畢業(yè)設(shè)計（論文）-110KV變電所的一次系統(tǒng)進行設(shè)計

1、華北電力大學(xué)北京成人教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計專 業(yè) 用電監(jiān)察與管理 班 級 電監(jiān)0411 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2006 年 11 月 日 摘 要本畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容為對110kV變電所的一次系統(tǒng)進行設(shè)計，主要設(shè)計內(nèi)容包括：主接線方式的選擇；短路電流計算；一次設(shè)備的選擇與校驗；繼電保護的配置等。電力生產(chǎn)發(fā)、送、變、用的同時性，決定了電力生產(chǎn)的每一個過程都很重要。變電站作為電力生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起著電壓變換和電能分配的樞紐作用。電能在變電站聚集與分散，能夠有利于潮流的合理分布及電能質(zhì)量的改善，能夠提高供電的可靠性。變電站電氣一次主接線直接決定著電力網(wǎng)的電壓變換和電能分配；短路電流計算及設(shè)備選擇校驗保證了變電

2、設(shè)備應(yīng)用的平安穩(wěn)定性及經(jīng)濟。 本論文應(yīng)用變電所設(shè)計根本理論知識，針對110kV高壓配電變電站的根本特征，分析原始資料，充分保證電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定運行，著重應(yīng)用新技術(shù)和新產(chǎn)品，實現(xiàn)了變電站的供電可靠性。關(guān)鍵詞：變電所，主結(jié)線，設(shè)備選擇校驗，繼電保護目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc151396057 摘 要 PAGEREF _Toc151396057 h 2 HYPERLINK l _Toc151396058 設(shè)計論文任務(wù)書 PAGEREF _Toc151396058 h 2 HYPERLINK l _Toc151396059 第一章 主接線形式選擇 PAGERE

3、F _Toc151396059 h 2 HYPERLINK l _Toc151396060 第二章 主變壓器選擇 PAGEREF _Toc151396060 h 2 HYPERLINK l _Toc151396061 負荷統(tǒng)計 PAGEREF _Toc151396061 h 2 HYPERLINK l _Toc151396062 主變臺數(shù) PAGEREF _Toc151396062 h 2 HYPERLINK l _Toc151396063 主變?nèi)萘?PAGEREF _Toc151396063 h 2 HYPERLINK l _Toc151396064 主變型式 PAGEREF _Toc151

4、396064 h 2 HYPERLINK l _Toc151396065 相數(shù) PAGEREF _Toc151396065 h 2 HYPERLINK l _Toc151396066 繞組 PAGEREF _Toc151396066 h 2 HYPERLINK l _Toc151396067 容量比 PAGEREF _Toc151396067 h 2 HYPERLINK l _Toc151396068 調(diào)壓方式 PAGEREF _Toc151396068 h 2 HYPERLINK l _Toc151396069 中性點接地方式 PAGEREF _Toc151396069 h 2 HYPERL

5、INK l _Toc151396070 中性點絕緣方式 PAGEREF _Toc151396070 h 2 HYPERLINK l _Toc151396071 接線方式 PAGEREF _Toc151396071 h 2 HYPERLINK l _Toc151396072 采用降壓型變壓器 PAGEREF _Toc151396072 h 2 HYPERLINK l _Toc151396073 所用變選擇 PAGEREF _Toc151396073 h 2 HYPERLINK l _Toc151396074 消弧線圈選擇 PAGEREF _Toc151396074 h 2 HYPERLINK l

6、 _Toc151396075 無功補償 PAGEREF _Toc151396075 h 2 HYPERLINK l _Toc151396076 第三章 短路電流計算 PAGEREF _Toc151396076 h 2 HYPERLINK l _Toc151396077 3.1 選取短路點： PAGEREF _Toc151396077 h 2 HYPERLINK l _Toc151396078 3.2 作等值電路并化簡 PAGEREF _Toc151396078 h 2 HYPERLINK l _Toc151396079 3.3 110kV側(cè)母線d1點發(fā)生三相短路 PAGEREF _Toc151

7、396079 h 2 HYPERLINK l _Toc151396080 3.4 35kV側(cè)母線d2點發(fā)生三相短路 PAGEREF _Toc151396080 h 2 HYPERLINK l _Toc151396081 3.5 10kV側(cè)母線d3點發(fā)生三相短路 PAGEREF _Toc151396081 h 2 HYPERLINK l _Toc151396082 第四章 電氣設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc151396082 h 2 HYPERLINK l _Toc151396083 4.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396083 h 2 HYPERLINK l _

8、Toc151396084 4.1.1 主變壓器110kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396084 h 2 HYPERLINK l _Toc151396085 4.1.2 主變35kV側(cè)及分段斷路器及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396085 h 2 HYPERLINK l _Toc151396086 4.1.3 主變壓器10kV側(cè)及分段斷路器及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396086 h 2 HYPERLINK l _Toc151396087 4.2 10kV母線選擇 PAGEREF _Toc151396087 h 2 HYPERLINK

9、 l _Toc151396088 10kV支持絕緣子 PAGEREF _Toc151396088 h 2 HYPERLINK l _Toc151396089 4.4 10kV電流互感器及電壓互感器選擇 PAGEREF _Toc151396089 h 2 HYPERLINK l _Toc151396090 4.5 110kV、35kV母線選擇 PAGEREF _Toc151396090 h 2 HYPERLINK l _Toc151396091 110kV、35kV電流互感器選擇 PAGEREF _Toc151396091 h 2 HYPERLINK l _Toc151396092 4.7 11

