情況變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量(近期，遠(yuǎn)景),主變臺(tái)數(shù)及容量等。(2)電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(5～10年),變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式(3)負(fù)荷情況負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量(4)環(huán)境條件當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等(5)設(shè)備制造情況為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、第二章負(fù)荷分析負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)供電的可靠性非常重要。如計(jì)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(jì)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，由此可見正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。負(fù)荷計(jì)算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。所以負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)全面地分析計(jì)算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。2.待建變電站負(fù)荷計(jì)算2.135kV側(cè)近期負(fù)荷：P近35=15+10+15+2Q?s=P·tgp視在功率=P·tg(cos~10.85)=48.20MVar2.210kV側(cè)視在功率Sz=Sg?s+Sglo+Sg=91.482+12.192+0.057=103.731(MVA)Pg=P?s+P?o+P=77.76+10.364+0.05=88.174(MW)第三章變壓器的選擇主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。另外主變選擇的好壞對(duì)供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響?？傊髯儔浩鞯倪x擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計(jì)的成功與否，所以對(duì)主變壓器的選擇我們一定要全方面考慮。既要滿足近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。3.1主變壓器的選擇變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。3.2主變壓器臺(tái)數(shù)的確定為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)兩臺(tái)主變壓器?？紤]到本變電站遠(yuǎn)期擴(kuò)建，將增加一臺(tái)。3.3主變壓器容量的確定表3-1電力需求預(yù)測(cè)方案份需求預(yù)測(cè)(實(shí)績(jī))(預(yù)計(jì))(預(yù)測(cè))(預(yù)測(cè))(預(yù)測(cè))(預(yù)測(cè))(預(yù)測(cè))項(xiàng)目區(qū)負(fù)荷(兆伏安)備注：表按2006年建成投產(chǎn)項(xiàng)目列出預(yù)測(cè)水平年根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》,變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器式中：S為計(jì)算負(fù)荷容量(kVA);Se為變壓器容量(kVA);β為負(fù)荷率(一般取85%本系統(tǒng)中只有10kv一個(gè)負(fù)荷等級(jí)。2007年預(yù)測(cè)最大負(fù)荷S為59.38MVA,需要選運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。50.473×0.7=35.331MVA,當(dāng)一2015年預(yù)測(cè)最大負(fù)荷S為108MVA,需要選擇的變壓器容量：S。=S×β=108×0.85=91.8MVA,91.8×0.7=64.26MVA,當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余變壓器則承擔(dān)70%為64.26MVA。故遠(yuǎn)期增設(shè)一臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。3.4主變壓器相數(shù)的確定3.5主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定由于本次設(shè)計(jì)變電站為110kV和10kV兩個(gè)電壓等級(jí)，該變電所選雙繞組變壓器。3.6主變壓器調(diào)壓方式的確定為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%,而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際相反(如逆調(diào)壓)時(shí)，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭的方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且既要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)倒送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實(shí)現(xiàn)特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時(shí)有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。3.7主變壓器冷卻方式的確定3.8主變壓器型號(hào)的確定升壓變壓器有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇三繞組變壓額定容量(kVA):50000負(fù)載損耗(W):184+15%空載電流(%):≤0.3短路阻抗(%):14.5±7.5%電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)4.1.1對(duì)電氣主接線的基本要求(1)運(yùn)行的可靠(2)具有一定的靈活性且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間短，影響范圍(3)操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人的接線不但不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也(4)經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)(5)具有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)4.