畢業(yè)論文110KV變電所電氣初步設(shè)計(jì)

1、一設(shè)計(jì)摘要 本次設(shè)計(jì)為110kv變電所電氣初步設(shè)計(jì)，通過對系統(tǒng)及負(fù)荷分析，進(jìn)行了電氣主接線選擇。110kv通過對線路-變壓器組單元接線和單母線接線方式進(jìn)行比較，選擇雙母線接線方式。10kv通過對單母分段接線和雙母接線方式比較，選擇單母分段接線方式。根據(jù)電氣主接線，進(jìn)行短路電流計(jì)算。本次電氣設(shè)備選擇采用無油化、少維護(hù)、安全可靠的設(shè)備，110kv選用lw35-110六氟化硫斷路器，主變壓器選用 ssz10m-6300/110型號的變壓器，10kv選用真空斷路器。對直流及所用電系統(tǒng)、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、過電壓保護(hù)及防雷接地進(jìn)行了配置，并對避雷器進(jìn)行了選擇。 二abstractthe article

2、talks about the tentative electric desibn about 110kv transformer station , which selects the main electric wiring by analyzing the system and load .after comparing the wiring way of unit wiring and single bus bar of transformer , 110kv is suitable for using the later .after comparing the way of sin

3、gle bus bar and double wiring ,10kv is suitable for using the former . people calculate the electric current of short circuit according to main electric wiring . the safe equipments are used , which have no oil , dont need repair . 110kv selects lw 35-110 circuit breaker , while 10kv selects vacuum

4、one . it deploys the direct current and its system , automatic deice, over-voltage protection and so on , and selects the proper lightning arrester . 三前 言隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的容量越來越大，電壓等級越來越高，同時(shí)對電能質(zhì)量的要求也越來越高，變電所是電能輸配的中心環(huán)節(jié)，變電運(yùn)行的優(yōu)劣，直接影響著電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)主要搞好110kv變電所的主接線圖及短路計(jì)算的設(shè)計(jì)計(jì)算、校驗(yàn)、造型與說明書，為了使110kv變電所能安全、可靠、

5、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、靈活的在電力網(wǎng)中運(yùn)行，我對電氣接線進(jìn)行多方案比較、論證，篩選出最佳方案，精心設(shè)計(jì)，嚴(yán)格校驗(yàn)，從而得出切合實(shí)際，安全適用，設(shè)備造型先進(jìn)綜合經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計(jì)方案。為本次設(shè)計(jì),我通過查閱文獻(xiàn)資料和相關(guān)的規(guī)程規(guī)范,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了變電所設(shè)計(jì)的相關(guān)知識,收獲很大.在設(shè)計(jì)過程中,我得到了指導(dǎo)老師吳剛和其他老師和同學(xué)的幫助,在此表示感謝! 四設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)和規(guī)范：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書；2、電力變壓器選用導(dǎo)則gb/t174681998； 3、35-110kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)范gb5001992； 4、3-110kv高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范gb50060-1992。五設(shè)計(jì)范圍：110kv

6、變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。六原始資料分析本變電所電壓等級：110/38.5/10.5kv,110kv進(jìn)線5回，每回最大負(fù)荷為50000kva，35kv電源一回，出線4回，最終6回，每回最大負(fù)荷120000kva；10kv本期4回，最終8回，每回最大負(fù)荷1600kva。變電所位于西北高原地域，海拔700m，最高溫度40，年平均溫度25，污染等級i(即輕度污染)；雷暴日年小于30天。 七主接線的設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇：一、主變的選擇:1、主變臺數(shù)的選擇:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求及為了保證供電的可靠性,避免一臺主變的故障或檢修時(shí),影響對用戶的供電,變電所均裝兩臺主變壓器。2、主變?nèi)萘考靶吞柕拇_定：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要

7、求及有關(guān)規(guī)定主變壓器的容量確定為31500kva，根據(jù)電工冊查得其型號應(yīng)為31500/110電壓等級。其技術(shù)參數(shù)如下：型號ssz10-m-63000/110空載損耗49容量31500負(fù)載損耗235額定電壓高110±8×2.5空載電流1.4中38.5±2×2.5阻抗電壓高中10.5低10.5中低6.5接線組標(biāo)號yn yon d11高低183、主變結(jié)構(gòu)的確定：根據(jù)設(shè)計(jì)及目的可知，本站110kv、35kv均接入系統(tǒng)，而10kv設(shè)有電流，因此，主變應(yīng)用降低結(jié)構(gòu)的變壓器為易。4、主變中性接地方式的確定：根據(jù)國家電力部的有關(guān)規(guī)定：凡110kv500kv及以上的變壓器

8、其110500kv側(cè)均應(yīng)采用中性點(diǎn)直接地方式。二、變電所主接線的選擇：1、110kv主接線的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及有關(guān)電力設(shè)計(jì)手冊要求本變電所110kv側(cè)主接線方式有以下2種方案，可供選擇。方案1：采用單母分段接線方式如圖：單母分段接線方式其優(yōu)缺點(diǎn)： 對重要用戶采用不同母線分段引出雙母線供電電源； 當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅斷開該段電流和變壓器非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電； 單母線分段經(jīng)一回路斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作； 單母線分段便于過渡為雙母線接線。方案2：采用雙母線接線方式：如圖雙母線接線方式其優(yōu)缺點(diǎn)： 檢修任一組母線時(shí)，可使線路供電不中斷； 檢修任一回路的

