畢業(yè)設(shè)計(jì)110kV變電站設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū).doc

廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 110kv芙蓉變電站設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 系 別： 專 業(yè): 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2014年1月目 錄第一章 任務(wù)書(shū)2第二章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)3第三章 主接線的確定43.1主變的選擇43.2主接線的確定53.2.1主接線的擬定.53.2主接線的經(jīng)濟(jì)比較.9第四章 短路電流計(jì)算114.1等值電路計(jì)算114.2系統(tǒng)的等值電路計(jì)算124.3短路電流計(jì)算144.4母線的工作電流16第五章 導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備的選擇175.1導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備的選擇的一般原則175.2母線選擇.185.3開(kāi)關(guān)設(shè)備及隔離開(kāi)關(guān)的選擇205.4 電流互感器及電壓互感器的選擇23第六章 微機(jī)保護(hù)256.1傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置與微機(jī)保護(hù)裝置的比較256.2微機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程256.3微機(jī)保護(hù)的選擇27第1章 任務(wù)書(shū)華北水利電力大學(xué)“電氣自動(dòng)化”專業(yè)電氣課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：芙蓉110kv變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)一. 設(shè)計(jì)題目：芙蓉110kv變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)我們這次設(shè)計(jì)的題目是：芙蓉110kv變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)變電所在芙蓉經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，向開(kāi)發(fā)區(qū)的502廠、污水廠、陳村變、機(jī)械廠、紡織廠、食品廠、汽車市場(chǎng)等等地方供電，在變電站附近還有地區(qū)負(fù)荷。確定本變電站的電壓等級(jí)為110/35/10kv，110kv是本變電所的電源電壓，35kv和10kv是二次電壓。待設(shè)計(jì)變電站的電源，由110kv王村變線路和110kv青山火電廠送到本變電所；在中壓側(cè)35kv母線，送出3回線路，其中1回作備用，主要供給502廠、污水廠（一類負(fù)荷），最大負(fù)荷為4200kw,其中重要負(fù)荷占40%，cos=0.85；在低壓側(cè)10kv母線，送出10回線路，其中2回作備用，主要給部分工廠和民用，最大負(fù)荷為4200kw，其中重要負(fù)荷占36%；最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)=ht4500max，同時(shí)率取0.85，線路損耗取5%。該變電所的所址，地勢(shì)平坦，交通方便，環(huán)境最高溫度為40c。 通過(guò)選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型，設(shè)計(jì)本變電所電氣主接線，選出數(shù)個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定一個(gè)最佳方案。進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算，選擇選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備。并進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型。 2.設(shè)計(jì)本變電所電氣主接線。 3.進(jìn)行短路電流計(jì)算。 4.選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備。 5.選擇所用電接線方式和所用變壓器。 6.進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。 7.變壓器（三個(gè)等級(jí)）繼電保護(hù)方案的確定。逐一寫(xiě)明每個(gè)保護(hù)的作用、特點(diǎn)和保護(hù)范圍。 8.電壓互感器和電流互感器的配置。 9.主變壓器控制、信號(hào)回路設(shè)計(jì)。在說(shuō)明書(shū)上說(shuō)明主變壓器斷路器動(dòng)作過(guò)程。 10.中央信號(hào)回路設(shè)計(jì)。并在說(shuō)明書(shū)上說(shuō)明：（1）斷路器事故跳閘動(dòng)作過(guò)程；（2）具體說(shuō)明如何發(fā)事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)。 三、待建變電站基本資料 1.設(shè)計(jì)變電站在芙蓉經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，向開(kāi)發(fā)區(qū)的502廠、污水廠、機(jī)械廠、紡織廠、食品廠等地方供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。2確定本變電站的電壓等級(jí)為110/35/10kv，110kv是本變電所的電源電壓，35kv和10kv是二次電壓。3.待設(shè)計(jì)變電站的電源，由雙回110kv線路送到本變電站；在中壓側(cè)35kv母線，送出3回線路，其中1回做備用；在低壓側(cè)10kv母線，送出10回線路，其中2回做備用；在本站110kv母線有4回進(jìn)出線回路數(shù)，其中2回做備用。該變電站的選址，地勢(shì)平坦，交通方便。 