畢業(yè)論文-阜蒙縣太平鄉(xiāng)66kv變電站電氣部分設(shè)計(jì)

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1阜蒙縣太平鄉(xiāng)66kv變電站電氣部分設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要能源部門(mén)，而變電所是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的組成環(huán)節(jié)。由于變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容多、范圍廣、邏輯性強(qiáng)，因此要求要有較高的專(zhuān)業(yè)水平，并熟悉各種設(shè)計(jì)規(guī)程和設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)過(guò)程中要針對(duì)變電所的規(guī)模和形式，具體問(wèn)題具體分析。本文是對(duì)太平66kv/10kv變電所提供的設(shè)計(jì)方案。本方案包括了對(duì)原始設(shè)計(jì)條件的分析，饋線的選擇，無(wú)功補(bǔ)償電容器的選擇，主變壓器的選擇，電氣主接線的確定，短路計(jì)算，各種電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，高壓配電裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)，防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。并在后文中附有設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)用于完成包括計(jì)算變電所的最大負(fù)荷容量，無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算，計(jì)算主變壓器的容量，化簡(jiǎn)短路阻抗和計(jì)算短路電流，電氣設(shè)備的校驗(yàn)，和防雷保護(hù)保護(hù)范圍的計(jì)算在內(nèi)的全部計(jì)算過(guò)程。在設(shè)計(jì)和選擇設(shè)備中都充分考慮到了可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性。另外，各種斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器型號(hào)的選擇要與高壓配電裝置的布置聯(lián)系在一起考慮。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，電氣設(shè)備，變壓器，繼電保護(hù)太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)2substationisindprocessforsubstationinsizeandform,concreteanalysisofcTheschemeincludestheanalysisowattlesscompensationequipment,planninganddcalculationofsubstationpeakloadcapacity,calculationofwattlesspowercompensation,calculationofmaintransformKeywords:powersystem;electricequipment;transformer;relayprotection遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3目錄1變電所設(shè)計(jì)原因……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.1所址選擇和所區(qū)規(guī)劃……………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.2電氣部分設(shè)計(jì)原則………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2線路導(dǎo)線的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.2選擇導(dǎo)線截面積的步驟…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3主變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型式的選擇……錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1變壓器選擇的規(guī)定………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.3變壓器型式的選擇………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4補(bǔ)償電容器的選擇…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.1求出變壓器的功率損耗…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.2補(bǔ)償前平均功率因數(shù)計(jì)算公式…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.3補(bǔ)償容量的計(jì)算…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.4確定電容器臺(tái)數(shù)…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.5補(bǔ)償后總平均功率因數(shù)計(jì)算公式………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5電氣主接線方案設(shè)計(jì)………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.1主接線設(shè)計(jì)的基本要求…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.2主接線方案………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.3方案的比較與確定………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.4主接線二次方案的說(shuō)明…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6短路電流的計(jì)算……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.1發(fā)生短路的原因和短路的定義…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.2短路的分類(lèi)………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.3計(jì)算短路電流的目的……………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.4短路電流的計(jì)算過(guò)程……………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7電氣設(shè)備的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)47.1斷路器的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7.3互感器的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7.4避雷器的選擇……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7.5高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8繼電保護(hù)……………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8.2主變壓器的保護(hù)…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8.3線路保護(hù)…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。9防雷保護(hù)……………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。9.1避雷針的裝設(shè)原則及接地裝置的要求………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。9.2避雷針高度的計(jì)算………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。10結(jié)論………………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。致謝……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)………………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄A設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄B譯文…………………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8附錄C外文文獻(xiàn)…………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5附錄D開(kāi)題報(bào)告……………錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5阜蒙縣太平鄉(xiāng)供電區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有用電容量6775kV·A。由66kV于寺變電站配出的1回10隨著太平鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和烤煙種植、鐵選的不斷擴(kuò)大規(guī)模，將新增用電負(fù)荷為太平鄉(xiāng)電壓合格率低，原有的供電網(wǎng)絡(luò)已趨于飽和，無(wú)法滿足太平鄉(xiāng)工、農(nóng)業(yè)負(fù)荷快速增長(zhǎng)的需要。因此需要新增66kV太平變電站為阜蒙縣太平鄉(xiāng)供電。本工程站址位于阜蒙縣太平鄉(xiāng)架木蘇村西南，鄉(xiāng)路北側(cè)30米建設(shè)太平66kV變電站。站址處于負(fù)荷中心，供電半徑小地勢(shì)平坦。變電站位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對(duì)噪音和外觀無(wú)特殊要求。根據(jù)地區(qū)情況，66kV線路采用架空進(jìn)線，10kV采用電纜、架空混合出線。之間，年平均降水在420-540mm之間。四季分明，雨熱同季，光照充足，風(fēng)多雨少。(1)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)2-1層細(xì)沙為平均厚度0.9m,;2層為粉土平均厚度3.1m。綜合評(píng)價(jià)該場(chǎng)地土類(lèi)型為中硬場(chǎng)簡(jiǎn)單，分布連續(xù)，厚度穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)均勻，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，適宜變電站的興(2)水文氣象平均年降水量727.5mm,日最多降水量215.5mm。歷年最低氣溫月的最低平均氣溫為-12.0℃。30年一遇最大風(fēng)速23.3M/S。年平均風(fēng)速為3.0M/S。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)61.2電氣部分設(shè)計(jì)原則1.2.1系統(tǒng)現(xiàn)狀及近期發(fā)展系統(tǒng)現(xiàn)狀阜蒙縣農(nóng)網(wǎng)隸屬阜新電網(wǎng)，阜蒙縣農(nóng)網(wǎng)66kV供電系統(tǒng)主要有兩大電源供電，即以阜新發(fā)電廠供電的220kV六家子一次變、水泉一次變、東梁一次變、松濤一次變和阿金一次變作為主要電源，以沈陽(yáng)新民發(fā)電廠供電的220kV彰武一次變作為后備電源。農(nóng)網(wǎng)現(xiàn)擁有66kV送電線路13回，66kV變電站18座，主變35臺(tái)，主變?nèi)萘?66兆伏安，其中僅大巴、十家子、務(wù)歡池、張九店、泡子、東五一6座變電站為雙電源，占變電站總數(shù)33.3%,剩余他本、福興地等12座66kV變電站為單電源，不滿足N-1準(zhǔn)則要求，供電可靠率低，不擴(kuò)大規(guī)模，原有的供電網(wǎng)絡(luò)已趨于飽和，無(wú)法滿足太平鄉(xiāng)工、農(nóng)業(yè)負(fù)荷快速增長(zhǎng)的需要。