電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)

1、.（本科）電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 函 授 站 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 日 期 2011.12 ：前 言隨著社會(huì)生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，電力能源已成為了人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源之一，近年來，我國的電力工業(yè)也有了很大的發(fā)展，這對(duì)電業(yè)生產(chǎn)人員的素質(zhì)也提出了更高的要求。我作為一名電力企業(yè)職工和一名電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生，要科學(xué)合理地駕馭電力，就得從電力工程的設(shè)計(jì)原則和方法上來理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和鞏固、提高所學(xué)知識(shí)的目的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是繼完成專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的總結(jié)和運(yùn)用，是一次

2、綜合運(yùn)用理論和實(shí)踐相結(jié)合來解決工程問題能力的訓(xùn)練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以將所學(xué)各門課程的理論知識(shí)和工作技能綜合復(fù)習(xí)和運(yùn)用一遍，可以培養(yǎng)我們獨(dú)立工作和獨(dú)立思考的能力，還可以通過方案的比較查閱各種手冊(cè)、規(guī)程、資料、數(shù)據(jù)等來擴(kuò)大知識(shí)面，了解國家的方針和政策，以便更好地適應(yīng)工作的需要。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文共包括設(shè)計(jì)的任務(wù)、說明、計(jì)算、圖紙等幾大部分，內(nèi)容是關(guān)于220KV變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)，作者通過參考電力系統(tǒng)畢業(yè)指導(dǎo)書及老師的幫助，進(jìn)行了主接線方案的設(shè)計(jì)；選擇了主變的容量和型號(hào)；然后再通過短路計(jì)算，選擇和校驗(yàn)了電氣設(shè)備及母線；最后，為全廠配置微機(jī)繼電保護(hù)、進(jìn)行防雷的規(guī)劃等等。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以熟悉國家能

3、源開發(fā)的方針政策和有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則等，樹立工程設(shè)計(jì)必須安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)；鞏固并充實(shí)所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)，能夠靈活應(yīng)用，解決實(shí)際問題；初步掌握電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)工程的設(shè)計(jì)流程和方法，能獨(dú)立完成工程設(shè)計(jì)、工程計(jì)算、工程繪圖、編寫工程技術(shù)文件等相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的工作作風(fēng)。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，得到南京工程學(xué)院陳躍、程桂林老師的指導(dǎo)和幫助，在此深表感謝！ 鑒于本人水平及時(shí)間所限，本設(shè)計(jì)書難免有疏漏，錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正！ 作 者 2011年12月目 錄畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)說明書2一、概 述2二、主變壓器的選擇3三、主接線的確定4四、短路電流計(jì)算6五

4、、電器設(shè)備的選擇7六、所用電的接線方式與所用變的選擇20七、配電裝置21八、電壓互感器的配置22九、繼電保護(hù)的配置25十、防雷規(guī)劃27畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一 設(shè)計(jì)題目：220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)二 待建變電所基本資料1 設(shè)計(jì)變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。2 確定本變電所的電壓等級(jí)為220 kV/110 kV /10kV，220kV是本變電所的電源電壓，110kV和10kV是二次電壓。3 待設(shè)計(jì)變電所的電源，由對(duì)側(cè)220kV變電所雙回線路及另一系統(tǒng)雙回線路送到本變電所；在中壓側(cè)110kV母線，送出2回線路至煉鋼廠；在低壓側(cè)10kV母線，送出11回線路至地區(qū)

5、負(fù)荷。4 該變電所的所址，地勢(shì)平坦，交通方便。5 該地區(qū)年最高氣溫_40_,最熱月平均最高氣溫_36_10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下：表1 110kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用戶名稱最大負(fù)荷(kW)cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)煉鋼廠420000.952250 10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下： 表2 10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷(kW)cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)（%）1礦機(jī)廠19000.912702機(jī)械廠9002403汽車廠21002604電機(jī)廠24002555煉油廠2000260 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)= 5256 h（見P137b），同時(shí)率取 0.9 ，線路損耗取 6 %。設(shè)計(jì)說明書一、