9、母線隔離開關(guān)時(shí)只斷開該回路； 當(dāng)工作母線可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而使裝置迅速恢復(fù)供電； 個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路從母線上退出，單獨(dú)接至備用母線上； 便于擴(kuò)建； 接線復(fù)雜； 倒閘操作程序復(fù)雜，易發(fā)生誤操作； 所需的斷路器及隔離開關(guān)較大，投資大。綜上所述：將方案1與方案2進(jìn)行比較：方案1雖然所用設(shè)備較少，減少了投資，但由于供電可靠性較低故而不易采用，而方案2雖然操作復(fù)雜，設(shè)備較多；投資較大，但根據(jù)電力設(shè)計(jì)手冊可知110kv220kv, 配電裝置中，當(dāng)線路回路數(shù)多，4條及以上時(shí)，易采用雙母線方式，同時(shí)雙母線接線方式，提供了可靠性，且易于擴(kuò)建。因此，變電所110kv側(cè)主接線方式應(yīng)

10、采用雙母線接線方式。2、35kv側(cè)主接線的選擇：方案：1）35kv側(cè)主接線采用單母線接線方式，如圖：單母線接線方式其優(yōu)缺點(diǎn)：接線簡單、清晰；操作方便，設(shè)備少；投資少便于擴(kuò)建；母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，連接在母線上的所有回路必須停止工作； 檢修任一電流或線路的斷路器時(shí)，該回路必須停止； 當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路，以及斷路器靠母線側(cè)的絕緣套管損壞時(shí)，所有回路的斷路器，在繼電保護(hù)作用下將自動(dòng)斷開，因而造成全部停電。方案2：35kv側(cè)采用單母線分段接線方式，如圖：其優(yōu)缺點(diǎn)：對重要負(fù)荷可采用從不同母線分配引出雙回線供電電源；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅斷開該段電流和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作

11、，但需要限制，一部分用戶的供電；單母線分段在任一回路必須停止工作；單母線分段便于過渡為雙母線接線方式。將上述兩種方案進(jìn)行比較得：方案1雖然接線簡單清晰，操作方便投資少，但由于其供電可靠性較差，而方案2雖然使用設(shè)備較多，投資可觀，但可以提高供電可靠性，且根據(jù)設(shè)計(jì)要求中，該側(cè)回路數(shù)較多的情況可知，本站35kv側(cè)主接線方式采用單母線接線方式較為合適。3、10.5kv側(cè)接線方式的選擇：方案1：采用單母線分段接線方式，如圖：其優(yōu)缺點(diǎn)同35kv側(cè)單母線分段相同。方案2采用單母線分段帶旁母的接線方式，如圖：旁路母線的作用是在檢修任一線路斷路時(shí)，用旁路斷路器，斷路器的工作，而不能停止工作，為了少用斷路器可采用

12、分段器兼旁路斷路器的接線方式。綜上述：方案2比方案1多用隔離開關(guān)8臺，雖方案2相對方案1提高了供電可靠性，但其所用的設(shè)備較多，投資大且不易改造，因而本站選用方案1比較合適。經(jīng)上述對各種電壓等級的主接線的論證及根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求和電力設(shè)計(jì)手冊可得本站110kv、35kv、10.5kv的主要接線圖：八所用電路和作用設(shè)備的確定：因本設(shè)計(jì)要求中沒有所用電的設(shè)計(jì)，只需列出所用設(shè)備的清單即可，所用設(shè)備清單：1、所用變壓器兩臺2、主充電機(jī)1臺3、浮充電機(jī)1臺4、蓄電池組5、蓄電池室通電電機(jī)4臺6、交流焊機(jī)1臺7、高壓室內(nèi)通電機(jī)若干臺8、檢修試驗(yàn)設(shè)備9、截波裝置10、照明設(shè)備11、生活水泵等福利設(shè)施九短路電流計(jì)

13、算一、短路點(diǎn)的選擇：計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，計(jì)算短路電流點(diǎn)的選擇應(yīng)該是最大方式時(shí)通過電器設(shè)備的短路電流為最大地點(diǎn)，如圖：二、標(biāo)幺值的換算：為計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流必須將電路中各元件電抗換算為同一基值的標(biāo)幺值。取基值sj=100mva uj=up=1.05ue歸算各元件的電抗標(biāo)幺值：1 2=0.8763=4=(udi-ii%+udi-2ii%-udii-%)=(10.5+18-6.5)×=0.1753=6=(udi-ii%+udii-2ii%-udi -%)=(10.56+.5-18)×=-0.0087=8=(udii-2ii%+u

