《發(fā)電廠電氣部分》課程設(shè)計--變電站電氣一次部分初步設(shè)計

1、<p>　　設(shè) 計 （ 論 文 ） 任 務(wù)</p><p>　?。òㄔ紨?shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）</p><p><b>　　課程設(shè)計的主要內(nèi)容</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 概述5</p>

2、<p>　　1.1 設(shè)計的依據(jù)．5</p><p>　　1.2 電力系統(tǒng)概述5</p><p>　　1.3 110kV變電所各級電壓負荷情況分析．6</p><p>　　1.4 110kV變電所的自然條件6</p><p>　　第2章 電氣主接線

3、7</p><p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計的基本要求7</p><p>　　2.2 主變壓器臺數(shù)、容量、型式的選擇7</p><p>　　2.3 電氣主接線設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟比較與確定 9</p><p>　　2.4 110kV變電所主接線圖

4、 15</p><p>　　第3章 所用電接線設(shè)計16</p><p>　　3.1 所用電設(shè)計的要求及原則．16</p><p>　　3.2 所用變的確定及所用變接線的選擇 16</p><p>　　第4章 短路電流計算

5、19</p><p>　　4.1 短路電流計算的條件19</p><p>　　4.2 短路電流計算方法和步驟19</p><p>　　4.3 三相短路電流計算20</p><p>　　第5章 電氣設(shè)備選擇 25</

6、p><p>　　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件25</p><p>　　5.2 10kV配電裝置電氣設(shè)備選擇25．</p><p>　　5.3 110kV配電裝置電氣設(shè)備的選型33</p><p>　　參考文獻 41<

7、/p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1．1設(shè)計的依據(jù)</b></p><p><b>　　1.1.1依據(jù)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)書下達的任務(wù)和原始數(shù)據(jù)設(shè)計。</p><p><b>　　1

8、.1.2設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　為了滿足該縣負荷發(fā)展及電網(wǎng)電力交換的需要，優(yōu)化該縣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擬在縣城后山設(shè)計建設(shè)一座2×50MVA 110/10的降壓變電所，簡稱110kV變電所。</p><p><b>　　1.2電力系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.2.1本變電所與電力系統(tǒng)聯(lián)系</p&g

9、t;<p><b>　　1、接線圖</b></p><p><b>　　2、說明</b></p><p>　　110kV變電所通過兩回110kV線路接至該變電所，再與電力系統(tǒng)相連。由于原始數(shù)據(jù)未提供電力系統(tǒng)XX、Sj及110kV變電所接線路長度L。這里將XX取為0.0451, Sj取為100MVA;按供電半徑不大于5kM要求,110

10、kV線路長度定為4.8kM。</p><p>　　1.2.2 110kV變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　1、根據(jù)110kV變電所與系統(tǒng)聯(lián)系的情況來看，屬于終端變電所。</p><p>　　2、110kV變電所主要供電給本地區(qū)用戶，用電負荷屬于Ⅱ類負荷。</p><p>　　1.3 110kV變電所各級電壓負荷情況分析&l

11、t;/p><p><b>　　1.3.1供電方式</b></p><p>　　110kV側(cè)：共有兩回進線，由系統(tǒng)連接雙回線路對110kV變電所供電。</p><p>　　10kV側(cè)：本期出線6回， 由110kV變電所降壓后供電。</p><p><b>　　1.3.2負荷數(shù)據(jù)</b></p>

12、<p>　　1、全區(qū)用電負荷本期為27MW，共6回出線，每回按4.5MW計；</p><p>　　遠期50MW，14回路，每回按3.572MW設(shè)計；</p><p>　　最小負荷按70％計算，供電距離不大于5kM。 </p><p>　　2、負荷同時率取0.85，cosφ=0.8，年最大利用小時數(shù)Tmax=4250小時/年。</p>&l

13、t;p>　　3、所用電率取1%。</p><p>　　1.4 110kV變電所的自然條件</p><p>　　1.4.1 水文條件</p><p><b>　　1、海拔80M</b></p><p>　　2、常年最高溫度40.3℃</p><p>　　3、常年最低溫度1.7℃</p

14、><p>　　4、雷暴日數(shù)——62日/年</p><p><b>　　5、污穢等級為3級</b></p><p>　　1.4.2 所址地理位置與交通運輸情況</p><p>　　地理位置不限制，交通便利。</p><p>　　第2章 電氣主接線</p><p>　　2.1

15、電氣主接線設(shè)計的基本要求</p><p>　　對電氣主接線有以下幾方面的基本要求：</p><p>　　1、根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。</p><p>　　2、具有運行、維護的靈活性和方便性。</p><p>　　3、具有經(jīng)濟性：在滿足技術(shù)要求的前提下，力求經(jīng)濟合理。</p><p>　　4

