66kV變電站一次部分設計說明

1、. . . . 60kV變電站一次部分設計摘要隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的設計和配置。由于變電所的設計容多、圍廣、邏輯性強，因此要求要有較高的專業(yè)水平，并熟悉各種設計規(guī)程和設計原理，設計過程中要針對變電所的規(guī)模和形式，具體問題具體分析。本文是60kv/10kv降壓變電所的一次變電的設計方案。本設計包括對導線的選擇，主變壓器的選擇，無功補償靜電電容器的選擇，電氣主接線的確定，短路計算，各種電氣設備的選擇與校驗，高壓配電裝置的規(guī)劃設計。在設計和選擇設備中都充分考慮到了可靠性，靈活性和經(jīng)濟

2、性。另外，各種斷路器、隔離開關、電流互感器型號的選擇要與高壓配電裝置的布置聯(lián)系在一起考慮。本設計是有文字說明和圖表解釋的比較完整的變電所的設計方案。關鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣設備；變壓器；變電站The design of 60kv satellite substation AbstractWith the development of the industrial time , people have higher demand of the power supply, especially the power supply stability, reliability and consisten

3、cy. However, power grid stability, reliability and durative often depends on the design and configuration of substation. As a result of substation design, a wide range of content, logic is strong, it is required to have higher professional level, and are familiar with a variety of design procedures

4、and design principle, design process for substation the size and form, concrete analysis of concrete problems. This is the 60kv/10kv substation of a substation designThis design including the selection of conductors, the selection of main transformer, reactive power compensation capacitors, the main

5、 electrical wiring, short-circuit calculation, all kinds of electrical equipment choice and verification, the planning and design of high voltage distribution device. In the design and selection of equipment are fully taken into account the reliability, flexibility and economy. In addition, a variet

6、y of circuit breaker, isolating switch, current transformer model should be selected with the high voltage distribution device arrangement linked to consider.This design is a written instructions and diagrams explain the relatively complete substation design.Keywords power system； electrical equipme

7、nt,；transformer； Transformer substation目錄摘要.IAbstract.II第1章 緒論.11.1 課題背景.11.2 合理設計變電站的意義.1 1.3 變電站設計相關的原則和規(guī).2第2章10kv線路導線的選擇.42.1選擇機械制造廠出線架空型號.4第3章 選擇主變壓器的臺數(shù)、容量、型號.93.1 線路損耗的總功率.9 3.2線路所有負荷的總功率.93.3計算變壓器二次側(cè)總功.10 3.4選擇變壓器型號.11第4章 補償電容器的選擇.134.1計算變壓器功率損耗.134.2計算變壓器高壓側(cè)功率.134.3計算無功補償前系統(tǒng)的功率因數(shù).134.4計算需要補償?shù)?/p>

8、無功容量.13 4.5選擇電容器.14第5章 電氣主接線方案設計.165.1主機線設計的基本要求.165.2主接線方案.17第6章 短路電流的計算.186.1發(fā)生短路的原因和短路的定義.186.2短路的分類.186.4短路電流的計算.18第7章 電氣設備的選擇.207.1斷路器的選擇.207.2隔離開關的選擇.237.3互感器的選擇.247.4避雷器的選擇.277.5高壓開關柜的選擇.287.6母線的選擇.28結(jié)論.33致.34參考文獻.35附錄A.36附錄B.37千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract

9、”這一行后加一空行49 / 56第1章 緒論1.1 課題背景電力工業(yè)是關系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè)，在我國電力工業(yè)發(fā)展中，國家電網(wǎng)承擔著優(yōu)化能源資源配置，保障國家能源安全和促進國民經(jīng)濟發(fā)展的重要作用。我國是世界能源消費大國，煤炭消費總量居世界第一位，電力消費總量居世界第二位，但一次能源分布和生產(chǎn)力發(fā)展水平卻很不均衡。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和電力需求主要集中在東部和中部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。這種能源分布與消費的不平衡狀況，決定了能源資源必須在全國圍優(yōu)化配置，必須以大煤電基地、大水電基地為依托，實現(xiàn)煤電就地轉(zhuǎn)換和水電大規(guī)模開發(fā)。通過建設以特高壓電網(wǎng)為核心的堅強的國家電網(wǎng)，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨流域水貨互濟

