用戶變電站電氣部分設(shè)計(jì)

1、用戶變電站電氣部分設(shè)計(jì)摘要：變電站作為電力系統(tǒng)中必不可少的部分，是電力行業(yè)中的基礎(chǔ)，它是發(fā)電廠和用戶之間的橋梁，肩負(fù)著變換電能、集中電能以及分配電能的使命，它的穩(wěn)定性和安全性關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)，變電站對電網(wǎng)的運(yùn)行、用戶獲取優(yōu)質(zhì)的電能肩負(fù)著重大的使命。本篇論文重點(diǎn)針對用戶變電站的電氣部分，做出設(shè)計(jì)與研究。本次設(shè)計(jì)的變電站有和兩個(gè)電壓等級。第一步對所給資料做整理和分析，通過計(jì)算，確定變壓器臺數(shù)、容量等，選擇了主變壓器的型號；接著根據(jù)安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性的原則分析不同的電氣主接線方案，經(jīng)過比較確定最終主接線方方案；然后通過計(jì)算短路電流，根據(jù)其結(jié)果將所需的斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器和電壓互感器等電

2、氣設(shè)備進(jìn)行選型及校核；完成電氣主接線圖的繪制；最后，完成防雷的設(shè)置以及繼電保護(hù)的設(shè)置。關(guān)鍵詞：變電站；主變壓器；主接線方式；電氣設(shè)備中圖分類號：TM631.The Electric Design of a Users SubstationAbstract:Transformer substation is an important part of power system, as a basis for electric power industry, it is a bridge between power plants and users, shouldering the transfor

3、mation of electric, concentrated electric energy and distribution of electric energy, the stability and security of its relationship to the power system, the substation for power grid operation, user access to high quality power can have a great significance.This paper is mainly aimed at the electri

4、cal part of the 110kV user substation design. The design of the substation has 110kV and 10kV two voltage levels. First step on to the data sorting and analysis, through calculation, determine the transformer units, capacity, selection of main transformer models; then according to the analysis of th

5、e safety, reliability and economy of the principle of different schemes for main electrical connection, after compared to determine the final main wiring way. Then the short-circuit current calculation, according to the results the electrical equipment of the circuit breaker, isolating switch, curre

6、nt transformer, voltage transformer, etc. for selection and calibration; complete the main electrical wiring diagram drawing; finally, lightning protection design and relay protection configuration.Key words: substation; main transformer; main connection mode; electrical equipmentClassification: TM6

7、31.目次摘要 I目次 III1 緒論 12 簡述 22.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 22.2 原始數(shù)據(jù) 22.2.1 水文氣象 22.2.2 區(qū)域電力系統(tǒng)現(xiàn)狀 22.2.3 各區(qū)電力負(fù)荷情況 22.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 32.4 工程設(shè)計(jì)規(guī)模 3表2.2 建設(shè)規(guī)模（續(xù)） 43電氣一次部分 53.1設(shè)計(jì)規(guī)模 53.2接地方式 53.3主變壓器選擇 53.3.1 主變壓器臺數(shù)選擇 53.3.2 主變壓器容量選擇 63.3.3 變壓器相數(shù)選擇 63.3.4 變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式 63.3.5 變壓器調(diào)壓方式 73.3.6 變壓器冷卻方式 73.4無功補(bǔ)償容量 73.4.1容量選擇 83.4.2分組容量校驗(yàn) 83.5電氣主

8、接線方案比較與選擇 83.5.1電氣主接線的基本形式 93.5.2電氣主接線方案 123.6短路電流計(jì)算 133.6.1計(jì)算目的 133.6.2有關(guān)規(guī)定 133.6.3等值電路圖 143.6.4短路電流計(jì)算 153.7 110kV設(shè)備 183.7.1高壓斷路器的選擇 183.7.2隔離開關(guān)的選擇 193.7.3電流互感器的選擇 193.7.4電壓互感器的選擇 203.8 10kV設(shè)備 203.8.1斷路器 203.8.2 電流互感器 213.9電氣設(shè)備的校驗(yàn) 213.10 母線導(dǎo)體選擇及校驗(yàn) 243.10.1導(dǎo)體 243.10.2導(dǎo)體截面選擇 253.10.3 110kV主變引線選擇 253.

