區(qū)域電力網(wǎng)及降壓變電所設(shè)計

1、設(shè)計題目：區(qū)域電力網(wǎng)及降壓變電所設(shè)計指導老師： 黃 曉 勇 設(shè)計學生： 毛 文 元 2007 年1月目 錄前 言第一章 區(qū)域電網(wǎng)設(shè)計說明書第一節(jié) 電網(wǎng)有功功率初步平衡第二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)電壓等級的確定第三節(jié) 接線方式、變電所主變壓器及導線的選擇第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和電壓計算第五節(jié) 變壓器分接頭選擇第二章 降壓變電所設(shè)計說明書第三章 區(qū)域電力網(wǎng)設(shè)計計算書第一節(jié) 電網(wǎng)有功功率初步平衡第二節(jié) 新建電網(wǎng)電壓等級的確定第三節(jié) 電網(wǎng)接線方案的確定第四節(jié) 各變電所主變壓器選擇第五節(jié) 網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和電壓計算第六節(jié) 變電所變壓器分接頭計算第四章 降壓變電所設(shè)計計算書第一節(jié) d變電所短路電流計算第二節(jié) 電氣設(shè)備的選擇

2、和校驗第三節(jié) 10kv硬母線的選擇第四節(jié) 互感器選擇前 言 該設(shè)計是本人在完成“發(fā)電廠及電力系統(tǒng)”專業(yè)課程學習后的一次綜合性訓練，涉及對我們所學的各門課程的諸多內(nèi)容，要求我們熟練的掌握這些內(nèi)容。復習鞏固各門課程的相關(guān)內(nèi)容，增強工程觀念，培養(yǎng)電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的能力。通過設(shè)計過程，使所學知識融會貫通，為今后在工作中靈活運用打下良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計包括區(qū)域電力網(wǎng)設(shè)計和降壓變電所設(shè)計的部分。通過說明書介紹設(shè)計的整體思路，原則依據(jù)，計算方法等，并對方案作結(jié)論性說明，計算書則對設(shè)計方案的確定提供了充足的理論計算數(shù)據(jù)。本設(shè)計主要參考電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料，發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)分析，電力系統(tǒng)繼電保

3、護等教材及其他相關(guān)資料。設(shè)計過程中得到了各位老師的悉心指導和幫助，在此表示衷心的感謝。由于時間倉促，本人理論水平有限，設(shè)計經(jīng)驗不足，錯誤和不妥之處在所難免，懇請老師批評指正。 第一章 區(qū)域電網(wǎng)設(shè)計說明書第一節(jié) 電網(wǎng)有功功率初步平衡一、電網(wǎng)有功功率初步平衡1目的：在電網(wǎng)平衡通常以有功功率來表示并有10%-15%的備用，通過有功功率初步平衡計算，確定發(fā)電廠的運行方式，并了解與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上的潮流分布情況。2計算方法：有功功率的初步平衡分為最大負荷和最小負荷兩種情況。供電負荷：用電負荷：功率平衡：其中： c廠用電率（7%） d網(wǎng)損率（6%） pc供電負荷 py用電負荷3.結(jié)論最大運行方式下，f1、f2

4、、f3三臺發(fā)電機滿發(fā)，功率缺額為47.76mw，由聯(lián)絡(luò)線從系統(tǒng)獲得。最小運行方式下，停一臺機組，功率缺額為9.07mw，由聯(lián)絡(luò)線送回系統(tǒng)。有功功率平衡列表如下：單位：mw 運行方式已有負荷新建負荷總負荷發(fā)電廠運行情況聯(lián)絡(luò)線功率最大負荷40.86106.9147.76三臺發(fā)電機滿發(fā)-47.76最小負荷20.4345.565.93停一臺機組-9.07第二節(jié) 新建電網(wǎng)電壓等級的確定新建電網(wǎng)電壓等級的確定：一 原則1.電力網(wǎng)電壓等級的選擇應(yīng)符合國家規(guī)定的標準電壓等級；2.同一地區(qū)或同一電力系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)的電壓等級應(yīng)盡量簡化3.電力網(wǎng)的電壓等級選擇應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及今后負荷發(fā)展所需的輸送容量、輸送距離而確定，

5、同時要求根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀并兼顧發(fā)展。二 結(jié)論綜合以上因素，考慮新電網(wǎng)的發(fā)展，并與已建電網(wǎng)電壓等級保持一致，根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料知：110kv電壓等級宜用于在輸送容量為10-50mw，送電距離為50-150km的網(wǎng)絡(luò)，據(jù)現(xiàn)有的條件，確定電壓等級為110kv較為合理。新建電網(wǎng)電壓等級為110kv。第三節(jié) 接線方式、主變電所導線及主變的選擇一、擬定電網(wǎng)的接線方案：1. 原則根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料及有關(guān)資料知：（1） 接線形式可采用為雙回路、幅射式、環(huán)式或鏈式；（2） 為了保證各變電所的母線電壓在合格范圍內(nèi)，即減少線路上的壓降，環(huán)網(wǎng)中所連變電所不宜多于三個；（3） 同理，

