變電站電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄目錄摘要.0abstract.11.1 負(fù)荷計(jì)算 .21.2 主變壓器選擇 .4二 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì).62.1 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則和要求 .72.2 變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì) .7三 短路電流計(jì)算.10四 電氣設(shè)備選擇.114.1 電氣設(shè)備選擇的概述 .114.2 110kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn).124.3 35kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn).164.4 10kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇.19五 繼電保護(hù)規(guī)劃.235.1 主變壓器保護(hù)規(guī)劃.235.2 變壓器的接地保護(hù)：.235.3 線(xiàn)路保護(hù)的規(guī)劃：.245.4 母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃.24六 防雷保護(hù)設(shè)計(jì).26總結(jié).29參考文獻(xiàn).30附錄.31短路計(jì)算書(shū) .3

2、1變電站電氣主接線(xiàn)圖 .34摘要摘要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。本文首先根據(jù)任務(wù)書(shū)上所給系統(tǒng)與線(xiàn)路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷大小。然后通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，線(xiàn)路安全、經(jīng)濟(jì)及可靠性等方面考慮，確定了110kv，35kv，10kv 各側(cè)電壓等級(jí)的電氣主接線(xiàn)，又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)。然后又根據(jù)短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)母線(xiàn)，高壓斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器，電壓互感器等電氣設(shè)備進(jìn)行了選型和校驗(yàn)。最后，對(duì)變電站的繼電保護(hù)和防雷保護(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從而完成了 110kv 變電站一次系統(tǒng)的電

3、氣設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 主接線(xiàn) 電氣設(shè)備 abstractabstractsubstation is an important part of the power system, which directly affect the whole power system security and economic operation, power plants and users are linked to the intermediate link, plays a transformation and distribution of electric energy effect.

4、this paper first according to the mission book to system and routes and all the parameters of the load, load size analysis. and then the load data analysis, circuit safety, economy and reliability into consideration, determine the 110 kv, 35 kv, 10 kv voltage grade each side of the main electrical w

5、iring, and through the load calculation to determine the main transformer sets, capacity and model. then according to the calculation of short circuit calculation results, the bus, the high voltage circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, electric equipment select

6、ion and the calibration. finally, the transformer substation of relay protection and lightning protection design, and completed the 110 kv substation a system of the electrical design. keywords: transformer substation lordwiring electrical equipment 一一 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇1.11.1 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算1.1.11.1.1 負(fù)

7、荷情況：負(fù)荷情況： 電壓負(fù)荷名稱(chēng)每回最大負(fù)荷（kw）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線(xiàn)路長(zhǎng)度（km）1#出線(xiàn)60000.91架空152#出線(xiàn)70000.921架空83#出線(xiàn)43000.882架空735kv4#出線(xiàn)50000.851架空111#出線(xiàn)10000.93架空52#出線(xiàn)7000.891電纜33#出線(xiàn)8000.882架空74#出線(xiàn)6000.881架空45#出線(xiàn)7000.91架空510kv6#出線(xiàn)8000.92電纜2 1.1.21.1.2 計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷要選擇主變壓器的容量，確定變壓器各出線(xiàn)側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括 110kv 負(fù)荷、35kv 負(fù)荷和 10kv 側(cè)負(fù)荷。由

8、公式 %1cos1nitcpks式中 某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷sc同時(shí)系數(shù)（35kv 取 0.9、10kv 取 0.85、35kv 各負(fù)荷與 10kvkt各負(fù)荷之間取 0.9、站用負(fù)荷取 0.85）% 該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線(xiàn)損率，一般取 5%p、cos各用戶(hù)的負(fù)荷和功率因1.35kv 及 10kv 各側(cè)負(fù)荷的大?。?）35kv 側(cè)：1600070004500 24300 2500035600pkw 16000 0.487000 0.4264500 0.624300 0.545000 0.6219186varqk （2）10kv 側(cè)：21000 3800 2700800 2600700800 29800