10、0kV、35kV電壓互感器選擇 PAGEREF _Toc151396092 h 2 HYPERLINK l _Toc151396093 4.8 35kV出線開關(guān)及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396093 h 2 HYPERLINK l _Toc151396094 4.9 10kV出線開關(guān)及隔離開關(guān)選擇 PAGEREF _Toc151396094 h 2 HYPERLINK l _Toc151396095 第五章 防雷保護規(guī)劃 PAGEREF _Toc151396095 h 2 HYPERLINK l _Toc151396096 直擊雷的保護 PAGEREF _Toc151396

11、096 h 2 HYPERLINK l _Toc151396097 入侵波保護 PAGEREF _Toc151396097 h 2 HYPERLINK l _Toc151396098 第六章 繼電保護配置 PAGEREF _Toc151396098 h 2 HYPERLINK l _Toc151396099 主變壓器保護配置 PAGEREF _Toc151396099 h 2 HYPERLINK l _Toc151396100 母線保護配置 PAGEREF _Toc151396100 h 2 HYPERLINK l _Toc151396101 分段斷路器保護配置 PAGEREF _Toc151

12、396101 h 2 HYPERLINK l _Toc151396102 線路保護配置 PAGEREF _Toc151396102 h 2 HYPERLINK l _Toc151396103 自動重合閘配置 PAGEREF _Toc151396103 h 2 HYPERLINK l _Toc151396104 第七章 繼電保護整定計算 PAGEREF _Toc151396104 h 2 HYPERLINK l _Toc151396105 最小運行方式下，10kV配電站丙線路末端d4點線路末端三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算 PAGEREF _Toc151396105 h 2 HYPERLINK l _To

13、c151396106 最大運行方式下，10kV配電站丙變壓器低壓側(cè)d5點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算 PAGEREF _Toc151396106 h 2 HYPERLINK l _Toc151396107 7.3 最小運行方式下，10kV配電站丙變壓器低壓側(cè)d6點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算 PAGEREF _Toc151396107 h 2 HYPERLINK l _Toc151396108 繼電保護整定計算及靈敏度校驗 PAGEREF _Toc151396108 h 2 HYPERLINK l _Toc151396109 第八章 三相一次自動重合閘 PAGEREF _Toc151396109 h 2 HY

14、PERLINK l _Toc151396110 裝置額定電流選擇 PAGEREF _Toc151396110 h 2 HYPERLINK l _Toc151396111 參數(shù)整定 PAGEREF _Toc151396111 h 2 HYPERLINK l _Toc151396112 工作原理 PAGEREF _Toc151396112 h 2 HYPERLINK l _Toc151396113 結(jié) 論 PAGEREF _Toc151396113 h 2 HYPERLINK l _Toc151396114 參考文獻 PAGEREF _Toc151396114 h 2 HYPERLINK l _T

15、oc151396115 致 謝 PAGEREF _Toc151396115 h 2 HYPERLINK l _Toc151396116 附圖1：電氣主接線圖 PAGEREF _Toc151396116 h 2 HYPERLINK l _Toc151396117 附圖2：平面布置圖 PAGEREF _Toc151396117 h 2設(shè)計論文任務(wù)書姓名趙普秋專業(yè)電力系統(tǒng)及自動化班級電監(jiān)0411畢業(yè)設(shè)計論文題目110/35/10kV降壓變電站一次系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文工作起止時間2006.912地點密 云畢業(yè)設(shè)計論文的內(nèi)容：1原始資料數(shù)據(jù)1變電站的性質(zhì)：以110kV電壓等級接入電力系統(tǒng)，并以35kV和

16、10kV電壓等級實現(xiàn)轉(zhuǎn)供電。2環(huán)境條件： 年最高氣溫： 年最底氣溫： 年平均氣溫： 最大風(fēng)速： 20米/秒 海拔高度： 600米 雷電天數(shù)： 40天/年 覆冰厚度： 10毫米 地震烈度： 1000歐姆/主導(dǎo)風(fēng)向：夏-東南風(fēng)，冬-西北風(fēng)周圍環(huán)境： 建于平原枯燥地方，注意沙塵暴。 3系統(tǒng)短路容量： 80MVA4負荷資料： 見表1設(shè)計任務(wù)選擇變電站電氣主接線計算短路電流選擇高壓電器設(shè)備包括：變壓器、母線、短路器、隔離開關(guān)、PT、CT、避雷器等設(shè)計成品1設(shè)計說明書及短路電流計算書各1份說明書應(yīng)包括全部的主要材料及結(jié)果。應(yīng)說明：設(shè)計任務(wù)、方案確定的依據(jù)、優(yōu)缺點的分析、解決問題的程序和應(yīng)用的方法，以及做出

