35kv變電所一次電氣設(shè)備初步設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要目 次1 引言 22 原始資料的分析 32.1原始資料 32.2原始資料分析 43 變電站電氣主接線(xiàn)的確定 53.1計(jì)算220kV側(cè)的短路電流 53.2變壓器的選擇94 短路電流計(jì)算 124.1 作出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路圖124.2 系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 124.3 短路點(diǎn)的選擇134.4 計(jì)算短路電流135 電氣設(shè)備的選擇155.1 變壓器變壓器的選擇155.2 電抗器的選擇155.3 主要電氣設(shè)備的選擇156 繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置327 防雷保護(hù)與接地327.1防雷保護(hù) 347.2 避雷針?lè)览妆Ｗo(hù)計(jì)算 357.3 接地裝置 40結(jié)論 41致謝 42參考文獻(xiàn)43主接線(xiàn)圖441

2、引言電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國(guó)計(jì)民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)，從一定意義上講，實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)，需要強(qiáng)有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應(yīng)，需要優(yōu)質(zhì)高效的電力服務(wù)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成本專(zhuān)業(yè)所有課程后進(jìn)行的綜合能力考核。通過(guò)對(duì)原始資料的分析、主接線(xiàn)的選擇及比較、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗(yàn)、線(xiàn)路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kV變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線(xiàn)圖以及變電站防雷保護(hù)方案。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了鞏固“發(fā)電廠(chǎng)電氣部分”課程的理論知識(shí)

3、，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，體驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的水平和能力，培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力的目的。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線(xiàn)，電力系統(tǒng)的潮流及短路計(jì)算以及各種電力手冊(cè)及其電力專(zhuān)業(yè)工具書(shū)的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，并在設(shè)計(jì)中增新、拓寬。提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)，拓寬、提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)造型思維，提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和管理，增強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，成為一專(zhuān)多能的高層次復(fù)合型人才。2 原始資料及分析21 原始資料21.1 系統(tǒng)資料 系統(tǒng)容量系統(tǒng)電抗（SB100MVA）電壓級(jí)線(xiàn)路電抗（

4、/kM)系統(tǒng)C1 0.092200.421.2 負(fù)荷資料電壓級(jí)別220kV110kV10kV最大MW6015038最小MW307519COS0.850.850.8Tmax小時(shí)500050005000回路數(shù)4622負(fù)荷類(lèi)型二、三二、三二、三2.1.3 其他資料1、年最高氣溫為40，平均為20。2、站后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為2.5秒。2.1.4 站地理位置示意圖（其中ma/b表回路最大最小負(fù)荷數(shù)，單位：MW，虛線(xiàn)表示不同電壓等級(jí)分區(qū)）2.2 原始資料分析2.2.1 變電站的類(lèi)型變電站所有三個(gè)電壓等級(jí)，高壓為220kV，中壓為110kV，低壓為10kV。變電所的性質(zhì)為終端變電站2.2.2 變電站與系統(tǒng)連

5、接情況變電站通過(guò)雙回路與一個(gè)無(wú)窮大系統(tǒng)的G連接2.2.3負(fù)荷的電壓等級(jí)及輸出容量 變電站中的三個(gè)電壓等級(jí)均有負(fù)荷，分別是220kV等級(jí)為60/30MW，110kV為150/75MW，10kV等級(jí)為38/19MW。（其中a/b表回路最大最小負(fù)荷數(shù)）注明：變電站所用電容量在系統(tǒng)中所占比例太小，特此忽略。2.2.4 負(fù)荷輸電回路數(shù)1、220kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為4回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電。2、110kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為6回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電3、10kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為22回，9回為雙回路,4回為單回路。2.2.5變電站的氣候條件 變電站的年最高氣溫為4040，平均

