畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變電所一次降壓設(shè)計(jì)

1、前 言電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)理論知識，獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問題的初步能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是根據(jù)“電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)（發(fā)電廠及電力系統(tǒng)）”畢業(yè)任務(wù)書的要求，綜合大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識及電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊，電力工程電氣設(shè)備手冊等書籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)教師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)說明書是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，針對220/60kv降壓變電所畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。本次設(shè)計(jì)主要是一次變電所電氣部分的設(shè)計(jì)，并做出闡述和說明。論文包括選擇設(shè)計(jì)變

2、電所所需的各種設(shè)備，詳細(xì)計(jì)算了各種參數(shù)，并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。確定了電氣主接線圖和配電裝置及其布置方式。論文包括設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書兩部分，并附有五張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙（電氣主接線圖一張 變電所斷面圖兩張 平面布置圖一張 防雷保護(hù)圖一張），可為以后的設(shè)計(jì)做些參考。 由于時(shí)間緊張和能力有限，此論文中難免會出現(xiàn)遺漏和錯誤，希望老師給予指點(diǎn)和更正。 最后，感謝各位老師給予我的幫助和大力支持，正因?yàn)槟銈兙牡闹笇?dǎo)本次論文才得以更好的完成，再次表示深深的感謝！ summarythe design is basedon summarizing our countryssubstation design an

3、d operation .it takes the selections of devices which this substation needed such as the type of electric bus,the type of the power distribution.it is made up of the instruction and the caculating parts.and for blueprints(situation main connected wires picture,the plot and section of the substation,

4、transformer protective principle connection picture),it can be unsuited for the same design in future.for my limited knowledge,it is impossible to be no mistakes in the draft.i hope teachers can point it out to help me to improve ir.at last,thanks for teacherss help.目 錄第一章、變電所原始資料分析第二章、主變壓器臺數(shù)和容量的確定第

5、三章、電氣主接線的選擇第四章、短路電流的計(jì)算第五章、主要電氣設(shè)備的選擇第六章、電氣總平面布置第七章、防雷保護(hù)規(guī)劃計(jì)第八章、繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)第九章、參考文獻(xiàn)第一章 變電所原始資料分析待設(shè)計(jì)變電所主要是給工業(yè)區(qū)的工廠供電，電壓等級為220/60，220千伏電源進(jìn)線四回，60千伏出線10回。從220千伏母線有轉(zhuǎn)送線路兩回向南嶺變電所供電，輸送功率120mw，cos=0.8。所址地區(qū)的年平均溫度為7，最高溫度為38。最低溫度為-22。變電所出線走廊寬闊，交通方便，所址周圍空氣無特殊污染。第二章主變壓器臺數(shù)和容量的確定2.1主變壓器選擇的要求：1. 和電力系統(tǒng)連接的主變壓器一般不超過兩臺。當(dāng)

6、只有一個(gè)電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺主變壓器。2. 變壓器裝設(shè)兩臺及以上主變壓器時(shí)，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺停用時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供電的全部一級負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的6075%。通常一次變電所為75%，二次變電所為60%。3. 變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，因制造或運(yùn)輸條件限制及初期只裝一臺主變壓器的220kv樞紐變電所中，一般采用單相變壓器組，當(dāng)裝設(shè)一臺單相變壓器時(shí)，應(yīng)沒有備用相，當(dāng)主變壓器超過一臺，且各臺容量滿足上述要求時(shí)，單相變壓器組可不裝設(shè)備用相。4. 變電所中的變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時(shí)，一般采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器，如受設(shè)備制造限制時(shí)

7、，可采用獨(dú)立的調(diào)壓變壓器或預(yù)留位置。5.變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“y”型和“”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。2.2主變壓器的選擇：1.總?cè)萘康拇_定主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)5-10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，通過對原始資料的分析，根據(jù)負(fù)荷及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，同時(shí)考慮負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)和線損率等因素，可由公式s=k0*（1+5%）*p/cos求得。分析原始資料 p=94300kw cos=0.95線損率為5% 負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)為k0=0.82將以上數(shù)據(jù)代入公式可得變壓器的容量為85465.35kva由規(guī)程得se=70%s=598

