110kv變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、目錄前言第一章 電氣主接線設(shè)計(jì) 1.1 110kV電氣主接線 1.2 35kV電氣主接線 1.3 10kV電氣主接線 1.4 站用電接線 1.5 變電站電氣主接線最終方案第二章 主變壓器選擇第三章 變電所所用變壓器及自用電接線的選擇 3.1 變電所所用變壓器的選擇 3.2 變電所自用電接線的選擇第四章 短路電流的計(jì)算第五章 導(dǎo)體及主要主要電氣設(shè)備選擇 5.1 各側(cè)導(dǎo)體的選擇 5.2 斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇 5.3 高壓熔斷器的選擇 5.4 電壓互感器的選擇 5.5 電流互感器的選擇 5.6 儀表及繼電保護(hù)的規(guī)劃 5.7 變電所防雷保護(hù)及接地裝置第六章 110kV變電所設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 6.1 短路電

2、流計(jì)算 6.2 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì) 6.3 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇設(shè)計(jì) 結(jié)束語(yǔ) 參考文獻(xiàn) 附錄1 變電所電氣主接線圖 附錄2 變電所所用電接線圖 前 言 本文首先根據(jù)任務(wù)書(shū)上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器，隔離開(kāi)關(guān)，母線，絕緣子和

3、穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型,從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 接線第一章 電氣主接線設(shè)計(jì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類(lèi)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。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，以及能否保證對(duì)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)到調(diào)度的目的，而且在各種

4、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(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(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

5、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。1.1 110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖1.1單母線分段帶旁母接線圖1.2雙母線帶旁路母線接線對(duì)圖1

6、.1及圖1.2所示方案、綜合比較，見(jiàn)表1-1。表1-1 主接線方案比較表 項(xiàng)目 方案 方案方案技術(shù) 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作經(jīng)濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設(shè)備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則是方案占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選擇第種方案為

7、設(shè)計(jì)的最終方案。 1.2 35kV電氣主接線電壓等級(jí)為35kV60kV，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為23天。）所以，35kV60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開(kāi)關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。圖1.3單母線分段帶旁母接線圖1.4雙母線接線對(duì)圖1.3及圖1.4所示方案 、綜合比較。見(jiàn)表1-2表1-2 主接線方案比較項(xiàng)

8、目 方案方案單方案雙技術(shù)簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤操作經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案。1.3 10kV電氣主接線610kV配電裝置的出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。

9、上述兩種方案如圖1.5及圖1.6所示。圖1.5單母線分段接線圖1.6雙母線接線對(duì)圖1.5及圖1.6所示方案 、綜合比較，見(jiàn)表1-3表1-3 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案雙技術(shù) 不會(huì)造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對(duì)重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)過(guò)綜合比較方案在經(jīng)濟(jì)性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。1.4 站用電接線一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖1.7及圖1.8所示。圖1.7單母

10、線分段接線圖1.8單母線接線對(duì)圖1.7及圖1.8所示方案、綜合比較，見(jiàn)表1-4。表1-4 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案單技術(shù)不會(huì)造成全所停電調(diào)度靈活 證對(duì)重要用戶的供電任意斷路器檢修，該回路必須停止工作擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少 備少、投資小經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。 1.5 變電站電氣主接線最終方案110kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線35kV側(cè)采用單母線分段帶旁母接線10kV側(cè)采用單母線分段接線站用電接線采用單母線分段接線 第二章 主變壓器選擇根據(jù)已知條件，變電所不裝調(diào)相機(jī)、電容器無(wú)

11、功設(shè)備。35KV電網(wǎng)電容電流小，不裝消弧線圈，待設(shè)計(jì)變電所是連接110KV系統(tǒng)和35KV系統(tǒng)的重要樞紐變電所，對(duì)電壓質(zhì)量要求較高，故選擇主變壓器為三繞組的有載調(diào)相變壓器，主變參數(shù)如下型號(hào)及容量（mva）額定電壓（KV)連接組別空載損耗（KW）負(fù)載損耗（KW）空載電流（%）阻抗電壓U（%）高中高低中低SFSZ7-40000/10110±8*1.25%/38±2*2.5%/11Yn，Yn0，d1135.81251.517.510.56.5第三章 變電所所用變壓器及自用電接線的選擇3.1 變電所所用變壓器的選擇根據(jù)題意，所用負(fù)荷中主變通風(fēng)、浮充電機(jī)、載波通信電源為經(jīng)常連續(xù)負(fù)荷，供