6、為203 變電站電氣主接線(xiàn)的確定3.1計(jì)算220kV側(cè)的短路電流3.1.1 主接線(xiàn)形式設(shè)計(jì)系統(tǒng)線(xiàn)路電抗為K*l400.4100/23020.03變電站系統(tǒng)側(cè)母線(xiàn)三相短路時(shí)最大短路電流為I”1/(X*l+X*c)SB/3VB1/（0.030.09）100/32302.09kA220kV斷路器的額定開(kāi)斷電流滿(mǎn)足要求，220kV側(cè)無(wú)需加裝電抗器3.1.2選擇主接線(xiàn)的分析 變電站的電氣主接線(xiàn)線(xiàn)由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)）及其連接線(xiàn)組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路線(xiàn)、電壓等級(jí)和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及所用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線(xiàn)對(duì)變電站電氣設(shè)

7、備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都由密切的關(guān)系，主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)之一。 變電站的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地址、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求3.1.3主接線(xiàn)方案的比較（一）單母線(xiàn)接線(xiàn)如下：（圖21） 圖2-1（1）優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。（2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。（3）使用范圍：一般適應(yīng)一臺(tái)主變的以下情況。A、610KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不

8、超過(guò)5回。B、3563KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)3回。C、110KV220KV配電裝置的出線(xiàn)路數(shù)不超過(guò)2回。（二） 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)如下所示：（圖22）圖2-2（1）優(yōu)點(diǎn)：母線(xiàn)分段后，對(duì)主要用戶(hù)可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線(xiàn)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(xiàn)不間斷供電。（2）缺點(diǎn)：當(dāng)母線(xiàn)故障時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。（3）適用范圍：A、610KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)為6回及以上時(shí)。B、3563KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)為48回時(shí)。C、110KV220KV配電裝置的出線(xiàn)路數(shù)為34回時(shí)。（三）雙母線(xiàn)接線(xiàn)如下所示：（圖23）圖2

9、-3（1）優(yōu)點(diǎn)：具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)。（2）缺點(diǎn)：增加一組母線(xiàn)，每一回路增加一組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，從而增加投資，也容易造成誤操作。（3）適用范圍：A、6 10KV配電裝置當(dāng)短路電流較大，出線(xiàn)需要裝設(shè)電抗器時(shí)。B、35 63KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)超過(guò)8回路時(shí)。C、110KV220KV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)為5回及以上時(shí)。（四）需裝設(shè)專(zhuān)用旁路斷路器情況：（1）當(dāng)110KV出線(xiàn)為7回一級(jí)以上，220KV出線(xiàn)為5回及以上時(shí)。（2）對(duì)于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，110KV出線(xiàn)為6回以上，220KV出線(xiàn)為4回及以上時(shí)。根據(jù)以上幾種主接線(xiàn)方式，并結(jié)合待建變電站的實(shí)際，現(xiàn)對(duì)各電壓等級(jí)采取

10、的主 接線(xiàn)方式作如下分述：一、220KV主接線(xiàn)形式的選擇1、按出現(xiàn)回路數(shù)選擇220KV電壓等級(jí)的出線(xiàn)回路數(shù)為4回，其中二回與G系統(tǒng)相連接，且變電站的處于系統(tǒng)的重要位置，根據(jù)以上主接線(xiàn)形式的適用情況，可選擇雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式。 綜合所述，220KV電壓等級(jí)采用雙母線(xiàn)的接線(xiàn)方式，220KV主接線(xiàn)形式如下所示：（圖24）圖2-4 二、110KV主接線(xiàn)形式選擇1、按出線(xiàn)回路數(shù)選擇110KV的出線(xiàn)回路數(shù)為6回，按母線(xiàn)的選用情況將選用雙母線(xiàn)的接線(xiàn)方式。2、輸送功率選擇110KV的最大負(fù)荷為P=150MW，輸送功率較大，所以要求母線(xiàn)故障后能聲速恢復(fù)供電，母線(xiàn)或母線(xiàn)設(shè)備檢修時(shí)不中斷對(duì)得要用戶(hù)的供電，因此要求其主接