阜蒙縣太平鄉(xiāng)供電區(qū)域2011年、2012年在建項(xiàng)目情況如下：7序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)負(fù)荷名稱(chēng)設(shè)備容量需用系數(shù)計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目用途1阜新恒泰鐵選廠加工車(chē)間冶煉2阜新恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn))電動(dòng)機(jī)類(lèi)采礦3龍池有限公司鐵選廠加工車(chē)間冶煉4榮和鐵選廠采礦點(diǎn)電動(dòng)機(jī)類(lèi)采礦5增益、盛世有限公司鐵選廠加工車(chē)間冶煉6太平鄉(xiāng)現(xiàn)有負(fù)荷工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活用電最大負(fù)荷合計(jì)綜合最大負(fù)荷根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)，至2012年上述工程竣工后，綜合最大負(fù)荷為10.155兆瓦。年度年度負(fù)荷名稱(chēng)2013年2014年2015年2016年最大負(fù)荷本期取2013年至2017年全地區(qū)供電量基本部分的增長(zhǎng)率4%,預(yù)測(cè)時(shí)考慮電力和電量以相同的速度增長(zhǎng)，可算出到2016年最大供電負(fù)荷達(dá)到11.42MW。電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題太平鄉(xiāng)沒(méi)有獨(dú)立的變電站，供電電源為66kV于寺變電站，于寺變不僅為太平鄉(xiāng)供電而且還是于寺鎮(zhèn)的供電電源。太平鄉(xiāng)10kV線路的供電半徑達(dá)到28.21km,供電半徑已嚴(yán)重超標(biāo)，供電可靠性比較差，用戶電壓低非常突出，供電能力不足，不能滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展8的用電要求，嚴(yán)重制約該鄉(xiāng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。變電站接入系統(tǒng)方案本工程新建66kV變電所位于太平鄉(xiāng)架木蘇村，66kV新建線路由66kV大五家子變電站引出，向西北方向引入66kV太平變電站，新建單回線路亙長(zhǎng)10.908千米，導(dǎo)線型號(hào)為變電所根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般裝設(shè)兩臺(tái)〈組〉主變壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，330一500kV樞紐變電所也可裝設(shè)3～4臺(tái)(組)主變壓器；終端或分支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。主變壓器一般采用三相式變壓器，裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)一臺(tái)斷開(kāi)時(shí)，其余主變壓器的容量一般保證70%的全部負(fù)荷，但應(yīng)保證用戶的一級(jí)和大部分二級(jí)負(fù)荷。變電所的主接線，是變電所設(shè)計(jì)的首要部分，應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)9路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)載性質(zhì)等條件確定，電氣主接線設(shè)計(jì)要求概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈一般采用分段單母線或單母線接線。出線回路數(shù)較多、連接的電源較多，負(fù)荷大或污穢環(huán)一般不設(shè)旁路母線；如線路斷路器不允許停電檢修，可設(shè)置其他旁路設(shè)施。當(dāng)?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修線路斷路器時(shí)，采用單母線或分段單母線的6kV和10kV配電裝置66kV規(guī)模為2回66kV架空進(jìn)線采用單母線接線方式，10kV側(cè)采用單母線分段接線，10kV出線共6回，遠(yuǎn)期10回，本次設(shè)計(jì)以遠(yuǎn)期為標(biāo)準(zhǔn)。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)2線路導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線是架空線路的主要元件之一，在架空線路是將導(dǎo)線懸掛在桿塔上，由于架空線路具有建設(shè)投資少，施工、維護(hù)和檢修方便等特點(diǎn)，因而被廣泛采用。銅導(dǎo)線雖然導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，在抗氧化、抗腐蝕能力。但價(jià)格較為昂貴，經(jīng)濟(jì)性較差，所以不宜采用鋁導(dǎo)線雖具有很好的導(dǎo)電性，價(jià)格低廉，但由于機(jī)械強(qiáng)度較差，大約為銅的一半，此外鋁易氧化，抗腐蝕性差，因此也不宜采用。架空線路要求有較高的機(jī)械性能，耐腐蝕和耐震性能，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性，即符合國(guó)家電線產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，也要符合經(jīng)濟(jì)性要求。因此本變電所的架空線路采用鋼芯鋁絞線。鋼芯鋁絞線(LGJ)是將多股鋁線繞在鋼芯外層，鋁導(dǎo)線主要起到載流作用，機(jī)械荷載由鋼芯和鋁線共同承擔(dān)，符號(hào)：LGJ—##,其中##為導(dǎo)線的標(biāo)稱(chēng)截面(mm2)。導(dǎo)線截面選擇過(guò)大，會(huì)增加線路的投資，導(dǎo)線截面過(guò)小，會(huì)增加導(dǎo)線運(yùn)行中電壓和電能損耗，使電能傳輸質(zhì)量和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性變差，所以要選擇合適的導(dǎo)線截面。2.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積使年綜合費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的母線的經(jīng)濟(jì)截面，對(duì)應(yīng)的電流密度稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)電流密度。導(dǎo)線截面積大小和電網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用有密切關(guān)系，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，可使用全年綜合費(fèi)用(包括年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資和折舊費(fèi)、利息等)最低，可以找到一個(gè)理想的截面積使年運(yùn)行費(fèi)用最低。這是對(duì)于電壓較高、線路較長(zhǎng)、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較多的線路首選此方法。此外，從經(jīng)濟(jì)性的角度，可使電網(wǎng)處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，故本次設(shè)計(jì)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線。其計(jì)算公式如下。lmay線路正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流(A);J——經(jīng)濟(jì)電流密度(A/mm2),可根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度曲線查取遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.2.110kV線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積計(jì)算2.2.2按電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)當(dāng)δ<10%時(shí)滿足電壓損失校。當(dāng)δ>10%時(shí)，應(yīng)選下一等級(jí)截面的導(dǎo)線，再進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)，直到δ<10%為止，此時(shí)的導(dǎo)線即被選擇。2.2.3按載流量校驗(yàn)導(dǎo)線截面積允許載流量是根據(jù)熱平衡條件確定的導(dǎo)線長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。線路的最大長(zhǎng)期工作表2-110kV線路架空線參數(shù)序號(hào)負(fù)荷名稱(chēng)線路狀況型號(hào)經(jīng)濟(jì)密度電阻值電抗值回?cái)?shù)長(zhǎng)度1增益、盛世有限公司鐵選廠232龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)243阜新恒泰鐵選廠(采礦154太平鄉(xiāng)265阜新恒泰鐵選廠183主變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型式的選擇在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸、電力交換的重要任務(wù)。合理地確定變壓器容量是變電所安全可靠供電和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本保證。3.1變壓器選擇的規(guī)定為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SKJ161—85有關(guān)規(guī)定：凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%,在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。根據(jù)《供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》P50頁(yè)規(guī)定，選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：(1)應(yīng)滿足供電的可靠性要求。對(duì)供有在量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。(2)對(duì)季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可采用兩臺(tái)變壓器。(3)對(duì)于集中負(fù)荷較大的情況，雖為三級(jí)負(fù)荷，也應(yīng)采用兩臺(tái)及以上的變壓器。(4)在確定變電所主變壓器參數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。綜上所述，本變電所設(shè)計(jì)的主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)。3.2主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇首先應(yīng)確定變電所的總裝設(shè)容量。本次變電所總裝設(shè)容量的確定，根據(jù)《電力工程電一般按變電所建成后10～20年的遠(yuǎn)期規(guī)劃負(fù)荷選擇。其容量的大小應(yīng)為低壓側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷的總和，可按下式確定：式中P--系統(tǒng)總的有功功率；Q--系統(tǒng)總的無(wú)功功率。其中，在總負(fù)荷的計(jì)算中要先計(jì)算線路上的功率損耗，再加上出線負(fù)荷，之后乘以同時(shí)系數(shù)，得出總負(fù)荷。線路上的功率損耗可根據(jù)《供用電工程》P41頁(yè)，公式2-41及式2-42求出，其計(jì)算公P--負(fù)荷有功功率(kW);Q--負(fù)荷無(wú)功功率(kVar);U--線路額定電壓(kV);R、X--線路電阻、電抗(Ω)。