110kv降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì)-secret

1、附錄110KV降壓變電所電氣一次部分及防雷保護(hù)設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)說明 1.1 環(huán)境條件變電站地處坡地土壤電阻率=1.79*10000/cm2溫度最高平均氣溫+33，年最高氣溫40，土壤溫度+15海拔1500m污染程度：輕級年雷暴日數(shù)：40日/年1.2 電力系統(tǒng)情況 系統(tǒng)供電到110kv母線上，35，10kv側(cè)無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到110kv側(cè)母線上UB=Uav SB=110MVA 系統(tǒng)110kv側(cè)參數(shù) X110max=0.0765 X110min=0.162 110kv最終兩回進(jìn)線四回出線，每回負(fù)荷為45MVA，本期工程兩回進(jìn)線，兩回出線。 35kv側(cè)最終四回出線，全部本期完成，其中兩回為雙回路供桿

2、輸電Tmax=4500h，負(fù)荷同時(shí)率為0.85 10kv出線最終10回，本期8回Tmax=4500 h，負(fù)荷同時(shí)率0.85，最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的70%，備用回路3 MW，6 MW，cos=0.85計(jì)算電壓等級回路名稱近期最大負(fù)荷（MW）功率因數(shù)cos回路數(shù)線路長度（km）供電方式35KV1#120.85125雙回共桿2#100.85125雙回共桿3#200.85123單回架空4#100.85119單回架空10KV130.8515架空240.8514架空320.8016架空430.8015電纜530.8513電纜620.8017電纜740.8016電纜820.8518電纜 負(fù)荷增長率為2%1.3

3、 設(shè)計(jì)任務(wù) 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì) 主變壓器的選擇 短路電流計(jì)算 主要電氣設(shè)備選擇 主變保護(hù)配置 防雷保護(hù)和接地裝置 無功補(bǔ)償裝置的形式及容量確定 變電站綜合自動化2電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1 電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。2.1.1

4、在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) 發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 負(fù)荷大小和重要性 系統(tǒng)備用容量大小 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料2.1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性2.1.3 6-220KV高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。2.2 110KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)110KV側(cè)初期設(shè)計(jì)2回進(jìn)線2回出線，最終2進(jìn)線4回出線由電力工程電氣設(shè)計(jì)

5、手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電； 調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線： 擴(kuò)建方便； 在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。故110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。2.3 35KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)35KV側(cè)出線回路數(shù)為4回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。2.4 1

6、0KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)10KV側(cè)出線回路數(shù)本期為8回，最終10回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母分段連接故10KV采用單母分段連接2.5 主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。方案二：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用雙母線連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。此兩種方案的比較 方案一 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便，35KV、10KV采用單母分段連線，對重要用戶可

7、從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計(jì)中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。方案一圖: 方案二圖：2.6 主接線中的設(shè)備配置2.6.1 隔離開關(guān)的配置 中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220MW及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接

8、時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 在出線上裝設(shè)電抗器的610KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 接在發(fā)電機(jī)、變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓器的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。2.6.2 接地刀閘或接地器的配置 為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)12組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)

9、置獨(dú)立式母線接地器。 63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。2.6.3 電壓互感器的配置 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù) 裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護(hù)和

10、自動電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。2.6.4 電流互感器的配置 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動裝置要求。 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 一臺半斷路器接線中，線路線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。2.6.5 避

11、雷器的裝置 配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。 旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。 220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)。 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行時(shí)。 接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。 發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連

12、接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 110220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。3 主變壓器的選擇3.1 負(fù)荷分析3.1.1 負(fù)荷分類及定義 一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用

13、單回線路供電。3.1.2 35KV及10KV各側(cè)負(fù)荷的大小 35KV側(cè)：P1=12+10+20+10=52MWQ1=12×0.62+10×0.62+20×0.62+10×0.62=32.24MVarS1=（522+32.242）1/2 =61.18 MVA 10KV側(cè)：P2=3+4+2+3+3+2+4+2+3+6=32MWQ2=3×0.62+4×0.62+2×0.75+3×0.75+3×0.62+2×0.75+4×0.75+2×0.62+3×0.62+6×

14、0.62=21.27MVarS2=（322+21.272）1/2 =38.42 MVAP=52+32=84 MW ，Q=32.24+21.27=53.51 MVarS=（842+53.512）1/2=99.60 MVA考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量：S=99.60×0.85=84.66 MVA考慮到2%的負(fù)荷增長率時(shí)的容量：S=84.66×1.02=86.353MVA3.2 主變臺數(shù)的確定對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，因此選擇2臺變壓器即可滿足負(fù)荷的要求。3.3 主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量一般按

