水利水電專業(yè)學習畢業(yè)論文

1、 ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE畢業(yè)設計（論文）題目： 系 （部）： 電氣工程系 專業(yè)班級： 供電091 姓 名： 徐方宇 學 號： 200945031 指導教師： 沈勝標老師 迄止時間：2012年4月14日 2012年6月13日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295337679 畢業(yè)設計計算書 PAGEREF _Toc295337679 h 3 HYPERLINK l _Toc295337680 第一篇 110KV變電所電氣一次部分設計 PAGEREF _Toc295337680 h 3

2、 HYPERLINK l _Toc295337681 第一章 負荷資料 PAGEREF _Toc295337681 h 3 HYPERLINK l _Toc295337682 1.1、工程概況： PAGEREF _Toc295337682 h 3 HYPERLINK l _Toc295337683 1.2、氣候條件 PAGEREF _Toc295337683 h 3 HYPERLINK l _Toc295337684 第二章 變電站主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc295337684 h 4 HYPERLINK l _Toc295337685 2.1設計原則 PAGEREF _Toc29

3、5337685 h 4 HYPERLINK l _Toc295337686 2.2主變?nèi)萘颗c臺數(shù)選擇 PAGEREF _Toc295337686 h 5 HYPERLINK l _Toc295337687 2.2.1 選擇計算 PAGEREF _Toc295337687 h 5 HYPERLINK l _Toc295337688 2.2.2.相數(shù)選擇 PAGEREF _Toc295337688 h 5 HYPERLINK l _Toc295337689 2.2.3繞組數(shù)量和連接方式的選擇 PAGEREF _Toc295337689 h 5 HYPERLINK l _Toc295337690 2

4、.2.4 主變阻抗和調(diào)壓方式選擇 PAGEREF _Toc295337690 h 6 HYPERLINK l _Toc295337691 2.2.5 容量比 PAGEREF _Toc295337691 h 6 HYPERLINK l _Toc295337692 2.2.6 冷卻方式 PAGEREF _Toc295337692 h 6 HYPERLINK l _Toc295337693 2.2.7 電壓級選擇 PAGEREF _Toc295337693 h 6 HYPERLINK l _Toc295337694 2.2.8全絕緣，半絕緣問題 PAGEREF _Toc295337694 h 6 H

5、YPERLINK l _Toc295337695 第三章 電氣主接線設計 PAGEREF _Toc295337695 h 7 HYPERLINK l _Toc295337696 3.1電氣主接線 PAGEREF _Toc295337696 h 7 HYPERLINK l _Toc295337697 3.1.1電氣主接線設計的基本要求 PAGEREF _Toc295337697 h 7 HYPERLINK l _Toc295337698 3.1.2各電壓級主接線型式選擇 PAGEREF _Toc295337698 h 7 HYPERLINK l _Toc295337699 3.2所用電設計 PA

6、GEREF _Toc295337699 h 8 HYPERLINK l _Toc295337700 3.2.1所用變電源數(shù)量及容量的確定 PAGEREF _Toc295337700 h 8 HYPERLINK l _Toc295337701 3.2.2 所用電源引接方式 PAGEREF _Toc295337701 h 9 HYPERLINK l _Toc295337702 3.3變壓器中性點接地方式和中性點設計4 PAGEREF _Toc295337702 h 9 HYPERLINK l _Toc295337703 3.4無功補償設計 PAGEREF _Toc295337703 h 10 HY

7、PERLINK l _Toc295337704 3.4.1無功補償?shù)囊饬x PAGEREF _Toc295337704 h 10 HYPERLINK l _Toc295337705 3.4.2無功補償裝置的容量確定 PAGEREF _Toc295337705 h 10 HYPERLINK l _Toc295337706 3.4.3并聯(lián)電容器裝置的分組與接線 PAGEREF _Toc295337706 h 10 HYPERLINK l _Toc295337707 3.4.4單臺電容器容量與臺數(shù)的確定 PAGEREF _Toc295337707 h 10 HYPERLINK l _Toc295337

8、708 第四章 線路及變壓器回路電流IFmax計算 PAGEREF _Toc295337708 h 10 HYPERLINK l _Toc295337709 第五章 短路電流計算 PAGEREF _Toc295337709 h 12 HYPERLINK l _Toc295337710 5.1短路計算目的 PAGEREF _Toc295337710 h 12 HYPERLINK l _Toc295337711 5.2短路電流計算的一般規(guī)定 PAGEREF _Toc295337711 h 12 HYPERLINK l _Toc295337712 5.3短路電流的計算方法 PAGEREF _Toc2

9、95337712 h 13 HYPERLINK l _Toc295337713 第六章 電氣設備的選擇與校驗 PAGEREF _Toc295337713 h 15 HYPERLINK l _Toc295337714 6.1本次設計中電器選擇的主要任務 PAGEREF _Toc295337714 h 15 HYPERLINK l _Toc295337715 6.1.1導體和絕緣子 PAGEREF _Toc295337715 h 15 HYPERLINK l _Toc295337716 6.1.2電器設備 PAGEREF _Toc295337716 h 15 HYPERLINK l _Toc295