11、線(xiàn)具有較高的可靠性和快速的恢復(fù)送電能力，故采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式。同時(shí)110KV側(cè)出線(xiàn)回路數(shù)較多，也需加裝專(zhuān)用旁路開(kāi)關(guān)。（根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于在系統(tǒng)處于重要位置時(shí)，當(dāng)110KV出線(xiàn)為6回及以上時(shí)，一般裝設(shè)專(zhuān)用旁路斷路器）。這樣，110KV電壓等級(jí)的接線(xiàn)方式為雙母線(xiàn)帶旁路的接線(xiàn)方式（專(zhuān)用旁路斷路器）接線(xiàn)圖，如上圖2-5所示。 圖2-5三、10KV接線(xiàn)形式選擇1、按出線(xiàn)回路選擇10KV出線(xiàn)回路為22回，根據(jù)母線(xiàn)的適應(yīng)范圍選擇單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式。2、按輸送功率選擇10KV的最大負(fù)荷為：P=38MW，因此可采用單母線(xiàn)分段或雙母線(xiàn)的接線(xiàn)方式，但由于10KV所傳輸?shù)墓β什淮?，而雙母線(xiàn)接線(xiàn)所需設(shè)備較多，投資較大，

12、故從經(jīng)濟(jì)角度考慮，確定10KV采用單母線(xiàn)分段的主接線(xiàn)方式。具體接線(xiàn)圖如2-6所示：圖2-6綜上所述，待建變電站的主接線(xiàn)方式為：220KV和110KV都采用雙母線(xiàn)帶旁路的接線(xiàn)方式，10KV采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)方式。四、站用電主接線(xiàn)的確定 本地區(qū)變電站所用電只有0.3MW，電壓：380/220V，COS0.8站用電主接線(xiàn)可采用雙母線(xiàn)的結(jié)線(xiàn)方式，從兩10kV單母線(xiàn)分段各設(shè)一臺(tái)所用變壓器為所用電電源。站用電變壓器容量為：S0.3/0.80.375MVA，可用2臺(tái)SC9-400/10的雙繞組干式變壓器3.2 變壓器選擇電力變壓器是發(fā)電廠(chǎng)和變電站的重要元件之一，是電能轉(zhuǎn)換的主要形式，主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)將

13、直接影響系統(tǒng)主接線(xiàn)的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。3.2.1主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的確定（一） 主變壓器的選擇原則1、主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷發(fā)展。2、 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般變電所，當(dāng)一主變停運(yùn)時(shí)，其他變電器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70-80。3、同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不容太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化，標(biāo)準(zhǔn)化。4、 為保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，有條件的應(yīng)考慮

14、裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。5、 在330KV及以上的電力系統(tǒng)中，一般采用三相變壓器，可以節(jié)省占地面積，減少投資，減少電能損耗。6、變電所一般應(yīng)優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備較相應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器要少得多。（二）主變?nèi)萘看_定根據(jù)選擇原則確定所選主變的臺(tái)數(shù)為二臺(tái)，每臺(tái)主變額定容量為Sn。當(dāng)一臺(tái)主變 運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變?nèi)萘吭谟?jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷Sn=0.6 - 0.7Pm。這樣，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，可滿(mǎn)足70的一、二級(jí)負(fù)荷的電力需要，事故時(shí)，變壓器允許的過(guò)負(fù)荷能力30考慮，則可保證對(duì)91負(fù)荷的供電。 220KV側(cè)負(fù)荷

15、的最大容量計(jì)算：S1max60/0.8570.6MVA110KV側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算： S2max150/0.85=176.5MVA10KV側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算： S3max38/0.8=47.5MVA通過(guò)變壓器容量計(jì)算：S=176.5+47.5=224MVA所以一臺(tái)主變應(yīng)承擔(dān)的系統(tǒng)容量為：Sn=0.7S=0.7x224=156MVA考慮到最大負(fù)荷的容量計(jì)算和投資的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)查相關(guān)的設(shè)備手冊(cè)，決定選擇主變的容量為Sn=150MVA。（三）主變臺(tái)數(shù)的確定根據(jù)選擇原則和設(shè)計(jì)依據(jù)，本工程初次一次性建設(shè)二臺(tái)主變，并預(yù)留一臺(tái)變壓器的發(fā)展空間。3.2.2變壓器形式的選擇1、相數(shù)的選擇 主變采用三相或單相，

