110kV中大變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、110kv中大變電站設(shè)計(jì)作 者 姓 名 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 目 錄110kv中大變電站設(shè)計(jì)1目 錄2摘 要3abstract3第一章 緒論41.1 變電站的簡(jiǎn)介及發(fā)展41.2. 課題資料5第二章 電氣主接線的設(shè)計(jì)72.1 電氣主接線的簡(jiǎn)介及要求72.2變電站的主接線方式82.3 無功補(bǔ)償裝置10第三章 主變壓器的選擇113.1 主變壓器的選擇原則113.2 主變壓器的容量113.3 主變器的確定12第四章 短路電流的計(jì)算1341 短路電流計(jì)算的目的135.2短路計(jì)算的計(jì)算13第五章電氣設(shè)備的選擇165.1 電氣設(shè)備選擇的條件及校驗(yàn)165.2 高壓斷路器的選擇

2、175.3 隔離開關(guān)的選擇205.4 各級(jí)電壓母線的選擇225.5 絕緣子和穿墻套管的選擇245.6 電流互感器的選擇24第六章 防雷保護(hù)與接地保護(hù)266.1 防雷保護(hù)266.2 變電站的接地保護(hù)27第七章 變電站的繼電保護(hù)28參考文獻(xiàn)：31致 謝31摘 要變電站在電力系統(tǒng)中有著極其重要的作用。變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，它是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)題目是110kv中大變電站設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)包括變電站的一次系統(tǒng)及部分二次系統(tǒng)。變電所在中大開發(fā)區(qū)西南2km，110kv線路由東側(cè)進(jìn)線，35kv線路向北出線，10kv饋線向西出線。對(duì)于中大變電站的一次

3、系統(tǒng)主要是電氣主接線的設(shè)計(jì)，變壓器及其他電氣設(shè)備的選型。對(duì)于電氣主接線的設(shè)計(jì)，有110kv，35kv，10kv，應(yīng)該滿足運(yùn)行的可靠性、靈活性，經(jīng)濟(jì)合理性。通過負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)具體的可靠性要求，考慮遠(yuǎn)景發(fā)展選擇主變壓器的型號(hào)。根據(jù)短路電流的計(jì)算，在進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇電壓互感器、電流互感器，斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備。根據(jù)具體原則，選擇母線及其他電力線路。對(duì)于二次部分，主要工作是防雷保護(hù)和接地保護(hù)，在滿足繼電保護(hù)的原則基礎(chǔ)上對(duì)變壓器等電氣設(shè)備及電力線路進(jìn)行保護(hù)。關(guān)鍵詞：變電站 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二次部分設(shè)計(jì)abstract the substation plays the vital rol

4、e in the power system . it consists of many electric appliances equipments, and it used to cut off or connect,change ,or adjusting voltage. in the power system, it is rally point of the transmission and distribution .my graduation design topic is 110kv of zhongda substation design ,and the main desi

5、gn includes primary system and the secondary system of the transformer substation the substation lies in the southwest of zhongda development zone. for the primary system of zhongda substation, it mainly consists of the main electrical wiring design ,the selection of transformers and other electric

6、equipment . for the main electrical wiring design, it has the 110kv ,35kv and 10kv,and it should meet the operation reliability ,operation flexibility and economic rationality . through the load calculation ,for the specific requirements of reliability , considering long-term development , we choose

7、 the the main transformer models . according to the calculation of short-circuit current ,we check dynamic stability and thermal stability checking，then we selectvvoltage transformer ，current transformer， circuit breaker ，isolating switch and so on. according to the specific principles ,we choose th

8、e bus and other power line.for secondary system, we mainly select lightning protection and ground protection . on the basis of the principle of relay protection ,we conduct the protection of the transformers ,the other electrical equipment and power lines .key words：substation； design for the primar

9、y system； design for the secondary system第一章 緒論1.1 變電站的簡(jiǎn)介及發(fā)展（一） 變電站的簡(jiǎn)介變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計(jì)量和控制用互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置無功功率補(bǔ)償，和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備。變電站主要可分為：樞紐變電站、終端變電站；升壓變電站、降壓

