220kV北郊變電站電氣部分的設計說明

1、 . 220kV北郊變電站電氣部分設計摘要： 文章介紹了220 kV變電站設計的要求，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟指標和供電可靠發(fā)展的規(guī)劃前景選擇了變電設備的型號，并按照配電裝置的形式確定了設計基本方案；重點分析了220 kV變電站設計的主要技術(shù)方案和各個模塊的技術(shù)特點，對各級電壓的電氣主接線形式、電氣設備的選擇與保護、短路電流水平等進行了詳細的說明；本設計的變電站將提高供電可靠性、增加規(guī)劃的靈活性等特點。關(guān)鍵詞：220kV變電站 電氣設備 繼電保護 電壓 電流 短路阻抗 整定計算 容量 防雷前言：本次設計是對220KV北郊降壓變電所進行了電氣部分設計，容主要包括：電氣一次主接線圖設計、無功補償所用變選擇、主

2、變壓器中性點運行方式、配電裝置布置、短路電流計算、主要電氣設備選擇、變電所防雷規(guī)劃、繼保與自動裝置的配置、主變保護整定計算等，并畫出了電氣一次主接線圖、主變繼電保護展開圖。本次設計在設計中參考了最新的技術(shù)參考書籍，積極采用新產(chǎn)品、新技術(shù)參數(shù)與新的圖形符號，如采用220KV、110KV六氟化硫斷路器、手車式開關(guān)柜和GG-1(A)-10型固定式開關(guān)以與微機保護裝置等，故所選擇和設計的接線方式、電氣設備型式應當說是較為合理的，也能滿足技術(shù)經(jīng)濟要求。本次畢業(yè)設計，目的在于鞏固自己的專業(yè)知識，因為我們的設計同專業(yè)知識聯(lián)系非常緊密，這就使我在進行畢業(yè)設計的同時，又對電力系統(tǒng)、繼電保護、電氣設備、等專業(yè)課進

3、行了復習，提高了自己的專業(yè)基礎水平，通過設計使我們熟悉設計過程，掌握基本的設計知識，熟悉相關(guān)的設計手冊和輔助資料。51 / 56目 錄第一章設計任務書1第二章主變壓器的選擇4第三章電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟比較與確定9第四章站用變的容量、臺數(shù)與接線方式的選擇13第五章主變中性點接地方式的選擇14第六章電氣設備的布置15第七章短路電流計算17第八章電氣設備的選擇27第九章變電站的防雷規(guī)劃40第十章繼電保護的配置43第十一章主變保護的整定計算46參考文獻50附圖一：220KV北郊變電站電氣一次主接線圖50附圖二：主變繼電保護展開圖50第一章 設計任務書一、設計課題220KV北郊變電站電氣部分二、原始資料

4、1220KV電網(wǎng)圖2負荷預測（1）110KV側(cè)負荷名稱最大負荷（KW）COS線路長度（KM）回路數(shù)供電方式變電站A200000.90201架空變電站B250000.90251架空變電站C270000.90141架空備用2線損率： 負荷增長率：t%=5有功同時率：p=0.8 無功同時率：Q=0.9 遠景規(guī)劃年數(shù)：n=5(2)10KV側(cè)負荷名稱最大負荷（KW）COS線路長度（KM）回路數(shù)供電方式配電站A30000.90202架空配電站B20000.90202架空配電站C20000.8051電纜機械廠20000.90152架空醫(yī)院10000.80102電纜劇院15000.8051電纜線損率： 負荷增

5、長率：t%=5有功同時率：p=0.8 無功同時率：Q=0.9 遠景規(guī)劃年數(shù)：n=5(3)最大負荷利用小時Tmax：5500小時3地區(qū)溫度：年最高溫度：40年最低溫度：-5最熱月平均最高溫度：35最熱月平均氣溫：25三、設計容要求1選擇主變壓器的臺數(shù)、容量與型號2主接線選擇3確定無功補償?shù)姆绞健?選擇站用變壓器的容量、臺數(shù)與接線方式。5確定主變壓器中性點的運行方式。若需裝設消弧線圈，應選擇消弧線圈的容量、臺數(shù)與型號。6配電裝置的布置。7短路電流計算確定最大運行方式，計算各短路點的三相短路電流。8主要電氣設備的選擇9變電站的防雷規(guī)劃，并配置主接線中的常規(guī)避雷器。10配置繼電保護11主變保護的整定計