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素,正確處理他們之間的關(guān)系，(1)接線方式：對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。在110—220kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，6—10kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施：1.變壓器分列運(yùn)行2.在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3.采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4.出線上裝設(shè)電抗器。(2)斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用(3)為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級(jí)電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)：1.最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60—70%,如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則取20—30%;2.負(fù)荷同時(shí)率取0.85—0.9,當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，可取0.95—1;3.功率因數(shù)一般取0.8;4.線損平均取5%。4.1.3電氣主接線設(shè)計(jì)步驟(1)分析原始資料包括變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量(近期，遠(yuǎn)景),主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用2.電力系統(tǒng)狀況包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃(5—10年),變電站在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾等。我國(guó)一般對(duì)35kv及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)(中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地),又稱小電流接地系統(tǒng)，對(duì)110kv就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，有稱大電流接地系統(tǒng)。的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間(5—10年)的檢驗(yàn)。4.環(huán)境條件(2)主接線方案的擬定與選擇級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案(近期和遠(yuǎn)景)。依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新(3)短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)備選擇對(duì)選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。(4)繪制電氣主接線容量也不一樣，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多(一般超過4回),采用其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有6回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11回出線，其中兩回備用，圖3—1方案一主接線圖圖3—2方案二主接線圖圖3—3方案三主接線圖該地區(qū)海拔185m,海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原均最高溫度+34°C。最大風(fēng)速30m/s,復(fù)水厚度為10mm,屬于我國(guó)第V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。因此110kv側(cè)采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)于35kv及10kv側(cè)，采用單母線分段接線方式。第五章短路電流計(jì)算的運(yùn)行。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量?jī)H增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要5.1.1短路電流計(jì)算的目的(1)電氣主接線的比較。(2)選擇導(dǎo)體和電器。(3)在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距5.1.2短路電流計(jì)算條件(3)電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；(5)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；(6)除去短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；(7)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；(8)輸電線路的電容忽略不計(jì)。(1)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)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃；(2)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；(3)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。5.2.