10、變電站；電力系統(tǒng)的變電站、工礦變電站、鐵路變電站（25kv、50hz）；1000kv、750kv、500kv、330kv、220kv、110kv、66kv、35kv、10kv、6.3kv等電壓等級(jí)的變電站；10kv開閉所；箱式變電站。（二 ）變電站的發(fā)展自20世紀(jì)90年代以來，變電站自動(dòng)化技術(shù)一直是我國(guó)電力行業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)。變電站綜合自動(dòng)化是將變電站二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。它是變電站的一種現(xiàn)代化技術(shù)裝備，是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的

11、 綜合應(yīng)用，它可以收集較齊全的數(shù)據(jù)和信息。它具有功能綜合化、，設(shè)備、操作、監(jiān)視微機(jī)化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運(yùn)輸管理智能化等特征。變電站的綜合自動(dòng)化為變電站小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則是：1.在保證可靠性的前提下，合理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和功能終端。采用分布式分層結(jié)構(gòu)，不須人工干預(yù)的盡量下放，有合理的冗余但盡量避免硬件不必要的重復(fù)。2.采用開放式系統(tǒng)，保證可用性（interoperability）和可擴(kuò)充性（expandability）。要求不同制造廠生產(chǎn)的設(shè)備能通過網(wǎng)絡(luò)互連和互操作，同 時(shí)還要求以后擴(kuò)建時(shí)

12、，現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件和軟件能較方便的與新增設(shè)備實(shí)現(xiàn)互操作。1.2. 課題資料（一）基本資料 隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深化，企業(yè)高速發(fā)展，中大地區(qū)的電力負(fù)荷需求量大大增加。濟(jì)南供電局根據(jù)實(shí)際需要，報(bào)請(qǐng)省電力公司批準(zhǔn)同意，在中大新建降壓變電所。新建變電所位于中大，離市區(qū)約25km，由距其65km的南郊變電站供電。南郊變電站和中大變電所之間有110kv聯(lián)絡(luò)線。變電所所址選擇在中大開發(fā)區(qū)西南2km，110kv線路由東側(cè)進(jìn)線，35kv線路向北出線，10kv饋線向西出線。出線走廊充裕，所址平坦，無洪水之患，距公路較近，交通便利，附近無污染。氣象資料：年最高溫度38.6，所平均氣溫20,年最低溫度17.9，最熱月平均

13、溫度30，凍土深度:0.5m,導(dǎo)線覆冰厚度5mm，-5,最低月平均氣溫-8,海拔250m,最多風(fēng)向西北、西南，地耐力2kg/cm2 ,地震級(jí)6級(jí)以下,地壤電阻率1.0104.cm。表1：待設(shè)計(jì)變電站負(fù)荷情況 單位：kw10kv第一期第二期35kv第一期第二期10kv 1線1000150035kv 1線2000300010kv 2線1000200035kv 2線2000250010kv 3線1000150035kv 3線2000350010kv 4線1000300035kv4線2000300010kv 5線1000150010kv 6線10002000遠(yuǎn)期規(guī)模：主變壓器2x50mva，110kv

14、進(jìn)線2回，35kv出線6回，10kv出線8回。無功補(bǔ)償容量是2x5000kvar。本期規(guī)模：主變壓器2x50mva，110kv進(jìn)線2回，35kv出線4回，10kv出線6回，無功補(bǔ)償容量是2x 5000kvar。變電站戶外布置，將110kv配電裝置、變壓器置于戶外，35kv、10kv配電裝置置于綜合樓內(nèi)。本站位于中大開發(fā)區(qū)西南2km。變電站的主要內(nèi)容列表如下：表2：變電站的要求項(xiàng)目110kv主接線內(nèi)橋接線35kv主接線單母線分段10kv主接線單母線分段主變壓器三相三線圈有載調(diào)壓變壓器戶外安裝110kv設(shè)備敞開式布置35kv設(shè)備六氟化硫開關(guān)柜，戶內(nèi)安裝10kv設(shè)備中置式真空開關(guān)柜，戶內(nèi)安裝值班方式