6、算四、設計成品要求1設計說明書。將上述設計的容，進行整理、編寫，要求文字說明簡明扼要，語句通順，書寫工整，計算正確，條理清楚。容主要包括：（1）主變壓器的容量、臺數(shù)、型號選擇。（2）主接線方案的選擇。應寫清方案分析比較、確定的過程，并列出有關(guān)的論據(jù)。（3）無功補償?shù)姆绞脚c電容器的選擇。（4）站用變壓器的容量、臺數(shù)與接線方式選擇。（5）配電裝置的布置。（6）設備的選擇和校驗。要求寫明設備所在電壓級和回路的名稱，計算要正確，對斷路器、隔離開關(guān)等設備的選擇，建議采用列表法，使之一目了然。（7）防雷保護規(guī)劃與常規(guī)避雷器的配置。（8）繼電保護配置。（9）短路電流計算書。要求作出短路電流計算的等值電路圖，

7、計算應列出公式，計算過程簡單明了，計算正確。各點短路的計算結(jié)果用列表的方式進行綜合。（10）主變保護整定計算等。（11）編寫目錄2繪制圖紙（1）主接線圖（2）主變繼電保護展開圖第二章 主變壓器的選擇一、負荷統(tǒng)計分析1、110KV側(cè)負荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar)變電站A200000.900.489600變電站B250000.900.4812000變電站C270000.900.481296072000(kw)34560(kvar)以上有功、無功都是考慮同時率、線損率、負荷增長率和按5年發(fā)展規(guī)劃。2、10KV側(cè)負荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar)配電站A30

8、000.900.481440配電站B20000.900.48960配電站C20000.800.751500機械廠20000.900.48960醫(yī)院10000.800.75750劇院15000.800.75112511500(kw)6735(kvar)3、220KV側(cè)最大負荷的視在功率則二、主變壓器臺數(shù)確定的原則1為保證供電可靠性，變電所一般裝設兩臺主變壓器；當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設一臺主變。2對于規(guī)劃只裝設兩臺主變的變電所，其變壓器基礎宜按現(xiàn)有變壓器容量大一級設計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。三、主變壓器容量確定的原則1主變?nèi)萘繎鶕?jù)5-10年的發(fā)展

9、規(guī)劃進行選擇，并考慮變壓器的正常運行和事故時的過負荷能力；2對裝一臺主變壓器的變電所，變壓器的額定容量應滿足用電負荷的需要，按下式選擇：SnKSL；其中，Sn為變壓器的視在容量（KVA），SL為變電所的最大負荷的視在功率（KVA），K為負荷率。3對裝有兩臺主變的變電所中，當一臺斷開時，另一臺變壓器的容量一般保證60%全部負荷的供電，即應保證用戶的一級負荷和大部分的二級負荷。每臺主變?nèi)萘靠砂聪率竭x擇Sn0.6SL。四、主變臺數(shù)、容量和型號的確定1主變臺數(shù)的確定 如果選擇主變?yōu)?臺，則配電裝置布置較簡單，總投資可能會少一些，但可靠性和靈活性均較差，當主變故障或檢修時會使全所停電； 主變?yōu)?臺時，將

10、可大大提高供電可靠性和運行操作靈活性，一臺檢修，另一臺可繼續(xù)運行，供應大部分負荷。缺點是配電裝置較復雜，投資相對較多。 根據(jù)以上分析與原則規(guī)定，確定本變電站采用兩臺主變配置，且為考慮不可預見因素和5年后負荷發(fā)展需要，將主變基礎比設計容量大12級考慮，以備更換主變用。2主變?nèi)萘康拇_定 為提高功率因素，改變電壓質(zhì)量，對10KV側(cè)進行無功補償。 功率因素提高到0.9采用并聯(lián)補償電容器 補償容量：式中10KV母線上最大有功負荷補償前的最大功率因數(shù)補償后的最小功率因數(shù)根據(jù) 變電所設計規(guī)3.7.2條規(guī)定“電容器裝置的接線，應使電容器組的額定電壓與接入電網(wǎng)的運行電壓相配合。電容器裝置宜采用中性點不接地的星形

11、或雙星形接線”，查常用高低壓電器手冊，選用BFM-11/-100-1型電容器，其型號意義如下：B G F 11 / - 100 - 1單相額定容量：100 KVar額定電壓：UN=11/kV紙膜復合介質(zhì)浸漬劑：G表示苯甲基礎油并聯(lián)電容器其額定容量為100KVar,UN=11/kV，標算電容C7.89，則每相并聯(lián)個數(shù)n，故并聯(lián)8只BGF-11/-100-1型電容器，分別接于10kVI、II段母線上，即每段母線每相并聯(lián)4只電容器。 經(jīng)補償后的最大負荷視在功率(2) 充分發(fā)揮變壓器正常運行與事故時過負荷能力Sn0.60.6×10234561407（KVA）結(jié)合現(xiàn)有最大負荷的視在功率僅為61