四、35kv和10kv用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷（kw）cos回路數(shù)重要負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)（）1502廠340012污水廠280013陳村變420014備用（新用戶）500015機(jī)械廠80016鳳嶺小區(qū)42000.85145%7紡織廠140018電視臺(tái)250019民生商業(yè)區(qū)4000210食品廠1100111汽車市場(chǎng)4300112興和飲食城2500113備用（新用戶）40001最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)tmax=4500h，同時(shí)率取0.85，線路損耗取5%第二章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與分析根據(jù)公式：，則各電壓等級(jí)的負(fù)荷如下。最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60%（1）35kv負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：，,線損為5%已知35kv最大負(fù)荷總計(jì)： = （3400+2800+4200+5000）=15400kw=15.4mw35kv最小負(fù)荷總計(jì)為=6015.4=9.24mw35kv計(jì)算總負(fù)荷容量：則 =(15.4+9.24）0.85（1+5%）0.85 =25.872mva（2）10kv負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：，,線損為5%已知10kv最大負(fù)荷總計(jì)： = （800+4200+1400+2500+4000+1100+4300+2500+4000）=24800kw=24.8mw10kv最小負(fù)荷總計(jì)為=6024.8=14.88mw10kv計(jì)算總負(fù)荷容量：則 =(24.8+14.88）0.85（1+5%）0.85 =41.664（mva）（2）110kv負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：（4） 待建變電站的計(jì)算負(fù)荷容量為：=67.536mva =25.872+41.664=67.536mva第三章 主變的選擇及主接線確定3.1主變的選擇主變是變電運(yùn)行中的核心部分，為了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在選擇主變是應(yīng)該全面、綜合考慮，主變壓器容量及臺(tái)數(shù)選擇條件一般考慮一下幾方面的問(wèn)題：1）當(dāng)一臺(tái)主變發(fā)生故障或者檢修時(shí)為了保證供電可靠性，一般取兩臺(tái)及以上；2）考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)當(dāng)有10%的逾度；3）一臺(tái)主變故障時(shí)一類、二類負(fù)荷不能停，且可以保證84%的負(fù)荷不受影響，保證有60%的負(fù)荷供電，; 即： 由計(jì)算知道：mw，該變電站的廠用電比較負(fù)荷用電是很小的，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮站用電的負(fù)荷。為了避免電能與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，一般留10%的欲度作為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，此時(shí)應(yīng)選擇更大點(diǎn)的主變?nèi)萘俊Ｈ绶习l(fā)展過(guò)快，擴(kuò)建也是滿足不了需求的，或不用考慮過(guò)于長(zhǎng)遠(yuǎn)，考慮5年左右即可。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)60%的負(fù)荷供電，考慮變壓器40%的事故過(guò)負(fù)荷能力，則保證對(duì)84%負(fù)荷的供電。由于一般的電網(wǎng)變電站有25%左右的非重要負(fù)荷及從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，經(jīng)查閱資料后，可確定主變?nèi)萘窟x為50000kva。 若考慮每年以5%的負(fù)荷發(fā)展則五年后得負(fù)荷為：，由此可見(jiàn)五年后該變電站的總?cè)萘咳匀豢梢詽M足要求，故選取容量為兩臺(tái)50000kva的主變。由資料可以看出該地區(qū)的負(fù)荷的供電要求高不能停電，用無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓不能滿足，所以用有載調(diào)壓；在高電壓等級(jí)、大容量主變中一般選用自偶變壓器獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。選擇三繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)及綜合投資如下表：型號(hào)容量（kva）額定電壓組合 （kv）連接組別損耗（kw）短路阻抗（%）空載電流（%）參考價(jià)格（萬(wàn)元）高壓中壓低壓空載負(fù)荷升壓降壓sfsz9-50000/1105000011038.510.5ynyn0d1149.52225.0高17.18高10.5中低6.5高中8高低28中低180.914613.2電氣主接線的確定3.2.1擬定電氣主接線：【參考電氣設(shè)備、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)】主接線要求：可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、操作方便、便于擴(kuò)建。在該變電站中有110kv 4回進(jìn)出線，35kv 5進(jìn)回出線，10kv 10進(jìn)回出線，故初擬以下五個(gè)方案進(jìn)行綜合比較。 在實(shí)際運(yùn)行中，斷路器的可靠性高，一般不需檢修，故可以借鑒經(jīng)驗(yàn)考慮不設(shè)旁母；而在電力系統(tǒng)中負(fù)荷大、出線多時(shí)，單母線接線已經(jīng)滿足不了供電要求，故對(duì)負(fù)荷大，出線多的一般不予考慮；10kv一般的供電可靠性要求不如110kv及以上，但是為了可靠性不至于過(guò)低，一般用單母線分段；規(guī)程提出，當(dāng)出線多于8回時(shí)可以采用雙母線接線方式，所以列出了一下幾種常見(jiàn)的運(yùn)行方式。及各方案主接線圖及技術(shù)（優(yōu)缺點(diǎn)）比較。