某110kv變電站電氣一次部分畢業(yè)設計

1、<p><b>　　論文摘要</b></p><p>　　本文是對廣州某110KV變電站一次部分的設計，變電站電壓等級為110/35/10KV，110KV是本變電站的電源電壓，35KV和10KV是二次電壓。待設計的變電站的電源，由雙回110KV線路送到本變電站，在中壓側35KV母線送出7回線路，在低壓側10KV母線送出10回線路。在本變電站110KV母線有2回輸出線。變電站從電力系

2、統(tǒng)整體出發(fā)，力求電氣主接線簡化，配置與電網(wǎng)結構相應的保護系統(tǒng)，采用緊湊布置、高質量的110KV變電所為目的，對所有的電氣設備，電氣主接線，電氣設備保護裝置等進行優(yōu)化，使整個設計方案能夠達到安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保地對用戶進行供電。</p><p>　　關鍵詞：變電站 線路 電氣設備 </p><p><b>　　Abstracts</b></p>&l

3、t;p>　　This paper is a part of 110 kv substations guangzhou some voltage level, the design for 110/35 / consumers 10KV 110 kv substations, this power supply voltage 35KV and consumers 10KV, secondary voltage. To design

4、 the power substation, the double line to 110 KVsubstations, in medium voltage side this 35KV busbar struck out seven back lines, the low voltage side sent out 10 back consumers 10KV bus routes. 110 KVsubstations in the

5、bus has 2 back output line. Starting from the power substation system</p><p>　　Keywords: substation lines electrical equipments </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言

6、3;····································&#

7、183;··············</p><p>　　1電氣主接線設計·················

8、;·······················</p><p>　　1.1電氣主接線基本要求·······

9、3;······················</p><p>　　1.2電氣主接線方案確定········

10、83;·····················</p><p>　　1.3變壓器方案確定·········

11、3;························</p><p>　　1.4電氣主接線初步設計圖······&#

12、183;·····················</p><p>　　2短路電流計算··········

13、·························</p><p>　　2.1計算短路電流的原因······

14、;························</p><p>　　2.2電路元件參數(shù)計算·······

15、;·························</p><p>　　2.3短路電流計算······&

16、#183;·····························</p><p>　　3導體和電器的選擇·

17、83;·····························</p><p>　　3.1母線導體與引線的選擇及校驗

18、3;····················</p><p>　　3.2電氣設備選擇的一般條件··········&

19、#183;··············</p><p>　　3.3高壓斷路器的選擇及校驗···············

20、3;·········</p><p>　　3.4隔離開關的選擇及校驗·····················&#

21、183;·····</p><p>　　3.5電流互感器的選擇及校驗·························

22、;</p><p>　　3.6電壓互感器的選擇及校驗·························</p><p>　　3.7高壓限流熔斷

23、器的選擇及校驗·····················</p><p>　　3.8接地開關的現(xiàn)則及校驗········

24、83;··················</p><p>　　3.9避雷器的選擇及校驗············&#

25、183;················</p><p>　　4防雷規(guī)劃設計···············

26、···················</p><p>　　4.1雷電過電壓及其保護············

27、;·················</p><p>　　4.2線路的防雷措施··············

28、···················</p><p>　　4.3發(fā)電廠、變電站的直擊雷保護···········&

29、#183;·········</p><p>　　4.4變電站的入侵保護·····················&

30、#183;·········</p><p>　　4.5變電站的進線段保護·····················

31、········</p><p>　　4.6變壓器的防雷保護·······················

32、········</p><p>　　致謝························

33、83;·························</p><p><b>　　前 言</b></p><p&g

34、t;　　廣州某年最高用電負荷將達到1030萬千瓦，稱為全國第5個突破千萬負荷的城市。據(jù)了解，因變電站布點，仍滿足不了現(xiàn)有的用電需求，造成廣州結構性缺點。所以，廣州將投資67.23億元建設電網(wǎng)，計劃新建變電站15個左右。</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設備及配電網(wǎng)按一定的接線方式所構成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟地輸送到每一個

35、用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。</p><p>　　110KV變電站是電網(wǎng)建設和電網(wǎng)改造中非常重要的技術環(huán)節(jié)，變電站中各種設備的合理布置和安全運行直接關系到電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)

36、定，所以110KV變電站的設計要在保證安全可高性和靈活性的情況下，又能保證保護環(huán)境、節(jié)約資源、易于實現(xiàn)自動化設計方案。110KV變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護安全高效、建筑結構布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。因而，110KV變電站應從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，力求電氣主接線簡化，配置與電網(wǎng)結構相應的保護系統(tǒng)，采用緊湊布置、高質量的110KV變電所為目的，從電源設置、主接線形式確定、設備選擇和配電裝置布置等方面提出了新的設計思路。&

37、lt;/p><p>　　我國電力建設經(jīng)過多年的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設備、系統(tǒng)內(nèi)大量信息的實時性等要求越來越高。而隨著科學技術的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計算機及網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術也有了新的飛躍，我國變電站設計出現(xiàn)了一些新的趨勢：造廠生產(chǎn)的電氣設備質量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。而且近年來電氣一次設備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設備不斷

