110kv變電站設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算說明

1、第1章概述1.1 設(shè)計(jì)題目110KV降壓變電站電氣設(shè)計(jì)1.2 原始資料1.2.1 系統(tǒng)參數(shù)：系統(tǒng)至110KV母線的短路容量為3984MVA,110KV架空線路，長22kmo1.2.2 變電所A資料35KV出線4回1、負(fù)荷7-10MW,線路長30km,1回2、負(fù)荷6-8MW,線路長25km,1回3、負(fù)荷5-8MW,線路長20km,1回4、負(fù)荷4-7MW,線路長15km,1回功率因數(shù)0.8510KV出線4回1、負(fù)荷1.5-2MW,線路長10km,1回2、負(fù)荷1.6-2.2MW,線路長12km,1回3、負(fù)荷0.5-1.2MW,線路長7km,1回4、負(fù)荷0.7-1.5MW,線路長9km,1回負(fù)荷同時(shí)率

2、0.75待建變電所考慮15%的負(fù)荷發(fā)展余地，地形平坦無污染，環(huán)境溫度B=35E,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：T=5000h/年。1.2.3 110KV線路電抗按0.4歐姆/km計(jì)。1.2.4 發(fā)電廠變電所地理位置圖如圖所示。系統(tǒng)圖發(fā)電廠變電所地理位置圖G一汽輪發(fā)電機(jī)QFQ-50-2,50MW,Xd”0.124,cos=0.8；T一變壓器SF7-40000/121+2*2.5%；L1:70km,L2:60km；L3:40km；1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)1、計(jì)算負(fù)荷，選擇主變的容量和臺(tái)數(shù)；2、確定電氣一次主接線方案；3、短路電流計(jì)算；4、選擇各級(jí)導(dǎo)線型號(hào)和截面；5、選擇一次電氣設(shè)備；&防雷保護(hù)和接地裝置計(jì)算；7、繼

3、電保護(hù)計(jì)量裝置配置；8、編寫設(shè)計(jì)說明書：包括設(shè)計(jì)總說明、設(shè)計(jì)計(jì)算書；9、設(shè)計(jì)圖紙：包括電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、各電壓等級(jí)電氣間隔斷面圖、繼電保護(hù)測量配置圖、防雷保護(hù)及接地裝置布置圖、屋內(nèi)配電裝置圖第2章電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1 原始資料分析本設(shè)計(jì)的變電站為降壓變電站，有三個(gè)電壓等級(jí)：高壓側(cè)電壓為110kv,有二回進(jìn)線；中壓側(cè)電壓為35kv,有四回出線。低壓側(cè)電壓為10kv,有四回出線。從以上資料可知本變電站為終端變電站。2.2 主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的重要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密

4、切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因止匕必須處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。終端變電站的作用是降壓供給附近用戶或企業(yè)，其接線應(yīng)盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資和減少占地面積。隨著出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母分段等。低壓側(cè)采用單母線和單母線分段。可按以下幾個(gè)原則來選：2.2.1 主接線選擇原則1、 運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電;設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2、 具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)

5、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。3、 操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4、 經(jīng)濟(jì)上合理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。5、應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要

6、考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。主接線方案初步擬定兩套，綜合對可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等要求考慮，作出力爭技術(shù)先進(jìn)供電可靠、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。此主接線方案還應(yīng)在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建方便。方案I:11OKV側(cè)采用單母分段，35KV采用單母分段帶旁母，1OKV采用單母分段八八10KW110KV圖2-1電氣主接線方案一方案U: 11OKV側(cè)采用內(nèi)橋接線，35KV采用單母分段，1OKV單母接線35KV圖2-2電氣主接線方案二2.2.2 分析比較過程2.22111OK

