畢業(yè)設計---110kv 變電站設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　第一章 電氣主接線設計</p><p>　　1.1 110Kv電氣主接線</p><p>　　1.2 35Kv電氣主接線</p><p>　　1.3

2、 10Kv電氣主接線</p><p>　　1.4 站用電接線</p><p>　　1.5 變電站電氣主接線最終方案</p><p>　　第二章 主變壓器選擇</p><p>　　第三章 變電所所用變壓器及自用電接線的選擇</p><p>　　3.1 變電所所用變壓器的選擇</p>&

3、lt;p>　　3.2 變電所自用電接線的選擇</p><p>　　第四章 短路電流的計算</p><p>　　第五章 導體及主要主要電氣設備選擇</p><p>　　5.1 各側導體的選擇</p><p>　　5.2 斷路器及隔離開關的選擇</p><p>　　5.3 高壓熔斷器的選擇

4、</p><p>　　5.4 電壓互感器的選擇</p><p>　　5.5 電流互感器的選擇</p><p>　　5.6 儀表及繼電保護的規(guī)劃</p><p>　　5.7 變電所防雷保護及接地裝置</p><p>　　第六章 110Kv變電所設計計算書</p><p>

5、;　　6.1 短路電流計算</p><p>　　6.2 導體和電氣設備的選擇設計</p><p>　　6.3 斷路器和隔離開關的選擇設計</p><p><b>　　結束語</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b&g

6、t;　　附錄1</b></p><p><b>　　變電所電氣主接線圖</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　變電所所用電接線圖</b></p><p><b>　　前 言</b></p&g

7、t;<p>　　本文首先根據(jù)任務書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110Kv，35Kv，10Kv以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結果，對高壓熔

8、斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型,</p><p>　　從而完成了110Kv電氣一次部分的設計。</p><p>　　關鍵詞：變電站 變壓器 接線</p><p>　　第一章 電氣主接線設計</p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)

9、電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農業(yè)生產和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。</p><p><b>　　1 運行的可靠</b></p><p>　　斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。</p>

10、<p>　　2 具有一定的靈活性</p><p>　　主接線正常運行時可以根據(jù)調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。</p><p>　　3 操作應盡可能簡單、方便</p><p>　　主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作

11、步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。</p><p><b>　　4 經濟上合理</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經濟效益。<

12、/p><p>　　5應具有擴建的可能性</p><p>　　由于我國工農業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。</p><p>　　變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質、出線數(shù)目的多少、電網的結構等。</p><p>　　1.1 110Kv電氣主接線</p&g

13、t;<p>　　由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負荷增長而擬建的。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站110Kv側和10Kv側，均為單母線分段接線。110Kv～220Kv出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35Kv～110Kv系統(tǒng)中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。</p><p>　　根據(jù)以上分析、組合，保留下面

14、兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。</p><p><b>　　圖1.1單母線分段</b></p><p>　　圖1.2雙母線帶旁路母線接線</p><p>　　對圖1.1及圖1.2所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-1。</p><p>　　表1-1 主接線方案比較表 </p>

15、<p>　　在技術上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經濟上則是方案Ⅰ占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站應具有較高的可靠性和靈活性。經綜合分析，決定選擇第Ⅱ種方案為設計的最終方案。 </p><p>　　1.2 35Kv電氣主接線</p><p>　　電壓等級為35Kv～60Kv，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采

16、用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設旁路母線。但由于設置旁路母線的條件所限（35Kv～60Kv出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為2～3天。）所以，35Kv～60Kv采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條件時可設置旁路隔離開關。</p><p>　　據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。</p><p><b>　　圖1.3單母線

17、分段</b></p><p><b>　　圖1.4雙母線接線</b></p><p>　　對圖1.3及圖1.4所示方案 Ⅰ、Ⅱ綜合比較。見表1-2</p><p>　　表1-2 主接線方案比較</p><p>　　經比較兩種方案都具有易擴建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有

18、良好的經濟性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案Ⅰ。</p><p>　　1.3 10Kv電氣主接線</p><p>　　6～10Kv配電裝置的出線回路數(shù)目為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。</p><p>　　上述兩種方案如圖1.5及圖1.6所示。</p>

19、<p>　　圖1.5單母線分段接線</p><p><b>　　圖1.6雙母線接線</b></p><p>　　對圖1.5及圖1.6所示方案 Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-3</p><p>　　表1-3 主接線方案比較</p><p>　　經過綜合比較方案Ⅰ在經濟性上比方案Ⅱ好，且調度靈活也可保證

20、供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。</p><p><b>　　1.4 站用電接線</b></p><p>　　一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。</p><p>　　上述兩種方案如圖1.7及圖1.8所示。</p><p>　　圖1.7單母線分段接線</p>

21、<p><b>　　圖1.8單母線接線</b></p><p>　　對圖1.7及圖1.8所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-4。</p><p>　　表1-4 </p><p><b>　　主接線方案比較</b></p><p>　　經比較兩種方案經濟性相差不大，所以選用可靠

22、性和靈活性較高的方案Ⅰ。</p><p>　　1.5 變電站電氣主接線最終方案</p><p>　　110Kv側采用單母線分段接線</p><p>　　35Kv側采用單母線分段接線</p><p>　　10Kv側采用單母線分段接線</p><p>　　站用電接線采用單母線分段接線</p><p&g

23、t;　　第二章 主變壓器選擇</p><p>　　根據(jù)已知條件，變電所不裝調相機、電容器無功設備。35Kv電網電容電流小，不裝消弧線圈，待設計變電所是連接110Kv系統(tǒng)和35Kv系統(tǒng)的重要樞紐變電所，對電壓質量要求較高，故選擇主變壓器為三繞組的有載調相變壓器，主變參數(shù)如下</p><p>　　第三章 變電所所用變壓器及自用電接線的選擇</p><p>　　3.