12、407KVA，選擇主變?nèi)萘績膳_63000KVA，在負荷較低時，可一臺主變運行，降低變壓器損耗，也可兩臺運行，提高供電可靠性。3主變型號確定 相數(shù)的確定考慮變壓器的制造條件，可靠性要求與運輸條件等因素，在不受運輸條件限制時，在330KV與以下的發(fā)電廠和變電所，均應選擇三相變壓器。所以，本次設計采用三相變壓器。 容量比的確定根據(jù)要求，在1臺主變停運時，須保證60%全部負荷的供電。故：A、對10KV側(cè)應保證的容量為：則 B、對110KV側(cè)應保證的容量為：則 故主變壓器220KV、110KV與10KV側(cè)的額定容量比取100/100/50。五、技術(shù)參數(shù)因自耦變要求中、高壓側(cè)接線方式一致，故不能采用自耦變

13、，故確定本站主變型號為節(jié)能型三相三繞組、自然油循環(huán)空冷型降壓變壓器，采用有載調(diào)壓方式。主變型號與技術(shù)參數(shù)如下：型號SN（KVA）UN（KV）損耗（KW）空載電流（）阻抗電壓（）聯(lián)接組別SFPSZ7-6300063000高壓220±8×15.2%空載負載1.0高-中12-14YNynod11中壓12189290高-低22-24低壓11中-低7-9第三章 電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟比較與確定一、電氣主接線設計的基本要求1根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量：設計時應根據(jù)負荷的重要性，保證在母線、斷路器等設備故障或檢修時停電圍盡量小，停電時間盡量短，且能保證重要負荷的供

14、電；另外，在正常運行或故障時能滿足相應的電能質(zhì)量要求，把對用戶的損失減小到最少。2具有運行、維護的靈活性和方便性：應能適應各種運行方式和檢修維護的要求，靈活、方便地進行運行方式的切換。3經(jīng)濟性：應在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟性。即投資省、電能損耗小、占地面積小。4、具有將來發(fā)展和擴建的可能性。二、各級電壓配電裝置可能的電氣主接線方案110KV配電裝置：（1）單母線（2）單母線分段2110KV配電裝置：（1）單母線分段（2）雙母線3220KV配電裝置：（1）單母線分段（2）雙母線三、方案的技術(shù)比較1單母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單清晰、操作簡便，不易誤操作；（2）節(jié)省投資和

15、占地；（3）易于擴建。缺點：母線故障或檢修時會使該母線所帶負荷全部停電，停電圍為100%。故此接線一般只適用于小水電廠和變電站。2單母線分段接線的優(yōu)缺點：優(yōu)點：（1）當一段母線故障或檢修時，用分段斷路器將其分段后，可保證正常段母線不間斷供電，提高了供電可靠性，減小了母線故障的影響圍。（2）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。缺點：（1）當一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障可檢修時，接在該母線上的電源或出線必須全部停電。（2）任一回路斷路器檢修時，該回路必須停電。3雙母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使

16、供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。（2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴建方便。向雙母線的任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。（4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一路母線上。缺點：（1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。（2）當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要隔離開關(guān)和斷路器之間裝設閉鎖裝置。四、確定2個比較方案（1）

17、10KV側(cè)接線方式的確定由上述分析可知，單母線接線可靠性較差，且本變電站有兩臺主變，考慮10KV出線有和10回，又有雙回出線的需要，一旦母線故障，即造成該母線所帶負荷全部停電，這是不可取的，故10KV側(cè)應選用單母線分段接線。（2）110KV和220KV側(cè)采用單母分段接線時，接線較簡單明了，運行可靠，但當某一段母線檢修或故障時，將使該母線所連的線路和主變停運。采用雙母線接線時，可避免一母線故障或停運時影響該母線的饋線、主變運行。且采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器。（3）畫出兩個比較方案的簡圖如下：根據(jù)上述分析，故選擇方案II，即220KV和110KV部分均采用雙母線接線，主變2臺， 10