方案一：110kv：雙母線 35kv：雙母線 10kv：雙母線雙母線與單母線相比靈活可靠，擴(kuò)建方便，對(duì)高電壓等級(jí)、進(jìn)出線較多、重要負(fù)荷的變電站中廣泛使用，但投資大，配電裝置復(fù)雜倒閘操作比較復(fù)雜，在10kv配電系統(tǒng)中雖然出線多，但是對(duì)于面對(duì)用戶配電則需經(jīng)常操作，不能體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)。方案二：110kv：雙母線 35kv：?jiǎn)文妇€分段 10kv：雙母線 與方案一相比，投資較少，運(yùn)行也比較簡(jiǎn)單。配電裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，但該變電站的110kv的出線少，仍然可以滿足負(fù)荷的要求，但10kv一樣與方案一有著類似的問(wèn)題。方案三：110kv：雙母線 35kv：?jiǎn)文妇€分段 10kv：?jiǎn)文妇€分段與方案一相比，投資較少，運(yùn)行也比較簡(jiǎn)單。雖然降低的110kv、10kv的可靠性，對(duì)110kv出線少、10kv經(jīng)常操作的系統(tǒng)，兩者的可靠性依然滿足。方案四 35kv：雙母線 110kv：內(nèi)橋接線 10kv：?jiǎn)文妇€分段由于110kv僅有2回線路，且在只有2回線路是經(jīng)常使用內(nèi)橋接線，該接線qf少，比較經(jīng)濟(jì)，也利于擴(kuò)建。常用于容易發(fā)生故障的長(zhǎng)線路、主變不經(jīng)常切換的運(yùn)行方式，可靠性不如單母線分段。方案五：110kv：雙母線 35kv：雙母線 10kv：?jiǎn)文妇€分段該方案與一二方案相比操作簡(jiǎn)單，但不如方案三、方案四操作簡(jiǎn)單，且造價(jià)也相對(duì)較高，如使用單母分段等負(fù)荷發(fā)展時(shí)在擴(kuò)建一樣可以，不必造成資源浪費(fèi)。優(yōu)缺點(diǎn)分析：優(yōu)點(diǎn)： 經(jīng)過(guò)分析后得：雙母線的可靠性最高、靈活，但投資大，操作復(fù)雜；單母線分段可靠性不如雙母線，但其可以滿足出線少、負(fù)荷較小的系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際情況分析:110kv出線為4回，負(fù)荷要求高，優(yōu)先考慮雙母線接線；35kv負(fù)荷大，但出線少則考慮單母線分段或內(nèi)橋接線即可滿足；10kv的出線多，負(fù)荷要求高，運(yùn)行操作多，用雙母線時(shí)操作復(fù)雜。由于該電壓等級(jí)采用室內(nèi)配電，有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以看出單母線分段與雙母線的可靠性沒(méi)有明顯變化，所以用單母線更好。經(jīng)過(guò)綜合比較后留下了方案三和方案四。 3.2.2 經(jīng)濟(jì)比較 經(jīng)過(guò)技術(shù)比較后，選擇方案三和方案四再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)濟(jì)計(jì)算（參考課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)、發(fā)電廠變電所電氣一次部分課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料）a)方案三經(jīng)濟(jì)計(jì)算 1綜合投資： 變壓器的綜合投資： 變壓器本身z0=461萬(wàn)元 不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，一般110kv取90,35kv取100. 本次設(shè)計(jì)采用2臺(tái)變壓器所以： (2) 配電裝置綜合投資：參考發(fā)電廠及變電所電氣一次部分課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料知： 項(xiàng)目名稱主變進(jìn)線饋線增加一饋線（萬(wàn)元）10 kv（單母線分段）229.52.635kv（單母線分段）41779.135kv（橋型線）136110kv（雙母線）2418.542.1(3) 所以， 綜合投資：2 年運(yùn)行費(fèi)用：計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用u：u=y+ u1 + u2 （萬(wàn)元）式中：u1小修、維護(hù)費(fèi)，一般為（0.0220.042）本次設(shè)計(jì)取0.022z（變電工程） u2折舊費(fèi)，一般為（0.0050.058）z，本次設(shè)計(jì)取0.058z。（變電工程）電能電價(jià)，由各省市實(shí)際電價(jià)確定。本次設(shè)計(jì)取0.50元/kwha變壓器年電能損失總值（kwh） (1) 小修、維護(hù)費(fèi): (2) 拆舊費(fèi)： (3) 電能電價(jià)：本次設(shè)計(jì)取0.5元/kwh其中：（1）有功損耗：pp0kt2pk（2）無(wú)功損耗：qq0kt2qk（3）綜合功率損耗：pzpkqqq0i0sn，qkuksn 式中：q0空載無(wú)功損耗（kvar） p0空載損耗（kw） pk額定負(fù)載損耗（kw） sn變壓器額定容量（kva） i0變壓器空載電流百分比。 uk短路電壓百分比 平均負(fù)載系數(shù) kt負(fù)載波動(dòng)損耗系數(shù) qk額定負(fù)載漏磁功率（kvar） kq無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（kwkvar） 上式計(jì)算時(shí)各參數(shù)的選擇條件： （1）取kt1.05； （2）對(duì)城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的6kv10kv降壓變壓器取系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)，其無(wú)功當(dāng)量kq01kwkvar； （3）變壓器平均負(fù)載系數(shù)，對(duì)于農(nóng)用變壓器可取20；對(duì)于工業(yè)企業(yè)，實(shí)行三班制，可取75； （4）變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)t8760h，最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)：t5500h； （5）變壓器空載損耗p0、額定負(fù)載損耗pk、i0、uk，見(jiàn)產(chǎn)品資料所示。p0空載損耗56kw 式中 sn一臺(tái)變壓器額定容量（kva）t0變壓器全年實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)（h）,一般可取8000h最大負(fù)荷損耗時(shí)間（h），可查電力系統(tǒng)分析課本。