15、無人值班控制方式微機(jī)監(jiān)控（二） 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、電氣主接線設(shè)計(jì)（110kv、35kv、10kv）；2、電氣設(shè)備選擇及短路電流計(jì)算；3、配電裝置設(shè)計(jì)；4、防雷保護(hù)與接地的設(shè)計(jì)；5、保護(hù)配置及自動(dòng)裝置配置；第二章 電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1 電氣主接線的簡(jiǎn)介及要求（一） 電氣主接線的介紹變電站電氣主接線主要是指變電所中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。（二） 電氣主接線的要求1運(yùn)行的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度

16、的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。2 運(yùn)行的可靠性斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性；大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠的特殊要求；3 運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。4應(yīng)有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此

17、，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。2.2 變電站的主接線方式本設(shè)計(jì)包括110kv，35kv，10kv的電氣主接線的設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)于變電站的具體分析，應(yīng)分別選擇下述的接線方式。（一）110kv電氣主接線設(shè)計(jì) 110kv側(cè)最終進(jìn)線兩回，根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，選擇內(nèi)橋接線。110kv線路2回，2條主變進(jìn)線、橋間隔、母線設(shè)備間隔共7個(gè)間隔。圖2-1： 內(nèi)橋接線 圖形需重畫內(nèi)橋接線中,橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè),此時(shí)線路經(jīng)線斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；而變壓器支路只經(jīng)過隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元。內(nèi)橋接線使用于兩回進(jìn)線且線路較長(zhǎng)、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換的運(yùn)行方式的變電

18、站中。對(duì)于110kv側(cè)，內(nèi)橋接線的特點(diǎn)：1、 可靠性：當(dāng)出線開關(guān)檢修時(shí)，線路需要較長(zhǎng)時(shí)間停電，影響線路供電，橋開關(guān)檢修時(shí)，兩個(gè)回路解列運(yùn)行2 靈活性：線路停電時(shí)，操作簡(jiǎn)單，僅故障線路的斷路器跳閘，主變停電時(shí)，操作復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)開關(guān)，影響一回路的暫時(shí)運(yùn)行；可以擴(kuò)建，擴(kuò)建后接線型式發(fā)生變化（二） 35kv側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)35kv側(cè)本期規(guī)劃出線4回，遠(yuǎn)景規(guī)劃出線6回，選擇單母線分段。進(jìn)線柜2面，出線柜4面，母線設(shè)備柜2面，分段隔離柜1面，分段開關(guān)柜1面。圖2 單母線分段接線單母線分段的優(yōu)點(diǎn)：a.具有單母線接線簡(jiǎn)單、清晰、方便、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)。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(guān)

19、檢修或故障時(shí)的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關(guān)分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關(guān)短路時(shí)，非故障母線段可以實(shí)現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時(shí)停電。c.運(yùn)行比較靈活。分段斷路器可以接通運(yùn)行，也可斷開運(yùn)行。d.可采用雙回線路對(duì)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(diǎn)a.任一分段母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，連接在該分段母線上的所有進(jìn)出回路都要停止工作，這對(duì)于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴(yán)重的缺點(diǎn)。b.檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。這對(duì)于電壓等級(jí)高的配電裝置也是嚴(yán)要缺點(diǎn)。因?yàn)殡妷旱燃?jí)高的斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)用戶影響甚大。（三） 10kv側(cè)電氣主接線

20、 對(duì)于10kv側(cè)，遠(yuǎn)景規(guī)劃出線8回，近景規(guī)劃出現(xiàn)6回，選擇單母線分段。進(jìn)線柜2面，出線柜7面，母線設(shè)備柜2面，分段隔離柜1面，分段開關(guān)柜1面，接地變及電容器出線柜各2面。圖3 單母線分段接線單母線分段的適用范圍：1）、6-10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。2）、35-63kv配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)。3）、110-220kv配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)。2.3 無功補(bǔ)償裝置（一）無功補(bǔ)償?shù)哪康模簾o功補(bǔ)償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機(jī)和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)基本的常識(shí)，在這里不多作特別的說明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9