38、出現(xiàn)，設備趨于無油化。配合我國經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，搞好電網(wǎng)建設尤為重要。</p><p>　　待變電站在城市近郊，向本地用戶供電。本變電站的電壓等級為110/35/10KV，110KV是本變電站的電源電壓，35KV和10KV是二次電壓。待設計的變電站的電源，由雙回110KV線路送到本變電站，在中壓側35KV母線送出7回線路，在低壓側10KV母線送出10回線路。在本變電站110KV母線有2回輸出線。</p&g

39、t;<p>　　這次設計應該注意緊密結合變電站的生產(chǎn)實際和變電站設計要求及國內(nèi)外變電</p><p>　　站設計存在的問題和困難、與其他電力系統(tǒng)課程相關資料之間的聯(lián)系。通過合理的電氣主接線設計、電氣設備合理選擇，達到電氣設備能夠從分合理的利用，既能保證設備容量要求，又要保證電氣設備充分利用資源。整體布局的緊湊以及綜合自動化技術設計和應用，合理地將通信設施并入主控室，達到簡單高效地監(jiān)控目的，簡化變電站

40、內(nèi)附屬設備，從而達到減少變電站地面積，優(yōu)化變電站設計，降低投資的目的。在最后對所有的電氣設備，電氣主接線，電氣設備保護裝置等進行優(yōu)化，使整個設計方案能夠達到安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保地對用戶進行供電。</p><p><b>　　1 電氣主接線設計</b></p><p>　　1.1 電氣主接線基本要求</p><p>　　電氣主接線是變電站電氣設

41、計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備選擇，配電裝置布置，繼電保護和控制方式的擬訂有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響，通過技術經(jīng)濟比較，合理確定主接線。在選擇電氣主接線時，應以下列各點作為設計依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負荷大小和重要性等條件確定，并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。</p&g

42、t;<p><b>　　1.1.1可靠性。</b></p><p>　　可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線首先應滿足這個要求。主接線可靠性的具體要求：</p><p>　　1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。</p><p>　　2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部

43、或部分二級負荷的供電。</p><p>　　3）盡量避免發(fā)電廠，變電所全部停運。</p><p><b>　　1.1.2靈活性。</b></p><p>　　主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。</p><p>　　1）調度時，應可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式

44、以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調度要求。</p><p>　　2）檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。</p><p>　　3）擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下投入新設備并且對一次和二次部分的改建工作量最少。</p><p><b>　　1.1.3

45、經(jīng)濟性。</b></p><p>　　主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。</p><p><b>　　1）投資省</b></p><p>　?、僦鹘泳€應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備。</p><p>　　②要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二

46、次設備控制電纜。</p><p>　　③要能限制短路電流、以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電纜。</p><p>　?、苋缒軡M足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電所可采用簡單電器。</p><p>　　2）占地面積小，主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。</p><p>　　3）電能損失少，經(jīng)濟合理地

47、選擇主變壓器的種類（比如繞組、三繞組、自耦變壓器），容量、數(shù)量，要避免兩次變壓而增加電能損失。</p><p>　　1.2 電氣主接線方案確定</p><p>　　1.2.1電氣主接線類型選擇</p><p>　　1.2.1.1單母接線：</p><p>　　優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，造價便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端

48、延伸，可擴性好。</p><p>　　缺點：是可靠性和靈活性都較差，它只有一種運行方式，母線和母線隔離開關檢修時，全部回路均需停運，任一斷路器檢修時，其所在回路也將停運。單母線接線只能用于某些出線回數(shù)較少，對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　1）6-10KV配電裝置

49、的出線回路數(shù)不超過5回；</p><p>　　2）35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；</p><p>　　3）110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。</p><p>　　1.2.1.2單母分段接線：</p><p>　　優(yōu)點：重要用戶可從不同母線段上分別引出兩回饋線向其供電，保證不中斷供電。單母線分段接線有單母線運行，各

50、段并列運行和各段分列運行等運行方式。任一母線或母線隔離開關檢修時，僅停該段，不影響其他段運行，減小了母線檢修時的停電范圍。任一段母線故障時，繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘，保證正常母線段繼續(xù)運行，減小了母線故障的影響范圍。采用此接線時，應盡量將電源與負荷均很的分配于各母線段上，以減少各分段間的穿越功率。</p><p>　　缺點：在任一一段母線故障或者檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電；任一斷路器檢修時，該斷

51、路器所帶用戶也將停電。這種接線廣泛應用于中，小容量發(fā)電廠和變電所的6-10KV配電裝置及出線回路數(shù)較少的35-220KV配電裝置中。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　1）6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；</p><p>　　2）35kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；</p>&l

52、t;p>　　3）110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。</p><p>　　1.2.1.3帶旁路母線的單母線分段接線:</p><p>　　為了使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷對該回路的供電，可增設旁路母線。</p><p>　　旁路母線的作用是：檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電。</p><p>　

53、　適用范圍：這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35-110kV的變電所較為實用。</p><p>　　1.2.1.4雙母線接線：</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　1）運行方式靈活 可以采用兩組母線同時工作，將母聯(lián)斷路器合閘，而進出線均衡的分配在兩組母線上的運行方式，當一組母線故障時，在繼電保護作