18、KV部分采用單母線分段接線形式。簡圖見圖（2）。五、本變電站確定的主接線運行方式1220KV部分：系統(tǒng)電源C接在段母線上，段母線預留一回出線；發(fā)電廠G的接于段母線上，轉(zhuǎn)供的南山變也接于段母線上。正常運行時，220KV母聯(lián)合閘運行；故障時保留一段母線運行，提高供電可靠性。2主變：正常2臺并列運行，在負荷較輕時，可考慮1臺運行，以降低主變損耗。3110KV側(cè)：變電站和醫(yī)院分別用兩回線接于、段母線上，母聯(lián)開關(guān)宜合閘運行，提高供電可靠性。410KV側(cè)：配電站A、B、機械廠和醫(yī)院分別用兩回路接于、段母線上，配電站C、接于母線上，劇院接于母線上。母分一般處于熱備用狀態(tài).正常時，為限制短路電流，10KV母聯(lián)

19、開關(guān)宜分段運行，、段母線分別由1#、2#主變帶負荷運行，主變故障時，通過母分開關(guān)切換，承擔非故障點的供電任務。第四章 站用變的容量、臺數(shù)與接線方式的選擇一、站用變臺數(shù)確定為提高所用電負荷的供電可靠性，設2臺所用變，兩臺站用變互為備用，正常運行時一臺投入，另一臺備用；遇檢修時，可視檢修電源需要投入兩臺以滿足檢修需要。二、站用變接線方式確定考慮本變電站有兩臺主變，且10KV部分均采用單母線分段的接線方式，供電可靠性較高，為兼顧經(jīng)濟性，則選擇在10KV、段母線上分別引接一所用變，可滿足站用電的需要。三、站用變?nèi)萘看_定統(tǒng)計站用負荷S所用電負荷照明其余負荷×0.85一般選主變?nèi)萘康模?.10.

20、5）為其容量，考慮到用電負荷不大，本設計以0.1來選擇，采用Y/Yno接線組別。單臺站用變?nèi)萘浚喝藴嗜萘?0KVA，型號為干式變SC-80/10型。查產(chǎn)品目錄，其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號額定容量(kVA)額定電壓(kV)損耗(W)阻抗電壓()空載電流()連接組別高壓低壓空載負載SC-80/108060.4270165042.7Y，yno第五章 主變中性點接地方式的選擇一、主變壓器中性點接地方式的分類與一般要求1主變的110KV500KV側(cè)采用中性點接地方式；2主變壓器663KV側(cè)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式；（1）主變10KV側(cè)在單相接地故障電流小于30安時，可采用中性點不接地方式，否

21、則應采用經(jīng)消弧線圈接地方式；（2）主變35KV側(cè)在單相接地故障電流小于10安時，可采用中性點不接地方式，否則應采用經(jīng)消弧線圖接地方式。二、本變電站主變壓器中性點接地方式的確定1主變220KV、110KV側(cè)均采用直接接地運行方式，但在正常兩臺主變并列運行時，要求只能有一臺主變接地運行。2、主變10KV側(cè)接地電容電流： 對于架空線路 對于電纜線路小于30A故：主變10KV側(cè)也采用中性點不接地運行方式。第六章 電氣設備的布置一、配電裝置設計的基本要求配電裝置設計必須貫徹國家基本建設方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，并滿足如下要求： 1、保證運行可靠性：按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設備，在布置上力求整齊、清晰，保證

22、具有足夠的安全距離。2、保證運行維護人員的人身安全和設備安全。3、便于檢修、維護、巡視、操作和安裝。110KV配電裝置應考慮帶電作業(yè)的要求；為保證檢修人員在檢修電器或母線時的安全，電壓為63KV與以上的配電裝置，對斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘，每段母線上宜裝設接地刀閘等。4、力求經(jīng)濟，必須在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。5、考慮發(fā)展擴建的可能性。二、配電裝置的分類1、屋配電裝置：應用于大、中型發(fā)電廠、變電站中35KV與以下的配電裝置；或有特殊性要求的（如備戰(zhàn)、防污）110220KV的配電裝置。2、屋外配電裝置：應用于110KV與以上的配電裝置

23、。3、成套配電裝置：應用于發(fā)電廠、變電站610KV或35KV配電裝置；SF6全封閉組合電器：主要用于110500KV的配電裝置。三、10KV配電裝置的選型和布置10KV高壓開關(guān)室布置在主變的下側(cè)，10KV配電裝置選用成套高壓開關(guān)柜，占地面積不大，故采用單層式布置。高壓開關(guān)柜布置在10KV高壓開關(guān)室左側(cè)，為單列布置；所用變室、電抗器室、電容器室布置在10KV高壓開關(guān)室右側(cè)，出線全部采用電纜。四、110KV配電裝置的布置110KV配電裝置布置在主變壓器左方，采用戶外半高式。本方案的特點是將母線與母線隔離開關(guān)抬高，增設上層母線隔離開關(guān)操作走道，以便巡視、操作和檢修抬高后的隔離開關(guān)和母線。斷路器單列布