14、di-2ii%-udi -%)=(6.5+18-10.5)×=0.222三、簡化等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流，需將等值網(wǎng)絡(luò)圖（41）分別在簡化為以短路點(diǎn)為中心的輻射形的等值網(wǎng)絡(luò)，如下圖：9=3/2=0.08810=6/2=0.00411=7/2=0.1111、d1點(diǎn)短路時(shí)各分支的轉(zhuǎn)移電抗如下圖：12=2+10=0.876-0.004=0.872由于對短路點(diǎn)d11有公用電抗9故用分支系數(shù)法得轉(zhuǎn)移電抗為：d12/110.0992d90.990.0880.187c1d/12=0.114c2=d/11=c1 +c2=0.114+0.892=1.00613=/c1=1.64 14=/c

15、2=0.21151/130.0191615/140.017 2、d2短路時(shí)各分支路的轉(zhuǎn)移電抗，如下圖：17190.0190.0880.107由于對短路點(diǎn)d2有公用電抗10故用分布系數(shù)法求得轉(zhuǎn)移電抗：d17/110.054=d+17=0.054+0.107=0.161c1=d/17=0.505c2=d/11=0.486c1 +c2=0.505+0.486=0.99118=/c1=0.31919=/c2=0.33112018/20.23421120/190.1373、d3短路時(shí)分支的轉(zhuǎn)移電抗，如下圖：2112/170.0952211210.1110.0950.206四、三相短路電流計(jì)算：1、d1（

16、3）點(diǎn)短路計(jì)算：up=uj=115kv sj=100kva短路標(biāo)幺值：i'(3)=i(3)=1/16=58.8基準(zhǔn)電流ij=0.502ka所以三相短路電流i''(3)i(3)· ij=58.8×502=29.5ka兩相短路電流i(2) i(3)×29.525.5ka沖擊電流ich(3)=kchi''=2.55×29.5=75.2kakch為不同地點(diǎn)的短路沖擊系數(shù)，因本站離發(fā)電廠較遠(yuǎn)，短路容量：s(3)= uji=×115×29.5=5875.8mva全電流最大有效值：kch取1.8。ichi8.

17、23×44.6ka2、d2（3）短路計(jì)算：up=uj37 sj=100mva短路標(biāo)幺值：i(3)i(3)=1/21=7.3基準(zhǔn)電流：ij=1.56ka三相短路電流：i''(3)i(3)· ij=7.3×1.56=11.4ka兩相短路電流：i(2) i(3)×11.49.87ka三相沖擊電流：ich(3)=kchi''=2.55×11.4=29.1ka三相短路容量：s(3)= uji=×37×11.4=730.6mva全電流最大有效值：ichi11.4×17.2ka3、d3(3)短路計(jì)

18、算：uj10.5 sj=100mva短路標(biāo)幺值：i(3)i(3)=1/22=4.85基準(zhǔn)電流：ij=5.5ka三相短路電流：i''(3)i(3)· ij=4.85×5.5=26.7ka兩相短路電流：i(2) i(3)23.12ka三相沖擊電流：ich(3)=kchi''=2.55×26.7=68.1ka三相短路容量：s(3)= uji=×10.5×26.7=485.6mva全電流最大有效值：ichi40.3ka短路電流計(jì)算結(jié)果表： 短路點(diǎn)支路名稱短路電流i（3）沖擊電流ich全電流ich短路容量sd1110kv母

19、線29.575.244.65895.8d235kv母線11.429.117.2730.6d310kv母線26.768.140.3485.6十110kv、35kv、10kv母線及高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)：一、110kv側(cè)母線及引出線的選擇、校驗(yàn)：1、110kv側(cè)母線的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求有關(guān)資料可知110kv及以上的配電裝置敞露布置時(shí)，不采用硬導(dǎo)體，故主變110kv側(cè)的引出線應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇軟導(dǎo)體，并按d1(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定核試驗(yàn)，最大運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流：igmax=347.2設(shè)本站110kv最大負(fù)荷利用時(shí)間tmax為5000h以上由相關(guān)資料查得鋼芯鋁鉸線的經(jīng)濟(jì)電流密度為：j=1

20、.1a/mm2則線的經(jīng)濟(jì)截面為sj=315.6mm2經(jīng)查得有關(guān)設(shè)計(jì)手冊得，lgj400型的導(dǎo)線在最高濕度70基準(zhǔn)環(huán)境溫度為25時(shí)截流量為890a，取綜合系數(shù)為0.95（查有關(guān)資料可知），實(shí)際允許截流量為：i0.95×890845.5a，大于最大持續(xù)工作電流347.2a，校驗(yàn)在d1(3)點(diǎn)短路條件下的熱穩(wěn)定：按線熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式，滿足熱穩(wěn)定的最小截面smin(mm2)查有關(guān)資料c87，d1(3)點(diǎn)三相穩(wěn)定短路電流：i29.5ka，設(shè)變壓器主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05s,斷路器全分閘時(shí)間為0.15s，則變壓器短路電流周期分量發(fā)熱等值的時(shí)間曲線，得t=0.05+0.15=0.2s,b=1查短路電