7、V側(cè)（2回進(jìn)線）方案1：11OKV側(cè)采用單母線分段接線其優(yōu)缺點(diǎn)：1、當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，不影響變電站的運(yùn)行。2、單母線分段便于過渡為雙母線接線。3、采用的開關(guān)、刀閘較多，某一開關(guān)檢修時(shí)，對有穿越電流的環(huán)網(wǎng)線路有影響。4、開關(guān)檢修時(shí)，可用采用另一段運(yùn)行，無需停電。5、易于擴(kuò)建，利于以后規(guī)劃。方案2：采用內(nèi)橋接線其優(yōu)缺點(diǎn)：1、兩臺(tái)斷路器1DL和2DL接在電源出線上，線路的切除和投入是比較方便。2、當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。3、當(dāng)變壓器故障時(shí)，如變壓器1B故障，與變壓器1B連接的兩臺(tái)斷路器1DL和3DL都將斷開，

8、當(dāng)切除和投入變壓器時(shí)，操作也比較復(fù)雜。4、較容易影響有穿越功率的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，內(nèi)橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的變電所。222210KV側(cè)（4回出線）分析：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)，一般采用單母線分段接線，本設(shè)計(jì)為終端變電所，為保證供電可靠性也采用單母分段接線方式。2.2.2.335KV側(cè)（4回出線）35kv送出四回線路，可采用單母線接線或單母線分段接線方式。但單母線接線方式只適用于6220kv系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的發(fā)電廠或變電所。一般主變不少于2臺(tái)，故選用單母分段帶旁路接線方式。2.2.3主接線方案結(jié)果由以上分析比較，綜合可靠性和經(jīng)

9、濟(jì)性可得變電站的主接線方案為方案一：110KV采用單母分段接線方式，35KV采用單母分段帶旁路接線方式，10KV采用單母分段接線。2.3變電站主變壓器的選擇變電所主變壓器容量一般應(yīng)按510年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃，負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對于重要變電所應(yīng)考慮以1臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量在計(jì)及負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足I類及U類負(fù)荷的供電。對于一般變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器的容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%-80%,在目前實(shí)際的運(yùn)行情況變電所中一般均是采用兩臺(tái)變壓器互為暗備用并聯(lián)運(yùn)行。變壓器容量首先應(yīng)滿足在Sc下，變壓器能夠可靠運(yùn)行。對于單臺(tái)：SntSc對于兩臺(tái)

10、并聯(lián)運(yùn)行：Snti+Snt2Sc變壓器除滿足以上要求外還需要考慮變電所發(fā)展和調(diào)整的需要，并考慮510年的規(guī)SNT1Sc1 + sc2SNT 2SC1 +sc2劃，并留有一定的裕量并滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件。根據(jù)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，一般是采用兩臺(tái)變壓器互為備用。對于兩臺(tái)互為備用并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，變電所通常采用兩臺(tái)等容量的變壓器，單臺(tái)變壓器容量視它們的備用方式而定：1 .暗備用：兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的50%此時(shí)，變壓器的容量應(yīng)按變壓器最大負(fù)荷的70%選擇，其有顯著的優(yōu)勢：1正常情況下，變壓器的最大負(fù)荷率為70%符合變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行并留有一定的裕量。2.若一臺(tái)變壓器故障，

11、另一臺(tái)變壓器可以在承擔(dān)全部最大負(fù)荷下(過負(fù)荷40%繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。這段時(shí)間完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，切除不重要負(fù)荷，保證重要負(fù)荷的正常供電。這種暗備用的運(yùn)行方式具有投資省，能耗小的特點(diǎn)，在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。2 .明備用：一臺(tái)變壓器工作，另一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行作為備用。此時(shí)，兩臺(tái)變壓器按最大負(fù)荷時(shí)變壓器負(fù)荷率為100%八慮，較暗備用能耗大，投資大，故在實(shí)際中不常采用。變壓器選擇方法：根據(jù)負(fù)荷計(jì)算出的Sc,由于采用兩臺(tái)變壓器互為暗備用并聯(lián)運(yùn)行，單臺(tái)變壓器容量按70%*Sc選擇，并考慮510年規(guī)劃，留有15%勺發(fā)展余地。Snt=0.7*Sc*(1+15%所選擇的變壓器容量Snt0.7*Sc*(1+15%