24、置，道路設置在靠主變壓器側(cè)的一組母線下面。五、220KV配電裝置的布置220KV配電裝置布置在主變壓器上方，采用戶外半高式。本方案的特點是將母線與母線隔離開關(guān)抬高，增設上層母線隔離開關(guān)操作走道，以便巡視、操作和檢修抬高后的隔離開關(guān)和母線。斷路器單列布置，道路設置在靠主變壓器側(cè)的一組母線下面。六、主變的布置采用兩臺戶外布置，并考慮防火凈距大于8米。設油坑、事故油池、消防砂池等消防設施。七、10KV電容補償裝置采用戶布置，裝設風扇.擁有通風散熱方便，便于設備的維護.運行檢修直觀方便等優(yōu)點。第七章 短路電流計算一、短路電流計算的目的 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，確定某接線方案是否需要采

25、取限制短路電流的措施。 在選擇電氣設備時，為了保證各種電氣設備和導體在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，可又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進行校驗。 在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 在選擇繼電保護方法和整定計算時，需以短路時的短路電流為依據(jù)。二、計算短路電流的一般規(guī)定 驗算導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以與電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)510年的遠景發(fā)展規(guī)劃。 確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)

26、絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的點。三、短路電流計算短路點的選擇：1、最大運行方式時，在220KV母線上發(fā)生三相短路K12、最大運行方式時，在110KV母線上發(fā)生三相短路K23、最大運行方式時，在10KV母線上發(fā)生三相短路K34、最大運行方式時，在10KV配電站A線路末端發(fā)生三相短路K4（一）接線圖(二) 網(wǎng)絡等值圖：1、最大運行方式下：2、最小運行方式下：（三）選擇基準值：取Sj100MVA，UjUav 1.05Ue則即Uj1=230KV，Uj2=115KV，Uj3

27、=10.5KV，Uj4=6.3KV，（四）計算網(wǎng)絡中各元件電抗值（標么值）設本變電站中主變阻抗值為：UdI-=(12-14)% UdI-=(22-24)% Ud-=(7-9)%，本設計選Sn=63000KVA=63MVA設站變Ud%=4.0。則發(fā)電機： （最大運行方式）（最小運行方式）80KM長線路：30KM長線路：100MVA變壓器：95MW發(fā)電機：主變220KV側(cè)：110KV側(cè)：10KV側(cè)：(五) 簡化等值電路1、最大運行方式下：如右圖 X13=X1+X2=0.0357+0.06=0.0957X14=X3+X4+X5=0.106+0.105+0.045=0.2562、最小運行方式下：如右圖

28、X15=X1+X2=0.0667+0.06=0.1267（六）計算最大運行方式下三相短路電流1、k1點三相短路電流計算系統(tǒng)C支路：發(fā)電廠G支路：查表運算曲線得：短路電流有名值：系統(tǒng)和發(fā)電機供給K1點總的短路電流：短路電流沖擊值：取Kch=1.8電流最大有效值：短路容量：2、k2點三相短路電流計算系統(tǒng)C支路：發(fā)電廠G支路：查表運算曲線得：短路電流有名值：系統(tǒng)和發(fā)電機供給K2點總的短路電流：短路電流沖擊值：取Kch=1.8電流最大有效值：短路容量：3、k3點三相短路電流計算系統(tǒng)C支路：發(fā)電廠G支路：查表運算曲線得：短路電流有名值：系統(tǒng)和發(fā)電機供給K3點總的短路電流：短路電流沖擊值：取Kch=1.8

29、電流最大有效值：短路容量：從K3點短路電流計算結(jié)果可知，發(fā)電廠10KV電壓母線上短路時，次暫態(tài)電流和沖擊電流都比較大，為了能使10KV母線與出線選擇輕型電器設備，有必要在母線上裝設電抗器，以限制K3點短路時的短路電流。4、k4點三相短路電流X22=X19+X12=0.175+50=50.175系統(tǒng)C支路：發(fā)電廠G支路：查表運算曲線得：當時，可按無限大容量電源的短路電流計算系統(tǒng)和發(fā)電機供給K4點總的短路電流：短路電流沖擊值：取Kch=1.8電流最大有效值：短路容量：短路點的編號基準電壓UaV（KV）基準電流Ij（KA）短路電流（KA）短路電流（KA）短路電流（KA）短路電流沖擊值(KA)電流最大