根據(jù)上述公式計(jì)算出Z△P、Z△Q。式中Kp--最大負(fù)荷時(shí)有功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)；K?--最大負(fù)荷時(shí)無(wú)功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)。每臺(tái)變壓器的容量S的確定：根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161-85有關(guān)規(guī)定：當(dāng)變電所有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，一臺(tái)故障或檢修時(shí)，其另一臺(tái)主變壓器應(yīng)保證供應(yīng)全部負(fù)荷的70%。3.3變壓器型式的選擇(1)根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》P216頁(yè)規(guī)定：當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV有以下的發(fā)電廠和變電所均采用三相變壓器。由于本次設(shè)計(jì)中電壓等級(jí)為66kV/10kV,且變電所處于交通方便之地，故選用三相變壓器。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》P217頁(yè)規(guī)定35kV以上的繞組采用Y接線。35kV以下的變壓器繞組采用△接線，所以本次設(shè)計(jì)采用的變壓器聯(lián)結(jié)組別為Ynd—11型。選擇兩臺(tái)SF9-10000/66型有載調(diào)壓變壓器。主變壓器主要參數(shù)見(jiàn)下表：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表2-1SF9-10000/66有載調(diào)壓電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量電壓組合聯(lián)接組別空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓尺寸(mm)高壓分接范圍低壓長(zhǎng)寬]9(2)其型號(hào)含義說(shuō)明如下：4補(bǔ)償電容器的選擇系統(tǒng)無(wú)功平衡是一個(gè)重要的問(wèn)題，為維持電壓水平就必須為負(fù)荷點(diǎn)提供一定的無(wú)功功(1)引起線路電流增大，使線路中功率、電壓、電能損失增加。(2)由于電流增大，從而使系統(tǒng)中設(shè)備的容量增大，這樣會(huì)增加總投資。為此，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)過(guò)低的時(shí)候，應(yīng)增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提高功率因數(shù)，根據(jù)《全國(guó)供電規(guī)則》規(guī)定“對(duì)于新建及擴(kuò)建的電力用戶其功率因數(shù)一律不應(yīng)低于0.9,這與本次設(shè)計(jì)任務(wù)要求相一致，即變電所的功率因數(shù)在0.9以上。在電力系統(tǒng)中除了發(fā)電機(jī)能發(fā)出無(wú)功功率外，還有同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器和靜止補(bǔ)償器三種無(wú)功補(bǔ)償裝置。其中調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器主要用于樞紐變電所中。而靜電電容器由于其質(zhì)量輕、安裝方便、投資少、故障少、損耗少、易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，主要將其安裝在中、小型變電所。所以本次設(shè)計(jì)采用靜電電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。并聯(lián)電容器使系統(tǒng)總電流相量I與電壓相量U的角度φ減小，因?yàn)槿菪噪娏鱥。與感性電流分量i恰好相反，從而抵消一部分感性電流。串聯(lián)電容器的容抗可以補(bǔ)償一部分系統(tǒng)電抗，從串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)碾妷簱p耗計(jì)算公式來(lái)看，只有負(fù)荷蓄在數(shù)低，導(dǎo)線為較粗的架空線，采用串聯(lián)補(bǔ)償才合適。因此本次設(shè)計(jì)采用并聯(lián)方式。并聯(lián)電容器裝置向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無(wú)功，以補(bǔ)償多余的感性無(wú)功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電網(wǎng)電壓，在本次變電所中可直接連接在低壓側(cè)的母線上。根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》第15頁(yè)第2.2.1條規(guī)定“設(shè)計(jì)安裝的10kV電容器應(yīng)采用星形接線為宜?！比切谓泳€的主要問(wèn)題是電容器發(fā)生故障時(shí)故障電流大，較星形接線發(fā)生相間短路的可能性較大。所以本次設(shè)計(jì)采用星形接線方式，被選擇電容器的額定電壓應(yīng)為10kV。綜合上述分析，選用TBB?10-1500/1500型組合補(bǔ)償電容設(shè)備。型號(hào)規(guī)格額定電壓標(biāo)稱(chēng)容量相數(shù)外形尺寸長(zhǎng)*寬*高重量kg3遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4.1求出變壓器的功率損耗4.2補(bǔ)償前平均功率因數(shù)計(jì)算公式太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)4.3補(bǔ)償容量的計(jì)算4.4確定電容器臺(tái)數(shù)4.5補(bǔ)償后總平均功率因數(shù)計(jì)算公式遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5電氣主接線方案設(shè)計(jì)變電所主接線是指變電所的變壓器、輸電線路在與電力系統(tǒng)相連接時(shí)的連接方式，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是變電所電氣部分組成中的一個(gè)重要部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法等的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件進(jìn)行靈活確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。主接線應(yīng)基本滿足供電可靠性、運(yùn)行靈活性和經(jīng)濟(jì)性。(1)可靠性所謂可靠性是指主接續(xù)線能可靠的工作，以保護(hù)對(duì)用戶不間斷地供電。評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是：1)斷路器檢修時(shí)是否影響供電；2)線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能保證對(duì)用戶，特別是重要用戶的供電；3)變電所全部停電的可能性。(2)靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求：1)調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下，檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2)檢修要求?？梢苑奖愕赝＿\(yùn)斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶的供電。3)擴(kuò)建的要求?？梢匀菀椎膹难a(bǔ)期過(guò)渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最小。(3)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)5.2主接線方案根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，主接線方案初步給出以下兩種：第一方案：高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-1所示。第二方案：高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-2所示。圖5-1高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線圖5-2高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5.3方案的比較與確定以上兩個(gè)方案中，主接線二次側(cè)方案相同，只比較一次第一種方案的特點(diǎn)如下：變壓器隨負(fù)荷變化投切方便；線路的投入和切除比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅線路斷路器斷開(kāi)，不影響其他回路運(yùn)行。但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的兩臺(tái)斷路器都斷開(kāi)，從而影響了一回未發(fā)生故障線路運(yùn)行，嚴(yán)重影響第二種方案的特點(diǎn)如下：變壓器投切方便；在一次側(cè)容易增設(shè)進(jìn)出線數(shù)目，相對(duì)橋形從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，由于兩種方案變壓器型號(hào)和容量的選擇均相同，所以只是比較綜合造從改變運(yùn)行方式靈活性來(lái)看，第二方案比第一方案投切變壓器時(shí)，倒閘操作簡(jiǎn)便。通過(guò)以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)第一方案以占地面積小、投資少，供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)。第二方案以改變運(yùn)行方式靈活為主要優(yōu)點(diǎn)，最為重要的是符合遠(yuǎn)期改造要求?？紤]5.4主接線二次方案的說(shuō)明主接線二次側(cè)采用單母分段的目的是：對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電，可減小停電范圍。但當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線回路都在檢修期內(nèi)停電。單母分段接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便，而且供電可靠性太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)6短路電流的計(jì)算6.1發(fā)生短路的原因和短路的定義所謂“短路”即是指載流導(dǎo)體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況；在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，還有相與地之間的短路。發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，發(fā)生電力系統(tǒng)意外事故。其次還有氣候條件惡化，例如雷擊過(guò)電壓造成的閃絡(luò)放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線路斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。再其次是人員過(guò)失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線路或設(shè)備之后未拆除接地線就合閘供電等。最后是其他原因，例如挖溝損傷電纜、鳥(niǎo)獸或風(fēng)箏跨接在載流裸導(dǎo)體上等。絕緣損壞的原因多因設(shè)備地電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成事故。6.2短路的分類(lèi)在三相系統(tǒng)中短路的基本形式有：三相短路；兩相短路；單相接地短路；以及兩相接當(dāng)三相短路時(shí)，由于短路回路阻抗相等，因此三相電流和電壓仍是對(duì)稱(chēng)的，所以又稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)短路。