整理KV降壓變電所電氣部分的設(shè)計(jì)

1、摘 要電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計(jì)來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。本設(shè)計(jì)針對(duì)110kV降壓變電站進(jìn)行電氣部分設(shè)計(jì)，電壓等級(jí)110kV/35kV/10kV；設(shè)計(jì)

2、內(nèi)容包括：變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。設(shè)計(jì)中依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，電氣一次部分、發(fā)電廠、變電站電氣部分，電力繼電保護(hù)原理中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)交流高壓斷路器訂貨技術(shù)條件、交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合、高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程等國家和電力行業(yè)有關(guān)110kV變電所設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范及國家有關(guān)安全、環(huán)保等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：降壓 變電站 電氣 設(shè)計(jì)目 錄第一章緒 論1第一節(jié)選題背景1第二節(jié)選題意義1第三節(jié)變電站發(fā)展概況1第四節(jié)設(shè)計(jì)原始資料2一、變電站的出線2二、負(fù)荷情況2三、線路長(zhǎng)度2第二章電

3、氣主接線設(shè)計(jì)及短路電流計(jì)算3第一節(jié)電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器容量選擇3一、電氣主接線方案初選3二、主接線方案比較3三、主變壓器的選擇4四、站用變壓器的選擇5第二節(jié)短路電流計(jì)算5一、短路電流的計(jì)算目的5二、短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定6三、計(jì)算步驟6四、變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計(jì)算6五、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)8六、110kV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算8七、35KV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算10八、10KV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算11九、10KV出線短路點(diǎn)的短路計(jì)算12第三章電氣主設(shè)備的選擇及校驗(yàn)14第一節(jié)選擇原則及規(guī)定14一、一般原則14二、校核電器的基本使用條件14三、各回路最大持續(xù)工作電流14第二節(jié)主設(shè)備選擇及校驗(yàn)15一、斷

4、路器的選擇及校驗(yàn)15二、隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)18三、電流互感器的選擇及校驗(yàn)21四、電壓互感器的選擇26五、避雷器的選擇及檢驗(yàn)28六、母線的選擇及校驗(yàn)30七、熔斷器的選擇32第四章主變保護(hù)整定計(jì)算及防雷接地計(jì)算34第一節(jié)變壓器繼電保護(hù)34一、變壓器差動(dòng)保護(hù)計(jì)算34二、變壓器過流保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)計(jì)算36第二節(jié)防雷接地計(jì)算37一、防雷計(jì)算37二、接地計(jì)算39總 結(jié)41致 謝42參考文獻(xiàn)43附錄A 主接線方案圖44附錄B 系統(tǒng)正序等值圖46附錄C 設(shè)備選擇參照?qǐng)D47附錄D 短路電流計(jì)算結(jié)果表48附錄E 變電所主體設(shè)備型號(hào)一覽表49第一章 緒 論第一節(jié) 選題背景電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科

5、學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計(jì)來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。目前，110KV、35KV常規(guī)變電站在城農(nóng)網(wǎng)中仍占有較大的比重，其一次、二次設(shè)備都比較落后，繼電保護(hù)裝置多為電磁式繼電器組合而成，一般只具有

6、當(dāng)?shù)乜刂乒δ?，多為有人值班運(yùn)行方式。隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的提高,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強(qiáng)大的作用,少人或無人值守變電站將成為今后變電運(yùn)行的主流方式，對(duì)原有電站及新建電站實(shí)現(xiàn)無人值守勢(shì)在必行。對(duì)設(shè)計(jì)人員來講，我們只有不斷提高自身素質(zhì)，才能跟得上電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的興盛盡一點(diǎn)微薄之力。第二節(jié) 選題意義變電站是電力系統(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，它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)裝置和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通

7、信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備。本設(shè)計(jì)針對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。通過對(duì)110KV降壓變電所電氣部分的設(shè)計(jì)，使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運(yùn)用。第三節(jié) 變電站發(fā)展概況隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測(cè)量、中央信號(hào)、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。常規(guī)控制、保護(hù)裝置

