35千伏變電站設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，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)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，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、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設(shè)計建設(shè)一座35KV降壓變電站，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟方面進行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。其次進行短路電流計算，根據(jù)各短路點計算出各點短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計算中得到當短路發(fā)生在各電壓等級

2、的工作母線時，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。最后，根據(jù)各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行設(shè)備選擇，然后進行校驗并對二次改造部分進行概預(yù)算編制。關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 雷擊防護Abstract As is know to the learns , real circumstances of this engineering of combination are used , the analysis conscientiously careful by way of to the primary sources , as well as short circuit calculation

3、 to decides on the scheme . The selection of the electric owner grasping the transformer substation wiring scheme , the mould selecting of major electric installation , the selection of main transformer platform number , capacity and model , as well as the various protections are surely calmly . Def

4、ine finally this 110KV transformer substation electric owners wiring diagram , and accomplishes the preliminary design to the 110KV transformer substation . Designing by way of this , I have had a more overall understanding to the design of transformer substation , and makes me learn , not only the

5、reliability will fully be thought over in the engineering designation and the flexibility , and still more will give consideration to many things economy , long-range nature and technical .This is a design of substation for graduation design test. It can strengthen our specified knowledge.Key-words:

6、 substation transformer Relay protection專心-專注-專業(yè)目錄1 緒論1.1我國的電力及變電站發(fā)展概述 電力是國民經(jīng)濟發(fā)展的動力，國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速、穩(wěn)定發(fā)展需要有足夠的電力能源作保障。進入新世紀以來，我國經(jīng)濟進入新的高速增長時期，電力工業(yè)的發(fā)展面臨著空前的機遇。隨著電力體制改革的不斷深化和多元投資主體的形成，從今年到2012年，每年投產(chǎn)裝機容量都將達到5000萬千瓦左右，繼今年全國發(fā)電裝機容量突破4億千瓦和水電裝機容量1億千瓦之后，電力工業(yè)將很快實現(xiàn)新的跨越，預(yù)計到2015年全國發(fā)電裝機將達到6.5億千瓦，到2020年達到9.5億到10億千瓦。因而，越

7、來越多變電站的新建及運行就迫在眉睫。變電站是聯(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。這就要求變電站的一次部分經(jīng)濟合理，二次部分安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運行工作，為國民經(jīng)濟服務(wù)。1.2變電站情況簡介1.2.1變電站建設(shè)的必要性隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，近些年來焦作市區(qū)的經(jīng)濟情況也得到了極大地提高，這當然得益于很多企業(yè)的蓬勃發(fā)展。能源是國家前進的靈魂與動力，其中電能又是企業(yè)與人們生活中不可或缺的一種能源，經(jīng)濟與人們物質(zhì)生活水平的提高使得對電能的需要達到了前所未有的高度，這樣以來為了保證各大企業(yè)的及家庭生活的可靠，安全用電，地區(qū)近年來新建成了很多變電站，而地區(qū)歲一所新型35kV

8、變電站的需要也是刻不容緩。1.2.2 變電站原始資料及其分析表1-1 全所負荷統(tǒng)計表設(shè)備名 稱負荷等級電壓kV線路類型電機型式最大單機容量kW工 作設(shè) 備臺 數(shù)工作設(shè)備總?cè)?量kW需 用系 數(shù)功 率因 數(shù)cos離變電所的距離km1234567891011210CX1258810000.700.780.52210CY100788000.720.800.33110C800.820.44310KX55968300.720.750.85210CX40927800.850.85所內(nèi)6210KX5515816000.750.851.07210KX75657500.820.851.

9、28310CX40403500.780.820.49310KX30343200.750.840.6510310KX30353250.800.811.311310KX40423800.780.800.912310KX30322900.800.831.8注1：線路類型：C電纜線路；K架空線注2：最大容量電機型式：Y繞線異步；X鼠籠異步；T同步35kV變電所是一城區(qū)變電所，主要針對城區(qū)南部的供電而設(shè)計，電所的進線是雙回路35kV架空電源線。變電所所在地土質(zhì)為黑土，風向為西北風，最大風級8級，凍土厚度0.35m。最熱月室外最高氣溫月平均：最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均：。最熱月土壤最高氣溫月平均：1.3本設(shè)

