110KV變電站設計參考

1、廣西電力職業(yè)技術學院電力工程系畢業(yè)設計說明書題目 110kV降壓變電所電氣一次部分初步設計 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級 學 號 姓 名 指導教師（簽名） （留空） 年 月 日教研室主任（簽名） 年 月 日前 言變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設備及配電網絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行然后將電能安全、可靠、經濟的輸送到每一個用電設備的場所。110KV變電站屬于高壓網絡，電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直關系著全廠電氣設備的選擇、是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。首先，根據(jù)

2、主接線的經濟可靠、運行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式來選擇。根據(jù)主變容量選擇適合的變壓器，主變壓器的臺數(shù)、容量及形式的選擇是很重要，它對發(fā)電廠和變電站的技術經濟影響大。本變電所的初步設計包括了：（1）總體方案的確定（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）高低壓配電系統(tǒng)設計與系統(tǒng)接線方案選擇（5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內容。最后，本設計根據(jù)典型的110kV發(fā)電廠和變電所電氣主接線圖，根據(jù)廠、所繼電保護、自動裝置、勵磁裝置、同期裝置及測量表計的要求各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行設備選擇，而后進行校驗.第1章 負荷分析及主變壓器的選擇1.1負荷分析各類負荷對供電

3、的要求：(1)一類負荷為重要負荷，必須由兩個或兩個以上的獨立電源供電，當任何一個電源失去后，能保證全部一級負荷不間斷供電。(2)二類負荷為比較重要負荷，一般要由兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證二級負荷的供電。(3)三類負荷一般指需要一個電源供電的負荷。負荷情況：（1）35kV和10kV本期用戶負荷統(tǒng)計資料見表1和表2。最大負荷利用小時數(shù)Tmax=5500h ，同時率取0.9，線路損耗5%。表1 35kV用戶負荷統(tǒng)計資料用戶名稱下里變武西變雪嶺變糖廠水泥廠礦廠紙廠冶煉廠容量（KVA）81353150500045002000250080005000表2 10kV用戶負荷統(tǒng)計資料用戶

4、名稱最大負荷（kW）起沙28000.85盤江2200天星2600糖廠6800水泥廠6500農場3000陳村20001、 35KV側：設35KV功率因數(shù)為0.85P1（8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000）*0.8532542.25KWQ2=(8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000) *0.53=20291.05KvarS18135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+500038285KVA 2、10KV側：P21800+900+2100+2400+200011200KWQ2=(1800+

5、900+2100+2400+2000) *0.53/0.85=6983.53KvarS2（+6983.532）1/213198.85KVA所以：PP1+P2=32542.25+11200=43742.25 KWSS1+S2=38285+13198.8551483.85KVA1.2主變壓器的選擇主變壓器是發(fā)電廠和變電站中最主要的設備,它在電氣設備的投資中所占的比例較大,同時與之相配的電氣裝置的投資也與之密切相關。一、主變臺數(shù)的確定對于大城市郊區(qū)的變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。此設計中的變電所符合此情況，故主變設為兩臺。二、主變壓器容量的選擇容量選擇的要求：

6、站用變電站的容量應滿足正常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。主變壓器容量的確定(1)主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇,并適當考慮到遠期1020年的負荷發(fā)展.對于城郊變電所,主變壓器容量應于城市規(guī)劃相結合.(2)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多,應從全網出發(fā),推行系列化,標準化. 因為此變電站主變選擇是兩臺變壓器,單臺變壓器容量Se按一臺主變壓器停運時,其余變壓器容量不應小于60-80%的全部負荷或全部重要負荷，并保證I類、類負荷的可靠性供電考慮:SeSc70=48631.090.7=34041.76KVA所以單臺主變變壓器的容量為50000K

7、VA變壓器額定電壓規(guī)定：變壓器一次繞組的額定電壓等于用電設備的額定電壓。但是，當變壓器的一次繞組直接與發(fā)電機的出線端相連時，其一次繞組的額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即U1=1.05Ue。變壓器的二次繞組的額定電壓比同級電力網的額定電壓高10，即U2=1.1Ue.但是10KV及以下電壓等級的變壓器的阻抗壓降在7.5以下。若線路短，線路上壓降小，其二次繞組額定電壓可取1.05Ue。因此，高壓側額定電壓：110（KV） 中壓側額定電壓：351.05%=36.75（KV） 低壓側額定電壓：101.05%=10.05（KV） 3.型式10 KV降壓變一般可采用油浸式和干式兩種油浸式和干式相比較，油浸