6、概 述1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則根據(jù)給定的“發(fā)電廠及電力系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書以及國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則，并依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求做到供電可靠、調(diào)度靈活、檢修方便和投資經(jīng)濟(jì)。1.2系統(tǒng)概況待建變電所的電壓等級(jí)為220kV/110kV/10kV，220kV是本變電所的電源電壓，110kV和10kV是二次電壓。待建變電所位于城市郊區(qū)，交通便利。主要承擔(dān)開發(fā)區(qū)電機(jī)廠礦機(jī)廠機(jī)械廠供電任務(wù)，以及汽車廠、煉油廠等重要用戶。220kv 4回出線作為本所電源，2回線來自系統(tǒng)，2回線來自相臨變電站，110kv 2回出線供電解鋁廠負(fù)荷，10kv 11回出線供周圍負(fù)荷。該變電所

7、為樞紐變電所。1.3設(shè)計(jì)規(guī)模110KV線路2回，最大負(fù)荷為45MW. 負(fù)荷功率因數(shù)0.95.10KV出線遠(yuǎn)景共11回，本側(cè)最大出線總負(fù)荷為9.7MW，負(fù)荷功率因數(shù)平均為0.91。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5256小時(shí)，同時(shí)率0.9，線路損耗6。1.4環(huán)境條件當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?0 。最熱月（7月）平均溫度30。二、主變壓器的選擇1.主變壓器形式的選擇1.1相數(shù)的確定330kv及以下的電力系統(tǒng)，在不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，應(yīng)選用三相變壓器。500kv及以上電力系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)制造、運(yùn)輸條件和可靠性要求等因素，經(jīng)技術(shù)比較后，確定是三相還是單項(xiàng)變壓器。根據(jù)待建變電所電壓和地理?xiàng)l件情況，選擇三相變壓器。1.2繞

8、組數(shù)確定具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過各側(cè)變壓器繞組的功率均達(dá)到變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需要裝設(shè)無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)接地方式允許時(shí)采用自耦變壓器。根據(jù)待建變電所電壓等級(jí)和負(fù)荷情況，選擇三繞組變壓器。1.3調(diào)壓方式的確定用戶為電解鋁廠、廠礦生產(chǎn)企業(yè)，電壓波動(dòng)大，用戶對(duì)供電質(zhì)量要求較高，需要經(jīng)常調(diào)壓，故選擇有載調(diào)壓變壓器2.主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的確定相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：選擇的變壓器容量Se需要滿足下列兩個(gè)條件：Se0.7Smax;SeSimp。其中，Smax為變電所的最大負(fù)荷容量；Simp為變電所的全部重要負(fù)荷容量通過計(jì)算及變壓器過負(fù)荷能力校驗(yàn)

9、，最后選擇變壓器的容量Se=40000KVA。容量選擇計(jì)算及過負(fù)荷能力校驗(yàn)過程，詳見計(jì)算書考慮到重要負(fù)荷較多及今后的發(fā)展，故選擇2臺(tái)主變壓器綜上所述：該變電所選擇2臺(tái)3相3繞組有載調(diào)壓變壓器型號(hào)為 SFSZ-40000KVA/220+8×1.25%/121/10.5主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量比：100/100/100 額定電壓比：220+8×1.25%/121/10.5聯(lián)系組標(biāo)號(hào)：YN，a0，d11空載損耗P0：38KW空載電流I0：0.9%阻抗電壓：U（1-2）% = 10 U（1-3）% =30 U（2-3）% = 20三、主接線的確定變電所主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)變電所在電

10、力系統(tǒng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷性質(zhì)、周圍環(huán)境及變電所的規(guī)劃容量等條件和具體情況確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方面、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。主接線的可靠性和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積少，電能損耗少，年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。1.220KV接線方式方案一：采用單母線帶旁路母線，該接線簡(jiǎn)單清晰，投資較小，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，任一出線或主變間隔斷路器檢修，不需對(duì)外停電，但母線檢修或故障時(shí)220KV配電裝置需要全停。考慮到電解鋁廠、廠礦用戶的重要性，該接線方式不宜采用。方案二：采用雙母接線，該接線雙回電源進(jìn)線，兩臺(tái)主變運(yùn)行在不同母線上，負(fù)荷分配均勻，