10、計的目的和意義本次設(shè)計是在掌握變電站生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上完成的。通過它我不僅復(fù)習鞏固了專業(yè)課程的有關(guān)內(nèi)容，而且拓寬了知識面，增強了工程觀念，培養(yǎng)了變電站設(shè)計的能力。同時對能源、發(fā)電、變電和輸電的電氣部分有個詳細的概念，能熟練的運用有些知識，如短路計算的基本理論和方法、主接線的設(shè)計、導(dǎo)體電氣設(shè)備的選擇以及變壓器的運行等。2 負荷計算與變壓器選擇2.1負荷計算的必要性為一個企業(yè)或用戶供電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量變壓器等問題，這就需要進行負荷的統(tǒng)計和計算，為正確地選擇變壓器容量與無功補償裝置，選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線、以及繼電器保護的整定等提供技術(shù)參數(shù)。2.2負荷計算方法供電設(shè)計常采用

11、的電力負荷計算方法有需用系數(shù)法、二項系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品電耗法等。需用系數(shù)法計算簡便，對于任何性質(zhì)的企業(yè)負荷均適用，且計算結(jié)果基本上符合實際，尤其對各用電設(shè)備容量相差較小且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，因此，這種計算方法采用最廣泛。二項系數(shù)法主要適用于各用電設(shè)備容量相差大的場合，如機械加工企業(yè)，煤礦井下綜合機械化采煤工作面等。利用系數(shù)法以平均負荷作為計算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關(guān)系，這種計算方法目前積累的實用數(shù)據(jù)不多，且計算步驟較為繁瑣，故工程應(yīng)用較少。單位產(chǎn)品電耗法常用于方案設(shè)計。鑒于以上幾種方法的介紹，本次設(shè)計采用需用系數(shù)法。2.2.1需用系數(shù)法對于用電戶或一組

12、用電設(shè)備，當在大負荷運行時，所安裝的所有用電設(shè)備（不包括備用）不可能全部同時運行，也不可能全部以額定負荷運行，再加之線路在輸送電力時必有一定的損耗，而用電設(shè)備本身也有損耗，故不能將所有設(shè)備的額定容量簡單相加來作為用電戶或設(shè)備組的最大負荷，必須要對相加所得到的總額定容量打一定的折扣。所謂需用系數(shù)法就是利用需用系數(shù)來確定用電戶或用電設(shè)備組計算負荷的方法。其實質(zhì)是用一個小于1的需用系數(shù)對用電設(shè)備組的總額定容量打一定的折扣，使確定的計算負荷Pca比較接近該組設(shè)備從電網(wǎng)中取用的最大半小時平均負荷Pmax。其基本計算公式為 需用系數(shù)的含義：一個用電設(shè)備組的需用系數(shù)可表示為 式中Ksi設(shè)備同時系數(shù)； Klo

13、設(shè)備加權(quán)平均負荷系數(shù)；設(shè)備組的各用電設(shè)備的加權(quán)平均效率；供電線路的平均效率。 下面根據(jù)負荷統(tǒng)計表進行負荷計算：（1） （2） （3） （4） （5） （6） 理工大學 （7） （8） （9） （10） （11） （12） 2.3主變壓器的選擇 計算10kV母線上補償前的總負荷并初選變壓器，因為根據(jù)表一中計算所得的負荷可知=6693kW查表得Ksi=0.85，變電站10kV母線補償前的總負荷為： Pca.10=Ksi=0.=5689（kW） Qca.10=Ksi=0.=3989 (kvar)Sca= (kVA) 補償前因數(shù)為： cos=0.82根據(jù)該變電站供應(yīng)的用電戶等級有較多一、二級用戶，則可

14、初選兩臺主變壓器，由于固定費用按最高負荷收費，故可采用兩臺同時分列運行的方式，當一臺因故停運時，另一臺亦能保證全部的一、二級負荷的供電，并留有一定的發(fā)展余地。變壓器容量型號經(jīng)查表可選為SF7-8000，35/10.5kV,如表2-3所示表2-3 主變壓器參數(shù)表型 號規(guī) 格電壓（kV）連 接 組 別阻抗電壓高壓低壓-80003510.5Yd117.5空載電流損 耗（kW）重量（T）外 型 尺 寸0.8空載11.5短路4516.53.42.83.72.4功率因數(shù)補償與電容器柜選擇2.4.1考慮功率因數(shù)的必要性 功率因數(shù)是用電戶的一項重要電氣指標。提高負荷的功率因數(shù)可以使發(fā)、變電設(shè)備和輸電線路的供電