17、的結(jié)論等。設(shè)計的決定必須有充分的根據(jù)，說明和分析應(yīng)力求簡單扼要，并盡可能用圖表說明。短路電流計算書是說明書的附錄，應(yīng)給出全部的計算過程及結(jié)果，對設(shè)計計算步驟應(yīng)有簡要的說明。計算時要寫出所用的公式和計算的順序步驟注：重復(fù)的計算不必重寫公式以及計算結(jié)果。要求：設(shè)計說明書及短路電流計算書條理清晰、章節(jié)清楚。2設(shè)計圖紙3張電氣主接線圖1號1張；電氣總平面布置圖1號1張。表1. 負荷資料電壓等級 (kV)進出線回路數(shù)回每回線最大有功功率 MW每回線最小負荷率 ()平均功率因數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)小時進出線長度km導(dǎo)線型號及參數(shù)型號電抗110170400.85450057LGJ-240LGJ-400150

18、7035115400400017LGJ-1852850202202510165035007LGJ-9511014246016199主要參考資料.1995發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計參考資料.水電出版社.1987. 水利電力出版社.1989西北電力設(shè)計院. 發(fā)電廠變電所電氣接線和布置. 水利電力出版社.1992四川聯(lián)合大學(xué) 范錫普.發(fā)電廠電氣局部第二版.中國電力出版社.1995第一章 主接線形式選擇主接線的選擇應(yīng)能保證目前的合理性和今后的開展性，它有三個根本要求：可靠性；靈活性；經(jīng)濟性。對于此次設(shè)計的變電所，110kV線路有兩回，由系統(tǒng)供電，考慮可采用的接線形式有單母線、單母線分段、雙母線三種，下面是

19、對幾種接線優(yōu)、缺點的比擬見表1-1：表1-1 母線接線方式優(yōu)缺點對照表接線方式優(yōu)缺點 單 母 線1、優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于方便擴建和采用成套配電裝置。2、缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電。3、適用范圍：610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；3563kV出線不超過3回；110kV220kV出線不超過2回。單母線分段1、優(yōu)點：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。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2、缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線

20、的回路都要在檢修期內(nèi)停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需自兩個方向均衡擴建3、適用范圍：610kV出線為6回以上；3563kV出線為48回；110220kV出線為34回。雙母線1、優(yōu)點：供電可靠；調(diào)度靈活；擴建方便；便于試驗。2、缺點：設(shè)備多，接線復(fù)雜，造價高；倒閘操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作。3、適用范圍：610kV配電裝置，短路電流較大，出線帶電抗器時；3563kV出線超過8回；110220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線為4回及以上。結(jié)論：由以上幾種方案比擬，結(jié)合所設(shè)計變電所的實際情況，對110kV主接線采用單母線分段方式，因110kV電源為雙回路，當一回故障時，可

21、由另一回供電，并不影響兩臺主變的運行，當一個系統(tǒng)全停時，可由另一系統(tǒng)對兩臺主變供電，從供電可靠性和經(jīng)濟角度考慮，110kV母線主接線選用單母線分段的接線方式。對于35kV及10kV主接線形式，因重要用戶都為雙回路，且出線較多，故采用單母線分段接線方式，對重要用戶每段分接一回，當一段母線檢修時，可由另一段供電，并不影響用戶。第二章 主變壓器選擇電壓等級 (kV)進出線回路數(shù)回每回線最大有功功率 MW每回線最小負荷率 ()平均功率因數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)小時進出線長度km導(dǎo)線型號及參數(shù)型號電抗110170400.85450057LGJ-240LGJ-4001507035115400400017LG

22、J-1852850202202510165035007LGJ-9511014246016199考慮負荷效率，經(jīng)過計算得各電壓等級的視在功率為：10kV側(cè)： S1=35kV側(cè)： 110kV側(cè)： 根據(jù)規(guī)程規(guī)定，考慮5年遠景規(guī)劃，負荷年增長率m=7%，那么=S31+m=933901+7%=kVA 為保證供電可靠性，優(yōu)先考慮選用兩臺主變壓器，因一臺的供電可靠性不如兩臺主變并列運行時高，兩臺以上那么不經(jīng)濟。兩臺主變的總?cè)萘縎，并考慮到裝有兩臺主變的變電所當一臺斷開時，另一臺應(yīng)能承當70%的全部負荷，那么每臺主變?nèi)萘繎?yīng)為：S=70%=70%=kVA 假設(shè)考慮到變壓器的事故過負荷能力為40%，那么可保證84

23、%的負荷供電，即60%1+40%=84%，因一般變電所中有25%的非重要負荷，故采用S=70%對變電所保證重要負荷來說是可行的。相數(shù)根據(jù)所給條件，優(yōu)先考慮選用三相式變壓器。繞組因設(shè)計的變電所中有110kV、35kV、10kV三個電壓等級，故優(yōu)先考慮三繞組變壓器。容量比因為 =3506/9339=38%小于50%，=74810/93390=80%大于50%所以容量比選用100/100/50。調(diào)壓方式優(yōu)先選用有載調(diào)壓方式，并在110kV側(cè)進行調(diào)壓。中性點接地方式1因110kV屬于大接地電流系統(tǒng)，所以采用中性點直接接地方式。235kV側(cè)電容電流： Ic=UNL=35(15+82+202)=A規(guī)程規(guī)定