9、pkw 21000 3 0.48700 0.512800 2 0.512800 0.54 2600 0.54q 700 0.48800 24909.6vark1235600980048400pppkw12191864909.624095.6varqqqk所以：kva22224540024095.651398spq考慮線(xiàn)損、同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量：151398 0.8 1.0543174.3skva1.21.2 主變壓器選擇主變壓器選擇1.2.11.2.1 主變臺(tái)數(shù)的確定主變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、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，

10、故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。1.2.21.2.2 主變?nèi)萘康拇_定主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量一般按變電所建成后 5-10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10-20 年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70-80。此變電所是一般性變電所。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺(tái)主變的容量為：10.843174.3 0.834539.48ssk

11、va所以應(yīng)選容量為 40000kva 的主變壓器。1.2.31.2.3 主變相數(shù)選擇主變相數(shù)選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330kv 及以下的發(fā)電廠(chǎng)和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡?wèn)題，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。1.2.41.2.4 主變繞組數(shù)量主變繞組數(shù)量在具有三種電壓的變電所中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上規(guī)程，

12、計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担?高壓側(cè)：(356009800) 0.80.90.15140000k中壓側(cè)： 35600 0.80.70.15240000k低壓側(cè)：9800 0.80.20.15340000k由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 1.2.51.2.5 主變繞組連接方式主變繞組連接方式 變壓器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 和，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來(lái)確定。我國(guó) 110kv 及以上電壓，變壓器繞組都采用 y0連接；35kv 亦采用 y 連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線(xiàn)接地。35kv 及以下電壓，變壓器繞組都

13、采用連接。有以上知，此變電站 110kv 側(cè)采用 y0接線(xiàn)，35kv 側(cè)采用 y 連接，10kv 側(cè)采用接線(xiàn)1.2.61.2.6 主變中性點(diǎn)的接地方式主變中性點(diǎn)的接地方式選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線(xiàn)路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 在我國(guó) 110kv 系統(tǒng)大多不采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的運(yùn)行方式而采

14、用直接接地。主要是減少設(shè)備和線(xiàn)路的絕緣投資目前我國(guó)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)應(yīng)用范圍：35kv 系統(tǒng)：接地電流 ic=10a10kv 系統(tǒng)：接地電流 ici4.熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 222222103.4510 3.453.45335.711212kkkdiiiqt 2ka s， 校驗(yàn)合格22145980rdi tq4.2.34.2.3 電流互感器選擇電流互感器選擇及校驗(yàn)及校驗(yàn)4.2.3.14.2.3.1 電流互感器選擇電流互感器選擇根據(jù)以下條件選擇電流互感器： 一次回路電壓：ug（電網(wǎng)工作電壓）un 一次回路電流: imax(最大持續(xù)工作電流)in由電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)中比較分析得，在本設(shè)計(jì)中宜采用lcwb1

15、00（w）型號(hào)的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如表 4-3：額定電壓二次組合電流準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)短時(shí)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流10倍數(shù)二次負(fù)荷110kv600a0.515.8- 31.6(ka)40-80(ka)p/p/p/0.5表 4-3此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國(guó)際和 iec 的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強(qiáng)度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。 4.2.3.24.2.3.2 電流互感器校驗(yàn)電流互感器校驗(yàn)1.額定電流： amax1.051.05 400001.05210.833 115nnnsiiu, 校驗(yàn)合格ni300anmaxii2.熱穩(wěn)定效驗(yàn) ： （熱

16、穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù) kr2mritk（）2ki t等于 1s 內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比） e222mine()t=15.81=249.64reiik iti熱（）a dq =27.65 校驗(yàn)合格2retk（i ）dq3.動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：kdimiimp（動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) kd表示。kd 等于內(nèi)部允許通2過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比） (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算)de2= 240=56.56k ikaiimp=8.8 ka 校驗(yàn)合格d eimp(k i )i4.2.44.2.4 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇 從供用電設(shè)備中比較各種電壓互感器后，選擇