15、能力得到充分的發(fā)揮并能降低各級線路和供電變壓器的供電損失和電壓損失，因而具有重要的意義。目前用戶高壓配電網(wǎng)主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負荷功率因數(shù)，即所謂集中補償法，部分用戶已采用自動投切電容補償裝置。低壓電網(wǎng)，已推廣應(yīng)用功率因數(shù)自動補償裝置。對于大中型繞線式異步電動機，利用自勵式進相機進行的單機就地補償來提高功率因數(shù)，節(jié)電效果顯著。2.4.2功率因數(shù)定義 在交流電路中，有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用cos表示。交流電路中由于存在電感和電容，故建立電感的磁場和電容的電場都需要電源多供給一部分不作機械功的電流，這部分電流叫做無功電流。無功電流的大小與有功負荷即機械負荷無關(guān)，相位與有功

16、電流相差90 三相交流電路功率因數(shù)的數(shù)學表達式為 式中 P有功功率，kW;Q無功功率，kvar; S視在功率，kVAU線電壓有效值，kV;I線電流有效值，A。隨著電路的性質(zhì)不同，cos的數(shù)值在0-1之間變化，其大小取決于電路中電感、電容及有功負荷的大小。當cos=1時，表示電源發(fā)出的視在功率全為有功功率，即S=P，Q=0；當cos=0時，則P=0，表示電源發(fā)出的功率全為無功功率，即S=Q。所以符合的功率因數(shù)越接近1越好。實際運行時需要將35kV側(cè)的平均功率因數(shù)控制在0.9以上，但補償電容器是裝設(shè)連接在10kV母線上，而10kV母線上的總計算負荷并不包括主變壓器的功率損耗，這里需要解決的問題是，

17、10kV母線上的功率因數(shù)應(yīng)補償?shù)胶沃挡拍苁?5kV側(cè)的平均功率因數(shù)為0.9以上。分析解決此問題的思路如下：先計算無償時主變壓器的最大功率損耗，由于無功損耗與負荷率的平方成正比，故出現(xiàn)變壓器最大功率損耗的運行方式為一臺使用，一臺因故停運的情況，據(jù)此計算35kV側(cè)的補償前負荷及功率因數(shù)，并求出當功率因數(shù)提至0.9時所需要的補償容量，該該數(shù)值就可以作為10kV母線上應(yīng)補償?shù)娜萘俊?） 無償時主變壓器的損耗計算。按一臺運行、一臺因故停運計算，則負荷率為 以上個參數(shù)均由查表所得。2）35kV側(cè)補償前的負荷與功率因數(shù)為 3)計算選擇電容器柜與實際補償容量。設(shè)補償后功率因數(shù)提高到，則，取平均負荷系數(shù)Klo=

18、0.8，則可得： 由表查得選用GR-1C-08型，電壓為10kV容量qc=270kvar的電容器柜，則柜數(shù) N=Qc/qc=1374/270=5.1 取偶數(shù)得Nf=6 實際補償容量：Qc.f=Nfqc=6270=1620 kvar 折算到計算補償容量為 4）補償后10kv側(cè)的計算負荷與功率因數(shù)為 因補償前后有功計算負荷不變，故有 kVA5)補償后主變壓器最大損耗計算。補償后一臺運行的負荷率略有減小 6）補償后35kV側(cè)的計算負荷與功率因數(shù)校驗 合乎要求。3 電氣主接線方案的確定3.1電氣主接線方案確定的必要性 電氣主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相

19、關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇配電裝置選擇，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。3.2電氣主接線方案設(shè)計的基本要求及原則3.2.1設(shè)計的基本要求 1、滿足對用戶供電必要的可靠性和保證電能質(zhì)量。 2、接線應(yīng)簡單，清晰且操作方便。 3、運行上要具有一定的靈活性和檢修方便。 4、具有經(jīng)濟性，投資少，運行維護費用低。 5、具有擴建和可能性。 3.2.2設(shè)計主接線的原則 35-10kV配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，因為重要用戶多是雙回路供電，且斷路器檢修時間短，平均每年約2-3天。如線路斷路器不允許停電檢修時，可設(shè)置

20、其它旁路設(shè)施。610KV配電裝置，可不設(shè)旁路母線，對于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨供電，以及不允許停電的單母線，分段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母線，采用雙母線610KV配電裝置多不設(shè)旁路母線。對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。擬定可行的主接線方案23 種，內(nèi)容包括主變的形式，臺數(shù)以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。 3.2.3方案的比較 為了保證供電的可靠性，以及考慮變電站所