8、25.745kva若選兩臺容量為59825.745kva的變壓器，當(dāng)一臺停運(yùn)時(shí)，仍能保證70%的重要負(fù)荷供電。查電力設(shè)備手冊選用兩臺雙卷有載調(diào)壓變壓器，其型號為sfp763000/220，電壓為220+2*2.5%/69kv，采用yn,d11連接組，附套管電流互感器。正常運(yùn)行時(shí)，兩臺變壓器全部投入。當(dāng)其中一臺停運(yùn)檢修時(shí)，考慮變壓器的過負(fù)荷能力，另一臺仍能達(dá)到全部負(fù)荷的98%。所選sfp763000/220變壓器的主要參數(shù)如下表所示：額定電壓（kv）高壓2202*2.5%空載電流（%）1.0低壓69負(fù)載損耗（kw）245空載損耗（kw）73連接組別yn，dn阻抗電壓（%）12.5軌距2000/1

9、435質(zhì)量（t）上節(jié)油箱11外形尺寸(長*寬*高)7670*4840*6910油29.38運(yùn)輸101.39（帶油）總質(zhì)量119.41生產(chǎn)廠沈陽變壓器廠第三章 主接線形式的選擇及說明3.1主接線的設(shè)計(jì)原則：變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要主成部分，它表明了發(fā)電機(jī)、 變壓器、 線路和斷路器等設(shè)備的數(shù)量和接線方式，從而實(shí)現(xiàn)安全的發(fā)電、 輸變電、 配電的任務(wù)。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程，變電所主接線應(yīng)滿足可靠性、 靈活性、 經(jīng)濟(jì)性的要求。同時(shí)還應(yīng)考慮以下的因素：（1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2）考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。（3）考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回?cái)?shù)的多少對主接線的影響。（4）考慮主變臺數(shù)對

10、主接線的影響。（5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。3.2主接線的設(shè)計(jì)要求：1.可靠性應(yīng)重視國內(nèi)外長期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析。主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線。要考慮所設(shè)計(jì)的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。2.靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下，檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。檢修要求，可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修且不致于影響對用戶

11、的供電。3.經(jīng)濟(jì)性投資省a.主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。b.要能使斷電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。c.要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。d.如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kv及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。電能損失小經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。3.3主接線的選擇：由規(guī)程知：110220kv配電裝置中的出現(xiàn)回路數(shù)為4回時(shí)，一般采用單母線分段的接線形式。當(dāng)配電裝置中的進(jìn)線和出線總數(shù)為1216

12、回時(shí)，在一組母線上設(shè)置分?jǐn)鄶嗦菲?，而雙母線運(yùn)行方式在6220kv電壓的配電裝置中，通常是以保證用戶供電，所以必需的可靠性。根據(jù)上述以及本變電所所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，初步確定主接線方案：第一種方案是一次側(cè)（220kv側(cè)）采用單母分段的接線形式，二次側(cè)（60kv側(cè)）采用雙母三分段的接線形式；第二種方案是一次側(cè)（220kv側(cè)）采用雙母線的接線形式，二次側(cè)（60kv側(cè)）采用雙母線的接線形式。第一種方案主接線圖：此種方案的特點(diǎn)：一次側(cè)（220kv側(cè)）采用單母分段接線形式優(yōu)點(diǎn)：單母分段按可進(jìn)行分段檢修，對于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路，使重要負(fù)荷有兩個(gè)電源供電，在這種情況下，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，

13、由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下能自動將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。缺點(diǎn)：是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上所有回路都要在檢修期間長時(shí)間停電。二次側(cè)（60kv側(cè)）采用雙母三分段接線形式正常運(yùn)行時(shí)，只有一組母線工作，所有連接在工作母線上的隔離開關(guān)是接通的，另一組母線為備用母線，所有連接在備用母線上的母線隔離開關(guān)是斷開的。雙母線中的任一組母線，都可以是工作母線或備用母線，工作母線和備用母線利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接起來，它平時(shí)是斷開的。優(yōu)點(diǎn)：1）輪流檢修母線時(shí)，不中斷裝置的工作和向用戶供電。2）檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開這一條回路。3）

14、工作母線發(fā)生故障時(shí)，裝置能迅速的恢復(fù)正常工作。4）任一回路運(yùn)行中的斷路器，如果拒絕動作或因故不允許操作時(shí)，可利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器來代替斷開該回路。缺點(diǎn)：在倒母線的操作過程中，使用隔離開關(guān)切換有負(fù)荷電流的電路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作。其次是雙母線接線平時(shí)只有一組母線工作，因此，當(dāng)工作母線短路時(shí)仍要使整個(gè)配電裝置短時(shí)停止工作，在檢修任一回路的斷路器時(shí)，此回路仍需要停電。另外，增加了母線隔離開關(guān)的數(shù)目和有色金屬的消耗量，并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故經(jīng)濟(jì)性較差。第二種方案接線圖：一次側(cè)（220kv側(cè)）采用雙母線接線形式二次側(cè)（60kv側(cè)） 采用雙母線接線形式此種方案的特點(diǎn)：雙母線接線形式的特點(diǎn)：