12、電可靠性要求較高，故站用電接線選用供電可靠性較高，接線簡(jiǎn)單且投資小的單母線分段接線方式，采用兩臺(tái)所用變壓器，分別接于10KV的兩段母線上，正常運(yùn)行情況下分列運(yùn)行，分段開(kāi)關(guān)設(shè)有備用電源自動(dòng)投入裝置，每臺(tái)所用變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)本段負(fù)荷的正常供電，在另一臺(tái)所用變壓器停電時(shí)，工作著的所用變壓器還能擔(dān)負(fù)另一段母線上的重要符合，容量選擇如下：所用計(jì)算負(fù)荷=照明負(fù)荷+其余*0.85Ssj=(5.2+4.5)+(20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5)=59.425KVA根據(jù)«變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范»規(guī)定：所用變額定容量必須大于變電所實(shí)際容量，即ScSsj，如有兩臺(tái)所用

13、變壓器，單臺(tái)變壓器容量必須達(dá)到變電所實(shí)際容量的80%，因此，所用變壓器容量ScSsj總?cè)萘縎e59.425（KVA)63(KVA)單臺(tái)容量：63KVA*0.850(KVA)根據(jù)發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)附錄規(guī)定，選擇SL7-50/10型變壓器兩臺(tái)，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-1表2-1型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗（W)負(fù)載損耗（W)空載電流（%）阻抗電壓U（%）高壓高壓調(diào)壓范圍低壓SL7-50/1010±5%0.4Y,yn019011502.84 3.2 變電所自用電接線的選擇所用電接線如圖3-14544598+97844第4章 短路電流計(jì)算 短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的且很?chē)?yán)重的故障，

14、短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，他不僅會(huì)影響用戶的正常用電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)校驗(yàn)，按三相短路進(jìn)行短路電流進(jìn)行計(jì)算，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有3個(gè)，即110KV母線短路（d1點(diǎn)），35KV母線短路（d2點(diǎn)），10KV母線短路（d3點(diǎn)）。為計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流，必須將電路中各元件電抗換算為同一基值的標(biāo)幺電抗。 取基值Sj=100MVA，Uj=Up 其中：110KV側(cè)母線Up=115KV35KV側(cè)母線Up=37KV10K

15、V側(cè)母線Up=10.5KV計(jì)算電路如圖d1、d2、d3點(diǎn)短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表短路點(diǎn)支路名稱(chēng)短路暫態(tài)電流兩相短路電流沖擊電流全電流最大有效值短路容量Sd(KA)(KA)(KA)Ioh（KA)（MVA）d1110KV母線4.2913.71610.9426.522854.7d235KV母線1.5641.3543.9882.37786.778d310KV母線26.11622.61666.59639.696474.96注：*I''(3)=I(3)=I0.2(3)=I0.4(3)第五章 導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備的選擇導(dǎo)體及電氣設(shè)備選擇基本原則如下1. 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要

16、求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2. 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境的建設(shè)條件校核3. 應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，盡量使新老電器型號(hào)一致4. 選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)盡量減少品種5. 選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管部門(mén)鑒定合格。6. 導(dǎo)體和電氣設(shè)備按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。5.1各側(cè)導(dǎo)體的選擇結(jié)果見(jiàn)表5-1表5-1線路位置導(dǎo)體選擇型號(hào)110KV進(jìn)線側(cè)LGJ-240110KV出線側(cè)LGJ-95主變110KV側(cè)LGJ-24035KV母線側(cè)LGJQ-500主變35KV側(cè)LGJQ-50035KV進(jìn)出線側(cè)LGJ-9510KV母線側(cè)2*125*10主變1

17、0KV側(cè)2*125*1010KV架空出線側(cè)LGJ-15010KV電纜出線側(cè)ZLQ-120/105.2 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)選擇校驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5-2表5-2型號(hào)額定電壓KV額定電流KA開(kāi)斷電流KA開(kāi)斷容量MVA極限通過(guò)電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S安裝地點(diǎn)數(shù)量個(gè)SW4-110GW4-110GW8-6011011060100060040018.435005572154S-15084S-23.70.06110KV系統(tǒng)主變中性點(diǎn)9282SW3-35GW4-35GW4-35D3510006001000600100060016.56.616.56.616.56.6100040010004001000400