24、1 變電所所用變壓器的選擇</p><p>　　根據(jù)題意，所用負荷中主變通風、浮充電機、載波通信電源為經常連續(xù)負荷，供電可靠性要求較高，故站用電接線選用供電可靠性較高，接線簡單且投資小的單母線分段接線方式，采用兩臺所用變壓器，分別接于10Kv的兩段母線上，正常運行情況下分列運行，分段開關設有備用電源自動投入裝置，每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母

25、線上的重要符合，容量選擇如下：</p><p>　　所用計算負荷=照明負荷+其余*0.85</p><p>　　Ssj=(5.2+4.5)+(20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5)=59.425KvA</p><p>　　根據(jù)«變電所設計技術規(guī)范»規(guī)定：所用變額定容量必須大于變電所實際容量，即Sc≥Ssj，如有兩臺所

26、用變壓器，單臺變壓器容量必須達到變電所實際容量的80%，因此，所用變壓器容量Sc≥Ssj</p><p>　　總容量Se≥59.425（KvA)≈63(KvA)</p><p>　　單臺容量：63KvA*0.8≈50(KvA)</p><p>　　根據(jù)發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導附錄規(guī)定，選擇SL7-50/10型變壓器兩臺，其技術數(shù)據(jù)見表2-1</p&g

27、t;<p><b>　　表2-1</b></p><p>　　3.2 變電所自用電接線的選擇</p><p>　　所用電接線如圖3-1</p><p><b>　　短路電流計算</b></p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故障，短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大

28、大增加，他不僅會影響用戶的正常用電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。</p><p>　　短路電流計算的目的是為了選擇導體和電器，并進行有關校驗，按三相短路進行短路電流進行計算，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有3個，即110Kv母線短路（d1點），35Kv母線短路（d2點），10Kv母線短路（d3點）。</p&g

29、t;<p>　　為計算各短路點的短路電流，必須將電路中各元件電抗換算為同一基值的標幺電抗。</p><p>　　取基值Sj=100MVA，Uj=Up</p><p>　　其中：110Kv側母線Up=115Kv</p><p>　　35Kv側母線Up=37Kv</p><p>　　10Kv側母線Up=10.5Kv</p>

30、;<p><b>　　計算電路如圖</b></p><p>　　d1、d2、d3點短路電流計算結果見表</p><p>　　注：*I''(3)=I∞(3)=I0.2(3)=I0.4(3)</p><p>　　第五章 導體及主要電氣設備的選擇</p><p>　　導體及電氣設備選擇基本原則如

31、下</p><p>　　應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　　應按當?shù)丨h(huán)境的建設條件校核</p><p>　　應與整個工程的建設標準協(xié)調一致，盡量使新老電器型號一致</p><p>　　選擇導線時應盡量減少品種</p><p>　　選用新產品應積極慎重，新產品應有可靠的實

32、驗數(shù)據(jù)，并經主管部門鑒定合格。</p><p>　　導體和電氣設備按正常運行情況選擇，按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。</p><p>　　5.1各側導體的選擇結果見表5-1</p><p><b>　　表5-1</b></p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關選擇校驗結果見表5-

33、2</p><p><b>　　表5-2</b></p><p>　　5.3 高壓熔斷器的選擇</p><p>　　變電所35Kv、10Kv電壓互感器都用高壓熔斷器進行保護，保護電壓互感器的熔斷器需按額定電壓和開斷容量來選擇。</p><p>　　查附表35Kv電壓互感器選用RW9-35型高壓限流熔斷器：</p&

34、gt;<p>　　Uc=35Kv, Ic=0.5A SJC=2000MVA</p><p>　　10Kv電壓互感器選用RN2-10型高壓熔斷器</p><p>　　Uc=10Kv, Sdc=1000MVA, Ic=0.5A</p><p>　　高壓熔斷器選擇結果見表5-3</p><p><b>　　表5-3&

35、lt;/b></p><p>　　5.4 電壓互感器的選擇</p><p>　　型式：電壓互感器的型式應根據(jù)使用條件選擇6-20Kv室內配電裝置，一般采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣結構的電壓互感器，35-110Kv配電裝置，一般采用油浸絕緣結構的電壓互感器。</p><p>　　一次電壓U1:1.1Un>U1>0.9Un</p>

36、<p>　　1.1和0.9式一次電壓允許的波動范圍，即為了±10%Un</p><p>　　二次電壓U2n：根據(jù)接線方式選擇</p><p>　　電壓互感器兩端裝有熔斷器，故不需要校驗。</p><p>　　5.5 電流互感器的選擇和校驗</p><p>　　互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、

37、繼電器的電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況。</p><p><b>　　一、互感器的作用：</b></p><p>　　1.將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返牡碗妷汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧，價格便宜和便于屏內安裝。</p><p>　　2.使二次設備與高壓部分隔離，且互感器二次側均需可