54、用下，母聯(lián)斷路器斷開，保證未故障的母線繼續(xù)運行，可見這相當于單母線分段的運行方式；也可以采用一組母線工作，另一組母線備用，母聯(lián)斷路器斷開的但路線運行方式。</p><p>　　2）檢修母線時不中斷供電 由于每個回路都有兩組隔離開關，所以只需將欲檢修母線上的所有回路通過倒閘操作均換接至另一組母線上，即可不中斷供電地進行檢修。</p><p>　　3）任一組母線故障時僅短時停電 雙母線接線與單

55、母線分段相比，母線故障時停電時間短，任一母線故障時，只需將接于該母線上的所有回路切換至另一組母線，故障母線上的回路經(jīng)短時間停電便可恢復供電</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　1）變更運行方式時，都是用各回路母線側的隔離開關進行倒閘操作，操作步驟較為復雜，容易出現(xiàn)誤操作。</p><p>　　2）檢修任一回路斷路器時

56、，該回路任需停電或短時停電。</p><p>　　3）任一母線故障任會短時停電。母聯(lián)斷路器故障兩組母線全部停電。</p><p>　　4）由于增加了大量的母線隔離開關和母線長度，雙母線的配</p><p>　　電裝置結構比較復雜，占地面積達，投資大。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p>

57、<p>　　1）6-10kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器；</p><p>　　2）35KV配電裝電裝置，當出線回路超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；</p><p>　　3）110-220kV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110-220kV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。</p><p>　　1.2.1

58、.5橋型接線：</p><p>　　橋型接線簡單清晰，沒有母線，用三臺斷路器帶四個回路工作，所用斷路器數(shù)量最少，可節(jié)省投資，也易于發(fā)張過渡為單母線分段或雙母線接線。但其工作可靠性和靈活性不夠高，根據(jù)我國多年運行經(jīng)驗，橋形接線一般可用于條件適合的中小型發(fā)電廠和變電所，或作為最終接線為單母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式。</p><p>　　適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變

59、壓器的切換較頻繁或線路短，故障率較少的情況。</p><p>　　1.2.2電氣主接線方案確定：</p><p>　　110KV母線：本站經(jīng)2回110KV線路與系統(tǒng)相連，選用單母接線</p><p>　　35KV母線：35KV出線7回，選用單母分段接線</p><p>　　10KV母線：10KV出線10回，選用單母分段接線</p>

60、<p>　　1.3 變壓器方案確定：</p><p>　　1.3.1主變壓器形式選擇要求：</p><p>　　合理選擇主變壓器的形式、臺數(shù)、容量，是電器主接線設計的重要內(nèi)容，其選擇結果直接影響著主接線的形式和配電裝置的結構。選擇主變壓器時，應根據(jù)發(fā)電廠、變電所的性質、容量、與電力系統(tǒng)聯(lián)系情況、電壓等級、發(fā)電機電壓及升高電壓負荷狀況等基本資料，并結合電力系統(tǒng)5-10年發(fā)展規(guī)劃

61、進行綜合分析。</p><p>　　1.3.1.1容量選擇</p><p>　　變電所中一般裝設兩臺主變壓器，以免一臺主變壓器故障或檢修時</p><p>　　中斷供電。對110KV及以下的終端或分支變電所，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷能由中、低壓側電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器。對大型超高壓樞紐變電所，可根據(jù)具體情況裝設2-4臺主變壓器，以便減小

62、單臺容量。</p><p>　　所選擇的N臺主變壓器的容量和，應該大于等于變電所的最大綜合計算負荷，即</p><p>　　nSN≥Smax （1.3）</p><p>　　裝有兩臺或者兩臺以上主變壓器的變電所中，當其中一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應滿足60%的全部最大綜合

63、計算負荷，以及滿足全部I類負荷S1和大部分Ⅱ類負荷SⅡ。</p><p>　　1.3.1.2相數(shù)選擇</p><p>　　變壓器有三相變壓器和單相變壓器組。在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，一般都選用三相變壓器。單相變壓器組是由三個單相的變壓器組成的，造價高、占地多、運行費用高。只有受變壓器的制造和運輸條件限制時，才考慮用單相變壓器組。</p><p>　　1.3

64、.1.3繞組數(shù)選擇</p><p>　　在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該變壓器容量的15％以上，或在低壓側雖沒有負荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無功補償設備時，主變壓器宜選擇三繞組變壓器。</p><p>　　1.3.1.4繞組聯(lián)結方式</p><p>　　變壓器繞組的聯(lián)結方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。</p><

65、;p>　　我國110KV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點都需要選擇YN的聯(lián)結方式，對于110KV變壓器的35KV側也采用yn的聯(lián)結方式以便接入消弧線圈，而6-10KV側采用d形。</p><p>　　1.3.1.5調壓方式的選擇</p><p>　　變壓器的調壓方式分帶負荷切換的有載調壓方式和不帶負荷切換的無載調壓方式兩種。</p><p>　