10、，將清潔的電能從西部和北部大規(guī)模輸送到中東部地區(qū)，這是解決我國能源和電力供應問題的有效途徑，這是解決我國能源和電力供應問題的有效途徑，是優(yōu)化資源配置方式，提高資源配置效率，保障國家能源安全的戰(zhàn)略舉措。長期以來，我國電網(wǎng)發(fā)展嚴重滯后。當前電網(wǎng)發(fā)展和建設任務比較繁重。建設堅強的國家電網(wǎng)，必須堅持統(tǒng)一規(guī)劃。用國家電網(wǎng)規(guī)劃指導區(qū)域、省級和城市電網(wǎng)規(guī)劃，用電網(wǎng)規(guī)劃引導電源分布，實現(xiàn)電網(wǎng)、電源在同一規(guī)劃下協(xié)調(diào)發(fā)展，提高電力工業(yè)整體效益。必須堅持實施集約化管理。充分利用先進技術(shù)和設備，在加強現(xiàn)有電網(wǎng)技術(shù)改造和升級的同時，以構(gòu)建特高壓電網(wǎng)為核心，加快各級電網(wǎng)建設，提高國家電網(wǎng)的輸配電能力和整體效率。必須大力推

11、廣典型設計。典型設計是對以往電網(wǎng)設計經(jīng)驗的總結(jié)和提高；是多快好省建設電網(wǎng)的必由之路；是全面貫徹落實黨的十六屆五中全會精神，落實科學發(fā)展觀，建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會，大力提高集成創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)。1.2 合理設計變電站的意義隨著科學技術(shù)的發(fā)展，作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎和先行官電力工業(yè)，也隨之有了很大的發(fā)展。電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進一步向高電壓，大機組，大電網(wǎng)的方向發(fā)展。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn)，世界各國電力工業(yè)發(fā)展和運行的經(jīng)驗說明：電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟效益就愈好，應變事故的能力就愈強。所以許多發(fā)達國家的電力系統(tǒng)都已聯(lián)合成統(tǒng)一的國家電力系統(tǒng)，甚至聯(lián)合成

12、跨國電力系統(tǒng)1。60kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié)。變電所設計質(zhì)量的好壞，直接關系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行，為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建66kV變電所。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系著全所電氣設備的選擇、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。隨著變電所綜合自動化技術(shù)的發(fā)展與進步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值班”變電所已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向

13、和趨勢。改革開放以來，全國的電力工業(yè)發(fā)展速度突飛猛進，60kV變電所在全國電力系統(tǒng)中仍具有重要的地位。1.3 變電站設計相關的原則和規(guī) 1.3.1變電站典型設計的原則開展60kv與以下輸配電工程典型設計的原則是：安全可靠、自主創(chuàng)新、技術(shù)先進；標準統(tǒng)一、覆蓋面廣、提高效率；注重環(huán)保、節(jié)約資源、降低造價；努力做到統(tǒng)一性和可靠性、適應性、先進性、經(jīng)濟性和靈活性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。統(tǒng)一性：典型設計的基本方案統(tǒng)一，適用標準統(tǒng)一，外部形象體現(xiàn)國家電網(wǎng)公司企業(yè)文化特征?？煽啃裕焊鱾€模塊安全可靠，通過模塊拼接得到的技術(shù)方案安全可靠。適應性：典型設計要綜合考慮不同地區(qū)的實際情況，要在公司系統(tǒng)中具有廣泛的適用性，并能在一

14、定時間，對不同規(guī)模、不同形式、不同外部條件均能適用。先進性：推廣應用電網(wǎng)新技術(shù)，鼓勵設計創(chuàng)新；典型設計各項技術(shù)經(jīng)濟可比指標先進。經(jīng)濟性：綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求工程壽命期最佳的企業(yè)經(jīng)濟效益。靈活性：典型設計模塊劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，增減方便，便于調(diào)整概算，方便使用。1.3.2變電站典型設計規(guī)GB 50061199760kv與以下架空電力線路設計規(guī)GB164341996高壓架空送電線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污穢分級與外絕緣選擇標準GB11791999圓線同心絞架空導線DL/T 50921999110500kv架空送電線路設計技術(shù)規(guī)程GB 50060-923110KV高壓