21、流周期分量發(fā)熱等值的時(shí)間曲線，得tz=0.19s,則短路電流發(fā)熱等值時(shí)間：tdz=tz+0.05b=0.19+0.05×1=0.24ssmin=166.1(mm2)故所造lgj-400型鋼芯絞線滿足穩(wěn)定的要求，同時(shí)按設(shè)計(jì)要求信規(guī)定可知。可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)（可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)的最小導(dǎo)體為lgj70）。2、110kv輸電線導(dǎo)線的選擇：應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體面，并按d1(3)點(diǎn)的短路條件下進(jìn)行穩(wěn)定的校驗(yàn)：igmax=275.6atmax=5000hs查有關(guān)資料得j1.1a/mm2則：sj=250.5mm2經(jīng)查得有關(guān)設(shè)計(jì)手冊得：試選lgj300型鋼芯鋁鉸線在最高允許溫度70，基準(zhǔn)環(huán)境為25時(shí)，

22、截流量為760a，取綜合系數(shù)0.95實(shí)際流量為i=0.95×760=722a，大于igmax220.45a，校驗(yàn)在d1(3)點(diǎn)短路條件下的熱穩(wěn)定。按線熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式，滿足熱穩(wěn)定的最小截面：smin=(mm2)查相關(guān)資料得c87，d(3)點(diǎn)相短路電流i（3）29.5ka，設(shè)線路主保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間為0.05s，斷路器全分閘時(shí)間為0.15s，則線路短路電流計(jì)算t0.050.150.2s，b=1查短路電流周期分量等值時(shí)間曲線得tz=0.19s則：tdz=tz+0.05b=0.24ssmin=166.1(mm2)故所造lgj-300型鋼芯絞線滿足穩(wěn)定的要求，同時(shí)也大于不大于不可進(jìn)行電暈校驗(yàn)的最小

23、導(dǎo)體為lgj70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。二、35kv側(cè)的導(dǎo)體的選擇：1、35kv母線的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本變電所35kv最終網(wǎng)絡(luò)數(shù)為6，本期4回，因此35kv母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜，其截面應(yīng)按最大持續(xù)工作電流選擇并按d2(3)點(diǎn)短路進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，變壓器35kv側(cè)最大持續(xù)工作電流為1.05倍的變壓器的額定電流：igmax=1091.2a經(jīng)查得有關(guān)設(shè)計(jì)手冊得，試選用100×8單條矩形銅母線平放時(shí)，長期允許截流量為1958a，取綜合校正系統(tǒng)k=0.94則實(shí)際截流量為i1958×0.94×0.941841a校驗(yàn)在d2(3)點(diǎn)短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)，l=1mr,a=0.7mr,ich=

24、75.2ka,則作用在母線上的最大計(jì)算：按公式smax=1.73×ich210-8=1.73×(75.2×103)2×=73×106pa上式中：b1即振動(dòng)系數(shù)取1。w為截面系數(shù)，w0.167ch2，b=5,h=50。查有關(guān)資料得有關(guān)硬銅的最大應(yīng)力s69×108pa即ssmax，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。校驗(yàn)在d2(3)點(diǎn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定系數(shù)c87，設(shè)變壓器主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05s，斷路器全刀閘時(shí)間0.15s，則短路電流計(jì)算時(shí)間t=0.050.150.2sb=1查短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間曲線得：tz=0.19s，則：tdz=tz+0.05b

25、=0.24ssmin=166.1(mm2)所選鋁母線的截面為100×8800 mm25min166.1 mm2故滿足熱穩(wěn)定的要求。2、主變35kv側(cè)至35kv母線的連線的選擇，根據(jù)其設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定：一般選用tmax為4500則查有關(guān)資料得其經(jīng)濟(jì)電流密度j0.84a/mm2則：smin=1299mm2查得有關(guān)資料可得1試選100×8單臺矩形銅母線平放時(shí)，長期允許截流量為1958a， 動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性此前已校驗(yàn)過滿足要求，故不必進(jìn)行校驗(yàn)。3、35kv側(cè)輸電線路的選擇，應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截面，并按d2(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行穩(wěn)定的校驗(yàn)：igmax=207.8atmax=45

26、00h，查有關(guān)資料t1.18a/mm2則導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面為sj=176.1mm2經(jīng)查有關(guān)資料得，試選lgj185型鋼芯鋁線在最高允許溫度70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度25時(shí)，截流量為510a，取綜合校正系數(shù)0.95則實(shí)際截流量i0.95×510484.5a，大于持續(xù)工作電流igmax=176.1校驗(yàn)在d2(3)點(diǎn)短路條件下的熱穩(wěn)定。按體熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式滿足熱穩(wěn)定的最小截面smin=查得相關(guān)資料得c87，d(3)點(diǎn)相短路電流i（3）11.4ka，設(shè)線路主保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間為0.05s，斷路器全刀閘時(shí)間為0.15s，則短路電流計(jì)算時(shí)間t0.050.150.2s，b=1查短路電流周期分量等值時(shí)間曲線得tz=0

