110KV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)論文

1、110kv變電站電氣主接線設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，特別是供電的穩(wěn)定性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計(jì)和配置。一個(gè)典型的變電站要求電力設(shè)備運(yùn)行可靠，操作靈活，經(jīng)濟(jì)合理，擴(kuò)建方便。處于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了設(shè)計(jì)了一個(gè)降壓變電站。本次設(shè)計(jì)為110kv變電站的電氣一次部分的設(shè)計(jì)，并繪制了電氣主接線圖。該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，站主接線為110kv,35kv和10kv三個(gè)電壓等級(jí)。各個(gè)電壓等級(jí)都采用單母線分段接線。在本次設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，電氣主接線的設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，最大長(zhǎng)期工作電流的計(jì)算，電氣設(shè)備（包括斷路器

2、，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器，電壓互感器和母線）的選擇與防雷保護(hù)的設(shè)置。本設(shè)計(jì)以35-110kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)和供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)為依據(jù)，設(shè)計(jì)容符合有關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，所選設(shè)備為國(guó)家推薦的新型產(chǎn)品，運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì)合理。第一章 概述第一節(jié) 概述隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)供電質(zhì)量的要求日益提高。國(guó)家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)和改造、拉動(dòng)需的發(fā)展計(jì)劃，110kV變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展。供電可靠性是城網(wǎng)建設(shè)改造的一個(gè)重要目標(biāo)，110kV變電站設(shè)計(jì)是成網(wǎng)建設(shè)分中較為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，如何設(shè)計(jì)110kV變電站，是城網(wǎng)建設(shè)和改造中需要研究和解決的一個(gè)重要課題。第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)1.2.1 待設(shè)計(jì)變電站基本情

3、況該變電站位于省沙洋縣后港鎮(zhèn)，該地區(qū)地勢(shì)平坦，交通便利，空氣污染輕微。所處自然條件：年最高氣溫：45 年最底氣溫：-5 年平均氣溫 ：18 最熱月平均最高溫度：30 土壤溫度：25 土壤電阻率：7000.cm該變電站建成后主要作為供給城郊的工廠以與一部分城郊居民生活用電。該變電站的電壓等級(jí)為110kV/35kV/10kV，110kV是電源電壓，35kV和10kV是二次電壓。供電源由50公里外的興隆港110kV變電站供給，備用電源為相距50km的110kV沙洋變電站經(jīng)沙后線受電。該變電站帶負(fù)荷情況見(jiàn)表1、表2。表1-1 35kV母線側(cè)所帶負(fù)荷負(fù)荷名稱(chēng)有功功率（MW）功率因數(shù)拾橋鎮(zhèn)變50.9十里鋪

4、鎮(zhèn)變1.30.9蛟鎮(zhèn)變4.80.9管珰鎮(zhèn)變6.50.9古泵鎮(zhèn)變50.9毛鎮(zhèn)變4.80.9中壓35kV側(cè)計(jì)劃送出線8回，其中2回備用。表1-2 10kV母線側(cè)所帶負(fù)荷負(fù)荷名稱(chēng)有功功率（MW）功率因數(shù)紡織廠110.9紡織廠22.30.9紡織廠32.30.9塑料廠2.20.9加工廠20.9材料廠1.20.9食品廠0.80.9化工廠0.80.9低壓10kV側(cè)計(jì)劃送出線14回，其中4回備用，2回接站用變壓器。待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如下圖所示:系統(tǒng)110kV待設(shè)計(jì)110kV變電站35kV10kV1.2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型；（2） 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)，選出幾個(gè)

5、電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定一個(gè)較佳方案；（3） 短路電流計(jì)算；（4） 選擇和校驗(yàn)所需電氣設(shè)備（主變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、10kV電纜、電流互感器和電壓互感器等等）；（5） 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；（6） 畫(huà)出變電站主接線和站用電圖紙；注：設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)程、規(guī)。第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)第一節(jié) 主接線設(shè)計(jì)的要求變電站主接線的選擇是根據(jù)變電站系統(tǒng)中的地位和作用、地理位置、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)與容量和進(jìn)出線等各種條件綜合優(yōu)化決定的。城市電網(wǎng)的安全可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地緊，因此城網(wǎng)變電站接線除了滿(mǎn)足安全可靠性外，還必須盡量簡(jiǎn)單化。因此變電站設(shè)計(jì)應(yīng)該滿(mǎn)足一下基本要求：