10、337717 6.2選擇導體和電器的一般原則 PAGEREF _Toc295337717 h 15 HYPERLINK l _Toc295337718 6.3 開關電器選擇 PAGEREF _Toc295337718 h 16 HYPERLINK l _Toc295337719 6.3.1 斷路器型式選擇 PAGEREF _Toc295337719 h 16 HYPERLINK l _Toc295337720 6.3.2 隔離開關的選擇原則 PAGEREF _Toc295337720 h 16 HYPERLINK l _Toc295337721 6.3.3 電壓互感器的選擇原則 PAGEREF

11、 _Toc295337721 h 16 HYPERLINK l _Toc295337722 6.3.4電流互感器選擇原則 PAGEREF _Toc295337722 h 16 HYPERLINK l _Toc295337723 6.4電氣設備的選擇 PAGEREF _Toc295337723 h 16 HYPERLINK l _Toc295337724 第二篇玉環(huán)城關區(qū)110kV變電所二次設計部分設計 PAGEREF _Toc295337724 h 27 HYPERLINK l _Toc295337725 第七章 概述 PAGEREF _Toc295337725 h 27 HYPERLINK

12、l _Toc295337726 7.1 繼電保護裝置的作用9 PAGEREF _Toc295337726 h 27 HYPERLINK l _Toc295337727 7.2電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求10 PAGEREF _Toc295337727 h 27 HYPERLINK l _Toc295337728 7.3 保護整定時應考慮的問題 PAGEREF _Toc295337728 h 27 HYPERLINK l _Toc295337729 7.3.1選擇保護配置及構成方案時的基本原則 PAGEREF _Toc295337729 h 27 HYPERLINK l _Toc29533773

13、0 7.3.2 系統(tǒng)運行方式的確定 PAGEREF _Toc295337730 h 28 HYPERLINK l _Toc295337731 7.3.3 短路點的確定 PAGEREF _Toc295337731 h 28 HYPERLINK l _Toc295337732 第八章 玉環(huán)城關區(qū)110kV變電所保護配置方案設計 PAGEREF _Toc295337732 h 28 HYPERLINK l _Toc295337733 8.1主變壓器保護配置方案的設計 PAGEREF _Toc295337733 h 28 HYPERLINK l _Toc295337734 第九章 變壓器差動保護整定與

14、計算 PAGEREF _Toc295337734 h 29 HYPERLINK l _Toc295337735 91差動保護保護范圍 PAGEREF _Toc295337735 h 29 HYPERLINK l _Toc295337736 92 變壓器保護的整定計算11 PAGEREF _Toc295337736 h 29 HYPERLINK l _Toc295337737 921確定保護的動作電流 PAGEREF _Toc295337737 h 29 HYPERLINK l _Toc295337738 922 確定保護的二動作電流和差動線圈匝數(shù) PAGEREF _Toc295337738 h

15、 30 HYPERLINK l _Toc295337739 923非基本側(cè)工作線圈和平衡線圈匝數(shù)選擇 PAGEREF _Toc295337739 h 30 HYPERLINK l _Toc295337740 總結 PAGEREF _Toc295337740 h 30 HYPERLINK l _Toc295337741 參考文獻 PAGEREF _Toc295337741 h 31 HYPERLINK l _Toc295337742 致 謝 PAGEREF _Toc295337742 h 31 畢業(yè)設計計算書第一篇 110KV變電所電氣一次部分設計第一章 負荷資料1.1、工程概況：隨著改革開放政

16、策的深放，城市化發(fā)展，各工商業(yè)用電也在不斷的增長。玉環(huán)縣城關區(qū)工業(yè)及居民用電的近些年來增長率每年在7%左右，而向城關區(qū)供電的110kV玉環(huán)變，35kV三潭變均已滿負荷運行。在高溫季節(jié)，居民生活用電大幅增長情況下，幾條重載線路更是雪上加霜，限電拉電現(xiàn)象成了家常便飯，嚴重影響到居民生活，在這種情況下，在城關區(qū)新建一個110kV變電所是當務之急。初步選擇所建變電所位于玉環(huán)縣城關東北部，南面是工業(yè)區(qū)，西面是居住區(qū)，110kV進線由北面架空引入，西側(cè)為馬路，交通方便。系統(tǒng)折算到待建變電所110kV側(cè)的系統(tǒng)電抗標么值為0.1（SB=110MVA，UB=Uavn基準下）。1.2、氣候條件年最高溫度39，最低

17、5，最熱月平均溫度34，地溫25。玉環(huán)縣城關區(qū)工業(yè)及居民用電的近些年來增長率每年在7%左右，而向城關區(qū)供電的110kV玉環(huán)變，35kV三潭變均已滿負荷運行。在高溫季節(jié)，居民生活用電大幅增長情況下，幾條重載線路更是雪上加霜，限電拉電現(xiàn)象成了家常便飯，嚴重影響到居民生活，在這種情況下，在城關區(qū)新建一個110kV變電所是當務之急。所以本站在系統(tǒng)中占有重要的地位。待建變電所10KV負荷情況：同時率為0.9，最大負荷利用小時為5000小時，年負荷增長率為7%。電 壓(kV)負荷名稱最大負荷 (kW)回路數(shù)供電方式每回線長度(km) Cos10蒼坑線10001電纜1.50.810西灘線10001電纜1.2