8、式過載能力強，維修簡便，屋內外均可布置，價格便宜。干式變壓防火性能好，布置簡單，屋內置，在電壓開關柜附近，縮短了電纜長度并提高供電靠性，干凈，但過載能力低，絕緣余度小，價格貴。根據(jù)各自特點，結合本站容量大，過載能力要強，且屬于一般變電所，所以主變適合用油浸式，站用變適用干式。4.冷卻方式主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)冷卻。而冷卻系統(tǒng)故障時，變壓器允許的過負荷時間，直接影響冷卻系統(tǒng)的供電可靠性。5.選擇組別號常用變壓器的組別號主要有Y,d11；YN,d11；Y, yn0Y,d11的三相電力變壓器用于低壓不小于0.4KV的線路中，可以抑制三次

9、諧波，保證電壓波形接近正弦波，供電質量好。運行方式：中性點不接地。YN,d11的三相電力變壓器用于110kv以上中性點需接地的高壓電路中。Y, yn0的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供給動力和照明等負載，一般用于配電終端10KV/400V變壓器用，用于站用變。根據(jù)以上所述，由此得知，選用YN,d11連接組別的三相電力變壓器最適合。要求及維護工作量，根據(jù)本所主變壓器的容量推薦選用自然風冷的冷卻方式。根據(jù)電氣工程電氣設計手冊，冷卻系統(tǒng)故障時，變壓器允許的過負荷，油浸風冷變壓器，當冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障切除全部風扇時，允許帶額定負荷運行的時間不超過下表規(guī)定值。環(huán)境溫度-15-100+10+20+

10、30額定負荷下允許的最長時間（h）60401610646.選型號型號額定容量（KVA）額定電壓(KV)損耗(KW)空載電流%電壓阻抗%高中低負載空載高中高低中低SZ10-50000/1105000012182.5%38.522.5%10.56.3184370410.517.56.5SSZ10-50000/1105000012182.5%38.522.5%10.56.321344.10410.517.56.5終上所述，選擇SSZ10-50000/11022.5%銅繞組有載調壓變壓器。之所以選擇它是因為銅的電阻率比鋁的小，機械強度比鋁好，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定比鋁的好。在兩種用途，結構及外形均相似的情況下

11、，選擇SSZ10-50000/11022.5%更好。該型號變壓器為銅繞組有載調壓變壓器，在電網電壓波動時，它能在負荷運行條件下自動或手動調壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質量，且該變壓器屬節(jié)能型產品。第3章 變電站主接線方式技術經濟的比較在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計中，必須根據(jù)國家現(xiàn)行的有關方針政策和國民經濟發(fā)展計劃，對電源布局和網絡建設提出若干方案，然后對它們進行全面的技術經濟比較。通常的步驟是首先在可能的初步方案中篩選幾個技術上優(yōu)越而又比較經濟的方案，然后再進行經濟計算，由此確定出最佳方案。3.1 經濟比較1.經濟比較中需要考慮的費用(1)建設投資。建設投資是指為實現(xiàn)該方案，在建設期間需要支付

12、的資金。(2)年運行費。年運行費是指該方案建成或建成時，在投運期間為維護其正常運行每年需要支付的費用，通常包括四個部分：設備折舊費；設備的經常性小維修；設備的維護管理費；年電能損耗。2.技術經濟比較(1)符合國家有關要求(2)便于過度并能適應遠景的發(fā)展(3)技術條件好，運行靈活可靠，管理方便(4)投資年運行費用低，并有分期投資的可能性(5)國家短缺的原料消耗少(6)建設工期短3運行中的電能損耗運行中的輸變電設備，本身要產生一定的電能損耗，每年電能損耗的度數(shù)按電價折算后也屬于電力系統(tǒng)年運行費的一部分，稱為年電能損耗折價費。年運行費的計算為： 式中：年運行費，遠/年基本折舊率，取4.8%大修率,國