k無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，即為每多發(fā)送（或補(bǔ)償）1kvar無(wú)功功率，在電力系統(tǒng)中所引起的有功功率損耗增加（或減少）的值。一般發(fā)電廠取0.2，變電所取0.10.15.q0i0sn，qkuksn pk額定負(fù)載損耗255kwq0i0sn=24kwqkuksn=3600kw 則電能損耗為： 所以 ， 年運(yùn)行費(fèi)用: b)方案四經(jīng)濟(jì)計(jì)算： 1綜合投資： 變壓器的綜合投資：變壓器本身z0=461萬(wàn)元 不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，一般110kv取90,35kv取100， 本次設(shè)計(jì)采用2臺(tái)變壓器所以： (4) 配電裝置綜合投資：(5) 所以， 綜合投資： (1) 小修、維護(hù)費(fèi): (2) 拆舊費(fèi)： (3)則電能損耗為： 所以 ， 年運(yùn)行費(fèi)用:方案三、方案四（僅包含一次設(shè)備）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)果比較表綜合投資z年運(yùn)行費(fèi)用u方案三2376.8萬(wàn)元213.959萬(wàn)元方案四2428萬(wàn)元218.055萬(wàn)元 經(jīng)比較后得出以上結(jié)果，可知方案四的造價(jià)比方案三的造價(jià)多51.2萬(wàn)，運(yùn)行費(fèi)用也多4.096萬(wàn)，而且從供電可靠與運(yùn)行方式來(lái)說(shuō)方案三有的操作更簡(jiǎn)單；從發(fā)展的角度考慮，方案四要擴(kuò)建才能滿足供電要求，這么一算在經(jīng)濟(jì)上反而沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，所以本次擬用方案三：110kv雙母線；35kv單母線分段；10kv單母線接線。第四章 短路電流計(jì)算計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值:基準(zhǔn)容量：=100mva =1.05 額定容量：發(fā)電機(jī)： 變壓器： 線路：1.1、110kv青山火電廠發(fā)電機(jī)：=0.122100/（25/0.8）=0.39變壓器： =18 =10.5 =6.5 =1/200（18+10.5-6.5） =0.11 =1/200（18+6.5-10.5） =0.07 =1/200（10.5+6.5-18） =-0.0050 則電抗為： =0.11100/31.5=0.349 =0.07100/31.5=0.222 0（取0）線路：該所距待設(shè)計(jì)變電所距離：=7km=70.4100/115=0.0211.2、110kv系統(tǒng)王村變電站最大短路容量：=300mva 該所距待設(shè)計(jì)變電所距離：=7km系統(tǒng)：=100/300=0.333=0.47100/115=0.0211.3、35kv系統(tǒng)蘆坡變電站最大短路容量：=200mva 該所距待設(shè)計(jì)變電所距離：=12km系統(tǒng)：=100/200=0.5=0.412100/37=0.3511.4、待設(shè)計(jì)變電所變壓器： =10.5 =18 =6.5 =1/200（10.5+18-6.5） =0.11 =1/200（10.5+6.5-18） =-0.005 則電抗為： 0（取0） 畫(huà)等效電路圖1.1、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)由a圖可簡(jiǎn)化成如b圖正常運(yùn)行方式各點(diǎn)三相短路計(jì)算1.1、計(jì)算k1點(diǎn)短路時(shí)的短路電流k1短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗由b圖化簡(jiǎn)成k1點(diǎn)短路時(shí)的計(jì)算電抗110kv火電廠： =0.2443查汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線得：=4.52 =2.707 =2.57有名值：ka ka ka110kv系統(tǒng)：ka有名值ka35kv系統(tǒng)：有名值ka1.2、計(jì)算k2點(diǎn)短路時(shí)的短路電流(2)k2短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗由b圖化簡(jiǎn)成將等值電路進(jìn)行星-三角轉(zhuǎn)換可得： 則再化簡(jiǎn)為 （2）k2點(diǎn)短路時(shí)的計(jì)算電抗110kv火電廠： =0.4743查汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線得：=2.36 =1.79 =1.83有名值：ka ka ka110kv系統(tǒng)：有名值ka35kv系統(tǒng)：有名值ka1.3、計(jì)算k3點(diǎn)短路時(shí)的短路電流k3短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗由b圖化簡(jiǎn)成將等值電路進(jìn)行星-三角轉(zhuǎn)換： 化簡(jiǎn)為 將等值電路進(jìn)行星-網(wǎng)轉(zhuǎn)換：1.0921.223 （2）k3點(diǎn)短路時(shí)的計(jì)算電抗110kv火電廠： =0.6833查汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線得：=1.5 =1.3 =1.33有名值：ka ka ka110kv系統(tǒng)：有名值ka35kv系統(tǒng)：有名值ka點(diǎn)短路時(shí)的短路沖擊電流：=2.269+0.473+0.244=2.986ka =1.359+0.244+0.473=2.076ka =1.29+0.473+0.244=2.007ka=2.55=2.552.968=7.614ka點(diǎn)短路時(shí)的短路沖擊電流：=3.683+0.757+0.918=5.358ka =2.793+0.757+0.918=4.468ka =2.86+0.757+0.918=4.535ka=2.55=2.555.358=13.663ka點(diǎn)短路時(shí)的短路沖擊電流：=8.248+1.853+2.249=12.35ka=7.148+1.853+2.249=11.25ka =7.313+1.853+2.249=11.415ka=2.55=2.5512.35=31.493ka第五章 導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備的選擇5.1 導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備的選擇的一般原則導(dǎo)線繼電器設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)，必須執(zhí)行國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)該做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要?！