8、已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機(jī)監(jiān)控方式，它運(yùn)用了自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，組成計(jì)算機(jī)的軟硬件設(shè)備代替人工,利用變電站中的遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備來完成對(duì)站中設(shè)備的遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實(shí)現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自動(dòng)化和無人值守是當(dāng)今電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域中熱門的話題，在當(dāng)今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。第四節(jié) 設(shè)計(jì)原始資料一、 變電站的出線變電站的電壓等級(jí)為110kV/35kV/10kV，設(shè)兩臺(tái)主變，變電站最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2回（雙電源進(jìn)線）35kV：6回（終端用戶）10kV： 12回（終

9、端用戶）二、 負(fù)荷情況35kV、10kV負(fù)荷情況見下表。表1-1 負(fù)荷情況表電壓等級(jí)負(fù)荷級(jí)別最大負(fù)荷（MW）合計(jì)負(fù)荷（MW）35kVI820II8III410kVI716II5III4站用電I0.60.6三、 線路長(zhǎng)度110kV： 架空線，170公里35kV： 架空線，76 公里10kV： 架空線，27 公里第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)及短路電流計(jì)算第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器容量選擇一、 電氣主接線方案初選根據(jù)GB50059-9235110KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)任務(wù)書中站給資料中要求，變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠，運(yùn)

10、行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建，同時(shí)應(yīng)滿足以下條件：1當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電站高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。235110KV線路為兩回以下時(shí)，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。3當(dāng)變電站裝有兩臺(tái)主變時(shí)，610KV側(cè)宜采用分段單母線。線路12回及以下時(shí)，變電站10KV可用雙母線；當(dāng)不許停電檢修斷路器時(shí)，可裝設(shè)旁路設(shè)施。4接在母線上的：避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關(guān)，對(duì)接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下：（一） 方案一（接線圖見：附錄A）1110KV側(cè)、35KV側(cè)和10KV側(cè)均采用單母分段的接線方式。2主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇

11、：2臺(tái)主變?nèi)萘肯嗤?。（二?方案二（接線圖見：附錄A）1110KV側(cè)采用橋形接線，35KV側(cè)和10KV側(cè)采用單母分段的接線。2主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇：2臺(tái)主變?nèi)萘客桨敢?。二?主接線方案比較綜上所述，由于方案二采用橋形接線，使用的斷路器比方案一少。主變臺(tái)數(shù)、型號(hào)、參數(shù)均相同，同時(shí)又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和設(shè)計(jì)規(guī)程的要求，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇方案二比較合適，達(dá)到了工程造價(jià)較低，同時(shí)考慮了變電站隨著負(fù)荷的增加，進(jìn)行擴(kuò)建和增容的可能性，因?yàn)闃蚴浇泳€在負(fù)荷增加時(shí)，可很方便的改造為單母線分段，以適應(yīng)負(fù)荷增加和供電可靠性的要求。同時(shí)，從技術(shù)角度，方案一中斷路器3、斷路器4之間及母線發(fā)生短路，

12、則斷路器3、斷路器4、斷路器5分別跳閘，即所有負(fù)荷由1號(hào)主變承擔(dān)；方案二中當(dāng)斷路器3至變壓器繞組內(nèi)及斷路器2右側(cè)發(fā)生短路，則斷路器2、斷路器3及變壓器中、低側(cè)分別跳閘，即所有負(fù)荷由1號(hào)主變承擔(dān)。再如，方案一如母線發(fā)生短路，斷路器4、斷路器5、斷路器3分別跳閘，2號(hào)主變停止向負(fù)荷供電；方案二中內(nèi)橋斷路器2側(cè)母線發(fā)生短路，斷路器2、斷路器3、2號(hào)主變中、低壓側(cè)分別跳閘，停止向負(fù)荷供電。由以上分析，方案一和方案二在技術(shù)上是相當(dāng)?shù)?，而從?jīng)濟(jì)上講，方案一比方案二多用了兩組斷路.兩組隔離開關(guān)和母線，所以，最終確定方案二為本設(shè)計(jì)的主接線。三、 主變壓器的選擇1. 運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)1020年的