13、產設備取1.4%,進口設備取1%投資費,元年電能損耗電價(1)效益。效益是指該方案運行期間內，每年可收入的費用。正當經濟效益相同時，進行經濟比較只需計及投資總額與運行費用的大小。三 在經濟效益比較方案中，投資與年運行費最小的方案優(yōu)先選用，若投資大的方案而年運行費小，則應進一步計算比較分析。具體方法有靜態(tài)和動態(tài)比較的方法。3.2 經濟最優(yōu)方案的確定計算出方案的相對綜合投資和年運行費用后，若有一方案的綜合投資和年運行費用高，則該方案顯然經濟性差，應該淘汰。只有綜合投資高而年運行費用低的方案才有被比較的必要。計算費用最小法。如技術上相當?shù)姆桨付嘤趦煞N時，為了便于計較，也常采用計算最小法的方法。計算費

14、用 可用下式計算?？扇=58年，然后分別計算各方案的計算費用 ，其中 最小的方案為最佳方案第2章 主接線的設計2.1電氣主接線的設計原則電氣主接線設計的基本原則為：以下達的設計任務書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經濟適用、符合國情”的電力建設與發(fā)展的方針，嚴格按照技術規(guī)定和標準，結合工程實際的具體特點，準確地掌握原始資料，保證設計方案的可靠性、靈活性和經濟性。2.2對主接線設計的基本要求主接線應滿足經濟性、可靠性、靈活性和發(fā)展性等四方面的要求。1 .經濟性。方案的經濟性體現(xiàn)在以下幾個方面。(1)投資省。主接線要力求簡單，以節(jié)省一次設備的使用數(shù)量；繼電保護和二次回路在滿足要求前提下，簡化配

15、置、優(yōu)化控制電纜的走向，以節(jié)省二次設備和控制電纜的長度；采取措施，限制短路電流，選用價廉的輕型設備，節(jié)省開支。(2)占地面積小。主接線的選型和布置方式，直接影響到整個配電裝置的占地面積。(3)電能損耗小。經濟合理地選擇變壓器的類型（雙繞組、三繞組、自耦變、有載調壓等）、容量、數(shù)量和電壓等級。(4)發(fā)展性。主接線可以容易地從初期接線方式過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間短的情況下，完成過度期的擴建，且對一次和二次部分的改動工作量最少。2.可靠性。主接線的可靠性不僅包括開關、母線等，而且包括相對的繼電保護、自動裝置等。為了向用戶供應持續(xù)、優(yōu)質的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接

16、線的可靠性的衡量標準是運行實踐，要充分地做好調研工作，力求避免決策事物，鑒于進行可靠性的定量計算分析的基礎數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分地作好調查研究工作顯得尤為重要。3.靈活性。電氣主接線的設計，應適合在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運行要求。在調度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調配電源和負荷。在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及二次設備，并方便地設置安全措施，不影響電網的正常運行和對其他用戶的供電。2.3待建變電站的主接線方式擬定可行的主接線方案3種，內容包括主變的形式，臺數(shù)以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術經濟上論證各方案的

17、優(yōu)缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。110kv側的接線方案(一) 單母線分段接線分段的單母線的評價為:(1)優(yōu)點a.具有單母線接線簡單、清晰、方便、經濟、安全等優(yōu)點。b.較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。c.運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。d.可采用雙回線路對重要用戶供電。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2)缺點a.任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作

18、，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。b.檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。方案(二)不分段的雙母線雙母線接線的特點：1. 可輪流檢修母線而不影響正常供電。2. 檢修任一母線側隔離開關時，只影響該回路供電。3. 工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復供電。4. 可利用母聯(lián)斷路器替代引出線斷路器工作。5. 便于擴建。6. 由于雙母線接線的設備較多、配電裝置復雜，運行中需要用隔離開關切換電路，容易引起誤操作；同時投資和占地面積也較大。方案(三)單母分段帶旁路接線單母分段