16、主要考慮變壓器的可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠(chǎng)和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器，因?yàn)槿嘧儔浩鞅认嗤萘康膯蜗嘧儔浩骶哂泄?jié)省投資，占地面積小，運(yùn)行過(guò)程中損耗少的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合本變電所的具體情況（1）待建變電站是220KV終端變電站；（2）所址位于山坡上，南面靠丘坡，東、西、北分別是果樹(shù)、桑園和農(nóng)田，地勢(shì)平坦，地質(zhì)構(gòu)造為穩(wěn)定區(qū)，交通便利。所以選擇三相變壓器。2、繞組的選擇。方案一：選擇雙繞組變壓器適應(yīng)范圍：（1）對(duì)深入引進(jìn)至負(fù)荷中心，具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所。為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。（2）

17、當(dāng)兩種升高電壓的負(fù)荷相差很大，如某個(gè)繞組的傳送功率小于該變壓器額定容量的15，而使繞組未能充分利用時(shí)，采用雙繞組較合理。（3）為減少變壓器臺(tái)數(shù)，并限制變壓器低壓側(cè)短路電流，可采用分裂低壓繞組變壓器。方案二：選擇三繞組變壓器適用范圍：（1）在具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。（2）聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)采用三繞組變壓器，其低壓繞組可接無(wú)功補(bǔ)償裝置。通過(guò)以上兩種繞組方式適應(yīng)范圍的比較，同時(shí)，待建變電站有220KV、110K和10KV三種電壓等級(jí)，高壓側(cè)以交換或接受系統(tǒng)電能為

18、主，中、低壓側(cè)則以向近區(qū)或用戶(hù)供電為主，采用一臺(tái)三繞組變壓器便能實(shí)現(xiàn)三種電壓等級(jí)的電能輸送，若采用雙繞組變壓器，則由一臺(tái)三繞組變壓器便能實(shí)現(xiàn)的三個(gè)電壓等級(jí)的電能轉(zhuǎn)換裝置必須用兩臺(tái)雙繞組變壓器才能實(shí)現(xiàn)，即必須通過(guò)二次變壓器才能實(shí)現(xiàn)電能的輸送。另一方面，從經(jīng)濟(jì)方面比較，采用兩臺(tái)雙繞組變壓器及其所配置的控制電器和輔助設(shè)備比相應(yīng)采用一臺(tái)三繞組變壓器所需的投資較多。因此，本次變電站設(shè)計(jì)采用三繞組接線(xiàn)方式的變壓器。3.2.3 用普通型還是自耦型 根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：“在220KV及以上的變電所中，宜優(yōu)先采用自耦變壓器”。因?yàn)樽择钭儔浩髋c同容量的普通型變壓器相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：A、消耗材料少、等

19、價(jià)低、有功、無(wú)功損耗小、較率高。B、高中壓線(xiàn)圈的自耦聯(lián)系，阻抗小，對(duì)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定作用。C、還可擴(kuò)大變壓器極限制造容量，便利運(yùn)輸和安裝。另外，在大型的電力系統(tǒng)和降壓變電站中，由于普通的三繞組變壓器主要應(yīng)用在中壓側(cè)的中性點(diǎn)具有不接地方式，而待建變電站中壓側(cè)的中性點(diǎn)采用直接接地的方式，耦變壓器的高、中壓繞組構(gòu)成直接的電氣聯(lián)系，因此，自耦變壓器更適合在中壓側(cè)為110KV及以上電壓中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中。此外，同一電壓等級(jí)的自耦變壓器比相同容量和變比的普通三繞組變壓器在價(jià)格上要便宜。綜上所述，本次設(shè)計(jì)變電所采用三繞組自耦變壓器，查相關(guān)的設(shè)備手冊(cè)先得：所選主變壓器型號(hào)為SFPSZ7-150000/2