12、即可。考慮兩臺(tái)主變壓器互為暗備用，單臺(tái)容量按計(jì)算容量&的70%選擇。考慮510年的計(jì)算規(guī)劃并留有一定的裕量，則單臺(tái)S總二SmaxX0.7X(1+15%=35.21X1.15X0.7=28.34MVA所以單臺(tái)容量只要大于28.34MVA即可。另外，單臺(tái)容量S總=28.34MVAScmm=22.325MVA,滿足最小負(fù)荷時(shí)單臺(tái)主變獨(dú)立運(yùn)行。綜合上述條件考慮，本變電站選擇2臺(tái)SFS731500/110型變壓器。其技術(shù)參數(shù)如下：表2-1SFS731500/110型變壓器參數(shù)型號(hào)額定容量KVA額定電壓SFS731500/11031500局壓中壓低壓1102X2.5%121+2X2.5%352X2.5%3

13、8.52X2.5%6.36.610.511聯(lián)結(jié)組損耗kw阻抗電壓總體質(zhì)量備注Yn,ynO,d11空載短路高中高低中低61.1t沈陽變4617510.517-186.5第3章短路電流的計(jì)算及導(dǎo)線、設(shè)備的選擇3.1 短路電流的計(jì)算根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路，采用標(biāo)么值計(jì)算，設(shè)基準(zhǔn)容量Sb=100MVA基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電流Ib=S/(3Ub)。設(shè)Ki,K2,K3點(diǎn)短路，則短路系統(tǒng)簡化圖如下：圖3-1短路系統(tǒng)簡化圖計(jì)算過程見計(jì)算書，結(jié)果如下表:表31短路電流計(jì)算結(jié)果表叵路編號(hào)短路容量電流沖擊值穩(wěn)定值110KVK122.96MVA67.16KA139.77KA135KVK210.9MVA10.72KA

14、6.35KA10KVK329.98MVA29.98KA17.76KA3.2 各電壓等級(jí)母線及其出線選擇3.2.1 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??；3 .檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；4 .對35kV以上母線，應(yīng)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。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。采用LGJ-185型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求,同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70,故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)

15、要求，35KV母線應(yīng)選導(dǎo)體為宜。LGJ-630型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70,故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。本變電所10KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。由于出現(xiàn)負(fù)荷不是很大故采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇方法，所選LMY-63X8型鋁母線滿足穩(wěn)定要求。以下為導(dǎo)體選擇結(jié)果(詳細(xì)的計(jì)算選擇和校驗(yàn)過程見計(jì)算書)：表3-2導(dǎo)體選擇結(jié)果線路型號(hào)載流里(A)截面(mm?)110KV母線LGJV母線LGJ-630118763010KV母線矩形鋁導(dǎo)體99563*835KV出線LGJ-2105772103.2.2 電纜的選擇電力電纜應(yīng)按以卜條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：1、電纜芯線材

16、料及型號(hào)2、額定電壓3、截面選擇4、允許電壓降校驗(yàn)5、熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜的動(dòng)穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗(yàn)。10KV側(cè)電纜選擇如下：表3-3電纜選擇結(jié)果類型載流量截面纜芯最高工作溫度三芯油浸紙絕緣鋁芯鉛包鋼帶鎧裝防腐電纜348A240mm260C3.3 電氣設(shè)備選擇正確地選擇電氣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)行電氣設(shè)備選擇時(shí)，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)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇

17、，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。3.3.1 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)3.3.1.1 斷路器型式的選擇除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。斷路器的選擇及校驗(yàn)條件如下：UzdUg；IeAIg；熱穩(wěn)定校驗(yàn)Ie2一Irt動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ichWidf3.3.1.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的主要用途：1.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。2.倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。3.分、合小電流。隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn)原則是：I.UzdAU；2.lelg；

18、3Je21.tIJ.t41chWidf331.3電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：1 .型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6s20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。2 .UzdU；31eIg；4 .校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定V2InKemich5 .校驗(yàn)熱穩(wěn)定IJ.teqV(Imkth)2.t3.3.2電氣主要選擇項(xiàng)目匯總表以下各節(jié)列出了各種電器設(shè)備選擇結(jié)果，其計(jì)算過程詳見計(jì)算書。3.3.2.1 斷路器選擇據(jù)能源部導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，對主電路所有電氣設(shè)備