15、配電裝置設計規(guī)第2章 10KV線路導線的選擇導線是架空線路的主要元件之一，在架空線路建設投資中占很大比重。銅導線雖然導電性能好，機械強度高，在抗氧化、抗腐蝕能力。但價格較為昂貴，經(jīng)濟性較差，所以不宜采用銅導線。鋁導線雖具有很好的導電性，價格低廉，但由于機械強度較差，大約為銅的一半，此外鋁易氧化，抗腐蝕性差，因此也不宜采用。架空線路要求有較高的機械性能，耐腐蝕和耐震性能，同時要考慮經(jīng)濟性，符合國家電線產(chǎn)品的標準。因此本變電所的架空線路采用鋼芯鋁絞線，符號：LGJ*，其中*為導線的標稱截面（mm2）。導線截面選擇過大，會增加線路的投資，導線截面過小，會增加導線運行中電壓和電能損耗，使電能傳輸質(zhì)量和

16、運行的經(jīng)濟性變差，所以要選擇合適的導線截面。2.1. 選擇機械制造廠出線架空線型號已知線路長度為3km，雙回線路供電，雙回出線重要負荷率不超過60%，遠期最大負荷為3500kW，功率因數(shù)，最大負荷利用小時數(shù)2.1.1按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面使年綜合費用最小時所對應的母線的經(jīng)濟截面，對應的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度。按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面，可使用全年綜合費用（包括年電能損耗費、導體投資和折舊費、利息等）最低。對于電壓較高、線路較長、最大負荷利用小時數(shù)較多的線路首選此方法。此外，從經(jīng)濟性的角度，可使網(wǎng)絡處于最佳經(jīng)濟運行狀態(tài)，故本次設計按經(jīng)濟電流密度選擇導線。根據(jù)輸送功率計算最大長期工作電流：線

17、路額定電壓（kV）；功率因數(shù)；P遠期最大負荷（kW），對于雙回路P=60%；對于單回路P=。由最大負荷利用小時數(shù)，查電力工程電氣設計手冊377頁，圖8-30軟導線經(jīng)濟電流密度得。式中 S導線經(jīng)濟截面（mm2）；線路正常運行時的最大負荷電流（A）；J經(jīng)濟電流密度（A/mm2），可根據(jù)經(jīng)濟電流密度曲線查取。查電力工程電氣設計手冊411頁，附表8-4：LGJ鋼芯鋁絞線規(guī)格與長期允許載流量，選用型架空線，其參數(shù)為：，。2.1.2 熱穩(wěn)定校驗溫度修正系數(shù)：校驗合格。2.1.3電壓損耗校驗本次設計任務中已明確要求電壓損失不超過9%。其中由供用電工程附錄A查得+200C時的直流電阻，修正到導線工作時的實際溫

18、度：導線電阻修正：-電阻的溫度系數(shù)。對于銅=0.00382；對于鋁=0.0036；-導線+200C時的電阻（/km）；-導線的實際工作溫度。所以：式中 P-有功負荷（kW），對于雙回路P=60%；對于單回路P=； L線路長度（km）；UN-線路額定電壓（kV）；R-線路最高溫度（+380C）時的電阻；X-線路電抗（）。即：，校驗合格。2.1.4 線路功率損耗計算阻抗損耗：導納損耗：取線路的幾何均距為1.5m時，型導線的電納為： ，則機械制造廠的線路損耗為：同理，可以求出針織器材廠，織布廠，標準件廠，服裝廠，糧食加工場，汽水廠，化工廠各部分技術(shù)參數(shù)，如下表則綜上10KV線路所選架空線參數(shù)如下表所

19、示：表2-1 10KV線路架空線參數(shù)序號負荷名稱線路狀況型號經(jīng)濟密度電阻值電抗值回數(shù)長度1機械制造廠231.160.24220.42針織器材廠241.180.24220.43織布廠151.260.24220.44標準件廠261.160.59460.45服裝廠181.220.42170.46糧食加工廠181.260.30580.47汽水廠151.260.59460.48化工廠221.060.19890.4第3章 選擇主變壓器的臺數(shù)、容量、型號在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電氣設備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證