21、（本次設(shè)計(jì)要求功率因?yàn)闉?.95以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)電容器補(bǔ)償無功。 （二）無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算選擇補(bǔ)償電容器的個(gè)數(shù)nc=qc / qc式中：qc單個(gè)電容器的容量，單位kavr。按照3的整數(shù)倍取定補(bǔ)償器的個(gè)數(shù)nc s，然后計(jì)算出實(shí)際的補(bǔ)償容量：qc s = nc s * qc 本設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償?shù)娜萘渴?x 5000kvar，選擇電容器為集合式分組電容器。每組容量為2500 kvar，共二組?？蓪?shí)現(xiàn)不停電調(diào)容。每組電容器均配有進(jìn)口交流接觸器實(shí)現(xiàn)投切。第三章 主變壓器的選擇3.1 主變壓器的選擇原則1 為保證供電可靠性，在變電所中，一般裝設(shè)兩臺(tái)主

22、變壓器；2為滿足運(yùn)行的靈敏性和可靠性，如有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)選擇兩臺(tái)三繞組變壓器，選用三繞組變壓器占的面積小，運(yùn)行及維護(hù)工作量少，價(jià)格低于四臺(tái)雙繞組變壓器，因此三繞組變壓器的選擇大大優(yōu)于四臺(tái)雙繞組變壓器；3 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故后其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%以上，并保證用戶的一級(jí)和二級(jí)全部負(fù)荷的供電。3.2 主變壓器的容量選擇主變壓器，應(yīng)考慮變電站建后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。表1 變電站負(fù)荷10kv第一期第二期35kv第一期第二期10kv 1線1000150035kv 1線2000300010kv 2線100020

23、0035kv 2線2000250010kv 3線1000150035kv 3線2000350010kv 4線1000300035kv4線2000300010kv 5線1000150010kv 6線10002000總計(jì)6000115008000120001）考慮到負(fù)荷的同時(shí)率，35kv側(cè)最大負(fù)荷應(yīng)為：取p=6000*0.8=4800kv 10kv側(cè)的最大負(fù)荷應(yīng)為：取p=8000*0.8=6400kv s=7.53因?yàn)檫h(yuǎn)期于近期都是50mv,無功補(bǔ)償容量是2x5000kvar在考慮負(fù)荷的同時(shí)率的時(shí)：p=50*0.85=42.5mv, 3.3 主變器的確定1臺(tái)數(shù)的確定：對(duì)于大城市郊區(qū)的變電所，在中、

24、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。2主變壓器型號(hào)的選擇：在本次變壓器的設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇三相三線圈有載調(diào)壓變壓器。故對(duì)于主變壓器綜合以上的因素選擇：主變壓器為三卷風(fēng)冷有載調(diào)壓節(jié)能型變壓器，額定容量50mva，電壓比為1108x1.25%/38.5/10.5kv，容量比為100/100/100。第四章 短路電流的計(jì)算41 短路電流計(jì)算的目的所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)該著眼盡

25、量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行和維護(hù)檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計(jì)算短路電流的方法。短路計(jì)算的目的是是：（1） 選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。（2） 繼電保護(hù)的配置和整定。系統(tǒng)中影配置哪些繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。（3

26、） 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(shè)計(jì)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(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)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(jīng)濟(jì)的方案，因此，在比較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。5.2 短路計(jì)算的計(jì)算1.繪制計(jì)算電路南郊變電站110kv圖一 短路電流計(jì)算圖2使用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，某量的標(biāo)幺值=所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，用標(biāo)幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點(diǎn)電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元

27、件的電抗標(biāo)幺值。1、變壓器變壓器通常給出短路電壓百分?jǐn)?shù)，得2、輸電線路已知輸電線路的長(zhǎng)度為 ，每公里電抗值為 ，線路所在區(qū)段的平均電壓為 ，則輸電線路電抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓 的標(biāo)幺值為 圖2 短路等效阻抗圖3.本設(shè)計(jì)選取sj=100mva線路的電抗 ：取=0.35 l=65km u1=115kv =0.3565100115115=0.172=0.35301003535=0.857變壓器的標(biāo)幺值：取 sn=50mv sj=100mv uk%=6% xt*1=0.12 xt*2=0.121）則 k-1 點(diǎn)短路 短路電流周期分量的有名值:短路全電流最大有效值： isk1=1.52id1=1.