16、、具有將來發(fā)展和擴建的可能性。</p><p>　　2.2 主變壓器臺數(shù)、容量、型式的選擇</p><p>　　2.2.1 主變壓器的選擇原則</p><p><b>　　1、主變壓器臺數(shù)</b></p><p>　　1）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器。</p><p>　　2

17、）當只有一個電源或變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺。</p><p>　　3）對于大型樞紐變電所，根據(jù)工程具體情況，可安裝2至4臺變壓器。</p><p><b>　　2、主變壓器的容量</b></p><p>　　1）主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)5至10年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力。<

18、;/p><p>　　2）對裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足用電負荷的需要，按下式選擇：Sn≥K∑SM或Sn≥K∑PM／cosφ。式中，Sn—變壓器額定容量（kvA），SM， PM——變電所最大負荷的視在功率和有功功率（kvA，KW），cosφ ——負荷功率因子，K——負荷同時率，可取0.85。</p><p>　　3）對裝有兩臺變壓器的變電所中，當一臺斷開時，另一臺變壓器的容量一

19、般保證70%全部負荷的供電，但應(yīng)保證用戶的一級負荷和大部分二級負荷。每臺變壓器容量一般按下式選擇：Sn≥0.6SM或Sn≥0.6PM/ cosφ。</p><p>　　4）主變壓器容量選擇還應(yīng)考慮周圍環(huán)境溫度的影響。</p><p>　　Sn≥0.6SM/Kθ式中，Kθ——周圍環(huán)境修正系數(shù)。</p><p><b>　　3、主變壓器的型式</b>

20、;</p><p>　　1）一般情況下采用三相式變壓器。</p><p>　　2）具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到15%Sn以上時，可采用繞組變壓器。</p><p><b>　　3)主變調(diào)壓方式：</b></p><p><b>　　4）冷卻方式：</b></p&

21、gt;<p>　　2.2.2 計算、選擇、校驗</p><p><b>　　1、總負荷計算</b></p><p>　　根據(jù)負荷數(shù)據(jù)，近期6回出線，每回按4.5MW計，近期總負荷∑PM=6×4.5=27MW。</p><p>　　2、主變壓器臺數(shù)、容量選擇計算</p><p>　　1）計算主變?nèi)?/p>

22、量∑SM</p><p>　　∑SM=∑PM／cosφ= 50/0.8=62.5MVA</p><p><b>　　選擇主變?nèi)萘俊⑴_數(shù)</b></p><p>　　a、Sn≥K∑SM=0.85×62.5=53.125MVA</p><p>　　b、選兩臺主變壓器，則每臺主變?nèi)萘縎n≥K∑SM/2=26.5625

23、MVA。查產(chǎn)品目錄，選每臺主變?nèi)萘縎n=31.5MVA＞26.5625MVA。</p><p><b>　　c、校驗：</b></p><p>　　按主變壓器容量選擇原則第3點，要求任一臺主變Sn＞0.7 K∑SM</p><p>　　S∑=0.7×53.125=37.1875MVA，大于所選的主變?nèi)萘?1.5MVA。結(jié)合系統(tǒng)對本變電

24、所的技術(shù)要求，最終選擇110kV變電所主變?nèi)萘縎n=50MVA。</p><p><b>　　考慮周圍環(huán)境影響：</b></p><p>　　θρ=（θmax+θmin）/2=21℃</p><p>　　Kθ=（20－θρ）/100+1=0.99</p><p>　　∵Sn=50MVA>37.5631MVA<

25、/p><p>　　故所選變壓器容量滿足要求。</p><p><b>　　3、主變型式選擇</b></p><p>　　按任務(wù)書要求并查110kV變電站設(shè)計指導(dǎo)手冊附錄2-3。近期主變壓器型式選擇SFZ7—31500/110±8×1.25%；列表如下：</p><p>　　2.3 電氣主接線設(shè)計方案的技術(shù)

26、、經(jīng)濟比較與確定</p><p>　　2.3.1 各級電壓配電裝置接線方式的擬定</p><p>　　根據(jù)電氣主接線設(shè)計的基本要求及設(shè)計基本原則來擬定各級電壓配電裝置接線方式。</p><p>　　1、10kV電壓母線接線方式</p><p><b>　　單母線接線</b></p><p>&l

27、t;b>　　單母分段接線</b></p><p>　　2、110kV電壓母線接線方式</p><p><b>　　單母線接線</b></p><p><b>　　單母分段接線</b></p><p>　　橋式接線（因線路故障和操作的機會比變壓器多，選用可靠性較好的內(nèi)橋接線。）<