21、處位置的重要性，35kV電源進線回路應(yīng)該引自兩個不同的地方，這樣可也大大提高供電電源的可靠性。故該變電所對負荷采用有備用的雙回路供電，即35KV進線為兩路架空線進線。在35kV側(cè)的母線考慮到供電可靠性，變電站的兩臺變壓器通常采用橋式主接線。橋式主接線分為外橋、內(nèi)橋和全橋三種，如圖3-1。（a）外橋接線（圖3-1a）。對變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護簡單易于過渡到全橋單母線分段的接線，投資少。缺點是倒換線路是操作不凡便，變電站一側(cè)無保護。這種接線適用于進線段倒閘次數(shù)少的變電站，或變壓器才去經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換的終端變電站，以及可能發(fā)展為有穿越負荷的變電站。（b）內(nèi)橋接線（圖3-

22、1b）。內(nèi)橋接線一次側(cè)可設(shè)線路保護，倒換線路時方（a）外僑接線（b）內(nèi)橋接線（c）全橋接線便，設(shè)備投資與占地面積均比外橋大。缺點是操作變壓器和擴建成全橋不方便，所以適用于進線距離較長，變壓器切換少的終端變電站。（c）全橋接線（圖3-1c）。在三種接法中全橋接線的適應(yīng)性強，對線路、變壓器的操作均方便，運行靈活，且易于擴建成單母線分段式的中間變電所，其缺點就是設(shè)備多、投資大。根據(jù)以上綜合考慮，由于該變電站可靠性要求更高，且易于各種保護的設(shè)置，所以本變電站的兩臺主變壓器采用全橋接線方式，這樣可以保證變壓器一臺使用一臺備用的方式。對二次側(cè)10KV供電系統(tǒng)的接線方式，考慮到該變電站的電源回路有兩回，配合

23、兩臺主變壓器的全橋式接線，更能保證供電的可靠性，如圖3-2所示。采用單母分段（圖3-2a），分段開關(guān)采用斷路器，當某回受電線路或變壓器因故障及檢修停止運行時，可通過母線分段斷路器的聯(lián)絡(luò)，繼續(xù)保證對兩段母線上的重要變電所供電。所以多用于一，二級負荷，且進線較多的變電所。圖3-2 單母分段接線單母分段使用斷路器，可實現(xiàn)自動切換以提高供電的可靠性，并且單母分段比雙母分段所用的設(shè)備少，系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，操作安全。對主要用戶，采用雙回路或環(huán)形供電，對一般回路可采用單回路供電或干線式供電。這樣運行靈活，可實現(xiàn)自動切換。而雙母接線（圖3-2b）兩組母線之間用斷路器聯(lián)絡(luò)，每一回線路都通多一臺斷路器和兩臺隔離開關(guān)

24、分別接到兩組母線上。因此，不論哪一回線路與哪一組母線同時發(fā)生故障，都不影響對用戶的供電，可靠性比較高。不過，不過雙母線接線所需用的設(shè)備投資多，接線復(fù)雜，操作安全性較差。綜上所述，從焦南變電站對供電可靠性，操作的方便簡單等方面，以及從經(jīng)濟方面考慮，此變電站10kV采用單母分段的接線方式。4 短路電流計算4.1 計算短路電流的必要性短路電流是供電系統(tǒng)中比較常見，而且危害較大的嚴重故障。它是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)電部分在電氣上被短路接時的總稱。進行短流計算可以為確定系統(tǒng)主接線及運行方式，檢驗電氣設(shè)備、繼電保護整定，采取限流措施等提供主要數(shù)據(jù)。計算短路電流的目的，可歸納為以下幾點：1 作為系統(tǒng)主接線

25、方案比較的項目之一，以便判斷哪種主接線方式更能保障供電的安全，可靠，然后再決定系統(tǒng)的主要運行方式。2 作為校驗電氣設(shè)備的依據(jù)，以便確定所選的設(shè)備，在發(fā)生斷路故障時是否會被破壞。3 確定選擇和校驗繼電保護裝置所需的各項參數(shù)。4 根據(jù)故障的實際情況，進行故障分析，找出事故的原因。4.2 短路電流計算方法 無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，只要求出短路電流周期分量有效值，就可計算有關(guān)短路的所有物理量。而短路電流周期分量可由電源電壓及短路回路的等值阻抗按歐姆定律計算。短路電流的計算方法主要采用有名制法和標幺制法。4.2.1 有名制法在企業(yè)供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，如短路回路的阻抗為Rk、Xk，則三相短路電