6、在鏈式接線形式中變電所也不宜多于三個；（4） 盡量簡化接線，減少出線電壓等級和回路數(shù)；（5） 有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，有利于系統(tǒng)調(diào)度及事故處理；（6） 對將來的發(fā)展，應(yīng)有一定的適應(yīng)能力；（7） 必須保證用戶供電的可靠性，電網(wǎng)發(fā)生故障時，繼電保護動作將故障切除后，應(yīng)能保證重要負荷的供電；（8） 考慮新建變電所變壓器臺數(shù)、容量及采用配電裝置等情況。2. 變電所高壓側(cè)主接線的確定方法（1） 應(yīng)盡量采用斷路器較少的接線方式，為橋式接線；（2） 在有兩臺變壓器的變電所中，110kv線路為雙回時，若無特殊要求，均采用橋式接線；（3） 110kv配電裝置中，當線路為3-4回時，一般采用單母線分段接線。3.

7、從原始資料可知，各變電所均有50%以上重要負荷，從供電可靠性的要求出發(fā)，應(yīng)采用有備用電源的接線方式，且各變電所均采用兩臺主變。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中待建變電所地理位置圖，擬訂4種可行性方案，見表。注：雙回線按同桿架設(shè)考慮，線路長度l=1.8l1二、方案的初步選擇1. 采用的是篩選法，根據(jù)下列各項指標進行定性分析比較，保留二個較好的方案：方案1、方案2，以便進一步進行技術(shù)比較。（1） 供電的可靠性，檢修、運行、操作的靈活性和方便性（2） 線路的長度；（3） 保護配置的復雜程度；（4） 將來發(fā)展的可能性；（5） 發(fā)電廠、線路上及變電所高壓側(cè)新增斷路器的臺數(shù). （6） 計算每個方案的負荷距，負荷距的計算方

8、法：負荷距等于流于線路的有功功率與該有功功率所經(jīng)過的最長路徑的長度。對初選接線方案進行技術(shù)比較的步驟為：首先根據(jù)原始數(shù)據(jù) 和初選各方案的接線方式，選擇并校驗各條線路的型號；再進行技術(shù)比較，計算出各方案在正常情況下的最大電壓損耗應(yīng)不大于10%，最嚴重故障時的最大電壓損耗應(yīng)不大于15%，大者舍去；最后進行經(jīng)濟比較，從總工程投資費用、年運行費用、最大電能損耗計算出總運行費用，大者舍去。通過一毓的經(jīng)濟技術(shù)定量分析進行比較，選出最佳方案。三、確定各變電所負荷確定給出的負荷資料已知pmax及，利用，并求出最大、最小負荷時，各變電所的smax，smin。各變電所的負荷情況見表。同時，忽略功率損耗，認為功率均

9、布，計算出各個方案的各線路上的功率情況。變電所最大負荷 mvacos最小負荷 mva重要負荷 mvaa20+j5.90.9214+j4.1313+j3.835b26+j7.760.9213+j3.83517.68+j5.28c18+j5.310.929+j2.65512.42+j3.66d29+j8.550.9220.3+j5.98517.11+j5.041、求取各變電所最大負荷利用小時數(shù).用加權(quán)平均法求出各變電所最大負荷利用小時數(shù)。 根據(jù)tmax在電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料第 頁的“經(jīng)濟電流密度曲線”查得經(jīng)濟電流密度j，計算出各導線的計算面積，查電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料導線

10、表初步選出線路型號。計算面積在表中未列出的應(yīng)選擇偏大的型號。計算截面積： 2、環(huán)網(wǎng)的導線截面積選擇方法（1） 設(shè)該網(wǎng)為均一網(wǎng)，計算出最大負荷時的初步功率分布及各線路的最大負荷電流。（2） 計算環(huán)網(wǎng)的（加權(quán)平均值）（3） 據(jù)tmax查得經(jīng)濟電流密度j，求出各段導線的經(jīng)濟截面積sj，計算出的導線截面積小于70mm2，考慮電暈校驗，應(yīng)選用lgj-120型導線；（4） 若環(huán)網(wǎng)所選導線型號不同，則根據(jù)所選導線的型號和長度，求出各段導線的參數(shù)。用復功率法再次計算各段導線的復功率s分布，再次選擇導線截面，以上步驟循環(huán)反復計算，直至前后兩次選擇結(jié)果一致為止。 變電所最大有功mva功率因素負荷曲線smaxmva