11、調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任一母線檢修不會(huì)影響線路送電，母線故障時(shí)也只影響部分負(fù)荷。由于考慮到負(fù)荷重要性，目前SF6斷路器可靠性較高，采用雙母接線供電可靠性亦能得到可靠保證，故采用雙母接線方式。2.110KV接線方式110KV 2回出線方案一可采用線路變壓器組，投資少，接線簡(jiǎn)單清晰，缺點(diǎn)變壓器檢修或故障時(shí)，線路只有一條運(yùn)行，降低了用戶的供電可靠性。方案二采用內(nèi)橋接線，也是比較經(jīng)濟(jì)的接線方式，線路停電方便，變壓器停電相對(duì)復(fù)雜，但考慮供電可靠性110KV系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線方式。3.10KV接線方式10KV 11條出線，重要用戶均采用雙回路，由于10KV斷路器性能可靠，不考慮增設(shè)旁路?？紤]到系統(tǒng)無功

12、負(fù)荷較大，為改善系統(tǒng)電壓，同時(shí)提高變壓器的輸送能力，增設(shè)二組10KV電容器。10KV系統(tǒng)采用單母分段接線方式亦能滿足供電可靠性要求。變電所主接線見圖四、短路電流計(jì)算為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電器設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置能夠自動(dòng)地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和電氣設(shè)備的選擇均需要短路電流數(shù)據(jù)。因此短路電流計(jì)算是變電所設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。系統(tǒng)在不同運(yùn)行方式下的短路電流（KA）短路地點(diǎn)運(yùn)行方式I"I(1.8)I(

13、3.6)220KV側(cè)雙母線并列運(yùn)行38.8929.2727.88110KV側(cè)I"I(1.55)I(3.1)一臺(tái)主變停運(yùn)1.9141.9141.914兩臺(tái)主變并列運(yùn)行3.6863.6863.68610KV側(cè)I"I(1.05)I(2.1)一臺(tái)主變停運(yùn)7.6067.6067.606兩臺(tái)主變并列運(yùn)行14.45114.45114.451注：短路電流計(jì)算詳見短路電流計(jì)算書五、電器設(shè)備的選擇5.1 220KV高壓斷路器的選擇（1）選斷路器型號(hào)考慮單條線路代臺(tái)變壓器時(shí)最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=2×Se/(3Ue)=2×40000/(3×220)=209.9

14、5(A)根據(jù)Ue=220KV、Igmax=110A(線路考慮單線帶兩臺(tái)變壓器最大電流209.5A)及室外布置的要求，由于220KV斷路器額定電流均大于209.5A，主變斷路器、線路斷路器選型號(hào)為L(zhǎng)W1-220/2000斷路器，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=220KV，Ie2000A，額定開斷電流Ibr=40KA,動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=100KA,熱穩(wěn)定電流It40（4s）。校驗(yàn)開斷能力Ibr=40KA> I"38.92KA，斷路器開斷電流滿足系統(tǒng)短路容量的要求。校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×38.89=98.98KA<100KA滿足要求。

15、校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=3.6s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(38.892+10×29.272+27.882)3.6/12=3257.11KA2·S<402×4=6400 KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，選LW1-220/2000斷路器可滿足要求。220KV斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)UN(KV)Igmax(KA)I(KA)ish(KA)QK(KA2S)UN(KV)IN(KA)Inbr(KA)Ies(KA)I2tt(KA2SLW1-220/20002200.2138.

16、8998.983257.112202000401006400 110KV高壓斷路器的選擇（1）選斷路器型號(hào)單臺(tái)變壓器最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×121)=200.4(A)根據(jù)Ue=110KV、Igmax=200.4A及室外布置的要求，由于110KV斷路器額定電流均大于200.4A，主變斷路器LW1-110I/2500斷路器，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=110KV，Ie2500A，額定開斷電流Ibr=31.5KA,動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=125KA,熱穩(wěn)定電流It50（4s）。驗(yàn)開斷能力Ibr=31.5KA> I

17、"3.69KA，斷路器開斷電流滿足系統(tǒng)短路容量的要求。校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×3.69=9.39KA<125KA滿足要求。校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=3.1s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(3.692+10×3.692+3.692)3.1/12=42.21KA2·S<502×4=10000 KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，選LW1-110I/2500斷路器可滿足要求。110KV斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)UN

18、(KV)Igmax(KA)I(KA)ish(KA)QK(KA2S)UN(KV)IN(KA)Inbr(KA)Ies(KA)I2tt(KA2SLW1-110I/25001100.213.699.3942.21110250031.51251000010KV高壓斷路器的選擇（一）10KV主變斷路器、分段斷路器（1）選斷路器型號(hào)單臺(tái)變壓器最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×0.5×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×10.5)=1154.7(A)根據(jù)Ue=10KV、Igmax=1154.7A及室外布置的要求，主變斷路器、分段斷路器（考慮單臺(tái)主變運(yùn)行時(shí)