24、：單相接地電容電流小于10A時，A10A，所以應(yīng)采用中性點直接接地方式；310kV側(cè)電容電流： Ic=UNL+0.1UNL=106+10+42+9=A規(guī)程規(guī)定：單相接地電容電流小于30A時，A30A，所以應(yīng)采用中性點不接地方式。中性點絕緣方式10kV及35kV采用全絕緣，110kV采用分級絕緣。接線方式采用Y0/Y0/-12-11連接組別，高壓側(cè)采用星形接線是為了降低變壓器的絕緣造價因星形接線時，相電壓等于線電壓的，低壓側(cè)采用三角形接線，是為了消除短路電流的三次諧波。采用降壓型變壓器綜上所述，查?電工產(chǎn)品目錄?選用SFSZ7-50000/110型降壓變壓器，數(shù)據(jù)見表2-3。表2-3 SFSZ7

25、-25000/110型降壓變壓器技術(shù)參數(shù)表產(chǎn)品型號額定容量(kVA)電壓組合kV聯(lián)接組別阻抗電壓%空載電流(%)空載損耗(KW)負載損耗(KW)總重t高壓中壓低壓高-低高-中中-低SFSZ7-25000/1105000012181.25%11022.5%11;10.5;YN，yn0,d1117優(yōu)先選用兩臺接于10kV兩段母線上，每臺容量按所選主變?nèi)萘康?.2%確定，能滿足控制回路和信號回路以及生活、照明等負荷即S所=0.2%SN=0.2%50000=100kVA，查?發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計參考資料?選用兩臺SJL1-50型標準變壓器，數(shù)據(jù)見表2-4：表2-4 SJL1-50型標準變壓器技術(shù)參數(shù)

26、表型號及容量kVA上下壓側(cè)額定電壓kV聯(lián)接組別阻抗電壓%空載電流%總重t軌距mm損耗KW空載短路SJL1-100Y/Y0-124無額定電壓：UN=UWN=35kV補償容量：采用過補償調(diào)諧，即Q=KIC22=600.2 Kvar查消弧線圈相關(guān)資料，選用一臺XDZ1-800/35型消弧線圈，數(shù)據(jù)表2-5：表2-5 XDZ1-800/35型消弧線圈技術(shù)參數(shù)表型號額定容量kVA系統(tǒng)電壓kV額定電壓kV額定電流A各分接頭允許電流A12815XDZ1-800/358003518361836 分接頭選擇：在電網(wǎng)整體運行時，消弧線圈選8檔，那么補償電流為。脫諧度及位移電壓：對于35kV架空線路的阻尼率取，那么

27、脫諧度=位移電壓U0=4.43%UP小于15%UP，即所選分接頭適宜。對于35kV考慮采用分散補償，由用戶自行補償。對于10kV考慮采用在變電所內(nèi)進行集中補償，為保證電力系統(tǒng)的平安經(jīng)濟運行，取COS，因 COS10=那么 Q10=P10tg10-tg=8000=1293Kvar選用Y型接線，查?常用上下壓電氣手冊?選用BWF11/-60-1電容器，技術(shù)參數(shù)見表2-6表2-6 BWF11/-60-1電容器技術(shù)參數(shù)表型 號額定電壓kV額定容量Kvar標稱電容F外形尺寸mm質(zhì)量kgBWF11/-60-111/60310143760101150因10kV采用單母線分段接線，Q10平均分成兩組，分別接于

28、兩段母線上，每相并聯(lián)4只，總補償容量為：23604=1440kVar。第三章 短路電流計算3.1 選取短路點：在正常運行方式下，三相短路電流為最大的地方即為短路計算點，由此選主變?nèi)齻?cè)母線為短路電流計算點，并假定兩臺主變并列運行。3.2 作等值電路并化簡圖中d1、d2、d3分別為110kV、35kV、10kV的短路電流計算點選取基準值：SB=100MVA，UB=115kV作等值電路如圖，那么計算電抗標幺值為：X1=X2=XdX3=X4=UK%/100=X5=XCX6=X7=X0L70X8=X9=X0L50圖3.1 變電站等值電路圖所選兩臺主變型號相同，即SN=50MVA。UK1%=UK2%=UK

29、1-2%+UK2-3%-UK1-3%=0UK3%=X10=X11=UK1%/100X12=X13=0X14=X15=UK3%/100化簡等值電路因兩臺發(fā)電機及升壓變均為同型號，可做并聯(lián)處理，等值發(fā)電機容量為：SN=125MW，將圖化簡為圖X16=X1+X3=X17=X6+X5=X18=圖3.2 等值電路化簡圖X19=X20=3.3 110kV側(cè)母線d1點發(fā)生三相短路主變等值電抗可按負荷考慮忽略不計選取基準值SB=100MVA，UB=115kV汽輪機及等值系統(tǒng)對d1點轉(zhuǎn)移電抗分別為： Xnd1=X16+X18+ Xnd2=X17+X18+計算電抗：Xjs1= Xnd1Xjs2= Xnd2=0.2

30、9163.3.4 d1點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為I=I3.3.5短路電流沖擊值I3.3.6短路容量：Sd=UavI=1153.4 35kV側(cè)母線d2點發(fā)生三相短路主變10kV側(cè)等值電抗可按負荷考慮忽略不計，計算電路如圖3.3：選取基準值：SB=100MVA，UB=37kV汽輪機及等值系統(tǒng)對d2點轉(zhuǎn)移電抗分別為： Xnd1=X16+X18+X19+=0.8412 Xnd2=X17+X18+X19+=0.6684計算電抗：Xjs1=Xnd1=0.8412圖3.3 35kV母線短路等值電路圖Xjs2=Xnd2=0.6684求各電源對短路點d2的短路電流由Xjs1t=0查發(fā)電機運算曲線得I=