19、進(jìn)行選擇和校驗(yàn)，各級(jí)電壓的斷路器的選擇成果見表3-4表3-4斷路器選擇結(jié)果表計(jì)算數(shù)據(jù)備參數(shù)型號(hào)Un1maxich安裝地點(diǎn)臺(tái)數(shù)uNs(KV)IN(A)iNcl(KA)LW11-110110173.667.16變壓器11OK側(cè)，母5110160080聯(lián)及出線LW8-3535_49610.735K癥變回路，935160063母聯(lián)及出線ZN981012103.8125060.288010KV出線回路8ZN32-1042629.9810KV主變回路310/2500102500100及母聯(lián)3.3.2.2 隔離開關(guān)的選擇選擇隔離開關(guān)的方法和要求與選擇斷路器相同，為了使所選擇的隔離開關(guān)符合要求，又使計(jì)算方便,

20、各斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，原則上按斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。表3-5隔離開關(guān)選擇表計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備參數(shù)型號(hào)、UnuNs(KV)1max*ch安裝地點(diǎn)臺(tái)數(shù)1N(A)jNcl(KA)GW5-110110173.667.16變壓器側(cè)及母聯(lián)兩側(cè)f1611063080GW4-35/12503535496125010.735K主變回路及母聯(lián)兩側(cè)2880GN2-10/10001010426100029.9810KV主變、分段開關(guān)及饋線11853.323電流互感器的選擇電流互感器的配置原則：1、為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對于中性點(diǎn)直

21、接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對稱、保護(hù)靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。2、對于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè)置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。3、為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。4、為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的電流互感器已裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)測。根據(jù)以上配置原則和電流互感器

22、選擇條件和校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)選出電流互感器如下：表3-6電流互感器選擇表安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電流比1S熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kdw主變110KV側(cè)LCW-110600/575178主變35KV側(cè)LCW-3515-1000/565100主變10KV側(cè)LAJ-103000/5509035KV饋線LB-35300/55514010KV饋線LA-10200/5802103.324電壓互感器的選擇各電壓互感器除供給測量儀表和繼電保護(hù)外，另有輔助繞組，供給保護(hù)及絕緣監(jiān)察裝置用。電壓互感器的配置原則如下：1母線除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。2、線路35KV級(jí)以上輸電

23、線路，當(dāng)對端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器。3、變壓器變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。根據(jù)以上配置原則和電壓互感器選擇和校驗(yàn)條件選出電壓互感器如下：表3-7電壓互感器選擇表安裝地點(diǎn)型號(hào)數(shù)量額定變比最大容量(VA)110KV母線JCC6-1106110000,100/A/100V3J3200035KV母線JD7-35635000,100“cPT扁100010KV母線JDJ-10210000/100/1006403.3.2.5熔斷器選擇由于110KV和35KV側(cè)電壓互感器的電壓等級(jí)很高，不宜裝設(shè)熔斷器，下面對10KV側(cè)

24、熔斷器進(jìn)行選擇。由于PT一次繞組電流很小，故熔斷器只需按額定電壓和開斷電流進(jìn)行選擇。即:UnUnsWKVInICh50.527KA選擇結(jié)果如下表：表38熔斷器選擇表安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓(KV額定電流(A)最大開斷電流(KA斷流容量(MVA10KV電壓互感器RN10/0.5100.58510003.3.2.6補(bǔ)償裝置的選擇電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓質(zhì)量的根本保證。在電力系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的自然無功負(fù)荷總大于原有的無功電源，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。通常情況下110KV的變電所是在35KV母線和10KV母線上進(jìn)行無功補(bǔ)償，本變電所是在10KV母線上并聯(lián)電容器和可調(diào)節(jié)的并聯(lián)電抗器為主要的無功補(bǔ)償(并