19、帶旁路接線的特點：(1)優(yōu)點a.單母分段帶旁路接線方式采用母線分斷路器和旁路母線斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運行更加靈活，一般用在35-110kv的變電所的母線。b.旁路母線是為檢修斷路器而設的，通常采用可靠性高，檢修周期長的SF6 斷路器，或氣體絕緣金屬封閉開關設備時，可取消旁路母線。(2)缺點a.單母分段帶旁路接線倒閘操作比較復雜，占地面積比較大，花費比較高。以上三種方案比較：方案（一）主接線供電可靠性與靈活性高，用于110KV，出線回路適合本站設計，因此此方案可行。方案（二）由于雙母線接線具有較高的可靠性，這種接線在大、中型發(fā)點廠和變電站得到廣泛的使用。用于電源較多、輸送和穿越

20、功率較大、要求可靠性和靈活性較高的場合。因此此方案不可行。方案（三）在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復雜，占地面積大且費用較高，所以也不符合要求故110kv側應采用方案（一）的接線。35kv側的接線方案(一) 單母線分段接線 對用斷路器分段的單母線的評價為:(1)優(yōu)點1.具有單母線接線簡單、清晰、方便、經濟、安全等優(yōu)點。2.較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。3.運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運

21、行。4.可采用雙回線路對重要用戶供電。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2)缺點1.任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。2.檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。方案(二) 內橋接線 內橋接線中,橋回路置于線路斷路器內側,此時線路經線斷路器和隔離開關接至橋接點，構成獨立單元；而變壓器支路只經過隔離開關與橋接點相連，是非獨立單元。內橋接線的特點為：(1)線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障

22、線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。(2)正常運行時變壓器操作復雜。(3)橋回路故障或檢修時全廠分裂為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出現(xiàn)斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。為此，在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。內橋接線使用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經常切換的運行方式的變電站中。方案（三） 外橋接線外橋接線的特點為：(1)變壓器操作方便。(2)線路投入與切除時，操作復雜。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側變壓器停止運行，需經倒閘操作恢復變壓器工作，造成變壓器短時停電，這剛好與內橋相反，概括為“外橋外不便”。(3

23、)橋回路故障或檢修時全廠分裂為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出線側斷路器故障或檢修時，造成該側變壓器停電。此外，在實際接線中可采用設內跨條來提高運行靈活性。外橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經常切換，而且線路有穿越功率通過的變電站中。以上三種方案比較：方案（一）雖此主接線供電可靠性與靈活性高，此方案適合出線回路比較多的，因此此方案可行。方案（二）（三）兩回進線，兩回出線，但此方案適合 出線較多，因此方案不可行。故35kv側應采用方案（一）的接線。10kv側的接線方案(一) 單母線接線(1)優(yōu)點：a接線簡單清晰、設備少、操作方便。b便于擴建和采用成套配電裝置

24、(2)缺點：a不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修均需使整個配電裝置停電。b 單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需停電，在用隔離開關將故障的母線分開后才能恢復非故障段的供電。方案（二）單母線分段接線(1)優(yōu)點a.具有單母線接線簡單、清晰、方便、經濟、安全等優(yōu)點。b.較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電， 而后者則需短時停電。c.運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。d.可采用雙回線路對重要用戶供電。方法是

25、將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2)缺點a.任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。b.檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。方案(三)單母分段帶旁路接線 (1)優(yōu)點a.單母分段帶旁路接線方式采用母線分斷路器和旁路母線斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運行更加靈活，一般用在35-110kv的變電所的母線。b.旁路母線是為檢修斷路器而設的，通常采用可靠性高，檢修周期長的SF6 斷路器，或氣體絕

26、緣金屬封閉開關設備時，可取消旁路母線。(2)缺點a.單母分段帶旁路接線倒閘操作比較復雜，占地面積比較大，花費比較高。以上三種方案比較：方案（一）的雖接線簡單、清晰、設備少、操作方便，投資少，便于擴建，但供電可靠性差，不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，方案（三）在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復雜，占地面積大且費用較高，所以也不符合要求，而方案（二）恰好符合本站設計所須的可靠性與經濟性的要求，所以10kv側采用方案（二）的接線。由以上分析比較，可得變電站的主接線方案為：110KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段接線，10KV采用單母分段接線。第5章 短路電