13、發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。由于任務(wù)書給定的是一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，而且每個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器2臺(tái)，運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)1020年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故過負(fù)荷能力，以變壓器正常的過負(fù)荷能力來承擔(dān)變壓器遭受的短時(shí)高峰負(fù)荷，過負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺(tái)變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì)60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時(shí)可承擔(dān)100%的負(fù)荷。2. 主變?nèi)萘窟x擇Sn0.6Sm。(Sm為變電站最大負(fù)荷)3. 兩臺(tái)主變可方便于運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備的檢修同時(shí)能滿足站用負(fù)荷的供電要 兩臺(tái)求。4.主

14、變壓器形式的選擇：相數(shù)的確定為了提高電壓質(zhì)量最好選擇有載調(diào)壓變壓器。繞組的確定本站具有三種電壓等級(jí)，且通過主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，故選三繞組變壓器。繞組的連接方式考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0/Y/11。采用“”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢(shì)接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時(shí)限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。5.主變?nèi)萘康拇_定：考慮變壓器有1.3倍事故過負(fù)荷能力，則0.6*1.3=78%，即退出一臺(tái)時(shí)，可以滿足78%的最大負(fù)荷。本站主要負(fù)荷占60%，在短路時(shí)（2小時(shí)）帶全部主要負(fù)荷和一半左右類負(fù)荷。

15、在兩小時(shí)內(nèi)進(jìn)行調(diào)度，使主要負(fù)荷減至正常水平。 Sn=0.6Pmax/ （2-1）=0.6×(22+16)/0.92=24.783MVA=24783KVA選SSPSL-25000型，選擇結(jié)果如表2-1：表2-1主變壓器參數(shù)表型號(hào)及容量(KVA)額定電壓高/中/低(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)運(yùn)輸重量(t)備注空載短路高中高低中低SSPSL-25000110/38.5/11Y0/Y/-12-1138.214810.517-1861.055.1四、 站用變壓器的選擇由主變壓器容量為25000KVA，站用電率為0.5%，可選用變壓器容量。Sn=25000×0

16、.5%=125KVA選SJL1160型，選擇結(jié)果如表2-2：表2-2 站用變壓器參數(shù)表型號(hào)及容量(KVA)低壓側(cè)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)總重(t)備注空載短路SJL11600.4Y/Y0-120.52.9430.81第二節(jié) 短路電流計(jì)算在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：在選擇電氣主接線時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間

17、短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要短路電流。一、 短路電流的計(jì)算目的1電氣主設(shè)備的選擇和比較2電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)3繼電保護(hù)整定計(jì)算二、 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定1確定原則：計(jì)算短路電流時(shí)，短路點(diǎn)的選擇，應(yīng)使站選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流。2短路點(diǎn)的確定，根據(jù)以上原則，選擇了4個(gè)短路點(diǎn)。3基準(zhǔn)值的選?。篠b100MVAUb取各側(cè)平均額定電壓三、 計(jì)算步驟1選擇計(jì)算短路

18、點(diǎn)2畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗Xd”3選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取后級(jí)的平均電壓）4將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值5給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)6化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)，為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。7求計(jì)算電抗。8由運(yùn)算曲線查出（各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值運(yùn)算曲線只作到=3.5）。9計(jì)算無限大容量（或=3）的電源供給的短路電流周期分量。10計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。11計(jì)算短路電流沖擊

19、值。12計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)攻擊的短路電流。13繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。四、 變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計(jì)算（一） 變壓器參數(shù)的計(jì)算XB*.1高壓繞組電抗XB*.2中壓繞組電抗XB*.3低壓繞組電抗Ud(1-2)%高壓與中壓繞組短路電壓百分值Ud(1-3)%高壓與低壓繞組短路電壓百分值Ud(2-3)%中壓與低壓繞組短路電壓百分值1主變壓器參數(shù)計(jì)算由表2-1查明，選SSPSL25000型號(hào)參數(shù)：Ud(1-2)%=10.5 Ud(1-3)%=18Ud(2-3)%=6.5Ud1%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(1-3)%- Ud(2-3)%)=1/2(10.5+18-6.5)=11Ud2%= 1/2