15、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年負(fù)荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70-80。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為：S=S×0.7=86.353×0.7=60.447MVA所以應(yīng)選容量為63MVA的主變壓器3.4 主變相數(shù)選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮

16、變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。3.5 主變繞組數(shù)選擇在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的15以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上規(guī)程，計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担焊邏簜?cè)：K1=(52+32) ×0.8/63=1.07>0.15中壓側(cè)：K2=52×0.8/6

17、3=0.66>0.15低壓側(cè)：K3=32×0.8/63=0.41>0.15由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。3.6 主變繞組連接方式變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用變壓器繞組都采Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用接線主變中性點(diǎn)的接地方式：選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合問題

18、。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)；IC<=30A（采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式）所以在本設(shè)計(jì)中110KV采用中性點(diǎn)直接接地方式35、10KV采用中性點(diǎn)不接地方式3.7 主變的調(diào)壓方式 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定：調(diào)壓方式變壓器的

19、電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30。對于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。3.8 變壓器冷卻方式選擇參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電器一次部分）第五章第四節(jié)主變一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫有循環(huán)風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻；強(qiáng)迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。故此變電所中的主變采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。附：

20、主變型號的表示方法第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料第一部分：相數(shù) S-三相；D-單相第二部分：冷卻方式 J-油浸自冷； F-油浸風(fēng)冷； S-油浸水冷；G-干式；N-氮?dú)饫鋮s； FP-強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；SP-強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻本設(shè)計(jì)中主變的型號是：SFSZ763000/110選擇的主變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型 號 SFSZ763000/110容 量63 MVA容 量 比63 /63 /63阻抗電壓高壓110±8×1.25%中壓38. 5±2×2.5%低壓10.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 YN，yn0,d11損 耗空載84.7KW負(fù)載300 KW空載電流 1.2%阻抗電

21、壓高-中17%高-低10.5%中-低6.5 %4 短路電流的計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的及規(guī)定4.1.1 短路電流計(jì)算的目的在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定 4.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行； 短路種類：一般以三相短路計(jì)算； 接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流

22、的正常方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 短路電流計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。 計(jì)算容量：應(yīng)按工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。4.2 短路電流的計(jì)算取基準(zhǔn)容量為：SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓為UB=Uav又依公式：IB=SB/ UB ；XB=UB2/SB，計(jì)算出基準(zhǔn)值如下表所示： （SB=100MVA）UB（KV）1153710.5IB（KA）0.5521.7166.048XB（）120.2312.451.004.2.1 計(jì)算變壓器電抗UK1 %=1/2UK(1-2)%+UK(3-1)%-UK(2-3)%=1/21

23、7+10.5-6.5=10.5UK2%=1/2UK(1-2)%+ UK(2-3)%- UK(3-1)%=1/217+6.5-10.5=6.5UK3%=1/2UK(3-1)% +UK(2-3)%- UK(1-2)%=1/210.5+6.5-17=0XT1*= (UK1%/100)×(SB/SN)= (10.5/100) ×(110/63)=0.183XT2*= (UK2%/100)×(SB/SN)= (6.5/100) ×(110/63)=0.113XT3*= (UK3%/100)×(SB/SN)= 04.2.2 系統(tǒng)電抗（根據(jù)原始資料） 遠(yuǎn)期：

24、Xmax110*=0.0765；Xmax110*=0.162；4.2.3 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下圖4.2.4 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇選擇如圖2-2中的d1、d2、d3、 d4、d5、d6各點(diǎn)。4.2.5 短路電流計(jì)算 d1點(diǎn)短路時(shí)：Up=115KV次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：I”*=I*=1/X1*=1.0/0.0765=13.07 次暫態(tài)（0s）和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：I”=I”*SB/ (Uav)=13.07 ×110/(×115)=7.22KA兩相短路電流為：0.866×7.22=6.25 KA沖擊電流為：ish=2.55 I”=2.55

25、5;7.22=18.41（KA）短路容量為：S=UB I” =1.732×115×7.22=1438.1（MVA）Ish =1.51× I”=1.51×7022=10.90（KA） d2點(diǎn)短路時(shí)Up=37KV 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：I”*=I*=1/X2*=1.0/(0.0765+0.0915+0.0565)=4.45 次暫態(tài)（0s）和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：I”=I”*×SB/ (Uav)= 4.45 ×110/(×37)=7.64KA兩相短路電流分別為：0.866 ×7.64=6.62