31、I*由Xjs1t=4查發(fā)電機運算曲線得II=I*=因Xjs2所以I*=I*=1/Xnd2I=I d2點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為I短路電流沖擊值：I=短路容量：Sd=UavI=373.5 10kV側(cè)母線d3點發(fā)生三相短路。汽輪機及等值系統(tǒng)對d3點轉(zhuǎn)移電抗分別為：Xnd1=X16+X18+X19+X20+=Xnd2=X17+X18+X19+X20+=計算電抗為Xjs1=Xnd1=Xjs2=Xnd2=0.902圖3.4 10kV母線短路等值電路圖求各電源對短路點d3的短路電流由Xjs1t=0查發(fā)電機運算曲線得I=I*由Xjs1t=4查發(fā)電機運算曲線得II=I*因Xjs2所以I*=I*=1/

32、Xnd2I=I d3點發(fā)生三相短路時短路電流的周期分量為I=5.052+I短路電流沖擊值：I= 短路容量：Sd=UavI=短路容量列表見表3-1：表3-1 短路容量表短路點d1d2d3I(KA)I(KA)ich(KA)8.165第四章 電氣設(shè)備選擇4.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇說明：在斷路器及隔離開關(guān)選擇中，取保護動作時間t0=2s，燃弧時間t2s。 主變壓器110kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)選擇額定電壓： UnUwn=110kV額定電流： In=額定開斷電流： IbrnI 按裝置環(huán)境選戶外式開關(guān)設(shè)備。根據(jù)以上條件選用3AP1FG-110/1250型斷路器，其In1250A，Ibr.n15.8KA，熱

33、穩(wěn)定電流Ith/t=21kA/5s，動穩(wěn)定電流ip=55KA，固有分閘時間t16s；選用GW4-110/600型隔離開關(guān)，其Ith/t=14KA/5s，ip=50kA熱穩(wěn)定校驗：=短路存在時間tbr=t0+t1+t2=s查?發(fā)電廠電氣局部?圖4-5 得tep=1.7s大于1s，可不計tea故短路電流熱脈沖Qsc=tep=.S斷路器允許熱脈沖Qp=5=2205K.S大于Qsc隔離開關(guān)允許熱脈沖Qp=5=980K.S大于Qsc所以斷路器與隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定滿足要求。動穩(wěn)定校驗：KA小于ip，所以動穩(wěn)定滿足，列表4-1如下：表4-1 110kV斷路器及隔離開關(guān)參數(shù)表設(shè)備技術(shù)參數(shù)3AP1FG-110/1

34、250GW4-110/600計算數(shù)據(jù)額定電壓kV110110110額定電流A1250600額定斷開電流kA允許通過極限電流kA5550熱穩(wěn)定電流kA/s21/514/5熱脈沖kA2s2205980由表可知：斷路器及隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能平安可靠工作。 主變35kV側(cè)及分段斷路器及隔離開關(guān)選擇額定電壓 UnUwn=35kV額定電流：In=50000=1154.74A額定開斷電流IbrnI按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式根據(jù)以上條件選LW8-35/1000型斷路器，其In1000A，Ibrn=16KA，ip=40KA，Ith/t=16kA/4s，選GN2-35/600型隔離開關(guān)，其In=600A

35、，ip=50kA，Ith/t=14kA/10s熱穩(wěn)定校驗=短路存在時間tbr=t0+t1+t2=2查圖4-5 得1s大于1s，可不計tea故短路電流熱脈沖Qsc=tep=.S斷路器允許熱脈沖Qp=4=1024K.S短路電流熱脈沖大于熱脈沖Qsc隔離開關(guān)允許熱脈沖Qp=10=1960K.S允許熱脈沖大于熱脈沖Qsc所以斷路器與隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定滿足要求。動穩(wěn)定校驗=Aip，所以動穩(wěn)定滿足，列表4-2如下：表4-2 35kV斷路器及隔離開關(guān)參數(shù)表設(shè)備技術(shù)參數(shù)LW8-35/1000GN2-35/600計算數(shù)據(jù)額定電壓kV353535額定電流A1000600額定斷開電流kA165允許通過極限電流kA40

36、50熱穩(wěn)定電流kA/s16/414/10熱脈沖kA2s10241960由表可知：斷路器及隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能平安可靠工作. 主變壓器10kV側(cè)及分段斷路器及隔離開關(guān)選擇額定電壓 UnUwn=10kV額定電流：In=額定開斷電流IbrnI按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式開關(guān)設(shè)備。根據(jù)以上條件選ZN12-10/2000型斷路器，其In2000A，Ibrn=29KA，ip=75KA，Ith/t=30kA/5s，t1=0.14s，選GN1-10/2000型隔離開關(guān)其In=2000A，ip=85kA，Ith/t=36kA/10s。熱穩(wěn)定校驗：=短路存在時間t=t0+t1+t29S查圖4-5 得tep