28、523.02 =4.59沖擊電流：isk=2.55 id1=2.553.02=7.70 2）k-2點(diǎn)短路 短路全電流最大有效值： isk1=1.52id1=1.524.25 =6.46沖擊電流：isk=2.55 id1=2.554.25=10.833） k-3點(diǎn)短路 短路電流周期分量的有名值: 短路全電流最大值:isk1=1.52id1=1.5219.73 =29.98沖擊電流：isk=2.55 id1=2.5519.73=50.31第五章 電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的條件及校驗(yàn)1.電氣選擇的一般條件正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，

29、應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)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(duì)它們的基本要求卻是相同的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。2.按短路情況校驗(yàn)（一）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)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(chǎn)生的熱效應(yīng)；短路時(shí)導(dǎo)體和電器設(shè)備允許的熱效應(yīng)；時(shí)間t內(nèi)允許通過的短時(shí)熱穩(wěn)定電流（或短時(shí)耐受電流）。電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效

30、應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)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。5.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。高壓斷路器的主要參數(shù)：額定電壓：是指斷路器正常工作時(shí)的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在40度時(shí)，斷路器允許長(zhǎng)期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標(biāo)志，其大小與滅弧室的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應(yīng)的

31、能力；動(dòng)穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力的能力；斷路器的分、合閘時(shí)間：表示斷路器的動(dòng)作速度。1110kv側(cè)高壓斷路器選擇（1）預(yù)選sfm110-110/2000的斷路器表5-1 sfm110-110/2000斷路器參數(shù)型號(hào)項(xiàng)目lw6-110計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)參數(shù)額定電壓（kv）110110額定電流（a）5272000動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）4.5980熱穩(wěn)定電流（ka）4.39(0.63s)31.5(3s)額定開斷電流（ka）5.8131.5 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.527ka,故:（4）額定開斷電流的檢驗(yàn)條件為： it = i=5.8131.5 (

32、5)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件： isk1=4.5980(6)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)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： qdt sfm110-110/2000的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求.235kv側(cè)高壓斷路器的選擇（1）預(yù)選lw8-40.5的斷路器表5-2 lw8-40.5斷路器參數(shù)型號(hào)項(xiàng)目lw8-40.5計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)參數(shù)額定電壓（kv）3535額定電流（a）4251600動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）10.8363熱穩(wěn)定電流（ka）6.46(0.63s)25(4s)額定開斷電流（k

33、a）7.2925 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =4.25 ka,故:（4）額定開斷電流的檢驗(yàn)條件為： it = i= (5)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka(6)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)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(shù)條件要求2. 10kv側(cè)高壓斷路器選擇（1）預(yù)選zn12-10的斷路器表5-3 zn12-10斷路器參數(shù)型號(hào)項(xiàng)目zn12-10計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)參數(shù)額定電壓（kv）1010額定電流（a）6631250動(dòng)穩(wěn)定

34、電流（ka）50.3180熱穩(wěn)定電流（ka）19.73(0.63s)31.5(4s)額定開斷電流（ka）29.9831.5 （2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.663ka,故:（4）額定開斷電流的檢驗(yàn)條件為： it = i= (5)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka6)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10kv則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： zn12-10的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求5.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的用途：（1）倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式

35、時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。（2）隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)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(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，再根據(jù)其校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果后確定。1. 110kv側(cè)隔離開關(guān)選擇（1）預(yù)選gw41102000的隔離開關(guān)表5.4 gw41102000的隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)項(xiàng)目gw41102000計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)參數(shù)額定電壓（kv）110110額定電流（a）5271250動(dòng)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：（3）額定電流的

36、選擇為： =0.527ka,故:(4)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka(5)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)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(jì)算110kv可選用：gw41102000的隔離開關(guān)，可滿足技術(shù)條件要求。2 10kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）預(yù)選gn2-102000的隔離開關(guān)表5.5 gn2-102000的隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào) 項(xiàng)目gn2-102000計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)參數(shù)額定電壓（kv）1010額定電流（a）6632000動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）50.3185熱穩(wěn)定（ka）19.