17、 jcc-110 系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕緣，戶(hù)外安裝互感器，準(zhǔn)確度級(jí)為 0.5 級(jí)，適用于 50hz 電力系統(tǒng)，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。型號(hào)含義：j:電壓互感器，c:串級(jí)絕緣，c:瓷箱式。4.2.54.2.5 母線(xiàn)選擇及校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)選擇及校驗(yàn)4.2.5.14.2.5.1 母線(xiàn)選擇母線(xiàn)選擇 1.按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流選擇a，所選導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)大于此電max1.051.05 400001.05210.833 115nnnsiiu流2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面max210.8168.641.25jisj選擇與其相接近的截面積，從電力工程電氣手冊(cè)查得應(yīng)選用母線(xiàn)為lgj-1851

18、0 型。其參數(shù)如下：導(dǎo)線(xiàn)截面積：18510 mm，允許載流量：372a4.2.5.24.2.5.2 母線(xiàn)校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)校驗(yàn)1.允許電流：ial=372a, imax=210.8a, ial imax, 校驗(yàn)合格2.短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 其熱穩(wěn)定性采用最小熱穩(wěn)定性截面進(jìn)行校驗(yàn)，應(yīng)滿(mǎn)足kqsc因?yàn)?校驗(yàn)合格k276501.9187qsc4.34.3 35kv35kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)側(cè)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)35kv 側(cè)電氣設(shè)備為戶(hù)內(nèi)配置，所以要選用戶(hù)內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜。從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)中比較各開(kāi)關(guān)柜選擇 gbc35 型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。gbc35 型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜系三相交流 50hz 單母線(xiàn)系統(tǒng)的戶(hù)

19、內(nèi)保護(hù)型成套裝置。作為接受和分配 35kv 的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開(kāi)關(guān)柜為手車(chē)結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于 30 mm ，只有個(gè)別部位相間不足時(shí)才設(shè)置極間障。開(kāi)關(guān)柜主母線(xiàn)采用矩形鋁母線(xiàn)，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)絡(luò)母線(xiàn)一般采用 50*5 鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用鋼網(wǎng)遮攔以便觀察外，開(kāi)關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門(mén)或封板中以保護(hù)。gbc35 型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù)如表 4-4名稱(chēng)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)額定電壓35kv最大關(guān)合電流42ka最高工作電壓40.5kv極限通過(guò)電流42ka最大額定電流1000a2s 熱穩(wěn)定電流16ka額定斷開(kāi)電流16ka額定斷

20、流容量1000mva表 4-44.3.14.3.1 35kv35kv 變壓器出線(xiàn)側(cè)開(kāi)關(guān)柜方案選擇變壓器出線(xiàn)側(cè)開(kāi)關(guān)柜方案選擇：主要設(shè)備：lcz35 型電流互感器 zn35/1000a12.5ka 型真空斷路器 4.3.24.3.2 35kv35kv 線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇：線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇：主要設(shè)備：lcz35 型電流互感器f2-35 型避雷器jdjj2-35 型電壓互感器rn2-35 型熔斷器4.3.34.3.3 開(kāi)關(guān)柜設(shè)備校驗(yàn)：開(kāi)關(guān)柜設(shè)備校驗(yàn)：4.3.3.14.3.3.1 znzn35/1000a35/1000a12.5ka12.5ka 型真空斷路器校驗(yàn)型真空斷路器校驗(yàn)zn35/100