37、=1.8s1s，可不計tea故短路電流熱脈沖Qsc=tep=.S斷路器允許熱脈沖Qp=5=4500K.S斷路器允許熱脈沖Qp大于短路電流熱脈沖Qsc隔離開關(guān)允許熱脈沖Qp=10=12960K.S隔離開關(guān)允許熱脈沖Qp大于短路電流熱脈沖Qsc動穩(wěn)定校驗：=Aiimp小于ip，故動穩(wěn)定滿足，列表4-3如下：表4-3 10kV斷路器及隔離開關(guān)參數(shù)表設(shè)備技術(shù)參數(shù)ZN12-10/2000GN1-10/2000計算數(shù)據(jù)額定電壓kV101010額定電流A20002000額定斷開電流kA29允許通過極限電流kA7585熱穩(wěn)定電流kA/s30/536/10熱脈沖kA2s450012960由表可知：斷路器及隔離開

38、關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)均大于計算數(shù)據(jù)，故能平安可靠工作。4.2 10kV母線選擇按最大長期工作電流選IpIwmax=，K=由Ip=IpK 得Ip=Ip/K=查?發(fā)電廠電氣局部?附表 選808鋁排，平放，其Ip1249AA按經(jīng)濟電流密度選擇進行復(fù)合由Tmax=5500h，查得Je=A/故經(jīng)濟截面Se=808=640即所選鋁排滿足經(jīng)濟性要求熱穩(wěn)定校驗：Ks=1.04，C=87Smin=179Smin640，熱穩(wěn)定滿足。動穩(wěn)定校驗：取垮距Lm相間距離am，那么max=Pamax69Pa故動穩(wěn)定滿足結(jié)論：選用808鋁排，平放。4.3 10kV支持絕緣子支持絕緣子選擇額定電壓UnUwn=10kV按裝置環(huán)境選戶內(nèi)式

39、查?常用上下壓電氣手冊?選ZN10/4型支柱絕緣子，其抗彎破壞負荷為FP=4000N動穩(wěn)定校驗：Fmax=Fp4000=2400NFmaxFp Fmax故室外選用ZPB-10型支柱絕緣子，其Fp5000N，動穩(wěn)定亦滿足要求結(jié)論：室內(nèi)選用ZN10/4型支柱絕緣子，室外選用ZPB-10型支柱絕緣子4.4 10kV電流互感器及電壓互感器選擇主變10kV側(cè)及出線電流互感器以10kV配電站丙為例選擇： 主變10kV側(cè)：因Un=10kV，Iwmax=，環(huán)境為戶內(nèi)，所以配置LDZJ1-10，變比為1500/5。 10kV出線電流互感器以10kV配電站丙為例額定電流：副邊Iw.max=A 原邊Im副邊Iw.m

40、axIn2=5A額定電壓： Uwn=10kVUn Uwn按裝置環(huán)境選擇戶內(nèi)式由此查?發(fā)電廠電氣局部?選LFCD10型室內(nèi)電流互感器，變比為nL=200/N2=0.6，1秒熱穩(wěn)定電流倍數(shù)Kt=110，動穩(wěn)定倍數(shù)Kem=250電流互感器參數(shù)表4-4：表4-4 LFCD-10電流互感器參數(shù)表型號二次負荷10%倍數(shù)Kt(1S)Kem1級3級負荷倍數(shù)LFCD-10110250因10kV為不接地系統(tǒng)，故裝兩相電流互感器裝于A、C兩相精確度級考慮計費、保護用取0.5/B級，并按該級進行導(dǎo)線選擇及穩(wěn)定校驗連接導(dǎo)線選擇電流互感器負荷統(tǒng)計表4-5：表4-5 10kV電流互感器負荷統(tǒng)計表儀表電流線圈名稱負荷VA電流

41、表(46L1-A)功率表46D1-W電度表DS1總計電流互感器負荷阻抗r1，接觸電阻r4電流互感器為不完全星形接線，連接線計算表長度L=l取CT與儀表距離l4cmSmin=選用標準截面為4mm2的銅導(dǎo)線。熱穩(wěn)定校驗：1102=484K.Step=.Step熱穩(wěn)定滿足。動穩(wěn)定校驗：A:內(nèi)部動穩(wěn)定：=iimp=Aiimp所以內(nèi)部動穩(wěn)定滿足。B：外部動穩(wěn)定：按外部動穩(wěn)定校驗，亦滿足。結(jié)論：選用LFCD-10型nL=200/5的室內(nèi)電流互感器電壓互感器選擇：兩段電壓互感器選用同一型號，按其中一段電壓互感器選取額定電壓： Uwn=10kVUnUwn因10kV為中性點不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測量用，還供

42、絕緣監(jiān)察用，選用JSJW-10型三相五柱式電壓互感器，電壓變比為10000/100/V，接線方式Y(jié)0/Y0/ ， 并只對測量用0.5級所要求額定負荷120VA進行校驗 負荷校驗：本變電所10kV有饋線10回，主變壓器2回，電容器2回，所用變2回，共計16回。圖4-1 測量儀表與電壓互感器連接圖電壓互感器各相負荷分配如下表4-6不完全星形局部負荷所示。表4-6 電壓互感器各相負荷分配表儀表名稱及型號每線圈消耗功率VA儀表電壓線圈儀表數(shù)量AB相BC相cossinPabQabPbcQbc有功功率表16D1-W12無功功率表16D1-var12有功電度表DS114無功電度表DX116頻率表16L1HZ