38、靠接地，從而保證了設備和人身的安全。</p><p>　　二、互感器的型式：電流互感器的型式應根據(jù)使用環(huán)境和產品情況選擇。</p><p>　　6-20Kv室內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構的電流互感器，35Kv及以上的配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。</p><p>　　1.一次回路電壓：Ug≤Un</p>&l

39、t;p>　　Ug-電流互感器安裝處一次回路工作電壓。</p><p>　　Un-電流互感器額定電壓</p><p>　　一次回路電流：Igmax≤I1n</p><p>　　Igmax-電流互感器安裝處一次回路最大工作電流</p><p>　　I1n-電流互感器原邊額定電流</p><p>　　3.熱穩(wěn)定校驗：I

40、12t≥Qk或（K1I1n）2≥QK(T=1)</p><p>　　Kt-----1秒穩(wěn)定倍數(shù)</p><p>　　It-------1秒熱穩(wěn)定電流KA</p><p>　　4.動穩(wěn)定校驗：ich≤I1NKdN或idw≥ich</p><p>　　Kdw-電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)</p><p>　　110Kv進線的最大負

41、荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05*80000/（*110）=440.89A</p><p>　　110Kv出線的最大負荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05*10000/（*110）=55.11A</p><p>　　主變110Kv側最大負荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05

42、*40000/（*110）=220.44A</p><p>　　35Kv進線的最大負荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05*14000/（*35）=242.49A</p><p>　　主變35Kv側最大負荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05*40000/（*35）=692.82A</p><p&g

43、t;　　10Kv架空出線最大負荷電流為：</p><p>　　Igmax==121.25A</p><p>　　10Kv電纜出線的最大負荷電流為：</p><p>　　Igmax=1.05*1500/(*10)=90.93A</p><p>　　主變10Kv側的最大負荷電流：</p><p>　　Igmax=1.05*

44、4000/(*10)=2424.86</p><p>　　根據(jù)正常使用條件，選擇各級電壓回路的電流互感器如下</p><p>　　5.6 儀表及繼電保護規(guī)劃</p><p><b>　　變電所的儀表規(guī)劃：</b></p><p>　　為保證電力系統(tǒng)運行，對變電所一次電氣進行測量，監(jiān)察及滿足繼電保護和自動裝置的要求，在主

45、控室需要配置的儀表和設備見下表</p><p><b>　　繼電保護的配置</b></p><p>　　為了反映變電所及電力系統(tǒng)故障和不正常工作狀態(tài)，保證變電站及電力系統(tǒng)安全經濟的運行，根據(jù)設計任務書和繼電保護設計技術規(guī)程的要求，在變電站各主要元件上應裝設以下機電保護和自動裝置。</p><p><b>　　主變壓器保護：</b

46、></p><p>　　主變本體瓦斯和調壓瓦斯保護：重瓦斯動作于跳閘，輕瓦斯動作于信號</p><p><b>　　縱聯(lián)差動保護</b></p><p>　　后備保護：高、中壓側裝設復合電壓起動的過電流保護；低壓側裝設過電流保護</p><p>　　變壓器中性點裝設零序過電流保護</p><p&

47、gt;　　在高、中壓側繞組裝設過負荷保護、動作于信號</p><p>　　保護裝置采用微機保護</p><p>　　二、110Kv線路保護</p><p>　　1.三段式高頻閉鎖距離保護</p><p>　　2.階段式零序電流保護</p><p><b>　　3.斷路器失靈保護</b></p

48、><p>　　4.自動重合閘選用PZC-11A/Z型裝置</p><p>　　5.110Kv回路故障錄波器；選用PGL-12型裝置</p><p>　　三、110Kv母線保護</p><p>　　采用電流相位比較式保護</p><p>　　四、35Kv線路保護</p><p>　　1.電壓閉鎖的電流

49、速斷保護</p><p>　　2.定時限過電流保護</p><p><b>　　3.自動重合閘</b></p><p>　　五、10Kv線路保護：</p><p><b>　　電流速斷保護</b></p><p><b>　　定時限過電流保護</b>&l

50、t;/p><p><b>　　自動重合閘</b></p><p>　　10Kv的電纜線，需裝設電流速斷保護、過電流保護。過電流保護和速斷保護采用LAJ-10型電流互感器接成不完全星形，繼電器選用GL-11/0型，動作時間因需考慮與低壓空氣開關配合，故選為0.5S。接地保護LJ-10型電纜式零序電流互感器，動于接地信號。</p><p>　　母線分段

51、斷路器的保護</p><p>　　母線分段斷路器裝設過電流帶時限保護，裝設兩個電流互感器接成不完全星形，繼電器采用DL-11型其動作時限比饋線大Δt，即t=1S.除過電流保護外，尚需裝設兩相式電流速斷裝置。</p><p>　　5.7 變電站防雷保護及接地裝置</p><p>　　根據(jù)設計任務書和《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》的要求，配置防雷和接地設施如下：&

52、lt;/p><p><b>　　直擊雷過電壓保護</b></p><p>　　為了防止雷電直擊變電設備及架構，電工建筑物等，變電所需裝設獨立避雷針和構架避雷針共同組成的保護網來實現(xiàn)，其沖擊接地不宜超過101Ω。為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置構架之間的空氣中的距離Sk不宜小于5米，獨立避雷針的接地裝置與接地網之間的地中距離Sd應大于3米。</p&