21、0a12.5ka 型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如表 4-5額定電壓最高工作電壓額定電流額定開(kāi)斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流35kv40.5kv630a1000a8ka12.5ka20ka32ka熱穩(wěn)定電流額定關(guān)合電流固有分閘時(shí)間生產(chǎn)廠(chǎng)家（2s）8ka12.5ka20ka32ka0.06s西安電器設(shè)備廠(chǎng)表 4-51.關(guān)合能力校驗(yàn)：此斷路器的額定關(guān)合電流 ieg=20ka，iimp=8.8ka， iegiimp，校驗(yàn)合格2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=20ka, iimp=8.8ka, idwiimp3.熱穩(wěn)定效應(yīng)： 222222103.7610 3.763.76228.281212kkkdiiiqt2ka s

22、 校驗(yàn)合格2282128rdi tq4.3.3.24.3.3.2 lcz-35lcz-35 型電流互感器的校驗(yàn)型電流互感器的校驗(yàn)從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)中查得參數(shù)如表 4-6:表 4-61.熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 2r()edk itqka2se222mine()t=132=338reiik iti熱（） 222222103.7610 3.763.76228.281212kkkdiiiqt2ka s 校驗(yàn)合格2r()edk itq2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：額定電流比準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)短時(shí)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流20-1000/50.513(1s)(ka)42.4(ka)iimpde2k ika de2= 242.4=60k i

23、iimp=9.588ka iimp 校驗(yàn)合格de2k i4.3.44.3.4 母線(xiàn)選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)選擇與校驗(yàn)4.3.4.14.3.4.1 母線(xiàn)選擇母線(xiàn)選擇1.按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流選擇a，所選導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)大于此電流。max1.051.05 400001.05655.433 37nnnsiiu2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面max655.4524.31.25jisj選擇與其相接近的截面積，從電力工程電氣手冊(cè)查得 35kv 選用矩形母線(xiàn)，單條橫放。其參數(shù)如下：導(dǎo)線(xiàn)截面積 2（505）mm，允許載流量 665a4.3.4.24.3.4.2 母線(xiàn)校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)校驗(yàn)1.允許電流：ial=665a, imax=655.4a, i

24、al imax, 校驗(yàn)合格2.短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 其熱穩(wěn)定性采用最小熱穩(wěn)定性截面進(jìn)行校驗(yàn)，應(yīng)滿(mǎn)足kqsc因?yàn)?校驗(yàn)合格184001.9387s 3.動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)： 其動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)條件是最大相間計(jì)算應(yīng)力不大于所選母線(xiàn)材料的允許應(yīng)力，即。alal 275521.731018.49.2 1012 10106ximplk ilmanwb h 硬鋁的最大允許應(yīng)力=paal670 10 因?yàn)?校驗(yàn)合格al 4.44.4 10kv10kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇側(cè)電氣設(shè)備的選擇10kv 電氣設(shè)備屬于戶(hù)內(nèi)配置，所以選擇戶(hù)內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜。從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)中比較各開(kāi)關(guān)柜，選擇 gbc10 型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。技術(shù)

25、數(shù)據(jù)如下表 4-7：名稱(chēng)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)額定電壓3/6/10kv額定電流630/1000/2500a母線(xiàn)系統(tǒng)單母線(xiàn)最高工作電壓 11.5表 4-74.4.14.4.1 10kv10kv 變壓器出線(xiàn)側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇：變壓器出線(xiàn)側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇：主要設(shè)備：lfs10 型電流互感器 zn310 型真空斷路器4.4.24.4.2 10kv10kv 線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇：線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇：主要設(shè)備：lfs10 型電流互感器 zn310 型真空斷路器fs3 型避雷器 jdz 型電壓互感器rn2 型熔斷器4.4.34.4.3 開(kāi)關(guān)柜設(shè)備校驗(yàn)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備校驗(yàn)4.4.3.14.4.3.1 zn3zn31010 型真空

26、斷路器校驗(yàn)型真空斷路器校驗(yàn)zn310 型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如表 4-8：額定電壓額定電流開(kāi)斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流10kv 2500a20ka50ka熱穩(wěn)定電流合閘時(shí)間固有分閘時(shí)間生產(chǎn)廠(chǎng)家（2s）20ka0.1s0.05s四川電器廠(chǎng)表 4-81.開(kāi)斷能力校驗(yàn)：此斷路器的額定開(kāi)斷電流 ieg=20ka， ，校驗(yàn)合imp=8.8kaiegimpii格2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流：, , ， 校驗(yàn)合dwi50kaimpi8.8kadwimpii格3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 222222109.410 9.49.42176.721212kkkdiiiqt2ka s 22rt=202=800i 校驗(yàn)合格2ka sdq4.