27、流的計算51短路的基本知識所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產生超出規(guī)定值的大電流。短路電流的大小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，靠近短路點處尤為嚴重，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。變電短路電流的大小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，靠近短路點處尤為嚴重，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。所中的各種電氣設備必

28、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。例如：斷路器必須能斷開可能通過的最大短路電流；電流互感器應有足夠的過電流倍數(shù)；母線要校驗短路時承受的最大應力；接地裝置的選擇也與短路電流大小有關等。供電系統(tǒng)應該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產和生活的正常進行。電力系統(tǒng)正常運行方式的破壞，多數(shù)是由短路故障引起的，系統(tǒng)中將出現(xiàn)比正常運行時的額定電流大許多倍的短路電流，其數(shù)值可達幾萬甚至幾十萬安培。變電所設計中不能不全面地考慮短路故障的各種影響。、由于上述原因，短路電流計算成為變電所電氣部分設計的基礎。選擇電氣設備時，通常用三相短路電流；校驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流

29、或或單相接地電流。工程設計中主要計算三相短路電流。52計算短路電流的目的短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統(tǒng)的設計，設備的選擇以及系統(tǒng)運行中，都應該著眼盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。短路電流計算具體目的是；（1） 選擇電氣設備。電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗是以短路電流計算結果為依據(jù)的。（2） 繼電保護的配置和整定。系統(tǒng)中

30、影配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。（3） 電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。（4） 通信干擾。在設計110KV及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是

31、否存在危險及干擾影響。（5） 確定分裂導線間隔棒的間距。在500KV配電裝置中，普遍采用分裂導線做軟導線。當發(fā)生短路故障時，分裂導線在巨大的短路電流作用下，同相次導線間的電磁力很大，使導線產生很大的張力和偏移，在嚴重情況下，該張力值可達故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導線、絕緣子、架構等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構受力，工程上要按最大可能出現(xiàn)的短路電流確定分裂導線間隔的安裝距離。（6） 短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。5.3短路電流的計算步驟531系統(tǒng)圖與等值電

32、路圖待設計變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖5-1所示，220KV系統(tǒng)視為無窮大電源系統(tǒng)，系統(tǒng)電抗忽略不計, 110KV系統(tǒng)電抗XS待建變電所將來確定為單元供電。按兩臺主變并列運行進行短路電流計算,系統(tǒng)等值電路圖如下圖5-2所示：56KM36KM圖5-1圖5-25.3.2宜宣變供電的短路電流計算 SK=2000MVA Ij110=0.5KA Ij35= =1.561KA Ij10= =5.77KA 計算各元件的參數(shù)標么值： 線路：變壓器： 當在K1處發(fā)生三相短路時： 電源至短路點的總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法當在K2處發(fā)生三相短路時： 電源至

33、短路點的總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法當在K3處發(fā)生三相短路時： 電源至短路點的總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法5.3.3華支變供電的短路電流計算短路電流計算圖如下圖所示： SK=2000MVA Ij110=0.5KA Ij35= =1.561KA Ij10= =5.77KA 計算各元件的參數(shù)標么值： 系統(tǒng)：線路：變壓器： 當在K1處發(fā)生三相短路時： 電源至短路點的總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法當在K2處發(fā)生三相短路時： 電源至短路點的

34、總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法當在K3處發(fā)生三相短路時： 電源至短路點的總電抗的標么值為： 短路電流周期分量的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量算法5.3.4短路電流計算結果表宜宣變短路電流計算結果表：短路點短路電流周期分量有名值（KA）沖擊電流（KA）全電流（KA）短路容量S（MVA）K12.966.664.44459.7K25.6912.818.54344.53K315.9935.9723.99276.95華支變短路電流計算結果表：短路點短路電流周期分量有名值（KA）沖擊電流（KA）全電流（KA）短路容量S（MVA）K14.39

35、9.876.59835.42K27.2916.4010.94441.41K319.3743.5829.06335.10又上述兩表比較可以得出，華支變的短路電流比宜宣變的短路電流要大。所以，在后面的設備選擇中，應該用華支變的短路電流進行校驗。第6章 設備的選擇與校驗61電氣選擇的一般條件正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是相同的。電氣設備要能可