19、分段斷路器通過較大電流）選型號(hào)為ZN9-10/1250斷路器，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=10KV，Ie1250A，額定開斷電流Ibr=20KA,動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=50KA,熱穩(wěn)定電流It20（4s）。校驗(yàn)開斷能力Ibr=20KA> I"14.451KA，斷路器開斷電流滿足系統(tǒng)短路容量的要求。校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×14.451=36.78KA<50KA滿足要求。校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=2.1s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(14.4512+10×14

20、.4512+14.4512)2.1/12=438.55KA2·S<202×4=1600KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，選ZN9-10/1250斷路器可滿足要求。（二）10kv出線斷路器（1）10KV出線最大負(fù)荷Igmax=Pmax/(Cos×3Ue)=2100/(0.85×3×10.5)=135.85(A)根據(jù)Ue=10KV、Igmax=135.85A及室外布置的要求，出線斷路器選型號(hào)為ZN5-10/630斷路器，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=10KV，Ie630A，額定開斷電流Ibr=20KA,動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=50KA,熱穩(wěn)定電

21、流It20（4s）。（2）校驗(yàn)開斷能力Ibr=31.5KA> I"14.451KA，斷路器開斷電流滿足系統(tǒng)短路容量的要求。（3）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×14.451=36.78KA<50KA滿足要求。（4）校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=2.1s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(14.4512+10×14.4512+14.4512)2.1/12=438.55KA2·S<202×4=1600KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，

22、選ZN5-10/630斷路器可滿足要求。10KV斷路器的選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)UN(KV)Igmax(KA)I(KA)ish(KA)QK(KA2S)UN(KV)IN(KA)Inbr(KA)Ies(KA)I2tt(KA2SZN5-10/630100.1514.45136.8438.551063020501600ZN9-10/1250101.1514.45136.7438.5510125020501600 220KV隔離開關(guān)選擇（1）選隔離開關(guān)型號(hào)考慮單條線路代臺(tái)變壓器最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=2×Se/(3Ue)=2×40000/(3×220)=209

23、.95(A)根據(jù)Ue=220KV、Igmax=209.95A(線路考慮單線帶兩臺(tái)變壓器最大電流209.95A)及室外布置的要求，由于220KV隔離開關(guān)額定電流均大于220A，主變隔離開關(guān)、線路隔離開關(guān)選型號(hào)為GW7-220/1250A，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=220KV，Ie1250A，動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=80KA,熱穩(wěn)定電流It31.5KA（4s）。（2）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×38.89=98.98KA>80KA不能滿足要求。選型號(hào)GW7-220/2500A隔離開關(guān)，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=220KV，Ie2500A，動(dòng)穩(wěn)定電流Imax=

24、125KA,熱穩(wěn)定電流It50KA（4s）。校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Ish=2Km I"=2×1.8×38.89=98.98KA<125KA滿足要求。校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=3.6s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(38.892+10×29.272+27.882)3.6/12=3257.11KA2·S<502×4=10000 KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，選GW7-220/2500A隔離開關(guān)可滿足要求。220KV隔離開關(guān)的選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)

25、UN(KV)Igmax(KA)ish(KA)QK(KA2S)UN(KV)IN(KA)Ies(KA)I2tt(KA2SGW7-220/2500A2200.2198.9823257.11220250012510000 110KV隔離開關(guān)選擇（1）選隔離開關(guān)型號(hào)單臺(tái)變壓器最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×121)=200.4(A)根據(jù)Ue=110KV、Igmax=200.4A及室外布置的要求，主變隔離開關(guān)、線路隔離開關(guān)選型號(hào)為GW5-110/1250A，其額定技術(shù)數(shù)據(jù)：Ue=110KV，Ie1250A，動(dòng)穩(wěn)定電流Ima

26、x=50KA,熱穩(wěn)定電流It31.5KA（4s）。（2）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定Ish=2Km I"=2×1.8×3.69=9.39KA<50KA滿足要求。校驗(yàn)熱穩(wěn)定因tk=3.1s>1s故可不計(jì)非周期分量的發(fā)熱影響。Qk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(3.692+10×3.692+3.692)3.1/12=42.21KA2·S<31.52×4=3969 KA2·S滿足要求。以上計(jì)算表明，選GW5-110/1250A隔離開關(guān)可滿足要求。110KV隔離開關(guān)的選擇結(jié)果設(shè)備選型計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)UN(K