20、(Ud(1-2)%+ Ud(2-3)%- Ud(1-3)%)=1/2(10.5+6.5-18)=-0.5Ud3%= 1/2(Ud(2-3)%+ Ud(1-3)%- Ud(1-2)%)=1/2(6.5+18-10.5)=7XB*.1=0.44 (2-1)XB*.2=-0.02 (2-2)XB*.3=-0.28 (2-3)3站用變壓器參數(shù)計(jì)算由表2-2查明：選SJLI160型號(hào)參數(shù)：Ud%=4XB*.4=8 (2-4)（二） 線路參數(shù)計(jì)算110kV線路：XL*1 =XOL1=1680.2=0.222 (2-5)35kV線路：XL*2 =XOL2=780.4=0.236 (2-6)10kV線路：XL

21、*3 =XOL3=260.4=0.078 (2-7)（三） 電抗器的參數(shù)計(jì)算1出線電抗器電抗標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算：In= X*N=173.210 A (2-8)所以取In=200 A 由表4-2查得：Ib=5.5 AXK.* = XK=1.565 (2-9)2分段電抗器電抗標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算：In=200 AXK=10查表可得：XK.*=2.62五、 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如下： （系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，歸算到Sb100MVA的等值電抗Xs0.5）圖2-2六、 110kV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖2-3： 圖2-3X*=Xs= XL*1=0.222Xjs=Xm

22、d= 0.517 (2-10)因?yàn)閄js=0.517 3所以查表得：* =1.913* =1.655* =1.953* =1.635= 0.502 KA (2-11)=1.170 KA (2-12)=*=1.913×1.170=2.238 KA (2-13)=* =1.665×1.170=1.947 KA (2-14)=* =1.953×1.170= 2.285 KA (2-15)=* =1.635×1.170= 1.913 KA (2-16)ich=2.55=2.55×2.238=5.707 KA (2-17)ioh=1.52=1.52

23、15;2.238=3.402 KA (2-18)=Un=2.238×110=426.384 MVA (2-19)七、 35KV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 圖2-4 圖2-5網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖2-4、2-5：X*=X3=XS=0.432 (2-20)Xjs=Xmd=1.007 因?yàn)閄js=1.007 3所以查表得：* =0.985* =0.910* =1.067* =1.003=1.56 KA= =3.635 KA=*=0.985×3.635=3.580 KA=* =0.910×3.635=3.308 KA=* =1.067×3.635=3.879 KA=* =1.0

24、03×3.635=3.646 KAich=2.55=2.55×3.580=9.129 KAioh=1.52=1.52×3.580=5.442 KA=Un=3.580×35=217.020 MVA八、 10KV母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 圖2-6 圖2-7網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖2-6、2-7：X*=X4= (2-21) = =0.814Xjs=Xmd=1.897因?yàn)閄js=0.517 3所以查表得：* =0.540* =0.511* =0.550* =0.550=5.499 KA= =12.812 KA=*=0.540×12.812=2.238 KA=* =0.

25、511×12.812=6.547 KA=* =0.550×12.812=7.047 KA=* =0.550×12.812=7.047 KAich=2.55=2.55×6.918=17.641 KAioh=1.52=1.52×6.918=10.515 KA=Un=6.918×10=119.820 MVA九、 10KV出線短路點(diǎn)的短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖2-8、2-9： 圖2-8 圖2-9X*=X4= (2-22) = =2.379Xjs=Xmd=5.443因?yàn)閄js=0.517 3所以*=*=*=*=0.180In= Ib=4.95KAI=

26、 I= I0.2=In= I*In= I0.2*In=0.072×4.95=0.355KA=5.499 KA= =12.812 KA=*=0.18012.812=2.331 KAich=2.55=2.55×2.331=5.893 KAioh=1.52=1.52×2.331=3.513 KA=Un=2.331×10=40.027 MVA第三章 電氣主設(shè)備的選擇及校驗(yàn)第一節(jié) 選擇原則及規(guī)定一、 一般原則1應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮發(fā)展。2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5同類設(shè)備

