110KV降壓變電站電氣部分設(shè)計

1、110KV降壓變電站電氣部分設(shè)計110KV降壓變電站電氣部分設(shè)計PAGE PAGE 41110KV降壓變電站電氣部分設(shè)計110KV降壓變電站電氣部分設(shè)計摘要近年來隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)用電量呈大副增長趨勢。隨之帶來一系列在網(wǎng)運行問題，其中在網(wǎng)負荷量不足尤為重要,為保證城鎮(zhèn)正常用電,配套變電站的建設(shè)成為重中之重。今擬建一座110KV變電站，向該地區(qū)用10KV電壓等級供電。設(shè)計110KV線路2回、10KV線路10回，架空出線。 關(guān)鍵詞：變電站 電氣設(shè)計 參數(shù)計算 設(shè)備選擇第一篇 前言總則變電所的設(shè)計,必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件,結(jié)合國情合理得確定設(shè)計

2、方案；同時變電所的設(shè)計，必須堅持節(jié)約用電的原則。緒論 在本次設(shè)計過程中，初步體現(xiàn)了工程設(shè)計的精髓內(nèi)容,如根據(jù)規(guī)程選擇方案，用對比的方法對方案評價等。教會了我們在工程中運用所學專業(yè)知識，鍛煉了我們用實際工程的思維方法去分析和解決問題的能力。一、對電力系統(tǒng)的基本要求(一)保證可靠的持續(xù)供電:供電中斷將使生產(chǎn)停頓,生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失，因此，電力系統(tǒng)運行首先要滿足可靠、持續(xù)供電的要求。（二）保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定值來衡量，波形質(zhì)量則

3、以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標，都必須采取一切手段來予以保證。（三）靈活性具體要求：調(diào)度時應(yīng)該可以靈活地投入和切除變壓器和線路調(diào)配電流負荷滿足系統(tǒng)在事故運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。檢修時,可以方便的停運斷路器母線及電器設(shè)備進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)運行和對用戶的供電。（四）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗中占的比重約為1/3，而且電能在變換、輸送和分配時的損耗絕對值也相當可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能消耗的能源和降低變換、輸送和分配時的損耗，具有極其重要的意義。所以經(jīng)濟性的具體要求要投資省、主接線力求簡單、盡可能減少斷路器隔離開關(guān)、

4、互感器、避雷針等的一次設(shè)備。二次保護力求簡單。占地面積小.電能損耗少?？蓴U性的具體要求：擴建時，可容易地從初期接線過度為最終接線二、 設(shè)計原則 本地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)規(guī)劃和通信規(guī)劃，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變電站理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會經(jīng)濟狀況,因地制宜地制定設(shè)計方案;除按照電網(wǎng)規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網(wǎng)中地位和作用考慮其控制方式外,其與電網(wǎng)配合、繼電保護及安全自動裝置等均應(yīng)能滿足運行方式的要求;自動化技術(shù)裝備上要堅持安全、可靠、經(jīng)濟實用、正確地處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展關(guān)系,做到遠近結(jié)合；節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網(wǎng)造價,又滿足了電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行;對一、二次設(shè)備及土建進行必要簡化

5、,取消不必要措施;應(yīng)滿足備用電源自投、無功功率和電壓調(diào)節(jié)。三、 基本概念(一) 按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷.一級負荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經(jīng)濟上造成重大損失，如造成重大設(shè)備損壞，打亂重點企業(yè)生產(chǎn)次序并需要長時間的恢復，重要鐵路樞紐無法工作，經(jīng)常用于國際活動的場所的負荷。（二）一級負荷供電可靠性要求高,一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。（三） 同時率-各用戶負荷最大值不可能在同一時刻出現(xiàn)，一般同時率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點有關(guān)。 對所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、

6、作用和用戶的分析，變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位,可分為以下幾類：(一） 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點,連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電所,成為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓.（二） 中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集2-3個電源，電壓為220330kv，同時降壓供當?shù)厥褂?這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用,所以叫中間變電所。全所停電后將引起區(qū)電網(wǎng)瓦解.（三) 地區(qū)變電所:高壓側(cè)一般為110220kv,向當?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝?，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所.全所停電后，僅使該地區(qū)中