26、KA 沖擊電流為：ish=2.55 ×I”=2.55×7.64=19.48（KA）短路容量為：S=UBI” =1.732×37×7.64=489.6（MVA）Ish =1.51 ×I”=1.51×7.64=11.54（KA） d3點(diǎn)短路時(shí)Up=10.5KV 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：I”*=I*=1/X3*=1.0/(0.0765+0.0915)=5.95 次暫態(tài)（0s）和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：I”=I”*×SB/ (Uav)= 5.95 ×110/(×10.5)=35.99KA兩

27、相短路電流分別為：0.866 ×35.99=31.17 KA 沖擊電流為：ish=2.55 ×I”=2.55×35.99=91.77（KA）短路容量為：S=UBI” =1.732×10.5×35.99=654.5（MVA）Ish =1.51 ×I”=1.51×35.99=54.34（KA） d4點(diǎn)短路時(shí)Up=110KV,與d1短路時(shí)的情況相同。 d5點(diǎn)短路時(shí)Up=35KV 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：I”*=I*=1/X5*=1.0/(0.0765+0.0915+0.113)=3.56次暫態(tài)（0s）和4s時(shí)的短路電流相等，三

28、相短路電流有名值為：I”=I”*×SB/ (Uav)= 3.56 ×110/(×35)=6.12KA兩相短路電流分別為：0.866 ×6.12=5.3 KA 沖擊電流為：ish=2.55 ×I”=2.55×6.12=15.61（KA）短路容量為：S=UBI” =1.732×10.5×6.12=392.2（MVA）Ish =1.51 ×I”=1.51×6.12=9.24（KA） d6點(diǎn)短路時(shí)Up=10.5KV次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算： X6*=0.0765+0.183/(0.183+0.113+

29、0.113)+0=0.0765+0.183/0.409=0.203I”*=I*=1/X6*=1.0/0.203=4.93次暫態(tài)（0s）和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：I”=I”*×SB/ (Uav)= 3.56 ×110/(×10.5)=29.82KA兩相短路電流分別為：0.866 ×29.82=25.82 KA 沖擊電流為：ish=2.55 ×I”=2.55×29.82=76.04（KA）短路容量為：S=UBI” =1.732×10.5×29.82=542.3（MVA）Ish =1.51 ×

30、;I”=1.51×29.82=45.03（KA）4.3 將所計(jì)算最大方式下短路電流值列成下表名稱 短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓（KV）I”（KA）三相I”（KA）兩相ish （KA）Ish（KA）S（MVA）d11157.226.2518.4110.901438.1d2377.646.6219.4811.54498.6d310.535.9931.1791.7754.34654.5d41157.226.2518.4110.901438.1d5376.125.315.619.24392.2d610.529.8225.8276.0445.03542.35 主要電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇概述5.1

31、.1 選擇的原則 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類。 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。5.1.2 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 按正常工作條件選擇 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓UNUNs 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IN，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工

32、作電流，選用最大者。 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，It2t> Qk，tk=tin+ta，校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（36KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。 動穩(wěn)定校驗(yàn)：iesish，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動穩(wěn)定； 短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件：所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校

33、驗(yàn)；對于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。5.2 110KV側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇5.2.1 進(jìn)線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流Imax =(2×SN )/(×UN)=(2×63000)/(×110)=661.33 (A)額定電壓選擇：UNUNs=110KV 額定電流選擇：IN>Imax=661.33A 開斷電流選擇：INbr>I”=7.22KA (d1 點(diǎn)短路電流)在本設(shè)計(jì)中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相

34、比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得到廣泛的應(yīng)用。110KV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。從電氣工程電器設(shè)備手冊（上冊）中比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110II型號的斷路器。其技術(shù)參數(shù)如下：斷路器型號額定電壓KV額定電流A 最高 工作 電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S峰值3SLW11-110II110315012631.5100400.03熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> Qk It2t=402 ×3=4800（KA）2S

35、電弧持續(xù)時(shí)間取0.04S，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =0.15+0.03+0.04=0.22<1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S Qnp =TI”=0.05×7.222 =2.61（KA）2SQp = =0.22(7.222+10×7.222 +7.222 )/12=11.47（KA）2S Qk= Qnp+Qp=2.61+11.47=14.08（KA）2S 所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=100KA>ish =18.41KA 滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。 具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)L