27、.19s則：tdz=tz+0.05b=0.24ssmin=64(mm2)故所選lgj-185型鋼芯絞線滿足穩(wěn)定的要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體為lgj70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。三、10kv側(cè)導(dǎo)體的選擇：1、10kv母線的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求本變電所10kv的最終回路較多（最終8回，本期4回），因此10kv母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜，其截面應(yīng)按最大持續(xù)工作電流選擇，并按d(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行，動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)。變壓器10kv側(cè)最大持續(xù)工作電流為1.05倍的額定電流：igmax=1909.65a經(jīng)查有關(guān)資料得：試選用2×（10×8）的雙出矩形銅母線平放時(shí)，長期允許截流量為29.8a，取

28、綜合校正系數(shù)k0.94，則實(shí)際截流量為i2918×0.942743a。校驗(yàn)在d3(3)點(diǎn)短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定，取l=1m,d=0.25,ich=68.1ka,則作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)為按公式smax=1.73×ich210-8=1.73×(68.1×103)2××10-8=11.8×106pa上式中：b1即振動(dòng)系數(shù)取1。w為截面系數(shù)，w0.167bh2，b=10m,h=125mm。查有關(guān)資料得硬銅的最大應(yīng)力s=69×108pa即ssmax，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。校驗(yàn)在d3(3)點(diǎn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定系數(shù)c87，設(shè)變壓器主保護(hù)動(dòng)作

29、時(shí)間為0.05s，斷路器全分閘時(shí)間0.15s，則短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間t=0.050.150.2s，b=1查短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間曲線得：tz=0.19s，則：tdz=tz+0.05b=0.24ssmin=1500(mm2)所選銅母線的截面為2×（10×8）1600 mm2smin150mm2故滿足熱穩(wěn)定的要求。2、變壓器10kv至10kv母線的連接的選擇：根據(jù)要求變壓器與母線間的連接一般選用矩形母線，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其截面，并按d3(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。設(shè)本變電所10kv最大負(fù)荷年利用時(shí)tmax=4000h，則查有關(guān)資料可知其經(jīng)濟(jì)電流密

30、度t0.9a/mm2 smin=2121.9mm2查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊資料可知：試選用100×8雙出矩形銅母線，平放時(shí)長期截流量為2918，取綜合校正系數(shù)k0.94，則實(shí)際截流量i2918×0.942743a。校驗(yàn)在d3(3)點(diǎn)短路條件下的動(dòng)穩(wěn)定：l1m,d=0.25,b=10mm=0.1m,b=1,h=0.125m,k12=0.95,s=69×106pa·ich=68.1ka,則所用母線上的最大計(jì)算應(yīng)力按公式：smax=s=sss=1.73×ich2×10-8=1.73×(68.1×103) =11.8×10

31、6ss=其中fs=2.5k12ich×10-8=2.5×0.95×(18.1×103)2××10-8=1.11×105(n/m)ls=h4=0.125×4=0.4pss=2.5×107pasmax=s+ss=11.8×106+2.5×107=3.68×107=36.8×106pa根據(jù)資料得：硬銅的允許應(yīng)力為69×108pa，故所選的100×8的雙臺銅母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。校驗(yàn)在d3(3)點(diǎn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定：系數(shù)c87設(shè)變壓器主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05s

32、，斷路器全分閘時(shí)間為0.015s，則t0.050.150.2s，b=1，則短路電流周期分量發(fā)熱，等值時(shí)間曲線得tz=0.19s，則：tdz=0.24ssmin=1.46(mm2)所選銅線的截面為2（100×8）1600 mm2smin146.6mm2，故滿足熱穩(wěn)定的要求。3、10kv側(cè)輸電線路軟導(dǎo)體的選擇，應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇截面，并按d3(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：igmax=120atmax=4000h，查有關(guān)資料t1.16a/mm2則導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面為sj=83.6mm2經(jīng)查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊得，試選lgj150型鋼芯鋁線，在最高允許溫度70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度25時(shí)，截流量為470a

33、，取綜合校正系數(shù)0.95，則實(shí)際截流量i0.95×470446.5a，大于最大持續(xù)工作電流igmax。校驗(yàn)在d3(3)點(diǎn)短路條件下的熱穩(wěn)定：按熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式，滿足熱穩(wěn)定的最小截面：smin=查有關(guān)資料得c87，d3(3)點(diǎn)短路穩(wěn)定電流i（3）26.7ka，設(shè)線路主保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間為0.05s，斷路器全刀閘時(shí)間為0.15s，則短路電流計(jì)算時(shí)間t0.050.150.2s，b=1查短路電流周期分量等值時(shí)間曲線得tz=0.19s則：tdz=tz+0.05b=0.24ssmin=145(mm2)所選的lgj150型鋼芯鋁線滿足熱穩(wěn)定的要求：110kv 35kv 10kv各導(dǎo)體選擇結(jié)果表電壓等級型

34、號截面面積截流量備注110kv31出線及母線lgj-400400mm2890a敞露式裝設(shè)輸電線路lgj-300300mm2760a架空線35kv母線100×8800mm21958a單片矩形銅母線，室內(nèi)混合裝設(shè)變壓器至母線的連接100×8800mm21958a單片矩形銅母線，室外混合裝設(shè)輸電線路lgj-185185mm2510a架空線10kv.母線i(100×8)100mm22918a雙片矩形銅母線，室內(nèi)混合裝設(shè)變壓器至母線的連接2(100×8)1600mm22918a雙片矩形銅母線，室外混合裝設(shè)輸電線路lgj-150150mm2470a架空線四、110k