28、;/p><p><b>　　3、主變臺數(shù)</b></p><p>　　為了保證供電可靠性，裝設(shè)兩臺主變壓器。</p><p>　　2.3.2 110kV變電所可能采用的電氣主接線方式如下：</p><p>　　110kV變電所主接線方案簡圖如下：</p><p>　　方案Ⅰ:

29、 方案Ⅱ：</p><p>　　方案Ⅲ： 方案Ⅳ：</p><p>　　方案Ⅴ： 方案Ⅵ：</p><p><b>　　方案的技術(shù)比較</b></p><p>　　1、六種方案的技術(shù)比

30、較</p><p><b>　　方案Ⅰ：</b></p><p>　　110kV電壓母線采用單母線接線，這種接線方式簡單、設(shè)備少、操作方便，但由于110kV變電所為終端變，一旦母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修，將造成全站停電。順昌變電所地處海滄外商投資區(qū)，全所停電將在經(jīng)濟上及政治上造成較大影響，故不宜采用此接線。</p><p>　　10kV電壓

31、母線采用單母線接線，跟上述一樣，在母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時將中斷對用戶的全部供電。且這種接線方式不利于向重要用戶雙電源供電，故不宜采用此接線。</p><p><b>　　方案Ⅱ：</b></p><p>　　110kV電壓母線采用單母線分段接線，當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器能自動把故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用戶停電。缺點是當一段母線或

32、母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時，接在該母線上的回路都要在檢修期間停電?？梢钥紤]采用此接線方式。</p><p>　　10kV電壓母線采用單母線分段接線，對重要用戶可以從不同段母線引出兩回路，有兩個電源供電，增加了供電的可靠性。缺點是當一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時，接在該母線上的回路都要在檢修期間停電?？梢钥紤]采用此接線方式。</p><p><b>　　方案Ⅲ：</b&

33、gt;</p><p>　　110kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。</p><p>　　10kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。</p><p><b>　　方案Ⅳ：</b></p><p>　　110kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。</p>

34、;<p>　　10kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。</p><p><b>　　方案Ⅴ：</b></p><p>　　110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線，這種接線高壓斷路器數(shù)量少，造價低，容易發(fā)展為單母分段接線。缺點是變壓器的切除和投入教復(fù)雜，需要操作兩臺斷路器并影響一回線路暫時停運。順昌變電所首期負荷較少，引出線數(shù)目不多，考慮到變

35、壓器的故障及操作比線路少，可以考慮采用此接線。</p><p>　　10kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。</p><p><b>　　方案Ⅵ：</b></p><p>　　110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。</p><p>　　10kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分

36、析，可考慮采用。</p><p>　　2、選用兩臺主變的優(yōu)缺點</p><p>　　優(yōu)點：可以滿足全部用電負荷的需要，供電可靠性高。</p><p>　　缺點：投資大，占地面積大。</p><p>　　3、從上述分析比較確定兩個較好方案：</p><p>　　方案Ⅱ：110kV電壓母線采用單母線分段接線；10kV電壓母

37、線采 </p><p><b>　　用單母線分段接線。</b></p><p>　　方案Ⅵ：110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線；10kV電壓母線采用單母 </p><p><b>　　線分段接線。</b></p><p><b>　　方案的經(jīng)濟比較</b></p>&

38、lt;p>　　1、從電氣設(shè)備數(shù)目及配電裝置比較</p><p><b>　　2、計算綜合投資</b></p><p>　　Z=Z0(1+a/100)</p><p>　　Z0——主體設(shè)備投資，包括主變、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)及配電裝置綜合投資等。</p><p>　　a——附加投資，110kV電壓等級取90%。&

39、lt;/p><p>　　主體設(shè)備參考價格如下：</p><p>　　主變壓器每臺投資125萬元</p><p>　　SF6斷路器每臺投資65萬元</p><p>　　GW4-110隔離開關(guān)每臺投資2.5萬元</p><p>　　110kV單母分段投資559.73萬元</p><p><b>

40、;　　內(nèi)橋投資303萬元</b></p><p><b>　　方案Ⅱ：</b></p><p>　　主體設(shè)備投資Z0=2×125+5×65+8×2.5+559.73=1154.73萬元</p><p>　　綜合投資Z= Z0(1+a/100)=1154.73(1+90/100)=2193.987萬元&l

41、t;/p><p><b>　　方案Ⅵ：</b></p><p>　　主體設(shè)備投資Z0=2×125+3×65+8×2.5+303=768萬元</p><p>　　綜合投資Z= Z0(1+a/100)=768(1+90/100)=1459.2萬元</p><p><b>　　3、年運行費用