18、0.8510外馬線10001電纜1.60.810 環(huán)宇公司25002架空30.810 清源公司25002電纜1.50.8510太塘線15001電纜0.90.8310塘墩線10001電纜1.30.8310 凱凌集團20002電纜1.50.8410 鴻泰公司25002架空1.60.8110 雙環(huán)公司30002電纜1.30.810普竹線20001電纜1.50.8510鱔塘線10001電纜1.50.8510嶺腳線15001電纜1.70.810九山線10001電纜2.30.810烏巖線7501電纜1.50.7910青峰線8001電纜0.90.7810海邊線8001電纜1.20.810后灣線7501電纜0

19、.80.810 環(huán)洲鋼業(yè)40002架空3.20.78所用電負荷:70100KVA第二章 變電站主變壓器的選擇2.1設計原則參照依據(jù)發(fā)電廠電氣部分2，電力工程設計手冊3，35110變電站設計規(guī)范1主變壓器的容量，臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結構，它的確定除根據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小，饋線回路數(shù)，電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。主變?nèi)萘恳话銘?10年規(guī)劃負荷來選擇，根據(jù)城市規(guī)劃，負荷性質(zhì)電網(wǎng)結構等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足類和類負荷

20、供電，并且考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%80%。與系統(tǒng)具有強聯(lián)系的樞紐變電站，在一種電壓等級下，主變應不少于兩臺。2.2主變?nèi)萘颗c臺數(shù)選擇2.2.1 選擇計算 2.2.1.1 選擇條件1選擇條件是兩臺主變?nèi)萘靠偤蛻笥诰C合最大計算負荷： nSeSjs(kVA或MVA) n=2；Sjs綜合最大計算負荷210kV側(cè)綜合最大計算負荷： Sjs=kt()(1+%) =0.9*(1/0.8+1/0.85+1/0.8+2.5/0.8+2.5/0.85+1.5/0.83+1/0.83+2/0.84+2.5/0.81+3/0.8+2/0.85+1/0.85+1.5/0.8+1/0

21、.8+0.75/0.79+0.8/0.78+0.8/0.8+0.7/0.85+40.78)*1.05=32.13(MVA) kt-10kV側(cè)同時系數(shù)取0.9根據(jù)計算結果選擇變壓器容量為： SeSjs/n=32.13/2=16.065MVA,可選用兩臺額定容量為20MVA的變壓器。 2.2.1.2 校驗條件 1校驗條件一：(n-1)Se0.7Sjs；當一臺最大容量的主變停運時，運行的一臺應該能帶70%的綜合最大負荷即：20MVA0.7Sjs =0.7*32.13MVA = 22.5MVA 不滿足要求，所以選25MVA變壓器滿足選擇與校驗條件。2.2.2.相數(shù)選擇依據(jù)電力工程電氣設計手冊3（電氣一

22、次部分）第52節(jié)“主變形式的選擇”依據(jù)的原則：當不受運輸條件限制時，在330kV及以下的變電所均應選用三相變壓器。依據(jù)以上原則：玉環(huán)城關區(qū)110kv變電所應選用三相變壓器。2.2.3繞組數(shù)量和連接方式的選擇 1繞組數(shù)量選擇原則：依據(jù)電力工程設計規(guī)范3第2.1.4條規(guī)定，在具有三種電壓等級的變電所中，如通過各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。2繞組連接方式：依據(jù)電力工程設計規(guī)范3第2.2.4條，變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”和“”。高中低三側(cè)繞組如何組合，要根據(jù)具體工程來定。我國110kV及

23、以上電壓，變壓器繞組都采用“Y”型連接，35kV亦采用“Y”型。35kV以下電壓變壓器繞組都采用“” 型連接，玉環(huán)城關區(qū)110kV變電所電壓等級為110/10kV，連接方式采用Y/接線方式。2.2.4 主變阻抗和調(diào)壓方式選擇1阻抗選擇原則變壓器的阻抗實質(zhì)是繞組漏抗。漏抗的大小，取決于變壓器的結構和采用的材料，當變壓器的電壓比和結構型式，材料確定后，其阻抗大小和變壓器容量關系不大，以電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變的阻抗越小越好，但阻抗偏小會使系統(tǒng)短路電流增加，高低壓設備選擇困難。另外，阻抗大小還要考慮 變壓器并列運行的要求，阻抗值的選擇還需要從電力系統(tǒng)穩(wěn)定，潮流方向，無功分配，繼電保護

24、，短路電流，系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運行等方面綜合考慮。綜上，選擇“降壓型”結構的變壓器，繞組的排列順序為自鐵芯向外依次為低，中，高。高低壓側(cè)的阻抗最大。2調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接頭開關切換變壓器分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。為保證本地區(qū)系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，變壓器選擇有載調(diào)壓的方式，因高壓側(cè)調(diào)節(jié)范圍較大，所以分接頭設在高壓側(cè)，又因為是三繞組變壓器，考慮到中、低壓側(cè)電壓的需要，在中壓側(cè)也應該設分接頭。由于本變壓器的高、中壓側(cè)不全是中性點直接接地系統(tǒng)，所以不能選用自耦變壓器。2.2.5 容量比該變電所為區(qū)域性變電所，主要潮流為10kV側(cè)，對于這種容量不大的變壓器由于繞組帶來的價格變化