26、流周期分量的有效值為 式中 Uav 短路點所在線路的平均額定電壓，kV。 Rk、Xk 短路點以前的總電阻和總電抗，均已歸算到短路點所在處電壓等級，。 對于高壓供電系統(tǒng)，因回路中各元件的電抗占主要成分，短路回路的電阻可忽略不計，則上式變?yōu)?4.2.2 標么制法計算具有許多個電壓等級供電系統(tǒng)的短路電流是，若采用有名制法計算，必須將所有元件的阻抗都歸算到同一電壓下才能求出短路回路的總阻抗，從而計算出短路電流，計算過程繁瑣并容易出錯，這種情況采用標么制法較為簡便。用相對值表示元件的物理量，稱為標么制。標么值是指任意一個物理量的有名值與基準值的比值，即 標么值=物理量的有名值/物理量的基準值標么值是一個

27、相對值，沒有單位。在標么制中，容量、電壓、電流阻抗（電抗）的標么值分別為 基準容量（Sd）、基準電壓（Ud）、基準電流（Id）和基準阻抗（Xd）亦符合功率方程和電壓方程。因此，4個基準值中只有兩個是獨立的，通常選定基準容量和基準電壓為給定值，再按計算式求出基準電流和基準電抗，即 基準值的選取時任意的，但是為了計算方便，通常取100MVA為基準容量，取線路平均額定電壓為基準電壓為給定值，即Sd=100MVA，Ud=Uav=1.05UN。線路的額定電壓和基準電壓對照值如書上表中所示。在標么制計算中，取各級基準電壓都等于對應(yīng)電壓等級下的平均額定電壓，所以各級電壓的標么值等于1。即U=Uav和Ud=U

28、av，U*=1。因此，多電壓等級供電系統(tǒng)中不同電壓級的標么電壓都等于1，多有變壓器的變比的標么值為1，所以短路回路總標么電抗可直接由各元件標么電抗相加求出，避免了多級電壓系統(tǒng)中電抗的換算。這就是標么制法計算簡單、結(jié)果清晰的特點。本變電所的短路電流計算采取簡單的方法，全部只按照其正常運行情況（也就是全分裂運行，35kV和10kV母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。）計算短路電流，。不考慮故障時的并列運行情況下的短路。系統(tǒng)短路電流計算先要畫出系統(tǒng)的等效簡圖，以確定電抗的大小，和確定短路點，其簡圖如下 圖4-1 系統(tǒng)短路等值電抗圖4.2各主要元件的標幺值計算線路單位長度電抗取值：架空線0.4，電纜0.08最大運行方

29、式系統(tǒng)阻抗： =0.12最小運行方式系統(tǒng)阻抗： =0.22取 線路段基準電壓： 線路段基準電壓： 變壓器阻抗： 線路： 段各支路阻抗標幺值：表4-1 各供電對象阻抗標幺值序號阻抗標幺值序號阻抗標幺值10.03670.43520.02280.02930.02990.23640.290100.4705110.32660.360120.654.2.1 三相短路 三相短路是對稱短路。是在最大運行方式下的短路。為求各段電路電流標幺值，先要求出各段電流的基準值。 （1）點短路 （2）點短路 （3）點短路：l 以下計算過程同上，計算結(jié)果如表4-2中 4.2.2 兩相短路兩相短路為不對稱短路。在最小運行方式下

30、的短路。圖4-2 兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)圖其計算公式如下： 下標為表示正序網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，表示負序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，下標表示a、b、c三相電路中的a相正序網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)（1）點短路（2）點短路 （3）點短路1）下標為表示正序網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，表示負序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，下標表示a、b、c三相電路中的a相正序網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)以下計算二項短路電流過程如上，其結(jié)果列于表4-2中表4-2 短路參數(shù)匯總表三 相 短 路電 流（kA）三 相 短 路 沖 擊電 流(kA)三 相 短 路 容 量(MVA)兩 相 短 路 電 流(kA)5.0412.853233.293.198.13582.64 各企業(yè)進線端點3.148.01572.593.198.1