30、有效值(KA)短路容量( MVA)k12300.253.653.323.329295511454k21150.524225125161636548202k310.55.52198223722375594331939973K46.55.5018018018046027196(八)短路電流計算結(jié)果表 表81第八章 電氣設備的選擇一、電氣設備選擇的一般條件1、按正常條件選擇（1）按當?shù)丨h(huán)境條件選擇應考慮當?shù)貧鉁?、風速、濕度、污穢、海拔、地震、覆冰等環(huán)境條件是否超出所選設備的基本使用條件，另外應考慮電氣設備的裝設地點是戶還是戶外，然后再選擇相應型式的設備。（2）按工作電壓選擇在正常情況下，選擇電氣設備

31、的最高允許工作電壓不得小于該回路的最高運行電壓，即UnUw.n式中，Un電氣設備額定電壓(KV)；Uw.n電網(wǎng)額定電壓等級（KV）。（3）按工作電流選擇a一般情況下，開關(guān)電器的額定電流應大于等于各種可能運行方式下的回路最大持續(xù)工作電流，即InIw.maxb載流導體允許長期通過最大載流量Ixu應大于持續(xù)最大工作電流，即IxuIw.max （Ixu=KIn）2按短路條件校驗：（1）按短路熱穩(wěn)定校驗：電氣設備額定熱效應應不小于在計算時間tc短路電流產(chǎn)生的熱效應，即I2r.ntr.nI2ktc（2）按短路動穩(wěn)定較驗電氣設備的額定動穩(wěn)定電流不應小于三相短路沖擊短路電流，即：，對于母線，其最大允許應力應不

32、小于短路時母線中所產(chǎn)生的應力，即：xu。3特殊檢驗項目（1）對斷路器和熔斷器還應考慮其額定開斷電流Ikn應不小于短路電流全電流I即IknI,（2）對電流和電壓互感器應按其準確度等級和二次負荷阻抗進行校驗，即準確度等級應滿足要求，二次負荷阻抗Z2不大于額定二次負荷阻抗Z2n。（3）對重要回路的硬導體（母線）還應考慮共振的影響。二、設備的選擇(一)、斷路器的選擇1、220KV側(cè)斷路器1）額定電壓選擇：VmaxVg = 220KV×1.15 = 253KV2）額定電流選擇：IeIgmax 考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應回路的Igmax=1.05Ie 即： 3）按開斷電

33、流選擇：IekdI =3.65KA 即Iekd3.65KA4）按短路關(guān)合電流選擇：iegich = 9.29KA 即ieg9.29KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6220型SF6斷路器其參數(shù)如下：表91型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)額定關(guān)合電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)操動機構(gòu)LW7-2202203150401001004s:400.150.043液壓5）熱穩(wěn)定的校驗3.65 T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗：要求 220KV側(cè)短路電流沖擊值：小于所以動穩(wěn)

34、定滿足要求。2、110KV側(cè)斷路器考慮到2臺主變與一定的交換功率1）額定電壓：VymaxVgmax Vgmax = 1.15×110 = 126.5KV；2）額定電流：IyIgmax 3）按開斷電流選擇：IekdI= 2.42KA 即Iekd2.42KA；4）短路關(guān)合電流：iegicj =6.16KA 即ieg6.16KA；根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW1110型SF6斷路器，其參數(shù)如下：表93型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)額定關(guān)合電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)操動機構(gòu)LW1-110110200031.58080

35、4s:31.50.150.04液壓5）熱穩(wěn)定的校驗2.42 T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗：要求 110KV側(cè)短路電流沖擊值：小于所以動穩(wěn)定滿足要求。3、10KV斷路器1）主變回路：2）母線分段回路：3）10KV出線：選主變回路進行選擇校驗。4）最大長期工作電流計算因為10KV配電裝置為戶配置，按正常工作條件，查表選擇ZN510斷路器，其參數(shù)如下：表95型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)額定關(guān)合電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)操動機構(gòu)ZN12-10102500

36、31.580804s:31.50.750.06電磁已知由上表可知：斷路器額定開斷電流大于5）熱穩(wěn)定的檢驗：T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗：要求 10KV側(cè)短路電流沖擊值：小于所以動穩(wěn)定滿足要求。(二)、隔離開關(guān)的選擇1、220KV側(cè)隔離開關(guān)1）VyVgmax Vgmax = 1.25Ve 即Vy = 1.15×220 = 253KV2）額定電流：Ie根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW7220D型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：表96型號額定電壓(kA)額定電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW7220D22012