53、gt;<p>　　在變電所110Kv及以上配電裝置的架構上可以裝設架構型避雷針。主控制室和配電裝置室的屋頂上一般不允許裝設直擊雷保護裝置，經過經濟技術比較，以其最合理的方案作為變電所直擊雷保護方案。</p><p>　　雷電侵入波的過電壓保護：</p><p>　　為了防止雷電侵入波損壞電氣設備，應從兩個方面采用保護措施：</p><p>　　1.在變

54、電所各級電壓母線上安裝閥型避雷器</p><p>　　2.在距變電所1-2KM的110Kv和35Kv架空線路上裝可靠地進線保護</p><p>　　1）、閥型避雷器的選擇和校驗</p><p>　　避雷器是變電所防護雷電侵入波的主要設施，應根據(jù)被保護設備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式、額定電壓等，并按照使用情況校驗所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等，避雷器

55、選擇結果見下表：</p><p>　?。?）110Kv母線選FCZ-110J磁吹避雷器，查表，其技術參數(shù)：</p><p>　　Umh=100Kv Ugf=170~195Kv Uch=Uc（5）=265Kv</p><p><b>　　校驗滅弧電壓：</b></p><p>　　Umh≥1.15*1.732Usg*

56、80%=101Kv </p><p><b>　　校驗工頻放電電壓</b></p><p>　　Ugf>1.8Umh=1.8*100=180Kv</p><p>　　所選FCZ-110J型避雷器滿足要求</p><p>　　主變壓器110Kv中性點絕緣等級35Kv，工頻試驗電壓為85Kv沖擊試驗電壓為180Kv保

57、護中性點絕緣的避雷器FZ-40型，查表，其技術參數(shù)：</p><p>　　Umh=50Kv， Ugf=98~121Kv， Uch=154Kv Uc（5）=160Kv。</p><p>　　現(xiàn)進行滅弧電壓、工頻放電電壓的校驗</p><p>　　Umh>0.6Uxg=0.6*110/1.732=38Kv</p><p>　　Ugf&g

58、t;1.8Umh=1.8*50=90Kv</p><p>　　Uc（5）<Uch=180Kv</p><p>　　所選FZ-40型避雷器滿足要求</p><p>　?。?）35Kv避雷器的選擇和校驗</p><p>　　在中性點不接地的35Kv電力系統(tǒng)中，所選FZ-35型避雷器的滅弧電壓應大于系統(tǒng)最大線電壓</p><

59、;p>　　即Umh≥1.15*1.732Uxg=1.15*35=40.25Kv</p><p>　　在中性點不接地系統(tǒng)中，避雷器的工頻放電電壓一般應大于最大運行電壓的3.5倍，且工頻放電電壓還應大于滅弧電壓的1.8倍</p><p>　　即Ugf>3.5*1.15Uxg</p><p>　　=3.5*1.15*=81.34Kv</p>&l

60、t;p>　　且Ugf>Umh=1.8*40.25=72.45Kv</p><p>　　所選FZ-35型避雷器完全滿足要求</p><p>　?。?）10Kv避雷器的選擇和校驗</p><p>　　校驗滅弧電壓：在中性點不接地的10Kv電力網中，其滅弧電壓應大于電網最大線電壓的1.1倍</p><p>　　即Umh≥1.15*1.7

61、32Uxg*1.1=1.15*10*1.1=12.65Kv</p><p><b>　　校驗工頻電壓：</b></p><p>　　Ugf≥3.5*1.15Uxg=3.5*1.15*=23.24Kv</p><p>　　Ugf>1.8Umh=1.8*12.56=22.77Kv</p><p>　　FZ-10型避雷器

62、滿足要求</p><p><b>　　避雷器選擇結果表</b></p><p>　　2）母線避雷器與變壓器之間最大電氣距離</p><p>　　變電所防護雷侵入波過電壓的第二個措施是設進線段保護及在變電所一到兩千米的進線架設避雷線防止或減少近區(qū)雷擊閃絡降低雷電侵入波的陡度。限制雷電流的幅值，保證變電所安全運行。110Kv架空送電線路全線有避雷線

63、，在兩千米進線段保護范圍內的桿塔耐雷水平應為75KA以上。保護角不宜超過三十度，避雷線的接地要求少于10歐姆。</p><p>　　未沿全線架設避雷線的35Kv架空送電線路，應在變電所1-2km的進線段架設避雷線，其耐雷水平不應低于30ka，保護角在25°-30°范圍內，沖擊接地電阻10Ω左右。</p><p>　　對變電所110Kv出線，避雷器Uc=265Kv，ha=

64、10m，</p><p>　　A==0.62Kv/m</p><p>　　對變電所35Kv出線，避雷器Uc(5)=134Kv,hd=8.8m</p><p>　　a=1/（150/134+2.4/8.8）×2=0.36（Kv/m）</p><p>　　布置在平線上的避雷器至主變壓器之間最大允許范圍Lm按下列公式計算</p>

65、;<p><b>　　lm≦×K</b></p><p>　　對110Kv母線上可能出現(xiàn)有1回線路運行的情況，此時K=1,變壓器的Uj=480Kv，</p><p>　　lm≦×K=173m</p><p>　　由于其他設備的沖擊耐壓值比變壓器高，他們距離避雷器的最大電氣距離分別為上述距離的1.3倍，即Lm=1