緟⒖茧姎庠O(shè)備p281頁(yè)、課程設(shè)計(jì)p111頁(yè)】 一般電氣設(shè)備選擇應(yīng)滿足以下原則：1 滿足正常運(yùn)行、檢修情況下的要求，短路和過(guò)電壓時(shí)都能可靠運(yùn)行。2 按短路狀態(tài)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。3 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。4 應(yīng)力求工程技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。5 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。6 應(yīng)考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。7 一般電氣設(shè)備的使用條件為不超過(guò)1000m.。8 配電裝置為室內(nèi)布置時(shí)，設(shè)備應(yīng)選戶內(nèi)式；配電裝置為戶外布置時(shí)，設(shè)備則戶外式載流導(dǎo)體選應(yīng)滿足一下原則：（1）導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。（2）導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗（3）35kv以上的高壓線路，以及電壓在35kv以下但距離長(zhǎng)，電力大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，可使線路的“年費(fèi)用支出”最小。（4）導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其機(jī)械強(qiáng)度最小允許截面。對(duì)于工廠的電力線路，只需按其最小截面校驗(yàn)就行了。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。（5）對(duì)于60kv以上電壓的架空線路，為了防止電暈損耗和對(duì)無(wú)線電波的干擾，在正常運(yùn)行情況下不允許出線全面電暈。因此避免電暈的發(fā)生已成為高業(yè)與超高壓線路選擇導(dǎo)線截面技術(shù)的重要技術(shù)條件。對(duì)一定的導(dǎo)體，影響其會(huì)否出現(xiàn)電暈的重要因素。是導(dǎo)線的半徑或截面。在選擇導(dǎo)線截面時(shí)，要求導(dǎo)線在晴天不出現(xiàn)全面電暈的導(dǎo)線最小直徑或相應(yīng)的導(dǎo)線型號(hào)。5.2主母線的選擇a)10kv主母線的選擇。 1 母線型號(hào)（材料、類型、布置方式）的選擇：（1）常用導(dǎo)線材料有銅、鋁、鋁合金及鋼材料制成，其中銅的電阻率低，抗腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度大，但是價(jià)格較貴；鋁的電阻率雖為銅的1.72倍，但是密度只有銅的30%，但是價(jià)格較低，因此，都采用鋁或鋁合金材料。（2）工業(yè)上常用的硬母線截面為矩形，槽型和管型，根據(jù)工作電流的大小，該母線所選的是矩形.（3）根據(jù)實(shí)際情況，可選三相水平位置。母線平方在絕緣子上。2 母線截面的選擇 配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，因此，按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇。 如果母線較長(zhǎng)，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。查表后得jec=0.9a/mm，=565a，則為節(jié)省材料，應(yīng)選取相近的截面矩形鋁母線，即s=6310，但還需進(jìn)性熱穩(wěn)定計(jì)算。已知短路電流為7.148ka,短路熱效應(yīng)的計(jì)算時(shí)間為0.6s（保護(hù)定時(shí)限為0.5s，瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)裝置時(shí)限為0.05s，擬采用高速動(dòng)作的高壓斷路器其固有開(kāi)斷時(shí)限為0.05s。），查表知c=95，肌膚效應(yīng),則可求得熱穩(wěn)定的最小截面為：可見(jiàn)，該母線滿足熱穩(wěn)定。本次設(shè)計(jì)中【參考電氣設(shè)備p195頁(yè)】電壓a（mm）l（mm）10kv2501000110kv100040035kv4001150三相母線中間相上最大受力為：查表后可確定母線的跨距為（參考電氣設(shè)備）：因母線上有多條出線，其跨距系數(shù)大于2，則母線的彎曲力矩為：矩形鋁母的截面系數(shù)為：母線的硬力計(jì)算為：顯然，計(jì)算硬力小于允許硬力，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。查閱資料后知道za-10y型母線支持瓷瓶的破壞荷重為3675n，允許荷重為0.6*3675=2205(n),大于計(jì)算力822n。故用za-10y型瓷瓶。b)110kv母線選擇：同理110kv母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。查表后得jec=0.9a/mm，=219a,則為節(jié)省材料，應(yīng)選取相近的截面，故選取300lj導(dǎo)線。但還需進(jìn)性熱穩(wěn)定計(jì)算。已知短路電流為2.31ka,短路熱效應(yīng)的計(jì)算時(shí)間為0.1s（保護(hù)為全線速動(dòng)0s，瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)裝置時(shí)限為0.05s，擬采用高速動(dòng)作的高壓斷路器其固有開(kāi)斷時(shí)限為0.05s。），查表知c=95，肌膚效應(yīng),則可求得熱穩(wěn)定的最小截面為：可見(jiàn)，該母線滿足熱穩(wěn)定。