20、20，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下格：型號(hào)額定容量（MVA）額定電壓（KV）阻抗電壓（）空載電流（）空載損耗（KW）連接 組別SFPSZ7-150000/220150/150/752421211113.522.97.270.47157YN,yno,dll4、中性點(diǎn)接地方式 由于變電所選用的主變?yōu)闊o(wú)勵(lì)磁調(diào)壓自耦型三繞組變壓器，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定，在電力系統(tǒng)采用自耦變壓器后，其中性點(diǎn)必需直接接地或經(jīng)小阻抗接地，以避免高壓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地時(shí)，自耦變壓器中壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓。據(jù)此，系統(tǒng)高、中壓側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式，低壓側(cè)采用不接地方式。5、調(diào)壓方式：由于待建變電站為降壓變電站，電網(wǎng)電壓可能有較大的變化，同時(shí)，系統(tǒng)二

21、級(jí)負(fù)荷比率較大，因此，為保證重要負(fù)荷的供電，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程，宜采用有載調(diào)壓方式，因上，在主變選擇時(shí)，應(yīng)配置MR調(diào)壓開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)能帶負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。四、冷卻方式 采用冷卻方式 : ONAN/ONAF4 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算在變電所的電氣設(shè)計(jì)中,是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié),計(jì)算短路電流是合理選取各種電氣設(shè)備的前提條件,并將決定是否采用限制短路電流的措施,計(jì)算短路電流,應(yīng)在最大運(yùn)行方式下計(jì)算,并省略不重要的部分(如系統(tǒng)中的電阻,電容元件,變壓器的勵(lì)磁電流等)且系統(tǒng)正常工作時(shí),三相對(duì)稱(chēng)故障時(shí)頻率不變.4.1 作出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路圖（忽略負(fù)荷支路及線(xiàn)路的電容、電阻）4.2 系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算4.2.1查閱SFPS

22、Z7-150000/220變壓器的參數(shù)UIII13.5%UIIII14.7%UIIIII13.5%變壓器容量比：150/150/754.2.2 取SB100MVA，VBVNX4*X*l+X*c0.090.020.13X1*1/2（13.5+22.9-7.27%）150/100=0.0971X2*1/2（13.5+7.27.9-22.6%）150/100=0.0071X2*1/2（7.27+22.9-13.5%）150/100=0.114.2.3 短路阻抗的計(jì)算Xjs1*X4*0.12Xjs2*0.12+1/2（0.0971+0.0071）0.172Xjs20.12+1/2（0.0971+0.1

23、1）0.2244.3 短路點(diǎn)的選擇在每個(gè)電壓等級(jí)選一個(gè)短路點(diǎn)，220kV電壓等級(jí)選在d1點(diǎn)，110kV電壓等級(jí)選在d2點(diǎn)，10kV電壓等級(jí)選在d3點(diǎn)。4.4 計(jì)算短路電流系統(tǒng)三相短路時(shí)，流過(guò)短路點(diǎn)的短路電流最大，所以應(yīng)計(jì)算三相短路時(shí)的電流。附220kV短路電流計(jì)算：IBSB/3UB100/32300.25KAI*” I0.2” I”1/ Xjs*1/0.12=8.33I”= I*”*IB=0.25*8.33=2.083Ich=2.55*2.083=5.3Ioh=1.52*2.083=3.17S”=3*2.083*230=793.7同理，可求出110kV短路電流、10kV短路電流，計(jì)算如下表短路

24、點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓UB(kV)基準(zhǔn)電流IB(kA)支路計(jì)算電抗Xjs*額定電流IN（KA）0S短路電流周期分量0.2S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值ich（kA）全電流最大有效值Ioh（kA）短路容量S”(MVA)標(biāo)么值I*”有名值I”(kA)標(biāo)么值I0.2”有名值I0.2(kA)標(biāo)么值I”有名值I(kA)公式SB/3UBIB*SN/SBI*”*IBI0.2*”*IBI”*IB2.55I”1.52I”3I”UNd12300.250.120.3758.332.0838.332.0838.332.0835.33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8