此時(shí)三相短路電流同速正常情況一樣是對(duì)稱(chēng)的，只是線路中電流增大，電壓降低而已，而電壓和電流之間的相位差一般也較正常情況時(shí)大，除了三相短路這外，其它類(lèi)型的短路皆為不對(duì)稱(chēng)短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其相位角也不同。在這些短路形式中，三相短路其后果一般最為嚴(yán)重。電力網(wǎng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)考慮最嚴(yán)重的故障情況下工作的可能性時(shí)，三相短路起著決定性的作用。故在設(shè)計(jì)中需要計(jì)算的是三相短路。6.3計(jì)算短路電流的目的短路電流的計(jì)算主要是為了解決以下幾方面的問(wèn)題：(1)作為選擇電氣設(shè)備(斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、互感器等)的主要依據(jù)。(2)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(3)進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶工作的影響等。此外在短路電流的計(jì)算中，為了能夠在工程要求的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)方便和迅速地計(jì)算短(1)認(rèn)為在短路過(guò)程中，所有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電勢(shì)相位相同；(2)在考慮磁路飽和，變壓器勵(lì)磁電流可略去不計(jì)；(3)一般不計(jì)元件的電阻和電容，僅在R>X/3時(shí)計(jì)入電阻，在超高壓遠(yuǎn)距離輸電時(shí)計(jì)6.4短路電流的計(jì)算過(guò)程圖6-1系統(tǒng)等值阻抗圖常用的歸算公式如下：式中Sg--基準(zhǔn)容量取1000MV·A;Sy--額定容量(MV·A);U?%--短路電壓百分?jǐn)?shù)(%)。式中Sg--基準(zhǔn)容量取1000MV·A;X?--線路電抗(Ω)(注：線路單位電抗取0.42/km);U?v--線路所在電壓等級(jí)平均標(biāo)稱(chēng)電壓(kV)。由于本次設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)電源為無(wú)限大，所以系統(tǒng)電壓標(biāo)么值為1。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)后求出電源到適中短路點(diǎn)之間的總電抗標(biāo)么值，計(jì)算出短路電流標(biāo)么值。最后將電流標(biāo)么值化為有名值，運(yùn)用公式：式中Ug--平均標(biāo)稱(chēng)電壓(kV)。短路計(jì)算點(diǎn)：該點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)電器或?qū)w的短路電流最大，稱(chēng)為短路計(jì)算點(diǎn)。由等值阻抗圖可以看出，系統(tǒng)為并列運(yùn)行，所以分別取d1、d2為短路點(diǎn)，計(jì)算出短路電流，為以后選擇設(shè)備的校驗(yàn)的沖擊電流提供數(shù)據(jù)。所以計(jì)算得出：d1點(diǎn)短路電流為3.2kA;d2點(diǎn)短路電流為8.52kA;負(fù)荷側(cè)最大短路電流為4.01kA。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電器設(shè)備的選擇是變電所配電電氣工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確選擇電氣設(shè)備是保證電氣主接線和配電裝置的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的重要條件。在高壓電器選擇中的主要(1)高壓電器應(yīng)保證正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；(2)高壓電器應(yīng)保證安裝地點(diǎn)和使用的環(huán)境條件要求；(3)高壓電器應(yīng)保證在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求；(4)高壓電器應(yīng)充分考慮操作的頻繁程度和開(kāi)斷負(fù)荷的性質(zhì)；(5)對(duì)于電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級(jí)別；(6)同類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)盡量選擇同一品種或同一廠家產(chǎn)品。7.1斷路器的選擇在各種電壓等級(jí)變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備，它是通斷故障電流和正常負(fù)荷電流的元件。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路壓縮空氣斷路器、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器的安裝地維護(hù)工作量小，故在3～220kV電壓等級(jí)中被廣泛采用。斷路器的額定電壓應(yīng)滿足：Un·ne--設(shè)備所在電力網(wǎng)的額定電壓(kV)。7.1.2按額定電流選擇斷路器斷路器的額定電流應(yīng)滿足大于系統(tǒng)長(zhǎng)期最大工作電流的要求：7.1.3按開(kāi)斷電流選擇斷路器開(kāi)斷電流即在額定電壓下能保證正常開(kāi)斷的最大短路電流稱(chēng)為額定開(kāi)斷電流，它應(yīng)滿足下式：7.1.4按關(guān)合電流選擇斷路器表征斷路器關(guān)合短路故障能力的參數(shù)為額定關(guān)合電流，一般取額定開(kāi)斷電流的1.8×式中i--沖擊電流(kA);根據(jù)下式計(jì)算：7.1.5熱穩(wěn)定的校驗(yàn)斷路器及其它的電器設(shè)備通過(guò)短路電流時(shí)，各部分溫度不超過(guò)允許值，即應(yīng)滿足熱穩(wěn)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)te--短路等值時(shí)間(S);I?--t秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流(或短時(shí)耐受電流)。式中ig--短路沖擊電流幅值(kA);irg--允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值(kA)。Table7-1LW9-72.5/3150parametersofcircuitbreaker型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量)極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間7.2.1按額定電壓等級(jí)選擇隔離開(kāi)關(guān)7.2.2按額定電流選擇隔離開(kāi)關(guān)S--對(duì)于10kV側(cè)時(shí)，S=Sx;即為變壓器額定容量；對(duì)于66kV側(cè)時(shí)，采用外橋接線時(shí)，S=S;若采用內(nèi)橋接線時(shí)，應(yīng)考慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷電流。7.2.3熱穩(wěn)定的校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)及其它的電器設(shè)備通過(guò)短路電流時(shí)，各部分溫度不超過(guò)允許值，即應(yīng)滿足熱式中I--短路電流(kA);I?--t秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流(或短時(shí)耐受電流)。7.2.4動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定即導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。應(yīng)滿足的動(dòng)穩(wěn)定條件為：式中i--短路沖擊電流幅值(kA);ipg--允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值(kA)。經(jīng)過(guò)計(jì)算和校驗(yàn)，66kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選為GW5-72.5G。10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選為型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流N--室內(nèi)型隔離開(kāi)關(guān)；太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的主要聯(lián)絡(luò)元件，分別用于向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，以正常反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行及(1)將一次回路的高壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，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)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。(2)使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且使互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身電壓互感器的配置原則母線：一般除旁路母線外，工作及備用母線上都裝有一組電壓互感器用于同期、測(cè)量線路：35kV及其以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)控線路有無(wú)電壓，進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)或三臺(tái)單相電壓互感器；10kV及其以下架空出線自動(dòng)重合閘，可利用母線上的電壓互感器。變壓器：變壓器的高壓側(cè)有時(shí)為了保護(hù)的需要，設(shè)有一組電壓互感器。電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類(lèi)、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度級(jí)以及按副邊負(fù)載遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.1～0.9)U范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足下列條電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇：其準(zhǔn)確級(jí)要高于或等于儀表和繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確級(jí)，計(jì)量時(shí)不低于0.5級(jí)，測(cè)量時(shí)不低于1.0級(jí)，繼電保護(hù)采用P級(jí)。6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)。在高壓開(kāi)關(guān)柜三相三柱式接線圖無(wú)開(kāi)口三角形。此種接線不能用于供電絕緣檢查電壓表，不允許將電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地。由于10kV為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測(cè)量?jī)x表外，還用來(lái)作為電網(wǎng)對(duì)地絕緣監(jiān)視，因此本次設(shè)計(jì)10kV側(cè)采用JSJB--10型三相五柱式經(jīng)過(guò)選擇，66kV側(cè)電壓互感器為JCC5—66,10kV母線電壓互感器為JSZW--10型。表7-3電壓互感器的主要參數(shù)Table7-3mainparametersofvoltagetrans型號(hào)最大容量額定電壓試驗(yàn)電壓二次負(fù)荷剩余電壓繞組初級(jí)次級(jí)剩余工頻雷電輸出準(zhǔn)確度型號(hào)額定電壓(kV)最大輸出二次負(fù)荷(VA)連接組標(biāo)號(hào)初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)輔助繞組接成開(kāi)口三角形(注：由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。)