20、。為了保證供電的可靠性，變電所一般應裝設兩臺主變。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。根據(jù)電力系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)程SKJ16185有關規(guī)定：凡有兩臺與以上主變的變電所，其中一臺事故停運后，其余主變?nèi)萘繎ＷC供應該所全部負荷的70%，在計與過負荷能力后的允許時間，應保證用戶的一級和二級負荷。根據(jù)供配電設計手冊P50頁規(guī)定，選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則：（1）應滿足供電的可靠性要求。對供有在量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，當一臺故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。（2）對季節(jié)負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可采用兩臺變

21、壓器。（3）對于集中負荷較大的情況，雖為三級負荷，也應采用兩臺與以上的變壓器。（4）在確定變電所主變壓器參數(shù)時，應適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。綜上所述，本變電所設計的主變壓器臺數(shù)應裝設兩臺。3.1 線路損耗的總功率3.2線路所有負荷的總功率負荷的有功功率： 負荷的視在功率：3.3計算變壓器二次側(cè)總功率 線路總功率為： 線路有功功率為： 線路無功功率為： 負荷同時系數(shù)： ， 則：3.4選擇變壓器型號（1）根據(jù)電力工程電氣設計手冊P216頁規(guī)定：當不受運輸條件限制時，在330KV有以下的發(fā)電廠和變電所均采用三相變壓器。由于本次設計中電壓等級為60KV/10KV，且變電所處于交通方便之地，故

22、選用三相變壓器。根據(jù)電力工程電氣設計手冊P217頁規(guī)定35KV以上的繞組采用Y接線。35KV以下的變壓器繞組采用接線，所以本次設計采用的變壓器聯(lián)結(jié)組別為Ynd11型。選擇兩臺SF912500/60型有載調(diào)壓變壓器。主變壓器主要參數(shù)見下表：表3-1 SF912500/60型有載調(diào)壓變壓器參數(shù)型號額定容量(kVA)電壓組合聯(lián)接組別空載損耗（W）負載損耗（W）空載電流(%)阻抗電壓(%)尺寸(mm)軌距(mm)高壓(kV)分接圍低壓(kV)長寬高SF9-12500/601250060+8×1.25%10YN，d1116800598501.095400373047201475（2）SF912

23、500/60其型號含義說明如下：S-三相電力變壓器；F-冷卻方式風冷式；9-設計序號；60-高壓繞組電壓等級（kV）； 12500-額定容量（kVA）。第4章 補償電容器的選擇系統(tǒng)無功平衡是一個重要的問題,為維持電壓水平就必須為負荷點提供一定的無功功率,如果負荷側(cè)的功率因數(shù)過低,會造成諸多不利影響:為此，當系統(tǒng)功率因數(shù)過低的時候，應增設無功補償設備來提高功率因數(shù)，根據(jù)全國供電規(guī)則規(guī)定“對于新建與擴建的電力用戶其功率因數(shù)一律不應低于0.9,這與本次設計任務要求相一致，即變電所的功率因數(shù)在0.9以上。根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設計技術(shù)規(guī)定第15頁第2.2.1條規(guī)定“設計安裝的10kV電容器應采用星形接線為

24、宜?！比切谓泳€的主要問題是電容器發(fā)生故障時故障電流大，較星形接線發(fā)生相間短路的可能性較大。所以本次設計采用星形接線方式，被選擇電容器的額定電壓應為10kV。4.1 計算變壓器功率損耗式中 -總有功功率損耗(kW)；-總無功功率損耗（KVar ）；n-并列運行變壓器的臺數(shù)；-空載損耗(kW)；-短路損耗(kW)；S-變壓器負荷的視在功率（kVA）；-變壓器的額定容量（kVA）-變壓器的空載電流百分數(shù)；-變壓器的短路電壓百分數(shù)。4.2 計算變壓器高壓側(cè)功率4.3計算無功補償前系統(tǒng)的功率因數(shù)有功負荷率： 無功負荷率：則系統(tǒng)的功率因數(shù)為：即，需進行無功補償。4.4 計算需要補償?shù)臒o功容量4.5選擇電

25、容器查電力工程電氣設備手冊986頁，續(xù)表9-1-2選用型電容器。其技術(shù)參數(shù)如下表所示：表4-1 BWF-200-1W電容器的技術(shù)參數(shù)型號規(guī)格額定電壓（kV）標稱容量（KVar）標稱電容F相數(shù)外形尺寸長*寬*高（mm）重量kgBWF2001W10.52005.771700*174*1010120則所需電容器臺數(shù)為：臺式中 -計算補償容量（KVar）；- 每臺電容器的標稱容量（KVar）。根據(jù)實際情況選擇18臺型電容器。則補償容量為：無功補償后系統(tǒng)功率因數(shù)為：2所以無功補償合格。第5章 電氣主接線方案設計電所主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務。變電所的主接線