36、W11-110IIUNs 110KVUN 110KVImax 661.33AIN 3150AI 7.22KAINbr 31.5KAish 18.41KAies 100KAQk 18.04（KA）2sIt2t 402 ×3=4800 （KA）2s5.2.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇Imax =(1.05×SN )/(×UN)=(1.05×63000)/(×110)=347.20 (A)額定電壓選擇：UNUNs=110KV額定電流選擇：IN>Imax=347.20A 開斷電流選擇：INbr>I”=7.22KA (d4 點(diǎn)短路電流)由上表可

37、知LW11-110II同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同5.2.3 進(jìn)線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：UNUNs=110KV額定電流選擇：IN>Imax=661.33A 極限通過電流選擇：ies>ish=18.41KA(d1 點(diǎn)短路電流)選用GW4-110D型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值4SGW4-110D110100062.525熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t>Qk It2t=252×4=2500> Qk =14.08（KA）2S動穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=62.

38、5KA>ish =18.41KA 滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-110DUNs 110KVUN 110KVImax 661.33AIN 1000AQk 14.08（KA）2SIt2t 252×4=2500 （KA）2Sish 18.41KAies 62.5KA5.2.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：UNUNs=110KV額定電流選擇：IN>Imax=347.20A極限通過電流選擇：ies>ish=18.41KA(d4 點(diǎn)短路電流)由上表可知GW4-110D同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。5.3 35K

39、V側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇5.3.1 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 Imax =(2×SN )/(×UN)=(2×63000)/(×35)=2078.46(A)額定電壓選擇：UNUNs=35KV額定電流選擇：IN>Imax=2078.46A 開斷電流選擇：INbr>I”=7.64KA (d2 點(diǎn)短路電流) 選用SW4-35I型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S峰值4SSW4-35I35125040.51640160.0

40、8熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> Qk It2t=162×4=1024（KA）2S電弧持續(xù)時(shí)間取0.04S，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =0.15+0.08+0.06=0.29<1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S Qnp =TI”=0.05×7.642 =2.92（KA）2SQp =0.22(7.642+10×7.642 +7.642)/12=16.93（KA）2SQk= Qnp+Qp=2.92+16.93=19.85（KA）2S所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=40KA>ish =1

41、9.48KA滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)，因此所選斷路器合適。具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)SW4-35IUNs 35KVUN 35KVImax 2078.46AIN 1250AI 7.64KAINbr 16KAish 19.48KAies 40KAQk 19.85 （KA）2sIt2t 162×4=1024 （KA）2s5.3.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇Imax =(1.05×SN )/(×UN)=(1.05×63000)/(×35)=1091.19(A)額定電壓選擇：UNUNs=35KV額定電流選擇：IN>Imax=1091.19A 開斷電流選擇：INb

42、r>I”=6.12KA (d5 點(diǎn)短路電流)由上表可知SW4-35I同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。5.3.3 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇Imax =(2×SN )/(×UN)=(2×63000)/(×35)= 2078.46 (A)額定電壓選擇：UNUNs=35KV額定電流選擇：IN>Imax=2078.46A 極限通過電流選擇：ies>ish=19.48KA (d2 點(diǎn)短路電流)選用GW4-35DW型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下：隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA

43、峰值4SGW4-35DW3512506331.5熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> Qk It2t=31.52×4=3969> Qk=19.85（KA）2S動穩(wěn)定校驗(yàn)： ies=63KA>ish =19.48KA 滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-35DWUNs 35KVUN 35KVImax 2078.46AIN 1250AQk 19.85（KA）2SIt2t 31.52×4=3969 （KA）2Sish 19.48KAies 62.5KA5.3.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇Imax =(1.05×SN )/(×UN)=(1.

44、05×63000)/(×35)=1091.19(A)額定電壓選擇：UNUNs=35KV額定電流選擇：IN>Imax=1091.19A 極限通過電流選擇：ies>ish=15.61KA(d5 點(diǎn)短路電流)由上表可知GW4-35DW同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.4 10KV側(cè)限流電抗器、斷路器隔離開關(guān)的選擇5.4.1 限流電抗器的選擇由于短路電流過大需要裝設(shè)限流電抗器額定電壓選擇：UNUNs=10KV額定電流選擇：IN>Imax=1.553KA Imax=(S2×70%)/(×UN)=( 38420&

45、#215;70%)/(×10)=1.553KA 設(shè)將電抗器后的短路電流限制到I=20KA 將短路電流限制到要求值，此時(shí)所必須的電抗器的電抗百分值XL%按下式計(jì)算： IB=6.048KA =0.0765+0.183/0.183=0.0765+0.0915=0.168SB=110MVA S”=UBI”=×10.5×20=363.72MVA選用XKK-10-4000-12型電抗器，其技術(shù)參數(shù)如下表：電抗器型號額定電壓KV額定電流A電抗率動穩(wěn)定電流峰值KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S4SXKK-10-4000-1210KV400012%204800.17電壓損失和殘壓校驗(yàn)