66、　對于大型樞紐變電所，為了保證系統(tǒng)的電壓質量，一般變壓器都選用有載調壓方式，在能滿足電壓正常波動情況下可以采用無載調壓方式。</p><p>　　1.3.1.6容量比</p><p>　　變壓器各繞組容量相對總容量有100/100/100、100/100/50、100/50/50等幾種形式。由于100KV變壓器總容量不大，其繞組容量對造價影響不大，但其中、低壓側的傳輸功率相對總量容量都比較

67、大，為調度靈活，一般采用100/100/100的容量比。</p><p>　　1.3.1.7變壓器的冷卻方式</p><p>　　變壓器的冷卻方式有自然風冷、強迫風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷和強迫導向油循環(huán)冷卻等，它隨變壓器的形式和容量不同而異。一般中小容量的變壓器選擇自然風冷和強迫風冷；大容量的變壓器采用強迫油循環(huán)風冷；對水源充足的發(fā)電廠的主變壓器，為節(jié)約占地，也可采用強迫油循環(huán)

68、水冷。強迫導向油循環(huán)冷卻一般用在大型變壓器中，它是在采用強迫油循環(huán)環(huán)風冷或強迫油循環(huán)水冷的變壓器中。</p><p>　　1.3.1.8變壓器各側電壓的選擇</p><p>　　變壓器的某個電壓級若作為電源，為保證向線路末端供電的電壓質量，既保證在有10％電壓損失的情況下，線路末端的電壓為定額值，該側的電壓按照110%額定電壓選擇。而如果某個電壓級是電網(wǎng)的末端，該側的電壓應按照電網(wǎng)額定電壓

69、選擇。</p><p>　　1.3.2主變壓器選擇臺數(shù)比較：</p><p>　　方案1：主變壓器2臺</p><p>　　方案2：主變壓器4臺</p><p>　　方案比較：方案1變壓器總容量小，變壓器臺數(shù)少，使用的開關電器少，配電裝置占地面積較小，投資較少。但此方案靈活性與可靠性不高。雖35KV,10KV負荷分別供電，但設備檢修時必然造成

70、供電中斷。方案2變壓器總容量小，變壓器臺數(shù)多，使用的開關電器多，配電裝置變壓器占地面積較大，投資較多。但此方案靈活性與可靠性很高。開關在檢修試驗時仍能保證供電，而且在小負荷運行時可切除一臺主變運行，以降低損耗。</p><p>　　總結：根據(jù)設計資料分析，110KV終站變電站，采用雙回110KV進線，應該是比較重要的變電站，設計思想應側重于可靠性，所以方案2為最終方案。</p><p>　

71、　1.3.3變壓器容量計算及型號選擇</p><p>　　1.3.3.1主變壓器容量計算條件：</p><p>　　1）按年負荷增長率6%計算，考慮10年</p><p>　　2）雙變壓器并聯(lián)運行，按每臺變壓器承擔70%負荷計算</p><p>　　3）35KV負荷為10000KVA，10KV負荷為3600KVA</p><

72、;p>　　則總負荷為13600KVA</p><p>　　1.3.3.2主變壓器容量計算：</p><p><b>　　1）負荷預測：</b></p><p>　　35KV負荷：10000KVA×（1+6%）=17908.48KVA</p><p>　　10KV負荷：3600KVA×（1+6%）

73、=6447.05KVA</p><p>　　共計：17908.48KVA +6447.05KVA =24355.53KVA</p><p>　　2）主變壓器有功和無功損耗計算：</p><p>　　因為所占比重較小，而本站考慮的容量裕度比較大，所以不需要計算。</p><p>　　3）主變壓器承擔負荷：</p><p>

74、;　　1號變壓器：24355.53×0.5×0.7=8524.44KVA</p><p>　　2號變壓器：24355.53×0.5×0.7=8524.44KVA</p><p>　　3號變壓器：6447.05×0.5×0.7=2256.47KVA</p><p>　　4號變壓器：6447.05×0

75、.5×0.7=2256.47KVA</p><p>　　表1.3(1) 主變壓器選擇型號</p><p>　　1.3.3.3站用變壓器容量計算及型號選擇</p><p>　　因為設計書已經(jīng)給出站用電容量為160KVA,所以直接可選擇，從主接線方案分析，站用變接于35KV母線更可靠，所以選型號為SL7-160/35。</p><p>

76、;　　表1.3(2) 所選變壓器的技術參數(shù)</p><p>　　1.4 電氣主接線的初步設計圖：</p><p><b>　　2 短路電流計算</b></p><p>　　2.1 計算短路電流的原因</p><p>　　變電所中的各種電氣設備必須能承受短路電流的作用，不致因過熱或電動力的影響造成設備損壞。短路電流的大小

77、也是比較主接線方案、分析運行方式時必須考慮的因素。系統(tǒng)短路時還會出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。為限制故障范圍，保護設備安全，繼電保護裝置整定必須在主回路通過短路電流時準確動作。因此，短路電流計算成為變電所電氣部分設計的基礎。</p><p>　　2.2 電路元件參數(shù)計算</p><p>　　2.2.1等值網(wǎng)絡圖</p><p&g

78、t;　　2.2.2電路元件參數(shù)計算</p><p>　　表2.2 常用基準值</p><p>　　1)系統(tǒng)容量為無限大，Sc=∞，取基準值SB 100MVA，基準電壓UB取各級平均電壓，UN為額定電壓。</p><p>　　UB(KV) 10.5 37 115</p><p>　　IB(KA) 5.5 1.56 0.502<