25、聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器是電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)闹饕Ｓ迷O(shè)備，予優(yōu)先采用），既將功率因數(shù)由0.85提高至0.92,合理的無功補(bǔ)償和有效的電壓控制，不僅可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，故所選的電容器型號(hào)為TBB11-2100+2100-3Wo第4章配電裝置及所用電系統(tǒng)4.1配電裝置配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是:1、 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；2、 維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行

26、，不受氣候影響；3、 外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；4、 房屋建筑投資較大。屋外配電裝置的特點(diǎn)是：1、 土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；2、 擴(kuò)建比較方便；3、 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4、 占地面積大；5、 受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；6、 不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多位屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的

27、造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)型，在上述地區(qū)若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，220KV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。發(fā)電廠和變電所中610KV的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)間長，造價(jià)較高，檢修和運(yùn)行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價(jià)較低，運(yùn)行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量不太大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)外，還與場地位置、面積、地址、地形條件及

28、總體不知有關(guān)，并受到設(shè)備材料的供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制普通中型配電裝置，國內(nèi)采用較多，已有豐富的經(jīng)驗(yàn)，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。中型配電裝置廣泛應(yīng)用于110-500KV電壓級(jí)。高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運(yùn)行不及中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運(yùn)行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220KV配電裝置，而半高型宜于110KV配電裝置。根據(jù)以上原則，選擇配電裝置如下：表4-1配電裝置選擇表110KV屋外中型配電裝置35KV屋外中型配電裝置1

29、0KV屋內(nèi)單層配電裝置4.2所用電系統(tǒng)本節(jié)主要講述所用電負(fù)荷、所用變的選擇及所用電系統(tǒng)的接線原則等的基本概念。4.2.1 確定所用變壓器的臺(tái)數(shù)。一般變電所均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，以滿足整流操作電源、強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要。另外，如果能夠從變電所外引入可靠的380V備用電源時(shí)，變電所可以只裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器。本設(shè)計(jì)將所用變壓器安裝在最低一級(jí)電壓側(cè)，由10KV側(cè)引出，考慮到可靠性，選用兩臺(tái)所用變互為備用。4.2.2 確定所用變壓器容量。根據(jù)所用負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，并考慮今后負(fù)荷的發(fā)展選用合適變壓器的容量。所用變?nèi)萘?0.2%主變?nèi)萘?0.2%*31500=63KVA故選用2臺(tái)電力變壓器SJ

30、Li-63/10,Y/Yo-12o4.2.3 確定所用變壓器的引線方式。當(dāng)變電所內(nèi)有較低電壓母線時(shí)，一般從這類母線引接電源，這個(gè)引接方式具有經(jīng)濟(jì)和可靠性較高的特點(diǎn)。如能在母線兩個(gè)不同分段上分別引用所用電源，則供電可靠性更高。4.2.4 直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，其使用目的是：用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路操作電源，也用于各類斷路器的傳動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的備用電源。本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)可采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)。蓄電池采用2X100AH免維護(hù)鉛酸蓄電池，單母線分段接線，控制母線與合閘母線間有降壓裝置。直流屏兩面，電池屏兩面。該型直流系統(tǒng)是模塊化設(shè)計(jì)，N

31、+1熱備份；有較高的智能化程度，能實(shí)現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遙測、遙控、遙信及遙調(diào)功能；可對每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。第5章變電所保護(hù)配置5.1 繼電保護(hù)配置變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來研總的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流油面降低和過勵(lì)磁等。對

32、于上述故障和不正當(dāng)工作狀態(tài)，根據(jù)DL400-91繼電器保護(hù)和安全起動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：5.1.1 主變保護(hù)部分：主變保護(hù)應(yīng)設(shè)置如下保護(hù)裝置1 .差動(dòng)保護(hù)防止變壓器繞組和引出線相間短路，直接接地系統(tǒng)側(cè)和引出線的單相接地短路及繞組見的短路。2 .瓦斯保護(hù)防止變壓器油箱內(nèi)部或斷線故障及油面降低。3 .零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)防止直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備。4 .防止變壓器過勵(lì)磁。5 .過電流保護(hù)（或阻抗保護(hù)）防止變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備。6 .過負(fù)荷保護(hù)防止變壓器對稱過負(fù)荷。7 .反映變壓器油溫及油箱內(nèi)壓力升高和冷