15、為了避免單母分段在母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，連接在該段母線上的回路都要在檢修期間長時(shí)間停電，而發(fā)展成雙母線這種接線，每一回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：1.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。2.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需停該回路。 3.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 4.調(diào)度靈活。 5.擴(kuò)建方便。 6.便于試驗(yàn)。缺點(diǎn)：增加了母線長度和使每回路增加了一組母線隔離開關(guān)，還使配電裝置架構(gòu)增加，占地面積增大，投資增多，由于隔離開關(guān)較多，容易誤操作。3.4主接線的確定：兩種方案進(jìn)行比較：首先，一次側(cè)兩種接線形式的比較：

16、單母分段雖然較雙母線減少母線長度和隔離開關(guān)的數(shù)量，而且占地面積也較小，但是單母分段接線當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，都會使該段母線上所有回路在檢修期間長時(shí)間的停電，而這對重要負(fù)荷的供電可靠性是不允許的。雙母線接線形式雖然占地面積較大，投資較高，但是其供電可靠性和擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)卻是對重要負(fù)荷和系統(tǒng)容量的變化是非常重要的。所以通過以上的比較，最終確定一次側(cè)（220kv側(cè)）采用雙母線接線形式。其次，二次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母三分段的接線增加了隔離開關(guān)和斷路器的數(shù)量，對于正常運(yùn)行或線路故障時(shí)的倒閘操作較為雙母線接線復(fù)雜，其平時(shí)只有一組母線運(yùn)行，所以當(dāng)工作母線短路時(shí)，仍要使整個(gè)配電裝置短時(shí)停

17、止工作，擴(kuò)大了停電時(shí)間。而雙母線接線不僅經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于前者，而且在母線故障后，恢復(fù)供電的速度也高于前者，同時(shí)，雙母線接線調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，所以通過上述的比較，二次側(cè)（60kv側(cè)）最終選定雙母線接線的接線形式。最后，通過前面對一次側(cè)（220kv側(cè)）和二次側(cè)（60kv側(cè)）接線的經(jīng)濟(jì)性，可靠性，靈活性等各方面的綜合比較，同時(shí)考慮本所的進(jìn)線，出線的回?cái)?shù)以及重要負(fù)荷的分布等因素，一次側(cè)（220kv側(cè)）采用雙母線的接線形式，二次側(cè)（60kv側(cè)）采用雙母線的接線形式。第四章短路計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的目的（1）電氣主接線的選擇（2）選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證設(shè)備在正常運(yùn)行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而

18、且在發(fā)生短路時(shí)保證不損壞。（3）選擇斷電保護(hù)裝置。4.2短路的基本類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱短路。為了檢驗(yàn)和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護(hù)的整定計(jì)算，常用下述短路電流值。ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時(shí)值。i：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。i：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。4.3短路電流計(jì)算的基本假定（1）正常運(yùn)行時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大

19、值的瞬間。（5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（6）元件的計(jì)算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。（7）輸電線路和電容略去不計(jì)。4.4一般規(guī)定（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。（2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱訖C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體的電器時(shí)，對不帶電抗器的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。

20、（4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。4.5計(jì)算步驟（1）畫等值電抗圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。（2）選擇計(jì)算短路點(diǎn)（3）求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。（4）各點(diǎn)三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。（5）列出短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表。4.6計(jì)算方法標(biāo)么值法：取基準(zhǔn)容量se=100mva，基準(zhǔn)電壓ue=uav計(jì)算用公式：線路電抗：xl*= xl變壓器電抗：x*

21、= 短路電流周期分量有效值：ik*=短路電流沖擊值：icj=2.55ik標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值：ik= ie4.7短路計(jì)算4.7.1所用計(jì)算公式：1變壓器：x*=ud%*sj/100se2發(fā)電機(jī)：x(g)*=xd*sj/se3線路： xl*=xl*l*sj/uj24星角變換公式：1）星-角 r12=（r1r2+r2r3+r3r1）/r3r23=（r1r2+r2r3+r3r1）/r1r31=（r1r2+r2r3+r3r1）/r22）角-星r1=r12r31/（r12+r23+r31）r2=r23r12/（r12+r23+r31）r3=r31r23/（r12+r23+r31）4.7.2系統(tǒng)計(jì)算電路圖和等