37、00805S：363）熱穩(wěn)定的校驗：3.65 T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求4）校驗動穩(wěn)定：即： 滿足要求2、110KV側(cè)隔離開關(guān)1）額定電壓：VyVgmax = 1.5×110 = 126.5KV2）額定電流：Iy根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5110型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：表97型號額定電壓(kA)額定電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW7110D11020001044S：403）熱穩(wěn)定的校驗2.42 T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求4）檢驗動穩(wěn)定：即： 滿

38、足要求3、10KV側(cè)隔離開關(guān)1）主變回路：2）母線分段回路：3）10KV出線：選主變回路進行選擇校驗。4）最大長期工作電流計算因為10KV配電裝置為戶配置，按正常工作條件，查表選擇GN210斷路器，其參數(shù)如下：表98型號額定電壓(kA)額定電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GN2101020008510S：36已知由上表可知：隔離開關(guān)5）熱穩(wěn)定的檢驗：T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S允許的熱脈沖所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗：要求 10KV側(cè)短路電流沖擊值：小于所以動穩(wěn)定滿足要求。(三)、電流互感器的選擇電流互感器的一次工作電流應盡量接近額定電流1、220

39、KV側(cè)電流互感器額定電流：Ie主變高壓側(cè)CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-220，2×600/5，5P/5P/5P/0.5型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下：型號額定變比準 確級 次額定二次負荷額定短時熱電流（kA/S）額定動穩(wěn)定電流（kA）LB6-2202×600/55P/5P/5P/0.550（VA）60/31502、220kV線路CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-220，2×600/5，5P/5P/5P/0.5型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下：型號額定變比準 確級 次額定二次負荷額定短時熱電流（k

40、A/S）額定動穩(wěn)定電流（kA）LB6-2202×600/55P/5P/5P/0.550（VA）60/31502、110KV側(cè)電流互感器額定電流：Iel主變CT的選型：根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-110，2×600/5，P/P/P/0.5型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下：型號額定變比準 確級 次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB6-1102×600/5P/P/P/0.550（VA）30/1100110KV側(cè)線路CT的選型：根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6-110，2×30

41、0/5，P/P/P/0.5型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下：型號額定變比準 確級 次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB6-1102×300/5P/P/P/0.550（VA）30/1100根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可初步選擇LB6110型電流互感器，其參數(shù)為額定電流比為：2×600/5， 1S熱穩(wěn)定倍數(shù)為30，動穩(wěn)定倍數(shù)100。3、10KV側(cè)電流互感器電流互感器的配置：每個斷路器都要配置CT，以滿足測量和保護裝置的需要。CT的選擇10KV線路屬小電流接地系統(tǒng)，本設計采用不安全星形接線，裝于A、C兩相。主變10KV側(cè)最大負荷電流：10KV出線最大負荷電流：根據(jù)正

42、常使用條件，選擇各級電壓回路的電流互感器如表：安裝地點型號額定電流（A）級次組合二次負荷10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)05級1級3級D級二次負荷倍數(shù)主變10KV側(cè)LMC-102000/505/312321012/226/87510KV出線LFC-10400/505061263061475校驗熱穩(wěn)定：同樣跟10KV斷路器一樣，tdz = 0.8S熱穩(wěn)定校驗：Qd = I2×tdz = 21.982×0.8 = 386.5KA2.S Qr = Ir2×tdz = 752×1 = 5625KA2.S QrQd 滿足要求 (四)、電壓互感器的選擇1、電壓互感

43、器的配置每一相母線本變電站10KV、110KV、220KV每段母線上均裝一組PT準確度等級:計量用的電度表0.5級,監(jiān)視用的功率表、繼電器需1級.2、220KV側(cè)電壓互感器1）選用Jcl220電壓互感器，單相串級油浸式全封閉結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為220/KV，次級繞組額定電壓0.1/KV，二次負荷0.5級，為300VA，其接成220000/100/100。2）220KV輸電線路側(cè)，電壓互感器采用單相電容式電壓互感器，其初級繞組額定電壓為220/KV，次繞組額定電壓為100/KV，二次負荷200VA，準確級為0.5級，型式為TYD220H。3、110KV側(cè)電壓互感器1）選用JCL6110電壓