36、靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。62按短路情況校驗短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過時，導體和電器各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值，既滿足熱穩(wěn)定的條件為： 或式中 短路電流產生的熱效應；短路時導體和電器設備允許的熱效應；時間t內允許通過的短時熱穩(wěn)定電流（或短時耐受電流）。電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是： 或 式中 、短路沖擊電流幅值及其有效值； 、允許通過穩(wěn)定電流的幅值和有效值。6.3 斷路器的選擇一般635kV 選用真空斷路器，10kV側的斷路器都采用真空的斷路器，35500kV宜選用SF

37、斷路器，本變電站設計中110kV和35kV斷路器均采用SF斷路器，SF高壓斷路器具有安全可靠，開斷電流性能好，結構簡單，盡寸小，質量輕，檢修維護方便等優(yōu)點。6.3.1 110kV側斷路器的選擇（1）預選SFM110-110/2000的斷路器表5-1 SFM110-110/2000斷路器參數(shù)型號項目LW6-110計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）110110額定電流（A）5272000動穩(wěn)定電流（KA）9.8780熱穩(wěn)定電流（KA）4.39(0.63S)31.5(3S)額定開斷電流（KA）4.3931.5 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.527KA,故:（4）額定開斷電流的

38、檢驗條件為： It = I= (5)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(6)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： SFM110-110/2000的斷路器，可滿足技術條件要求6.3.2 35kV側斷路器的選擇（1）預選LW8-40.5的斷路器表5-1 LW8-40.5斷路器參數(shù)型號項目LW8-40.5計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）3535額定電流（A）6281600動穩(wěn)定電流（KA）16.4063熱穩(wěn)定電流（KA）7.29(0.63S)25(4S)額定開斷

39、電流（KA）7.2925 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.628 KA,故:（4）額定開斷電流的檢驗條件為： It = I= (5)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(6)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： LW8-40.5的斷路器，可滿足技術條件要求6.3.3 10kV側斷路器的選擇（1）預選ZN12-10的斷路器表5-1 ZN12-10斷路器參數(shù)型號項目ZN12-10計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）1010額定電流（A）648

40、1250動穩(wěn)定電流（KA）43.5880熱穩(wěn)定電流（KA）19.37(0.63S)31.5(4S)額定開斷電流（KA）19.3731.5 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.648KA,故:（4）額定開斷電流的檢驗條件為： It = I= (5)動穩(wěn)定的校驗條件：KA6)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： ZN12-10的斷路器，可滿足技術條件要求6.4 隔離開關的選擇隔離開關的用途：（1）倒閘操作，投入備用母線或旁路母線

41、以及改變運行方式時，常用隔離開關配合斷路器，協(xié)同操作來完成。（2）隔離電壓，在檢修電氣設備時，用隔離開關將被檢修的設備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。（3）分、合小電流。 隔離開關的型式應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術、經濟比較，再根據(jù)其校驗計算結果后確定。6.4.1 110kV側隔離開關的選擇（1）預選GW41102000的隔離開關GW41102000的隔離開關參數(shù)型號項目GW41102000計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）110110額定電流（A）5271250動穩(wěn)定電(kA)9.8750熱穩(wěn)定（kA）4.39(0.63S)20(4S) （2）額定電壓的選擇為：（

42、3）額定電流的選擇為： =0.527KA,故:(4)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(5)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 根據(jù)上述計算110kV可選用：GW41102000的隔離開關，可滿足技術條件要求。6.4.2 35kV側隔離開關的選擇（1）預選GW4-351250的隔離開關GW4-351250的隔離開關參數(shù)型號 項目GW4-351250計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）3540.5額定電流（A）6281250動穩(wěn)定電流（kA）16.4050熱穩(wěn)

43、定（kA）4.89(0.63S)20(4S) （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.628 KA,故:(4)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(5)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 根據(jù)上述計算35kV可選用：GW4-351250的隔離開關，可滿足技術條件要求。6.4.3 10kV側隔離開關的選擇（1）預選GN2-102000的隔離開關GN2-102000的隔離開關參數(shù)型號 項目GN2-102000計算數(shù)據(jù)技術參數(shù)額定電壓（kV）1010額