37、73(0.63s)36(4s)（2）額定電壓的選擇為：（3）額定電流的選擇為： =0.663ka故:(4)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka(5)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10kv則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 根據(jù)上述計(jì)算10kv可選用：gn2-10 的隔離開關(guān)，可滿足技術(shù)條件要求。5.4 各級(jí)電壓母線的選擇選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：1）、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；2）、選擇母線截面的大?。?）、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；4）、對(duì)35kv以上母線，應(yīng)

38、檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；5）、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。裸導(dǎo)體選擇的具體技術(shù)條件：1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時(shí)，以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重的腐蝕場(chǎng)所，可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體?；芈氛９ぷ麟娏髟?0008000a時(shí)，一般選用槽型導(dǎo)體。110kv及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。2）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面sigmax kiy式中：iy 相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25時(shí)的導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量；k 溫度修正系數(shù)；3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：裸

39、導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式為：s smin（itdz）/ c （mm）式中：smin 根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許載截面（mm）c 熱穩(wěn)定系數(shù)i 穩(wěn)態(tài)短路電流（ka）tdz 短路電流等值時(shí)間（s）4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： max y 式中：y 母線材料的允許應(yīng)力（硬鋁y為69106 pa, 硬銅y為137106 pa，鋼y為157106 pa）；max 作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力。5.5 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨

40、天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，635kv為瓷絕緣，60220kv為油浸紙絕緣電容式。5.6 電流互感器的選擇1 110kv進(jìn)線及母聯(lián)電流互感器選擇：預(yù)選lb7-110型號(hào)表5.6 lb7-110參數(shù) 額定一次電流（a）額定電壓（kv）4s熱穩(wěn)定電流（有效值ka）動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值，ka）120011031.580lb7-110型號(hào)的電流互感器的額定二次負(fù)載準(zhǔn)確限值系數(shù)：表5.7 lb7-110參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級(jí)次額定二次負(fù)載準(zhǔn)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

41、為： =0.527 ka,故:(3)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka(4)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)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(jīng)校驗(yàn)所選的電流互感器附合要求。2 10kv進(jìn)線及母聯(lián)電流互感器選擇預(yù)選lzzbj9-10型號(hào)表5.8 lzzbj9-10參數(shù)額定一次電流（a）1s熱穩(wěn)定電流（有效值ka）動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值，ka）250010080lzzbj9-10型號(hào)的電流互感器的額定二次負(fù)載準(zhǔn)確限值系數(shù)：表5.9 lzzbj9-10參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級(jí)次額定二次負(fù)載準(zhǔn)確限值

42、系數(shù)2500/50.54020（1）額定電壓的選擇為：（2）額定電流的選擇為： =0.663ka ,故:(3)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件：ka(4)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s,斷路器分間時(shí)間to=0.03s,則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10kv則短路電流熱穩(wěn)定電流為： 故： 經(jīng)校驗(yàn)所選的電流互感器附合要求。洗衣機(jī)廠市一中第六章 防雷保護(hù)與接地保護(hù)6.1 防雷保護(hù) （一）直擊雷保護(hù)直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過電壓，又稱直擊雷。在雷電的主放電過程中，其傳播速度極快（約為光速的50%-10%），雷電壓幅值達(dá)10-100m

43、v，雷電流幅值達(dá)數(shù)百千安，伴以強(qiáng)烈的光、熱、機(jī)械效應(yīng)和危險(xiǎn)的電磁效應(yīng)以及強(qiáng)烈的閃絡(luò)放電，具有強(qiáng)烈的破壞性和對(duì)人員的殺傷性。110kv配電裝置、主變壓器為戶外布置、采用在構(gòu)架上設(shè)置2支避雷針，及其余設(shè)備均為戶內(nèi)布置，采用配電樓屋頂設(shè)避雷帶，和避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護(hù)，確保戶外主變壓器、110kv配電裝置在其聯(lián)合保護(hù)范圍內(nèi)。（二） 防雷電侵入波由于線路落雷頻繁，這樣雷電波會(huì)沿著架空線侵入變電所，入侵的雷電波會(huì)受到線路絕緣的限制其峰值可能超過電氣設(shè)備的沖擊絕緣水平，故應(yīng)裝設(shè)避雷器來限制雷電波電壓峰值，保護(hù)設(shè)備安全。1、在110kvi、ii段母線上各安裝一組fz110j型閥型避雷器2、在35kvi、