43、11電壓表16L1-V12合計 =SUM(ABOVE) =SUM(ABOVE) 據(jù)上表求出不完全星形負荷為Sab=Sbc=cosab=Pab/Sab=0.43 cosbc=Pbc/Sbc=0.428 A相負荷為： PA=-30 QA=-30B相負荷為：PB=+30)cos(64.7-30)=QB=+30)sin(64.7-30)總負荷：SA=SB=由以上計算可知：B相負荷最大，所選電壓互感器單相額定負荷SN120/3=40VA，B相負荷超過單相額定負荷，因無大于120VA容量的電壓互感器，無法另行選擇，故此采用兩段電壓互感器同時運行的方式，來滿足要求，假設(shè)有一段電壓互感器故障檢修，因B相負荷超

44、過單項額定負荷較小約15%，能滿足短時運行的要求，對電壓互感器的準確度等級影響也不大。電壓互感器一次額定電流：I1N=mA高壓側(cè)熔斷器只能由機械強度所能允許的最小截面來選，選時專用于保護電壓互感器的RN210型熔斷器，其最大切斷電流為50KA，大于母線短路電流I11.15KA，所以選RN2-10型熔斷器能滿足要求。結(jié)論：選用JSJW-10型三相五柱式電壓互感器，高壓側(cè)用RN2-10型熔斷器進行保護。4.5 110kV、35kV母線選擇1、110kV母線選擇按最大長期工作電流選因Iwmax=183.7+=183.7+61.7+116.6=362A所以選LGJ-150鋼芯鋁絞線作110kV母線。2

45、、35kV母線選擇按最大長期工作電流選IpIwmax=，K=由Ip=IpK 得Ip=Ip/K=查?發(fā)電廠電氣局部?附表 選636.3鋁排，平放，其Ip872AIpA4.6 110kV、35kV電流互感器選擇主變110kV側(cè)：因Un=110kV，Iwmax=，環(huán)境為戶外，所以配置LCWD-110，變比為300/5。因110kV出線最大電流比主變小，所以電流互感器選擇變比為200/5，即滿足要求。110kV進線：因Un=110kV，Iwmax=362A，環(huán)境為戶外，考慮到負荷增長，所以配置LCWD-110，變比為600/5。主變35kV側(cè)：因Un=35kV，=，環(huán)境為戶內(nèi)，考慮到負荷增長，所以配置

46、LB6-35,變比為1000/5。因110kV出線最大電流比主變小，所以電流互感器選擇變比為600/5。4.7 110kV、35kV電壓互感器選擇110kV電壓互感器選擇JCC2-11035kV電壓互感器選擇JDZJ-354.8 35kV出線開關(guān)及隔離開關(guān)選擇因35kV變電所B負荷最大，所以35kV出線開關(guān)型號與變電所B出線開關(guān)相同即滿足要求。因Un=35kV，Iwmax=所以查?發(fā)電廠電氣局部?35kV出線開關(guān)選LW8-35/1000，隔離開關(guān)選GN2-35/400。4.9 10kV出線開關(guān)及隔離開關(guān)選擇因10kV配電站丙負荷最大，所以10kV出線開關(guān)型號與配電站丙出線開關(guān)相同即滿足要求。因

47、Un=10kV，Iwmax=190A所以查?發(fā)電廠電氣局部?10kV出線開關(guān)選ZN10-10/600，隔離開關(guān)選GN1-10/400。第五章 防雷保護規(guī)劃 在變電所裝一定數(shù)量的避雷針線，使變電所內(nèi)設(shè)備均處于避雷針線的保護范圍內(nèi)，為防止還擊，采取降低絕緣電阻和保證設(shè)備與避雷針之間有一定的空間距離和地中距離。110kV線路全線架設(shè)單回避雷線，a2030 Rch10說明：本設(shè)計不做平面布置圖，故對直擊雷保護不作具體設(shè)計。波保護在變電所各級電壓母線上裝設(shè)氧化鋅避雷器, 分別為YH10W-100/260，/134，HY5WZ3-17型，Rch10，由于避雷器在設(shè)備之間，距離無法確定，所以本設(shè)計只考慮各段

48、母線各裝設(shè)一組防雷保護，其余局部不予考慮。變電所進線段保護 為限制進線段入侵波的幅值和陡度，使變電所母線避雷器能到可靠保護作用，據(jù)規(guī)程規(guī)定，采取以下措施：對全線架設(shè)單避雷線的110kV線路在進線段12KM改為雙避雷線 a20，Rch10；對不架設(shè)避雷線的35kV線路在進線段12KM架設(shè)雙避雷線 a20，Rch10，在加強絕緣的線路上還應(yīng)加裝氧化鋅避雷器；對于10kV線路，架空線在出線側(cè)首端加HY5W10型避雷器，電纜回路在電纜末端加裝HY5W10型避雷器。在三繞組變壓器低壓繞組的刀閘間加裝避雷器進行保護： HY5WZ-10型 Rch10，三相加一只，裝于任一相。變壓器中性點保護110kV中性點