6、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(zhǎng)短，以與能否保證對(duì)重要用戶(hù)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)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(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)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(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿(mǎn)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

7、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(guó)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。第二節(jié) 主接線設(shè)計(jì)2.2.1 35kV主接線設(shè)計(jì)主要考慮35kV的8回（總共8回出線，其中2回備用）出線供給對(duì)象的負(fù)荷性質(zhì)?？紤]以下兩種優(yōu)化方案：方案I：采用單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）當(dāng)一段母線發(fā)

8、生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。2）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用圍：35-63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4-8回時(shí)。方案II：采用雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便。適用圍：一般適用于出線回路多，容量較大的配電裝置中，35-60kV出線數(shù)超過(guò)8回，或連接電源較大，負(fù)荷較大時(shí)。經(jīng)過(guò)對(duì)比，決定采用雙母線接線方式。2.2.2 10kV主接線設(shè)計(jì)方案I：采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：1）可靠性

9、差。母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止運(yùn)行，造成全站長(zhǎng)期停電。 2）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。適用圍：這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中 。 方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。2）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用圍：6 -10kV配電裝置

10、的出線回路數(shù)為6回與以上時(shí)。為保證對(duì)重要負(fù)荷的可靠供電，和快速檢修，經(jīng)過(guò)以上論證，決定采用單母線分段接線。第三章 主變壓器容量、型號(hào)和臺(tái)數(shù)的選擇1、 主變壓器的選擇 變電所主變壓器的容量一般按照變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并應(yīng)按照其中一臺(tái)停用時(shí)其它變壓器能滿(mǎn)足變電所最大負(fù)荷Smax的70-80%或全部重要負(fù)荷選擇，即： SN=0.7-0.8Smax/(N-1) (MVA)=29.26-32.96（MVA）式中N為變電所主變壓器臺(tái)數(shù)，本題目中N=2。注：本變電所輸出總?cè)萘繛?，S=30.6+11.2=41.8（MVA）；2、 主變臺(tái)數(shù)選擇根據(jù)題目條件可知，主變臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。在變電站中，用來(lái)向

11、電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器，稱(chēng)為主變壓器。35110kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定，主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。裝有兩臺(tái)與以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷。具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。主變壓器臺(tái)數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。裝有兩臺(tái)與以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變

12、壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷。為了擔(dān)負(fù)更多的負(fù)荷取70%。則 70%  =29260(kvA).。由負(fù)荷計(jì)算，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，每臺(tái)變壓器額定容量按下式選擇，故可選擇兩臺(tái)型號(hào)為SFSZ7-31500/110的變壓器。當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，即使不考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力，也能保證對(duì)61.0%的負(fù)荷供電。第四章 短路電流的計(jì)算.1 短路計(jì)算的原因與目的電力系統(tǒng)由于設(shè)備絕緣破壞，架空線路的線間或?qū)Φ孛鎸?dǎo)電物短接，或雷擊大氣過(guò)電壓以與工作人員的誤操作，都可能造成相與相、相與地之間導(dǎo)電部分短接，短路電流高達(dá)幾萬(wàn)安、幾十萬(wàn)安培。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與機(jī)械效應(yīng)

13、，會(huì)使電氣設(shè)備損壞，人身安全受到威脅，由于短路時(shí)系統(tǒng)電壓驟降，設(shè)備不能運(yùn)行。單相接地在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，對(duì)鄰近通信設(shè)備將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾和危險(xiǎn)影響，所以電力系統(tǒng)必須進(jìn)行短路故障計(jì)算。另外，對(duì)于電氣設(shè)備的規(guī)格選擇，繼電保護(hù)的調(diào)整整定，對(duì)載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動(dòng)力的核算，都需要對(duì)系統(tǒng)短路故障進(jìn)行計(jì)算。短路計(jì)算選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠  電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線時(shí)，確定是否需要采用限制短路電流的措施等，都需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。計(jì)算電

14、力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶(hù)工作的影響等，也包含有短路計(jì)算的容。在確定輸電線路對(duì)通訊的干擾，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行分析，都必須進(jìn)行短路計(jì)算。4.2 短路計(jì)算的計(jì)算條件一、基本條件：短路計(jì)算中采用以下假設(shè)條件和原則：1、正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。2、所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角一樣。3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。4、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5、不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。6、除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。7、元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整圍。8、輸電線路的電