31、3582.593.198.13582.592.757.01502.263.198.13582.642.646.73482.22.596.60472.153.198.13582.592.817.17512.312.536.45462.092.706.89492.202.315.89421.935 變電站電氣設(shè)備選擇5.1 高壓電氣設(shè)備選擇的目的及原則 5.1.1電氣設(shè)備選擇的目的 電氣設(shè)備選擇是供電系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，選擇是否合理將直接影響整個供電系統(tǒng)的可靠運行。5.1.2電氣設(shè)備選擇的一般原則對各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運行時安全可靠，短時通過短路電流時不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常

32、工作條件進行選擇，按短路條件進行校驗。（1） 按正常條件選擇 1）環(huán)境條件電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)和戶外兩大類。戶外設(shè)備的工作條件較為惡劣，各方面要求較高，成本也高。戶內(nèi)設(shè)備不能用于戶外，戶外設(shè)備雖可用于戶內(nèi)，但不經(jīng)濟。此外，選擇電氣設(shè)備時，還應(yīng)根據(jù)實際環(huán)境條件考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔地區(qū)或濕熱帶地區(qū)等方面的要求。2） 按電網(wǎng)額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 高壓電器設(shè)備最高允許運行的電壓為（1.11.15）%UN，電網(wǎng)最高允許運行的電壓為1.1%UNS，即 我國普通電器額定電壓標準是按海拔1000m設(shè)計的。如果使用在高海拔地區(qū)，應(yīng)選用高海拔設(shè)備或采取某些必要的措施增強電器的外絕

33、緣，方可應(yīng)用。 3） 按最大長時負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于通過它的最大長時負荷電流Ilo.m(或計算電流Ica)，即 電器設(shè)備的額定電流是指規(guī)定環(huán)境溫度為+40時，長期允許通過的最大電流。如果電器周圍環(huán)境溫度與額定環(huán)境溫度不符時，應(yīng)對額定電流值進行修正。當高于+40是，每增高1，額定電流減小1.8%。當?shù)陀?40時，每降低1，額定電流增加0.5%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。 若已知電氣設(shè)備的最高允許工作溫度，當環(huán)境最高溫度高于40，但不超過60時，額定電流按下式修正 式中 設(shè)備允許最高工作溫度，； 實際環(huán)境年最高空氣溫度，； 額定環(huán)境空氣溫度，電

34、器設(shè)備為40，導(dǎo)體為25； 環(huán)境溫度修正系數(shù)，; 實際環(huán)境溫度下電氣設(shè)備允許通過的額定電流。 選電氣設(shè)備時，應(yīng)使修正后的額定電流不小于所在回路的最大長時負荷電流，即 (2) 按短路情況校驗 按正常選擇條件選擇的電器設(shè)備，當短路電流通過時應(yīng)保證各部分發(fā)熱溫度和所受電動力不超過允許值，因此必須按短路情況進行校驗。1） 熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器設(shè)備時，電器的各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過短時允許發(fā)熱溫度。即 或 或 式中 電器設(shè)備允許通過的短時熱效應(yīng)，;短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，；電器設(shè)備的額定熱穩(wěn)定電流，kA；電器設(shè)備熱穩(wěn)定時間，s；穩(wěn)態(tài)短路電流，kA；假想時間，s；2） 動穩(wěn)定性校驗 短路電流

35、通過電器設(shè)備時，電器設(shè)備各部件應(yīng)能承受短路電流多產(chǎn)生的機械力效應(yīng)，不發(fā)生變性損壞，即 或式中 、電器設(shè)備額定動穩(wěn)定電流峰值及其有效值，kA；、短路沖擊電流峰值及其有效值，kA。5.2 35kV電氣設(shè)備選擇(1)高壓開關(guān)柜的選擇35kV電器設(shè)備選擇主要是成套高壓開關(guān)柜的選擇。1)額定電壓： 2)額定電流選擇：IN 待設(shè)計變電站最大長期工作電流Imax。即IN Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(35)=164.96A3)根據(jù)有關(guān)資料選用GBC35型手車式高壓開關(guān)柜。GBC35型手車式高壓開關(guān)柜用在三相交流50Hz、35kV橋式與單母系統(tǒng)。開關(guān)柜由柜體和可拉出手車兩部分組成，柜前