27、4.3.24.4.3.2 lfs-10lfs-10 型電流互感器的校驗(yàn)型電流互感器的校驗(yàn)從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)查得參數(shù)如表 4-9額定電流比準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流5-1000/50.532(ka) (2s)80ka表 4-91.熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 2rd()ek itq e222mine()t=322=2048reiik iti熱（）2ka s 222222109.410 9.49.42176.721212kkkdiiiqt2ka s， 校驗(yàn)合格2rd()ek itq2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：iimpde2k i de2= 280=113.12k ika impi23.98ka， 校驗(yàn)合格de2k ii

28、mpi4.4.44.4.4 母線(xiàn)選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)選擇與校驗(yàn)4.4.4.14.4.4.1 母線(xiàn)選擇母線(xiàn)選擇 1.按導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流選擇a，所選導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)大于此電流。max1.051.05 400001.052309.4733 10.5nnnsiiu2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 max2309.471847.61.25jisj選擇與其相接近的截面積，從電力工程電氣手冊(cè)查得 10kv 選用矩形母線(xiàn)，雙條橫放。其參數(shù)如下：導(dǎo)線(xiàn)截面積 2（1008）mm，允許載流量2390a。4.3.4.24.3.4.2 母線(xiàn)校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)校驗(yàn)1.允許電流：ial=2390a, imax=2309.47a, ial imax, 校驗(yàn)

29、合格2.短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 其熱穩(wěn)定性采用最小熱穩(wěn)定性截面進(jìn)行校驗(yàn)，應(yīng)滿(mǎn)足kqsc因?yàn)?校驗(yàn)合格1767204.887s 3.動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)： 其動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)條件是最大相間計(jì)算應(yīng)力不大于所選母線(xiàn)材料的允許應(yīng)力，即。alal 276521.73101155.75 1012 10106ximplk ilmanwb h 硬鋁的最大允許應(yīng)力=paal670 10 因?yàn)?， 校驗(yàn)合格al 五五 繼電保護(hù)規(guī)劃繼電保護(hù)規(guī)劃5.15.1 主變壓器保護(hù)規(guī)劃主變壓器保護(hù)規(guī)劃現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類(lèi)型故障和異常運(yùn)行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異常運(yùn)

30、行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓變壓器保護(hù)的配置原則。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1. 變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。2. 短路保護(hù)。3. 后備保護(hù)。4. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。5. 過(guò)負(fù)荷保護(hù)。5.1.15.1.1 瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù) 容量為 800kva 級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)斷路器。 瓦斯繼電器又稱(chēng)氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過(guò)瓦斯繼電器流向

31、油枕。 目前，國(guó)內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開(kāi)口杯式。5.1.25.1.2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線(xiàn)的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞組、絕緣套管及引出線(xiàn)上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。5.25.2 變壓器的接地保護(hù)：變壓器的接地保護(hù)： 在中性點(diǎn)直接接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)和相鄰元件接地

32、短路的后備保護(hù)。如果變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，其接地保護(hù)一般采用零序電流保護(hù)，保護(hù)接于中性點(diǎn)引出線(xiàn)的電流互感器上。所以在本設(shè)計(jì)中變壓器的接地保護(hù)采用零序電流保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的過(guò)流保護(hù)。保護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)于兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)保護(hù)。5.35.3 線(xiàn)路保護(hù)的規(guī)劃：線(xiàn)路保護(hù)的規(guī)劃：5.3.15.3.1 110kv110kv 側(cè)保護(hù)：側(cè)保護(hù)： 距離保護(hù)是根據(jù)故障點(diǎn)到保護(hù)裝置處的距離來(lái)確定其動(dòng)作電流的，較少受運(yùn)行方式的影響，在 110220kv 電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。 故在本設(shè)計(jì)中，采用三段式階梯時(shí)限特性的距離保護(hù)。距離保