25、不大，所以變壓器采用容量組合為100/100/100。2.2.6 冷卻方式 采用三相風冷自然油循環(huán)的冷卻方式。2.2.7 電壓級選擇變壓器一次側(cè)接電源，相當于用電設備，所以與線路額定電壓相等；二次側(cè)向負荷供電，相當于發(fā)電機二次側(cè)，電壓較額定電壓高10%，低壓側(cè)由于一般都采用無功補償措施，所以也與線路額定電壓一致。電壓級選擇為110/10.5kV。2.2.8全絕緣，半絕緣問題 在110kV及以上的中性點直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時的短路電流，有一部分變壓器的中性點采用不接地的方式，因而需要考慮中性點絕緣的保護問題。110kV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟效益比較顯著，并且選用與中性點絕緣等級相當?shù)谋?/p>

26、雷器加以保護。10kV側(cè)為中性點不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點都采用全絕緣。查手冊P668表2-1-43綜合后選擇變壓器型號為SFZ725000/110.表2-1 為SFZ725000/110具體參數(shù)一覽表型號（容量kVA）額定電壓（kV）空載損耗（kW）空載電流（%）負載損耗（kw）連接組別高壓低壓0.8%114SFZ7-25000/11011010.59YN，dll第三章 電氣主接線設計3.1電氣主接線3.1.1電氣主接線設計的基本要求電氣主接線是變電站電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的主要組成部分，它直接影響運行的可靠性靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護，自動裝置和控制方式

27、的擬訂，都有決定性的關系，對電氣主接線的設計的基本要求，應包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟性，以及擴建的可能性，保證供電可靠性是電氣主接線最基本的要求，電氣主接線應適應各種運行狀態(tài)，并能靈活的進行運行方式的轉(zhuǎn)換，主接線的設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。3.1.2各電壓級主接線型式選擇表3-1 110kV主接線方案比較一覽表方案 項目方案 內(nèi)橋接線方案 外橋接線優(yōu)點高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。同方案I缺點變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時投運。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。出線斷路器檢修時，線路需較長期停運。線路的切除和投入較復雜，需動作

28、兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時期停運。適用范圍適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高的情況。適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采外橋形接線。此次設計，因待建變電所主供城市負荷，對供電可靠率要求較高，且變電所兩條進線長度分別為40kM與30kM，線路越長故障率越高，線路無穿越功率，變電所的兩臺變壓器不需要經(jīng)常切換操作，故采用方案I：內(nèi)橋接線。表3-2 10kV主接線方案比較一覽表方案項目方案 單母線分段接

29、線方案 單母線分段帶旁母可靠性用斷路器把母線分段后，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，可靠，由于是屋內(nèi)布置，可采用手車式斷路器，這樣可保證進出線檢修時不中斷供電對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，可靠，且由于有旁路母線，檢修出線斷路器，可以不停電，供電可靠性高靈活性當一回線路故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電當一回線路故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電經(jīng)濟性占地面積小，但小車投資多占地面積大，多一旁路增加了投資通過定性分析，進行技術比較，采用方案，屋內(nèi)布置，且采用手車式開關柜的單層母線分段方式。3.2所

30、用電設計3.2.1所用變電源數(shù)量及容量的確定依據(jù)電力工程設計手冊3第3-10節(jié)所述：樞紐變電站總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電站，裝有水冷式或強迫油循環(huán)冷卻的主變以及裝有同步調(diào)相機的電站，均裝設兩臺所用變壓器。采用整流操作電源或無人值守的變電站均裝設兩臺所用變，分別裝在不同等級的電源或獨立電源上。容量應根據(jù)所用電負荷選擇。所用變壓器負荷計算采用換算系數(shù)法，不常運行及不經(jīng)常斷續(xù)運行的負荷均不列入計算負荷。綜合考慮各種因素，本站裝設兩臺型號相同的所用變壓器。表3-3 110kV的所用電力負荷一覽表設備名稱數(shù)量每臺容量性 質(zhì)主變風扇2160.15kw動力生活消防供水泵15kw動力屋內(nèi)配電裝置風機 11

31、.1kw動力電焊 1臺7.5kw動力生產(chǎn)綜合樓空調(diào) 2臺1.25kw動力UPS電源11kw 動力主控制室交流電源13kw動力全所照明10kw照明設備加熱器101kw動力直流屏110.5kw動力根據(jù)電力工程電氣設計手冊 = 1 * ROMAN I3 所用變壓器負荷采用換算系數(shù)法，計算所用變壓器容量按下式計算：其中所用動力負荷之和（kW） 電熱及照明負荷之和（kW） k1所用動力負荷換算系數(shù)，一般取0.85所以：S0.85（0.15216+15+7.5+1.11+1.252+11+31+10.51）+10+10=30.09+10+10=50.09 ( MVA)故選擇S6-50kVA/10kV的所用