15、容略去不計(jì)。二、一般規(guī)定：1、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以與電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)5l0 年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的按線方式。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償放電電流的影響。3、選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的點(diǎn)；對(duì)帶電抗器6l0kV 出線，選擇母線到母線隔離開(kāi)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取在電抗器之前、其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇

16、在電抗器后。4、電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以與電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路電流計(jì)算。若中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)與自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重的計(jì)算。4.3 最大最小運(yùn)行方式分析在選擇保護(hù)方式分析時(shí)，對(duì)大多數(shù)保護(hù)都必須認(rèn)真分析與考慮哪種運(yùn)行方式來(lái)作為計(jì)算的依據(jù)，一般而言所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在系統(tǒng)的各種故障參數(shù)增加而動(dòng)作的保護(hù)，如電流保護(hù)，通常應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)的定值，以保證選擇性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)行方式下能保證選擇性。那么，在其他運(yùn)行方式下，必然能保證選擇性；而對(duì)靈敏性校驗(yàn)，則應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏性合格，那么在其他運(yùn)行方

17、式下的靈敏性就會(huì)更好，對(duì)反映鼓掌參數(shù)減小而動(dòng)作的欠量保護(hù)。如低壓保護(hù)，剛剛好相反，此時(shí)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)整定，而根據(jù)最大運(yùn)行方式來(lái)校驗(yàn)靈敏性。最大運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的要求，電力系統(tǒng)中的所有可以投入的發(fā)電設(shè)備都投入運(yùn)行（全部或絕大部分投入運(yùn)行），以與所有線路和規(guī)定的中性點(diǎn)全部投入運(yùn)行的方式稱(chēng)為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即QF1、QF2都在閉合的狀態(tài)。對(duì)繼電保護(hù)而言，則是指在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路時(shí)，通過(guò)該保護(hù)的短路電流為最大時(shí)的系統(tǒng)連接方式。本設(shè)計(jì)題目中，本變電站的最大運(yùn)行方式為兩臺(tái)31500KVA的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，以與所有負(fù)荷投入時(shí)的運(yùn)行方式。但由于縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，由于其保護(hù)圍外故障時(shí)

18、，保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。為了方便變壓器縱聯(lián)差動(dòng)的整定計(jì)算，在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路點(diǎn)的電流應(yīng)為支路電流。所以變壓器高壓側(cè)的短路點(diǎn)電流為變電站高壓側(cè)投入的，斷路器閉合時(shí)，流過(guò)變壓器高壓側(cè)的短路電流。變壓器低壓側(cè)的短路電流為系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行橋短路器連接，變壓器單臺(tái)投入時(shí)流入變壓器低壓側(cè)的短路電流。最小運(yùn)行方式根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷為最小，投入與之相適應(yīng)的系統(tǒng)連接且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn)行方式稱(chēng)為系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式。本設(shè)計(jì)題目中，變電站的最小運(yùn)行方式為，變壓器單臺(tái)投入時(shí)的運(yùn)行方式即QF1、QF2都在打開(kāi)狀態(tài)。4.3.1基本假定系統(tǒng)運(yùn)行方式為最大運(yùn)行方式。磁路飽和、磁滯忽略不計(jì)。即系統(tǒng)中各元件呈線性，參數(shù)恒定，可

19、以運(yùn)用疊加原理。在系統(tǒng)中三相除不對(duì)稱(chēng)故障處以外，都認(rèn)為是三相對(duì)稱(chēng)的。忽略對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較小的參數(shù)，如元件的電阻、線路的電容以與網(wǎng)的電容器、感性調(diào)和與高壓電機(jī)向主電網(wǎng)的電能反饋等。短路性質(zhì)為金屬性短路，過(guò)渡電阻忽略不計(jì)。系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)。4.3.2基準(zhǔn)值的選擇為了計(jì)算方便，通常取基準(zhǔn)容量Sj100MVA；基準(zhǔn)電壓Uj取各級(jí)電壓的平均電壓，即UjUp1.05Ue；基準(zhǔn)電流；基準(zhǔn)電抗常用基準(zhǔn)值如表1所示。表1 常用基準(zhǔn)值表（Sj100MVA）基準(zhǔn)電壓Uj（kV）3.156.310.537115230基準(zhǔn)電流Ij（kA）18.339.165.501.560.5020.251基準(zhǔn)電抗X