短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果5.2.1計(jì)算步驟在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下：1、選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值；2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、選擇短路點(diǎn)；4、按短路計(jì)算點(diǎn)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；5、利用實(shí)用曲線算出短路電流。5.2.2計(jì)算各回路電抗(取基準(zhǔn)功率Sa=100MVAUa=Uav)低壓側(cè)3高壓側(cè)中壓側(cè)線路側(cè)根據(jù)上面所選的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算：X13=X1/2=0.241/2=0.1205X10=X3/2=0.175/2=0.0875X11=X5/2=-0.008/2=-0.0040X12=X7/2=0.111/2=0.05555.2.3計(jì)算各短路點(diǎn)的最大短路電流Xz*=X??=0.1205I"*=Is*=1/Xx*=1/0.1205=8.299Xx*=X13+X10+X11=0.1205+0.0875-0.0040=0.204I"*=Is*=1/Xz*=1/0.204=4.902Xs*=X13+X10+X12=0.1205+0.0875+0.0555=0.2635I"*=Is*=1/Xz*=1/0.2635=3.795第六章配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正(一)電壓選用電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即Umax≥Ug(二)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運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。(一)校驗(yàn)的一般原則(2)用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。(3)短路的熱穩(wěn)定條件式中Qdt—在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)(kA·s)It—t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s)td—斷路器全分閘時(shí)間(s)ich≤idfIch≤Idf式中ich—短路沖擊電流峰值(kA)建議額定電流減少1.8%;當(dāng)?shù)陀?40°C時(shí)，每降低1°C,建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%。6.2.1斷路器的選擇和校驗(yàn)要求時(shí)，可以選用SF;斷路器。高壓斷路器選擇的技術(shù)條件如下：Ix≥Imax3、額定開斷電流選擇：Ix≥l?4、額定關(guān)合電流選擇：隔離開關(guān)的選擇，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負(fù)荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇及校驗(yàn)過程如下：(1)額定電壓選擇：Ux≥Ux=110kV(2)額定電流選擇：Ix≥Imx=21214A(3)額定開斷電流選·:(4)額定關(guān)合電流選擇：iy=2.55i=2.55×5.5827=14.235kAix≥i=14.235%A根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號(hào)為SW6—110I/1200,型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/SSW6—110I/1200根據(jù)110kV側(cè)短路計(jì)算結(jié)果，查短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表，計(jì)算短路Q=Q,+QQ=Q,+Q=57.63+1.558=59.218(kA)2.s根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，得I2t≥Q?(6)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，i=80kA6.2.2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號(hào)為GW5—110Ⅱ/630,其技術(shù)參表6-2GW5—110Ⅱ/630技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kAGW5—110Ⅱ/630所以I2t≥Q(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-2數(shù)據(jù)，i=50kA由110kV短路計(jì)算結(jié)果得，i=146.2.335kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)(3)額定開斷電流選擇：(4)額定關(guān)合電流選擇：i=2.55i=2.55×4.2297=10.786kA根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號(hào)為SN10—35/1000,技表6-3SN10—35/1000技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流/A額定開斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/SSN10—35/1000根據(jù)35kV側(cè)短路計(jì)算結(jié)果，查短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表，計(jì)算短路Q=Q,+QO=TI2=0.05×4.229F=0.89(kA)2·sO=Q,+Q=18.23+0.89=19.12(k4)2·s根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，得I2t=16.52×4=1089kA)2·sI2t≥Q?