44、ii段母線上各安裝一組fz35型避雷器3、在10kvi、ii段母線上各安裝一組hy5ws12.7/50型避雷器。（三） 主變壓器的防雷保護(hù)1、為了防止當(dāng)?shù)蛪豪@組開路運(yùn)行時(shí)，高壓或中壓側(cè)有雷電波作用會(huì)在低壓繞組上感應(yīng)靜電藕合電壓，危及低壓繞組絕緣，在低壓側(cè)出線上各裝一臺(tái)fz10閥型避雷器，一般裝相。2、110kv側(cè)變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)，有可能不接地運(yùn)行，故在主變110kv中性點(diǎn)安裝一臺(tái)fz40型閥型避雷器。3、35kv中性點(diǎn)為全絕緣結(jié)構(gòu)，但為保護(hù)消弧線圈，則應(yīng)裝fz15及fz10兩臺(tái)避雷器。6.4 變電所進(jìn)線段保護(hù)雖然變電所110kv出線采用全線保護(hù)，但為了減少臨近變電所12km內(nèi)雷電的繞

45、擊和反擊，應(yīng)考慮變電所的進(jìn)線段保護(hù)，在進(jìn)線段裝設(shè)管型避雷器。管型避雷器作用：dl在開斷狀態(tài)，又有雷電波入侵時(shí)，由于反擊電壓上升到2%，使斷路器或隔離開關(guān)絕緣對(duì)地放電而引起短路。對(duì)10kv電纜出線采取電纜外殼接地，架空線路在進(jìn)線上裝設(shè)一組fs10型避雷器。6.2 變電站的接地保護(hù)將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種保護(hù)接線方式。本變電站主接地網(wǎng)以水平接地體加垂直地極構(gòu)成，水平接地體采用16熱鍍鋅圓鋼，垂直接地極用50502500和50503000兩種長(zhǎng)度的熱鍍鋅角鋼，布置盡量利用配電室以外的空

46、地。變電站主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足r0.5的要求。如實(shí)測(cè)接地電阻值不能滿足要求，則需擴(kuò)大接地網(wǎng)面積或采取其他降阻措施。所有設(shè)備的底座或基礎(chǔ)槽鋼均采用16的熱鍍鋅圓鋼焊接并接入主接電網(wǎng)，與主接地網(wǎng)可靠焊接。帶有二次繞組的設(shè)備底座應(yīng)采用兩根接地引下線，與電網(wǎng)兩個(gè)不同點(diǎn)可靠焊接。施工中應(yīng)保證避雷針（網(wǎng)）引下線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器和10kv及以下設(shè)備的接地線與接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地體的長(zhǎng)度不小于15m。第七章 變電站的繼電保護(hù)繼電保護(hù)裝置是一種能反映電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并作用于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置，它的任務(wù)是（1）發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障設(shè)備從系統(tǒng)切

47、除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，此外，防止故障設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。（2）反映電氣設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，根據(jù)不正常工作狀態(tài)的種類和設(shè)備運(yùn)行維持的條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘，反映不正常工作狀態(tài)的繼電保護(hù)，允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。1 110kv系統(tǒng)表1 110kv系統(tǒng)安裝地點(diǎn)保護(hù)分類保護(hù)類型動(dòng)作條件動(dòng)作結(jié)果故障范圍110kv側(cè)母線上主保護(hù)完全電流差動(dòng)保護(hù)常用作單母線或只有一組母線經(jīng)常運(yùn)行的雙母線的保護(hù)動(dòng)作于跳閘反應(yīng)各電流互感器之間的電氣設(shè)備故障時(shí)的短路電流110kv側(cè)進(jìn)出線上接地短路保護(hù)發(fā)生單相接地發(fā)出預(yù)告信號(hào)由于接地故障電流很小，而且三相之間線電壓仍然保持對(duì)稱對(duì)負(fù)荷供電沒有影響，因此在一般情況下允許帶一個(gè)接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行12小時(shí)，不必立即跳閘相間短路保護(hù)線路上發(fā)生三相短路或兩相短路動(dòng)作于跳閘故障相中流過很大的短路電流時(shí)，要求繼電保護(hù)裝置盡快切除故障，可以保護(hù)