25、142.925.8142.927.454.44582d310.55.50.2244.1254.4624.534.4624.534.4624.5362.5537.3425分析：10kV母線(xiàn)處的短路電流大，規(guī)定要把短路電流限制在20KA以?xún)?nèi)，故要在10kV變低出口安裝電抗器。電抗器的選擇1按正常電壓和最大工作電流選擇XKGKL-10-3500型電抗器，擬將短路電流降到18KA，則XL（Id/I”- Xjs3*）IN*Ud/Id*UN=(5.5/18.5-0.224)*3.5*10.5/5.5*10=0.48%因?yàn)閮膳_(tái)主變10kV變低出口處都需要安裝電抗器，故單臺(tái)電抗器的XL=0.96%.選用XKG

26、KL-10-3500-10型計(jì)算加了電抗器的短路電流X*L=0.1*5.5*10/3.5*10.5=0.15IBSB/3UB100/3105.5KAI*” I0.2” I”1/ Xjs*1/0.224+0.15=2.67I”= I*”*IB=5.5*2.67=14.69Ich=2.55*14.69=37.5Ioh=1.52*14.69=22.3S”=3*14.69*10.5=2672校驗(yàn)條件UNUNSINImaxUXLImax/INSin5Ir2tItdzIesish3校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)/設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)備型號(hào)UNS/ UNImax /INU/5Ir2*t /I*tdzish / IesXKGKL-10-

27、3500-1010/102742/35004.12/5242*2.65/87.52*437.5/223.2所選的電抗器合格裝設(shè)電抗器后短路電流如下表：短路點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓UB(kV)基準(zhǔn)電流IB(kA)支路計(jì)算電抗Xjs*額定電流IN（KA）0S短路電流周期分量0.2S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值ich（kA）全電流最大有效值Ioh（kA）短路容量S”(MVA)標(biāo)么值I*”有名值I”(kA)標(biāo)么值I0.2”有名值I0.2(kA)標(biāo)么值I”有名值I(kA)公式SB/3UBIB*SN/SBI*”*IBI0.2*”*IBI”*IB2.55I”1.52I”3I”UNd12300.250.1

28、20.3758.332.0838.332.0838.332.0835.33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8142.925.8142.927.454.44582d310.55.50.3744.1252.6714.692.6714.692.6714.6937.522.32675.電氣設(shè)備的選擇5.1變電站變壓器的選擇該變電站主變壓器選擇兩臺(tái)型號(hào)為SFPSZ7-150/220，容量150/150/75的三繞組變壓器。 變電站站用變選擇兩臺(tái)型號(hào)為SC9-400/10的雙繞組干式變壓器。5.2 電抗器的選擇 變低出線(xiàn)電抗器的型號(hào)為XKGKL-10-3500

29、-105.3主要電氣設(shè)備的選擇5.3.1、主變斷路器的額定電流按其額定容量或者最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇，出線(xiàn)斷路器按最大負(fù)荷電流選擇，分段斷路器按一臺(tái)主變檢修時(shí)可能最大電流選擇，所選主變各側(cè)的斷路器均能通過(guò)主變的額定電流。5.3.2斷路器選擇應(yīng)滿(mǎn)足的技術(shù)條件（1） 電壓UgUN 其中UgUew（2） 電流IgmaxIN 其中Igmax1.05IN（3） 開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量） Id.tIkd（Sd.tSkd）其中Id.tIoh，Sd.tS”（4） 動(dòng)穩(wěn)定 ich imax（5） 熱穩(wěn)定 I2*tdzI2t*t 其中主保護(hù)tb10S，tb23S；tgf斷路器固有分閘時(shí)間，查斷路器資料可得：tr3.0

30、6SB”I”/I1，可查短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間曲線(xiàn)得tz2.6S，從而tdztz+0.05* B”22.65S5.3.3、220kV和110kV側(cè)斷路器采用SF6斷路器，10kV斷路器采用真空斷路器計(jì)算與選型如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)/設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)Ug/UN(kV)Igmax/ IN(A)Id.t/ Ikd(kA)Sd.t/ Skd(MVA)Ich/ imax(KA)I*tdz/I2t*t安裝地點(diǎn)組數(shù)LW-220/3150220/22030/(0.85*1.732*220)=98.8/31503.17/40793.3/1500005.3/1002.0832*2.65/402*3220Kv出線(xiàn)2