35、v側(cè)斷路器和隔離開關(guān)及接地刀閘的選擇：igmax=275.6ad1(3)點(diǎn)的短路參數(shù)ii29.5ka ich=75.2kaich=44.6ka s=5875.8mva1、斷路器的選擇和校驗(yàn)：按正常運(yùn)行條件選擇，并按d1(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)電器工作電壓和最大持續(xù)工作電流查閱設(shè)計(jì)手冊，得試選lw35110斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)ue=110kv,ie=2000a,ide=31.5ka,sde=6000mva,idmax=100ka5s熱穩(wěn)定電流為31.5ka，固有分閘時(shí)間0.06s。取繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.05s，則t0.050.060.11s，b=1查查關(guān)設(shè)計(jì)資料得tz=0.1s則：tdz=0

36、.1+0.05×1=0.15s，所以i2tdz=29.52×0.15=130ka2·s校驗(yàn)：ue=110kvug=110kv sde=6000mva>s=5875.8ie=2000a>igmax=330.67ide=31.5kai=29.5kaidmax=100kaich=75.2kaie2t=31.52×5=4961ka2·si2tdz=130ka2·s故所造的lw35-110型六氟化硫、斷路器安全滿足要求。2、隔離開關(guān)的選擇和核試驗(yàn)：根據(jù)電網(wǎng)工作電壓和最大持續(xù)工作電流，查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊，試選gw4-110,gw4-11

37、0d,gw4-60d型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)：ue=110kv,ie=600a,動(dòng)穩(wěn)定電流80ka,4s熱穩(wěn)定電流31.5ka。則校驗(yàn)：ue=110kvug=110kv ie=600a>igmax=33067.5aigmax=60kaich=75.2kaie2t=15.82×4=3969.56ka2·si2tdz=130ka2·s故所選的gw4-110,gw4-110d,gw4-60d型隔離開關(guān)滿足要求。3、主變中性點(diǎn)接地開關(guān)試選單板隔離開關(guān)gwg-110型其技術(shù)參數(shù)為ue=110kv,ie=600a,igmax=40ka，5s熱穩(wěn)定電流25ka。4、110k

38、v側(cè)接地刀閘的選擇：根據(jù)電網(wǎng)電壓的要求，查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊，得試選用gw4110d型接地開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)ue=110kv，最大合閘電流為80ka，2s熱穩(wěn)定電流為31.5ka，分閘時(shí)間<時(shí)間0.25s，斷口最小距離8809mm.五、35kv側(cè)主設(shè)備選擇：根據(jù)正常運(yùn)行情況選擇：并按d2(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行校驗(yàn)其開斷電流，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。igmax=207.8ad2(3)點(diǎn)短路數(shù)參數(shù)：i=i11.4ka, ich=29.1kaich=17.2ka,s=730.6mva根據(jù)電網(wǎng)工作電壓和35kv線路最大持續(xù)工作電流，查閱設(shè)計(jì)手冊得：試選手車式開關(guān)柜，斷路器型號為2n40.5，630-1600a，

39、25-31.5ka，技術(shù)參數(shù)：ue=40.5kv,ie=630-2000a，額定開斷電流為25-34.5ka, igmax=63-80ka,4s熱穩(wěn)定電流25-31.5，斷路器固有分閘時(shí)間為0.06s。取繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.05s,則t0.11s，b=1查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料得tz=0.1s則：tdz=0.1+0.05×1=0.15s，所以i2tdz=11.42×0.15=19.5ka2·s校驗(yàn)：ueug ie>igmaxidei idmaxichie2t·e=252×4=2500ka2·si2tdz=19.5ka2·s故所

40、選的2n40.5型手車式真空斷路器安全滿足要求。六、10kv側(cè)設(shè)備選擇：根據(jù)正常運(yùn)行情況選擇設(shè)備，并按d3(3)點(diǎn)短路條件進(jìn)行校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：igmax=97ad3(3)點(diǎn)的短路參數(shù)：i26.7ka ich=68.1kaich=40.3ka s=485.6mva1、斷路器的選擇:根據(jù)要求：查閱資料試選：kyn2812（2），配真空斷路器vs-12,630-3150a,16-50ka,其技術(shù)參數(shù)：ue=12kv,ie=630-3150a，igmax=25-50ka, ide=25-50ka，4s熱穩(wěn)定電流為25.50ka，固有分閘時(shí)間為0.06s。取繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.05s,則t0.11

41、s，b=1查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料得tz=0.1s則：tdz=0.1+0.05×1=0.15s，所以i2tdz=26.72×0.15=107ka2·s校驗(yàn)：ueug ie>igmaxidei idmaxichie2t·e=252×4=2500ka2·si2tdz=107ka2·s所選kyn12（2）開關(guān)柜，安全滿足d3(3)點(diǎn)短路時(shí)的開斷容量，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求。110kv 35kv 10kv各等級的斷路器隔離開關(guān)的選擇結(jié)果設(shè)備名稱型號額定電壓ue額定電流ie極限電流ide動(dòng)穩(wěn)定電流idmax熱穩(wěn)定電流it開斷容量sde固有分