79、;/p><p>　　XB(Ω) 1.1 13.7 132</p><p>　　2）線路阻抗：X1=0.4×65=26Ω</p><p>　　3）變壓器電抗：XT1=XT2=Ud%/100×SB/SB=10.5/100×100/8=1.31</p><p>　　XT3=XT4=Ud%/100×SB/SB

80、=6.5/100×100/2=3.25</p><p>　　2.3 短路電流計算：</p><p>　　2.3.1最大運行方式下短路電流計算</p><p>　　1）K1點短路時：UB=115KV</p><p>　　三相短路電流：I⑶=UB/X1/√3=115/26/√3=2.55KA</p><p>　　

81、兩相短路電流：I⑵=I⑶√3/2=2.55×√3/2=2.21KA</p><p>　　短路容量：S⑶=√3UBI⑶=√3×115×2.55=507.92MVA</p><p>　　全電流最大有效值：Icb=1.52I⑶=1.52×2.55=3.876KA</p><p>　　2）K2點短路時：UB=37KV</p>

82、;<p>　　線路阻抗：X1=0.4×65=26Ω</p><p>　　變壓器電抗有名值：X2=X3=Ud%/100×UN²/SN</p><p>　　=10.5/100×110²/8=158.81Ω</p><p>　　X2//X3=79.41Ω </p><p>　　三相短

83、路電流：I⑶=UB/(X2//X3+X1)/√3</p><p>　　=115/√3/105.41=0.63KA </p><p>　　兩相短路電流：I⑵=I⑶√3/2=0.63×√3/2=0.56KA</p><p>　　短路容量：S⑶=√3UBI⑶=√3×37×0.63=40.37MVA</p><p>　　

84、全電流最大有效值：Icb=1.52I⑶=1.52×0.63=0.96KA</p><p>　　3）K3點短路時：UB=10.5KV</p><p>　　線路阻抗：X1=0.4×65=26Ω</p><p>　　X2//X3=79.41Ω</p><p>　　變壓器電抗有名值：X4=X5=Ud%/100×UN

85、78;/SN</p><p>　　=6.5/100×35²/2=39.81Ω </p><p>　　X4//X5=19.91Ω </p><p>　　三相短路電流：I⑶=UB/(X2//X3+X4//X5+X1)/√3</p><p>　　=115/√3/125.32=0.53KA</p><p&g

86、t;　　兩相短路電流：I⑵=I⑶√3/2=0.53×√3/2=0.47KA</p><p>　　短路容量：S⑶=√3UBI⑶=√3×10.5×0.53=9.64MVA</p><p>　　全電流最大有效值：Icb=1.52I⑶=1.52×0.53=0.81KA</p><p>　　2.3.2最小運行方式下短路電流計算</

87、p><p>　　本站最小運行方式為T1,T2或T3，T4停運 </p><p>　　1）K2點短路時：UB=37KV</p><p>　　線路阻抗：X1=0.4×65=26Ω</p><p>　　變壓器電抗有名值：X2=X3=Ud%/100×UN²/SN</p><p>　　=10.5/100

88、×110²/8=158.81Ω</p><p>　　三相短路電流：I⑶=UB/(X2+X1)/√3</p><p>　　=115/184.81/√3=0.36 KA </p><p>　　兩相短路電流：I⑵=I⑶√3/2=0.36×√3/2=0.32KA</p><p>　　短路容量：S⑶=√3UBI⑶=√3&#

89、215;37×0.36=23.07MVA</p><p>　　全電流最大有效值：Icb=1.52I⑶=1.52×0.36=0.55KA</p><p>　　2) K3點短路時：UB=10.5KV</p><p>　　線路阻抗：X1=0.4×65=26Ω</p><p>　　變壓器電抗有名值：X4=X5=Ud%/1

90、00×UN²/SN</p><p>　　=6.5/100×35²/2=39.81Ω</p><p>　　三相短路電流：I⑶=UB/(X2+X1+X4)/√3</p><p>　　=115/√3/224.62=0.296KA</p><p>　　兩相短路電流：I⑵=I⑶√3/2=0.296×√3

91、/2=0.26KA</p><p>　　短路容量：S⑶=√3UBI⑶=√3×10.5×0.296=5.38MVA</p><p>　　全電流最大有效值：Icb=1.52I⑶=1.52×0.296=0.45KA</p><p>　　表2.3 短路電流計算結果</p><p>　　3 導體和電器的選擇設計</

92、p><p>　　各種電氣設備的功能不同、工作條件也各異，因而他們的選擇校驗項目和方法也不盡相同。但是，除了某些特殊的選擇校驗項目外，大多數(shù)電氣設備具有必須滿足的共同選擇校驗項目，也就是按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流，按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p><p>　　3.1 母線導體與引線的選擇及校驗</p><p>　　3.1.1母線導體與引線選擇的要求<