20、j（）0.09920.3971.1013.71325304.3.3各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算電路元件的標(biāo)么值為有名值與基準(zhǔn)值之比，計(jì)算公式如下：采用標(biāo)么值后，相電壓和線電壓的標(biāo)么值是一樣的，單相功率和三相功率的標(biāo)么值也是一樣的，某些物理量還可以用標(biāo)么值相等的另一些物理量來(lái)代替，如I*=S*。電抗標(biāo)么值和有名值的變換公式如表2所示。表2中各元件的標(biāo)么值可由表1中查得。表2 各電氣元件電抗標(biāo)么值計(jì)算公式元件名稱(chēng)標(biāo) 么 值備 注發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)電動(dòng)機(jī)為發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗的百分值變壓器為變壓器短路電壓百分值，為最大容量線圈額定容量電抗器為電抗器的百分電抗值線路線路長(zhǎng)度系統(tǒng)阻抗Skd為與系統(tǒng)連接的斷路器的開(kāi)斷容量

21、；S為已知系統(tǒng)短路容量其中線路電抗值的計(jì)算中，為：6220kV架空線 取0.4 /kM35kV三芯電纜 取0.12 /kM610kV三芯電纜 取0.08 /kM表2中SN、Sb單位為MVA，UN、Ub單位為kV，IN、Ib單位為kA。4.3.4短路電流的計(jì)算1網(wǎng)絡(luò)變換計(jì)算公式串聯(lián)阻抗合成：并聯(lián)阻抗合成：，當(dāng)只有兩支時(shí)2短路電流計(jì)算公式短路電流周期分量有效值： 短路沖擊電流峰值：短路全電流最大有效值：式中為沖擊系統(tǒng)，可按表3選用。表3 不同短路點(diǎn)的沖擊系數(shù)短路點(diǎn)推薦值發(fā)電機(jī)端1.902.69發(fā)電廠高壓側(cè)母線與發(fā)電機(jī)電抗器后1.852.62遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)1.802.55注：表中推薦的數(shù)值已考慮了

22、周期分量的衰減。3最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式下等值電路標(biāo)么阻抗圖見(jiàn)圖2。圖2d1：d2：d3：d4：4最小運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算最小運(yùn)行方式下等值電路標(biāo)么阻抗圖見(jiàn)圖3。圖3d1：d2：d3：d4：5短路電流計(jì)算結(jié)果35kV變電站相關(guān)短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。表 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)短路電流周期分量(有效值)Id(kA)短路沖擊電流(峰值)ich(kA)短路全電流最大有效值Ich(kA)最大運(yùn)行方式下d15.18713.2277.832d210.64327.1416.071d310.35226.39815.632d49.56824.39814.448最小運(yùn)行方式下d13.639

23、.2575.481d29.85125.1214.875d39.60224.48514.499d48.92422.75613.475第五章 電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇要求由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途與工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不一樣。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行檢修短路和過(guò)電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)滿(mǎn)足安裝地點(diǎn)和當(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.同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具

24、有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。電氣設(shè)備選擇技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓,即2.電流選用的電器額定電流Ie不得低于 所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，即校驗(yàn)的一般原則：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。3.短路的熱穩(wěn)定條件在計(jì)算時(shí)間ts，短路電流的熱效應(yīng)（kA2S）t秒設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值

25、（kA2S）T設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間按下式計(jì)算t= +式中繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間（S）斷路的全分閘時(shí)間（s）4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：上式中 、短路沖擊電流幅值與其有效值、允許通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值5.絕緣水平在工作電壓的作用下，電器的外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，

26、應(yīng)滿(mǎn)足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。第二節(jié) 高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類(lèi)，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：1.在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。3.應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便?？紤]到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和

27、實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110kV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú)污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開(kāi)斷近區(qū)故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35kV與以下的電壓等級(jí)中。第三節(jié) 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還

28、可以拉、合小電流電路。選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：1.隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。2.隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓與相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危與工作人員的安全。3.隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4.隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓。5.隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。6.帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流與短路電流得知電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流110kVGW4-110G110k

29、V 1000A8035kVGW4-3535kV1000A5010kVGN19-1010kV1000A80第四節(jié) 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)考慮如下容：、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；、選擇母線截面的大小；、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；、對(duì)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；、對(duì)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。各側(cè)母線最大持續(xù)工作電流：10kV =727.5A 35kV =452A6.4.1 35kV側(cè)母線Igmax=452(A)Tmax=4500h時(shí)， 取J=1.15A/mm2 S=Igmax