11、sminmvatmaxha200.92a20+j5.914+j4.137300b260.92b26+j7.7613+j3.8355256c180.92b18+j5.319+j2.6555256d290.92a29+j8.5520+j5.98573003、對所選導線進行校驗（1）機械強度校驗 s35mm2 滿足要求（2）電暈強度校驗 s70mm2 滿足要求由于所選導線截面積均不小于70mm2，所以均滿足機械強度、電暈校驗條件（3）發(fā)熱校驗當環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障而解環(huán)運行時，流過各段導線的最大工作電流imaxkial，則發(fā)熱校驗滿足要求.因為ial為環(huán)境溫度為25時，根據(jù)電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料

12、第 頁查得的允許溫度為+70%時的導線長期允許載流量，本設(shè)計中給出最熱月平均溫度為40， 故需根據(jù)溫度修正系數(shù)來進行修正由原始資料知：=40，0=25（4）電壓損耗校驗 根據(jù) 計算出在正常運行和故障情況下各段導線的電壓損耗是否在允許范圍內(nèi)，應(yīng)考慮最嚴重情況即故障時到最遠端變電所的電壓損耗（正常運行u10%，故障時u0.6smax（或s重要）來校驗過負荷能力是否滿足要求。各變電所變壓器型號選擇如下表：變電所s重要（mva）型號a14.13sfl9-16000/110b19.22sfl9-20000/110c13.5sfl9-16000/110d18.6sfl9-25000/110第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)的潮

13、流分布和電壓計算對最佳方案（2）進行計算一、計算主變壓器及線路參數(shù)1. 變壓器參數(shù)根據(jù)變壓器型號，查表得變壓器參數(shù)p0、pk、i0%、uk%，分別計算出rt、xta變電所：選用2臺sfz9-16000/110型變壓器，計算得： rt =3.64xt =79.41b變電所：選用2臺sfz9-20000/110型變壓器，計算得：rt =2.84xt =63.35c變電所：選用2臺sfz9-16000/110型變壓器，計算得：rt =3.64xt =79.41d變電所：選用2臺sfz9-25000/110型變壓器，計算得：rt =2.14xt =50.82從考慮變壓器經(jīng)濟運行，降低變壓器功率損耗出發(fā)

14、，應(yīng)采用一臺變壓器運行。本設(shè)計中最小負荷是按照典型日負荷曲線得來，考慮新變壓器實際運行方式不會隨負荷變化而頻繁改變，同時為了提高供電可靠性，保證重要負荷供電，在最小負荷時也采用兩臺變壓器并列運行。2. 線路參數(shù)根據(jù)導線型號，查得r1、x1及每百公里線路充電功率qcl，求出線路阻抗zl及線路一端充電功率qc/2線路參數(shù)列表線 路導線型號線路阻抗zl（）gdlgj-1504.68+j8.74gblgj-1505.88+ j11.65galgj-1504.62+j9.15ablgj-1504.83+j9.57二、用運算負荷簡化電力網(wǎng)降壓變電所的運算負荷包括最大負荷和最小負荷兩種情況。運算負荷等于變電

15、所低壓側(cè)母線負荷加上變壓器阻抗與導納中的功率損耗，再加上連接于變電所高壓母線上線路的充電功率。即u=un 在全網(wǎng)為額定電壓下計算 三、網(wǎng)絡(luò)潮流分布及電壓計算1. 用復功率法求得各段線路的初步功率分布，求得最大負荷和最小負荷時各段線路的最終潮流分布，并計算出最大負荷時。2. 變電所高壓母線電壓計算及電壓損耗計算從電力系統(tǒng)電壓參考點（發(fā)電廠高壓母線）開始，計算電網(wǎng)在最大負荷、最小負荷時，各變電所母線電壓。本設(shè)計中發(fā)電廠高壓母線采用逆調(diào)壓方式ufmax=116kv，ufmin=110kv電壓損耗計算：正常運行時由發(fā)電廠高壓母線至變電所高壓母線的電壓損耗值即為umax%，要求u%10%故障斷開一回線的

16、情況，發(fā)電廠高壓母線至最遠端變電所母線的電壓損耗值，為umax%，要求u%0.6smax=6.67mva，ss重要=12.5mva的條件，選用se=16mva主變，且校驗其過負荷能力滿足要求。3. 主變型式：采用無勵磁調(diào)壓變壓器sfz9-16000/110型，選擇分接頭后，經(jīng)校驗其在最大負荷和最小負荷時均能滿足順調(diào)壓要求。三、主接線的確定及配電裝置選型1. 高低壓側(cè)主接線方式確定根據(jù)35-110kv變電所設(shè)計規(guī)范gb50059-92規(guī)定：35-110kv線路在兩回及以下，宜采用橋式接線，線路變壓器組或線路分支接線超過兩回的宜采用擴大橋形單母線或單母線分段的接線。橋形接線又分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)