93、/p><p>　　3.1.1.1導體的材料</p><p>　　導體材料主要采用鋁和銅。銅的電阻率低，機械強度高，耐腐蝕性比鋁強，但儲量少，價格高。鋁的電阻率比銅高，機械強度低，耐腐蝕性較銅差，但儲量高，價格低。一般優(yōu)先采用鋁導體，在工作電流大，地方狹窄的場所和對鋁有嚴重腐蝕的地方可采用銅導體。</p><p>　　3.1.1.2導體的選型</p><

94、;p>　　常用的軟導線有鋼心鋁絞線、組合導線、空心導線、擴徑導線和分裂導線。鋼心鋁絞線適用于35KV及以上的屋外軟母線；組合導線用于中小容量發(fā)電機和變壓器的引出線；空心導線、擴徑導線和分裂導線直徑達，可以減小線路電抗、減小電暈損耗和對通訊的干擾，用于超高壓母線和輸電線路。</p><p>　　3.1.1.3導體截面的選擇</p><p>　　按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇</p&

95、gt;<p>　　匯流母線及長度在20m以下的導體等，一般應按長期發(fā)熱允許電流選擇其截面</p><p>　　Imax≤KIal （3.1）</p><p>　　3.1.1.4按經(jīng)濟電流密度選擇</p><p>　　按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可以使年計算費用最小，除匯流母線、廠用電動機

96、的電纜外，年最大負荷利用時數(shù)較大，長度在20M以上的導體，如發(fā)電機和變壓器引出線，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。經(jīng)濟截面用下式計算：</p><p>　　S=Imax/J （3.2）</p><p>　　3.1.1.5電暈電壓校驗</p><p>　　導體的電暈放電會產(chǎn)生電能損耗、噪聲、無線電干擾和金屬腐蝕等不良

97、影響。為了防止發(fā)生全面電暈，要求110KV及以上裸導體的電暈臨界Uer應大于其最高工作電壓Umax即</p><p>　　Uer＞Umax （3.3）</p><p>　　3.1.2母線及引線最大持續(xù)工作電流的計算</p><p>　　1）110KV母線導體：Ig.max=1.05SN/√3UN&l

98、t;/p><p>　　=1.05×16000/√3/110=88.18A</p><p>　　1號，2號變壓器引線最大持續(xù)功過電流為母線最大持續(xù)工作電流的50%,即Ig.max′=44.09A</p><p>　　2）35KV母線導體：Ig.max=1.05SN/√3UN</p><p>　　=1.05×16000/√3/35

99、=277.13A</p><p>　　1號，2號變壓器引線最大持續(xù)功過電流為母線最大持續(xù)工作電流的50%,即Ig.max′=138.56A</p><p>　　3）10KV母線導體：Ig.max=1.05SN/√3UN</p><p>　　=1.05×4000/√3/10=242.49A</p><p>　　3號，4號變壓器引線最大

100、持續(xù)功過電流為母線最大持續(xù)工作電流的50%,即Ig.max′=121.24A</p><p>　　4）3號，4號變壓器35KV側引線最大持續(xù)工作電流為</p><p>　　Ig.max=1.05SN/√3UN=1.05×2000/√3/35=34.64A</p><p>　　3.1.3母線導體及引線的選擇</p><p>　　1）1

101、10KV母線導體及引線選擇</p><p>　　不考慮同時系數(shù)，Tmax按3000h計算</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材 圖6-3〈經(jīng)濟電流密度〉得出：</p><p>　　Tmax=3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J=1.52A/mm²</p><p>　　Sj=Ig/j=88.18/1.52=58.01 m

102、m²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—70鋼芯鋁絞線為110KV母線導體</p><p>　　Sj′=Ig′/j=44.09/1.52=29.01 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—35鋼芯鋁絞線為1號2號變壓器110KV側引線</p><p>　　2）35KV母線導體及引線選擇&

103、lt;/p><p>　　查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材 圖6-3〈經(jīng)濟電流密度〉得出：</p><p>　　Tmax=4000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J=1.32A/mm²</p><p>　　Sj=Ig/j=277.13/1.32=209.9 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—240鋼芯鋁絞線為35

104、KV母線導體</p><p>　　Sj′=Ig′/j=138.56/1.32=104.9 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—120鋼芯鋁絞線為1號2號變壓器35KV側引線</p><p>　　3）10KV母線導體及引線選擇</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材 圖6-3〈經(jīng)濟電流密度〉得出：<

105、/p><p>　　Tmax=3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J=1.52A/mm²</p><p>　　Sj=Ig/j=242.49/1.52=159.53 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—185鋼芯鋁絞線為10KV母線導體</p><p>　　Sj′=Ig′/j=121.24/1.52=91.