27、應(yīng)盡量減少品種。6選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。二、 校核電器的基本使用條件1在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流Ig.max；2按短路電流的有關(guān)規(guī)定來驗(yàn)算導(dǎo)體和電器設(shè)備；3驗(yàn)算110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，斷路器全分閘時(shí)間和電弧燃燒。三、 各回路最大持續(xù)工作電流表3-1最大持續(xù)工作電流表回路名稱計(jì)算公式及結(jié)果110KV母線Ig.max=0.138 KA110KV進(jìn)線Ig.max=0.108 KA35KV母線Ig.max=0.433 KA35KV出

28、線Ig.max=0.108 KA10KV母線Ig.max=1.516 KA10KV出線Ig.max=0.188 KA第二節(jié) 主設(shè)備選擇及校驗(yàn)一、 斷路器的選擇及校驗(yàn)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。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。（一） 母線斷路器110的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KVUn=110KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.13

29、8KA138A選出斷路器型號(hào)為SW41101000型，如表3-2：表3-2 110KV母線斷路器參數(shù)表型號(hào)電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)重合性能額定最大額定重新*最大有效2S3S4S5S電流休止時(shí)間(s)重合時(shí)間(s)SW4-110110126100018.4350030005532.210.250.060.30.4因?yàn)镮n=1000AIg.max=138A所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd (3-1)因?yàn)镮dt=2.238KAIkd=18.4KA所以Idt<Ik

30、d 4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax (3-2)因?yàn)閕ch =5.707KAimax=55KA所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t(3-3) (3-4)t=2.5+0.06=2.06s(t為后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間之和)查書得tz=1.85s>1s 故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×0.9792=1.898 (3-5)因?yàn)镮²tdz=2.2852×1.898=9.910 It²t=212×5=2205所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。（二

31、） 110KV進(jìn)線斷路器111、112的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KVUn=110KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.108KA108A選出斷路器型號(hào)為SW41101000型。故Ig.max < In，此斷路器型號(hào)與斷路器110型號(hào)一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)。（三） 35KV母線斷路器130、131、132的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KVUn=35KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.433KA433A選出斷路器型號(hào)為ZW2-35600型，如表3-3：表3-3 35KV母線斷路器參數(shù)表型號(hào)電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(K

32、A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)4s熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)額定峰值ZW2-35 356006.6176.60.060.12因?yàn)镮n=600AIg.max=433A所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=3.580KAIkd=6.6KA所以Idt<Ikd4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9.129KAimax=17KA所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s由和t查書112頁圖5-1得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×0.9

33、232=1.893因?yàn)镮²tdz=3.8792×1.893=28.483It²t=6.62×4=128所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。（四） 35KV出線斷路器133的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KVUn=35KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=0.108KA108A選出斷路器型號(hào)為ZN35630型故Ig.max < In，此斷路器型號(hào)與斷路器130型號(hào)一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)（五） 10KV母線斷路器120、121、122、的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KVUn=10K

34、V所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=1.516KA1516A選出斷路器型號(hào)為ZN12-10-2000型，如表3-4：表3-4 10KV母線斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)峰值1s4s5sZN12-10102000501800125173120850.0650.075因?yàn)镮n=2000AIg.max=1516A所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=6.918KAIkd=50KA所以Idt<Ikd4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax

35、因?yàn)閕ch =17.641KAimax=125KA所以ich<imax5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s查書得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×0.9822=1.898因?yàn)镮²tdz=7.0472×1.898=94.255It²t=31.52×4=3969所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。（六） 10KV出線斷路器123的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KVUn=10KV所以Ug= Un2電流：查表3-1

36、得：Ig.max=0.475KA475A選出斷路器型號(hào)為ZN1810630型，如表3-5：表3-5 10KV出線斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定斷開容量(MVA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)峰值2s3s4sZN18-1012630205052200.070.06因?yàn)镮n=630AIg.max=188A所以Ig.max < In3開斷電流：IdtIkd因?yàn)镮dt=2.311KAIkd=20KA所以Idt<Ikd4動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =5.893KAimax=50KA所以ich<imax