32、變兩臺。3.2.2 所用電源引接方式依據(jù)電力工程設計手冊3第3-10節(jié)所述：當所內(nèi)有較低電壓母線時，一般均由這類母線引接12個所用電源。這一所用電源引接具有經(jīng)濟性和可靠性較高的特點，所以本站所用變電源分別從10kV的兩段上取得。3.3變壓器中性點接地方式和中性點設計4依據(jù)手冊第2-7節(jié)所述：電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。根據(jù)我國電力系統(tǒng)要求，主變壓器110500kV側(cè)采用中性點直接接地方式。663kV電網(wǎng)采用中性點不直接接地方式，但當單相接地故障電容電流大于30A（610kV）或10A（2063kV）時，中性點應經(jīng)消弧線圈接地。裝消弧線圈時， 10kV側(cè)由于是“”型接

33、線無中性點，故須加接地變，將中性點引出，以接消弧線圈，接地變的容量應大于消弧線圈的容量，一般，應在610kV級的每一級母線上安裝型號一樣，容量相同的接地變。接地電容電流計算：10kV側(cè)對地電容電流計算：Ic=0.1UeL=0.1*10.5*30=31.5A超越實際施工的20A所以加消弧線圈接地。消弧線圈計算容量為：Q=kIc=1.35*31.5*=257.8kVA（補償系數(shù)k=1.35）故選用 KD-XH01-315/10.5消弧線圈 配 kSJD200/80/10接地變，代替上述所選擇的50kVA的所用變。3.4無功補償設計3.4.1無功補償?shù)囊饬x配電站裝設的并聯(lián)電容器裝置的目的主要目的是為

34、了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，并聯(lián)電容器裝置向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功以補償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。3.4.2無功補償裝置的容量確定無功補償裝置的容量確定原則：依據(jù)電力設計技術規(guī)范5第1.0.3條，電容器裝置的總?cè)萘繎鶕?jù)電力系統(tǒng)無功規(guī)劃設計，調(diào)相調(diào)壓計算及技術經(jīng)濟比較確定，對于35110kV變電站中電容器裝置的總?cè)萘浚凑諢o功功率就近平衡的原則或可按主變?nèi)萘康?5%考慮。依據(jù)上述原則，玉環(huán)城關區(qū)變電所無功補償?shù)娜萘繛椋篞=22500015%=23750（kvar）3.4.3并聯(lián)電容器裝置的分組與接線分組原則：并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波的負荷變化，諧波含量等因

35、數(shù)確定。負荷變動不大時，可按主變臺數(shù)分組，手動投切。并聯(lián)電容器裝置的接線：電容器接線方式有星型和三角型兩種方式，本設計選擇雙“Y”型。電容器組每組內(nèi)部接線采用先并后串方式，該接線方式優(yōu)點在于當一臺故障電容器用熔斷器退出運行后，對該相容量的變化和故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓的變化影響較小，同時，RP的選擇只考慮與單臺電容器相配合。3.4.4單臺電容器容量與臺數(shù)的確定總?cè)萘浚?Qc=2*Se *15%=2*25*15%=7500kvar （Se是單臺變壓器的容量）選單個電容器型號與容量為：BWF10.5501 電容器總臺數(shù)：N=7500/50=150個將電容器分兩組和三相位分別安裝在10k

36、V的兩段母線上，每相電容器的臺數(shù)為： n=150/2*3=25（臺）第四章 線路及變壓器回路電流IFmax計算（一）10kV出線(根據(jù)公式IFmax=,求得IFmax)1、蒼坑線：IFmax=75.78A2、西灘線：IFmax=71.32A3、外馬線：IFmax=75.78A4、環(huán)宇公司：IFmax=189.44A5、清源公司：IFmax=178.52A6、太塘線：IFmax=109.56A7、塘墩線：IFmax=73.04A8、凱凌集團：IFmax=144.33A9、鴻泰公司：IFmax=187.10A10、雙環(huán)公司：IFmax=227.33A11、普竹線：IFmax=142.66A12、鱔

37、塘線：IFmax=71.32A13、嶺腳線：IFmax=113.72A14、九山線：IFmax=75.81A15、烏巖線：IFmax=57.57A17、青峰線：IFmax=53.88A18、海邊線: IFmax=60.60A19、后灣線:IFmax=56.82A20、環(huán)洲鋼業(yè):IFmax=310.88A（二）10kV主變出線:IFmax=2020.79A（三）110kV進線（考慮一線供兩變）:IFmax=183.70A第五章 短路電流計算5.1短路計算目的短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重

38、型電器。這不僅會增加投資，甚至會因開斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設計時，應考慮限制的措施，既而需要計算5.2短路電流計算的一般規(guī)定1驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應按本次設計的設計規(guī)劃容量來計算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10年發(fā)展規(guī)劃（一般應按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時應按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列運行方式的接線方式。2選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容器補償裝置放電電流的影響。3選擇導體和電器時，

39、對不帶電抗器的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器6-10kV出線與廠用分支回路，除母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。4導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。5.3短路電流的計算方法對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的短路電流計算，我國電力部門曾長期采用從運算曲線法來計算任意時刻的短路電流。所謂運算曲線，是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計得到汽輪發(fā)電機的參