66、.3×173=225m</p><p>　　對35Kv母線，可能出現(xiàn)只有一回線路運行的情況，此時K=1,變壓器的U=220Kv</p><p>　　lm≦×K=×1=92m</p><p>　　此時，35Kv其他設備Lm=1.3×92=120m</p><p>　　如果母線上的避雷器至主變壓器的電氣距離

67、超過上述計算的允許值時，應在主變壓器附近增設一組避雷器。</p><p><b>　　防雷接地</b></p><p>　　雷保護設備的接地對保護作用發(fā)揮著有直接的影響，其接地值的大小對電力系統(tǒng)的安全運行有著密切的關系。</p><p>　　設待設計的變電所地處雷電日為15.4日/年的中雷區(qū)，變電所接地采用環(huán)形，用直徑Ф=500MM，長L=25

68、0cm的鋼管作接地體，深埋0.5M用扁鋼連接，保證接地不大于4Ω。</p><p>　　為了保證變電所安全運行，可將獨立避雷針的集中接地裝置在地中與變電所的共同接地網連接，但為避免雷擊避雷針式，主接地網點為升高太多造成反擊，應保證連接點至35Kv及以下設備的接地線的入地點沿接地的中心距離應大于15m。</p><p>　　第六章 110Kv變電站設計計算書</p><

69、p>　　6 .1 短路電流計算</p><p>　　一，計算電路圖（如圖6-1）</p><p><b>　　二，等值電路圖：</b></p><p><b>　　三，電抗標幺值：</b></p><p><b>　　Sj=100MVA</b></p>&

70、lt;p><b>　　Uj=Up</b></p><p>　　UkⅠ-ⅠⅠ％=17.5 UkⅠ-ⅠⅠⅠ％=10.5 kⅠⅠ-ⅠⅠⅠ％=6.5</p><p>　　X1=0.13 X2=0.29</p><p>　　X3=X4=(1/200)×(kUⅠ-ⅠⅠ％+UkⅠ-ⅠⅠⅠ％-UkⅠⅠ-ⅠⅠⅠ％)Sj/St

71、=</p><p>　　(1/200)×(17.5+10.5-6.5)100/40=0.2688</p><p>　　X5=X6=(1/200)×(kUⅠ-ⅠⅠ％+UkⅠⅠ-ⅠⅠⅠ％-UkⅠ-ⅠⅠⅠ％)Sj/St=</p><p>　　(1/200)×(17.5+6.5-10.5)100/40=0.1688</p><

72、;p>　　X7=X8=(1/200)×(kUⅠ-ⅠⅠⅠ％+UkⅠⅠ-ⅠⅠⅠ％-UkⅠ-ⅠⅠ％)Sj/St</p><p>　　(1/200)×(10.5+6.5-17.5)100/40≈0</p><p><b>　　四，等值電路簡化</b></p><p>　　1，對短路點d1（3）的簡化（如圖6-2）</p&

73、gt;<p>　　X9=X3/2=0.2688/2=0.1344</p><p>　　X10=X5/2=0.1688/2=0.0844</p><p>　　X11=X2+X10+X9=0.95+0.1344+0.0844=1.1688</p><p>　　故d1（3）的轉移電抗為：</p><p>　　Xd1=X1//X11=0

74、.13//1.1688=0.117</p><p>　　2，對短路點d2（3）的簡化（如圖6-3）</p><p>　　X12=X1+X9+X10=0.13+0.1344+0.0844=0.3488</p><p>　　故d2（3）的轉移電抗為:</p><p>　　Xd2=X2//X12=0.95//0.3488=0.9977</p&

75、gt;<p>　　3，對短路點d3（3）的簡化（如圖6-4）</p><p>　　X13=X1+X9=0.13+0.1344=0.2644</p><p>　　X14=X2+X10=0.95+0.0844=1.0344</p><p>　　故d3（3）的轉移電抗為:</p><p>　　Xd3=X13//X14=0.2644//

76、1.0344=0.2106</p><p><b>　　五，短路電流計算</b></p><p><b>　　d1（3）點短路：</b></p><p>　　Ij=Sj/（Uj）=100/（×115）=0.502KA</p><p>　　d1點短路電流：I1=I"=Ij/Xd1=

77、0.502/0.117=4.291KA</p><p>　　d1點短路電流：I=0.866 I=0.866×4.291=3.716KA</p><p>　　短路功率：S"=UpI"=×115×4.291=854.7MVA</p><p>　　三相沖擊電流ich=2.55I"=2.55×4.291

78、=10.942KA</p><p>　　全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×4.291=6.522KA</p><p><b>　　d2（3）點短路：</b></p><p>　　Ij=Sj/（Up）=100/（×37）=1.56KA</p><p>　　d2點短路電流：I2=I

79、"=Ij/Xd2=1.56/0.9977=1.564</p><p>　　d2點短路電流：I=0.866 I=0.866×4.63=1.354KA</p><p>　　短路功率：S"=UpI"=×37×1.564=86.778MVA</p><p>　　三相沖擊電流ich=2.55I"=2.55

80、×1.564=3.988KA</p><p>　　全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×1.564=2.377KA</p><p><b>　　d1（3）點短路：</b></p><p>　　Ij=Sj/（Uj）=100/（×10.5）=5.5KA</p><p>　　d

81、3點短路電流：I1=I"=Ij/Xd3=5.5/0.2106=26.116KA</p><p>　　d3點短路電流：I=0.866 I=0.866×26.116=22.616KA</p><p>　　短路功率：S"=UpI"=×10.5×26.116=474.96MVA</p><p>　　三相沖擊電流i