18、17425080508016.56.623.715.823.715.80.0635KV系統(tǒng)3646463AFGN22-10GN2-101025002500100025-31.5545.863-8025-31.50.0610KV系統(tǒng)13285.3 高壓熔斷器的選擇變電所35KV、10KV電壓互感器都用高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)電壓互感器的熔斷器需按額定電壓和開(kāi)斷容量來(lái)選擇。查附表35KV電壓互感器選用RW9-35型高壓限流熔斷器：Uc=35KV, Ic=0.5A SJC=2000MVA10KV電壓互感器選用RN2-10型高壓熔斷器Uc=10KV, Sdc=1000MVA, Ic=0.5A高壓熔斷器

19、選擇結(jié)果見(jiàn)表5-3表5-3安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)最大開(kāi)斷斷流（KA)數(shù)量35KV電壓互感器RW9-35350.5200060210KV電壓互感器RN2-10100.51000506所用變RN2-10100.510005025.4 電壓互感器的選擇1. 型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇6-20KV室內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，35-110KV配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。2. 一次電壓U1:1.1Un>U1>0.9Un 1.1和0.9式一次電壓允許的波動(dòng)范圍，即為了±10

20、%Un3. 二次電壓U2n：根據(jù)接線方式選擇4. 電壓互感器兩端裝有熔斷器，故不需要校驗(yàn)。安裝地點(diǎn)電壓等級(jí)型號(hào)額定變比最大容量110KV進(jìn)線及主變側(cè)110KVJCC2-110型串級(jí)式瓷絕緣11000/100/100200035KV進(jìn)線及主變側(cè)35KVJDJ-35型單相油浸式35000/100120010KV進(jìn)線及主變側(cè)10KVJDZ-10型單相環(huán)氧澆注式10000/104005.5 電流互感器的選擇和校驗(yàn) 互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 一、互感器的作用：1.將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返牡碗妷汉?/p>

21、小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。2.使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均需可靠接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 二、互感器的型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和產(chǎn)品情況選擇。 6-20KV室內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，35KV及以上的配電裝置，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。1.一次回路電壓：UgUn Ug-電流互感器安裝處一次回路工作電壓。 Un-電流互感器額定電壓2. 一次回路電流：IgmaxI1n Igmax-電流互感器安裝處一次回路最大工作電流I1n-電流互感器原邊額定電流 3.

22、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I12tQk或（K1I1n）2QK(T=1)Kt-1秒穩(wěn)定倍數(shù)It-1秒熱穩(wěn)定電流KA 4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ichI1NKdN或idwichKdw-電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 110KV進(jìn)線的最大負(fù)荷電流： Igmax=1.05*80000/（*110）=440.89A 110KV出線的最大負(fù)荷電流： Igmax=1.05*10000/（*110）=55.11A 主變110KV側(cè)最大負(fù)荷電流： Igmax=1.05*40000/（*110）=220.44A 35KV進(jìn)線的最大負(fù)荷電流：Igmax=1.05*14000/（*35）=242.49A 主變35KV側(cè)最大負(fù)荷電流： Igmax=1.

23、05*40000/（*35）=692.82A 10KV架空出線最大負(fù)荷電流為： Igmax=121.25A 10KV電纜出線的最大負(fù)荷電流為： Igmax=1.05*1500/(*10)=90.93A 主變10KV側(cè)的最大負(fù)荷電流： Igmax=1.05*4000/(*10)=2424.86根據(jù)正常使用條件，選擇各級(jí)電壓回路的電流互感器如下安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電流比級(jí)次組合二次負(fù)荷（）1S熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)數(shù)量（個(gè)）0.5級(jí)1級(jí)D級(jí)110KV進(jìn)線側(cè)110KV出線側(cè)110KV主變側(cè)LCWD-110600/5200/5400/5D/11.21.27515020主變中性點(diǎn)LRD-35400/50.