17、橋接線線路操作方便，而變壓器操作復雜，使用與線路長故障率高，變壓器不經(jīng)常操作的變電所。外橋接線則主變操作方便，線路操作復雜，適用于線路短，故障率低，變壓器運行方式需要經(jīng)常改變，有穿越功率流過的變電所。本設(shè)計中c變電所110kv有兩回進線，且兩臺變壓器并列運行，不經(jīng)常操作以提高供電可靠性，采用內(nèi)橋接線。根據(jù)35-110kv變電所設(shè)計規(guī)范規(guī)定：當變電所有兩臺主變時，6-10kv側(cè)宜采用分段單母線，線路為12回及以上時，可采用雙母線，當不允許停電檢修時，可設(shè)置旁路設(shè)施。c變電所最大負荷為12mw，按每回線2000kw負荷計算。10kv出線達6回。為了保證重要負荷供電可采用雙回路供電，故本設(shè)計中10k

18、v側(cè)采用單母線分段接線方式。2. 配電裝置選型配電裝置分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置兩種。屋內(nèi)配電裝置占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設(shè)備受氣候條件影響較小，但需建造房屋，投資大。屋外配電裝置土建工作量小投資少，建設(shè)工期短，易于擴建，但占地面積大，運行維護和操作條件較差，電氣設(shè)備易受污染和氣候條件影響，一般110kv及以上配電裝置采用屋外式，35kv及以下采用屋內(nèi)配電裝置。屋外配電裝置采用中型。屋內(nèi)配電裝置分為單層、二層、三層。無出線電抗器的配電裝置多為單層式，通常采用成套開關(guān)柜。根據(jù)以上選型原則，本設(shè)計變電所c采用：110kv側(cè)中型屋外配電裝置，10kv側(cè)單層戶內(nèi)成套開關(guān)柜配電裝置。

19、四、確定所用電接線型式1. 所用變臺數(shù)：根據(jù)35-110kv變電所設(shè)計規(guī)范規(guī)定：在有兩臺及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺容量相同，可互為備用的所用變壓器，故c所選用兩臺10kv所用變壓器。2. 容量和型式：本設(shè)計中采用兩臺50kva所用變，選用sl50/10.5型變壓器，所用變高壓側(cè)分別引接在10kv、段母線上。為了提高供電可靠性，在所用變低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)主、備供電源自投裝置，以保證在一段母線故障時，不至于失去所用電源。五、短路電流計算（一）短路電流計算的目的為了選擇斷路器等電氣設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求，評定并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施，為繼電保護設(shè)計和調(diào)試提供依據(jù)，分析計算送

20、電線路對通訊設(shè)施的影響。（二）短路電流的計算條件1. 短路點的確定：系統(tǒng)在最大運行方式下，該點發(fā)生三相短路時通過設(shè)備和載流導體的短路電流最大；2. 采用近似計算：系統(tǒng)中各元件的電阻、線路對地電容、變壓器勵磁損耗忽略不計，不考慮負荷電流的影響，發(fā)電機采用xd作為等值阻抗。3. 采用個別變化法（1） 根據(jù)計算電路作等值電路圖，將發(fā)電機與系統(tǒng)分別用一臺等效發(fā)電機替代，利用短路電流運算曲線分別求出每臺等效發(fā)電機提供的短路電流，短路點的總短路電流則為各等效發(fā)電機所供短路電流之和。（2） 有限容量電源系統(tǒng)的短路電流計算求短路點對等效發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)移電抗x*將x*換算為以等效發(fā)電機額定參數(shù)為基準的計算電抗x

21、js*根據(jù)計算電抗xjs*查相應(yīng)的運算曲線求出i*、i*tk/2、i*tk乘以基準電流可得有名值i*、i*tk/2、i*tk。（3） 當xjs*3時，可視為無窮大電源系統(tǒng)，計算方法為：求出轉(zhuǎn)移電抗x*計算出以等效發(fā)電機額定參數(shù)電抗xjs*i*= itk/2*=itk*= i*=1/ xjs*，并計算出有名值。（三）短路電流的計算方法、步驟1. 各元件參數(shù)設(shè)ub=uav，sb=100mva發(fā)電機： 線路： 變壓器：xt*=uk%* sb/ (se*100) 系統(tǒng)：xc* =xc * sb/ sc 2. 選擇短路點，k1、k2、k3、k4，分別計算出短路電流。短路點標注如圖所示（1） 先計算出短路

22、點至發(fā)電廠高壓母線的x*（2） 求出轉(zhuǎn)移電抗，采用y/變換，xf* =xf*+x*+ （xf* x*）/ xc* xc* = xc* +x*+ （xc* x*）/ xf* （3） 將xf*、xc*歸算成計算電抗， xfjs = xf* xf/ sb xcjs = xf* sc/ sb （4） 當xfjs 3時， if*= itk/2*=itk*=1/ xjs*， xcjs 3時， is*= istk/2*=istk*=1/ xsjs*； xfjs（xcjs）3時，查電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料p56相應(yīng)的短路電流運算曲線查得：if*、 itk/2*、itk*（或is*、 istk/2*、