電壓互感器型號(hào)含義如下：5—設(shè)計(jì)序號(hào)；66-額定電壓(kV)。JSJB-10型電壓互感器：B--帶補(bǔ)償繞組；7.3.2電流互感器的選擇電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)電壓等級(jí)和電流互感器安裝處的最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選電流互感器一次額定電壓和電流必須滿足下式：Ux,Ix--電流互感器的一次額定電壓和電流；Imx--電流互感器一次回路最大工作電流；電流互感器的校驗(yàn)(1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1S允許通過(guò)一次額定電流Ix?的倍數(shù)K,來(lái)表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn)：(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)所以內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：電流互感器的配置(1)為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線、分段等回路設(shè)置電流互感器，一般按三相配置；10kV出線按兩相配置。(2)對(duì)于保護(hù)用電流互感器應(yīng)盡量消除保護(hù)的死區(qū)。電流互感器經(jīng)過(guò)選擇校驗(yàn)，66kV側(cè)電流互感器選擇LCWD--66,用于安裝在變回路和橋型回路。10kV側(cè)電流互感器選用LAJ--10和LFZ1--10型電流互感器。LAJ--10用于變壓器和母聯(lián)回路，其額定電流比為1000/5。LFZ1--10用于不同的饋出線上。型號(hào)次級(jí)組合額定變流比準(zhǔn)確級(jí)10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)二次負(fù)荷Ω倍數(shù)13(300~D14型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)66—額定電壓(kV)。10—額定電壓(kV)。7.4避雷器的選擇過(guò)電壓可分為大氣過(guò)電壓(或稱(chēng)雷電過(guò)電壓)和內(nèi)部過(guò)電壓兩種形式。7.4.2避雷器的作用(1)當(dāng)沖擊電壓超過(guò)避雷器動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器導(dǎo)通，將雷電流引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備的電壓升高，從而保護(hù)了設(shè)備。(2)沖擊電壓過(guò)后，熄滅工頻續(xù)流電弧。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7.4.3避雷器的類(lèi)型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。7.4.4避雷器的選擇及型號(hào)含義FZ系列普通閥式避雷器，用于保護(hù)相應(yīng)額定電壓的交流變、配電設(shè)備的絕緣，以免受FS系列避雷器用于保護(hù)配電變壓器和電纜頭等電氣設(shè)備免受大氣過(guò)電壓的損害。避雷達(dá)器只根據(jù)系統(tǒng)額定電壓進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)變電所66kV側(cè)避雷器選用FZ—66型，10kV側(cè)選用FS—10型避雷器。表7-5避雷器的主要參數(shù)Table7-5mainparametersofthesurgearrester型號(hào)額定電壓有效值(kV)滅弧電壓有效值(kV)工頻放電電壓有效值(kV)沖擊放電電壓峰值1.5/40μs)不8/20μ雷電沖擊波殘壓峰值不大于泄漏或電導(dǎo)電流不小于不大于FZ—400~FS—66/10—額定電壓(kV)。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)7.5高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇6～35kV高壓開(kāi)關(guān)柜主要用于6～35kV的電力系統(tǒng)中，作電能的接受、分配的通、斷選擇高壓開(kāi)關(guān)柜主根據(jù)使用環(huán)境決定選戶內(nèi)還是戶外型。根據(jù)開(kāi)關(guān)柜數(shù)量的多少和可靠性的要求，確定使用固定式還是手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜。固定式開(kāi)關(guān)柜價(jià)格便宜，對(duì)開(kāi)關(guān)柜臺(tái)數(shù)少的變電所盡量選用固定式開(kāi)關(guān)柜。結(jié)合本變電所主接線方案，結(jié)合控制、計(jì)量、保護(hù)、信號(hào)等方面要求選擇10kV側(cè)開(kāi)關(guān)柜，使設(shè)備的型號(hào)盡量作到統(tǒng)一。10kV側(cè)的所有出線架空線選用一個(gè)型號(hào)的開(kāi)關(guān)柜。本設(shè)計(jì)初選六種開(kāi)關(guān)柜，分別為變壓器10kV側(cè)出線回路柜、分段母聯(lián)回路柜、架空出線柜、所用變壓器柜、電壓互感器及避雷器柜、補(bǔ)償電容器柜。由《高壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備》P113頁(yè)，表1.8.1選擇KYN3-10型移開(kāi)式金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)表7-6所選高壓開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)名稱(chēng)單位主要技術(shù)參數(shù)額定工作電壓額定工作電流A額定開(kāi)斷電流(有效值)額定關(guān)合電流(峰值)極限通過(guò)電流4S熱穩(wěn)定電流(有效值)外形尺寸(寬*高*深)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7.5.1主電路選取方案(1)進(jìn)線柜、出線柜和母聯(lián)柜表7-7進(jìn)線柜、出線柜和母聯(lián)柜的主電路方案及設(shè)備表方案編號(hào)主電路方案接線圖額定電壓(kV)用途電纜進(jìn)線(2臺(tái))架空線出線(12臺(tái))母聯(lián)(1臺(tái))額定工作電流(A)真空斷路器11操動(dòng)機(jī)構(gòu)111電流互感器222零序電流互感器1高壓避雷器接地開(kāi)關(guān)1外形尺寸(寬×高×深)太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)(2)電壓互感器柜和所用變柜表7-8電壓互感器柜和所用變柜的主電路方案及設(shè)備表Table7-8voltagetransformertankandthemaincircuitofvariablearkusedplanandeq方案編號(hào)主電路方案接線圖額定電壓(kV用途電壓互感器、避雷器(2臺(tái))所用變(2臺(tái))額定工作電流(A)主電路主要高壓電器高壓熔斷器33電壓互感器1高壓避雷器3干式變壓器1低壓斷路器6外形尺寸(寬×高x深)7.6母線的選擇母線起匯集和分配電能的作用。35kV及以下變電所的各種高壓配電裝置的母線，主要采用硬母線和軟母線兩種型式，其中硬母線有銅、鋁兩種材料。根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》第7頁(yè)第2.3.1條規(guī)定：20kV及以下回路的正常工作電流在4000A及以下時(shí)，宜選用矩形硬導(dǎo)體。矩形導(dǎo)體的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)。三相水平布置導(dǎo)體豎放與三相水平布置導(dǎo)體平放相比，前者散熱較好，載流量大，但機(jī)械強(qiáng)度低，而后者情況正好相反。若三相導(dǎo)體垂直布置且導(dǎo)體豎放時(shí)，散熱較好，載流量較大、機(jī)械強(qiáng)度高，但配電裝置的高度增加，安裝困難，所以本變電所采用三相水平布置且導(dǎo)體平放。對(duì)于母線截面的選擇按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，即：式中Iw·max--所在回路最大工作電流(A)I?--相對(duì)于母線允許溫度和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體長(zhǎng)期允許電流(A);而對(duì)于66kV側(cè)橋回路連線的選擇，根據(jù)《供用電工程》P283的規(guī)定說(shuō)明“除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體(20m以下)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇截面外，其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。”經(jīng)過(guò)計(jì)算，母線初選為63×6.3硬鋁母線，平放。導(dǎo)體的最小允許截面應(yīng)小于Smin才能滿足熱穩(wěn)定要求，其由下式確定：式中C--熱穩(wěn)定系數(shù)K--集膚效應(yīng)系數(shù)，由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得K=1.02;t短路等值時(shí)間(S)7.6.2動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)各種形狀的母線通常都安裝在支持絕緣子上，當(dāng)沖擊電流通過(guò)母線時(shí)，電動(dòng)力將使母線產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，因此母線應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定。按照母線在支持絕緣子上固定的形式，當(dāng)跨數(shù)為2時(shí)，在電動(dòng)力的作用下，母線所受式中L--支持絕緣子間的跨距(m)。本設(shè)計(jì)取絕緣子的跨距為開(kāi)關(guān)柜的寬度：L=1.0m。f--單位長(zhǎng)度母線上所受相間電動(dòng)應(yīng)力(N/m);式中i--三相短路沖擊電流(A);為了避免導(dǎo)體產(chǎn)生危險(xiǎn)的共振，對(duì)于重要的導(dǎo)體，應(yīng)使其固有頻率避開(kāi)產(chǎn)生共振的頻率范圍。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》P342頁(yè)中規(guī)定“對(duì)于單條母線和母線和母線組中的各單第母線其共振頻率范圍為35～135HZ;對(duì)于多條母線組及引下線的單條母線其共振頻率范圍為35～155HZ;槽形和管形母線其共振頻率范圍為30～166HZ?！比艄逃蓄l率在上述范圍之外，可取β=1。若在上述范圍之內(nèi)，在計(jì)算fm時(shí)，應(yīng)考慮動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)β。β可由《供用電工程》P276頁(yè)，圖9-13查得。其中母線固有頻率f1可根據(jù)《供用電工程》P276頁(yè)，公式9-51求出，即：式中f--母線固有頻率(HZ);遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)8繼電保護(hù)8.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用8.2主變壓器的保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠，性能良好的繼電保圖8-1變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)單相原理圖Figure8-1transformerlo8.2.2變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)分為重瓦斯保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)。重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘，而輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于發(fā)警報(bào)信號(hào)。