46、當(dāng)所選電抗值大于計(jì)算值時(shí)，應(yīng)重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗(yàn)。=(0.12×1.553) ×0.6/4=2.80%<5% =0.12×35.99/0.6=719.8%>60%70%熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> Qk 電弧持續(xù)時(shí)間取0.06S，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =2+0.17+0.06=2.23<1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S Qnp =TI”=0.05×35.992 =64.76（KA）2SQp =2.23(35.992+10×35.992 +35.992)/12=288

47、8.47（KA）2SQk= Qnp+Qp=64.76+2888.47=2953.23（KA）2S It2t=802×4=25600（KA）2S，滿足熱穩(wěn)定要求 ies=204KA>ish =91.77KA，滿足動穩(wěn)定要求 根據(jù)以上校驗(yàn)，所選電抗器滿足要求 具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)XKK10400012UNs 10KVUN 10KVImax 1553AIN 4000AQK 2953.23 （KA）2sQK 802×4=25600 （KA）2sish 91.77KAies 204KA5.4.2出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇限流后I”=20KA，ish =2.55×

48、;20=51KA 流過斷路器的最大工作電流為：Imax =(2×S2 )/(×UN)=(2×38420)/(×10)=4436.36(A)額定電壓選擇：UNUNs=10KV額定電流選擇：IN>Imax=4436.36A 開斷電流選擇：INbr>I”=20KA (加裝限流電抗器后d3 點(diǎn)短路電流)選擇SN410G/5000型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表：斷路器型號額定電壓KV額定電流A斷流容量MVA額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S峰值4SSW4-10G/500010500018001053001200.15熱穩(wěn)定校驗(yàn)It

49、2t=1202×4=57600 （KA）2S設(shè)后備保護(hù)時(shí)間為2S，滅弧時(shí)間為0.06Stk =2+0.15+0.06=2.21S>1S，因此不計(jì)短路電流的非周期分量 =2.21×(12×202)/12=884 （KA）2SIt2t> Qk ，因此所選斷路器滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗(yàn)： ies =300KA>ish=51 KA，滿足動穩(wěn)定要求 因此，所選斷路器合適 具體參數(shù)如下：計(jì)算數(shù)據(jù)SN4-10G/5000UNs 10KVUN 10KVImax 4436.36AIN 5000AI 20KAINbr 105KAQK 884 （KA）2sIt2t 1

50、202×4=57600 （KA）2sish 51KAies 300KA5.4.3 主變壓器側(cè)斷路器的選擇Imax =(1.05×S2 )/(×UN)=(1.05×38420)/(×10)=2329.09(A)額定電壓選擇：UNUNs=10KV額定電流選擇：IN>Imax=2329.09A 開斷電流選擇：INbr>I”=29.82KA (d6點(diǎn)短路電流)由上表可知SW4-10G/5000同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。5.4.4 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇Imax =(2×S2)/

51、(×UN)=(2×38420)/(×10)= 4436.36 (A)額定電壓選擇：UNUNs=10KV額定電流選擇：IN>Imax=4436.36A 極限通過電流選擇：ies>ish=91.77KA (加裝限流電抗器后d3 點(diǎn)短路電流)選用GN1010T/5000200型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下：隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值5SGN10-110T/5000-200105000200100熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> QkIt2t=1002×5=50000（KA）2s所以，It2t> Qk= 884

52、 （KA）2s，滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=200kAish=51kA，滿足校驗(yàn)要求 因此，所選隔離開關(guān)合適 具體參數(shù)如下表：計(jì)算數(shù)據(jù)GN10-10T/5000-200UNs 10KVUN 10KVImax 4436.36AIN 5000AQK 884 （KA）2SIt2t 1002×5=50000（KA）2Sish 51KAies 200KA5.4.5 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇Imax =(1.05×S2)/(×UN)=(1.05×38420)/(×10)= 2329.09 (A)額定電壓選擇：UNUNs=10KV額定電流選擇：IN>

53、;Imax=2329.09A 極限通過電流選擇：ies>ish=76.04KA(d6 點(diǎn)短路電流)由上表可知GN10-10T/5000-200同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)側(cè)相同。5.5 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓： 一次回路電流： 準(zhǔn)確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求高的表計(jì)來選擇。二次負(fù)荷：動穩(wěn)定：式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定：