27、V)Igmax(KA)ish(KA)QK(KA2S)UN(KV)IN(KA)Ies(KA)I2tt(KA2SGW5-110/1250A1100.29.3942.2122012505039695.6 10KV隔離開關(guān)選擇 因10KV斷路器選用小車開關(guān)柜，不需要隔離開關(guān)。5.11 主變10KV側(cè)母線橋選擇（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇主變引線10全部負(fù)荷11412MVA不足變壓器容量一半，考慮今后發(fā)展乘1.05倍Igmax=1.05×0.5×Se/(3Ue)=1.05×0.5×40000/(3×10.5)=1154.7(A)已知年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tma

28、x = 5256小時(shí)，查鋁矩形母線經(jīng)濟(jì)電流密度J=0.75。則S j=Igmax /J=1154.7/0.75=1539.6（mm2）選雙條矩形母線截面2×（80×8）1280（mm2）按導(dǎo)體平放，其Ial=1858A,KF=1.27,計(jì)及溫度修正K=(70-40)/(70-25)=0.82K×Ial=0.82×1858=1523.56(A)> Igmax=1154.7(A)滿足母線正常發(fā)熱的要求。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面，還應(yīng)按下式校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定：SSmin=Qd1/2/C=Iootdz1/2/C式中：S導(dǎo)

29、體截面（mm2）Smin熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm2）Qd短路電流的熱效應(yīng)（A2·s）C熱穩(wěn)定系數(shù)，取C=90Ioo穩(wěn)態(tài)短路電流（KA）Tdz熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間（s）設(shè)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tb=0.05s，斷路器全開斷時(shí)間為tkd=0.06s則短路電流持續(xù)時(shí)間為tr=tb+tkd=0.05+0.06=0.11s周期電流熱效應(yīng)QPQk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(14.452+10×14.452+14.452)2.1/12=438.55KA2·S由于tr=0.11s<1s考慮短路電流非周期分量，查表Ta=0.05QnPTa I&

30、quot;2=0.05×14.452=10.44 KA2·SQK= QP+ QNp=438.55+10.44=448.99 KA2·S短路前母線工作溫度W40（7040）1154.7/1523.564022.762.7查表C90則smin=（QK×KF） /C=（448.99×106×1.27）/90265.3(mm2)選擇的導(dǎo)線截面均大于S=1280 mm2>265.3mm2，滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：f0=112×rI/l2=112×2.312×1.55×104/1202=27

31、8(HZ)rI-布置方式慣性半徑，L絕緣子跨距（取120mm），材料系數(shù)因f0>=278HZ >155 HZ，故1，不考慮母線共振問題。變壓器出口短路時(shí)ish=2.55×14.51=36.75(KA)母線截面系數(shù)（兩片平放）：W0.333bh2=0.333×0.008×0.0082=17.05×10-6(3)作用在母線上的最大電動(dòng)力及相間應(yīng)力f=0.173i2sh/a=0.173×36.752/0.4=584.1(N/m)=M/W= fL2/(10W)=584.1×1.22/(10×17.05×10-6

32、)=4.93×106(Pa)查表a1=70×106(Pa) >4.93×106(Pa) 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。5.12母線橋支持絕緣子選擇根據(jù)母線額定電壓10.5KV和屋外裝設(shè)的要求，選用ZS-10,高度210mm，機(jī)械破壞負(fù)荷4900 N.作用在絕緣子上的電動(dòng)力：F=0.173i2shL/a0.173×36.692×1.2/0.7399.23(N)0.6Fp=0.6×4900N=2940 N,因母線為兩片平放，此時(shí)FF，可以認(rèn)為F作用在絕緣子冒處。由于F399.23 N <2940 N，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。5.13穿墻套管選擇最大

33、持續(xù)工作電流:Igmax=1154.7(A)根據(jù)母線額定電壓10.5KV和屋外裝設(shè)的要求，選用CWLC-10,額定電流1500A（最高氣溫低于40額定電流不需要修正）套管長(zhǎng)度LCA=650mm，機(jī)械破壞負(fù)荷FP=12250 N。計(jì)算跨度LC=（1.2+0.23）/2=0.715套管受力:F=1.73×10-7i2shLC/a=1.73×10-7×366902×0.715/0.7=237.8 N0.6 FP=7350 N>237.8 N, 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。5.14 10KV母線選擇 （1）母線距離較短按最大長(zhǎng)期工作電流選擇，考慮單臺(tái)變壓器帶10KV全