44、互感器，單相串級油浸式全密封結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為110/KV，次繞組額定電壓0.1/KV，二次負荷0.5級，為300A，其接成11000/1000/100。2）其110KV出線側(cè)采用TYD110/0.01，單相單柱式，電容式電壓互感器，其初級額定電壓為110/KV，次級額定電壓為0.1/KV，二次負荷0.5級為150VA。4、10KV側(cè)電壓互感器由于10KV是中性點不接地系統(tǒng),電壓互感器除供測量儀表外,還用來作交流絕緣監(jiān)視,因此選用JSJW-10型三相五柱式PT.其額定電壓比為10/0.1/,所選準確度為0.5,故PT每相的額定容量為,接成.每回引出線上接有功和無功電度表電壓線圈,要求0

45、.5級的有功和無功功率表,母線上裝有接于BC相的電壓表和接入相對地電壓的絕緣監(jiān)視電壓表.PT各相負荷分配如表所示:儀表名稱與型號每相線圈消耗功率儀表電壓線圈儀表數(shù)目AB相BC相有功功率表1D1-W0.75164.54.5無功功率表1D1-VAR0.75164.54.5有功電度表DS11.50.380.9252.856.92.856.9頻率表1D1-HZ0.5110.5電壓表16T1-V0.2110.2無功電度表DX11.50.380.9252.856.92.856.9合計14.713.815.413.8經(jīng)校驗JSJW-10(三相戶式)型互感器滿足要求.J-電壓互感器 S-三相J-油浸式 W-五

46、柱三繞組(五)、母線的選擇計算1、220KV側(cè)母線的選擇考慮到二臺主變與一定功率交換，短路計算求得：I=3.88KA最大負荷持續(xù)工作電流：實際環(huán)境溫度:溫度修正系數(shù):2)按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度則經(jīng)濟截面選LGJ-700型鋼芯鋁絞線3)熱穩(wěn)定校驗T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面所以熱穩(wěn)定滿足要求.2、110KV側(cè)主母線選擇由短路電流計算求得：I =2.56KA1) 最大負荷持續(xù)工作電流實際環(huán)境溫度:溫度修正系數(shù):2)按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度則經(jīng)濟截面選LGJ-700

47、型鋼芯鋁絞線3)熱穩(wěn)定校驗T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面所以熱穩(wěn)定滿足要求.3、10KV側(cè)母線選擇1)按最大工作持續(xù)電流：Igmax =實際環(huán)境溫度:溫度修正系數(shù):2)按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度則經(jīng)濟截面選2(120X10)雙條鋁母線,母線載流量,集膚效應系數(shù)40時,大于 所以滿足要求3)熱穩(wěn)定校驗T非周期分量等效時間 0.05St短路持續(xù)時間 4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面小于2121.8所以熱穩(wěn)定滿足要求.4)動穩(wěn)定不再校驗綜上所述,選擇每相2

48、15;(120×10)mm2的鋁矩形母線,平放,水平布置.第九章 變電站的防雷規(guī)劃一、防雷保護的設計原則變電站是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設備的絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設備的安全運行。變電站的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電站，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電站侵入，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設備都處于避雷針（線）的保護圍之，此外還應采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。對侵入波防護的主要措施是變電站裝設閥型避雷器，以

49、限制侵入變電站的雷電波的幅值，防止設備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電站適當距離裝設可靠的進線保護。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入，從而保護設備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設在配電構(gòu)架上，或獨立裝設，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電站。避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設備并聯(lián)，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設備。二、避雷針的配置原則：1）電壓110KV與以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000n米的地區(qū)，宜裝設

50、獨立的避雷針。2、獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10n。3、10KV與以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。4、在變壓器的門型架構(gòu)上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于15M的要求。三、避雷器的配置原則1）配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器。2）旁路母線上是否應裝設避雷器，應根據(jù)在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足而定。3）220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設避雷器，并盡可能靠近設備本體。4）220KV與以下變

51、壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設置一臺避雷器。6）110KV220KV線路側(cè)一般不裝設避雷器。四、防雷保護的設計(1) 變電站的防直雷保護1、220kV與110kV出線全線架設雙避雷線，防雷擊于線路上2、在變電站安裝8根避雷針，使變電所所有設備與建筑都在其保護圍(2) 變電站侵入波保護由于線路落雷頻繁，這樣雷電波會沿著架空線侵入變電所，入侵的雷電波會受到線路絕緣的限制其峰值可能超過電氣設備的沖擊絕緣水平，故應裝設避雷器來限制雷電波電壓峰值，保護設備安全。1、在220kVI、II段母線上各安裝一組Y10W-200/520型氧化鋅避雷器2、在110kVI、II段母線上各安裝一組Y10W-100/260型氧化鋅避雷器3、在10kVI、II段母線上各安裝一組HY5WZ-12.7/45型氧化鋅避雷器。(3) 主變防雷保護1、為了防止當?shù)?/p>