36、上部是繼電器室、中部為手車室、柜后下部為下隔離開關(guān)靜觸頭室，上、下隔離開關(guān)的動觸頭裝于手車后部，手車推入柜體，隔離開關(guān)便合閘。其技術(shù)參數(shù)如表5-1下面對GBC35型手車式高壓開關(guān)柜進行校驗：其額定電壓為35kV,最高工作電壓40.5kV滿足要求。以下校驗其主要電氣部件：SN10-35型少油斷路器、JDJ2-35型電壓互感器、LCZ-35電流互感器。(1) SN10-35型少油斷路器SN10-35型斷路器主要技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓：35kV額定電流：1000A表5-1 GBC35技術(shù)參數(shù)表名 稱參 數(shù)名 稱參 數(shù)型號規(guī)格GBC-35固有分閘時間0.06S額定電壓35kV固有合閘時間0.12S最高

37、工作電壓40.5kV重量1600kg額定電流600A外型尺寸 （mm）斷流容量1000MVA電動操作機構(gòu)CD10型極限通過電流峰值40kVA配電流互感器LCZ-35型4S熱穩(wěn)定電流16kA生產(chǎn)廠家天津開關(guān)廠等額定開斷電流：16kA額定斷流容量：1000MVA動穩(wěn)定電流峰值：40kA4s熱穩(wěn)定電流峰值：16kA35kV短路容量：=305MVA 10000MVA合格。我們從上章短路電流計算匯總表可以看到，各企業(yè)短路容量最大為58MVA Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(35)=164.96A熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。校驗動穩(wěn)定： 符合要求。GBC-35型手車式高壓開關(guān)柜內(nèi)包含了許

38、多設(shè)備，列出其簡表5-2。表5-2 GBC35型手車式高壓開關(guān)柜內(nèi)裝主要電器元件表一次編號07157789101203SN10-35型少油斷路器1個1個CD-10型電磁操作機構(gòu)1個1個1個LCZ-35電流互感器3個6個3個JDJ2-35型電壓互感器2個RN2-35型熔斷器2個3個HY5WZ-35型避雷器3個JS-8型放電記錄器3個S6-50/35型所用變壓器1個 架空進線柜：07； 主變壓器柜：15； 電壓互感器：77；避雷器柜：89； 所用變壓器柜：101；左右聯(lián)絡(luò)柜：203圖5-1 一次線路方案其一次接線圖如圖5-1根據(jù)供電系統(tǒng)圖確定所需的用電柜列表如下：表5-3 35kV所用到的GBC-

39、35柜GBC-35一次線路方案名 稱架空進線柜07主變壓器柜15電壓互感器柜77避雷器柜89所用變壓器柜101左右聯(lián)絡(luò)柜203數(shù) 量22221 避雷器和電壓互感器裝在同一柜里。 （2）35kV避雷器選擇。選擇閥型避雷器安裝在35kV架空進線的架空地線兩端。主要是保護架空進線。其技術(shù)參數(shù)見表5-4。表5-4 35kV避雷器參數(shù)表名稱參 數(shù)名 稱參 數(shù)型號規(guī)格HY5WZ-42最大沖擊殘壓134kV系統(tǒng)電壓35kV傘裙數(shù)18工頻放電電壓80kV外型尺寸 mm額定電壓42kV單相重量20kg5.3 10kV電氣設(shè)備選擇 (1)高壓開關(guān)柜選擇。1)額定電壓： 2)額定電流選擇：IN 待設(shè)變電所最大長期工

40、作電流Imax。即IN Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(10)=577.37A3)根據(jù)有關(guān)資料選用GBC35型手車式高壓開關(guān)柜。這里我們選擇JYN4-10型手車式開關(guān)柜，其組成與GBC35型手車式高壓表5-5 JYN4-10技術(shù)參數(shù)表參 數(shù)參數(shù)型號規(guī)格JYN4-10固有分閘時間0.07S額定電壓10kV固有合閘時間0.2S最高工作電壓12kV重量1600kg額定電流2000A外型尺寸（mm）開斷電流31.5kA電動操作機構(gòu)CD10型極限通過電流峰值130kA配電流互感器LAJ-10W1型4S熱穩(wěn)定電流40kA生產(chǎn)廠家沈陽開關(guān)廠等開關(guān)柜一樣。區(qū)別在于所用電壓等級不同，設(shè)備不

41、同。其技術(shù)參數(shù)如表5-5下面對JYN4-10型手車式高壓開關(guān)柜進行校驗：其額定電壓為10kV,最高工作電壓12kV滿足要求。以下校驗其主要電氣部件：SN10-10型少油斷路器、LAJ-10電流互感器、JSJW-10型電壓互感器。(1)SN10-35型少油斷路器SN10-10型斷路器主要技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓：10kV額定電流：1000A額定開斷電流：16kA額定斷流容量：1000MVA動穩(wěn)定電流峰值：40kA2s熱穩(wěn)定電流峰值：16kA固有分閘時間：0.07S其短路容量：我們從上章短路電流計算匯總表可以看到，各企業(yè)短路容量最大為58MVA Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(