23、istk*）。用上述標么值分別乘以各自的蕨電流得出有名值，而短路點總短路電流等于發(fā)電廠和系統(tǒng)提供短路電流之和。 i= if+is ，itk/2*= if/2*+ istk/2* ，itk= iftk+ istk（5） 求出沖擊電流 ish=2 *km i，因為各短路點遠離發(fā)電廠， k=1.8（6） 求短路電流周期公量熱效應(yīng) qp=tk/12*( i2 + 10i tk/22 + i tk2 ) tk1s，qk = qp3. 短路電流計算的說明(1) 短路電流持續(xù)時間的確定在確定各短路點短路電流持續(xù)時間時，應(yīng)按照各斷路器后備保護動作時限的配合來確定，由設(shè)計任務(wù)書已知，10kv過電流保護動作時限為

24、1.05，各保護之間的時間配合級差t=0.5s，短路電流持續(xù)時間tk = tpr + tbh 其中：tpr - 后備保護動作時間 tbh - 斷路器全分斷時間，通常取0.s(2) 計算電抗xfjs（xcjs）0.6時，i（3） i（2），只需要計算三相短路電流。(3) 計算電抗xfjs（xcjs） i（3），應(yīng)同時計算三相短路和兩相短路電流，取電流大的適中電流來選擇電氣設(shè)備。六、電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備在正常運行和故障時都必須能可靠工作、安全運行，因此，電氣設(shè)備的選擇原則是：按照正常工作條件選擇，按短路情況進行校驗。（一） 斷路器的選擇和校驗根據(jù)目前發(fā)展趨勢，在現(xiàn)場運行過程中，油斷路器已逐步被淘汰

25、，更換為sf6斷路器、真空斷路器，在新設(shè)計的變電所中一步到位的使用sf6斷路器和真空斷路器。sf6斷路器特別是西門子公司生產(chǎn)的斷路器，具有工作可靠性高，故障率低，檢修維護量小，20年才大修一次。真空斷路器體積小、動作快，承受故障電流能力強等優(yōu)點；根據(jù)前述配電裝置型式選擇結(jié)果，本設(shè)計中110kv采用戶外式sf6斷路器，10kv選用戶內(nèi)式真空斷路器。1.額定電壓： ununs2.額定電流: inigmax計算斷路器回路最大持續(xù)工作電流igmax時，應(yīng)考慮各種方式下的持續(xù)工作電流，取最大值.（1）10kv出線回路則應(yīng)考慮當電壓降低5%，變壓器出力保持不變igmax=1.05in.（2）主變回路igm

26、ax則應(yīng)考慮一臺變壓器停運，另一臺變壓器過負荷40%.流過的最大持續(xù)工作電流. igmax=1.4sn/ 3 un 3.斷流電力校驗:inbript當斷路器規(guī)定開斷電流較短路電流大很多時，為了簡化計算，也可以暫忘電流i進行校驗. inbri4.動穩(wěn)定校驗: iesish5.熱穩(wěn)定校驗: it2.tqk6.短路復合電流校驗:為了保證斷路器復合短路時的安全，斷路器的額定復合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值. inclish（二）隔離開關(guān)的選擇和校驗:1.根據(jù)安裝地點選擇戶內(nèi)或者戶外式. 2.額定電壓 unun.s3.額定電流 inigmax4動穩(wěn)定校驗 iesish5熱穩(wěn)定校驗: it2.tqk （

27、三）10kv母線橋的選擇和校驗. 1.母線材料和截面形狀選擇目前母線材料廣泛應(yīng)用鋁材.因為鋁的電阻率教低，有一定的機械強度，質(zhì)量輕，價格低，銅材雖然導電性能好，但價格較高，只有在工作電流較大，環(huán)境對鋁材腐蝕嚴重時才用，因此本設(shè)計中采用鋁材.硬母線截面形狀一般有矩形，槽形，管形.矩形母線散熱性能好，有一定的機械強度，便于固定和連接.但單條母線不能超過1250mm2.矩形母線在支柱絕緣子上有平放和豎放兩種.母線平放比豎放散熱條件差，但機械強度好.本討論中采用平放矩形.2.按經(jīng)濟電流密度選擇鋁材截面. 由硬鋁的經(jīng)濟電流目睹曲線查得，tmax對應(yīng)的經(jīng)濟密度t.sj = igmax/j igmax =