7、斷供電。(四）終端變電所：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側(cè)多為110kv經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所.全所停電后僅使用戶中斷供電.第二篇 變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計第一章 原始材料分析及主變的選擇由原始資料知，新建變電站位于市工業(yè)區(qū)，臨近負荷中心，用于工業(yè)和城市生活用電。且該新建變電站有110kv及10kv兩個電壓等級，110kv有兩回線路,10kv有十回線路，可知該變電所為一地區(qū)變電所。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊的要求，并結(jié)合本變電站的具體情況及相關(guān)要求，選用兩臺同樣型號的無勵磁調(diào)壓的兩繞組變壓器。第一節(jié) 主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量應(yīng)根據(jù)5-10年的發(fā)展規(guī)劃進行。根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)

8、構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變動所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時,其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足類及類負荷的供電。對于裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的容量Sn通常按下式進行初選：Sn=Simp式中：Simp變電所全部重要負荷容量變電所某一級電壓的最大計算負荷為：Smax=KtPmax（1+）/cos式中Kt同時率; Pmax、cos各用戶的最大有功和功率因數(shù)該電壓級電網(wǎng)的線損率計算如下： Pimp=7.5*80%+2*75+680+2*80+340+3.5*80+4。670+3。450=22。82MW Simp=0。85*22。82（1+5%）/0.8=25.46MVA

9、考慮到同一重要負荷不在同一時刻出現(xiàn),應(yīng)考慮同時率Kt=0。85第二節(jié) 變壓器臺數(shù)的選擇 為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電.考慮近期及遠景規(guī)劃，經(jīng)上述分析，擬選用SF7-40000/110型變壓器。第三節(jié) 變壓器相數(shù)的選擇 對于330kv及以下的變電所，在設(shè)備運輸不受條件限制時，應(yīng)采用三相變壓器。第四節(jié)主變繞組數(shù)量的選擇 對接入負荷中心具有直接從高壓降為低壓供電的變電所,為簡化電壓等級和避免重復容量,一般采用雙繞組變壓器。第五節(jié)繞組聯(lián)結(jié)方式 我國110kv級以上的電壓變壓器繞組都采用“Y”連接，35kv及以下電壓等級，變壓器都采用“Y-”連接，故選擇

10、YN，D11連接。結(jié)論 根據(jù)電壓允許波動范圍為5%以內(nèi)，結(jié)合本站實際選擇兩臺同樣型號的雙繞組無勵磁電力變壓器SF7-40000/110。第二章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站的設(shè)計主體.采用何種形式的接線，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定都有較大的影響.因此,主接線的設(shè)計必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析，正確地處理好各方面的關(guān)系,合理地選擇主接線方案。 電氣主接線設(shè)計的基本原則：電氣主接線設(shè)計應(yīng)以設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準

11、繩,結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下,兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。主接線設(shè)計的基本要求： 在設(shè)計主接線時，應(yīng)使其滿足供電可靠、運行靈活和經(jīng)濟等項基本要求.可靠性斷路器檢修時不宜影響對系統(tǒng)的供電;線路、斷路器、母線發(fā)生故障或母線檢修時，應(yīng)保證對重要用戶的供電。靈活性調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能;靈活地投入（或切除)某些機組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求；檢修安全：應(yīng)能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而

12、不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電;擴建方便：應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，一次和二次設(shè)備等所需的改造最少.經(jīng)濟性投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資;要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；占地面積少:電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件,以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導線、絕緣子及安裝費用；電能損耗少:經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。第一節(jié) 110kv側(cè)接線 這里主要介紹有匯流母線接線中的單母線接線、單母分段接線和無匯流母線的橋型接線.