42、U</b></p><p>　　年運行費用U=aΔA+ U1 + U2</p><p><b>　　a——電能電價</b></p><p>　　?A——變壓器電能損失</p><p>　　U1——檢修維護費，一般?。?.022——0.042）Z，Z為綜合投資額。</p><p>　　U

43、2——折舊費，一般?。?.05——0.058）Z。</p><p>　　取U1=0.042Z，U2=0.058Z，則年運行費U= aΔA+0.1U</p><p>　　先計算電能損耗?A:</p><p>　　?A=∑［n(?P0+K?Q0)+1/n(?P+ K?Q)×(S/SN)2]t</p><p>　　?Q0=I0%×

44、;（SN/100）</p><p>　　?Q=Ud%×（SN/100）</p><p>　　查產(chǎn)品目錄，型號為SFZ7-31500/110±8×1.25%，各參數(shù)如下：</p><p>　　空載電流I0%=1.1</p><p>　　空載損耗?P0=42.2KW</p><p>　　負載損

45、耗?P=148KW</p><p>　　阻抗電壓百分數(shù)Ud%=10.5</p><p>　　?Q0= I0%×（Se/100）=1.1×(31500/100)=346.5kvR</p><p>　　?Q= Ud%×（Se/100）=10.5×(31500/100)=3307.5kvAR</p><p>

46、　　無功經(jīng)濟當量K取0.1</p><p>　　?A=［2(42.2+0.1×346.5)+1/2(148+3307.5)×(6×4500×0.85/0.8)2］×4250=674.78萬KW.H</p><p>　　取a=0.4元/KW.H</p><p>　　方案Ⅱ:U=a?A+0.1Z=0.1×674

47、.78+0.1×2197.987=286.88萬元</p><p>　　方案Ⅵ: U=a?A+0.1Z=0.1×674.78+0.1×1459.2=213.4萬元</p><p>　　2.3.5 最佳方案的確定</p><p>　　從技術(shù)上講，110kV電壓母線主接線采用橋式接線，有一臺變壓器故障會影響到線路停電，但變壓器故障的幾率較

48、小，從經(jīng)濟上分析采用橋式接線比采用單母分段接線減少了部分組件，減少了綜合投資額。年運行費用也節(jié)省許多。故優(yōu)先選用110kV母線接線為內(nèi)橋接線。因此，Ⅵ方案為最佳方案即110kV母線采用內(nèi)橋接線，10kV母線采用單母分段接線。</p><p>　　2.4 110kV變電所主接線圖</p><p>　　2.4.1 110kV變電所電氣主接線圖</p><p>　　2.

49、4.2 110kV變電所電氣主接線特點</p><p>　　1、110kV母線接線</p><p>　　110kV母線采用內(nèi)橋接線，其優(yōu)點是：高壓斷路器少，四個組件只需三臺斷路器。缺點是：1）變壓器的切除和投入較為復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回線路暫時停運。2）連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3）出線斷路器檢修時，線路要在此期間停運。</p><p>　　

50、2、10kV母線接線</p><p>　　10kV母線采用單母分段接線，其優(yōu)點是：1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。2）當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器能自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致于使重要用戶停電。缺點是：1）當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，連接在該段母線的回路都要在檢修期間停電。2）當母線為雙回路時，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。3）擴建時需向兩個

51、方向均衡進行。</p><p>　　第3章 所用電接線設(shè)計</p><p>　　3.1 所用電設(shè)計的要求及原則</p><p>　　3.1.1 基本要求：</p><p>　　廠用電接線應(yīng)滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修維護方便。</p><p>　　盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠

52、停電事故。</p><p>　　充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動等運行方式下的供電要求，切換操作簡便。</p><p>　　便于分期擴建或連續(xù)施工，對公用負荷的供電要結(jié)合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。</p><p>　　3.1.2 設(shè)計原則：</p><p>　　變電站設(shè)計電壓為380/220V。</p><p><

53、b>　　母線接線方式</b></p><p>　　大型樞紐變電站采用單母線分段接線；</p><p>　　中小型變電站采用單母線接線。</p><p>　　60MVA及以上變電站應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變壓器</p><p>　　3.2 所用變的確定</p><p>　　3.2.1 所用電變壓器確定<

54、/p><p>　　所用電變壓器臺數(shù)：2臺</p><p>　　所用電變壓器容量： </p><p><b>　?。?）所用電率1%</b></p><p>　　（2）變?nèi)萘?：SN=n×SBN=2×31500KVA=63000 kVA</p><p>　?。?）所用電負荷SJS1