44、定電流（A）6482000動穩(wěn)定電流（kA）43.5885熱穩(wěn)定（kA）19.37(0.63s)36(4s)（2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.648KA,故:(4)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(5)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 根據(jù)上述計算10kV可選用：GN2-10 的隔離開關，可滿足技術條件要求。6.5 電流互感器的選擇6.5.1、110kV進線及母聯(lián)電流互感器選擇：預選LB7-110型號額定一次電流（A）額定電壓（

45、KV）4s熱穩(wěn)定電流（有效值kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）120011031.580LB7-110型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數(shù)：額定電流比準確級次額定二次負載準確限值系數(shù)1200/50.55020（1）額定電壓的選擇為：（2）額定電流的選擇為： =0.527 KA,故:(3)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(4)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 經校驗所選的電流互感器附合要求。6.5.2、35kV進線及母聯(lián)電流互感器選擇預選LB7-35

46、型號額定一次電流（A）4s熱穩(wěn)定電流（有效值kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）125031.540LB7-110型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數(shù)：額定電流比準確級次額定二次負載準確限值系數(shù)500/50.24020（1）額定電壓的選擇為：（2）額定電流的選擇為： =0.628 KA,故:(3)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(4)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 經校驗所選的電流互感器附合要求。6.5.3、10kV進線及母聯(lián)電流互感器選擇預選LZZBJ

47、9-10型號額定一次電流（A）1s熱穩(wěn)定電流（有效值kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）250010080LZZBJ9-10型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數(shù)：額定電流比準確級次額定二次負載準確限值系數(shù)2500/50.54020（1）額定電壓的選擇為：（2）額定電流的選擇為： =0.648KA,故:(3)動穩(wěn)定的校驗條件：KA(4)熱穩(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間tr=0.6s,斷路器分間時間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 經校驗所選的電流互感器附合要求。第4章 繼電保護的配置41繼電保護的基本知

48、識在變電所的設計和運行中，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運行的可能性，如設備的相間短路、對地短路及過負荷等故障。為了保證用戶的可靠供電，防止電氣設備的損壞及事故擴大，應盡快地將故障切除。這個任務靠運行人員進行手動操作控制是無法實現(xiàn)的，必須由繼電保護裝置自動地、迅速地、有選擇性地將故障設備切除，而當不正常運行情況時，要自動地發(fā)出信號以便及時處理，這就是繼電保護的任務。4.2 線路的繼電保護配置4.2.1 110kV側繼電保護配置1.反映相間短路的保護配置：裝設相間短路后備保護（相間距離保護）和輔助保護（電流速斷保護）2.反映接地短路的保護配置:對110kV ,裝設全線速動保護。3.距離保護是根據(jù)故障

49、點距離保護裝置處的距離來確定其動作電流的，較少受運行方式的影響，在110220kV電網中得到廣泛的應用。 故在本設計中，采用三段式階梯時限特性的距離保護。距離保護的第一段保護范圍為本線路長度的80-85，T約為0.1S，第二段的保護范圍為本線路全長并延伸至下一線路的一部分，T約為0.50.6S，距離第一段和第二段構成線路的主保護。距離保護的第三段作為相鄰線路保護和斷路器拒動的遠后備保護，和本線路第一段和第二斷保護的近后備。 110kV以上電壓等級的電網通常均為中性點直接接地電網，在中性點直接接地電網中，當線路發(fā)生單相接地故障時，形成單相接地短路，將出線很大的短路電流，所以要裝設接地保護。4.2

50、.2 35kV、10kV側繼電保護配置從電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范中查得，在35kV、10kV側無時限和帶時限電流速斷保護配合，可作為本線路的主保護，但它不能起遠后備保護的作用，為了能對線路起到近后備和對相鄰線路起到運后備作用，還必須裝設第三套電流保護，即定時限過電流保護。4.3變壓器的繼電保護變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來研總的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。 變壓器的故障可分為油箱內部故障和油箱外部故障，油箱內部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會產生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。對于上述故障和不正當工作狀態(tài)，根據(jù)DL400-91繼電器保護和安全起動裝置技術規(guī)程的規(guī)定，變壓器應裝設以下保護：1、瓦斯保護為了反應變壓器油箱內部各種短路故障和油面降低