三相母線中間相上最大受力為： 定由于本次采用lj型母線，所以110kv母線可以不用進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 110kv的絕緣子選擇破壞荷重為4000n，允許荷重為0.6*4000=2400(n)，大于計(jì)算力343n。用戶外型支柱絕緣子zs-110/4絕緣子。c)35kv母線選擇：由上可知35kv母線的最小的截面為：在實(shí)際運(yùn)行中11kv及以上的電壓等級(jí)運(yùn)行一般采取管母，但管母的載流量大，易造成資源浪費(fèi)，故選取截面最合理的銅型管母線如下：銅管母線數(shù)據(jù)序號(hào)外徑mm壁厚 mm內(nèi)徑mm截面積mm銅管重量kg/m電流密度a/mm2載流量a16010401570.84.271.021600可見(jiàn)，該母線滿足熱穩(wěn)定。三相母線中間相上最大受力為：因母線上有多條出線，其跨距系數(shù)大于2，則母線的彎曲力矩為：查閱資料得，矩形鋁母的截面系數(shù)為計(jì)算公式如下：母線的硬力計(jì)算為：顯然，計(jì)算硬力小于允許硬力，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。查閱資料后知道耐污型zsl-110/4l絕緣子的破壞荷重為4000n，允許荷重為0.6*4000=2400(n),大于計(jì)算力56n。因?yàn)樵摰貐^(qū)對(duì)環(huán)境影響較大，容易造成污閃，故用耐污型zsl-110/4l絕緣子。5.3 開(kāi)關(guān)設(shè)備及隔離開(kāi)關(guān)的選擇:【參考課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程電氣設(shè)備】 6.3.1 斷路器及隔了開(kāi)關(guān)的選擇。a) 35kv斷路器的選擇【參考畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程p208頁(yè)附表4-4】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶外型 （2）所選型號(hào)：sw2-35i35kv隔離開(kāi)關(guān)的選擇【參考電氣設(shè)備p309頁(yè)附表4】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶外型 （2）所選型號(hào)：gn2-35t/1000-7035kv斷路器及隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)如下表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器（sw2-35i）隔離開(kāi)關(guān)（gn2-35t）合格與否額定電壓35kv =35kv =35kv工作電流135.9a=1600a=1000a短路電流=40ka-沖擊電流=100ka=50ka熱校驗(yàn)計(jì)算值：短路電流-注：本次設(shè)計(jì)35kv電壓等級(jí)的保護(hù)全部為全線速動(dòng)微機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間為0s，瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)裝置時(shí)限為0.05s，擬采用高速動(dòng)作的高壓斷路器其固有開(kāi)斷時(shí)限為0.05s，則取其電流熱效應(yīng)的時(shí)間為0.1s。b) 110kv斷路器的選擇【參考畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程p207頁(yè)附表4-3】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶外型 （2）所選型號(hào)：ofpi-110110kv隔離開(kāi)關(guān)的選擇【參考電氣設(shè)備p309頁(yè)附表4】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶外型 （2）根據(jù)技術(shù)條件選：手動(dòng)操作cq2-145 （3）所選型號(hào)：gw4-1250110kv斷路器及隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表 ： 計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器（ofpi-110）隔離開(kāi)關(guān)（gw4-110d）合格與否額定電壓110kv =110kv =110kv工作電流219a=1250a=1000a短路電流=31.5ka-沖擊電流=31.5ka（3s）=80ka熱校驗(yàn)計(jì)算值：短路電流-注：本次設(shè)計(jì)110kv電壓等級(jí)的保護(hù)全部為全線速動(dòng)微機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間為0s，瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)裝置時(shí)限為0.05s，擬采用高速動(dòng)作的高壓斷路器其固有開(kāi)斷時(shí)限為0.05s，則取其電流熱效應(yīng)的時(shí)間為0.1s。c) 10kv斷路器的選擇【參考畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程p206頁(yè)附表4-1】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶內(nèi)型 （2）根據(jù)技術(shù)條件選：真空斷路器 （3）所選型號(hào)：zn-1010kv隔離開(kāi)關(guān)的選擇【參考畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程p217頁(yè)附表7-1】 種類和形式的選擇 （1）根據(jù)安裝地點(diǎn)選：戶內(nèi)型 （2）根據(jù)技術(shù)條件選：手動(dòng)操作cs6-1t （3）所選型號(hào)：gw6-10t100010kv斷路器及隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表1 ： 計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器（ln-10）隔離開(kāi)關(guān)（gn6-10t/1000）合格與否額定電壓10kv =10kv =10kv工作電流538a=1250a=1000a短路電流=25ka-沖擊電流=80ka（3s）=75ka熱校驗(yàn)計(jì)算值：10kv斷路器及隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表2 ：計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器（ln-10）隔離開(kāi)關(guān)（gn6-10t/1000）合格與否短路電流-注：本次設(shè)計(jì)10kv電壓等級(jí)的保護(hù)以三段式為主，取其動(dòng)作時(shí)間為0.5s，瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)裝置時(shí)限為0.05s，合閘線圈的通電時(shí)間不到100ms，分閘線圈的不到60ms。