55、=1%*∑SN=1%×63000=630kVA</p><p>　　（4）SN≥Sjs/KtKf=(630/2)/(1.04×1.05)=288kVA</p><p>　　選擇兩臺SN=315kVA</p><p><b>　　所用電變壓器的型式</b></p><p>　　查《110kV變電站設(shè)計指

56、導(dǎo)》附表2-8，選擇干式變壓器SC-315/10。變壓器參數(shù)如下表</p><p>　　3.2.2 所用電接線方式：</p><p>　　本變電站所用電母線采用單母線分段接線方式，平時分段運行。為了節(jié)省投資，所用變高壓側(cè)（10kV）采用高壓熔斷器作為保護。</p><p>　　3.2.3 所用電的電源</p><p><b>

57、;　　工作電源</b></p><p>　　為了滿足供電可靠性，變電所設(shè)計兩臺站用變做為所用電工作電源。</p><p>　　為更可靠保證所用電的不中斷供電，所用電工作電源分別從10kVⅠ、Ⅱ段母線引接，供給接在380V各段母線上的負荷。</p><p>　　備用電源方式： 兩臺所用電源互為備用，備用方式采用暗備用。</p><p&g

58、t;　　3.3 110kV變電所的所用電接線</p><p>　　110kV變電所的所用電接線特點:</p><p>　　110kV變電所所用電接線采用單母分段接線，平時分裂運行，以限制故障范圍，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路供電，增加了供電的可靠性。</p><p><b>　　第4章短路電流計算</b></p><

59、p>　　4.1 短路電流計算的條件</p><p>　　1、因為系統(tǒng)電壓等級較高，輸電線截面較大，電阻較小，在計算短路電流過程中忽略R，計及X。</p><p>　　2、計算短路電流時所用的接線方式，按可能發(fā)生最大短路電流的正常運行方式，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p>　　3、計算容量按無窮大系統(tǒng)容量進行計算。</p>

60、;<p>　　4、短路種類按三相短路進行計算。</p><p>　　5、短路計算點如下：</p><p>　　d1—110kV母線短路時的短路計算點</p><p>　　d2—10kV母線并列時母線短路的計算點</p><p>　　d3—10kV母分分列時母線短路的計算點</p><p>　　d4—所用電

61、系統(tǒng)并列運行時母線短路的計算點</p><p>　　d5—所用電系統(tǒng)分列運行時母線短路的計算點</p><p>　　4.2 短路電流計算方法和步驟</p><p>　　4.2.1短路電流的計算方法</p><p>　　在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用實用運算曲線法。</p><p>　　4.2.2短路電流的計算步驟

62、</p><p>　　1、選擇計算短路點；</p><p>　　2、畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖；</p><p>　　1）選取基準容量Sj和基準電壓Uj（kV）（一般取各級的平均電壓），計算基準電流Ij= Sj/Uj（kA）。</p><p>　　2）計算各組件換算為同一基準值的標么電抗。</p><p>　　3）繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，

63、并將各組件統(tǒng)一編號，分子標各組件編號，分母標各組件電抗標么值。</p><p>　　3、化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖；</p><p>　　為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形的等值網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。</p><p>　　4、求計算電抗Xjs，即將各轉(zhuǎn)移電抗換算

64、為各電源容量（等值發(fā)電機容量）為基準的計算電抗Xjs1，Xjs2……；</p><p>　　5、由Xjs1，Xjs2……值從適當?shù)倪\算曲線中查出各電源供給的短路電流周期分量標么值（運算曲線只作到Xjs=3）；</p><p>　　6、計算無限大容量（Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量；</p><p>　　7、計算短路電流周期分量有名值和短路容量；</p

65、><p>　　8、計算短路電流沖擊值；</p><p>　　9、繪制短路電流計算結(jié)果表。</p><p>　　4.3三相短路電流計算</p><p>　　一、電力系統(tǒng)與110kV變電所接線圖</p><p><b>　　二、繪制等值電路圖</b></p><p><b&g

66、t;　　三、基準值的計算</b></p><p>　　短路電流計算，通常采用標幺值的近似計算。設(shè)取基準容量為100MVA，各級基準電壓，則各級電流及阻抗的基準值計算如下：</p><p>　　選=100MVA，=115kV，=10.5kV，=0.4kV</p><p><b>　　（依此類推計算）</b></p>&l

67、t;p>　　四、網(wǎng)絡(luò)中各組件阻抗標么值計算</p><p>　　1、系統(tǒng)： =0.0451 (已知)</p><p>　　2、線路：==0.4×4.8×(100/1152)=0.0145</p><p>　　3、110kV變壓器： =10.5%×(100/31.5)=0.3333</p><p>　　4、