37、5熱穩(wěn)定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.56s查書得，tz=1.85s>1s故tdz=tz+0.05=1.85+0.05×12=1.9因?yàn)镮²tdz=2.3112×1.9=10.147It²t=202×4=1600所以I²tdz<It²t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。二、 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點(diǎn)，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合使用。隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相

38、同，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，然后確定。對(duì)隔離開關(guān)的要求：有明顯的斷開點(diǎn)。為了確切的鑒別電器是否已經(jīng)與電網(wǎng)隔離，隔離開關(guān)應(yīng)具有可以直接看見的斷口。斷開點(diǎn)應(yīng)有可靠的絕緣。隔離開關(guān)的斷開點(diǎn)的動(dòng)靜觸頭之間，必須有足夠的絕緣距離，使其在過電壓或相間閃絡(luò)情況下，也不會(huì)被擊穿而危及工作人員的安全。具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。隔離開關(guān)在運(yùn)行中，經(jīng)常受到短路電流的作用，必須能夠承受短路電流熱效應(yīng)和電動(dòng)力沖擊，尤其是不能因電動(dòng)力作用而自動(dòng)斷開，否則將引起嚴(yán)重事故。結(jié)構(gòu)得意動(dòng)作可靠。戶外隔離開關(guān)在凍冰的環(huán)境里，也能可靠的分、合閘工作刀閘與接地刀閘聯(lián)鎖。帶有接地刀閘的隔離開關(guān)

39、必須有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，以保證在合接地之前，必須先斷開工作刀閘；在合工和刀閘之前，必須先斷開接地刀閘。（一） 隔離開關(guān)110-1、110-2的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=110KVUn=110KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=138A選出GW2110600型，如表3-6：表3-6 110KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GW21101106005014(5)因?yàn)镮n=600AIg.max=138A所以Ig.max < In3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =5.707KAimax=50KA所以ich<ima

40、x4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I²tdz =9.910It²t=142×5=980所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。（二） 隔離開關(guān)111-1、111-2、111-3、112-2、114-1、113-3的選擇及校驗(yàn)。1電壓：因?yàn)閁g=110KVUn=110KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=108A選出GW2110600型故Ig.max < I，此隔離開關(guān)型號(hào)與隔離開關(guān)110-1型號(hào)一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)（三） 隔離開關(guān)130-1、130-2、

41、131-1、131-2、132-1、132-2的選擇及檢驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KVUn=35KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=1.475KA433A選出GW235600型，如表3-7：表3-7 35KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GW235356005014(5)因?yàn)镮n=600AIg.max=433A所以Ig.max < In3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9.129KAimax=50KA所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I²

42、;tdz =28.439It²t=142×5=980所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。（四） 隔離開關(guān)133-1、133-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=35KVUn=35KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=108A選出GW835400型，如表3-8：表3-8 35KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GW83535400155.6(5)因?yàn)镮n=400AIg.max=108A所以Ig.max < In3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =9

43、.129KAimax=15KA所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I²tdz =28.483It²t=5.62×5=156.8所以I²tdz <It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。（五） 隔離開關(guān)120-1、120-2、121-1、121-2、122-1、122-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KVUn=10KV所以Ug= Un2電流：查表3-1得：Ig.max=1516A選出GN1102000型，如表3-9：表3-9 10KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流

44、(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GN1101020008536(10)因?yàn)镮n=2000AIg.max=1516A所以Ig.max < In3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =17.641KAimax=85KA所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdIt²t前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I²tdz=94.255It²t=362×10=12960所以I²tdz<It²t經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。（六） 隔離開關(guān)123-1、123-2的選擇及校驗(yàn)1電壓：因?yàn)閁g=10KVUn=10KV所以Ug=

45、 Un2電流：查表3-1得：Ig.max=188A選出GN110200型，如表3-10：表3-10 10KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)GW110102002510(5)因?yàn)镮n=400AIg.max=188A所以Ig.max < In3動(dòng)穩(wěn)定：ichimax因?yàn)閕ch =5.893KAimax=25KA所以ich<imax4熱穩(wěn)定：I²tdzIt²t前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I²td=10.147 It²t=102×5=500所以I²td<It²t