本次擬采用高壓斷路器其固有開(kāi)斷時(shí)限為0.1s，則取其電流熱效應(yīng)的時(shí)間為0.65s。5.4 電流互感器及電壓互感器的選擇1、電流互感器【參考課程設(shè)計(jì)p122頁(yè)表8-4】一般情況下35kv以下的用戶內(nèi)式，35kv及以上的用戶外式或者裝入式；335kv均有兩個(gè)繞組，110kv電流互感器有34各繞組，220kv則有45個(gè)繞組；110kv及以上的電流互感器常將一次繞組分成幾組，通過(guò)串、并的關(guān)系獲得23個(gè)不同的額定電流比；選擇不同精度等級(jí)分別供保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量使用。(a)110kv電流互感器的選擇按安裝地點(diǎn)選擇：選擇戶外型 型號(hào)：lcwd2-110 查課程設(shè)計(jì)p122頁(yè)附表8-3型號(hào)額定電壓額定電流準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)lcwd2-110110kv（2*400）/5a0.2-5p75130 2.校驗(yàn) ：由于在110kv的回路工作電流為，試?。簂cwd2-110查表： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(b)35kv電流互感器的選擇按安裝地點(diǎn)選擇：選擇戶外型， 型號(hào)：lzzw-35 查課程設(shè)計(jì)p122頁(yè)附表8-3型號(hào)額定電壓額定電流準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)lzzw-3535kv（4*300）/5a0.2-5p2138 2.校驗(yàn) ：由于在35kv的回路工作電流為，試?。簂zzw-35查表： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(c） 10kv 電流互感器：按安裝地點(diǎn)的選擇：戶內(nèi)型，型號(hào)：laj-10 查課程設(shè)計(jì)p123頁(yè)附表8-4型號(hào)額定電壓額定電流準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)laj-1010kv800/5a0.2-5p5090lbj-10（出線側(cè)）10kv800/5a0.2-5p5090 2.校驗(yàn) ：由于在10kv的回路工作電流為,試?。簂aj-10查表： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：b)電壓互感器電壓互感器的選擇：【參考課程設(shè)計(jì)p127頁(yè)】電壓互感器的一次繞組的額定電壓應(yīng)與安裝處的電網(wǎng)額定電壓相同。通常110kv及以上的選用100v，35kv及以下的選擇100/3v；110kv及以上的選用串級(jí)式或者電容分壓式，35kv及以下的選擇油浸式或者澆注式。本次實(shí)際中110kv選用串級(jí)式,35kv選用油浸式，10kv選用三相澆浸式五柱式。則各電壓互感器的型號(hào)如下：型號(hào)額定電壓（kv）二次額定容量（va）最大容量（va）重量(kg)一次繞組二次繞組輔助繞組0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)jsjw-100.1/3120200480960190jcc2-1100.1/3-50010002000350jcc2-350.1-3506301570220第六章 繼電保護(hù)6.1傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置與微機(jī)繼電保護(hù)裝置的比較傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置： 采用繼電器組合而成的,比如:過(guò)流繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、等通過(guò)復(fù)雜的組合,來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。 微機(jī)繼電保護(hù)裝置： 采用單片機(jī)原來(lái),系統(tǒng)具備采集、監(jiān)視、控制、自檢查功能、通過(guò)一臺(tái)設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)。輸電線路的故障,輸電線路的負(fù)荷、自身的運(yùn)行情況(當(dāng)設(shè)備自身某種故障,微機(jī)保護(hù)通過(guò)自檢功能,把故障進(jìn)行呈現(xiàn)),采用計(jì)算機(jī)原理進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視.。 傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置和微機(jī)保護(hù)裝置的比較： 傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的缺點(diǎn)： 1、占的空間大,安裝不方便 2、采用的繼電器觸點(diǎn)多,大大降低了保護(hù)的靈敏度和可靠性 3、調(diào)試及檢修復(fù)雜,一般要停電才能進(jìn)行,影響正常生產(chǎn) 5、使用壽命太短,由于繼電器線圈的老化直接影響保護(hù)的可靠動(dòng)作 6、繼電器保護(hù)功能單一,要安裝各種表計(jì)才能觀察實(shí)時(shí)負(fù)荷 7、數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)方監(jiān)控,無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制 8、繼電器自身不具備監(jiān)控功能,當(dāng)繼電器線圈短路后,不到現(xiàn)場(chǎng)是不能發(fā)現(xiàn)的 9、繼電器保護(hù)是直接和電器設(shè)備連接的,中間沒(méi)有光電隔離,容易遭受雷擊 10、常規(guī)保護(hù)已經(jīng)逐漸淘汰,很多繼電器已經(jīng)停止生產(chǎn) 11、運(yùn)行維護(hù)工作量大,運(yùn)行成本比微機(jī)保護(hù)增加60%左右。 