瓦斯保護(hù)范圍應(yīng)能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障，不能反應(yīng)油箱以外的套管及引線等部位上發(fā)生的故障，因此瓦斯保護(hù)應(yīng)于縱差動(dòng)保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充。瓦斯保護(hù)裝置接線由信號(hào)回路和跳閘回路組成，變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，繼電器觸頭閉合，發(fā)出瞬時(shí)“輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)烈的油流沖擊擋板，繼電器觸頭閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，跳開(kāi)變壓器兩側(cè)斷路器。因重瓦斯繼電器觸頭有可能瞬時(shí)接通，故跳閘回路中要加自保持回路。變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，繼電器動(dòng)作，同樣發(fā)出輕“瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。8.2.3變壓器的過(guò)電流保護(hù)瓦斯保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)為主變壓器的主保護(hù)，動(dòng)作后，獨(dú)立出口跳主變壓器一次、二次側(cè)及電容器開(kāi)關(guān)。對(duì)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)作為變壓器后備保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)跳開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器。變壓器的過(guò)電流保護(hù)主要是裝設(shè)在降壓變壓器的高壓側(cè).過(guò)電流保護(hù)的測(cè)量元件為電流繼電器，延時(shí)元件時(shí)間繼電器，其保護(hù)單相原理如圖9.2所示.當(dāng)短路電流達(dá)到或超過(guò)電流繼電器的動(dòng)作定值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作并起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)給定的延時(shí)后時(shí)間繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，出口繼電器將變壓器從運(yùn)行的設(shè)備中切除保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行.過(guò)電流保護(hù)的電流互感器采用三相完全星形接線方式，這樣可以提高靈敏度。動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，即：(1)對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷，如各臺(tái)變壓器容量式中n--并列運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)；Ix--每臺(tái)變壓器的額定電流。(2)保護(hù)裝置的靈敏度，按下式檢驗(yàn)：被保護(hù)變壓器低壓母線發(fā)生短路時(shí)，要求K=1.5～2要求K>1.2。而在后備保護(hù)范圍末端短路時(shí)，8.3線路保護(hù)對(duì)于10kV架空線出線的繼電保護(hù)，主保護(hù)采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，后備保護(hù)采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。為反應(yīng)單相接地故障，采用零序電流保護(hù)，以區(qū)分出故障線路與非故障線路，構(gòu)成選擇性保護(hù)。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)8.3.1瞬時(shí)電流速斷保護(hù)保護(hù)范圍校驗(yàn)：8.3.2定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)(1)動(dòng)作電流的整定：太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)9防雷保護(hù)雷擊會(huì)使電力系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)電壓，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和電氣設(shè)備，為此變電所必須進(jìn)行直擊雷過(guò)電壓保護(hù)。直擊雷過(guò)電壓保護(hù)可采用避雷針保護(hù)，避雷電流引入大地，從而保護(hù)了設(shè)備免受雷擊。在變電所中，屋外配電裝置，以及有金屬的屋頂或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建9.1避雷針的裝設(shè)原則及接地裝置的要求獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻不宜超過(guò)10Ω。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，使兩者的接地電阻都得到降低。但為了防止經(jīng)過(guò)接地網(wǎng)反擊35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度不得9.2避雷針高度的計(jì)算由于變電所最高設(shè)備為構(gòu)架，高度為h=8.5m。水平面上相鄰避雷針間保護(hù)外圍寬度b,≥0時(shí)，即全面積受到保護(hù)，則避雷針選擇高度合理，即則避雷針的實(shí)際高度為：h=ha+h(9-2)9.2.1保護(hù)半徑計(jì)算在66kV側(cè)9米高度上的保護(hù)半徑的計(jì)算：太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)所以r,=(h-h?)p式中r;--避雷針在h?水平面上的保護(hù)半徑(m);9.2.2保護(hù)范圍最小寬度和最小高度的計(jì)算：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所以b?=h?-h?所以根據(jù)計(jì)算選擇四支高25m的避雷針能保護(hù)變電所的全面積。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是太平66kV太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)。通過(guò)變電所的初步設(shè)計(jì)，從中得到了很大的收獲。無(wú)論是對(duì)思考問(wèn)題的方式，還是對(duì)知識(shí)掌握的程度都有很大的提高，給我在今后的工作中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先設(shè)計(jì)開(kāi)始是熟悉變電所的原始資料，并進(jìn)行分析，查閱各種相關(guān)資料。在經(jīng)過(guò)了畢業(yè)實(shí)習(xí)后，我對(duì)變電所中負(fù)荷分配情況，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度法確定變電所的所有10KV出線的導(dǎo)線截面；根據(jù)總的有功負(fù)荷與無(wú)功負(fù)荷計(jì)算出變電所的功率因數(shù)，并選擇電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，使其功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，以提高電能質(zhì)量和減少電能損耗；根據(jù)總的負(fù)荷確定變壓器的容量及臺(tái)數(shù)，并計(jì)算變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)，是否滿足設(shè)計(jì)變電所進(jìn)入電網(wǎng)的要求；根據(jù)變電所的負(fù)荷情況以及進(jìn)出線情況高低壓側(cè)分別選擇兩種主接線方案，在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等方面進(jìn)行比較后高低壓側(cè)分別確定出一種方案；根據(jù)主接線形式，選擇短路點(diǎn)，進(jìn)行運(yùn)行方式分析，得出最大運(yùn)行方式；根據(jù)設(shè)備在最大運(yùn)行方式下的短路電流及其它條件選擇電氣設(shè)備，包括：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓、電流互感器、避雷器和10KV側(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜。完成所有高壓電器選擇后，根據(jù)變電所設(shè)備的外圍情況設(shè)計(jì)防雷保護(hù)，安放避雷針。這次設(shè)計(jì)是大學(xué)期間的最后一次學(xué)習(xí)，也是大學(xué)入學(xué)以來(lái)最系統(tǒng)的一次對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)加深理解，在知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用上更加靈活，知識(shí)系統(tǒng)梳理的更加精致飽滿，對(duì)變電所的設(shè)計(jì)知識(shí)有了更深刻的理解。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)致謝本設(shè)計(jì)在導(dǎo)師葛群老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，無(wú)不凝聚著葛群老師的心血和汗水，在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著葛群老師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向葛群老師表示深深的感謝和崇高的敬意。我還要感謝曲春風(fēng)老師、樸忠學(xué)老師、楊楨老師、劉健辰老師、程漠強(qiáng)老師、韓占嶺老師在百忙之中對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，我向老師們表示深深的感謝。我還要特別感謝遼寧電力有限公司阜新供電公司計(jì)經(jīng)中心設(shè)計(jì)院的王思宇工程師，在我的實(shí)習(xí)期間，王工程師對(duì)我進(jìn)行了悉心的教導(dǎo)并在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)為我答疑解惑，我對(duì)她表示深深的感謝。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[4].DL755-2001電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則.[10].戈?yáng)|方.電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)(上、下冊(cè)).中國(guó)電力出版社，1989[11]Q/CSG115003-201135kV～110kV配電網(wǎng)項(xiàng)目可行性研究?jī)?nèi)容深度規(guī)定.遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)附錄A設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1選擇10kV輸電線路導(dǎo)線已知線路長(zhǎng)度為3km,雙回線路供電，雙回出線重要負(fù)荷率不超過(guò)66%,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷為3000kW,計(jì)算功率2400kW,功率因數(shù)cosφ=0.85,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)1.1.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/k1.1.2熱穩(wěn)定校驗(yàn)l=Kla?=0.87×365=317.55>Imax=102.703A1.1.3電壓損耗校驗(yàn)Rt=r??