28、1.05ibn3.按長期發(fā)熱允許電流校驗imaxkial其中：imax - 1.4倍的變壓器額定電流 k - 環(huán)境溫度修正系統(tǒng)， k=(al-)/(al-0) ial - 環(huán)境溫度為254. 熱穩(wěn)定校驗要求由短路電流熱效應(yīng)決定的導體最小截面smin 小于所選的截面ssmin = qk*ks / c 135 hz時，= 1，則單位長度導體相間電動力fph = 1.73*10-7 ish2 / a導體最大計算應(yīng)力 ph = fph* l2 / 10w其中： w - 導體截面系數(shù) a - 導體相間距離 l - 支柱絕緣子跨距要求：ph al ； al 為最大允許應(yīng)力（硬鋁為 70*106 pa）（四

29、）絕緣子選擇1、根據(jù)安裝地點選擇母線橋為戶外，匯流母線為戶內(nèi)式。戶外考慮防污應(yīng)選用高一級產(chǎn)品。2、額定電壓 unun.s3、動穩(wěn)定校驗fmax = 1.73*10-7 ish2 l/ ah1 =h+b+h/2fc = fmax * h1/h 應(yīng)滿足fc 0.6 fdl其中: l - 支柱絕緣子跨距 （m） h1 - 支柱絕緣子底部至導體水平中心高度 （mm） h - 支柱絕緣子長度 （mm） b - 導體支持器下片厚度，平放鋁排b=12mm h - 導體厚度 fdl - 抗彎破壞負荷 （n） fmax - 絕緣子受力 （n） fc - 絕緣子帽受力 （n）（五）絕緣子選擇1、額定電壓 unun

30、s 2、額定電流 inigmax對于母線型穿墻套管不必按此項選擇和校驗熱穩(wěn)定，只需保證其型式與穿過母線尺寸相配合。3、熱穩(wěn)定校驗: it2.tqk4、動穩(wěn)定校驗 fmax = 1.73*10-7 ish2 lc/ a 0.6 fde 時合格。lc = （l1 + l2）/2其中: l1 - 與絕緣子相鄰跨距 （m） l2 - 套管長度 （m） 5、高壓熔斷器的選擇與校驗（1） 所用變高壓側(cè)熔斷器選擇額定電壓 un uns 額定電流 inft infs = k * imax其中： k可靠系數(shù)，通常取1.3 imax = 1.4 tbn開斷電流校驗 inbr i限流式熔斷器按i校驗，不計非周期分量

31、的影響。（2） 壓變高壓側(cè)熔斷器選擇10kv壓變采用高壓熔斷器只需按額定電壓及斷流容量來選擇額定電壓 un uns 開斷電流校驗 inbr i七、繼電保護及互感器配置1. 電網(wǎng)繼電保護配置原則應(yīng)該滿足繼電保護得四項基本要求：選擇性、連續(xù)性、靈敏性、可靠性，在保證四項基本要求得前提下，應(yīng)力求采用簡單得保護裝置。2. 變壓器保護根據(jù)dl400-91繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程得規(guī)定，應(yīng)裝設(shè)如下保護：（1） 為反映變壓器得箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對0.8mva及以上油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護 （2） 為反映變壓器繞組和引出線得相間短路以及中性點直接接地電網(wǎng) 側(cè)繞組和引出線得接地短路及匝間短路

32、應(yīng)裝設(shè)縱差保護或電流速斷保護。對于6.3mva及以上并列運行變壓器和10mva及以上單獨運行變壓器應(yīng)裝設(shè)縱差保護。（3） 為反映外部相間短路引起得過電流并作為瓦斯、縱差保護得后備，應(yīng)裝設(shè)過電流保護。（4） 為反映大電流接地系統(tǒng)外部接地短路，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護。（5） 為反映過負荷，應(yīng)裝設(shè)過負荷保護 。根據(jù)以上原則，裝設(shè): 瓦斯保護和縱差保護構(gòu)成主保護; 復合電壓閉鎖過電流保護和零序過電流保護作為后備保護; 過負荷保護，動作于信號，反映變壓器不正常運行狀態(tài)。3.10kv線路保護：為反映相間故障裝設(shè)兩段式電流保護，并裝設(shè)三相一次自動重合閘。（二）互感器配置1.電流互感器：為了滿足保護、測量裝置得需

33、要，在有斷路器得回路均設(shè)有互感器。對中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小電流接地系統(tǒng)，一般采用兩相配置。視復合對稱性、保護靈敏度要求也可以采用三相配置。電流互感器通常布置在斷路器得出線或變壓器側(cè)。2電壓互感器： 一般工作母線都裝有電壓互感器，用于測量儀表和保護裝置： 110kv側(cè)：裝于橋斷路器兩側(cè)連接點 jdcf-110wb 0.2/3p級 10kv側(cè)：裝于、段母線 jdz-10 0.5級八、防雷及保護接地規(guī)劃變電所得雷害事故來自兩方面：1雷擊于變電所得電氣設(shè)備 2 雷擊線路：沿線路向變電所得入侵波（一）變電所的直接雷保護1、為了防止雷直擊于變電所，可以裝設(shè)避雷針，應(yīng)使所有設(shè)備都處于避雷