31、LW-220/3150220/220294.975/*1.732*220=774/31503.17/40793.3/1500005.3/1002.0832*2.65/402*3220kV進(jìn)線(xiàn)、母線(xiàn)3LW-220/315-220/220224/1.732*220=588/31503.17/40793.3/1500005.3/1002.0832*2.65/402*3主變220kV進(jìn)線(xiàn)2LW-110/3150110/11046/(0.85*1.732*110)=284/31504.4/40110kV出線(xiàn)6LW-110/3150110/110224/1.732*110=1175/31504.44/40

32、主變110kV出線(xiàn)、母線(xiàn)4ZN12-10/160010/105/(0.8*1.732*10)=288/160022.3/4037.5/10014.692*2.65/402*310kV出線(xiàn)24ZN28-12/400010/1238/(0.85*1.732*10)=2742/400022.3/40主變10kV出線(xiàn)、母線(xiàn)35.3.4 隔離開(kāi)關(guān)的選擇選擇隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)滿(mǎn)足技術(shù)條件（1） 電壓UgUN 其中UgUew（2） 電流IgmaxIN 其中Igmax1.05IN（3） 動(dòng)穩(wěn)定 ich imax（4） 熱穩(wěn)定 I2*tdzI2t*t計(jì)算與選型如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)/設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)Ug/UN(kV)Igma

33、x/ IN(A)Ich/ imax(KA)I*tdz/I2t*t安裝地點(diǎn)組數(shù)GW4-220D/60050220/22098.8/6005.3/502.0832*2.65/15.82*5220Kv出線(xiàn)6GW4-220D/60050220/220774/31505.3/502.0832*2.65/15.82*5220kV進(jìn)線(xiàn)、母線(xiàn)10GW4-220D/60050220/220588/31505.3/502.0832*2.65/15.82*5主變220kV進(jìn)線(xiàn)6GW4-110D/100050110/110284/1007.45/502.922*2.65/212*5110kV出線(xiàn)24GW4-110D/

34、200050110/1101175/20007.45/502.922*2.65/462*5主變110kV出線(xiàn)、母線(xiàn)10GN6-10/6005210/10288/60037.5/5214.692*2.65/202*410kV出線(xiàn)24GN10-10T/400016010/122742/300037.5/16014.692*2.65/802*5主變10kV出線(xiàn)、母線(xiàn)65.3.5 母線(xiàn)及主變出線(xiàn)的選擇1、220kV母線(xiàn)的的選擇（1）220kV母線(xiàn)三相布置在一平面上當(dāng)長(zhǎng)期發(fā)熱時(shí)最高允許溫度+70，環(huán)境溫度為20，查表可得K1.05（2）按最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇截面Igmax774A根據(jù)最大工作電流選用LG

35、J120雙分裂輕型鋼芯鋁絞線(xiàn)，其Ig70=741，當(dāng)周?chē)h(huán)境為20時(shí)，則溫度修正系數(shù)為：I g20=KIg25=1.053802794Ig max=774(A)（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間tk=tab+tb 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)

36、線(xiàn)最高溫度為： 70由 51，查表得C95滿(mǎn)足短路時(shí)發(fā)熱的導(dǎo)體最小截面為：故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)mhbpw0.10.00127002.7(kg/m)選絕緣子跨距L1.6m，導(dǎo)體平放、相間距離a0.35m，查表得N3.56，母線(xiàn)自振頻率：1，Ish2.5514.6937.5（kA）故不會(huì)發(fā)生共振，母線(xiàn)相間應(yīng)力：W3Wx316.710-6=50.110-6(m3)同相各條間作用應(yīng)力，由于 查得母線(xiàn)形狀系數(shù)k120.42，k130.65條間允許應(yīng)力各條間襯墊允許最大跨距為便于安裝，每段絕緣子跨距中設(shè)四個(gè)襯墊：LtLt max1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2