68、10kV變壓器： =6%×100/(315×10-3)=19</p><p>　　五、化簡等值電路并計算短路電流</p><p><b>　　1、d-1：</b></p><p>　　1）、計算電抗標幺值：=0.0451+0.0145/2=0.0523</p><p>　　2）、d-1點短路電流標幺值

69、：=1/0.0523=19.12</p><p>　　有名值：=19.12×100/(×115)=9.6kA</p><p>　　3）、短路沖擊電流：= kA</p><p><b>　　2、d-2：</b></p><p>　　1）、計算電抗標幺值：Xjs2=0.0451+(0.0145+0.333

70、3)/2=0.219</p><p>　　2）、d-2點短路電流標幺值：=I0.2= I∞=1/0.219=4.566</p><p>　　有名值：I有名=4.566×100/(×10.5)=25.11kA</p><p>　　3）、短路沖擊電流：icj.有名=2.55×25.11=64.03 kA</p><p&g

71、t;<b>　　d-3：</b></p><p>　　Xjs3=0.0451+0.0145/2+0.3333=0.3857</p><p>　　=I0.2= I∞=1/0.3857=2.59</p><p>　　I有名=2.59×100/(×10.5)=14.24KA</p><p>　　icj.有名

72、=2.55×14.24=36.31KA</p><p><b>　　d-4:</b></p><p>　　Xjs4=0.0451+(0.0145+0.3333+19)/2=9.72</p><p>　　=I0.2= I∞=1/9.72=0.103</p><p>　　I有名=0.103×100/(&#

73、215;0.4)=14.87KA</p><p>　　icj.有名=2.55×14.87=37.92KA</p><p><b>　　d-5:</b></p><p>　　Xjs4=0.0451+(0.0145+0.3333)/2+19=19.22</p><p>　　=I0.2= I∞=1/19.22=0.0

74、52</p><p>　　I有名=0.052×100/(×0.4)=7.5KA</p><p>　　icj.有名=2.55×7.5=19.13KA</p><p>　　六、短路電流計算結(jié)果表:</p><p><b>　　第5章電氣設(shè)備選擇</b></p><p>　

75、　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件</p><p>　　5.1.1 按正常工作條件選擇</p><p>　　1、允許電壓≥最高工作電壓</p><p>　　2、允許電流≥最高持續(xù)電流</p><p>　　5.1.2 短路狀態(tài)校驗</p><p><b>　　1、熱穩(wěn)定性：</b></p&

76、gt;<p><b>　　2、動穩(wěn)定性：</b></p><p>　　3、短路電流計算條件</p><p>　　為使所選的導(dǎo)體或電器具有可靠性和合理性，作校驗用的短路電流應(yīng)按下列情況確定。</p><p>　　容量和接線；2）短路種類；3）計算短路點。</p><p><b>　　4、短路計算時間

77、</b></p><p>　　熱穩(wěn)定短路計算時間tk等于繼電保護動作時間tpr和相應(yīng)斷路器的開斷時間tbr之和, tk= tpr+tbr</p><p>　　5．2 10kV配電裝置電氣設(shè)備選擇</p><p>　　5.2.1 10kV主母線選型</p><p>　　按長期允許電流選擇10kV母線</p><

78、p>　　1、根據(jù)分析可知，10kV母線最大持續(xù)工作電流不超過一臺主變過負荷時的工作電流，故母線最大持續(xù)電流：</p><p>　　Igmax=1.05×31500/(×10.5)=1818.7A</p><p>　　按長期發(fā)熱允許電流選擇截面</p><p>　　Igmax=1818.7A，選擇兩條80×10mm矩形導(dǎo)體，三相水平

79、布置，平放</p><p>　　Ial=2185A，Kf=1.3</p><p>　　考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K</p><p><b>　　K== =0.87</b></p><p>　　KIal=0.87×2185=1901A＞Igmax,所選鋁母線滿足長期工作發(fā)熱要求。</p><p&g

80、t;<b>　　2、熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　d-3點短路，，，=202.8</p><p>　　取母線正常工作溫度℃，C=87，</p><p>　　熱穩(wěn)定最小截面為： ==186.6mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　3、動穩(wěn)定校驗</b>

81、</p><p>　　1）=0.08×0.01×2700=2.16 kg/m，=4×10-7 m4</p><p>　　=281.47＞155Hz</p><p>　　母線可不計共振影響。</p><p><b>　　2）相間應(yīng)力計算：</b></p><p>　　3