22、值電路圖取sb=100mva，vb=up，求得等值電路圖中各阻抗標(biāo)幺值如下：發(fā)電機(jī)電抗:1#、2#發(fā)電機(jī)電抗為：x1g*=x2g*=xdsj/se=0.124100/62.5=0.19843#、4#發(fā)電機(jī)電抗為：x3g*=x4g*=xdsj/se=0.1423100/235.29=0.065#、6#發(fā)電機(jī)電抗為：x5g*=x6g*=xdsj/se=0.18100/156.25=0.11527#發(fā)電機(jī)電抗為：x7g*=x*=0.05變壓器電抗：1#、2#變壓器電抗為：x1*=x2*=ud%/100sb/s=10.5100/10063=0.1673#、4#變壓器電抗為：x3*=x4*=（xd%/1

23、00）sb/s=（18/100）100/240=0.0755#三繞組變壓器電抗為：vs1%= xd%/100sb/s=12.5vs2%= xd%/100sb/s=6.5vs3%= xd%/100sb/s=-0.5x5(1)*= xd%/100sb/s=0.022x5(2)*= xd%/100sb/s=0.042x5(3)*= xd%/100sb/s=-0.11326#變壓器電抗為：x6*= xd%/100sb/s=14/100100/150=0.093線路阻抗：70km線路1、2的阻抗：xl1*=xl2*= xllsj/uj2=700.4100/2302=0.05365km線路3的阻抗：xl3

24、*= xllsj/uj2=600.4100/2302=0.04955km線路4、5的阻抗：xl4*=xl5*= xllsj/uj2=550.4100/2302=0.04260km線路6的阻抗：xl6*= xllsj/uj2=600.4100/2302=0.04559km線路7的阻抗：xl7*= xllsj/uj2=590.4100/2302=0.045將原圖化簡得：將原圖經(jīng)y-變換得：令s1=s1+s2+s3+s4s2=s7s3=s3+s4所以：s1=437.5mvas2=2300mvas3=470.5mva4.7.3 220kv母線上k1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路計(jì)算首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖

25、見圖:x1=0.032x2=0.104x3=0.009 x4=0.0765 x5=0.02首先，進(jìn)行分支系數(shù)的計(jì)算：令e1*=1 x*=（x1/x2+x3）/x4）+x5=0.043設(shè)干路電流為i，各分支電流分別為i1、i2、i3分支系數(shù)分別為c1、c2、c3，則c1=i1/ic2=i2/ic3=i3/i 當(dāng)220kv側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的分支系數(shù)可求得：i=e*/x*=1/0.043=23.26 i1=i0.0230.024/0.0330.032=12.16i2=i0.0230.024/0.0330.104=3.74i3=i0.023/0.0765=6.99分支系數(shù)為：c1=i1/i=12.16

26、/23.26=0.52c2=i2/i=3.74/23.26=0.16c3=i3/i=6.99/23.26=0.3同時(shí)xff=0.043轉(zhuǎn)移阻抗為：xf1=xff/c1=0.043/0.52=0.083xf2=xff/c2=0.043/0.16=0.269xf3=xff/c3=0.043/0.3=0.143各電源在短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：xjs1=437.5xf1/100=0.083437.5/100=0.363xjs2=2300xf2/100=0.2692300/100=6.187xjs3=470.59xf3/100=0.143470.59/100=0.67因?yàn)閤js23.45，所以i2*=1/x

27、js2=0.162d1(3)點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流的標(biāo)幺值，可查表氣輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表得各電源對短路點(diǎn)的電流標(biāo)幺值為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4s d1(3)i1*=2.955i1*=2.126i1*=2.121i1*=2.230i2*=0.162i2*=0.162i2*=0.162i2*=0.162i3*=1.510i3*=1.346i3*=1.426i3*=1.755各個(gè)電源對220kv側(cè)的額定電流為：in1=1.098kain2=5.774kain3=1.181ka所以，各電源對d1(3)點(diǎn)的短路電流有名值為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4sd1(3)短路電流有名值（ka）i