(6)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，i=4lkA(1)額定電壓選擇：(2)額定電流選擇：Uv≥U=35kVIx≥Imax=25011A表6-4GN2—35T/400技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流/kAGN2—35T/400I2t≥Q(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-4數(shù)據(jù)，i=52kA6.2.410kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)選擇最大負(fù)荷支路進(jìn)行最大持續(xù)工作電流計(jì)算，則有(2)額定電流選擇：Ix≥lmx=20207A(3)額定開斷電流選擇：由上述短路計(jì)算得，I=10.926kA(4)額定關(guān)合電流選擇：iy=2.55i=2.55×10.926=27.8613kAiv≥i=27.8613kA根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號(hào)為SN10-10I/630,表6-5SN10-10I/630技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流/A額定開斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/SSN10-10I/630(5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I}t≥Q根據(jù)10kV側(cè)短路計(jì)算結(jié)果，查短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表，計(jì)算短路O=Q,+Q=119.73+5.97=125.7(kd)2·s根據(jù)表6-5數(shù)據(jù)，得I;t=162×4=1024kA)2-sI}t≥Q即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。(6)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-5數(shù)據(jù)，i=40kA由10kV短路計(jì)算結(jié)果得，i=27.861kA由于按按該母線最大工作電流選定的斷路器是該電壓級(jí)別的最小型號(hào)，那么如果按選擇第大負(fù)荷支路進(jìn)行最大持續(xù)工作電流值進(jìn)行選擇，則有型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流/kAGN6—10T/400I2t=142×5=98dkA)2.sI;t≥Q(4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：對(duì)于其他支路由于在滿足動(dòng)穩(wěn)定行的前提下，按支路的最大工作電流選定的隔離開+70℃;在計(jì)太陽輻射的影響時(shí)，鋼芯鋁絞線可按不超過+80℃來考慮。(一)、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面S年最高平均溫度為+31℃,而導(dǎo)線長(zhǎng)期允許溫度為+80℃,則溫度修正系數(shù)：則Ia=Imax/K?=547/0.944=579.45(A)選擇110KV母線型號(hào)為：LGJ—185,查表得Iy=6Imax=547A<K?Iy=0.944×631=3595.66A滿足要求(一)、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面SI??=Imax/k?=1498/0.944=1587A選擇35KV母線型號(hào)為：h100×b10(單條矩形),查表得Iy=1663A。Imax=14989A<k?Iy=0.944×1663=1569A滿足要求則W=bh2/6=10×1002/6=16666(mm2)=1.6666×10~?m2相鄰支柱間跨距取L=1.5m=3.55×10?(pa)σmax<0y=70×10?paIyi=Imax/k?=703.9/0.944=745.65A選擇10KV母線型號(hào)為h63×b10(單條矩形),查表得Iy=1129A。Imax=703.9A<K?Iy=0.944×1129=1004.81A滿足要求相鄰支柱間跨距取L=1.5m=42.66×10?(pa)σmax<oy=70×10?pa6.2.6互感器的選擇互感器(包括電流互感器TA和電壓互感器TV)是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵簩⒁淮位芈返母唠妷汉痛箅娏髯?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓(100V)和小電流(5A或1A),使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)小巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。本變電站電流互感器選擇：110k線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LCWB6-110型瓷絕緣戶外電流互感器。1)110kV電流互感器：選用LCWB6-110一次回路額定電壓和電流：Uu=110kV=UkIu=2×300A>Imx=206.7A,合格；(K?Ix)2=(75×0.3)2=506.25(kA)2·s√2IK=√2×0.3×130=55.15kA>ia=6.9335kV線路側(cè)選用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗(yàn)合格，配置位置參見主接線圖；35kV變壓器側(cè)選用LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗(yàn)合格，配置位置參見主接線圖。2)35kV電流互感器：線路側(cè)選用LZZB8-35型電流互感器。Iy=300A>Imx=216.5A,合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(K?Ix)2=(65×0.3)2=380.25(kA)2·s合格。合格。變壓器側(cè)選用LR-35型電流互感器。Iy=800A>Imx=346.42A,合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(K?Iw)2=(65×0.8)2=2704(kA)2·s合格?！?IK=√2×0.8×100=113.12kA>ia=14.36kA,合格。10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LA-10型穿墻式電流互感器。3)10kV電流互感器：選用LZZBJ9-10型電流互感器。Iy=2000A>Imx=1212.47A,合格；(K?Ix)2=(50×2)2=10000(kA)2·s√2IwKo=√2×2×90=254.52kA>i=24.96kA,110kV母線選用JDCF-110型單相瓷絕緣電壓互感器。1)110kV電壓互感器：出線電壓互感器選用TYD-110成套電容式電壓互感器，母線電壓互感器選用JDCF-110單相瓷絕緣電壓互感器。一次回路電壓：0.8Uw=88kV<Ux=110kV<1.2Uw=132kV,合格；二次回路電壓：110/3V,合格。35kV母線選用JDZXW-35型單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。2)35kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JDZXW-35單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感一次回路電壓：0.8Uy=28kV<Uv=35kV<1.2Uy=42kV,合格；二次回路電壓：110V,合格。