82、）計算條間作用應(yīng)力：</p><p>　　， 75頁，圖3-18得：k12=0.45</p><p><b>　　臨界跨距：</b></p><p><b>　　最大允許跨距：</b></p><p>　　為了便于安裝：每跨絕緣子間設(shè)兩個襯墊，，滿足要求。</p><p>　

83、　5.2.2 主變壓器低壓側(cè)支母線選型</p><p>　　5.2.3 10kV饋線電纜選型</p><p>　　按長期允許電流選擇10kV饋線電纜</p><p>　　1、根據(jù)負荷數(shù)據(jù)，每回出線電纜負荷為4.5MW。</p><p>　　Igmax=1.05×4500/(√3×10.5)=324.8A</p&

84、gt;<p>　　查《110kv變電站設(shè)計手冊》附表1-7，選用：</p><p>　　240 mm2，交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜（YJLQ-10/3×240），長期允許載流量為375A。</p><p>　　土壤熱阻系數(shù)為80℃.cm/w，θe=25℃。</p><p>　　2、按長期允許電流校驗</p><p>　　電纜載

85、流量修正系數(shù)Kt===0.954</p><p>　　查《110kV變電站設(shè)計手冊》附表1-9，交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜長期允許工作溫度為90℃。土壤熱阻系數(shù)為80℃.cm/w，截面為240 mm2的電纜，載流量的校正系數(shù)k3=1,所以K=Ktk3=0.954</p><p>　　IXU(28℃)= kIe(28℃)=0.954×375=357.8＞Ig.max</p>

86、<p>　　故所選電纜滿足長期工作發(fā)熱要求</p><p><b>　　3、熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　短路持續(xù)時間td=tfd+tb=0.2＋0.5=0.7S　</p><p>　?。? I∞＝1，由td及β” 查周期分量等值時間曲線得：tjz＝0.6s</p><p>　　由于0.1≤td≤1取

87、tjf＝0.05β” 2=0.05s</p><p>　　等效發(fā)熱時間tj=tjz+tjf=0.6+0.05=0.65s</p><p>　　熱穩(wěn)定性最小截面為：Smin=I∞/C√Kstj=（25.11×103/87）√1×0.65=232 mm2</p><p>　　所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p&g

88、t;<b>　　4、電壓降校驗</b></p><p>　　查《110kV變電站設(shè)計手冊》附表1-14： X=0.069</p><p>　　?u％=173IgmaxL(r cosφ＋rsinφ)/U</p><p>　　=173X324.8X2X0.069X0.6/10</p><p><b>　　=0.47

89、％＜5％</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　5.2.4 10kV高壓斷路器選型</p><p>　　1、主變進線斷路器的選型</p><p>　　Igmax=1.05×31500/√3×10.5=1818.7A</p><p&g

90、t;　　短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）</p><p><b>　　QK=202.8</b></p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　查《變電站設(shè)計手冊》附表3-7，選擇ZN5-10/2000-40型高壓斷路器。</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選斷路器

91、合格。</p><p>　　2、10kV分段斷路器的選型（同上）</p><p>　　3、10kV饋線斷路器的選型</p><p>　　Igmax=1.05×4500/√3×10.5×0.8=324.8A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p&g

92、t;　　查《變電站設(shè)計手冊》附表3-7，選擇ZN5-10/1250-31.5型高壓斷路器。</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選斷路器合格。</p><p>　　5.2.5 10kV高壓隔離開關(guān)選型</p><p>　　1、主變進線隔離開關(guān)的選型</p><p>　　Igmax=1.05×31500/√3×

93、;10.5=1818.7A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　選擇GN10-10T/3000型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　2、10kV分段隔離開關(guān)的選型</p><p>　

94、　3、10kV饋線隔離開關(guān)的選型</p><p>　　Igmax=1.05×4500/√3×10.5×0.8=324.8A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　查《變電站設(shè)計手冊》附表6-8，選擇GN19-10/1000-31.5型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為:</p>&

95、lt;p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　4、10kV母線PT及BL隔離開關(guān)的選型</p><p>　　5.2.6 其余電氣設(shè)備型號參見圖紙</p><p>　　110kV配電裝置電氣設(shè)備的選型</p><p>　　110kV軟母線的選型</p><p>　　1、根

96、據(jù)分析可知，110kV母線最大持續(xù)工作電流不超過兩臺主變的工作電流，故母線最大持續(xù)電流：</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/(√3×115)=332A</p><p>　　查《110kV變電站設(shè)計手冊》附表1-2選擇 LGJF-240/30型母線 ，主要參數(shù)如下：</p><p>　　計算截面積—275.96；外