40、數(shù)，逐個計算在不同阻抗下，某時刻t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運算曲線在某時刻t和計算電抗Xjs情況下的短路電流值。運算曲線包括兩種方法，即同一變化法和個別變化法。本設計按照同一變化法計算。為選擇10110KV配電裝置的電器和導體，需計算在最大運行方式下流過電氣設備的短路電流，選兩個短路點，如圖：G 設系統(tǒng)為無限大容量：，選 變壓器的電抗標幺值： 電力系統(tǒng)的電抗標幺值： 0.1當系統(tǒng)中點短路時： I=IZ2、當系統(tǒng)中點短路時 X2= G G X2=0.695 短路點名稱短路參數(shù)5.025.025.025.0212.807.6310005.965.965.965.9615.1

41、989.06108.37第六章 電氣設備的選擇與校驗6.1本次設計中電器選擇的主要任務6.1.1導體和絕緣子導體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線，主變引下線，出線以及各電壓級的絕緣子。6.1.2電器設備電器設備包括各電壓級的出線斷路器，分段斷路器，以及相應的隔離開關，熔斷器等。用于保護和測量用的電流互感器，包括穿墻套管，高壓開關柜的選擇及其一次接線的編號。6.2選擇導體和電器的一般原則根據(jù)導體和電器選擇技術規(guī)定6SDGJ14-86第1.1.2條規(guī)定：應力求技術先進，安全適用，經(jīng)濟合理。應滿足正常運行，檢修，短路，過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗。選擇的導體品種不宜過多。

42、應與整個工程建設標準協(xié)調(diào)一致。選用新產(chǎn)品應積極慎重，新產(chǎn)品應有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。依據(jù)導體和電器選擇技術規(guī)定6第2.1.6條 除配電裝置的匯流母線外，較長導體的截面應按經(jīng)濟電流密度選擇。第2.1.3條 載流導體應選擇鋁質(zhì)材料。6.3 開關電器選擇6.3.1 斷路器型式選擇按照電力工程設計手冊3高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定選擇斷路器。綜合考慮， 110kV選用SF6斷路器，10kV側(cè)選用真空斷路器。6.3.2 隔離開關的選擇原則種類和型式的選擇：隔離開關電網(wǎng)型式很多，按安裝地點的不同可

43、分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式和雙柱式。它對配電裝置的占地面積有很大影響，選型時應根據(jù)配電裝置的特點和使用要求以及經(jīng)濟技術條件確定。6.3.3 電壓互感器的選擇原則依據(jù)電力工程設計手冊3對電壓互感器配置的規(guī)定：電壓互感器的配置與數(shù)量，接線方式有關，并應滿足測量，保護周期和自動裝置的要求，電壓互感器應能在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，周期點的兩側(cè)都能提取到電壓。6220kV電壓等級的一組主母線的三相上應裝設電壓互感器，旁路上是否選用裝設電壓互感器，應視各回出線外側(cè)裝設電壓互感器的情況和需要確定。當需要監(jiān)視和檢測線路有無電壓時，出線側(cè)的一相上應裝設電壓互感器。6.3.4電流互感

44、器選擇原則根據(jù)導體和電器選擇設計技術規(guī)定6第9.0.3條： 3-20kV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。35kV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，在有條件時，應采用套管式電流互感器。根據(jù)電力工程電氣設計手冊3規(guī)定電流互感器配置原則是：凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器。發(fā)電機和變壓器的中性點，發(fā)電機和變壓器的出口，橋型接線的跨條上等也裝設電流互感器。對直接接地系統(tǒng)，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裝配。6.4電氣設備的選擇電氣裝置中的電氣設備和載流導體，在正常運行和短路時，都必

45、須可靠地工作。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性，必須正確的選擇電氣設備和載流導體。各種電氣設備和載流導體的選擇分為兩大類：一類是各種設備選擇的一般條件，也是基本條件，即按正常工作條件進行選擇按短路狀態(tài)校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。另一類是根據(jù)各種設備的特點要求，分別滿足的特殊條件。經(jīng)短路電流計算所得各電壓級母線側(cè)短路電流如下表：電壓短路電流(kA)沖擊電流 （kA）熱效應(4s)負荷電流(A)110KV5.0212.68100.80183.7010KV5.9615.198142.092020.79(一)110kV側(cè)(選擇設備時，均按110kV側(cè)流過的最大負荷電流選型，按最大短路電流校驗)。1、軟導線(

46、110kV各電氣元件相互聯(lián)結用)按最大負荷電流選擇：因IFmax=183.70A實際工作溫度為40，溫度校正系數(shù)K=0.81，所以選用LGJ-240/30導線。查有關資料得LGJ-240/30鋼芯鉛絞線鉛芯截面為244.29mm2。 校驗：因選用導線為LGJ-240/30導線，截面大于LGJ-70/20，所以不需進行電暈電壓校驗。熱穩(wěn)定校驗Qk =QP+Qnp QP=(I2+10I2tk/2+I2tk) =tk.I2=410.242=419.43(kA2.s)因110kV后備保護整定時間為4S，故tk1.導體發(fā)熱主要由周期分量來決定。此情況下，可以不計非周期分量的影響，即Qnp不計。Qk=41