13、單母線接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方,且有利于擴建等優(yōu)點。但可靠性、靈活性較差，這種接線只適用于6-220KV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器，且出線回路數(shù)又不多的中、小型發(fā)電廠或變電所，它不能滿足一、二類用戶的要求。單母分段接線對重要用戶可以從不同段引出兩回饋線回路，由兩個電源供電，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電.這種接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠的6-10KV接線和6220KV變電所中. 橋型接線的特點:一般當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋型接線。高壓斷路器數(shù)量少，是比較經(jīng)濟的接線，四個元件只需要三臺斷路器，

14、線路的投入和切除操作方便，線路故障是僅將故障線路斷路器斷開，其它線路和變壓器不受影響.現(xiàn)將內(nèi)橋接線和外橋接線作以比較。一、 內(nèi)橋優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個元件只需要三臺斷路器缺點：1）變壓器切除投入較復雜，需操作兩臺斷路器并影響一回路暫時停電。2) 連接橋斷路器檢修時兩個回路需解列運行。3）出現(xiàn)斷路器檢修時，出線在此期間停運。適用范圍：容量較小的發(fā)電廠或變電所,并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高二 外橋優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少,四個元件只需要三臺斷路器缺點：1）線路切除投入較復雜,需要操作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運; 2） 連接橋斷路器檢修時兩個回路需解列運行; 3）變壓器側(cè)斷

15、路器檢修時,變壓器停運.適用范圍:容量較小的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況，線路有穿越功率時采用此接線，因為穿越功率只流過一個斷路器，斷路器檢修時對此功率影響小。根據(jù)實際情況，110kv有兩回路進線,有穿越功率流過，110kv側(cè)選用外橋型接線。第二節(jié) 10kv側(cè)電氣主接線的選擇10kv側(cè)出線有十回，故考慮單母接線和單母分段,優(yōu)缺點比較如下： 表1 10kv主接線的選擇方案比較方案可靠性靈活性經(jīng)濟性單母接線不夠靈活可靠，母線或隔離開關(guān)故障或檢修時均使整個配電裝置停電接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置同左單母分段接線用斷路器把母線分段后，對

16、重要用戶可以從不同段引出兩個回路,有兩個電源；當一段母線故障時分段斷路器能將故障切除保證正常段的不間斷供電和不致使用戶停電簡單經(jīng)濟方便實用，克服了單母接線的缺點10kv側(cè)出線有十回，按照規(guī)程規(guī)定：單母分段既具有單母接線簡單經(jīng)濟方便的優(yōu)點,又在一定程度上克服了它的缺點，對重要用戶從不同段引出兩個回路，使重要用戶有兩個電源，提高了供電可靠性，220kv及以下變電所供應(yīng)當?shù)氐?-10kv配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關(guān)柜，地區(qū)電網(wǎng)成環(huán)網(wǎng)運行檢修水平的迅速提高，采用單母分段一般能滿足要求。不設(shè)旁路的原因：(1)610kv回路供電負荷小，供電距離短,并一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源；（2)向工業(yè)供電

17、回路一般比較多，企業(yè)內(nèi)有備用電源，允許一回路停電；(3）610kv大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)少。綜合考慮以上因素：本變電站位于市區(qū)，減少配電裝置占地和占用空間，消除火災(zāi)隱患及環(huán)保要求，此接線不帶有旁路.結(jié)論：110kv采用外橋型接線，10kv采用單母分段接線。第三章 所用電設(shè)計及功率因數(shù)的補償?shù)谝还?jié) 所用電的設(shè)計確定所用變壓器的參數(shù),一般的變電所，均裝設(shè)有兩臺變壓器，以滿足整流操作電源,強迫油循環(huán)變壓器，無人值班的要求；確定所用變壓器容量:根據(jù)所用負荷統(tǒng)計和計算，選用合適的變壓器容量;確定變壓器電源引接方式。當變電所內(nèi)有較低的電壓母線時，一般從這類母線引接電源,這種引線具有經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點.

18、選擇結(jié)果所用電的引接：為了保證供電的可靠性，所用電分別從10kv母線上引接，為了節(jié)省投資，所用變采用隔離開關(guān)加高壓熔斷器與母線連接。所用電容量：這里選用兩臺S9M50型，參數(shù)如下： 所用變壓器數(shù)據(jù)表額定容量KVA連接組別號空載損耗KW負載損耗KW空載電流A 短路阻抗50Y,yn00.170。8724第二節(jié) 功率因數(shù)的補償P =（7。5+2+6+2+2。4+3+3。5+4。6+3。4+3.6)*0。85=32。3MW原來的功率因數(shù)是0.8，要求補償?shù)?。9以上，采用在低壓側(cè)并聯(lián)電容器的方法：cos=0.8 =36.87o cos=0.9 =25。84o要求補償?shù)臒o功容量為：Qc=P(tantan