9、10.4 10kV主變引線及母線選擇 263.11導(dǎo)體截面校驗(yàn)計(jì)算 263.11.1 110kV主變引線 263.11.2 10kV主變引線 263.12 避雷器與接地 273.12.1 雷電侵入波保護(hù) 273.12.2 直擊雷保護(hù) 273.12.3 接地 274 二次部分 294.1 主變壓器保護(hù) 294.1.1 主保護(hù) 294.1.2 10kV線路保護(hù) 294.2 五防 295 結(jié)論 301 緒論在眾多的能源行業(yè)中，電力行業(yè)最基礎(chǔ)的行業(yè)。在目前，依舊還沒有可以替換電力的能夠具備實(shí)際操作性的技術(shù)1，對于世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求來說，電力行業(yè)依然是其重要的動(dòng)力來源。然而根據(jù)重要的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，即使在

10、今天的30年過后，電力行業(yè)仍然是主要?jiǎng)恿碓?，依然在帶領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用上，占有不可被替代，不可被否認(rèn)的重要地位2。現(xiàn)代科技日益更新，經(jīng)濟(jì)日益增長的今天，并隨著風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電的技術(shù)越來越成熟，電力將在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮它更加強(qiáng)大的推動(dòng)作用。伴隨中國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)的增長以及我國百姓生活水平的一步步提升，我們對電力的依賴程度也變得更高，各個(gè)行業(yè)對于電網(wǎng)能夠安全與可靠的運(yùn)行的期望日漸增加。變電站作為電力系統(tǒng)中必不可少的部分，是電力行業(yè)中的基礎(chǔ)，它是發(fā)電廠以及用戶之間的橋梁，肩負(fù)著變換電能、集中電能以及分配電能的使命，它的穩(wěn)定性和安全性關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)，變電站對電網(wǎng)的運(yùn)行、用戶獲取優(yōu)質(zhì)的電能肩

11、負(fù)著重大的使命。110kV的變電站大多是作為城市的大型變電所，主要為提供城區(qū)、郊區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活用電等所規(guī)劃建設(shè)的3。110千伏電壓等級網(wǎng)架的逐漸改善，如何合理的應(yīng)用優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念去進(jìn)行規(guī)劃以及改進(jìn)設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)氖褂煤蜏p少土地面積、使用更經(jīng)濟(jì)的方案，向用戶提供更安全和可靠的電能成為了越來越重要的指標(biāo)4。2 簡述2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成戶變電站的電氣部分設(shè)計(jì)，電壓等級為110千伏，該變電站位于某市某郊區(qū)，使用戶內(nèi)布置方案按照無人值班綜合自動(dòng)化模式設(shè)計(jì)。2.2 原始數(shù)據(jù)2.2.1 水文氣象該變電站所在城市處于北回歸線以南，地處低緯度沿海地區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)型海洋氣候區(qū)，空氣濕度大，高溫多雨，冬季多

12、偏北風(fēng)，低溫且干燥。年平均氣溫21.9，至高溫度37.3，至低溫度3。年平均降雨量1670mm。年均日照2009 h，多年暴雨天數(shù)年均8.8日，最大日降雨559.6mm。主要?dú)庀鬄?zāi)害是臺風(fēng)，10 級以上每10 年6 次。平均風(fēng)速3.2m/s，極大風(fēng)速28.0m/s，無凍土、無覆冰。場地現(xiàn)為坡地，地勢較高,周邊沒見長年涇流,也沒積水體存在，場地50 年一遇的防洪水位按標(biāo)高4m 考慮。2.2.2 區(qū)域電力系統(tǒng)現(xiàn)狀目前城區(qū)最高供電電壓等級為，變電站兩座，主變?nèi)萘繛?60MVA，變電站個(gè)，總變電容量為536MVA；2012市供電量14.3325億kWh,供電最大負(fù)荷為270.5兆瓦。2.2.3 各區(qū)電

13、力負(fù)荷情況表2.1 各區(qū)電力負(fù)荷分布序號項(xiàng)目負(fù)荷（萬千瓦）遠(yuǎn)景近期一常規(guī)負(fù)荷1.1460.783二大用戶1用戶10.20.18表2.1 各區(qū)電力負(fù)荷分布（續(xù)）2用戶22.11.453用戶30.20.164用戶40.40.235用戶510.356用戶610.47用戶70.30.18三同時(shí)率0.850.85四總計(jì)6.3463.333五功率因數(shù)0.90.9六最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)()500050002.3 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)GB 50059-2011 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范(2)南方電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)V1.02.4 工程設(shè)計(jì)規(guī)模表2.2 設(shè)計(jì)規(guī)模序號項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模本期規(guī)劃終期規(guī)劃1 主變壓器表2.2 建設(shè)規(guī)模（續(xù)）2 出線