28、1=3.245i1=2.334i1=2.329i1=2.449i2=0.935i2=0.935i2=0.935i2=0.935i3=1.783i3=1.59i3=1.684i3=2.073綜合以上的計(jì)算結(jié)果，可得d1(3)點(diǎn)的短路電流為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4sd1(3)點(diǎn)短路電流（ka）i=5.963i=4.859i=4.984i=5.4574.7.4 60kv母線上k2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路計(jì)算首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖見圖:x1=0.032x2=0.104x3=0.009 x4 = 0.0765 x5 =0.02x6 =0.1065首先，進(jìn)行分支系數(shù)的計(jì)算：令e1*=1 x*=

29、（x1/x2+x3）/x4）+x5+x6=0.043設(shè)干路電流為i，各分支電流分別為i1、i2、i3分支系數(shù)分別為c1、c2、c3，則c1=i1/ic2=i2/ic3=i3/i 當(dāng)220kv側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的分支系數(shù)可求得：i=e*/x*=1/0.1495=6.689 i1=i0.0230.024/0.0330.032=3.497i2=i0.0230.024/0.0330.104=1.076i3=i0.023/0.0765=2.011分支系數(shù)為：c1=i1/i=3.497/6.689=0.52c2=i2/i=1.076/6.689=0.16c3=i3/i=0.023/6.689=0.30同時(shí)x

30、ff=0.1495轉(zhuǎn)移阻抗為：xf1=xff/c1=0.1495/0.52=0.286xf2=xff/c2=0.1495/0.16=0.929xf3=xff/c3=0.1495/0.30=0.497各電源在短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：xjs1=437.5xf1/100=0.286437.5/100=1.25xjs2=2300xf2/100=0.9292300/100=21.367xjs3=470.59xf3/100=0.497470.59/100=2.34因?yàn)閤js23.45，所以i2*=1/xjs2=0.047d2(3)點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流的標(biāo)幺值，可查表氣輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表得各電源對短路

31、點(diǎn)的電流標(biāo)幺值為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4sd2(3)i1*=0.825i1*=0.796i1*=0.866i1*=0.874i2*=0.047i2*=0.047i2*=0.047i2*=0.047i3*=0.435i3*=0.438i3*=0.438i3*=0.438各個(gè)電源對60kv側(cè)的額定電流為：in1=4.009kain2=21.08kain3=4.528ka所以，各電源對d2(3)點(diǎn)的短路電流有名值為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4sd2(3)短路電流有名值（ka）i1=3.307i1=3.191i1=3.472i1=3.504i2=0.991i2=0.991i2=0.991i

32、2=0.991i3=1.993i3=2.007i3=2.007i3=2.007綜合以上的計(jì)算結(jié)果，可得d2(3)點(diǎn)的短路電流為：短路時(shí)間0s0.6s1.2s4sd2(3)點(diǎn)短路電流（ka）i=6.291i=6.189i=6.47i=6.502沖擊電流有效值為：d1點(diǎn)：ich1=1.52i“0s=1.525.963=9.064d2點(diǎn)：ich2=1.52i“0s=1.526.291=9.562沖擊電流為： d1點(diǎn)：ich1=2.55i1“0s=2.555.963=15.206d2點(diǎn)：ich2=2.55i2“0s=2.556.291=16.042d1(3)點(diǎn)處短路容量：s”1=230i1“0s=23

33、05.963=2375.49mvad2(3)點(diǎn)處短路容量：s”2=230i2“0s=2306.291=686.47mva短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)一覽表：單位d1(3)d2(3)基準(zhǔn)容量sjmva100100基準(zhǔn)電壓ujkv23063等值電抗x0.0430.1495短路電流標(biāo)幺值i”*4.6271.307短路電流有名值i”ka5.9636.291沖擊電流有效值ichka9.0649.562沖擊電流ichka15.20616.042短路容量s”mva2375.49686.47第五章 主要電氣設(shè)備的選擇電器設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重

34、要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程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(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。一般原則（1）應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求。（2）應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求。（3）應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。（4）應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)。（5）對電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別5.1高壓斷路器的選擇：5.1.1 220kv側(cè)斷路器的選擇1根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓，最大長期工作電流選擇 安裝地點(diǎn)的工作電壓為220kv,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于220kvigmax=1.05s/ue=1.0563000/230=1.