33、護(hù)的第一段保護(hù)范圍為本線(xiàn)路長(zhǎng)度的 80-85，t1 約為 0.1s，第二段的保護(hù)范圍為本線(xiàn)路全長(zhǎng)并延伸至下一線(xiàn)路的一部分，t11 約為 0.50.6s，距離第一段和第二段構(gòu)成線(xiàn)路的主保護(hù)。距離保護(hù)的第三段作為相鄰線(xiàn)路保護(hù)和斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，和本線(xiàn)路第一段和第二斷保護(hù)的近后備。 110kv 以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)通常均為中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，形成單相接地短路，將出線(xiàn)很大的短路電流，所以要裝設(shè)接地保護(hù)。5.3.25.3.2 35kv35kv、10kv10kv 側(cè)保護(hù)側(cè)保護(hù) 從電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中查得，在 35kv、10kv側(cè)無(wú)時(shí)限

34、和帶時(shí)限電流速斷保護(hù)配合，可作為本線(xiàn)路的主保護(hù)，但它不能起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用，為了能對(duì)線(xiàn)路起到近后備和對(duì)相鄰線(xiàn)路起到運(yùn)后備作用，還必須裝設(shè)第三套電流保護(hù)，即定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。5.45.4 母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃5.4.15.4.1 110kv110kv 母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃 110kv220kv 電網(wǎng)中母線(xiàn)保護(hù)應(yīng)用較多的是母聯(lián)相位比較差動(dòng)保護(hù)，故在本設(shè)計(jì)中 110kv 母線(xiàn)保護(hù)母采用聯(lián)相位比較差動(dòng)保護(hù)。5.4.25.4.2 35kv35kv，10kv10kv 母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃 35kv，10kv 采用的都是單母分段連線(xiàn)，35kv，10kv 單母分段連線(xiàn)，一般采用低阻抗的電流差動(dòng)母線(xiàn)

35、保護(hù)，故在本設(shè)計(jì)中 35kv，10kv 母線(xiàn)保護(hù)采用低阻抗的電流差動(dòng)母線(xiàn)保護(hù)。六六 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)路、變壓器等電氣設(shè)備絕緣的電壓為其相應(yīng)的額定電壓。但由于某種原因，可能會(huì)發(fā)生電壓升高的現(xiàn)象，以致引起電氣設(shè)備的絕緣遭到破壞。這種對(duì)電氣設(shè)備絕緣有危險(xiǎn)的電壓升高稱(chēng)之為過(guò)電壓。過(guò)電壓一般分為內(nèi)部過(guò)電壓和外部過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓指電力系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行操作或發(fā)生故障，使能量轉(zhuǎn)化或傳遞而引起的過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓對(duì)變配電裝置中的電氣設(shè)備危害較小。大氣過(guò)電壓指大氣中雷云放電而引起的過(guò)電壓，大氣過(guò)電壓所形成的雷電流及沖擊波電壓可達(dá)到幾十萬(wàn)安和一億伏，破壞性極大。6.16.1 避雷針保護(hù)