14、回回3 出線回回4 無功補(bǔ)償5 消弧線圈6 站用變3電氣一次部分3.1設(shè)計(jì)規(guī)模該站電壓采用兩個(gè)電壓等級。主變壓器容量：遠(yuǎn)景規(guī)劃，本期規(guī)劃。配電裝置（戶內(nèi)GIS設(shè)備）：遠(yuǎn)景出線三回，本次工程出線兩回，使用內(nèi)橋接線形式。本期設(shè)計(jì)分別有兩個(gè)主變架空進(jìn)線間隔和電纜出線間隔以及一個(gè)內(nèi)橋間隔，預(yù)留相應(yīng)GIS擴(kuò)建接口。配電裝置：遠(yuǎn)景規(guī)劃出線回；本期設(shè)計(jì)出線間隔個(gè)，電容器間隔個(gè)，主變進(jìn)線間隔、母線設(shè)備間隔、母聯(lián)間隔、分段隔離間隔及接地變間隔各設(shè)一個(gè)。無功補(bǔ)償：低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)償電容器組，終期規(guī)劃總?cè)萘?；本期裝設(shè)，總?cè)萘繛椤?.2接地方式中性點(diǎn)的接地方式：的系統(tǒng)為直接接地（有效接地）系統(tǒng)。主變壓器中性點(diǎn)采用通過

15、隔離開關(guān)接地，變壓器的中性點(diǎn)接地選擇不接地或者選擇直接接地，可滿足不同的運(yùn)行方式；的系統(tǒng)為中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地的系統(tǒng)5，本期規(guī)劃配置接地變壓器一臺。3.3主變壓器選擇在變電站里，對用戶傳輸電能的變壓器叫做主變壓器，合理地對主變壓器的型式、臺數(shù)以及容量進(jìn)行選取是電氣主接線設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。其選擇結(jié)果不僅影響主接線型式的選取也對配電裝置的結(jié)構(gòu)有著直接影響。需要根據(jù)基本數(shù)據(jù)，了解變電站的性質(zhì)、容量、電壓等級以及負(fù)荷狀況等，并且要結(jié)合五到十年的發(fā)展規(guī)劃做綜合性分析來選擇合適的主變壓器。3.3.1 主變壓器臺數(shù)選擇變電站通常情況下裝設(shè)2臺主變壓器，防止其中1臺主變壓器發(fā)生損壞或者檢查維修時(shí)使得電能的供應(yīng)

16、中斷。而對于及以下的終端變電站或者分支變電站，如果僅有一個(gè)電源或者變電站的重要負(fù)荷能從中、低壓側(cè)電網(wǎng)得到備用電源，可以只安裝1臺主變壓器。本次規(guī)劃的變電站，其側(cè)和電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)本用戶變電站的主變壓器發(fā)生故障時(shí)，可由其他變電站向其供電，所以近期選取1臺主變壓器即可。3.3.2 主變壓器容量選擇選取的n臺主變電站的總?cè)萘恳笥诘扔谧畲缶C合計(jì)算負(fù)荷，即.（3.1）其中 單臺主變額定容量；最大綜合計(jì)算負(fù)荷。最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算.(3.2)式中 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷；各出線的自然功率因數(shù)；同時(shí)系數(shù)，由出線回?cái)?shù)決定，一般在0.80.95之間；線損率，取5%。根據(jù)表2.1的數(shù)據(jù).(3.3)根據(jù)電網(wǎng)容載比考慮

17、，2016該片區(qū)所要的變電容量達(dá)到，而年的為。所以根據(jù)上式的結(jié)果和容載比考慮，該變電站主變本期裝設(shè)一臺的變壓器，為適應(yīng)遠(yuǎn)期負(fù)荷需求終期擬按三臺的容量考慮，基本可以滿足該片區(qū)的供電需要。3.3.3 變壓器相數(shù)選擇根據(jù)相數(shù)數(shù)量的多少可以把變壓器分為兩種，一種是單相變壓器，另一種是三相變壓器。及以下的變電站，一般采用三相變壓器。單相變壓器由3個(gè)單相的變壓器所構(gòu)成，有造價(jià)高、占地面積大和運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)，所以只有在受制造及運(yùn)輸條件限制時(shí)才會(huì)考慮使用單相變壓器組。3.3.4 變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式繞組的聯(lián)結(jié)方式一定要與系統(tǒng)電壓的相位相同，不然將不能夠并列運(yùn)行。該方式有2類，分別為星形聯(lián)結(jié)及三角形聯(lián)結(jié)。對于星