47、9.4(kA2.s)查教材圖4-6 Ai=0.51016J/(m2)Af= 419.4106+51015 =1.2021016J/(m4)查教材圖4-6 Qf=170200（鋁導體最高允許溫度）校驗合格軟導線不需動穩(wěn)定校驗。因此，選用LGJ-240/30型導線。2、高壓斷路器(進線及橋斷路器)高壓斷路器選用3AP1FG-145kV/3150-40型。計 算 數(shù) 據(jù)3AP1FG-145kV/3150-40型參數(shù)工作電壓110kV額定電壓145kV最大負荷電流183.70A額定電流3150A短路電流5.02kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流12.68kA額定短路關合電流100kA熱效應(4S)1

48、00.806400沖擊電流12.68kA額定峰值耐受電流100kA所以滿足要求。操作機構選用彈簧儲能操作機構，控制電壓V：DC250。電動機電壓為V：AC240V，50HZ。故選用3AP1FG-145kV/3150-40型斷路器三臺。3、隔離開關線路使用的隔離開關及變壓器進線的隔離開關。選擇類型：GW4-110DW/1250A 31.5kA 80kA計 算 數(shù) 據(jù)GW4-110DW/1250 31.5KA 80kA工作電壓110kV額定電壓110kV工作電流183.70A額定電流1250A熱效應(4S)100.803969沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流80kA所以滿足要求。操作機構選用CJ6

49、-180型電動機操作機構。故選用GW4-126DW/1250A 31.5kA 80kA型隔離開關。雙接地二組，單接地八組。主變中性點隔離開關的選擇。因已計算知: (4S)=選用GW13-63W/630A-16型隔離開關兩組。計 算 結 果GW13-63W/630-16kA 工作電壓63kV額定電壓63kV工作電流61.23A額定電流630A熱效應(4S)100.80102沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流55kA所以滿足要求。操作機構選用CJ6-90型電動機操作機構。故選用GW13-63W/630-16型隔離開關兩組。4、電流互感器。線路使用的電流互感器。選用LB7-110W2 2600/5 5

50、P30/5P30/0.5/0.2s 計 算 結 果LB7-110W2 2600/5工作電壓110kV額定電壓110kV工作電流183.70A額定電流600A熱效應(4S)100.80熱效應(4S)441沖擊電流12.68kA動穩(wěn)定電流54.9kA所以滿足要求。準確度等級選為5P30/5P30/0.5/0.2s，二次連接導線截面取4mm2。橋回路上使用CT選擇類型為LB7-110W2 2600/5 5P30/5P30/0.5/0.2s變壓器使用的CT選擇如下：a、裝入式CT：LRD-110-B200600/50 3只LR-110-0.5 300/5 6只b、中性點處CT：LRD-35-B 100

51、300/5105、電壓互感器110kV母線上使用的電壓互感器選用TYD- 型電壓互感器接線方式為準確度等級為0.5級,相應的6、110kV側(cè)匯流線母線選擇。(一) 110kV側(cè)匯流線母線選擇本次設計110kV配電裝置,為減小占地面積,使構架簡明布置清晰,采用管形母線,并使用鋁合金管母。導線截面按長期發(fā)熱允許電流的最小截面選擇:根據(jù)有關資料,初選LF21-100/90 Ial=KIaln=0.812350=1903.5(A)型號截面載流量(70)截面系數(shù)(W)慣性半徑慣性矩JLF21100/901491mm22350A33.8cm33.36cm169cm4校驗:a.對于110kV ，外徑100大

52、于20,不進行電暈校驗b.熱穩(wěn)定檢驗: Qk=Qp+Qnp因110kV后備保護整定時間為4S，故tk1.導體發(fā)熱主要由周期分量來決定。此情況下，可以不計非周期分量的影響，即Qnp不計。Qk= Qp=4210.83= 173.28(kA2.s)查教材表4-6 C=97 管形母線集膚系數(shù)KS=1Smin=mm2結果Smia=223.301491 滿足熱穩(wěn)定要求c.動穩(wěn)定校驗: 動穩(wěn)定 園形導體形狀系數(shù)Kf=1 跨度L=6.6 相間距a=2fmax=1.73Kfi2sh.10-7 =1.731(12.68)2(1/2)10-7106 =13.91(N) M=75.74(Nm) 相=2.24106Pa

53、 鋁材料的容許應力al= 70106Pa 相M計算結果相=2.24106Pa al=70106Pa 相al 動穩(wěn)定合格因所計算出母線所受力為2.24106Pa遠小于材料許用應力，故110KV母線選用LF21-100/90鋁錳合金管。(二) 10kV側(cè)匯流線母線選擇1、匯流母線(主變至10kV總柜及母分回路中部分連絡線)(1)按最大負荷電流(10kV側(cè))，選用兩片矩形銅導體TMY-2(12010)三相母線水平布置，母線在絕緣子上平放，查得40時載流量為3090A，集膚效應系數(shù)。(2)熱穩(wěn)定校驗：查教材表4-6得C=171所以校驗合格。（3）動穩(wěn)定校驗。相間應力計算L=1.2m,a=0.25m 同