34、部負(fù)荷：Igmax=(1900+1200+2100+2100+1900)/0.91×(3×10.5)=555.92(A)選單條矩形母線截面63×6.3396.9（mm）按導(dǎo)體平放，其Ial=872A,KF=1.02 ,計(jì)及溫度修正K=(70-30)/(70-25)=0.89K×Ial=0.89×872=776.08(A)> Igmax=555.92(A)滿足母線正常發(fā)熱的要求。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面，還應(yīng)按下式校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定：SSmin=Qd1/2/C=Iootdz1/2/C式中：S導(dǎo)體截面（mm2）Smi

35、n熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm2）Qd短路電流的熱效應(yīng)（A2·s）C熱穩(wěn)定系數(shù)，取C=90Ioo穩(wěn)態(tài)短路電流（KA）Tdz熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間（s）設(shè)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tb=0.05s，斷路器全開斷時(shí)間為tkd=0.06s則短路電流持續(xù)時(shí)間為tr=tb+tkd=0.05+0.06=0.11s周期電流熱效應(yīng)QPQk（I"210I2(t/2)+It2）t/12=(14.452+10×14.452+14.452)2.1/12=438.55KA2·S由于tr=0.11s<1s考慮短路電流非周期分量，查表Ta=0.05QnPTa I"2=0.05

36、×14.392=10.35 KA2·SQK= QP+ QNp=438.55+10.35=448.9 KA2·S短路前母線工作溫度W30（7030）625.7/776.083032.2562.25查表C90則smin=（QK×KF） /C=（448.9×106×1.02）/90237.76(mm2)選擇的導(dǎo)線截面S=396.9（mm）>237.76mm2，滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：f0=112×rI/l2=112×2.312×1.55×104/1202=278(HZ)rI-布置方式慣

37、性半徑，L絕緣子跨距（取120mm），材料系數(shù)因f0>=278HZ >155 HZ，故1，不考慮母線共振問題。變壓器出口短路時(shí)ish=2.55×14.45=36.85(KA)母線截面系數(shù)（單片平放）：Wbh2/6=0.0063×0.0632/6=2.5×10-5(3)作用在母線上的最大電動(dòng)力及相間應(yīng)力f=0.173i2sh/a=0.173×36.852/0.2=1174.6(N/m)=M/W= fL2/(10W)=332.77×1.22/(10×2.5×10-5)=6.7×106(Pa)查表a1=70&

38、#215;106(Pa) >6.7×106(Pa) 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。5.15母線支持絕緣子選擇根據(jù)母線額定電壓10.5KV和屋內(nèi)裝設(shè)的要求，選用ZNA-10,高度125mm，機(jī)械破壞負(fù)荷3675 N.作用在絕緣子上的電動(dòng)力：F=0.173i2shL/a0.173×36.692×1.2/0.21397.3(N)0.6Fp=0.63675N=2205 N,因母線為單片平放，此時(shí)FF，可以認(rèn)為F作用在絕緣子冒處。由于F1397.3 N <2205 N，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。母線橋和匯流母線的選擇結(jié)果設(shè)備名稱選擇結(jié)果S(mm)放置方式Iy(A)(×106P

39、a)Igmx(A)Smin(mm)(×106Pa)匯流母線63×6.3平放776.0870625.7236.786.7母線橋2×(80×8)平放1523.56701154.7264.24.92支柱絕緣子、穿墻套管的選擇結(jié)果設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)類型型號(hào)0.6Fph(N)Fj(N)支持絕緣子母線橋戶外ZS-102940399.23戶內(nèi)ZNA-1022051397.3穿墻套管匯流母線戶外CWLC-107350237.8備注5.16 10KVPT高壓熔斷器選擇熔斷器是用于保護(hù)短路和過負(fù)荷的最簡(jiǎn)單的電器，但其容量小，保護(hù)性能差熔斷器內(nèi)裝有石英砂，短路時(shí)熔絲熔化后滲入石