33、卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)保護(hù)。5.1.2、線路保護(hù)5.121110KV、35KV線路保護(hù)部分:1 .距離保護(hù)2 .零序過電流保護(hù)3 .自動(dòng)重合閘4 .過電壓保護(hù)5 .1.2.210KV線路保護(hù)：1、10kV線路保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流速斷及過流保護(hù)、實(shí)現(xiàn)三相一次重合閘。2、10kV電容器保護(hù)：采用微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)電流過流保護(hù)、過壓、低壓保護(hù)。3、10kV母線裝設(shè)小電流接地選線裝置，發(fā)送有選擇性的單相接地遙信。6 .1.2.3母線保護(hù)母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，后

34、果極為嚴(yán)重。對母線保護(hù)的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應(yīng)能可靠、方便地適應(yīng)母線運(yùn)行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護(hù)的接線方式，對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護(hù)大多采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成，動(dòng)作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。按構(gòu)成原理的不同，母線保護(hù)主要有完全電流差動(dòng)母線保護(hù)、電壓差動(dòng)母線保護(hù)、具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)。綜上，11OKV母線保護(hù)規(guī)劃選擇母聯(lián)相位比較差動(dòng)保護(hù)，35KV10KV母線保護(hù)規(guī)劃采用電流差動(dòng)母線保護(hù)5.2防雷保護(hù)和接地裝置5.2.1 變電所的防雷設(shè)計(jì)原

35、則變電所的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，并在在保證可靠性的前提下力求經(jīng)濟(jì)性。522變電所的主要防雷設(shè)備防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備是避雷器。避雷針有單支，多支，等高與不等高之分?，F(xiàn)實(shí)用的比較多的是氧化鋅避雷器和閥型避雷器等。5.2.3 變電所的防雷設(shè)計(jì)防止雷電直擊的主要電氣設(shè)備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等構(gòu)成。避雷針的位置確定，是變電所防雷設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。首先應(yīng)根據(jù)變電所電氣設(shè)備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安

36、裝位置后再根據(jù)下列公式進(jìn)行，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之內(nèi)。5.2.3.1 單根避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)按下列公式確定：當(dāng)hxh/2時(shí)，5hhx)p式中hx被保護(hù)物高度，m；h一避雷針的高度，m；.一每側(cè)保護(hù)范圍的寬度，p一高度影響系數(shù)，當(dāng)h30m,p=1,當(dāng)30Vh5m其接地電阻RScmm=22.325MVA,滿足最小負(fù)荷時(shí)單臺(tái)主變獨(dú)立運(yùn)行。綜合上述條件考慮，本變電站選擇2臺(tái)SFS731500/110型變壓器。其技術(shù)參數(shù)如下:表11SFS31500/110型變壓器參數(shù)表型號(hào)額定容量KVA額定電壓SFS731500/11031500局壓中壓低壓1102X2.5%121土2X9只。玖352X2.5%38.52

37、X2.5%6.36.610.511聯(lián)結(jié)組損耗kw阻抗電壓總體質(zhì)量備注Yn,yno,du空載短路高中fWi低中低61.1t沈陽變4617510.517-186.52、短路電流計(jì)算2.1簡化圖紙。2,K3點(diǎn)短路，則短設(shè)基準(zhǔn)容量Sb=100MVA基準(zhǔn)電壓Ub=Uw,基準(zhǔn)電流Ib=Sb/(./3Ub)o設(shè)路系統(tǒng)簡化圖如下:X13K135KV110KWK1KE310KVE(3圖2-1系統(tǒng)線路分解簡化圖圖2-2系統(tǒng)線路分解再次簡化圖KIK2或K3三衣簡化X總KIK2或KS最終簡化圖圖2-3系統(tǒng)線路最終簡化圖2.2 變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：(10.5+17.5-6.5(10.5+6.5-17.5(1