26、是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要部分。主接續(xù)線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以與變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。變電所的電氣主接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點與負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足運行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求5.1主接線方案根據(jù)系統(tǒng)和負荷性質(zhì)的要求，主接線方案初步給出以下兩種：第一方案：高壓側(cè)采用橋接線，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-1所示。第二方案：高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-2所示。圖5-1高壓側(cè)采用橋接線，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線圖5-2 高壓側(cè)

27、采用單母線分段，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線5.2方案的比較與確定以上兩個方案中，主接線二次側(cè)方案一樣，只比較一次側(cè)方案。第一種方案的特點如下：變壓器隨負荷變化投切方便；線路的投入和切除比較方便。當線路發(fā)生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運行。但當變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障線路運行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換。橋形接線節(jié)省占地面積，不易在一次側(cè)增加進線或出線回路。第二種方案的特點如下：變壓器投切方便；在一次側(cè)容易增設進出線數(shù)目，相對橋形占地面積大；使用設備多；綜合造價高。從經(jīng)濟性來看，由于兩種方案變壓器型號和容量的選擇均一

28、樣，所以只是比較綜合造價。由于第二種方案比第一種方案所占的面積大、設備多、故不經(jīng)濟。從改變運行方式靈活性來看，第二方案比第一方案投切變壓器時，倒閘操作簡便。通過以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)第一方案以占地面積小、投資少，供電可靠性高為主要優(yōu)點。第二方案以改變運行方式靈活為主要優(yōu)點。考慮綜合因素選第一方案為本變電所的主接線方案。圖5-3 變電所電氣主接線圖第6章 短路電流的計算6.1 發(fā)生短路的原因和短路的定義所謂“短路”即是指載流導體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況；在中性點直接接地的系統(tǒng)中，還有相與地之間的短路。發(fā)生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞。其次還有氣候條件惡化，例如雷擊過電壓造成的

29、閃絡放電，由于風災引起架空線路斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。再其次是人員過失，例如運行人員帶負荷拉刀閘，檢修線路或設備之后未拆除接地線就合閘供電等。最后是其他原因，例如挖溝損傷電纜、鳥獸或風箏跨接在載流裸導體上等。絕緣損壞的原因多因設備地電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料舊、絕緣缺陷未與時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成事故。6.2短路的分類在三相系統(tǒng)中短路的基本形式有：三相短路-K（3）；兩相短路-K（2）；單相接地短路-K（1）；以與兩相接地短路-K（1，1）。當三相短路時，由于短路回路阻抗相等，因此三相電流和電壓仍是對稱的，故又稱為對稱短路。此時三相短路電流同速正常情況一樣是

30、對稱的，只是線路中電流增大，電壓降低而已，而電壓和電流之間的相位差一般也較正常情況時大，除了三相短路這外，其它類型的短路皆為不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其相位角也不同。三相短路其后果一般最為嚴重。電力網(wǎng)在設計與運行時考慮最嚴重的故障情況下工作的可能性時，三相短路起著決定性的作用。故在設計中需要計算的是三相短路。6.3短路電流的計算過程6.3.1 根據(jù)系統(tǒng)連接圖畫出等阻抗圖圖6-1 系統(tǒng)等值阻抗圖6.3.2 根據(jù)設計軟件計算出各點短路電流由于短路計算計算工程復雜，容易出錯，所以在設計過程過計算機軟件來直接得出結(jié)果，既方便又準確，大大的提高了設計質(zhì)量。由等值阻抗圖可

31、以看出，系統(tǒng)為并列運行，所以分別取d1、d2為短路點，計算出短路電流，為以后選擇設備的校驗的沖擊電流提供數(shù)據(jù)。所以通過計算機軟件計算得出：d1點短路電流為3.2kA；d2點短路電流為8.52kA；負荷側(cè)最大短路電流為4.01kA。第7章 電氣設備的選擇電器設備的選擇是根據(jù)配電變電所電氣工程設計的主要容之一。正確選擇電氣設備是保證電氣主接線和配電裝置的安全、經(jīng)濟、可靠運行的重要條件。在高壓電器選擇中的主要問題有下述各點：（1）高壓電器應滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）高壓電器應滿足安裝地點和使用的環(huán)境條件要求；（3）高壓電器應滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求；（4）高壓電器應考慮