18、形聯(lián)結(jié)，可以用來表示，將中性點(diǎn)引出可以使用字母表達(dá)，而低壓繞組則用字母及yn來表示。三角形聯(lián)結(jié)用D表示，低壓繞組用d表示。三角形聯(lián)結(jié)繞組能消除三次諧波的影響，如果對中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)使用全星形的變壓器時(shí)，三次諧波沒有通路會(huì)引起正弦波電壓發(fā)生畸變，使得電壓波峰值增大。在中國，大于等于的電壓等級都是使用大電流接地，都需選擇YN聯(lián)結(jié)以取得中性點(diǎn)。為了便于接入消弧線圈，110kV變壓器的35kV側(cè)選擇yn聯(lián)結(jié)方式，610kV側(cè)則選擇d聯(lián)結(jié)方式。本次設(shè)計(jì)的變電站主變的繞組聯(lián)結(jié)選用接線方法。3.3.5 變壓器調(diào)壓方式變壓器有兩類調(diào)壓方式，分別是帶有負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓以及不帶負(fù)荷切換的無載（無勵(lì)

19、磁）調(diào)壓。無載調(diào)壓變壓器的分接頭檔位較少，電壓調(diào)整范圍一般低于百分之十（即），而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍能達(dá)到電壓的百分之三十，但它的結(jié)構(gòu)比無載調(diào)壓變壓器復(fù)雜、且造價(jià)比較高。對于電力潮流變動(dòng)以及電壓偏移較大的變電站來說，當(dāng)經(jīng)過運(yùn)算后發(fā)現(xiàn)一般變壓器達(dá)不到電力系統(tǒng)以及電壓質(zhì)量的要求時(shí)，應(yīng)選用有載調(diào)壓變壓器。而對于大型樞紐變電站，通常會(huì)選擇有載調(diào)壓方式變壓器來保證其系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。在負(fù)荷電壓正常波動(dòng)的情況下可選擇無載調(diào)壓方式。3.3.6 變壓器冷卻方式對于中小容量的變壓器，可以考慮選擇自然風(fēng)冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷，而對于容量較大的變壓器則可以選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。根據(jù)計(jì)算結(jié)果以及數(shù)據(jù)，選擇了合適的主變壓器，

20、所選主變壓器主要參數(shù)如下：110kV雙繞組油浸式變壓器主變壓器型號：SZ11-50000/110額定容量：電壓比：110±8×1.25%/10.5kV短路阻抗：16%連接組別：調(diào)壓方式：有載調(diào)壓冷卻方式：自然油冷有載分接開關(guān)：真空有載開關(guān)3.4無功補(bǔ)償容量根據(jù)國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國南方電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理標(biāo)準(zhǔn)和無功補(bǔ)償裝置技術(shù)研討會(huì)議紀(jì)要，變電站的容性無功補(bǔ)償裝置的主要作用是補(bǔ)償變壓器無功損耗，而且還能對負(fù)荷側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的無功補(bǔ)償，容性無功補(bǔ)償裝置的容量參照主變?nèi)萘康脑O(shè)置，且滿足達(dá)到最大的時(shí)候，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。對變電站無功補(bǔ)償裝置選取分組容量，需符

21、合最大單組無功補(bǔ)償裝置投切所引發(fā)的母線電壓變化不宜大于電壓額定值的。3.4.1容量選擇該變電站主變側(cè)的功率因數(shù)按照0.85計(jì)，負(fù)載率按照80%計(jì)，變電站單臺主變無功損耗約5Mvar，低壓側(cè)送出無功約5Mvar，每臺主變需要補(bǔ)償容性無功容量約，因此考慮變電站終期規(guī)劃安裝無功補(bǔ)償電容器30Mvar，補(bǔ)償容量約為主變壓器容量的20%，分6組裝設(shè)，于側(cè)安裝6組5Mvar的電容器，本期在側(cè)裝設(shè)2組5Mvar的電容器。3.4.2分組容量校驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)手冊中電容器組分組原則，投切一組補(bǔ)償裝置引起所接母線電壓的變化不應(yīng)大于額定電壓的2.5%，根據(jù)對電容器分組容量進(jìn)行校驗(yàn)。當(dāng)三段母線分列運(yùn)行時(shí)，側(cè)發(fā)生短路時(shí).(3