35、0563000/(230)=173.6a由此根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件，本設(shè)計(jì)可初步選用sf6斷路器，其型號為lw（ofpi）-220型。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-1lw（ofpi）-220型斷路器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表額定電壓（kv）最高工作電壓（kv）額定電流（ka）sf6氣體壓力20表示（mpa）額定短路開斷電流（ka）lw（ofpi）22023025212500.431.53s額定短時(shí)耐受電壓（ka）額定短路關(guān)合電流（ka，峰值）額定峰值耐受電流（ka，峰值）控制回路電壓dc（v）分閘時(shí)間（ms）合閘時(shí)間（ms）31.58080110301202熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：ir2tri2t

36、dz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用后備保護(hù)的動作時(shí)間，通常取3s。由以上短路計(jì)算得i=5.457，i”=5.963.”=i”/ i=5.963/5.457=1.09td=tb+tfd=3+0.03=3.03tfz=ta”2=0.051.092=0.055s查tz=f(t,”)曲線得tz=2.6stdz=tz+ tfz =2.6+0.05=2.65s短路發(fā)熱量為：qk= i2tdz=5.45722.65=78.91斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為：q=ir2tr=31.523=2976.75qqk經(jīng)校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。3動穩(wěn)定校驗(yàn)按額定開斷電流校驗(yàn)：ibr=31.5ka, i”=5.963kaib

37、ri”；31.55.963按額定關(guān)合電流校驗(yàn)：ip=80ka,ich=15.206ipich；8015.206經(jīng)校驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。其保證值與計(jì)算值的比較見表。220kv斷路器各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)lw（ofpi）-220斷路器額定值電網(wǎng)電壓u=220kv額定電壓ue=230kv長期最大工作電流igmax=173.6ka額定電流ie=1250a次暫態(tài)短路電流i“=5.963ka額定開斷電流iekd=31.5ka短路沖擊電流ich =15.206ka額定關(guān)合電流iegd=80ka短路沖擊電流ich =9.064ka動穩(wěn)定電流idw=80ka熱效應(yīng)qk=78.91熱穩(wěn)定：q

38、=2976.755.1.2 63kv側(cè)斷路器的選擇1根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓，最大長期工作電流選擇 安裝地點(diǎn)的工作電壓為60kv,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于60kvigmax=1.05s/ue=1.0563000/63=1.0563000/(63)=636.5a由此根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件，本設(shè)計(jì)可初步選用sf6斷路器，其型號為lw（ofpi）-63型。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表lw（ofpi）-63型斷路器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表額定電壓（kv）最高工作電壓（kv）額定電流（ka）sf6氣體壓力20表示（mpa）額定短路開斷電流（ka）lw（ofpi）636372.512500.431.

39、53s額定短時(shí)耐受電壓（ka）額定短路關(guān)合電流（ka，峰值）額定峰值耐受電流（ka，峰值）控制回路電壓dc（v）分閘時(shí)間（ms）合閘時(shí)間（ms）258063110301202熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：ir2tri2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用后備保護(hù)的動作時(shí)間，通常取3s。由以上短路計(jì)算得i=6.502，i”=6.291.”=i”/ i=6.291/6.502=0.97td=tb+tfd=3+0.03=3.03tfz=ta”2=0.050.972=0.049s查tz=f(t,”)曲線得tz=2.46stdz=tz+ tfz =2.46+0.049=2.509s短路發(fā)熱量為：qk= i

40、2tdz=6.50222.509=106.07斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為：q=ir2tr=2523=1875qqk經(jīng)校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。3動穩(wěn)定校驗(yàn)按額定開斷電流校驗(yàn)：ibr=31.5ka, i”=6.291kaibri”；31.56.291按額定關(guān)合電流校驗(yàn)：ip=80ka,ich=16.042ipich；8016.042經(jīng)校驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。其保證值與計(jì)算值的比較見表。60kv斷路器各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)lw（ofpi）-220斷路器額定值電網(wǎng)電壓u=60kv額定電壓ue=63kv長期最大工作電流igmax=636.5ka額定電流ie=1250a次暫態(tài)短路電流i“

41、=6.291ka額定開斷電流iekd=31.5ka短路沖擊電流ich =16.042ka額定關(guān)合電流iegd=80ka短路沖擊電流ich =9.562ka動穩(wěn)定電流idw=80ka熱效應(yīng)qk=106.07熱穩(wěn)定：q=18755.2隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)5.2.1 220kv側(cè)隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn)1根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓和最大長期工作電流選擇工作地點(diǎn)的工作電壓為230kv,制造廠所保證斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于230kvigmax=1.05s/ue=1.0563000/230=1.0563000/(230)=173.6a由此根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件，本設(shè)計(jì)可初步選用型號為gw6-220