34、針保護范圍之內(nèi)，還應(yīng)采取措施防止雷擊避雷針時得反擊事故。一般應(yīng)使避雷針與被保護設(shè)百或構(gòu)架之間空氣間隙sk5m。避雷針接地裝置與被保護設(shè)備接地裝置之間在土壤中得間隙sd3m. 2、避雷針的安裝對于110kv及以上配電裝置絕緣水平較高，可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上。10kv的配電裝置絕緣水平較低，不允許將避雷針裝設(shè)在配電構(gòu)架上，需架設(shè)獨立避雷針。本涉及中除110kv進線構(gòu)架將避雷針裝于構(gòu)架上。還應(yīng)在變電所周圍裝設(shè)四支等高避雷針。3、變電所的入侵波保護1.變電所內(nèi)必須裝設(shè)閥型避雷器限制雷電波入侵時的過電壓，由于變壓器時最重要的設(shè)備，因此避雷器應(yīng)盡量靠近變壓器，一般在變電所母線上裝設(shè)閥型避雷器。

35、110kv側(cè)裝設(shè)fz-110j普通閥型避雷器，10kv母線分別裝設(shè)fz-10閥型避雷器。4、進線保護（1） 為限制流經(jīng)變電所內(nèi)閥型避雷器雷電流的副值和雷電波陡度，需采用進線段保護在靠近變電所的一段進線或合成架設(shè)避雷線，若110kv進線的隔離開關(guān)或斷路器可能經(jīng)常處于斷路狀態(tài)。此時線路側(cè)又在帶電時，雷電波入侵在開斷電會使全反射電壓升高，造成設(shè)備損壞，應(yīng)裝設(shè)管型避雷器。（2） 低壓側(cè)入侵波的保護為限制流過低側(cè)母線的閥型避雷器fz10的雷電流不超過5ka。在10kv出 線段采用fs10避雷器，可使變電所低壓母線空雷電壓較小，（一）變壓器中性點保護1、對于中性點直接接地系統(tǒng)，變壓器往往是分級絕緣的，即變

36、壓器中性點絕緣水平要避相線端低得多（我國110kv變壓器中性點絕緣為35kv），故需在中性點上加裝閥性避雷器或間隙來保護，一般采用fz40避雷器。斷路器非全相合閘時，變壓器中性點上將出現(xiàn)很高的過電壓，為限制這種內(nèi)部過電壓，一般在中性點采用間隙保護，開斷或接入變壓器時先將變壓器中性點直接接地，操作完畢后再將中性點拉開。2、保護、防雷接地為了保護人身安全，無論發(fā)配電還是用電系統(tǒng)中都應(yīng)將電氣設(shè)備的金屬外殼接地，以保證一但設(shè)備絕緣損壞不致于導致工作人員觸電傷亡，因此對變電所內(nèi)所有設(shè)備金屬外殼如變壓器底座，開關(guān)柜等均應(yīng)保護接地。根據(jù)安全和工作接地要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后再避雷器和避雷器下面增加接地

37、體以滿足防雷接地要求。工頻接地電阻 r0.5具體防雷及保護接地配置如下：1. 110kv線路全線架設(shè)避雷器，線路裝設(shè)gb110j。2. 110kv橋連接點配連接配fz110j普通閥型避雷器。3. 變壓器中性點采用放電間隙，并裝設(shè)fz40型避雷器。4. 10kv母線配fz10型避雷器，出現(xiàn)配fs10避雷器。5. 變電所周圍設(shè)四支等高避雷器第三章 區(qū)域電力網(wǎng)設(shè)計計算書第一節(jié) 電網(wǎng)有功功率平衡一、在有功功率平衡1、在電大負荷情況下的發(fā)電負荷：新建電網(wǎng)： pl1=(20+26+18+29)/(1-0.07-0.06)=106.9（mw）原有電網(wǎng)： pl2=(1210.5+210)1-0.07）40.8

38、6（mw）總的發(fā)電負荷： plpl1+pl2106.9+40.86147.76（mw）發(fā)電機發(fā)出的功率： pg252+50100（mw）聯(lián)絡(luò)線上潮流： pspg-pl100-147.76-47.76（mw）所以系統(tǒng)向高壓配電網(wǎng)送電47.76mw2、在電大負荷情況下的發(fā)電負荷：新建電網(wǎng)： pl1=200.7+260.5+180.5+290.7=45.5（mw）原有電網(wǎng)： pl2=40.860.520.43（mw）總的發(fā)電負荷： plpl1+pl245.5+20.4365.93（mw）發(fā)電機發(fā)出的功率： pg25+5075（mw）聯(lián)絡(luò)線上潮流： pspg-pl75-65.939.07（mw）所以系