42、閘時(shí)間kvakakakamvas斷路器lw35-110110200031.51005s31.560000.06隔離開關(guān)gw4-110/0110600804s31.5中性點(diǎn)接地開關(guān)gw8-60606004051s 25接地開關(guān)gw4-110.711031.52s31.5七、高壓熔斷器的選擇：根據(jù)電網(wǎng)電壓的要求，本站35kv、10kv電壓互感器，都用高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和開斷容量未選擇，查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料得：35kv電壓互感器，選用kn235型高壓限流熔斷器其技術(shù)參數(shù)：ue=35kv,ie=0.5a,sde=1000mva。10kv電壓互感器選用kn10型高壓熔

43、斷器，其技術(shù)參數(shù)為：ue=35kv,ie=0.5a,sde=1000mva高壓熔斷器選擇結(jié)果：安裝地型號電壓電流斷流容量最大分?jǐn)嚯娏鲾?shù)量備注35kv電壓互感器rn2-3535kv0.5a1000mra2組保護(hù)室內(nèi)電壓互感器10kv電壓互感器rn2-1010kv0.5a1000mra50ka2組保護(hù)室內(nèi)電壓互感器八、電壓互感器的選擇和校驗(yàn)：根據(jù)使用條件，查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料選擇110kv，35kv，10kv的電壓互感器的型式，并根據(jù)要求，10kv電壓母線應(yīng)各裝一臺三相互柱式電壓互感器供電源引出線，母線的側(cè)量儀表、保護(hù)、絕緣監(jiān)察等裝置，對于35kv和110kv的工作電壓母線應(yīng)各裝設(shè)一套由三臺單相電壓互

44、感器組成的電壓互感器，用采供電源線路母線的測量儀表，保護(hù)等裝置其選擇的結(jié)果如下：安裝地型號數(shù)量容量額定電壓副繞組容量連接組原邊副邊輸邊0.513110kv母線jdcf-1102×32000500100-12-1235kv母線jd×9q-352×31200150250500-12-1210kv母線rel-10-102×3960100.1120200480以10kv側(cè)電壓互感器為例，對ke2-10型電壓互感器的準(zhǔn)確度級和二次負(fù)荷進(jìn)行校驗(yàn)，10kv母線上裝有兩臺三芯互柱型電壓互感器每臺承擔(dān)4條全貴線，每回引出線上接有功和無功電度表，電壓線圈要求0.5級的電壓互

45、感器，母線上裝有接于bc相的電壓表和接入相對地電壓的短路絕緣監(jiān)視電壓表接線如圖所示：電壓互感器二次負(fù)荷接線查閱有關(guān)資料得17-v型電壓表線圈吸收的有功功率為4.5w，cos=1,有功和無功電度表、電壓線圈吸收的視在功率1.75va，cos=0.38，則電壓互感器相副繞組所供給的功率按下列方法計(jì)算：pch=sabcosab=4×1.75×0.38=2.66wqab=sabsinab=4×1.75=6.48vars=7vaab=72.3°pab=sabcosbc=4×1.75×0.38+4.5=7.16wqab=sabsinbc=4

46、15;1.75=6.48varsbc=9.66vabc=51.6pa=×7cos(72.3-30)+4.5=7.5wq=×7sin(2.3-30)=2.7varsa=8vapb=7cos(72.3+30)+9.66×cos(51.6-30)+4.5=-1.54+9+4.5=8.8wqb=7sin(72.3+30)+9.66×sin(51.6-30)=6.86+3.57=6.02varsb=10.66vapc=×9.66×cos(51.6+30)+4.5=5.33wqc=×9.66×sin(51.6+30)=5.52

47、wss=7.67va可見b相供給的伏安數(shù)量最大但仍小于0.5級下，re-l10型電壓互感器副繞組的容量即：10.66<120=40va所選rel-10型三相電壓互感器合格。九、電流互感器的選擇和校驗(yàn)：根據(jù)使用條件，查閱有關(guān)資料選擇電流互感器的型號，一次回路電壓，一次回路電流準(zhǔn)確等級和二次負(fù)荷選擇，連接導(dǎo)線截面，校驗(yàn)其支穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。主變110kv側(cè)和出線的最大負(fù)荷電流：igmax=275.6a主變35kv側(cè)和出線的最大負(fù)荷電流igmax=207.8a主變10kv側(cè)和出線的最大負(fù)荷電流igmax=97a根據(jù)正常使用條件選擇各級電壓回路的電流互感器，如下：安裝地型 號額定電流比a級次組合二次