42、單柱剪刀型，出線隔離開關(guān)選用gw12220型 。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見。220kv隔離開關(guān)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定電壓（kv）最高工作電壓（kv）額定電流（a）動穩(wěn)定電流（ka）3s熱穩(wěn)定電流（ka）220kv母線gw6-220220252125010040220kv出線gw12-2202202521250100402熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：ir2tri2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用后備保護(hù)的動作時(shí)間，通常取3s。由以上短路計(jì)算得i=5.457，i”=5.963.”=i”/ i=5.963/5.457=1.09td=tb+tfd=3+0.03=3.03tfz=ta”2=0.051.0

43、92=0.055s查tz=f(t,”)曲線得tz=2.6stdz=tz+ tfz =2.6+0.05=2.65s短路發(fā)熱量為：qk= i2tdz=5.45722.65=78.91斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為：gw6-220q=ir2tr=4023=4800gw12-220q= ir2tr=4023=4800qqk經(jīng)校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。3動穩(wěn)定校驗(yàn)gw6-220按動穩(wěn)定電流校驗(yàn)：idw=100ka,220kv短路時(shí)的沖擊電流為ich=9.064ka,即idwich。gw12-220按動穩(wěn)定電流校驗(yàn)：idw=100ka,220kv短路時(shí)的沖擊電流為ich=9.064ka,即idwich。經(jīng)校驗(yàn)gw

44、6-220，gw12-220滿足動穩(wěn)定要求。其保證值與計(jì)算值的比較見表22。220kv側(cè)隔離開關(guān)選擇數(shù)據(jù)表計(jì)算數(shù)據(jù)gw6-220技術(shù)數(shù)據(jù)gw12-220技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓uew=220kv額定電壓ue=220kv額定電壓ue=220kv長期最大工作電流igmax=173.6a額定電流ie=1250a額定電流ie=1250a短路沖擊電流ich =9.064ka動穩(wěn)定電流idw=100ka動穩(wěn)定電流idw=100ka熱效應(yīng)qk=78.91熱效應(yīng)q=4800熱效應(yīng)q=48005.2.2.60kv側(cè)隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn)1根據(jù)安裝地點(diǎn)的工作電壓和最大長期工作電流選擇工作地點(diǎn)的工作電壓為63kv,制造廠所保證

45、斷路器的最高工作電壓應(yīng)大于63kvigmax=1.05s/ue=1.0563000/63=1.0563000/(63)=606.24a由此根據(jù)工作電壓和工作電流以及戶外工作條件，本設(shè)計(jì)可初步選用型號為gw5-63。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-7表2-7 63kv隔離開關(guān)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流(a)動穩(wěn)定電流(ka)3s熱穩(wěn)定電流(ka)60kvgw5-636372.512508031.52熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：ir2tri2tdz在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用后備保護(hù)的動作時(shí)間，通常取3s。由以上短路計(jì)算得i=6.502，i”=6.291”=i”/

46、 i=6.291/6.502=0.97td=tb+tfd=3+0.03=3.03tfz=ta”2=0.050.972=0.050s查tz=f(t,”)曲線得tz=2.46stdz=tz+ tfz =2.46+0.05=2.51s短路發(fā)熱量為：qk= i2tdz=6.50222.51=106.07斷路器的額定周期分量熱效應(yīng)為：q=ir2tr=31.523=2977.5qqk經(jīng)校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定要求。3動穩(wěn)定校驗(yàn)按動穩(wěn)定電流校驗(yàn)：idw=80ka,60kv短路時(shí)的沖擊電流為ich=9.562ka,即idwich。經(jīng)校驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。其保證值與計(jì)算值的比較見表22。計(jì) 算 數(shù) 據(jù)gw5-63技術(shù)數(shù)據(jù)電

47、網(wǎng)電壓uew=63kv額定電壓ue=63kv長期最大工作電流igmax=636.5a額定電流ie=1250a短路沖擊電流ich =9.562ka動穩(wěn)定電流idw=80ka熱效應(yīng)qk=106.07熱穩(wěn)定：q=2977.55.3電流互感器的選擇及校驗(yàn)2.3.1 220kv側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)1根據(jù)電流互感器的工作電壓和最大工作電流選擇工作電壓ue=220kv最大長期工作電流：igmax=1.05se/(ue)=1.0563000/(230)=173.6a220kv側(cè)的進(jìn)出線上電流互感器均用lb6220型。l電流互感器; c瓷絕緣; w戶外型;b保護(hù)級; 7設(shè)計(jì)序號 ;220額定電壓（kv）w1