24、82主變35KV側(cè)LCWD-35800/50.5/D22751352主變10KV側(cè)LDZL-102500/50.5/D1.21.61.26590235KV出線側(cè)LCWD-35200/50.5/D2275135435KV母線分段LCWD-35400/50.5/D2275135110KV母線分段LDZL-102500/50.5/D1.21.61.26590110KV出線側(cè)LAJ-10150/5112.4751351210KV電纜出線LAJ-10150/5112.475135810KV電纜LJ-Z電纜式零序電流互感器45.6 儀表及繼電保護(hù)規(guī)劃 1、 變電所的儀表規(guī)劃：為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)變電所一

25、次電氣進(jìn)行測(cè)量，監(jiān)察及滿足繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求，在主控室需要配置的儀表和設(shè)備見(jiàn)下表名稱(chēng)及數(shù)量安裝位置電壓等級(jí)交流電壓表V交流電流表A有功功率表W無(wú)功功率表VAR記錄或功率表W有功電度表WH無(wú)功電度表頻率表HZ直流電壓表V直流電流表A刻錄或無(wú)功電度表VAR備注主變壓器各側(cè)110KV35KV10KV31111111111主變裝溫度計(jì)引出線回路110KV35KV10KV311111母線110KV35KV10KV133由三個(gè)電壓表組成絕緣監(jiān)察裝置分段斷路器110KV35KV10KV1111所用變壓器10KV380/22011112、 繼電保護(hù)的配置為了反映變電所及電力系統(tǒng)故障和不正常工作狀態(tài)，保證

26、變電站及電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，在變電站各主要元件上應(yīng)裝設(shè)以下機(jī)電保護(hù)和自動(dòng)裝置。1、 主變壓器保護(hù)：1. 主變本體瓦斯和調(diào)壓瓦斯保護(hù)：重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)2. 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)3. 后備保護(hù)：高、中壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；低壓側(cè)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)4. 變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)零序過(guò)電流保護(hù)5. 在高、中壓側(cè)繞組裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)、動(dòng)作于信號(hào) 保護(hù)裝置采用微機(jī)保護(hù)二、110KV線路保護(hù) 1.三段式高頻閉鎖距離保護(hù) 2.階段式零序電流保護(hù) 3.斷路器失靈保護(hù) 4.自動(dòng)重合閘選用PZC-11A/Z型裝置 5.110KV回路故障錄波器；選用PGL-12

27、型裝置三、110KV母線保護(hù) 采用電流相位比較式保護(hù)四、35KV線路保護(hù) 1.電壓閉鎖的電流速斷保護(hù) 2.定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 3.自動(dòng)重合閘五、10KV線路保護(hù)：1. 電流速斷保護(hù)2. 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)3. 自動(dòng)重合閘10KV的電纜線，需裝設(shè)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)和速斷保護(hù)采用LAJ-10型電流互感器接成不完全星形，繼電器選用GL-11/0型，動(dòng)作時(shí)間因需考慮與低壓空氣開(kāi)關(guān)配合，故選為0.5S。接地保護(hù)LJ-10型電纜式零序電流互感器，動(dòng)于接地信號(hào)。6、 母線分段斷路器的保護(hù)母線分段斷路器裝設(shè)過(guò)電流帶時(shí)限保護(hù)，裝設(shè)兩個(gè)電流互感器接成不完全星形，繼電器采用DL-11型其動(dòng)作時(shí)限比饋線

28、大t，即t=1S.除過(guò)電流保護(hù)外，尚需裝設(shè)兩相式電流速斷裝置。5.7 變電站防雷保護(hù)及接地裝置根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，配置防雷和接地設(shè)施如下：1、 直擊雷過(guò)電壓保護(hù)為了防止雷電直擊變電設(shè)備及架構(gòu)，電工建筑物等，變電所需裝設(shè)獨(dú)立避雷針和構(gòu)架避雷針共同組成的保護(hù)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其沖擊接地不宜超過(guò)101。為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨(dú)立避雷針與配電裝置構(gòu)架之間的空氣中的距離Sk不宜小于5米，獨(dú)立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離Sd應(yīng)大于3米。在變電所110kv及以上配電裝置的架構(gòu)上可以裝設(shè)架構(gòu)型避雷針。主控制室和配電裝置室的屋頂上一般不允許裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置，經(jīng)過(guò)經(jīng)

29、濟(jì)技術(shù)比較，以其最合理的方案作為變電所直擊雷保護(hù)方案。2、 雷電侵入波的過(guò)電壓保護(hù)： 為了防止雷電侵入波損壞電氣設(shè)備，應(yīng)從兩個(gè)方面采用保護(hù)措施： 1.在變電所各級(jí)電壓母線上安裝閥型避雷器 2.在距變電所1-2KM的110KV和35KV架空線路上裝可靠地進(jìn)線保護(hù) 1）、閥型避雷器的選擇和校驗(yàn) 避雷器是變電所防護(hù)雷電侵入波的主要設(shè)施，應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式、額定電壓等，并按照使用情況校驗(yàn)所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等，避雷器選擇結(jié)果見(jiàn)下表：（1）110kv母線選FCZ-110J磁吹避雷器，查表，其技術(shù)參數(shù)： Umh=100KV Ugf=170195kv Uch