48、負(fù)荷1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)0.510110kv側(cè)lvqb-1102×1.2751501.2主變中性點(diǎn)lrd-350.835kv側(cè)lzzb79-35227513510kv側(cè)lzz137-9-101124120215以10kv電流互感為例進(jìn)行校驗(yàn)，其中0.5級供側(cè)量額定負(fù)荷為1，d級供繼電保護(hù)用額定負(fù)荷為2.4，如圖：a相負(fù)荷為有功電度表電流線圈0.02s無功電度表，電流線圈0.02，安培表的電流線圈0.12，總負(fù)荷為0.16，c相負(fù)荷為有功和無功電度表電流線圈各0.02，總負(fù)荷0.04。以a相負(fù)荷為最大設(shè)導(dǎo)線接觸電阻為0.1，則允許連接線的最大電阻r為：rzac-(y1+y2

49、)=1-(0.16-0.1)=0.74設(shè)導(dǎo)線為銅材料：p0.0188/，長度l為50，不安全星形接地系數(shù)k時(shí)，則連接導(dǎo)線的截面s為：s=2.2取銅導(dǎo)線的截面為2.5。熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：i2tdz=26.72×0.24=157ka2·s(ice·kt)2=(0.2120)2 ×1=576ka2·s(ile·ke2)>i2tdz滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定ich(3)/fle=230.6<285外部動(dòng)穩(wěn)定絕緣瓷帽的允許負(fù)荷重，750n當(dāng)相距d40cm,l=100cm時(shí)，f(3)=0.5×1.73×6

50、8.110-1=108n<750n所選laj10電流互感器完全滿足內(nèi)部外部動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。十一繼電保護(hù)規(guī)劃：為了反映電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài)，保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的輸送電能，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程要求，在變電所各主要允許上應(yīng)該裝設(shè)下列繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。一、主變保護(hù)：1、瓦斯保護(hù)：重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯動(dòng)作于信號。2、差動(dòng)保護(hù)：3、后備保護(hù)：過電流保護(hù)作為瓦斯和差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間于母線分段開關(guān)配合使用。4、變壓器110kv中性點(diǎn)裝設(shè)零序過電流保護(hù)。5、變壓器各側(cè)裝設(shè)動(dòng)作于信號的過負(fù)荷保護(hù)。二、110kv側(cè)保護(hù)：1、三段式高頻閉鎖距離保護(hù)（線路）。2、階段式零序電

51、流保護(hù)（線路）3、自動(dòng)重合閘（線路）4、故障錄波器（線路）5、斷路器失靈保護(hù)（線路及母聯(lián)開關(guān)）三、35kv側(cè)保護(hù)：1、電壓閉鎖電流速斷保護(hù)（線路）2、過流保護(hù)（線路）3、自動(dòng)重合閘（線路）4、速斷及過流作為35kv母線的保護(hù)四、10kv側(cè)保護(hù)：1、電流速斷保護(hù)（線路、母線）2、過電流保護(hù)（線路、母線）十二變電所防雷保護(hù)規(guī)劃：一、直擊雷過壓保護(hù)為了防止雷電直擊變電設(shè)備及其架構(gòu)，電工建筑物等，變電所需裝設(shè)獨(dú)立避雷針和架構(gòu)避雷針，其同組成的保護(hù)網(wǎng)未實(shí)現(xiàn)，其沖擊接地電阻不宜超過10，為防止避雷針雷引起的反事故，獨(dú)立避雷針配電裝置架構(gòu)之間的空氣中的距離sk，不宜小于5m,，獨(dú)立避雷針的接地裝置與接地電網(wǎng)

52、之間的地中距離sd應(yīng)小于3m。在變電所的高大建筑物業(yè)裝設(shè)若干避雷針，在110kv及以上的配電裝置架構(gòu)上可以裝設(shè)架構(gòu)型避雷針，變電所控制室、配電室的屋頂上應(yīng)采用屋頂?shù)谋芾拙€。二、雷電侵入波的過電壓保護(hù)。為了防止雷電侵入波損壞，電氣設(shè)備應(yīng)以兩方面采用保護(hù)措施。1） 在變電所各級電壓母線上安裝氧化鋅避雷器；2）在距離變電所1-2km的110v和35kv架空線上裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。1、避雷器是電力系統(tǒng)防雷保護(hù)：雷電侵入波的重要設(shè)施應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平和使用條件選擇避雷器的型式，額定電壓等并按照使用情況校驗(yàn)所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等。 110kv避雷器選擇和校驗(yàn)：110kv母線選用yh1

53、0ws-108-281復(fù)合氧化鋅避雷器，其技術(shù)參數(shù)umh=108kv,ugx =164kv,uch=uc157=28kv校驗(yàn)滅弧電壓umh>1.15ugx80%=1.15×110×80%=101kv校驗(yàn)工頻放電電壓：ugf>3ugx=3×=190kv ugf>1.8um=1.8×100=180kv所選yhj型避雷器滿足要求。主變110kv中性點(diǎn)絕緣等級35kv，工頻試驗(yàn)電壓為85kv，沖擊試驗(yàn)電壓180kv，保護(hù)中性點(diǎn)絕緣的避雷器，選用y1.5w5-551/32，其技術(shù)參數(shù)：umh=55kv,ugf=98<121kv,uch=132kv，ue（5）