22、.4).(3.5)由以上分析可知，在三段母線分列運(yùn)行時(shí)，最大單相無功補(bǔ)償裝置投切引起其所在母線電壓的變動(dòng)未超過電壓額定值的，滿足要求。3.5電氣主接線方案比較與選擇電氣主接線是一次設(shè)備按照電力生產(chǎn)順序以及功能要求相接，形成接受以及分配電能的電路，它不僅是發(fā)電廠和變電站部分的主體而且還是電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分以及樞紐點(diǎn)。主接線會(huì)直接影響到發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備的選取，也影響到電力系統(tǒng)能否可靠、靈活以及安全的運(yùn)行6。而對于選取主接線的要求，所選取的方案主要是能夠滿足三點(diǎn)，分別為可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。3.5.1電氣主接線的基本形式電氣的主接線形式可簡單地分成種，有匯流母線以及無匯流母線的接線方

23、式。有匯流母線的形式主要是單母線、單母線分段、雙母線、還有雙母線分段等形式；而無回流母線的形式主要有單元接線以及橋形接線等。有匯流母線接線形式：(1)單母線接線單母線接線僅有1組母線，接于母線上的全部電源和出線回路皆經(jīng)由開關(guān)電器來接于母線上并列運(yùn)行，如圖3.1所示。圖3.1 單母線接線(2)單母線分段接線單母線的分段接線是利用斷路器（QFd）把母線分為兩段，在不需要高可靠性的情況下可使用分段隔離開關(guān)（QSd）把母線進(jìn)行分段，如圖3.2所示。圖3.2 單母線分段接線(3)雙母線接線雙母線接線設(shè)兩組母線，利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器（QFc）來將兩組母線相連，如下圖3.3。圖3.3 雙母線接線(4)雙母線分

24、段接線使用分段斷路器（QFd）把一組母線分成兩段母線，將它們和另一組母線之間都使用母聯(lián)斷路器相連，稱為雙母線的三分段接線，見下圖3.4；把兩組母線都利用分段斷路器分成兩段，就可形成雙母線四分段接線，如圖3.5所示。圖3.4 雙母線三分段接線圖3.5 雙母線四分段接線無匯流母線接線形式：(1)內(nèi)橋接線特點(diǎn)：聯(lián)絡(luò)斷路器QF3接在靠近變壓器側(cè)，在線路正常投切或者在故障切除的情況下，其他回路不受其影響能夠繼續(xù)正常運(yùn)行，如下圖3.6所示。圖3.6 內(nèi)橋接線(2)外橋接線特點(diǎn)：聯(lián)絡(luò)斷路器QF3接在靠近線路側(cè)，與內(nèi)橋接線恰好相反的是，它便于變壓器的正常投切和故障操作，而線路的正常投切和故障操作都比較復(fù)雜，如

25、下圖3.7所示。圖3.7 雙橋接線3.5.2電氣主接線方案GB 500592011變電站設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：(1)線路在回或回以下時(shí)，可使用橋形、線路變壓器組或者線路分支接線;大于回的情況時(shí)，可以使用擴(kuò)大橋形、單母線或者分段單母線接線形式7。(2)在變電站裝設(shè)2臺及以上主變壓器的情況時(shí)，610千伏側(cè)可以使用分段單母線，分段方式應(yīng)滿足在其中1臺變壓器停止運(yùn)行的時(shí)候，有利于其他主變壓器的對于負(fù)荷分配的要求7。根據(jù)對各種接線形式的比較分析，按照規(guī)范要求對110kV側(cè)列出兩種主接線方案：第一種方案：本期規(guī)劃進(jìn)線回出線回，采取雙母線不分段的接線形式。第二種方案：本期規(guī)劃進(jìn)線回出線回，采取內(nèi)橋的接線形式。對兩

26、種方案進(jìn)行對比分析，如下表3.1：表3.1 接線方案比較方案方案條件可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性方案一能可靠運(yùn)行調(diào)度靈活；易擴(kuò)建需設(shè)備多，占用土地面積多；投資大，經(jīng)濟(jì)性較差方案二可靠性較高調(diào)度較為靈活；便于擴(kuò)建減少了高壓斷路器數(shù)量且經(jīng)濟(jì)性較好將方案一與方案二的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性經(jīng)過對比后，最后決定采用方案二作為側(cè)電氣主接線方案。根據(jù)610千伏配電出線回路在大于等于回時(shí)，可使用單母線分段的接線方式8。所以根據(jù)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)側(cè)的主接線使用單母線分段接線的形式。因此該站的電氣主接線方案為，側(cè)兩回進(jìn)線，回出線，內(nèi)橋接線方案；側(cè)回進(jìn)線，回出線，單母線分段的接線方案。3.6短路電流計(jì)算3.6.1計(jì)算目的(1)選擇如