30、=Uc（5）=265kv 校驗(yàn)滅弧電壓： Umh1.15*1.732Usg*80%=101kv 校驗(yàn)工頻放電電壓Ugf>1.8Umh=1.8*100=180kv所選FCZ-110J型避雷器滿足要求主變壓器110kv中性點(diǎn)絕緣等級(jí)35kv，工頻試驗(yàn)電壓為85kv沖擊試驗(yàn)電壓為180kv保護(hù)中性點(diǎn)絕緣的避雷器FZ-40型，查表，其技術(shù)參數(shù)：Umh=50kv， Ugf=98121kv， Uch=154kv Uc（5）=160kv?，F(xiàn)進(jìn)行滅弧電壓、工頻放電電壓的校驗(yàn)Umh>0.6Uxg=0.6*110/1.732=38kvUgf>1.8Umh=1.8*50=90kvUc（5）<

31、Uch=180kv所選FZ-40型避雷器滿足要求（2）35kv避雷器的選擇和校驗(yàn)在中性點(diǎn)不接地的35kv電力系統(tǒng)中，所選FZ-35型避雷器的滅弧電壓應(yīng)大于系統(tǒng)最大線電壓即Umh1.15*1.732Uxg=1.15*35=40.25kv在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，避雷器的工頻放電電壓一般應(yīng)大于最大運(yùn)行電壓的3.5倍，且工頻放電電壓還應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍即Ugf>3.5*1.15Uxg=3.5*1.15*=81.34kv且Ugf>Umh=1.8*40.25=72.45kv所選FZ-35型避雷器完全滿足要求 （3）10kv避雷器的選擇和校驗(yàn)校驗(yàn)滅弧電壓：在中性點(diǎn)不接地的10kv電力網(wǎng)中，其

32、滅弧電壓應(yīng)大于電網(wǎng)最大線電壓的1.1倍即Umh1.15*1.732Uxg*1.1=1.15*10*1.1=12.65kv校驗(yàn)工頻電壓：Ugf3.5*1.15Uxg=3.5*1.15*=23.24kvUgf>1.8Umh=1.8*12.56=22.77kvFZ-10型避雷器滿足要求避雷器選擇結(jié)果表序號(hào)型號(hào)技術(shù)參數(shù)kv數(shù)量安裝地點(diǎn)滅弧電壓Umh工頻放電電壓Ugf沖擊放電電壓Uch殘壓Uc1FCZ-110J100170-1952652652組110kv系統(tǒng)側(cè)2FZ-405098-1211541602個(gè)主變110kv中性點(diǎn)3FZ-354184-1041341342組35kv側(cè)4FZ-1012.7

33、26-3145452個(gè)2組主變低壓組10KV母線上2）母線避雷器與變壓器之間最大電氣距離變電所防護(hù)雷侵入波過(guò)電壓的第二個(gè)措施是設(shè)進(jìn)線段保護(hù)及在變電所一到兩千米的進(jìn)線架設(shè)避雷線防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)降低雷電侵入波的陡度。限制雷電流的幅值，保證變電所安全運(yùn)行。110KV架空送電線路全線有避雷線，在兩千米進(jìn)線段保護(hù)范圍內(nèi)的桿塔耐雷水平應(yīng)為75KA以上。保護(hù)角不宜超過(guò)三十度，避雷線的接地要求少于10歐姆。未沿全線架設(shè)避雷線的35kv架空送電線路，應(yīng)在變電所1-2km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線，其耐雷水平不應(yīng)低于30ka，保護(hù)角在25°-30°范圍內(nèi)，沖擊接地電阻10左右。對(duì)變電所110kv

34、出線，避雷器Uc=265kv，ha=10m，A=0.62kv/m對(duì)變電所35kv出線，避雷器Uc(5)=134kv,hd=8.8ma=1/（150/134+2.4/8.8）×2=0.36（kv/m）布置在平線上的避雷器至主變壓器之間最大允許范圍Lm按下列公式計(jì)算lm×K對(duì)110kv母線上可能出現(xiàn)有1回線路運(yùn)行的情況，此時(shí)K=1,變壓器的Uj=480KV，lm×K=173m由于其他設(shè)備的沖擊耐壓值比變壓器高，他們距離避雷器的最大電氣距離分別為上述距離的1.3倍，即Lm=1.3×173=225m對(duì)35KV母線，可能出現(xiàn)只有一回線路運(yùn)行的情況，此時(shí)K=1,變壓