48、適用于中污穢地區(qū)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-11。表211 220kv側(cè)電流互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定電壓（kv）最高工作電壓（kv）額定一次電流（a）額定二次電流（a）額定短時(shí)熱電流（ka）動穩(wěn)定電流（ka）額定頻率（hz）220kv側(cè) lb6-220220252300531.580502熱穩(wěn)定檢驗(yàn)：i1s2*t=31.521=992.25i2*tdz=5.45722.65=77.45i1s2*t i2*tdz滿足熱穩(wěn)定要求。3動穩(wěn)定校驗(yàn)：idw=80ka,220kv短路時(shí)的沖擊電流為ich=9.064ka,即idwich。經(jīng)校驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。其保證值與計(jì)算值的比較見表212。表212

49、220kv電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)lb6-220的技術(shù)數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓uew=220kv額定電壓ue=220kv長期最大工作電流igmax=173.6a一次額定電流i1e=300a準(zhǔn)確度級：0.5 準(zhǔn)確度：b1/ b1 /b2 /b1 /0.5短路沖擊電流ich =9.064ka動穩(wěn)定電流80ka熱效應(yīng)qk =77.45熱穩(wěn)定：qz=992.255.3.2 60kv側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)1根據(jù)電流互感器的工作電壓和最大負(fù)荷電流選擇工作電壓ue=60kv流過最大負(fù)荷出線的電流：igmax=1.05se/(ue)=18/(0.863)=636.5a60kv側(cè)的進(jìn)出線上電流互

50、感器均采用lcwb563, lcwb5-63型電流互感器為瓷箱式，油紙絕緣，用于額定頻率為50hz，額定電壓為63kv的電力系統(tǒng)中作電流、電能測量和繼電保護(hù)用，有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-13。表213 60kv側(cè)電流互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定電壓（kv）最高工作電壓（kv）額定一次電流（a）額定二次電流（a）準(zhǔn)確級繞組組合額定1短時(shí)熱電流（ka）額定動穩(wěn)定電流（ka）60kv側(cè)lcwb5-63636975050.5b0.5/b/b25-3062.5-1252熱穩(wěn)定檢驗(yàn)：i1s2*t=252*1=625i2*tdz=6.5022*2.65=106.27i1s2*t i2*tdz滿足熱穩(wěn)定要求

51、。3動穩(wěn)定校驗(yàn)：idw=62.5ka,60kv短路時(shí)的沖擊電流為ich=9.562ka,即idwich。經(jīng)校驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。5.4電壓互感器選擇及校驗(yàn)5.4.1220kv側(cè)電壓互感器的選擇：1按裝置種類及型式選擇電壓互感器的種類及型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，220kv采用jdcf220（gyw2）型為四繞組的結(jié)構(gòu)，二次繞組分為二次測量和二次保護(hù)繞組，各項(xiàng)技術(shù)性能優(yōu)良，具有多種負(fù)荷及雙重保護(hù)的特殊功能，用于220kv中性點(diǎn)有效接地的電力系統(tǒng)中作電壓的測量、電能計(jì)算、繼電保護(hù)和控制裝置用。2按電壓互感器安裝位置的工作電壓來選擇：ue=230kv本設(shè)計(jì)選用jdcf-220型電壓互感器有關(guān)

52、技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-17。 表217 220kv側(cè)電壓互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定一次電壓（kv）額定絕緣水平u/ac/li（kv）二次繞組額定負(fù)荷220kv側(cè)jdcf-220一次二次測量二次保護(hù)252/395/950二次測量繞組220/0.1/0.1/0.2級100va0.5級100va5.4.2 60kv側(cè)電壓互感器的選擇：1按裝置種類及型式選擇電壓互感器的種類及型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，60kv采用jdcf63型電壓互感器為雙繞組（串級式）電壓互感器，在63kv電力系統(tǒng)中作電壓的測量、電能計(jì)算、繼電保護(hù)和控制裝置用。2按電壓互感器安裝位置的工作電壓來選擇：ue=63kv本設(shè)計(jì)選用jdcf-63型電壓互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-17。 表217 63kv側(cè)電壓互感器有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表安裝地點(diǎn)型號額定一次電壓（kv）額定絕緣水平u/ac/li（kv）二次繞組額定負(fù)荷60kv側(cè)jdcf-63一次二次測量二次保護(hù)72.5/140/325二次測量繞組66/0.1/0.1/0.2級50va0.5級100va5.5母線的選擇5.5.1母線的