32、操作的頻繁程度和開斷負荷的性質(zhì)；（5）對于電流互感器的選擇應計與其負載和準確度級別；（6）同類產(chǎn)品應盡量減少品種。7.1 斷路器的選擇在各種電壓等級變電所的設計中，斷路器是最為重要的電氣設備，它是通斷故障電流和正常負荷電流的元件。在電力系統(tǒng)運行中，對斷路器的要比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。目前國產(chǎn)高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為少油斷路器、多油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器。高壓斷路器應根據(jù)斷路器的安裝地點、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型式，由于少油斷路器制造簡單、

33、價格便宜，維護工作量小，故在3220KV電壓等級中被廣泛采用。7.1.1 60KV側(cè)斷路器的選擇主接線采用橋接線，變壓器一次側(cè)斷路器的最大長期工作電流為：查電力工程電氣設備手冊621頁，表4-1-3，選擇3臺型斷路器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-1 斷路器參數(shù)型號UN(kV)IN（A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）4S固有分閘時間(s)合閘時間(s)SW263/160063160020250050200.080.5因為電源為“無限大”系統(tǒng)，取。短路時間，導體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來決定，可以不計非周期分量的影響。60KV側(cè)計算數(shù)據(jù)與所選技術(shù)數(shù)據(jù)比

34、較如下表：表7-2斷路器計算數(shù)據(jù)比較表計算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)比較可見，所選斷路器滿足要求。7.1.2 10KV側(cè)斷路器選擇(1)10kV進線斷路器和母聯(lián)斷路器選擇高壓斷路器的最大長期工作電流:查高壓電器P306頁,表9.39.1，三臺均選型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表7-3 斷路器參數(shù)表型號UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量(MVA)極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時間（S）合閘時間（S0550.01短路時間，導體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來決定，可以不計非周期分量的影響。變壓器二次側(cè)計算數(shù)據(jù)與型斷路

35、器技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表7-4斷路器計算數(shù)據(jù)比較表計算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)表中數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿足要求。（2）10KV各出線斷路器的選擇按最大負荷電流（化工廠）進行選擇：查高壓電器P306頁,表9.39.1，選擇型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表7-5 斷路器參數(shù)表型號UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時間（S）合閘時間（S）10630203005050200.0550.01所選斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)與線路計算數(shù)據(jù)對照如下表所示：表7-6斷路器計算數(shù)據(jù)比較表計算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器

36、滿足要求。7.2 隔離開關的選擇隔離開關也稱刀閘，不能用來開斷負荷電流和短路電流。在配電裝置中，主要用來在檢修設備時形成可見的空氣絕緣間隔。在等電位時可作為操作電器，有時也可切斷小電流。根據(jù)最大長期工作電流，查電力工程電氣設備手冊790頁，表5-2-9選型隔離開關，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-7 GW5-60G隔離開關參數(shù)型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流GW5-60G/600606005014隔離開關安裝地點計算數(shù)據(jù)與隔離開關技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表7-8計算數(shù)據(jù)與隔離開關參數(shù)比較計算數(shù)據(jù)的參數(shù)60kV50kA經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型隔離開關滿足要求。7.3 互感器的選擇7.3

37、.1電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類、構(gòu)造形式、準確度級以與按副邊負載選擇。根據(jù)電力工程電氣設計手冊P250型式選擇規(guī)定：620KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)。在高壓開關柜中或布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當需要零序電壓時，一般采用三相五柱式電壓互感器。三相三柱式接線圖無開口三角形。此種接線不能用于供電絕緣檢查電壓表，不允許將電壓互感器高壓側(cè)中性點接地。由于10KV為中性點不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測量儀表外，還用來作為電網(wǎng)對地絕緣監(jiān)視，因此本次設計10KV側(cè)采用JS-10型三相五柱式電壓互感器。其主二次繞組Y型接線用于測量、繼電器的電壓線圈，開口三角形