106、85 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—95鋼芯鋁絞線為3號4號變壓器10KV側引線</p><p>　　4) 3號4號變壓器35KV側引線選擇</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材 圖6-3〈經(jīng)濟電流密度〉得出：</p><p>　　Tmax=3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J=1.52A/

107、mm²</p><p>　　Sj′=Ig′/j=34.64/1.52=22.7 mm²</p><p>　　考慮留一定的裕度，選擇LGJ—25鋼芯鋁絞線為3號4號變壓器35KV側引線</p><p>　　3.1.4母線導體及引線的校驗</p><p>　　3.1.4.1按導體的長期發(fā)熱校驗</p><p

108、>　　K=√(θal-θ)√(θal-θo)=√(70-35)√(70-25)=0.89</p><p>　　1）110KV母線導體：</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-70鋼芯鋁絞線的Ial=275A</p><p>　　KIal=0.89×275=244.75＞Imax 符合</p><p>　　

109、2）35KV母線導體：</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-240鋼芯鋁絞線的Ial=610A</p><p>　　KIal=0.89×610=542.9＞Imax 符合</p><p>　　3）10KV母線導體：</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-185鋼芯鋁絞線的Ial=515A&l

110、t;/p><p>　　KIal=0.89×515=458.35＞Imax 符合</p><p>　　4) 1號2號變壓器110KV側引線:</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-35鋼芯鋁絞線的Ial=170A</p><p>　　KIal=0.89×170=151.3＞Imax 符合</p

111、><p>　　5) 1號2號變壓器135KV側引線:</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-120鋼芯鋁絞線的Ial=380A</p><p>　　KIal=0.89×380=338.2＞Imax 符合</p><p>　　6) 3號4號變壓器10KV側引線:</p><p>　　查《LG

112、J導體載流量表》得LGJ-95鋼芯鋁絞線的Ial=335A</p><p>　　KIal=0.89×335=298.15＞Imax 符合</p><p>　　7) 1號2號變壓器35KV側引線:</p><p>　　查《LGJ導體載流量表》得LGJ-25鋼芯鋁絞線的Ial=135A</p><p>　　KIal=0.89

113、15;135=120.15＞Imax 符合</p><p>　　3.1.4.2按電暈電壓校驗</p><p>　　據(jù)《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材：在海拔不超過1000M的地區(qū)，當110KV采用不小于LGJ-70型的導體時，可不驚醒電暈電壓校驗。</p><p>　　3.2 電氣設備選擇的一般條件</p><p>　　3.2.1額定電壓的選擇

114、</p><p>　　使電氣設備可靠工作的正常電壓要求是：電氣設備所在回路的最高運行電壓不得高于電氣設備的允許最高工作電壓。所以一般可以按電氣設備的額定電壓UN不得低于其所在電網(wǎng)的額定電壓UNS的條件來選擇電氣設備，即</p><p>　　UN≥UNS （3.4）</p><p>　　3.2.

115、2額定電流選擇</p><p>　　電氣設備的額定電流IN是指其在額定環(huán)境溫度ØO下的長期允許電流。為了滿足長期發(fā)熱條件，應按額定電流IN不得小于所在回路最大持續(xù)工作電流IMAX的條件進行選擇，即</p><p>　　IN≥Imax （3.5）</p><p>　　3.2.3短路熱穩(wěn)定

116、校驗</p><p>　　熱穩(wěn)定是指電氣設備承受短路電流熱效應而不損壞的能力。熱穩(wěn)定校驗的實質是使電氣設備承受短路電流熱效應時的短時發(fā)熱最高溫度不超過短時最高允許溫度。</p><p>　　It²t≥Qk （3.6）</p><p>　　3.2.4短路動穩(wěn)定校驗</p>&

117、lt;p>　　動穩(wěn)定是指電氣設備承受短路電流長生的電動力效應而不損壞的能力。電氣滿足動穩(wěn)定的條件為</p><p>　　Ies≥ish或Ies≥Ish （3.7）</p><p>　　3.2.5短路計算時間</p><p>　　計算短路電流熱效應時所用的短路切除時間tk等于繼電保護動作時間tpr與相應斷

118、路器的全開斷時間tab之和即</p><p>　　Tk=tpt+tab （3.6）</p><p>　　3.3 高壓斷路器的選擇及校驗</p><p>　　3.3.1高壓斷路器的選擇條件</p><p>　　1)種類和型式的選擇</p><p>　　

119、高壓斷路器應根據(jù)其安裝地點、環(huán)境條件和使用技術條件等進行選擇，還應開率便于施工調試和運行維護，并進行必要的技術經(jīng)濟比較。6-10KV電網(wǎng)一般選擇少油、真空、和六氟化硫斷路器。35KV電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器，某些35KV屋外配電裝置也可用多油斷路器。110KV-330KV電網(wǎng)一般選擇少油和六氟化硫斷路器。</p><p><b>　　2）額定電壓選擇</b></p>

120、<p>　　按斷路器的額定電壓UN不得低于其所在電網(wǎng)額定電壓UNS的條件來選擇，即</p><p>　　UN≥UNS （3.7）</p><p><b>　　3）額定電流選擇</b></p><p>　　按斷路器的定電流IN不得小于所在回路最大持續(xù)工作電流Ima

121、x的條件來選擇，即</p><p>　　IN≥Imax （3.8）</p><p>　　4）額定開斷電流選擇</p><p>　　高壓斷路器的額定開斷電流Inbr應不小于其觸頭剛剛分開時的短路電流有效值Ik，即</p><p>　　Inbr≥Ik

122、 （3.9）</p><p>　　5）額定關合電流校驗</p><p>　　如果再斷路器關合前已存在短路故障，則斷路器合閘時額會產(chǎn)生電弧，為了保證關合時不發(fā)生觸頭熔焊及合閘后能在繼電保護控制下自動分閘切除故障，斷路器額定關合電流inc1不應小于短路電流最大沖擊值，即</p><p>　　Inc1≥ish