39、統(tǒng)向高壓配電網(wǎng)送電-9.07mw二、高壓配電電網(wǎng)電壓等級的選擇電網(wǎng)電壓等級決定于輸電功率和輸電距離，還要考慮到周圍已有電網(wǎng)的電壓等級，設(shè)計選擇110kv。三、變電所主變壓器的選擇1、根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范規(guī)定，選擇的變壓器容量se需同時滿足下列兩伯條件：se（0.60.7）smax；sesimp；其中smax為變電所的最大負荷容量，simp為變電所的全部重要負荷容量。2、根據(jù)規(guī)定，a、b、c、d四個變電所都有重要負荷，所以每個變電所都選擇兩臺主變。a變電所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)20/0.9213.0415.22（mw）sesimp0.65pmax/cos0.6520

40、/0.9214.13（mva）選擇兩臺sfz9-16000/110變壓器b變電所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)26/0.9216.9619.78（mw）sesimp0.68pmax/cos0.6826/0.9219.22（mva）選擇兩臺sfz9-20000/110變壓器c變電所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)18/0.9211.7413.7（mw）sesimp0.68pmax/cos0.6818/0.9213.5（mva）選擇兩臺sfz9-16000/110變壓器d變電所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)29/0.9218.9

41、122.06（mw）sesimp0.59pmax/cos0.5929/0.9218.6（mva）選擇兩臺sfz9-25000/110變壓器3、查表得：1）sfz9-16000/110變壓器：rtpkun2/（1000sn2）771102/（1000162）3.64（）xti0un2/（100sn）10.51102/（10016）79.41（）2）sfz9-20000/110變壓器：rtpkun2/（1000sn2）2.84（）xti0un2/（100sn）63.35（）3）sfz9-25000/110變壓器：rtpkun2/（1000sn2）2.14（）xti0un2/（100sn）50.82

42、（）四、選擇導線截面：1、首先計算不同負荷曲線的最大負荷小時數(shù)負荷曲線（a）tmaxa24356（0.76+0.810+0.92+1.06）/247300（h）負荷曲線（b）tmaxb24356（0.516+0.84+0.62+1.02）/245256（h）2、方案11）忽略變壓器的損耗，分別計算各變壓器的最大負荷如下：sapa+jqa20+j5.9（mva）sbpb+jqb20+j5.9（mva）scpc+jqc20+j5.9（mva）sdpd+jqd20+j5.9（mva）2）每段導線流過的最大電流（d變電所110kv側(cè)的分段斷路器閉合和10kv側(cè)的分段斷路器分開，a變電所110kv側(cè)的分

43、段斷路器閉合和10kv側(cè)的分段斷路器分開）根據(jù)每段導線的tmax查表，并且應(yīng)用插值法得到經(jīng)濟電流密度如下：ga段：tmax（207300+265256）/（20+26）6145（h）j0.956（a/mm2）ab段：tmax5256（h）j1.064（a/mm2）gd段：tmax6517（h）j0.942（a/mm2）dc段：tmax5256（h）j1.064（a/mm2） 每段導線流過的最大電流、經(jīng)濟截面和選擇導線型號如下：（雙回線中一回線）gd段：imax0.5pn/(3uncos)0.5(18+29)1000/(31100.92)134.07（a）simax/j=134.07/0.942

44、=142.33 mm2選取導線型號為lgj-150gd段：imax0.5pn/(3uncos)0.5181000/(31100.92)51.35（a）simax/j=51.35/1.064=48.26 mm2選取導線型號為lgj-120ga段：imax0.5pn/(3uncos)0.5(20+26)1000/(31100.92)131.22（a）simax/j=131.22/0.956=137.26 mm2選取導線型號為lgj-150ab段：imax0.5pn/(3uncos)0.5261000/(31100.92)74.17（a）simax/j=74.17/1.064=69.71 mm2選取

45、導線型號為lgj-1203）校驗：（幾種情況進行）按機械強度校驗導線截面積，為保證架空線路具有必要的機械強度，相關(guān)規(guī)程規(guī)定：110kv不得采用單股線，其最小截面積如下表所示。對于更高電壓等級的線路，規(guī)程未作規(guī)定，一般認為不小于35mm2。因此，所選的全部導線滿足機械強度的要求。滿足機械強度要求的導線最小截面（mm2）：導線類型通過居民區(qū)通過非居民區(qū)鋁鉸線和鋁合金3525鋼芯鋁線2516鋼線1616按電暈校驗導線截面，下表列出不必驗算電暈臨界電壓的導線最小直徑和相應(yīng)的導線型號。不必驗算電暈臨界電壓的導線最小直徑和相應(yīng)型號額定電壓(kv)110220330500四分裂750四分裂單導線雙分裂導線外徑9.621.433.1相應(yīng)型號lgj-50lgj-240lgj-6002lgjq-2404lgjq-30004lgjq-400因為導線選取的型號都