82、ch=2.55I"=2.55×26.116=66.596KA</p><p>　　全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×26.116=39.696KA</p><p>　　6.2導體和電氣設備的選擇設計</p><p>　　一，110Kv側導體的選擇</p><p>　　1，110Kv進線及母

83、線軟導體的選擇</p><p>　　應按最大負荷電流選擇110Kv進線及母線軟導體的截面S，并按d1（3）短路電流進行熱穩(wěn)定的校驗。最大運行方式下最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　110Kv進線及母線的最大負荷為 2×40000=80000KvA,故最大持續(xù)工作電流為Igmax=1.05×80000/（×110）=400.89A</p>

84、<p>　　查表：試選擇LGJ-240鋼芯鋁絞線在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為610A,取綜合校正系數(shù)為0.95實際允許載流量為：</p><p>　　I=0.95×610A=579.5A>Imax</p><p>　　校驗d1（3）點短路條件下的熱穩(wěn)定：</p><p>　　滿足熱穩(wěn)定最小截面要求：Smax=<

85、;/p><p>　　查表得：熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，d1點的三相穩(wěn)態(tài)短路電流I∞=4.291KA，</p><p>　　設保護動作時間為0.05秒，斷路器全分閘時間為0.15秒則，則短路計算時間t=0.05+0.15=0.2秒</p><p><b>　　β=I"/I∞=1</b></p><p>　　查圖5-7得tz

86、=0.2秒</p><p>　　tdz=tz=0.05β"=0.2+0.05=0.25秒</p><p>　　Smin==24.66（mm）</p><p>　　因此，選擇LGJ-240型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，因大于可不進行電暈校驗的最小導體LGJ-70，故不必進行電暈校驗。</p><p>　　110Kv出線的最大負荷為100

87、00KvA，故最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×10000/(×110)=55.11（A）</p><p>　　查表：選擇LHJ-16鋼芯鋁絞線在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為105A,但不滿足電暈要求，為了在當?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)局部和全面電暈，應以選擇LGJ-95型鋼芯鋁絞線，長期允許載流量為330A，考慮綜合校正系數(shù)后也滿足最大持

88、續(xù)工作電流，并且遠大于熱穩(wěn)定的最小截面24.66mm</p><p>　　2，110Kv主變引線的選擇：</p><p>　　應按經濟電流密度選擇導線截面，并按d1（3）點短路條件進行熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　主變引線的最大負荷為40000KvA，最大持續(xù)工作電流為</p><p>　　Igmax=1.05×40000/(&

89、#215;110)=220.442（A）</p><p>　　Tmax=5000h，查表的鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為J=1.1A/mm</p><p>　　則：Smin=Igmax/J=220.442/1.1=200.04mm</p><p>　　查表：選擇主變引線選LHJ-240鋼芯鋁絞線長期允許載流量為610A，大于可不進行電暈校驗的最小導體LGJ-70，故不必

90、進行電暈校驗?？紤]綜合校正系數(shù)后也滿足最大持續(xù)工作電流220.442A，并且遠大于熱穩(wěn)定的最小截面24.66mm，故選此導線合格。</p><p>　　二35Kv側導線的選擇</p><p>　　1，35Kv母線軟導體的選擇</p><p>　　應按最大負荷電流選擇，并按d2（3）短路電流進行熱穩(wěn)定的校驗。最大運行方式下35Kv引線的最大持續(xù)工作電流按1.05倍變壓

91、器額定電流計算</p><p>　　Igmax=1.05×Ie=1.05Se/（Ue）=1.05×40000(×35）=629.82A</p><p>　　35Kv出線的最大負荷為14000KvA，故最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×14000/(×35)=242.49（A）</p><

92、;p>　　最大運行方式下35Kv最大持續(xù)工作電流Igmax=692.82+242.49=935.31A</p><p>　　查表得：試選擇LGJQ-500鋼芯鋁絞線,在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為945A,</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　校驗在d2（3）的短路條件下的熱穩(wěn)定，按

93、裸導線熱穩(wěn)定的校驗公式，求滿足熱穩(wěn)定的最小截面，</p><p>　　查表：C=87 d2（3）點的三相穩(wěn)態(tài)短路電流I∞=1.564KA，</p><p>　　設保護動作時間為0.05秒，斷路器全分閘時間為0.15秒則，則短路計算時間t=0.05+0.15=0.2秒</p><p><b>　　β=I"/I∞=1</b></p

94、><p>　　查圖5-7得tz=0.2秒</p><p>　　tdz=tz=0.05β"=0.2+0.05=0.25秒</p><p>　　Smin==8.99（mm）</p><p>　　因此，選擇LGJQ-500型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，對于35Kv不必進行電暈校驗。</p><p>　　2, 35K

95、v主變引線軟導體的選擇：</p><p>　　應按經濟電流密度選擇導線截面，并按d2（3）點短路條件進行熱穩(wěn)定校驗。</p><p><b>　　最大持續(xù)工作電流為</b></p><p>　　Igmax=1.05×40000/(×35）=629.82（A）</p><p>　　Tmax=4000h，