35、器的U=220kvlm×K=×1=92m此時(shí)，35kv其他設(shè)備Lm=1.3×92=120m如果母線上的避雷器至主變壓器的電氣距離超過(guò)上述計(jì)算的允許值時(shí)，應(yīng)在主變壓器附近增設(shè)一組避雷器。3. 防雷接地 雷保護(hù)設(shè)備的接地對(duì)保護(hù)作用發(fā)揮著有直接的影響，其接地值的大小對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著密切的關(guān)系。 設(shè)待設(shè)計(jì)的變電所地處雷電日為15.4日/年的中雷區(qū)，變電所接地采用環(huán)形，用直徑=500MM，長(zhǎng)L=250cm的鋼管作接地體，深埋0.5M用扁鋼連接，保證接地不大于4。 為了保證變電所安全運(yùn)行，可將獨(dú)立避雷針的集中接地裝置在地中與變電所的共同接地網(wǎng)連接，但為避免雷擊避雷針式

36、，主接地網(wǎng)點(diǎn)為升高太多造成反擊，應(yīng)保證連接點(diǎn)至35KV及以下設(shè)備的接地線的入地點(diǎn)沿接地的中心距離應(yīng)大于15m。 第六章 110kv變電站設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū) 6 .1 短路電流計(jì)算一，計(jì)算電路圖（如圖6-1）二，等值電路圖：三，電抗標(biāo)幺值： Sj=100MVA Uj=Up Uk-=17.5 Uk-=10.5 k-=6.5X1=0.13 X2=0.29 X3=X4=(1/200)×(kU-+Uk-Uk-)Sj/St= (1/200)×(17.5+10.5-6.5)100/40=0.2688 X5=X6=(1/200)×(kU-+Uk-Uk-)Sj/St= (1/200)

37、15;(17.5+6.5-10.5)100/40=0.1688X7=X8=(1/200)×(kU-+Uk-Uk-)Sj/St (1/200)×(10.5+6.5-17.5)100/400四，等值電路簡(jiǎn)化 1，對(duì)短路點(diǎn)d1（3）的簡(jiǎn)化（如圖6-2） X9=X3/2=0.2688/2=0.1344 X10=X5/2=0.1688/2=0.0844 X11=X2+X10+X9=0.95+0.1344+0.0844=1.1688故d1（3）的轉(zhuǎn)移電抗為： Xd1=X1/X11=0.13/1.1688=0.1172，對(duì)短路點(diǎn)d2（3）的簡(jiǎn)化（如圖6-3） X12=X1+X9+X10=

38、0.13+0.1344+0.0844=0.3488故d2（3）的轉(zhuǎn)移電抗為: Xd2=X2/X12=0.95/0.3488=0.99773，對(duì)短路點(diǎn)d3（3）的簡(jiǎn)化（如圖6-4） X13=X1+X9=0.13+0.1344=0.2644 X14=X2+X10=0.95+0.0844=1.0344故d3（3）的轉(zhuǎn)移電抗為: Xd3=X13/X14=0.2644/1.0344=0.2106五，短路電流計(jì)算1. d1（3）點(diǎn)短路： Ij=Sj/（Uj）=100/（×115）=0.502KAd1點(diǎn)短路電流：I1=I"=Ij/Xd1=0.502/0.117=4.291KAd1點(diǎn)短路電

39、流：I=0.866 I=0.866×4.291=3.716KA短路功率：S"=UpI"=×115×4.291=854.7MVA三相沖擊電流ich=2.55I"=2.55×4.291=10.942KA全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×4.291=6.522KA2. d2（3）點(diǎn)短路： Ij=Sj/（Up）=100/（×37）=1.56KAd2點(diǎn)短路電流：I2=I"=Ij/Xd2=1.56/0.9977=1.564d2點(diǎn)短路電流：I=0.866 I=0.866×4.