27、斷路器、互感器及導(dǎo)線等電氣設(shè)備。(2)選擇和比較電氣主接線方案。(3)恰當(dāng)合理地配置與整定繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置(4)將電力系統(tǒng)做關(guān)于暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算，來探究短路帶給用戶的影響。(5)探究輸電線路對于通信系統(tǒng)造成干擾的程度。3.6.2有關(guān)規(guī)定(1)按工程規(guī)劃的容量計(jì)算，考慮系統(tǒng)510年的發(fā)展9。(2)按照短路電流是最大時(shí)的正常接線方式來確定短路電流的大小9。(3)按三相短路來進(jìn)行驗(yàn)算9。(4)對于不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)需選取正常接線時(shí)短路電流作為最大地點(diǎn)9。3.6.3等值電路圖圖 3.10簡化后得到圖 3.113.6.4短路電流計(jì)算該變電站短路電流的計(jì)算按照2020水平年，計(jì)算基準(zhǔn)值，Uj各級平

28、均電壓115kV/10.5kV，計(jì)算結(jié)果見表2.2：表2.2 短路電流計(jì)算結(jié)果計(jì)算值短路點(diǎn) Id(kA)三相短路電流 ich(kA)三相短路沖擊電流三相短路容量110kV 6.49 16.55 1293.6610kV母線 13.15 33.53 239.15計(jì)算過程如下：基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量.(3.6)基準(zhǔn)電壓.(3.7)即110kV側(cè).(3.8)10kV側(cè).(3.9)式中平均電壓；額定電壓基準(zhǔn)電流. .(3.10)即側(cè).(3.11)側(cè).(3.12)基準(zhǔn)電抗.(3.13)即側(cè).(3.14)側(cè).(3.15)表2.3 基準(zhǔn)值取值表額定電壓 110 10基準(zhǔn)電壓 115 10.5基準(zhǔn)電流 0.502 5.

29、50基準(zhǔn)電抗 132.5 1.10系統(tǒng)計(jì)算.(3.16)變電站.(3.17)線路型號為JL/G1A-400/35,L=7kM主變：，.(3.18)短路電流計(jì)算D1點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值.(3.19)三相短路電流周期分量的有效值.(3.20)次暫態(tài)短路電流有效值.(3.21)三相短路沖擊電流.(3.22)三相短路全電流的最大有效值.(3.23)三相短路容量.(3.24)D2點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值.(3.25)三相短路電流周期分量有效值.(3.26)次暫態(tài)短路電流有效值.(3.27)三相短路沖擊電流.(3.28)三相短路全電流的最大有效值.(3.29)三相短路容量.(3.30)3.7 110kV設(shè)備的配電裝置選用

30、全戶內(nèi)的設(shè)備，單母線，三相共箱，開斷能力：40kA，動(dòng)穩(wěn)定水平：100kA，額定電流：2000A。主變出線回路CT配5個(gè)繞組，聯(lián)絡(luò)橋間隔電流互感器配4個(gè)繞組，二次繞組工作電流，額定二次負(fù)荷；出線PT配3個(gè)二次繞組，額定二次負(fù)荷50/75/75伏安。3.7.1高壓斷路器的選擇電壓電氣設(shè)備所允許最高的工作電壓不能小于此回路的最高運(yùn)行電壓，即.(3.31)電流電氣設(shè)備額定電流不能低于此回路在任何可能運(yùn)行方式下的連續(xù)工作電流，即.(3.32)短路的熱穩(wěn)定條件.(3.33)110kV側(cè)斷路器額定電壓.(3.34)標(biāo)準(zhǔn)容量取額定電流.(3.35)開斷電流.(3.36)極限通過電流峰值.(3.37)3.7.