微機(jī)保護(hù)優(yōu)點(diǎn)： 1、由于微機(jī)保護(hù)采用各種電力邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能,所以只需要采集線路上的電流電壓,這樣大大簡(jiǎn)化了接線 2、微機(jī)保護(hù)的保護(hù)出口、遙控出口、就地控制出口都是通過(guò)一組繼電器動(dòng)作的,所以非?？煽?3、 微機(jī)保護(hù)采用計(jì)算機(jī)控制功能,保護(hù)定值、保護(hù)功能、保護(hù)手段采用程序邏輯,這樣可以隨時(shí)修改保護(hù)參數(shù),修改保護(hù)功能,不用重新調(diào)試 4、微機(jī)保護(hù)還具備通訊功能,可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把用戶所需要的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,進(jìn)行集中調(diào)度 5、 微機(jī)保護(hù)采用cpu進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,加大了數(shù)據(jù)處理速度 6、 微機(jī)保護(hù)采用光電隔離技術(shù),把所有采集上來(lái)的電信號(hào)統(tǒng)一形成光信號(hào),這樣有強(qiáng)電流攻擊時(shí)候,設(shè)備可以建立自身保護(hù)機(jī)制 7、微機(jī)保護(hù)的壽命長(zhǎng),由于設(shè)備在正常狀態(tài)處于休眠狀態(tài),只有程序?qū)崟r(shí)運(yùn)行,各個(gè)元器件的壽命大大加長(zhǎng) 8、微機(jī)保護(hù)具備時(shí)鐘同步功能,對(duì)于故障可以記錄,采用故障錄波的方式把故障記錄下來(lái),便于對(duì)故障的分析 9、易用性:用戶界面標(biāo)準(zhǔn)化,易學(xué)、易用、易維護(hù)。 經(jīng)過(guò)比較后本次設(shè)計(jì)采用微機(jī)保護(hù)方案。6.2微機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程微機(jī)保護(hù)配置變電站需要配置已下保護(hù)裝置：主變壓器保護(hù)，110kv線路保護(hù)，35kv線路保護(hù)，10kv線路保護(hù)，母線保護(hù)；此外還需備用電源自動(dòng)投入自動(dòng)裝置，絕緣監(jiān)察裝置等保護(hù)。（1） 主變保護(hù)根據(jù)規(guī)程主變應(yīng)該設(shè)以下保護(hù)：參考【繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程gb14285-2006】0.8mva及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)；電壓在10kv以上、容量在10mva及以上的變壓器，采用縱差保護(hù)；110kv500kv降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，相間短路后備保護(hù)用過(guò)電流保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)，宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)；與110kv及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，對(duì)外部單相接地短路引起的過(guò)電流，應(yīng)裝設(shè)接地短路后備保護(hù)，該保護(hù)宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的接地故障；對(duì)自耦變壓器，為增加切除單相接地短路的可靠性，可在變壓器中性點(diǎn)回路增設(shè)零序過(guò)電流保護(hù)，所以主變?cè)O(shè)以下保護(hù)。a、差動(dòng)保護(hù)b、過(guò)電流保護(hù)或復(fù)合電流閉鎖（方向）保護(hù)c、零序過(guò)電流保護(hù)d、接地短路后備保護(hù)e、非電量保護(hù)：輕瓦斯保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、溫度升高保護(hù)、溫度過(guò)高保護(hù)(2)10kv線路保護(hù)3kv10kv中性點(diǎn)非有效接地電力網(wǎng)的線路，對(duì)相間短路和單相接地應(yīng)按本節(jié)規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)?？裳b設(shè)兩段過(guò)電流保護(hù)，第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)；第二段為帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)可采用定時(shí)限或反時(shí)限特性，必要時(shí)，可配置光纖電流差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)為后備保護(hù)，則10kv線路設(shè)以下保護(hù)：a過(guò)流（段：電流速斷保護(hù)，段：時(shí)限過(guò)電流保護(hù)）保護(hù)b絕緣監(jiān)察c自動(dòng)重合閘 （3）35kv線路保護(hù)35kv線路的后備保護(hù)宜采用近后備方式，對(duì)需要裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的電纜線路及架空短線路，宜采用光纖過(guò)電流保護(hù)作為全線速動(dòng)主保護(hù)；可裝設(shè)階段式接地距離保護(hù)，階段式零序電流保護(hù)或反時(shí)限零序電流保護(hù)在平行線路上，對(duì)于35kv線路，一般應(yīng)裝設(shè)距離保護(hù)或電流、電壓速斷保護(hù)作為主保護(hù)。以距離保護(hù)或階段式保護(hù)帶方向或不帶方向電流或電壓作為后備保護(hù)。在平行線路上，一般裝設(shè)零序橫差動(dòng)方向保護(hù)作為主保護(hù)，如果根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性等要求，需裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)。故35kv線路設(shè)以下保護(hù)：a、縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)b、距離保護(hù)（接地距離、