10kV母線選用JSZX1-10F型三相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。3)10kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JSZK1-10F三相相環(huán)氧澆注絕緣電壓互一次回路電壓：0.8Uu=8kV<Uk=10kV<1.2Uw=12kV,合格；二次回路電壓：110V,合格。1避雷器的配置(一)配電裝置的每組母線上，均裝設(shè)避雷器。(二)三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。(三)變壓器高、低壓側(cè)中性點(diǎn)均裝置避雷器。2避雷器的選擇(一)110kV選擇：Y5W84/197(變壓器)6.3.高壓配電裝置的配置6.3.1高壓配電裝置的設(shè)計(jì)原則與要求裝置形式時(shí)，必需滿足下列5點(diǎn)要求。(一)滿足安全凈距要求。(二)施工、運(yùn)行和檢修要求。(三)噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施。(四)靜電感應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)水平和限制措施。(五)電暈條件無線電干擾的特性和控制。6.3.2高壓配電裝置的配置(1)根據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、電器的型式、出線多少和方式、有無電抗器47%,而總投資為普通中型的98.2%,同時(shí)，該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似，能適應(yīng)采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置第七章二次回路部分7.1繼電保護(hù)的基本知識(shí)距離保護(hù)是根據(jù)故障點(diǎn)距離保護(hù)裝置處的距離來確定其動(dòng)作電流的，較少受運(yùn)行方式的影響，在110—220kV電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。故在本設(shè)計(jì)中，采用三段式階梯時(shí)限特性的距離保護(hù)。距離保護(hù)的第一段保護(hù)范圍為本線路長(zhǎng)度的80%--85%,TI約為A.對(duì)線路L1進(jìn)行整定計(jì)算網(wǎng)絡(luò)接線圖如下所示：XL2XT23XS2XL1XT21XL3圖7-1系統(tǒng)等值電路圖1.對(duì)距離保護(hù)的I段進(jìn)行整定計(jì)算Z=KL?Z?=0.85×12×0.4=4.082.對(duì)距離保護(hù)的Ⅱ段進(jìn)行整定計(jì)算原網(wǎng)絡(luò)可等效化簡(jiǎn)如下：^^(XS1+XS2+XL3)//XL2+XL4XT11XT13XT23XT21XL1Ⅱ斷的整定計(jì)算與相鄰下級(jí)的I段相配合3.對(duì)距離保護(hù)的Ⅲ段進(jìn)行整定計(jì)算=2.14428.836≥1.2B.對(duì)線路L4進(jìn)行整定計(jì)算1.對(duì)距離保護(hù)的I段進(jìn)行整定計(jì)算2.對(duì)距離保護(hù)的Ⅱ段進(jìn)行整定計(jì)算原網(wǎng)絡(luò)可等效化簡(jiǎn)如下：((XS1+XS2+XL3)//XL2+XL1XL4XT21XT23圖7-3系統(tǒng)等值電路圖Ⅱ斷的整定計(jì)算與相鄰下級(jí)的I段相配合=0.743=8.217應(yīng)與下一級(jí)的Ⅱ段相配合。3.對(duì)距離保護(hù)的Ⅲ段進(jìn)行整定計(jì)算按躲開最小負(fù)荷阻抗整定：作為近后備時(shí)=19.1725≥1.5滿足要求。作為遠(yuǎn)后備時(shí)，=0.7696=15.97≥1.2滿足要求。7.3變壓器的繼電保護(hù)及整定計(jì)算變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來研總的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流油面降低和過對(duì)于上述故障和不正當(dāng)工作狀態(tài)，根據(jù)DL400--91《繼電器保護(hù)和安全起動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1、瓦斯保護(hù)為了反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的保護(hù)。它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷為了反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速動(dòng)保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)適用于并列運(yùn)行的變壓器，容量為6300KVA以上時(shí)；單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，容量為10000KVA以上時(shí)；3、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體體積表示。通常氣體體積的整定范圍為250-350cm2.對(duì)于容量在10MVA以上的變壓器，整定值多采用250cm2,氣體體積的調(diào)整可通過改變定為0.6-1.5m/s時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度為0.4-0.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定為1m/s左右。2、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)(1)縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算：a)躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流，即Lmax=(Afm+△U+0.1KK)Tmx引起的相對(duì)誤差；單相變壓器△=1-nM/n???|,Yd11接線的三相變壓器△U——有變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差，去電壓調(diào)整范圍的一K——考慮短路電流非周期分量影響系數(shù)，去1.5—2;K?——電流互感器同型系數(shù)，取值為1Imx——保護(hù)范圍外最大電流I=KLmax=1.3×(0.422+0.05+0.1×1.5×1)×10.926=88204b)躲過變壓器最大的勵(lì)磁涌流，即I?