31、2隔離開關(guān)的選擇110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓.(3.38)標(biāo)準(zhǔn)容量取額定電流.(3.39)3.7.3電流互感器的選擇(1)110kV側(cè)電流互感器的選擇額定電壓.(3.40)標(biāo)準(zhǔn)容量取額定電流.(3.41)3.7.4電壓互感器的選擇由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，所以當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流沒作用在電壓互感器上，故不用對電壓互感器進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)10。所以選定的氣體絕緣封閉式（）組合電器設(shè)備的參數(shù)如下：(1)SF6斷路器：額定電壓126kV，額定電流2000A；額定開斷電流40kA；3s熱穩(wěn)定電流40kA；動(dòng)穩(wěn)定電流100kA；附電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)。(2)隔離開關(guān)、檢修用接地開關(guān)及快速

32、接地開關(guān)：額定電壓126kV，額定電流2000A；額定開斷電流40kA；3s熱穩(wěn)定電流40kA；動(dòng)穩(wěn)定電流100kA；電機(jī)操作機(jī)構(gòu)。3)電壓互感器：一次繞組電壓為；二次繞組電壓電壓為，；二次額定容量：50/75/75VA；準(zhǔn)確級。(5)母線：三相共箱，額定電流2000A。3.8 10kV設(shè)備開關(guān)柜采用金屬鎧裝手車式高壓開關(guān)柜，內(nèi)部配有優(yōu)質(zhì)真空斷路器。3.8.1斷路器額定電壓.(3.42)標(biāo)準(zhǔn)容量取額定電流.(3.43)開斷電流.(3.44)極限通過電流峰值.(3.45)3.8.2 電流互感器額定電壓.(3.46)標(biāo)準(zhǔn)容量取額定電流.(3.47)(1)真空斷路器：額定電壓，額定電流；額定開斷電流

33、；3s熱穩(wěn)定電流；動(dòng)穩(wěn)定電流；附電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)。進(jìn)線柜及分段柜的額定的電流和開斷電流分別采用，饋線柜、電容器柜及站用變柜額定的電流和開斷電流分別采用，。CT按三相配置，二次繞組工作電流1安，主變進(jìn)線采用5個(gè)繞組，出線及電容器采用3個(gè)繞組，分段間隔采用3個(gè)繞組，二次繞組工作電流為1安。PT按3個(gè)二次繞組進(jìn)行配置。3.9電氣設(shè)備的校驗(yàn)(1)短路的熱穩(wěn)定條件.(3.48)上式 計(jì)算時(shí)間秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；在秒之內(nèi)設(shè)備可以流過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA）；t設(shè)備允許流過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）。校核短路熱穩(wěn)定所需的計(jì)算時(shí)間可得110kV側(cè)斷路器短路電流的熱效應(yīng).(3.49)斷路器的允許熱效應(yīng)為.(3

34、.50)式中 t秒內(nèi)斷路器所允許流過熱穩(wěn)定電流的有效值，；t斷路器所允許流過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間，t=4s。得出.(3.51)所以該斷路器滿足熱穩(wěn)定條件。10kV側(cè)斷路器短路電流的熱效應(yīng).(3.52)斷路器的允許熱效應(yīng)為.(3.53)得出.(3.54)所以該斷路器滿足熱穩(wěn)定條件。110kV側(cè)隔離開關(guān)短路電流的熱效應(yīng).(3.55)隔離開關(guān)的允許熱效應(yīng)為.(3.56)得出.(3.57)所以該隔離開關(guān)滿足熱穩(wěn)定條件。(2)電流互感器的熱穩(wěn)定度校核條件為或.(3.58)式中 CT允許通過的熱穩(wěn)定電流；電流互感器1s的熱穩(wěn)定倍數(shù)，。110kV側(cè)電流互感器.(3.59).(3.60)得出.(3.61)所以該電

35、流互感器能夠滿足熱穩(wěn)定的條件。10kV側(cè)電流互感器.(3.62).(3.63)得出.(3.64)所以該電流互感器能夠滿足熱穩(wěn)定條件。(3)短路的動(dòng)穩(wěn)定條件或.(3.65)式中 短路沖擊電流峰值（）；短路全電流有效值（）；電器允許的極限通過電流峰值（）；電器所允許的極限通過電流的有效值（）。110kV側(cè)斷路器由于，故該斷路器滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。10kV側(cè)斷路器由于，故該斷路器滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。110kV側(cè)隔離開關(guān)由于，故該隔離開關(guān)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。(4)CT動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為或.(3.66)式中 PT的動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)。110kV側(cè)電流互感器由于，所以該電流互感器能夠滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。10kV側(cè)電流互感器由