36、設(shè)計(jì)避雷針保護(hù)設(shè)計(jì)6.1.16.1.1 避雷針保護(hù)范圍避雷針保護(hù)范圍 在一定高度的避雷針下面，有一個(gè)安全區(qū)域，通常認(rèn)為是一個(gè)閉合的錐體空間在這個(gè)區(qū)域中的物體基本上不致遭受雷擊。若采用多支避雷針，只要所有相鄰避雷針之間的聯(lián)合保護(hù)范圍都能保護(hù)，而且通過(guò)三支避雷針?biāo)龅闹睆?，或者有四支或更多避雷針組成多邊形的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度 d 不超過(guò)有效高度的 8 倍（即 d8h0），則避雷針間的全部面積都可以受到保護(hù)。本變電所采用四支避雷針聯(lián)合保護(hù)，起保護(hù)范圍如圖 6-1 所示： 圖 6-1 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算公式：rx=（h-hx）p， （hxh2） （1）rx=（1.5h-2hx）p， （hxh2） （2）式中：

37、 rx在被保護(hù)高度平面上的保護(hù)半徑，m； hx被保護(hù)物高度，m； h避雷針高度，m； p系數(shù)，當(dāng) h30m 時(shí)，p=1； 當(dāng) h30m 時(shí)，p=5.5h。bx 的尺寸由相鄰兩支避雷針的裝設(shè)條件決定： h0=h-d7p （3） bx=1.5（h0-hx）p （4）保護(hù)全部面積的條件： d8(h-hx)p （5）6.1.26.1.2 本變電站避雷針的計(jì)算及校驗(yàn)本變電站避雷針的計(jì)算及校驗(yàn) 變電站面積為 6050m，避雷針裝設(shè)在變電站四角距墻 2m 處，四支避雷針的高度均為 25m，下面校驗(yàn)避雷針的保護(hù)范圍。因?yàn)楸芾揍樀母叨?h=25m，變電站 110kv 及 35kv 處 hx=11m，且因?yàn)閔30

38、m，所以 p=1，代入式（1） rx=(1.525-211)1=15.5m1.對(duì)于避雷針 1 與避雷針 2：兩針距離 d12=46，代入式（3）、（4）得 h0=25-467=18.4m b1=1.5（18.4-11）=11.1m2.對(duì)于避雷針 1 與避雷針 4：兩針距離 d14=56m，代入式（3）、（4）得 h0=25-567=17m b2=1.5（17-11）=9m3.對(duì)于避雷針 1 與避雷針 3兩針距離 d13= =72m，代入式（3）（4）得225646 h0=25-727=14m bx=1.5（14-11）=4.5m由于 d138（25-11）=112m所以避雷針能保護(hù)該變電站的全

39、部面積總結(jié)總結(jié)本文通過(guò)學(xué)習(xí) 110kv 變電站一次系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)，掌握了變電站一次系統(tǒng)的運(yùn)行原理，并根據(jù)常規(guī)變電站的設(shè)計(jì)要求與步驟，完成了該變電站的一次系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程我學(xué)習(xí)到了電氣主接線(xiàn)的選擇與設(shè)計(jì)，短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，繼電保護(hù)等方面的電力知識(shí)。盡管學(xué)習(xí)中遇到了許多不懂的問(wèn)題，但通過(guò)向指導(dǎo)老師請(qǐng)教解答，自己查閱資料，問(wèn)題得到逐一解決。在此期間，我還學(xué)到了許多有用的課外知識(shí)，讓我增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)也提高了自己的計(jì)算機(jī)軟件使用能力，掌握了工程繪圖、cad 繪圖等方面的知識(shí)、方法，掌握了科技論文寫(xiě)作的一般知識(shí)及科技文獻(xiàn)資料的查找技巧，為以后從事設(shè)計(jì)、運(yùn)行奠定了必要的知識(shí)基礎(chǔ)。110kv 變電站一次系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程，是對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一次檢驗(yàn)和實(shí)踐，從而使電力專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到鞏固和加深，提高了自己分析問(wèn)題的能力。作為一名電力設(shè)計(jì)的初學(xué)者，自己在專(zhuān)業(yè)知識(shí)上還存在較大的不足，所設(shè)計(jì)的內(nèi)容還存在疏漏，不夠完善。我將在以后的