38、構(gòu)成零序電壓濾過器，用于絕緣檢查，其接線如圖所示：經(jīng)過選擇，60kV側(cè)電壓互感器為JCC560，10kV母線電壓互感器為JSZW-10型。表7-9 電壓互感器的主要參數(shù)型號最大容量(VA)額定電壓試驗電壓二次負荷剩余電壓繞組初級次級剩余1min工頻雷電0.20.53P輸出VA準確度JCC5-6020001403501502503001003P型號額定電壓（kV）最大輸出VA二次負荷（VA）連接組標號初級繞組次級繞組輔助繞組0.5級1級3級YN,yn0輔助繞組接成開口三角形JS-10100.10.1/3960120200480（注：由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生短路時，互感器本身并不遭受短

39、路電流的作用，因此不需要校驗動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。）電壓互感器型號如下：JCC5-60型電壓互感器： JS-10型電壓互感器： J-電壓互感器； J-電壓互感器；C-串級絕緣形式； S-三相 C瓷箱式； J-油浸式；5設計序號； B-帶補償繞組；60-額定電壓（kV）。 10-額定電壓（kV）。7.3.2 電流互感器的選擇電流互感器的選擇應根據(jù)電壓等級和電流互感器安裝處的最大長期工作電流進行選擇。7.3.2.1 60KV側(cè)電流互感器的選擇（1）根據(jù)電壓等級和電流互感器安裝處最大長期工作電流，查電力工程電氣設備手冊484頁，表3-1-1，選用型電流互感器，將型電流互感器安裝于變壓器回路和橋形回路。其技

40、術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-10 LCWD-60型電流互感器參數(shù)型號次級組合額定變流比準確級次10%倍數(shù)二次負荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二次負荷倍數(shù)0.513LCWD-60D/1(300600)/5D0.8301.27515011.2151.24（2）動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗合格。（3）熱穩(wěn)定校驗即，熱穩(wěn)定校驗合格。故所選電流互感器滿足要求。7.3.2.2 10KV側(cè)電流互感器的選擇（1）10KV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點的最大長期工作電流和進行選擇，經(jīng)查電力工程電氣設備手冊，524頁，表3-1-24和532頁，表3-1-29，選用型電流互感器用于變壓器和母聯(lián)回路，其額定電流比為。選用型電流互感器用于

41、不同的饋出線上，其額定電流比為。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-11 LAJ-10和LFZ1-10型電流互感器參數(shù)型號額定電壓（KV）額定變流比次級組準確級10%倍數(shù)二次負荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)倍數(shù)0.513LAJ-10101000/505/D0510125090LFZ1-1010200/505/B050490160（2）動穩(wěn)定校驗型的電流互感器型的電流互感器故兩種電流互感器動穩(wěn)定校驗均合格。（3）熱穩(wěn)定校驗型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗合格。型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗合格。故所選用的兩種電流互感器滿足要求。7.4避雷器的選擇FZ系列普通閥式避雷器，用于保護相應額定電壓的交流變、配電設

42、備的絕緣，以免受大氣過電壓的損害。FS系列避雷器用于保護配電變壓器和電纜頭等電氣設備免受大氣過電壓的損害。避雷器只根據(jù)系統(tǒng)額定電壓進行選擇。本設計變電所60KV側(cè)避雷器選用FZ60型，10KV側(cè)選用FS10型避雷器。表7-12 避雷器的主要參數(shù)型號額定電壓有效值（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電壓峰值（1.5/20s與1.5/40s）不大于（kV）8/20雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）泄漏或電導電流（A）不小于不大于5kA10kAFZ606010.5140173220227250400600FS101012.7263150475010FZ-60與FS-10避雷器型號含義：F閥型避雷器；Z電站用；S變電所用；60/10額定電壓（kV）。7.5 高壓開關柜的選擇635KV高壓開關柜主要用于635KV的電力系統(tǒng)中，作電能的接受、分配的通、斷和監(jiān)視與保護之用。選擇高壓開關柜根據(jù)使用環(huán)境決定選戶還是戶外型。根據(jù)開關柜數(shù)量的多少和可靠性的要求，確定使用固定式還是手車式開關柜。固定式開關柜價格便宜，對開關柜臺數(shù)少的變電所盡量選用固定式開關柜。結(jié)合本變