40、63=1.354KA短路功率：S"=UpI"=×37×1.564=86.778MVA三相沖擊電流ich=2.55I"=2.55×1.564=3.988KA全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×1.564=2.377KA3. d1（3）點(diǎn)短路： Ij=Sj/（Uj）=100/（×10.5）=5.5KAd3點(diǎn)短路電流：I1=I"=Ij/Xd3=5.5/0.2106=26.116KAd3點(diǎn)短路電流：I=0.866 I=0.866×26.116=22.616KA短路功率：S"

41、;=UpI"=×10.5×26.116=474.96MVA三相沖擊電流ich=2.55I"=2.55×26.116=66.596KA全電流最大有效值Ich=1.52I"=1.52×26.116=39.696KA 6.2導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)一，110KV側(cè)導(dǎo)體的選擇 1，110KV進(jìn)線及母線軟導(dǎo)體的選擇 應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇110KV進(jìn)線及母線軟導(dǎo)體的截面S，并按d1（3）短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。最大運(yùn)行方式下最大持續(xù)工作電流為： 110KV進(jìn)線及母線的最大負(fù)荷為 2×40000=80000KVA,故最大持續(xù)工

42、作電流為Igmax=1.05×80000/（×110）=400.89A 查表：試選擇LGJ-240鋼芯鋁絞線在最高允許+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25時(shí)的載流量為610A,取綜合校正系數(shù)為0.95實(shí)際允許載流量為： I=0.95×610A=579.5A>Imax 校驗(yàn)d1（3）點(diǎn)短路條件下的熱穩(wěn)定： 滿足熱穩(wěn)定最小截面要求：Smax= 查表得：熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，d1點(diǎn)的三相穩(wěn)態(tài)短路電流I=4.291KA，設(shè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05秒，斷路器全分閘時(shí)間為0.15秒則，則短路計(jì)算時(shí)間t=0.05+0.15=0.2秒=I"/I=1查圖5-7得tz=0.2秒td

43、z=tz=0.05"=0.2+0.05=0.25秒Smin=24.66（mm）因此，選擇LGJ-240型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，因大于可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)的最小導(dǎo)體LGJ-70，故不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。110KV出線的最大負(fù)荷為10000KVA，故最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×10000/(×110)=55.11（A）查表：選擇LHJ-16鋼芯鋁絞線在最高允許+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25時(shí)的載流量為105A,但不滿足電暈要求，為了在當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)局部和全面電暈，應(yīng)以選擇LGJ-95型鋼芯鋁絞線，長(zhǎng)期允許載流量為330A，考慮綜合校正系數(shù)后也滿足最大持

44、續(xù)工作電流，并且遠(yuǎn)大于熱穩(wěn)定的最小截面24.66mm 2，110KV主變引線的選擇： 應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，并按d1（3）點(diǎn)短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 主變引線的最大負(fù)荷為40000KVA，最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×40000/(×110)=220.442（A）Tmax=5000h，查表的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度為J=1.1A/mm則：Smin=Igmax/J=220.442/1.1=200.04mm查表：選擇主變引線選LHJ-240鋼芯鋁絞線長(zhǎng)期允許載流量為610A，大于可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)的最小導(dǎo)體LGJ-70，故不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)?？紤]綜合校正系數(shù)后也

45、滿足最大持續(xù)工作電流220.442A，并且遠(yuǎn)大于熱穩(wěn)定的最小截面24.66mm，故選此導(dǎo)線合格。二35KV側(cè)導(dǎo)線的選擇1，35KV母線軟導(dǎo)體的選擇 應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇，并按d2（3）短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。最大運(yùn)行方式下35KV引線的最大持續(xù)工作電流按1.05倍變壓器額定電流計(jì)算Igmax=1.05×Ie=1.05Se/（Ue）=1.05×40000(×35）=629.82A35KV出線的最大負(fù)荷為14000KVA，故最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×14000/(×35)=242.49（A）最大運(yùn)行方式下35KV最大持續(xù)工作電流I

46、gmax=692.82+242.49=935.31A 查表得：試選擇LGJQ-500鋼芯鋁絞線,在最高允許+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25時(shí)的載流量為945A,熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 校驗(yàn)在d2（3）的短路條件下的熱穩(wěn)定，按裸導(dǎo)線熱穩(wěn)定的校驗(yàn)公式，求滿足熱穩(wěn)定的最小截面， 查表：C=87 d2（3）點(diǎn)的三相穩(wěn)態(tài)短路電流I=1.564KA，設(shè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05秒，斷路器全分閘時(shí)間為0.15秒則，則短路計(jì)算時(shí)間t=0.05+0.15=0.2秒 =I"/I=1查圖5-7得tz=0.2秒tdz=tz=0.05"=0.2+0.05=0.25秒Smin=8.99（mm）因此，選擇LGJQ-500型