96、查表的鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為J=1.28A/mm</p><p>　　則：Smin=Igmax/J=629.82/1.28=541.27mm</p><p>　　查表：選擇主變引線選LHJQ-500鋼芯鋁絞線長期允許載流量為954A，大于Igmax，并且大于可不進行電暈校驗的最小導體LGJ-70，故不必進行電暈校驗?？紤]綜合校正系數(shù)后也滿足最大持續(xù)工作電流541.27A，并且遠大于熱穩(wěn)

97、定的最小截面8.99mm，故選此導線合格。</p><p>　　3, 35Kv進線的最大負荷為14000KvA，最大持續(xù)工作電流為</p><p>　　Igmax=1.05×14000/(×35)=242.49（A）</p><p>　　查表：選擇LGJ-95鋼芯鋁絞線在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為330A,取綜合校正系

98、數(shù)為0.95實際允許載流量為：</p><p>　　I=0.95×330A=313.5A>Imax 最大持續(xù)工作電流242.49A，并且遠大于熱穩(wěn)定的最小截面26.61mm，</p><p>　　4， 35Kv出線最大負荷為7000KvA，故最大持續(xù)工作電流為</p><p>　　Igmax=1.05×7000/(×35)=1

99、21.24（A）</p><p>　　查表：選擇LGJ-95鋼芯鋁絞線在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為330A,取綜合校正系數(shù)為0.95實際允許載流量為：</p><p>　　I=0.95×330A=313.5A>Imax 最大持續(xù)工作電流121.61A，并且遠大于熱穩(wěn)定的最小截面26.61mm，</p><p>　　三 10

100、Kv側導體的選擇</p><p>　　1,10Kv側母線應按最大負荷電流選擇硬鋁母線，并按d3（3）點短路條件下進行熱穩(wěn)定，動穩(wěn)定校驗。最大持續(xù)工作電流按一臺變壓器的持續(xù)工作電流計算，即 </p><p>　　Igmax=1.05×40000/(×10)=2424.87（A）</p><p>　　查表得：選125×10雙片矩形母線，平放

101、時長期允許載流量為3005A，豎放時長期允許載流量為33282A，溫度修正系數(shù)為0.94， I,=3282×0.94=3085.08A>Igmax</p><p>　　按d3（3）點短路條件下進行熱穩(wěn)定校驗：</p><p>　　設保護動作時間為0.05秒，斷路器全分閘時間為0.35秒</p><p><b>　　β=I"/I∞=

102、1</b></p><p>　　tdz=0.05+0.365=0.4秒</p><p>　　d3（3）點的三相穩(wěn)態(tài)電流，I∞=26.116KA</p><p>　　所以 Smin==189.85（mm）</p><p>　　矩形母線2×125×10=2500mm>189.85mm 故滿足熱穩(wěn)定的要求，

103、</p><p>　　動穩(wěn)定校驗：取L=1m， a=25cm=0.25m， β"=1</p><p>　　Qmax=QФ+Qs</p><p>　　QФ==｛[1.73×（66.596×10）×1×1]｝/[0.25×180×10]×10=180.5×10（pa）</

104、p><p>　　Qs===402.99×10（pa）</p><p>　　Qmax=QФ+Qs=180.5×10+402.99×10=5.73×10（pa）</p><p>　　式中截面系數(shù)W=1.44hb=1.44×125×10×（10×10）=180×10（m）</p&g

105、t;<p>　　Fs=2.5ki×10=2.5×1.05×（66.596×10）×10=1.164×10（N/m）</p><p>　　Ls=1003×0.01×=1003×0.01×=2.942×10（m）</p><p>　　硬鋁的最大允許應為Qy=69×

106、;10（pa）>5.73×10（pa），故滿足動穩(wěn)定的要求，導線最大截面也大于熱穩(wěn)定的最小截面89.85mm，故選擇此導線合格。</p><p>　　2， 主變至母線的引線</p><p>　　按經濟電流密度選擇硬母線的截面，并按d3（3）點短路條件下進行熱穩(wěn)定校驗，最大工作負荷電流為：</p><p>　　Igmax=1.05×40000

107、/(×10)=2424.87（A）</p><p>　　Tmax=4000h查圖得經濟密度為J=0.91A/mm</p><p>　　則：Smin=Igmax/J=2424.87/0.91=2664.69mm</p><p>　　查表的：選125×10雙片矩形母線，平放時長期允許載流量為3005A，豎放時長期允許載流量為33282A，溫度修正系數(shù)

108、為0.94， I=3005×0.94=2824.7A>Igmax</p><p>　　3, 10Kv架空出線的選擇和校驗</p><p>　　10Kv架空出線的最大負荷為2000KvA,故最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　Igmax=1.05×2000/(×10)=121.25（A）</p><p&

109、gt;　　查表：試選擇LGJ-25鋼芯鋁絞線在最高允許+70℃，基準環(huán)境溫度+25℃時的載流量為130取綜合校正系數(shù)為0.94實際允許載流量為：</p><p>　　I=0.95×130A=122.2A>Imax</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： 取C=87設保護動作時間為0.05秒，斷路器全分閘時間為0.35秒</p><p>　　β=I&quo

110、t;/I∞=1 tdz=0.25秒</p><p>　　d3（3）點的三相穩(wěn)態(tài)電流，I∞=26.116KA</p><p>　　所以 Smin==150（mm）</p><p>　　所選LGJ-25型導線不滿足熱穩(wěn)定的要求，應選LGJ-150的鋼芯鋁絞線。</p><p>　　4, 10Kv電纜出線的選擇與校驗</p