42、10)=577.37A 熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求校驗動穩(wěn)定：符合要求JYN4-10型手車式高壓開關(guān)柜內(nèi)包含了其他電氣設(shè)備，下面列出其簡表5-6。表5-6 JYN4-10型手車式高壓開關(guān)柜內(nèi)裝主要電器元件表一次編號070512131654SN10-10型少油斷路器1個1個1個1個1個CD-10型電磁操作機構(gòu)1個1個1個1個1個 LAJ-10電流互感器2個3個2個3個2個JSJW-10型電壓互感器1個RN2-10型熔斷器3個HY5WZ-10型避雷器3個JS-8型放電記錄器3個其一次接線如圖5-2 電纜出線柜：02；左右聯(lián)絡(luò)柜：05（向左）、07（向右）；架空出線柜：12；架空進線柜：13；電容器柜：

43、16； 電壓互感器柜：54。圖5-2 一次接線方案（2）10kV避雷器選擇。選擇閥型避雷器安裝在10kV架空出線處，主要是保護架空出線。其技術(shù)參數(shù)見下表5-7。表5-7 35kV避雷器參數(shù)表名稱參 數(shù)名 稱參 數(shù)型號規(guī)格HY5WZ-12.7最大沖擊殘壓50kV系統(tǒng)電壓10kV傘裙數(shù)5工頻放電電壓26.5kV外型尺寸 mm額定電壓12.7kV單相重量5kg5.4 35kV輸電線及母線的選擇當變電所是室外布置時，35kV輸電線和母線一般選同樣型號的架空線即可。而室內(nèi)布置則以選矩型鋁母線為多。摘 35kV變電所是一城區(qū)變電所，且長時負荷電流也不大，所以這里選用矩型鋁母線即可。而輸電線則選架空線，考慮

44、其機械強度和其他因數(shù)，選LGJ（鋼芯鋁絞線）。5.4.1 35kV輸電線選擇35kV變電所供電對象以兩班制的企業(yè)為主。有少部分的農(nóng)村用電，其一般作為一班制。所以最大負荷利用小時數(shù)應(yīng)為：小時。在確定最大負荷利用小時數(shù)后，可以查電工手冊，得出經(jīng)濟電流密度，初步選擇架空線的截面。35kV進線是雙回路進線。在計算時，我們是按照雙回路分裂運行，每回承擔一半負荷來考慮經(jīng)濟電流密度的。當初選后，再按一路停運一路運行來校驗其允許電流、電壓損失和機械強度。所以其最大利用小時數(shù)應(yīng)看作是3000小時以下來查經(jīng)濟電流密度。（1）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面從電工手冊上查得初選其截面為。型號為（2）按長時允許電流校驗由電

45、工手冊查得其載流量約為275A，遠大于35kV進線的長期負荷電流104.5A。不再進行溫度等其他的修正。長時允許電流滿足要求。（3）按允許電壓損失校驗一般允許的電壓損失占總的5%。對于35kV來說，即損失的電壓小于1750V合格。和均由電工手冊查得。允許電壓損失合格。（4）按機械強度校驗。對于635kV架空線路在居民區(qū)截面不小于即合格。所以機械強度校驗合格。5.4.2 35kV母線選擇母線采用平放動穩(wěn)定性好，散熱條件較差。本章前面已選好母線為矩型鋁母線。下面具體選擇其型號。（1） 按長時工作電流選擇截面 35kV長時負荷電流不大，但其短路電流穩(wěn)定值和沖擊值都挺高，考慮到熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性，初選母線的截面應(yīng)偏大。這里選 LMY 。其長時允許電流約為480A，遠大于104.5A。不再進行溫度等修正。（2） 母線動穩(wěn)定校驗?zāi)妇€的中心距，柜寬1818mm, 柜間距18mm。所以母線所受的最大電動力:母線所受的最大彎距：母線計算應(yīng)力：鋁材料允許應(yīng)力，。動穩(wěn)定合格。（3） 母線熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€截面只要大于其最小熱穩(wěn)定截面，即合格。熱穩(wěn)定系數(shù)C約為95 ，上一級過流保護動做時間為2.5S。斷路器分閘時間0.06S，