47、鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，對(duì)于35KV不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)。2, 35KV主變引線軟導(dǎo)體的選擇： 應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，并按d2（3）點(diǎn)短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×40000/(×35）=629.82（A）Tmax=4000h，查表的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度為J=1.28A/mm則：Smin=Igmax/J=629.82/1.28=541.27mm查表：選擇主變引線選LHJQ-500鋼芯鋁絞線長(zhǎng)期允許載流量為954A，大于Igmax，并且大于可不進(jìn)行電暈校驗(yàn)的最小導(dǎo)體LGJ-70，故不必進(jìn)行電暈校驗(yàn)?？紤]綜合校正系數(shù)后也滿足最大持續(xù)

48、工作電流541.27A，并且遠(yuǎn)大于熱穩(wěn)定的最小截面8.99mm，故選此導(dǎo)線合格。3, 35KV進(jìn)線的最大負(fù)荷為14000KVA，最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05×14000/(×35)=242.49（A） 查表：選擇LGJ-95鋼芯鋁絞線在最高允許+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25時(shí)的載流量為330A,取綜合校正系數(shù)為0.95實(shí)際允許載流量為： I=0.95×330A=313.5A>Imax 最大持續(xù)工作電流242.49A，并且遠(yuǎn)大于熱穩(wěn)定的最小截面26.61mm，4， 35KV出線最大負(fù)荷為7000KVA，故最大持續(xù)工作電流為 Igmax=1.05

49、5;7000/(×35)=121.24（A） 查表：選擇LGJ-95鋼芯鋁絞線在最高允許+70，基準(zhǔn)環(huán)境溫度+25時(shí)的載流量為330A,取綜合校正系數(shù)為0.95實(shí)際允許載流量為： I=0.95×330A=313.5A>Imax 最大持續(xù)工作電流121.61A，并且遠(yuǎn)大于熱穩(wěn)定的最小截面26.61mm，三 10KV側(cè)導(dǎo)體的選擇 1,10KV側(cè)母線應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇硬鋁母線，并按d3（3）點(diǎn)短路條件下進(jìn)行熱穩(wěn)定，動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。最大持續(xù)工作電流按一臺(tái)變壓器的持續(xù)工作電流計(jì)算，即 Igmax=1.05×40000/(×10)=2424.87（A）查表得：選

50、125×10雙片矩形母線，平放時(shí)長(zhǎng)期允許載流量為3005A，豎放時(shí)長(zhǎng)期允許載流量為33282A，溫度修正系數(shù)為0.94， I,=3282×0.94=3085.08A>Igmax按d3（3）點(diǎn)短路條件下進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.05秒，斷路器全分閘時(shí)間為0.35秒 =I"/I=1tdz=0.05+0.365=0.4秒d3（3）點(diǎn)的三相穩(wěn)態(tài)電流，I=26.116KA 所以 Smin=189.85（mm）矩形母線2×125×10=2500mm>189.85mm 故滿足熱穩(wěn)定的要求，動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：取L=1m， a=25cm=0.25

51、m， "=1Qmax=Q+QsQ=1.73×（66.596×10）×1×1/0.25×180×10×10=180.5×10（pa）Qs=402.99×10（pa）Qmax=Q+Qs=180.5×10+402.99×10=5.73×10（pa）式中截面系數(shù)W=1.44hb=1.44×125×10×（10×10）=180×10（m）Fs=2.5ki×10=2.5×1.05×（66.596&#

52、215;10）×10=1.164×10（N/m） Ls=1003×0.01×=1003×0.01×=2.942×10（m）硬鋁的最大允許應(yīng)為Qy=69×10（pa）>5.73×10（pa），故滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求，導(dǎo)線最大截面也大于熱穩(wěn)定的最小截面89.85mm，故選擇此導(dǎo)線合格。 2， 主變至母線的引線 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇硬母線的截面，并按d3（3）點(diǎn)短路條件下進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，最大工作負(fù)荷電流為： Igmax=1.05×40000/(×10)=2424.87（A） Tmax=4000h查圖得經(jīng)濟(jì)密度為J=0.91A/mm 則：Smin=Igmax/J=2424.87/0.91=2664.69mm 查表的：選125×10雙片矩形母線，平放時(shí)長(zhǎng)期