46、經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。三、 電流互感器的選擇及校驗(yàn)互感器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一，它是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號(hào)以反應(yīng)一次系統(tǒng)的工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。1互感器的作用：對(duì)低電壓的二次系統(tǒng)與高電壓的一次系統(tǒng)實(shí)施電氣隔離，保證工作人員的安全。由于互感器原、副繞組除接地點(diǎn)外無其它電路上的聯(lián)系，因此二次系統(tǒng)的對(duì)地電位與一次系統(tǒng)無關(guān)，只依賴于接地點(diǎn)與二次繞組其它各點(diǎn)的電位差，在正常運(yùn)行情況下處于低壓的狀態(tài)，方便于維護(hù)、檢修與調(diào)試。互感器副繞組接地的目的在于當(dāng)發(fā)生原、副繞組擊穿時(shí)降低二次系統(tǒng)的對(duì)地電位，接地電阻愈小，對(duì)地

47、電位愈低，從而保證人身安全，因此將其稱為保護(hù)接地。三相電壓互感器原繞組接成星形后中性點(diǎn)接地，其目的在于使原、副繞組的每一相均反應(yīng)電網(wǎng)各相的對(duì)地電壓從而反應(yīng)接地短路故障，因此將該接地稱為工作接地。將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)值，使測(cè)量?jī)x表和繼電器小型化和標(biāo)準(zhǔn)化；使二次設(shè)備的絕緣水平可按低電壓設(shè)計(jì)，從而結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜；使所有二次設(shè)備能用低電壓、小電流控制電纜聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)用小截面電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量與控制，并使屏內(nèi)布線簡(jiǎn)單，安裝方便。取得零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護(hù)裝置使用。2電流互感器的配置原則（1)每條支路的電源側(cè)均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路的測(cè)量、保護(hù)使

48、用。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此往往有斷路器與電流互感器緊鄰布置。配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求：a、一般應(yīng)將保護(hù)與測(cè)量用的電流互感器分開； b、盡可能將電能計(jì)量?jī)x表互感器與一般測(cè)量用互感器分開，前者必須使用0.5級(jí)互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的2/3左右； c、保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)； d、大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反映單相接地的故障；小電流接地系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器支路也應(yīng)三相配置以便監(jiān)視不對(duì)稱程度，其余支路一般配置于A、C兩相。（2)發(fā)電機(jī)出口配置一組電流互感器供發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置使用，相數(shù)、變比、接線方式與自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)

49、磁裝置的要求相符。（3)配備差動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同3電流互感器的選擇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(duì)于620KV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(duì)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。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用1A。（1）一次額定電流的選擇：當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工

50、作電流大1/3左右，以保證測(cè)量?jī)x表有最佳工作，并在過負(fù)荷時(shí)，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。電纜式零序電流互感器窗中應(yīng)能通過一次回路的所有電纜。當(dāng)保護(hù)和測(cè)量?jī)x表共用一組電流互感器時(shí)，只能選用相同的一次電流。（2)準(zhǔn)確級(jí)的選擇：與儀表連接接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于以下要求：用于電能測(cè)量的互感器準(zhǔn)確級(jí)：0.5功電度表應(yīng)配用0.2級(jí)互感器；1.0級(jí)有功電度表應(yīng)配用0.5級(jí)互感級(jí)；2.0級(jí)無功電度表也應(yīng)配用0.5級(jí)互感器；2.0級(jí)有功電度表及3.0級(jí)無功電度表，可配用1.0級(jí)級(jí)互感器；一般保護(hù)用的電流互感器可選用3級(jí)，差動(dòng)距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用D級(jí)，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。（一） 110KV進(jìn)線電流互感器的選擇及校驗(yàn)1一次回路電壓：因?yàn)閁g=110KVUn=110KV所以Ug= Un2一次回路電流：查表3-1得：Ig.max=108A選LCWD110(50100)(300600)/5型，如表3-11：表1-11 110KV進(jìn)