=KK?IxIx——變壓器的額定電流K——?jiǎng)?lì)磁涌流的最大倍數(shù)(即勵(lì)磁涌流與變壓器的額定電流的比值),取4一種是采用具有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器(BCH2型),可以減少勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，此時(shí)取=1;另一種通過鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別，在勵(lì)磁涌流時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，此時(shí)在整定時(shí)可以不考慮勵(lì)磁涌流的影響，此時(shí)取K=0C)躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)的最大負(fù)荷電流，即I=K,?l?,mayI?mx——變壓正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。在最大負(fù)荷電流不確定時(shí)，可變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時(shí)，另一側(cè)電流互感器的二次電I=KI,max=1.3×125.51=163.164(2)靈敏系數(shù)校驗(yàn)式中，Im為各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流；靈敏系數(shù)K一般不應(yīng)低于27.4母線保護(hù)(1)母線保護(hù)的要求路器。母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件(2)母線完全電流差動(dòng)保護(hù)及整定計(jì)算i?=i+i;-i;=0。流入差動(dòng)繼電器的電流只是由于電流互感器特性不同而引起的不平ix=i+i;+i,母線所有連接元件的電流互感器應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電I?,=K×0.1lmax/Kz(7-5)Imx——保護(hù)范圍外部故障時(shí)，流過母線完全差動(dòng)電流保護(hù)用電流互感I=K×0.1?max/K??=1.3×0.1×10.926=14204的動(dòng)作電流大于任一元件中最大的負(fù)荷電流I,mx,即I?=Kl,max/Kr?=1.3×21214/60=4.597A系數(shù)應(yīng)大于2。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)用下式校驗(yàn)7.5備自投和自動(dòng)重合閘的設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置是指當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)該變電所的10KV母線為單母分段接線形式，變電所內(nèi)有兩臺(tái)主變壓器，正常運(yùn)行時(shí)為兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行，其備用方式為互為備用的“暗備用”,因此考慮在母聯(lián)斷路器上裝設(shè)有備自投裝置以提高供電的可靠性。1、大大提高供電的可靠性，減少停電次數(shù)，特別時(shí)對(duì)單側(cè)電源的單回線路尤為顯3、彌補(bǔ)輸電線路耐雷水平將定的影響。在電力系統(tǒng)中，10KV線路一般不裝設(shè)避雷線，35KV線路一般只在進(jìn)線端1-2km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動(dòng)重合閘后，可提高供電可靠性。4、對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，能其糾正的作第八章所用電的設(shè)計(jì)所用電負(fù)荷供電，根據(jù)所用電負(fù)荷,進(jìn)行所用變壓器容量和型號(hào)選擇。從上面的所用電負(fù)荷分析，可知所用電的供電容量S所=0.050MVA,所以在10kV表8-1變壓器型號(hào)Tab8-1Transformermodel額定容量額定電壓連接組別阻抗電壓%空載電流%高壓低壓負(fù)載空載Y/yn-04在35kV則選用S9—100/35型電力變壓器，其有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表8-2變壓器型號(hào)Tab8-2Transformermodel額定容量額定電壓連接組別阻抗電壓%空載電流%高壓低壓負(fù)載空載所用電分別采用10kV、35kV母線段供電方式。當(dāng)10kV母線側(cè)檢修時(shí)，可從35kV母?jìng)?cè)側(cè)供電，平時(shí)分裂運(yùn)行，保證所用電。以提高供電可靠性。第九章防雷保護(hù)9.1防雷設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：已在輸電線路上形成的雷閃過電壓，會(huì)沿輸電線路運(yùn)動(dòng)至變電所的母線上，并對(duì)于母線有連接的電氣設(shè)備構(gòu)成威脅。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。9.1.1避雷器的類型所以本工程110kV、10kV系統(tǒng)中，采用氧化鋅9.1.2避雷器的選擇和校驗(yàn)1)額定電壓Uv:避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。2)滅弧電壓Umh:按照使用情況，校驗(yàn)避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大導(dǎo)線對(duì)地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓(滅弧電壓)。3)工頻放電電壓Ugr:在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運(yùn)行相電壓的3.5倍。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓的3倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍。4)沖擊放電電壓和殘壓：一般國(guó)產(chǎn)閥式避雷器的保護(hù)特性與各種電器的具有均可(2)110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)1)型式選擇根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定選用HY5WZ1-126/134氧化鋅避雷器。2)額定電壓的選擇：表5-1避雷器參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)滅弧電壓有效值工頻放電電壓有效值沖擊放電電峰值(1.5/20μs)不大于8/20μs沖擊殘壓不大于不小于不大于HY5WZ1-126/2953)滅弧電壓校驗(yàn)：U=1.15Ux=1.15×126=145(kV)U>C?Um=0.8×145=123.25kV,滿足要求。4)工頻放