123、 （3.10）</p><p><b>　　6）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　熱穩(wěn)定應滿足It²t≥Qk （3.11）</p><p><b>　　7)動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　

124、動穩(wěn)定應滿足Ies≥ish或Ies≥Ish （3.12）</p><p>　　3.3.2高壓斷路器的選擇</p><p>　　查《發(fā)電廠電力主系統(tǒng)》附表17及《電氣設備使用手冊》表10-24和12-6選擇型號如下： </p><p>　　表3.3（1） 高壓斷路器選擇型號</p><p>　　3.3

125、.3高壓斷路器的校驗</p><p>　　表3.3（2） 高壓斷路器（1-4號）的校驗</p><p>　　表3.3（2） 高壓斷路器（5-6、11號）的校驗</p><p>　　表3.3（2） 高壓斷路器（7-8號及35KV出線側）的校驗</p><p>　　表3.3（2） 高壓斷路器（9-10號及10KV側）的校驗</p&g

126、t;<p>　　3.4 隔離開關的選擇及校驗</p><p>　　3.4.1隔離開關的選擇條件</p><p>　　隔離開關的型號選擇應根據(jù)其安裝地點，配電裝置的布置特點和使用要求等條件，進行綜合技術經(jīng)濟比較后確定。由于隔離開關沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關合電流的校驗，隔離開關的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、懂穩(wěn)定校驗項目與斷路器相

127、同。</p><p>　　3.4.2隔離開關的選擇</p><p>　　查《發(fā)電廠電力主系統(tǒng)》附表18及《電氣設備使用手冊》表14-12選擇型號如下:</p><p>　　表3.4（1） 隔離開關選擇型號</p><p>　　3.4.3隔離開關的校驗</p><p>　　表3.4（2） 隔離開關（1-4號）的校驗&

128、lt;/p><p>　　表3.4（2） 隔離開關（5-8號、35KV出線側及站用變）的校驗</p><p>　　表3.4（2） 隔離開關（9-10號）的校驗</p><p>　　表3.4（2） 隔離開關（10KV出線側）的校驗</p><p>　　3.5 電流互感器的選擇及校驗</p><p>　　3.5.1電流互感

129、器選擇的條件</p><p>　　電流互感器由于本身存在勵磁損耗和磁飽和等影響，使一次電流I1與二次電流I2在數(shù)值和相位上都有差異，即測量結果有誤差，所以選擇電流互感器，應根據(jù)測量時誤差的大小和標準度來選擇。</p><p><b>　　1）額定容量</b></p><p>　　保證互感器的準確級，互感器二次側所接負荷S2應不大于該準確級所規(guī)定

130、的額定容量Se2，即Se2≥S2²e2=IZ2t </p><p>　　Z2t=rg+rj+rd+re (Ω) （3.13）</p><p>　　2）按一次回路額定電壓和電流選擇</p><p>　　當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇比回路中正

131、常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表得到最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘尽?lt;/p><p>　　電流互感器的一次額定電流和電壓必須滿足：</p><p>　　Ue≥Uew （3.14）</p><p>　　Iel≥Ig.max

132、 （3.15）</p><p>　　為了確保所供儀表的準確度，互感器的工作電流應盡量接近此額定電流。</p><p><b>　　3）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1S允許通過一次額定電流Iel倍數(shù)Kr來表示，故熱穩(wěn)定應按下式校驗</p><p>　　（IelKr）²≥I&

133、#178;∞tdz（或Qd） （3.16）</p><p><b>　　4）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值√2Iel的倍數(shù)Kd（稱為動穩(wěn)定電流倍數(shù)），表示其內(nèi)部穩(wěn)定能力，故內(nèi)部穩(wěn)定可用下式校驗：</p><p>　　√2IelKd≥ich

134、 （3.17）</p><p>　　3.5.2電流互感器的選擇</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》教材附表20及《電氣設備實用手冊》選擇型號如下：</p><p>　　表3.5（1） 電流互感器選擇型號</p><p>　　3.5.3電流互感器的校驗</p><p>　　表3.

135、5（2） 電流互感器（1-4號）的校驗</p><p>　　表3.5（2） 電流互感器（5-8號、35KV出線側及站用變）的校驗</p><p>　　表3.5（2） 電流互感器（9-10號、10KV出線側）的校驗</p><p>　　3.6 電壓互感器的選擇及校驗</p><p>　　3.6.1電壓互感器的選擇條件</p>

136、<p>　　1）一次回路電壓選擇</p><p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應在（1.1-0.9）Ue范圍內(nèi)變動。</p><p>　　2）按二次回路電壓選擇</p><p>　　電壓互感器的二次側額定電壓應滿足保護和測量使用標準,儀表的要求。</p><p><b>

137、;　　3）按容量的選擇</b></p><p>　　互感器的二次容量(對應所要求的準確級)Se2應不小于互感器的二次負荷S2，即: Se2≥S2。</p><p>　　電壓互感器應按一次回路電壓、二次回路電壓、安裝地點和使用條件、二次負荷及準確級等要求進行選擇。</p><p>　　3.6.2電壓互感器的選擇</p><p>