30、/J=452/1.15=393.1mm2選取LGJ-400/25型鋼芯鋁絞線，其主要技術(shù)參數(shù)如下：允許計(jì)算拉力為123400N，連續(xù)載流量為855A(20）。 熱穩(wěn)定效驗(yàn)Qd=Id22×td=6.797kA2×4=184796836(A2.S) C=87 Kf=1 則Smin=(QdKf)0.5/C =(184796836)0.5/87=156.25(mm2) 所選取截面為630mm2，故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)F=1.73ich 2×10-7l/a式中L=1.5m a=2m ich =17590AF=1.73×17330 2×10-7

31、15;1.5/2=38.9(N) 故滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求。6.4.2 10kV側(cè)母線Igmax=727.5(A)Tmax=4500h時(shí)， 取J=1.15A/mm2 S=Igmax/J=727.5/1.15=632.6mm2選取LGJ-800/55型鋼芯鋁絞線。熱穩(wěn)定效驗(yàn)Qd=Id32×td=44.652×4=7974490000(A2.S) C=87 Kf=1 則 所選取截面為800mm2，故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。第五節(jié) 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐

32、熱、耐潮濕。選擇戶(hù)外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋穿過(guò)墻壁和天花板以與從屋向屋外穿墻時(shí)使用，635kV為瓷絕緣，60220kV為油浸紙絕緣電容式。電壓等級(jí)型號(hào)110kVZSW-11035kVZSW-35/40010kVLMC-10圖6.5 各電壓側(cè)絕緣子型號(hào)表第六節(jié) 電流互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技術(shù)條件（1） 正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，（2） 短路穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)（3） 承受過(guò)電壓能力絕緣水平，泄露比二.型式選擇35kV以下的

33、屋配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件與產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。110kV側(cè)CT的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)35kV與以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用L(C)系列。出線側(cè)CT采用戶(hù)外式，用于表計(jì)測(cè)量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。當(dāng)電流互感器用于測(cè)量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作、并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。根據(jù) 選擇型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110W型 35

34、kV側(cè)CT可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長(zhǎng)期工作電流選LCZ-35系列CT電壓等級(jí)型號(hào)110kVLCWB-6-11035kVLCZ-3510kVZSW-10/500圖6.6 各電壓側(cè)電流互感器型號(hào)表第七節(jié) 電壓互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技術(shù)條件(1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷(2)承受過(guò)電壓能力絕緣水平，泄露比距。二.型式選擇1.620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。2.35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。第六章 配電裝

35、置配電裝置的類(lèi)型有：裝配式、成套式、封閉式六氟化硫組合電器。后兩者是發(fā)展趨勢(shì)。其特點(diǎn)是占點(diǎn)面積少，可靠性高和維護(hù)工作量少；投資大。但隨著國(guó)力和電力水平的提高將逐步使用。通常，稱(chēng)220kv、110kv為高壓，10kv為低壓，所以根據(jù)不同的電壓等級(jí)，相應(yīng)的配電裝置也各不一樣。所謂配電裝置，是指在電力網(wǎng)中,用來(lái)接受電力和分配電力的電氣設(shè)備的總稱(chēng)，是變電站電氣主接線中的開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)電器、測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備按主接線的要求建造而成的建筑物的總體。其作用是：在正常情況下用來(lái)交換功率和接受、分配電能；發(fā)生事故時(shí)迅速切除故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行；在個(gè)別設(shè)備檢修時(shí)隔離檢修設(shè)備，不影響其它設(shè)備的運(yùn)行。它包括控制電氣（如斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)等）、保護(hù)電氣（如熔斷器、繼電器、避雷器等）、測(cè)量電器（如互感器、電壓表、電流表等）以與母線與各種載流導(dǎo)體。 配電裝置按其電氣設(shè)備設(shè)置的地點(diǎn)，分為屋和屋外配電裝置。在發(fā)電廠和變電站中，35kv以下的配電裝置多采用屋配電裝置，其中3-10kv的大多采用成套配電裝置；110kv以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。10kv配電裝置與110kv、220kv配電裝置的特點(diǎn)的區(qū)別也即是屋配電裝置（成套配電裝置）與屋外配電裝置的區(qū)別，主要是：10kv屋配電裝置不受天氣影響，維護(hù)量小，維修工作可在室進(jìn)行，占地面積小，允許安全凈距小等，但投資大，