38、7.5+6.5-10.5各繞組的短路電壓分別為：=10.75=-0.25=6.75)=0.34US1%=1/2Us(12)%+Us(31)%Us(23)%=1/2Us2%=1/2(Us(12)%+Us(23)%-Us(13)%=1/2Us3%=1/2Us(13)%+Us(23)%Us(12)%】=1/2各繞組的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：Xt1=(Us1%/100)X(Sb/Sn)=(10.75/100)X(100/31.5Xt2=(Us2%/100)X(Sb/Sn)=(-0.25/100)X(100/31.5)=-0.008Xt3=(Us3%/100)X(Sb/Sn)=(6.75/100)X(100

39、/31.5)=0.214變壓器的等值網(wǎng)絡(luò)如圖所示:的1-1圖2-4變壓器等值阻抗圖當(dāng)系統(tǒng)母線高壓側(cè)的最大三相短路容量為網(wǎng)絡(luò)如圖12所不：其中X仁xt/2=0.34/2=0.1701-22000MVA寸，短路電流的計(jì)算系統(tǒng)的等值X2=XT2/2=-0.008/2=-0.004X3=Xt3/2=0.214/2=0.107Xd=Sb/So=100/2000=0.052.3 計(jì)算電抗X=S/So=100/3984=0.0251Xl=22X0.4XSb/1152=0.0665Xgi=XgfXcTx=0.124X100=0.1984SG50COS0.8S100Xti=Xt2=10.5%XB=10.5%X=

40、0.2625St40100Xli=70X0.4X2=0.2117115Xl2=60X0.4X-a=0.1815115Xli=45X0.4X-a=0.1361115Xfl=(US1%/100)X(Sb/Sn)=(10.75/100)X(100/31.5)=0.34Xf2=(Us2%/100)X(Sb/Sn)=(-0.25/100)X(100/31.5)=-0.008Xf3=(Us3%/100)X(Sb/Sn)=(6.75/100)X(100/31.5)=0.214x L1 x L2 x L3 (Xl1Xl3)Xl2X總=(XsXl)(XtiXgi)/2)-1+(XsXl)(XtiXgi)/2】=

41、14.0106+8.3849=0.190642.4 計(jì)算短路電流110KV側(cè)1 1001尸Jluu=26,3354KAX總3115ish=2.55IF2.55X26.3354=67.16KAlsh=1.51I產(chǎn)151X26.3354=39.77KAS=.3IssB=26.3354X1=22.9MVA73uB11535KV 側(cè)110KV 至 35KV 側(cè) Xa5=(Xn+X2)/2=0.166=1100 = 1X 總 X35.3 37 =0.190640.166100=4.20KA38.5ish=2.55IF2.55X4.20=10.72KAlsh=1.51I產(chǎn)1.51X4.20=6.35KAS

42、=3Issl=4.20X.|oo=io.9MVAJ3UB38.510KV側(cè)35KV至10KV側(cè)Xio=(Xfi+X3)/2=0.277=11.76KA.3 10.5100=1X總X10.310.50.190640.277ish=2.55I尸2.55X11.76=29.98KAlsh=1.5111.51X11.76=17.755KAS=3Issl=11.76X20o=111.99MVAJ3Ub38.5短路電流計(jì)算結(jié)果表2-1短路電流計(jì)算結(jié)果表回路編號(hào)短路容量電流沖擊值穩(wěn)定值110KVK122.96MVA67.16KA39.77KA35KVK210.9MVA10.72KA6.35KAF10KVK329.98MV29.98KA17.76KA3設(shè)備選擇3.1負(fù)荷電流計(jì)算3.1.1、主變壓器額定電流：11低=31500/V3X115X1.05=165.3AX1.05=173.57A135e=31500/V3X38.5X1.05=496A1we=31500/V3X11X1.05=1735.7A3.1.2.負(fù)荷情況:取C0=0.85,35kV側(cè)各出線回路電流按l=P/V3UeCOvS計(jì)算。所有符合按最大負(fù)荷計(jì)算1#出線P=100