49、裝YH1.5W-73型避雷器，Rch10。35kV中性點裝型避雷器，Rch10，且此避雷器在非雷雨季節(jié)也不得退出運行。第六章 繼電保護配置電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運行保護裝置，其保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時還應(yīng)增設(shè)輔助保護，繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、選擇性、速動性要求，本變電所保護配置如下： 縱差動保護：用于防止變壓器繞組、套管及引出線上的相間短路，中性點直接接地側(cè)即110kV側(cè)單相接地短路，采用三相接線方式，瞬時動作跳三側(cè)開關(guān)。 瓦斯保護：防止變壓器內(nèi)部故障和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于瞬時跳三側(cè)開關(guān)，因主變?yōu)橛休d調(diào)壓式，故還應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓開關(guān)瓦

50、斯保護 復(fù)合電壓過流保護：防御外部相間短路所引起的過電流并作為瓦斯保護、縱差保護的后備保護。 主變零序保護：保護110kV側(cè)的外部單相接地及變壓器繞組的單相接地。 過負荷保護：防御變壓器對稱過負荷，延時動作于信號，采用單相接線，因所選主變?nèi)萘勘葹?00/100/50，應(yīng)于110kV、10kV側(cè)各裝一套。變壓器溫度升高保護：反響冷卻系統(tǒng)故障的保護，動作于信號并延時跳閘。6.2.1 110kV母線：裝設(shè)專用的母線差動保護，采用三相電流相位比擬式接線，保護動作于母線開關(guān)跳閘。 35kV、10kV母線：不裝設(shè)專用保護，利用主變壓器后備保護進行保護，并裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置。110kV、35kV、10kV分段

51、斷路器均采用過電流保護。6.4.1 110kV線路單回線：裝設(shè)三段式距離保護來保護相間短路，裝設(shè)帶方向的三段式零序電流保護來保護單相接地短路及兩相接地短路；雙回線：裝設(shè)帶方向的橫聯(lián)差動保護作主保護，階段式電流保護作后備保護來保護相間短路，裝設(shè)三段式零序電流保護來保護接地短路。6.4.2 35kV線路對鋼鐵廠、化肥廠、變電所B雙回線路，裝設(shè)帶方向的橫聯(lián)差動保護作主保護，以接于兩回線電流之和的階段式電流保護或距離保護作為兩回線同時運行的后備保護及一回線斷開后的主保護及后備保護。對單回線裝設(shè)兩段式電流電壓速斷保護和過電流保護。以上為相間短路保護裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，針對于單相接地。6.4.3 10kV線

52、路所有架空線路：裝設(shè)三段式電流保護的段+段;雙回線電纜裝設(shè)橫聯(lián)差動保護不帶方向、單回電纜線路裝設(shè)縱差動保護不帶方向作主保護，均裝設(shè)三段式電流保護的段+段作后備保護;所有電纜線路裝設(shè)過負荷保護.6.5.1 110kV、35kV、10kV分段斷路器裝設(shè)BZT；6.5.2 110kV、35kV、10kV架空線路均裝設(shè)三相一次ZCH其中110kV帶同期檢查，所有雙回路檢查鄰線有無電流；按負荷重要性裝設(shè)ZPJH裝置。第七章 繼電保護整定計算前提條件：選取一條負載最大，線路最長的架空線路，假定僅帶一臺變壓器，UK%=7.5，電壓比10/0.4kV，該變壓器有差動保護，后備過流保護t=1。根據(jù)以上條件，選取

53、10kV配電站丙所在線路，因配電站丙最大負荷為2000KW，選用配電站丙主變?nèi)萘繛镾N=2500KW，對該線路進行三段式電流保護中的、段的整定計算與靈敏度校驗，為此，需求最小運行方式下該線路末端d4點、配電站丙主變低壓側(cè)d6點三相短路電流及最大運行方式下配電站丙主變低壓側(cè)d5點三相短路電流。最小運行方式：對該系統(tǒng)來說，假定發(fā)電廠單機運行，等值系統(tǒng)為最大運行方式，本變電所一臺變壓器運行，110kV線路雙回運行。圖7.1 系統(tǒng)簡圖7.1最小運行方式下，10kV配電站丙線路末端d4點線路末端三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算計算等值電路如右圖7.2：選基準值SB100MVA、UB10.5kV，X1、X3、X10、

54、X14、X17、X18為前所求，X21=X0L15圖7.2 系統(tǒng)等值電路圖X22=UK%/100=3汽輪機及等值系統(tǒng)對d4點轉(zhuǎn)移電抗分別為：Xnd1=X23+X24+=0.3923+6.198+Xnd2=X17+X24+=0.1559+6.198+計算電抗為Xjs1=Xnd1=Xjs2=Xnd2=因Xjs13，Xjs23圖7.2 系統(tǒng)等值電路化簡圖所以三相穩(wěn)態(tài)短路電流=0.8715KA=7.2最大運行方式下，10kV配電站丙變壓器低壓側(cè)d5點三相穩(wěn)態(tài)短路電流計算計算等值電路如右圖7.3：選基準值SB100MVA UB10.5kV，X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22為前所求，圖77.3配電站丙變壓器低壓側(cè)短路等值電路圖化簡等值電路如右以下圖7.4所示。X25=X18+X19+X20+X21+X22=8.8576； 發(fā)電廠及等值系統(tǒng)對d5點轉(zhuǎn)移電抗分別為：Xnd1=X16+X25+=0.1962+8.8576+Xnd2=X17+X25+=0.1559+8.8576+計算電抗為Xjs1=Xnd1=圖7.4 等值電