[1+a(t-20)]=0.3058×[1+0.0036×(41.66-20)]=0.33Ω/km1.1.4線路功率損耗計(jì)算取線路的幾何均距為1.5m時(shí)，LGJ-95/15型導(dǎo)線的電納為：b=3.11×10-6S/km1.2選擇龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)出線架空線型號(hào)已知線路長(zhǎng)度為4km,雙回線路供電，雙回線路出線重要負(fù)荷率不超過(guò)66%,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷為2990kW,計(jì)算功率2310.5kW功率因數(shù)cosφ=0.86,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.2.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/km1.2.2熱穩(wěn)定校驗(yàn)1.2.3電壓損耗校驗(yàn)R?=r?o[1+a(t-20)]=0.3058×[1+0.0036×(41.29太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)1.2.4線路功率損耗計(jì)算1.3選擇阜新恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn))出線架空線型號(hào)1.3.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面根據(jù)輸送功率計(jì)算最大長(zhǎng)期工作電流：查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》411頁(yè)，附表8-4:LGJ鋼芯鋁絞線規(guī)格及長(zhǎng)期允許載流量，選用LGJ-95/15型架空線，其參數(shù)為：R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/k1.3.2熱穩(wěn)定校驗(yàn)1.3.3電壓損耗校驗(yàn)導(dǎo)線工作時(shí)的實(shí)際溫度：R=r?o[1+α(t-20)]=0.3058×[1+0.0031.3.4線路功率損耗計(jì)算阻抗損耗：太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)1.4選擇太平鄉(xiāng)出線架空線型號(hào)已知線路長(zhǎng)度6km,雙回線路供電，雙回線路出線重要負(fù)荷率不超過(guò)66%,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷為6775kW,計(jì)算負(fù)荷4065kW,功率因數(shù)cosφ=0.88,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)1.4.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面R=0.1542Ω/km,X=0.38Ω/km1.4.2熱穩(wěn)定校驗(yàn)1.4.3電壓損耗校驗(yàn)Rt=rz?[1+α(t-20)]=0.1542×[1+0.001.4.4線路功率損耗計(jì)算太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)1.5選擇阜新恒泰鐵選廠出線架空線型號(hào)1.5.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面R=0.4217Ω/km,X=0.38Ω/k1.5.2熱穩(wěn)定校驗(yàn)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.5.3電壓損耗校驗(yàn)R=r?o[1+a(t-20)]=0.4217×[1+0.00361.5.4線路功率損耗計(jì)算太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)則線路損耗為：=64.53kV·A表1-110kV線路架空線參數(shù)Table1-110kvlin序號(hào)負(fù)荷名稱(chēng)線路狀況型號(hào)經(jīng)濟(jì)密度電阻值電抗值回?cái)?shù)長(zhǎng)度1增益、盛世有限公司鐵選廠232龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)243阜新恒泰鐵154太平鄉(xiāng)265阜新恒泰鐵選廠18遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)=18.28+22.07+47.61+4=22.72+27.43+59.12+121.62+45.00-0.5-0=93.30+105.78+75.30+132.2線路所有負(fù)荷的總功率=2823.53+2686.63+1764.7+46192.3計(jì)算變壓器二次側(cè)總功率 =7215.42kVar2.4選擇變壓器型號(hào)SN=70%·Sa=70%×12194.35故選兩臺(tái)容量為12500kVA的變壓器并列運(yùn)行。所選變壓器參數(shù)如下表所示：表2-1SF9-10000/66有載調(diào)壓電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量電壓組合聯(lián)接組別空載損耗負(fù)載損耗流流阻抗電壓尺寸(mm)高壓分接范用低壓長(zhǎng)寬高9遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3選擇補(bǔ)償電容器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)3.1計(jì)算變壓器功率損耗3.2計(jì)算變壓器高壓側(cè)功率Pr=P+△P?=10321.425+77.24=10398.665kWQr=Q+△Qr=6493.878+8863.3計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償前系統(tǒng)的功率因數(shù)則系統(tǒng)的功率因數(shù)為：3.4計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量Qc=P(tanφ?-tanφ?)=10398.665×(0.72-0太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)3.5選擇電容器查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》986頁(yè)，續(xù)表9-1-2選用TBB?10-150Table3-1TBB_310-1500/1500型號(hào)規(guī)格額定電壓標(biāo)稱(chēng)容量相數(shù)外形尺寸長(zhǎng)*寬*高重量kg3遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)按規(guī)程規(guī)定選取各電壓等級(jí)的主接線方案，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，分析各方案的利弊，最終確定主接線方案如下：66kV側(cè)采用單母線接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。圖4-1變電所電氣主接線圖太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)5短路電流的計(jì)算5.1畫(huà)系統(tǒng)等值阻抗圖5.2求各元件等值電抗架空線的電抗為0.38Ω/km,取系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量為Sg=100MV·A。(1)66/10kV變壓器電抗標(biāo)幺值則兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的電抗標(biāo)幺值為：(2)66kV輸電線路的電抗標(biāo)幺值則兩條線路并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的總電抗標(biāo)幺值為：(3)負(fù)荷側(cè)輸電線路的電抗標(biāo)幺值負(fù)荷側(cè)增益、盛世有限公司鐵選廠輸電線路的電抗標(biāo)幺值為：負(fù)荷側(cè)龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)輸電線路的電抗標(biāo)幺值為：負(fù)荷側(cè)恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn))輸電線路的電抗標(biāo)幺值為：負(fù)荷側(cè)太平鄉(xiāng)輸電線路的電抗標(biāo)幺值為：負(fù)荷側(cè)恒泰鐵選廠輸電線路的電抗標(biāo)幺值為：5.3計(jì)算各點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路電流(1)當(dāng)d?點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流和沖擊電流(2)當(dāng)d?點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流和沖擊電流短路電流有名值為：(3)當(dāng)d?點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流和沖擊電流1)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)：則短路電流標(biāo)幺值為：2)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)：(4)當(dāng)d?點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流和沖擊電流1)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)：短路電流有名值為：2)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)：Xg=XL?+Xr?+Xj?=0.09+0.9+1.39=2.38=1.52la?=1.52×2.36=3.57kA(5)當(dāng)d?點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流和沖擊電流1)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)X2=Xzn+X2r+Xj?=0.045+0.in=1.52las=1.52×2.03=5.47kAX?=Xzt+X2r+Xj4=0.045+0Xz=Xi?+Xr?+Xj4=0.092)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)：X2=Xi?+Xr?+Xis=0.09+0isn=1.52la?=1.52×1.48=2.26kA6電氣設(shè)備的選擇6.1斷路器的選擇6.1.166kV側(cè)斷路器的選擇主接線采用內(nèi)橋接線，變壓器一次側(cè)斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流為：查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》621頁(yè)，表4-1-3,選擇2臺(tái)LW9-72.5/3150其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型斷路器。型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間因?yàn)殡娫礊椤盁o(wú)限大”系統(tǒng)，β=1,!周期分量的影響。