36、于，所以該電流互感器能夠滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。3.10 母線導(dǎo)體選擇及校驗(yàn)3.10.1導(dǎo)體（1）母線按1臺主變輸出容量考慮最大工作電流2886.8A，采用2(TMY-125×10)矩形母線。（2）、進(jìn)線工作電流按1.05倍變壓器額定容量計(jì)算選擇，主變壓器110kV側(cè)使用架空J(rèn)L/G1A-400/35軟導(dǎo)線和電氣設(shè)備連接，側(cè)使用半絕緣銅管母線與戶內(nèi)設(shè)備連接。各個(gè)電壓等級導(dǎo)體選擇結(jié)果參見表2.4。表2.4 導(dǎo)體選擇結(jié)果電壓（） 回路名稱回路工作電流() 導(dǎo)體選擇導(dǎo)體允許電流() 備注110 主變進(jìn)線 275.55 JL/G1A-400/35 773.5 由經(jīng)濟(jì)電流密度控制10 主母線 2886

37、.84 2（TMY-125×10） 3667.8(豎放) 由載流量控制主變進(jìn)線 3031.09 屏蔽絕緣銅管（銅鋁復(fù)合管）型母線 3520 由載流量控制說明：表中導(dǎo)體允許電流已按環(huán)境溫度35進(jìn)行修正。3.10.2導(dǎo)體截面選擇（1）按回路持續(xù)工作電流選擇式中 導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流（A）；相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件的情況下長期所允許的載流量。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇除了配電裝置的匯流母線之外，對母線比較長，全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)比較大且傳輸容量較大的回路，都應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來選取導(dǎo)體截面，并根據(jù)下式計(jì)算：.(3.67)式中 根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度所計(jì)算的導(dǎo)體截面（）；回路的持續(xù)工作電流

38、（A）；j經(jīng)濟(jì)電流密度（）。3.10.3 110kV主變引線選擇.(3.68)根據(jù)，可選擇LGJ-400/35鋼芯鋁絞線。長期允許載流量為879A（環(huán)境溫度為25攝氏度）。此側(cè)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度表所選取的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面為.(3.69)溫度修正計(jì)算.(3.70).(3.71)滿足允許長期最大工作電流的要求。3.10.4 10kV主變引線及母線選擇按導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流密度（）選擇，計(jì)算時(shí)10kV側(cè)負(fù)荷按1.05S,容量為50MVA考慮，工作電流為.(3.72)所以導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面為.(3.73)故可選擇2（TMY-125×10）銅排，其載流量為3091A（平放，25攝氏度,修正

39、值）。3.11導(dǎo)體截面校驗(yàn)計(jì)算3.11.1 110kV主變引線LGJ-400/35大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn).(3.74)式中 導(dǎo)體的載流截面（）；短路電流的熱效應(yīng)（）；熱穩(wěn)定系數(shù)。查表得C=87，所以.(3.75)，所以，滿足短路熱穩(wěn)定條件。3.11.2 10kV主變引線查表得C=171，所以.(3.76)，所以，滿足短路熱穩(wěn)定條件。3.12 避雷器與接地3.12.1 雷電侵入波保護(hù)雷電侵入波保護(hù)選擇在不一樣的地點(diǎn)安裝避雷器作為過電壓保護(hù)，不同電壓等級的避雷器配置為：該站是全電纜出線的GIS變電站，主變壓器中性點(diǎn)側(cè)、側(cè)及母線都安裝氧化鋅避雷器。主

40、變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)隔離開關(guān)，變壓器中性點(diǎn)接地方式能選擇不接地或直接接地，滿足系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式。和避雷器均選擇金屬無間隙氧化鋅避雷器，所選用的避雷器型號為。避雷器的主要參數(shù)參見表2.5 。表2.5 避雷器主要參數(shù)項(xiàng)目母線避雷器110kV 10kV額定電壓( ,有效值) 108 17最大的持續(xù)運(yùn)行額定電壓( ,有效值) 73 13.6操作沖擊（30/60(s)2kA殘壓( ,峰值) 235 38.3雷電沖擊（8/20s）10kA(5kA)殘壓(,峰值) 268 45(5kA)陡波沖擊（1/5(s)10kA(5kA)殘壓( ,峰值) 295 47.8(5kA)3.12.2 直擊雷保護(hù)該變電站選擇在建筑物頂設(shè)熱鍍鋅鋼避雷帶作防直擊雷保護(hù)；每層樓板敷設(shè)均壓網(wǎng)，成為鼠籠式均壓網(wǎng)接地，使全站均處于防直擊雷保護(hù)范圍中。3.12.3 接地該方案變電站接地方式主要是選用水平接地體, 以垂直接