97、徑Ф=21.6mm；70℃時長期允許載流量為655A 考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K：</p><p><b>　　K=0.87</b></p><p>　　Ixu=KIe=0.87

98、15;655=570A＞Igmax,故所選鋁母線滿足長期工作發(fā)熱要求。</p><p><b>　　2、熱穩(wěn)固校驗</b></p><p>　　d-1點短路，，，=92.16</p><p>　　取母線正常工作溫度℃，C=87，</p><p>　　熱穩(wěn)定最小截面為：=55mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。&

99、lt;/p><p><b>　　3、電暈電壓校驗：</b></p><p>　　所選LGJF-240/30型母線外徑Ф=21.6mm，大于LGJF-70/Ф20。故不進行電暈電壓校驗。</p><p>　　5.3.2 主變110kV側(cè)支母線的選型</p><p>　　按長期允許電流選擇主變110kv側(cè)支母線</p&

100、gt;<p>　　支母線最大持續(xù)電流：</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/(√3×115)=332A</p><p>　　查《110kv變電站設(shè)計手冊》附表1-2選擇 LGJF-240/30型母線。校驗同110kV軟母線。</p><p>　　5.3.3 110kV進線的選型</p>

101、<p>　　按長期允許電流選擇110kV進線</p><p>　　1、110kV進線最大持續(xù)工作電流不超過兩臺主變的工作電流，故母線最大持續(xù)電流：</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/(√3×115)=332A</p><p>　　查《110kV變電站設(shè)計手冊》附表1-2選擇 LGJF-240/30型母

102、線 ，主要參數(shù)如下：</p><p>　　計算截面積—275.96；外徑Ф=21.6mm；70℃時長期允許載流量為655A。 考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K：</p><p><b>　　K=0.87

103、</b></p><p>　　Ixu=KIe=0.87×655=570A＞Igmax,故所選鋁母線滿足長期工作發(fā)熱要求。</p><p><b>　　2、熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　d-1點短路，，，=92.16</p><p>　　取母線正常工作溫度℃，C=87，</p>

104、<p>　　熱穩(wěn)定最小截面為：=55mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　3、電暈電壓校驗：</b></p><p>　　所選LGJF-240/30型母線外徑Ф=21.6mm，大于LGJF-70/Ф20。故不進行電暈電壓校驗。</p><p>　　5.3.4 110kV高壓斷路器的選型<

105、/p><p>　　1、110kV進線斷路器的選型</p><p>　　考慮一條線路停運或檢修時，流過進線斷路器的</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/√3×115=332A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　查《變

106、電站設(shè)計手冊》附表3-12，選擇LW11-110/1600-31.5型高壓斷路器。</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選斷路器滿足要求。</p><p><b>　　2、橋斷路器的選型</b></p><p>　　考慮一條線路停運或檢修時，流過橋斷路器的</p><p>　　Igmax=1.05×

107、;31500/√3×115=166A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　查《變電站設(shè)計手冊》附表3-12，選擇LW11-110/1600-31.5型高壓斷路器。</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選斷路器滿足要求。</p><p>　　5.3.5 110kV

108、高壓隔離開關(guān)的選型</p><p>　　1、主變110kV側(cè)隔離開關(guān)的選型</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/(√3×115)=332A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：</p

109、><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　2、110kv進線隔離開關(guān)的選型</p><p>　　Igmax=1.05×2×31500/√3×115=332A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b></p><p>　　

110、選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　3、110kV母分隔離開關(guān)的選型</p><p>　　Igmax=1.05×31500/√3×115=166A</p><p><b>　　計算數(shù)據(jù)表:</b>

111、</p><p>　　選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：</p><p>　　由上表可知各項條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　4、110kV母線PT及BL隔離開關(guān)的選型</p><p>　　PT所帶的都是二次負荷，它的工作條件近似于開路。流經(jīng)PT及BL隔離開關(guān)的最大負荷電流很小。因此，選用GW4-110D

112、W型隔離開關(guān)即可。技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　5.3.6 其余電氣設(shè)備型號參見圖紙</p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　1] 范錫普主編．發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國電力出版社，2004.</p><p>　　[2] 戈東方主編．220kv變電所設(shè)計規(guī)劃. 北京：中國電力出版社，

113、2000.</p><p>　　[3] 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算. 北京：中國電力出版社，2004.</p><p>　　[4] 王士政，馮金光. 發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國水利水電出版社，2002.</p><p>　　[5] 水利電力部西北設(shè)計院. 電力工程電氣設(shè)計手冊（一）、（二）、（三）. 北京：中國電力出版社，1989.</p>