太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)表6-2斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)LW9-72.5/3150的參數(shù)Ai6.1.210kV側(cè)斷路器選擇Table6-3ZN28-10IV1000circuitbreakerparametertable型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間短路時(shí)間tg=3s>1s,導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表6-4斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10II/1000的參數(shù)i型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)表6-6斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10I/630的參數(shù)型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表6-8斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10I/630的參數(shù)③阜新恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn)):Table6-9ZN28-10I/630circuitbreakerparametertable型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)所選斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)與線路計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)照如下表所示：表6-10斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表Table6-10circuitbreakercalculation計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10I/630的參數(shù)表6-11ZN28-10I/630斷路器參數(shù)表型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表6-12斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10I/630的參數(shù)Table6-13ZN28-10I/630circuitbreakerparametertable型號(hào)開(kāi)斷電流開(kāi)斷容量極限通過(guò)電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(4S)固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)表6-14斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28-10I/630的參數(shù)1i6.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇6.2.166kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流Imax=91.85A,查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》790頁(yè)，表5-2-9表6-15GW5-72.5G隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表6-16計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選GW5-72.5G型隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流Imax=145.5A,查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》790頁(yè)，表5-2-9型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流表6-18計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)GN6-10T/1000的參數(shù)太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選GN6-10T/1000型隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。(2)龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)：表6-19GN6-10T/1000隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流表6-20計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較Table6-20comparedwi計(jì)算數(shù)據(jù)GN6-10T/1000的參數(shù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選GN6-10T/1000型隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。(3)阜新恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn)):根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流Imax=90.94A,查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》790頁(yè)，表5-2-9型號(hào)額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表6-22計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)GN6-10T/1000的參數(shù)(4)太平鄉(xiāng)：型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流隔離開(kāi)關(guān)安裝地點(diǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)比表6-24計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)GN6-10T/1000的參數(shù)(5)阜新恒泰鐵選廠：根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流Imax=61.11A,查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》790頁(yè)，表5-2-9太平66kV變電站電氣部分設(shè)計(jì)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流表6-26計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)GN6-10T/1000的參數(shù)6.3電壓互感器的選擇按額定電壓、裝置種類(lèi)、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度等級(jí)及副邊負(fù)載選擇電壓互感器。66kV側(cè)電壓互感器經(jīng)查《電力工程電氣手冊(cè)》587頁(yè)，表3-2-3,選取JCCS5-66電壓互感表6-27JCC5-66型電壓互感器參數(shù)型號(hào)最大容量額定電壓試驗(yàn)電壓二次負(fù)荷剩余電壓繞組初級(jí)次級(jí)剩余工頻雷電輸出準(zhǔn)確度型號(hào)額定電壓(kV)最大輸出二次負(fù)荷(VA)連接組標(biāo)號(hào)初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)輔助繞組接成開(kāi)口三角形6.4電流互感器的選擇6.4.166kV側(cè)電流互感器的選擇(1)根據(jù)電壓等級(jí)和電流互感器安裝處最大長(zhǎng)期工作電流Imax=91.85A,查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》484頁(yè)，表3-1-1,選用LCWD-60型電流互感器，將LCWD-60型電流互感器安裝于變壓器回路。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型號(hào)次級(jí)組合額定變流比準(zhǔn)確級(jí)次10%倍數(shù)二次負(fù)荷2S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)二次負(fù)荷Ω倍數(shù)13(300~D14(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)√2IN?·Kp=√2×300×150=63.64kA>46.73KA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。(3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)故所選電流互感器滿足要求。6.2.210kV側(cè)電流互感器的選擇(1)母聯(lián)斷路器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax=606.24A進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》,524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29,選用LAJ-10型電流互感器，其額定電流比為1000/5。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組準(zhǔn)確級(jí)倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)均合格。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)?·teq=11.112×3=370.30[(kA)2·S]故所選用的兩種電流互感器滿足要求。(2)增益、盛世有限公司鐵選廠出線電流互感器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax=145.5A進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》,524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29,選用LFZ1-10型電流互感器，其額定電流比為200/5。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)②熱穩(wěn)定校驗(yàn)故所選用的兩種電流互感器滿足要求。(3)龍池有限公司鐵選廠與容和鐵選廠采礦點(diǎn)出線電流互感器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax=150.95A進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》,524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29,選用LFZ1-10型電流互感器，其額定電流比為200/5。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組準(zhǔn)確級(jí)倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)√2Iw?·Kp=√2×200×160=45.25kA>7.43KA②熱穩(wěn)定校驗(yàn)故所選用的兩種電流互感器滿足要求。(4)阜新恒泰鐵選廠(采礦點(diǎn))出線電流互感器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax=90.94A進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》,524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29,選用LFZ1-10型電流互感器，其額定電流比為200/5。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組準(zhǔn)確級(jí)倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)②熱穩(wěn)定校驗(yàn)故所選用的兩種電流互感器滿足要求。(5)太平鄉(xiāng)出線電流互感器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax=246.43A進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》,524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29,選用LAJ-10型電流互感器，其額定電流比為200/5。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表6-34LAJ-10型電流互感器參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定變流比次級(jí)組準(zhǔn)確級(jí)倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)13①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)均合格。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)故所選用的兩種電流互感器滿足要求。(6)阜新恒泰鐵選廠出線電流互感器10kV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流Imax