40、英砂狹縫中迅速冷卻，使電弧迅速熄滅5.16.110KVPT高壓熔斷器選擇PT高壓熔斷器選擇其額定電壓高壓或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，額定電流通常為0.5A選RN2-10,額定電流0.5A，最大開斷容量1000MVA，最大切斷電流17KA，最小切斷電流0.61.8AI=14.451KA<17KA,滿足切斷故障電流要求5.16.210KV所用變高壓熔斷器選擇所用變高壓熔斷器選擇其額定電壓高壓或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，額定電流通常為3A選RN2-10,額定電流3A，最大開斷容量1000MVA，最大切斷電流17KA，最小切斷電流0.61.8AI=14.382KA<17KA,滿足切斷故障電流要

41、求10KV所用變、壓變高壓側(cè)熔斷器情況列表安裝地點(diǎn)型號(hào)選擇結(jié)果INBR(KA)計(jì)算結(jié)果I(KA)所用變高壓側(cè)RN2-10/31714.45壓變高壓側(cè)RN2-10/0.51714.45備注六、所用電的接線方式與所用變的選擇6.1所用電的接線為了保證所用電系統(tǒng)的可靠性，所用電分別從10KV兩段母線上引接為了節(jié)約投資，所用變壓器采用隔離開關(guān)加高壓熔斷器與母線相連其低壓側(cè)采用單母線分段接線方式，平時(shí)分裂運(yùn)行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。所用變負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，按下式計(jì)算：S=（K1P1+P2）/0.85式中：S所用變壓器容量（KVA）K1 所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取0.85P1 所用動(dòng)力負(fù)

42、荷之和（KW）P2 照明及電熱負(fù)荷之和（KW）則所用電負(fù)荷S=（0.85×20+20）/0.85=43.52（KVA）考慮到環(huán)境溫度的影響及適當(dāng)估計(jì)到變壓器允許過載能力，即 KoKfSeS式中：Se所用變壓器額定容量 Ko對(duì)應(yīng)于全年周圍空氣溫度修正系數(shù)，取Ko=0.95 Kf允許過負(fù)荷倍數(shù)，取Kf=1.04則所用變壓器額定容量Se43.52/（0.95×1.04）=44（KVA）故所用變選擇S950/10型變壓器，額定電壓10±5%/0.4KV。七、配電裝置7.1所址選擇變電所的所址選擇應(yīng)根據(jù)本地區(qū)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，負(fù)荷分布、城建規(guī)劃、土地征

43、用、出線走廊、交通運(yùn)輸、水文地質(zhì)、環(huán)境影響、地震烈度和職工生活條件等因素，通過技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)效益分析，選擇最佳方案。7.2 220KV配電裝置確定方案考慮到施工、運(yùn)行操作、檢修方便和占用土地等因素，經(jīng)綜合考慮，220KV配電裝置采用屋外高型布置，配電裝置按雙母線布置，單框架結(jié)構(gòu)，框架中布置兩層主母線及隔離開關(guān)，框架外側(cè)布置斷路器、電流互感器及隔離開關(guān)。7.3 110KV配電裝置確定方案110KV配電裝置采用內(nèi)橋接線屋外中型布置型布置。7.4 10KV配電裝置確定方案10KV母線分段接線采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜單層雙列布置，配電裝置按單布置。八、電壓互感器的配置8.1 220KV電壓互感器選擇 220

44、KV電壓互感器戶外安裝，一次繞阻接于電網(wǎng)相電壓，二次繞阻額定電壓為100，220KV電網(wǎng)為中性電接地系統(tǒng)，電壓互感器輔助繞阻額定電壓為100為滿足測(cè)量和保護(hù)要求選用三只單相電容式電壓互感器，型號(hào)：YDR-220，額定變比2200.10.1一次繞阻接于電網(wǎng)相電壓，二次繞阻額定電壓為100，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3P級(jí)，額定容量150VA,最大容量1200VA.8.1.1 110KV電壓互感器選擇110KV電壓互感器戶外安裝，一次繞阻接于電網(wǎng)相電壓，二次繞阻額定電壓為100，110KV電網(wǎng)為中性電接地系統(tǒng)，電壓互感器輔助繞阻額定電壓為100為滿足測(cè)量和保護(hù)要求選用三只單相電容式電壓互感器，型號(hào)：YDR-