111、><p>　　按經濟電流密度選擇電纜的截面S，并按d3（3）點短路條件下進行熱穩(wěn)定校驗：</p><p>　　Igmax=1.05×1500/(×10）=90.93（A）</p><p>　　Tmax=4000h，查表的鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為J=0.88A/mm</p><p>　　則：Smin=I/J=90.93/0.8

112、8=103.33mm</p><p>　　查表得：試選擇10Kv普通粘性侵澤紙絕緣三芯鋁電力電纜，電纜截面120mm，ZLQ-120直埋敷設長期允許載流量為215（A)取溫度修正系數(shù)為0.94，</p><p>　　I=0.94×215A=202.1A>Imax =90.93（A）</p><p>　　按d3（3）點短路條件下進行熱穩(wěn)定校驗： <

113、;/p><p>　　設保護動作時間為0.05秒，斷路器全分閘時間為0.35秒</p><p>　　β=I"/I∞=1 C=80 I∞=26.116KA</p><p>　　所以 Smin==74（mm）</p><p>　　選擇ZLQ-120 的10Kv普通粘性侵澤紙絕緣三芯鋁電力電纜直埋敷設，均滿足動熱穩(wěn)定校驗

114、，故選擇此導線合格。</p><p>　　5， 各冊導線的選擇結果 </p><p>　　6.3斷路器和隔離開關的選擇設計</p><p>　　一， 110Kv側斷路器和隔離開關的選擇：</p><p>　　Igmax=1.05×80000/(×110）=440.89（A）</p><p>　　d

115、3（3）短路參數(shù)：I"=4.291KA, ich（3）=10.942KA, S=854.7MVA</p><p>　　1， 110Kv斷路器的選擇和校驗</p><p>　　按正常運行條件選擇，并按d3（3)短路條件校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定</p><p>　　根據(jù)電網工作電壓和最大持續(xù)工作電流查表：</p><p>　　試選SW

116、4-110斷路器，其參數(shù)為</p><p>　　Ue=110Kv， Ie=1000A， idmax=55Kv, Ie=18.4KA, Se=3500MVA,故有分閘時間為0.06S， 5S熱穩(wěn)定電流為21Kv</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　1）額定電壓：U=110Kv</p>&l

117、t;p>　　2）額定電流：I=1000A>Imax =440.89（A）</p><p>　　3) 開斷容量：Se=3500MVA>S =854.7MVA</p><p>　　4）動穩(wěn)定校驗：iesm=55KA>ich=10.942KA</p><p><b>　　5) 熱穩(wěn)定校驗：</b></p><

118、;p>　　取斷電保護動作時間0.05S,則t=0.05+0.06=0.11S， 查表得ts=0.1S，則tdz=0.1+0..05=0.15S，所以Itdz=4.291×0.15=2.76KA, S<15.8×4</p><p>　　所選SW4-110型少油斷路器完全滿足要求。</p><p>　　2， 110Kv隔離開關選擇和校驗：</p>

119、<p>　　110Kv隔離開關選擇GW4-110型，其參數(shù)為：Ue=110Kv， Ie=600A。動穩(wěn)定電流為50KA，4秒熱穩(wěn)定電流15.8KA</p><p><b>　　校驗：</b></p><p>　　1）Ue=Ug=110Kv</p><p>　　2) Ie=600(A>)Imax =440.89（A）</

120、p><p>　　3) iesm=55KA>ich=10.942KA</p><p>　　4) Itdz=4.291×0.15=2.76KA, S<15.8×4=998.56KA.S</p><p>　　所選SW4-110/600型隔離開關完全滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求</p><p>　　主變中性點選單極隔離開關G

121、W8-60型。</p><p><b>　　其參數(shù)為：</b></p><p>　　Ue=60Kv Ie=400(A) </p><p>　　動穩(wěn)定電流：idmax=15KA, 10S熱穩(wěn)定電流4KA</p><p>　　二， 35Kv側斷路器和隔離開關的選擇：</p><p>　　按正常運

122、行條件選擇，并按d3（3)短路條件校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定開斷電流。</p><p>　　Igmax=1.05Ie=0.15Se/（×Ue）=1.05×40000/（×35）=692.82（A)</p><p>　　d2（3）點的短路參數(shù)：</p><p>　　S"(3)=86.778MVA, I"(3)=I∞(3)=

123、156.4KA, ich(3)=3.988KA</p><p>　　1, 35Kv斷路器的選擇和校驗</p><p>　　查表：試選SW3-110斷路器，其參數(shù)為</p><p>　　Ue=35Kv， Ie=1000A， Imax=17KA, Se=1000MVA,故有分閘時間為0.06S， 4S熱穩(wěn)定電流為16.5Kv</p><p&

124、gt;　　取繼電保護動作時間為0.05S，則t=0.15S β"=1</p><p>　　查表tdz=0.2S</p><p><b>　　校驗：</b></p><p>　　1）額定電壓：U=35Kv</p><p>　　2）額定電流：I=1000A>Imax =692.82（A）</p>

125、<p>　　3) 開斷容量：Se=1000MVA>S =86.778MVA</p><p>　　4）動穩(wěn)定校驗：iesm=17KA>ich=3.988KA</p><p>　　5) 熱穩(wěn)定校驗：Itdz=1.564×0.2=0.489KA, S<6.6×4</p><p>　　所選SW3-35型少油斷路器完全滿足d