54、相條間應力計算(不加襯墊時) 所以可查表得形狀系數(shù)=0.35 條間彎矩因垂直于條間作用力的截面系數(shù):所以在單相母線兩片銅導體之間必須加襯墊。假設加一個襯墊 襯墊厚度同b=10mm 查表得導體形狀系數(shù)=0.35 條間彎矩所以校驗合格，在母線(每相)中的每跨絕緣子中加一個襯墊。故變壓器至10kV總柜線選用TMY-2(12010)銅導體矩形，每相銅排每跨加一個襯墊。2、匯流母線柜中母線(10kV)及母線分段用的部分連絡導體(1)按最大負荷電流(10kV側(cè))，考慮主變過載，選用兩片矩形銅導體TMY-2(12010)三相母線水平布置，母線在絕緣子上平放，查得40時載流量為3090A，集膚效應系數(shù)。(2)

55、熱穩(wěn)定校驗同1。校驗合格。（3）動穩(wěn)定校驗。同1。校驗合格。故10KV母線(柜中)及母分回路部分連絡線采用TMY-2(12010)矩形銅導體平放布置，每相每跨兩片銅導體間加一個襯墊。3、導體(10kV柜中出線導體)在選擇10kV柜中出線母線時，按10kV出線中的出現(xiàn)最大負荷的那條出線為準選擇每個柜的出線導體。(1)按長期允許電流選擇選用TMY-606矩形銅導體，三相母線水平放置，母線在絕緣子上平放，查表得40時導體載流量為873A，=1。4、開關柜KYN28A-12開關柜零部件少、極易組裝；機械結構簡單；模塊設計；滿足GB型式試驗標準、防護等級為IP4X。KYN28A-12的柜體的尺寸由650

56、(800、1000)15002300可用作進線柜、出線柜等，適用于各種方案。KYN28A-12開關柜內(nèi)配移開式手車，手車設計緊湊，重量輕，單人可操作；手車通過螺桿推進機構操作手車；可配VD4或VS1真空斷路器，其采用彈簧一體化操作機構；10，000次操作免維護。KYN28A-12開關柜采用單獨的、可靠的機械“五防”結構。柜間采用電氣閉鎖，柜前裝有帶電顯示器并配置獨立的電源開關，滿足防誤功能要求。一、出線開關柜：，選用KYN88A-12-型開關柜，柜體的尺寸由80015002300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-12 800/5 15VA 5P/20 400/5 15VA 0.2S 3只

57、斷路器VS1-12/1250-31.5 1臺操作機構為彈簧一體化操作機構帶電顯示器 1套零序電流互感器 BW-LJK 120J 50/1 5VA 10P 1只接地閘刀 JN15-12/31.5 1組設備校驗：a. LZZB11-12 800/5 15VA 5P/20 400/5 15VA 0.2S型電流互感器。計 算 結 果LZZB11-12 800/5 工作電壓10kV額定電壓12kV工作電流310.88A額定電流400A熱效應(4S)3733216724沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流80kA校驗合格，二次導線截面取2.5mm2b. 斷路器VS1-12/1250-31.5kA 計 算 結

58、果VS1-12/1250-31.5kA 工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流310.88A額定電流1250A短路電流23.29kA額定短路開斷電流31.5kA沖擊電流58.88kA額定短路關合電流80kA熱效應(4S)3733213969沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流80kA校驗合格。二、進線開關柜：（1）選用KYN28-12型開關柜，柜體的尺寸100015002300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-12 3000/5 25VA 5P15 6只電流互感器LZZB11-12 3000/5 25VA 0.2S 3只斷路器VS1-12/4000-40KA 1臺操作機構為彈簧一體化操

59、作機構a. LZZB11-12 3000/5 電流互感器母線式CT不需動、熱穩(wěn)定校驗，二次連接導線截面2.5mm2b. 斷路器VS1-12/4000-40kA 計 算 結 果VS1-12/4000-40kA 工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流2020.79A額定電流4000A短路電流23.09kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流58.88kA額定短路關合電流100kA熱效應(4S)373321熱穩(wěn)定電流(4S)6400沖擊電流58.88kA動穩(wěn)定電流100kA校驗合格。d. 操作機構選用彈簧一體化操作機構三、母分開關柜：（1）選用KYN28A-12-型開關柜，柜體的尺寸1000150

60、02300主要電氣設備為：電流互感器LZZB11-12 3000/5 25VA 5P15 3只電流互感器LZZB11-12 3000/5 20VA 0.5 3只斷路器VS1-12/4000-40kA 1臺操作機構為彈簧一體化操作機構a. LZZB11-12 3000/5 3000/5 25VA 5P15 電流互感器母線式CT不需動、熱穩(wěn)定校驗，二次連接導線截面2.5mm2b. 斷路器VS1-12/4000-40kA 計 算 結 果VS1-12/4000-40kA工作電壓10kV額定電壓12kV最大負荷電流2020.79A額定電流4000A短路電流27.22kA額定短路開斷電流40kA沖擊電流5