37、.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 1，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)影響。查等值時(shí)間曲線(xiàn)得：tdz =2.65s正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線(xiàn)最高溫度為： 70由 44，查表得C97滿(mǎn)足短路時(shí)發(fā)熱的導(dǎo)體最小截面為：故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。根據(jù)規(guī)程上規(guī)定：大于LGJ70的母線(xiàn)可不校驗(yàn)電暈，所以L(fǎng)GJ-120不用校驗(yàn)電暈，另外軟導(dǎo)線(xiàn)也不用校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定，故所選導(dǎo)線(xiàn)LGJ120鋼芯鋁絞線(xiàn)符合要求。3、10kV出線(xiàn)的選擇（1） 經(jīng)濟(jì)電流密度選擇Igmax288A查得Tmax5000h時(shí)，J2.25A/mm2S=Igmax/J288/

38、2.25128mm2選用YJV22-3150交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電纜正常允許最高溫度為90，當(dāng)土壤溫度為20時(shí)，I364A單位長(zhǎng)度電纜電阻和電抗值r00.12/KM X00.08/KM （2）長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)土壤熱阻系數(shù)取80*cm/W，電纜在土壤中雙回路敷設(shè)，線(xiàn)纜間凈距為100mm時(shí)，查得電纜的各項(xiàng)的修正系數(shù)Kt1.04，K31。K40.88直埋電纜允許截流量KIKtK3K4I333.13288A（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)10kV出線(xiàn)保護(hù)通常采用無(wú)時(shí)限電流電壓聯(lián)鎖速動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)為后備保護(hù)，并輔予零序保護(hù)主保護(hù)于后備保護(hù)的時(shí)間間隔為T(mén)0.5S查發(fā)熱等值時(shí)間曲線(xiàn)表，t0.5S，考慮非周期分

39、量t0.50.0520.5+0.050.55smm2(4)電壓損失校驗(yàn)（正常時(shí)）U173LImax（r0cosX0sin）/U1730.2882（0.120.80.080.6）/10.520.685所以所選的YJV22-3150交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜符合要求故三個(gè)等級(jí)所選的導(dǎo)體如下表設(shè)備型號(hào)安裝地點(diǎn)組數(shù)LGJ-120雙分裂鋼芯鋁絞線(xiàn)220kV母線(xiàn)、出線(xiàn)及變高進(jìn)線(xiàn)6LGJ-50鋼芯鋁絞線(xiàn)220kV出線(xiàn)2LGJ240鋼芯鋁絞線(xiàn)110kV母線(xiàn)及變中出線(xiàn)5LGJ120鋼芯鋁絞線(xiàn)110kV出線(xiàn)610010矩型鋁導(dǎo)體10kV母線(xiàn)及變低出線(xiàn)4YJV220315010kV出線(xiàn)245.3.6 電壓互感器的選擇1、2

40、20kV電壓互感器的選擇（一）220kV進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)上PT的選擇1、型式：采用電容式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用，并兼作電力線(xiàn)載波耦合電容器用。2、電壓：額定一次電壓：Uin220kV額定二次電壓：Uin 3、準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為0.2級(jí)。4、型號(hào)：TYD220 kV額定變比： （二）220kV母線(xiàn)上PT的選擇1、型式：采用電容式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。2、電壓：額定一次電壓：U1n220kV額定二次電壓：U1n 3、準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)。4、型號(hào)：JDC5-220（W1）額定變比： 2、110kV電壓互感器的選擇（一）、110kV母線(xiàn)設(shè)備PT的選擇1、型式：采用串聯(lián)絕緣箱式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。2、電壓：額定一次電壓：Uin110kV額定二次電壓：Un 3、準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為0.2級(jí)。4、型號(hào)：TYD110W額定變比： （二）線(xiàn)路側(cè)PT的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，在接110KV及以上線(xiàn)路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線(xiàn)路上裝有載波通訊