45、110，額定變比1100.10.1，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3P級(jí)，額定容量150VA,最大容量1200VA.8.1.2 10KV電壓互感器選擇10KV電壓互感器為戶內(nèi)開關(guān)柜內(nèi)安裝，10KV系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)，一次繞阻接于電網(wǎng)相電壓，二次繞阻額定電壓為100，10KV電網(wǎng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器輔助繞阻額定電壓為100電壓為互感器除供測(cè)量?jī)x表外，還用來作交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視，為滿足測(cè)量和保護(hù)要求選用三相五柱式電壓互感器，型號(hào)：JSJW-10,額定變比100.10.1準(zhǔn)確度級(jí)0.5額定容量120VA,最大容量960VA.8.2電流互感器選擇電流互感器的選擇，應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。

46、并滿足正常工作條件、短路穩(wěn)定性、承受過電壓能力等技術(shù)條件及一定的環(huán)境條件。具體要求：一次電壓和電流應(yīng)和所接入電網(wǎng)的額定電壓和電流相一致；二次側(cè)所接的負(fù)載容量不應(yīng)超出其準(zhǔn)確級(jí)所允許的容量。5.2.1 220KV電流互感器選擇最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×220)=110(A)選電流互感器型號(hào)LCWB2-220W,額定變比2005，準(zhǔn)確度級(jí)0.2,級(jí)5.2.2 110KV電流互感器選擇最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×121)=20

47、0.4(A)選主變電流互感器型號(hào)LCWB6-110B,額定變比2505，準(zhǔn)確度級(jí)0.2,級(jí)考慮到線路電流互感器既要滿足主變保護(hù)要求，又要滿足線路保護(hù)要求選LCWB6-110B額定變比2505，0.2,級(jí)。5.2.3 10KV電流互感器選擇最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se/(3Ue)=1.05×40000/(3×10.5)=1154.7(A) 選主變電流互感器型號(hào)LDZJ1-10,額定變比15005，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、D級(jí)二次負(fù)荷1.2。線路負(fù)荷電流較小選電流互感器型號(hào)LA-10，額定變比2005，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3級(jí)。母聯(lián)短路器選電流互感器型號(hào)LMC-1

48、0，額定變比800，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3級(jí)?；ジ衅鬟x擇情況的列表設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號(hào)電壓互感器220KV母線YDR-220-0.5橋斷路器兩側(cè)連接點(diǎn)YDR-110-0.5/3P10KV母線JSJW-10-0.5電流互感器110KV線路線路保護(hù)LCWB6-110B/250，0.2,級(jí)主變保護(hù)LCWB6-110B/250，0.2/D1/D2級(jí)110KV橋斷路器LCWB6-110B/250，0.2/D1/D2級(jí)220KV線路LCWB2-220200，0.2/主變10KV側(cè)差動(dòng)LDZJ1-10/1500，0.5，D級(jí)過流LDZJ1-10/1500，0.5，D級(jí)10KV出線LA-10/200，0.5/3級(jí)

49、10KV母聯(lián)LMC-10/800，0.5/3級(jí)九、繼電保護(hù)的配置9.1主變保護(hù)的配置主變保護(hù)采用國電南自的PST1200系列數(shù)字式變壓器保護(hù)。本變電站裝有PST1202A和PST1202B兩套主變微機(jī)保護(hù)裝置（差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)）PST-12系列操作箱及本體保護(hù)PST-1200系列數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置（失靈保護(hù)）PST-1222分相操作雙跳操作箱的成套變壓器保護(hù)裝置。PST1203A保護(hù)差動(dòng)保護(hù)采用二次諧波原理的差動(dòng)保護(hù)，主要包括二次諧波制動(dòng)元件、五次諧波制動(dòng)元件、比率制動(dòng)元件、差動(dòng)速斷過流元件、差動(dòng)元件和TA繼線判別元件等；同時(shí)還包括變壓器各側(cè)過負(fù)荷元件、變壓器過負(fù)荷啟動(dòng)風(fēng)冷元件、變壓器過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓元件等。PST1203B保護(hù)差動(dòng)保護(hù)采用波形對(duì)稱原理的差動(dòng)保護(hù)，主要包括波形對(duì)稱元件、五次諧波制動(dòng)元件、比率制動(dòng)元件、差動(dòng)速斷過流元件、差動(dòng)元件和TA斷線判別開頭等；同時(shí)還包括變壓器各側(cè)過負(fù)荷元件、變壓器過負(fù)荷啟動(dòng)風(fēng)冷元件、變壓器過負(fù)