19、)=32。3*（tan36.87o- tan25。84o）=8。58Mvar每相補償?shù)碾娙葜礐= Qc/32=8。58106/（331410*103）=91。08f電容值選擇數(shù)值至少為91.08f，每相裝設(shè)一個電容器。第四章 短路電流的計算第一節(jié) 計算的目的和內(nèi)容為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案；研究限制短路電流的措施；為繼電保護整定和調(diào)試提供數(shù)據(jù);分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。在電力系統(tǒng)設(shè)計中,短路電流的計算應(yīng)按照遠景規(guī)劃水平考慮，遠景規(guī)劃水平一般按建成后510年。計算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運行方式時各樞紐點的三相短路電流。工程設(shè)計中，短路電流計算均采用實用

20、計算法.所謂實用計算法是指在一定的假設(shè)條件下計算出短路電流的各個分量，而不是用微分方程求解短路電流的完整表達式。第二節(jié) 計算的假設(shè)條件故障前為空載，即負荷略去不計，只計算短路電流的故障分量;故障前所有電壓均等于平均額定電壓，其標幺值等于1；系統(tǒng)各個元件電阻略去不計（1kv及以上的高壓電網(wǎng)）；只計算短路電流的基頻分量.第三節(jié) 各元件參數(shù)的計算選取基準電壓Ub=Uav=115，Sb=100,則等值圖中各計算值為：線路X b =0.4/KM，只計算三相短路電流XS1=XS1Sb /Sj=0。6100/1250=0.048XS2*=XS2*Sb /Sj =0。8100/350=0。029 X11*=x

21、1l1*SB/U2av=0。410100/1152=0。03X12*=x1l2*SB/U2av =0.4*14100/1152=0.042X13=x1l3*SB/U2av =0。4*6100/1152=0.018X14*=x1l4SB/U2av =0.4*20*100/1152=0。06主變的計算：Xt=Uk(%)SB/（100* SN)=10.5*100/（100*40)=0。2625短路電流的計算分為次暫態(tài)電流-短路電流周期分量的有效值和短路沖擊電流，前者用于檢驗斷路器開端容量和繼電保護的整定熱穩(wěn)定計算，后者用于動穩(wěn)定的計算。第四節(jié) 短路電流的計算步驟短路電流計算的基準值Ub= Uav=1

22、15kv， Sb=100MVA;計算各元件參數(shù)的標幺值，做出等值電路；進行網(wǎng)絡(luò)簡化，求出電源點與短路點之間的電抗，此電抗稱為入端電抗；求出短路電流標幺值，進而求出短路電流有名值；計算沖擊電流有效值。第五節(jié) 系統(tǒng)等值圖 圖1 系統(tǒng)等值圖計算結(jié)果如下列表:(計算過程見計算書） 表3 各短路點計算結(jié)果短路點次暫態(tài)電流有效值（KA）沖擊電流幅值ish(KA)d 110。6827.18d 22.827.18第五章 電氣設(shè)備的選擇 正確地選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資,

23、選擇合適的電氣設(shè)備.電氣設(shè)備的選擇要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇,并按短路狀態(tài)進行校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定.電氣設(shè)備選擇的一般要求如下：應(yīng)滿足各種運行、檢驗、短路和過電壓情況的要求,并考慮遠景發(fā)展;應(yīng)按照當?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境污染程度等）校驗；應(yīng)力求技術(shù)先進和合理;與整個工程建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致；同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種;選擇的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格.第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能:正常運行時,用來倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運行,能起保護作用。高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中功能最為完善的一種，其最大特點是能斷開負荷電流和短路電流。

24、一、斷路器種類和型式的選擇: 除滿足各項技術(shù)條件外,還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運行維護方便。一般635kv采用真空斷路器，35500kv采用SF6斷路器。二、 額定電壓的選擇： UN= UNS UNS電網(wǎng)額定電壓三、額定電流的選擇： IN= IMAX IMAX-各種合理方式下最大持續(xù)工作電流四、開斷短路電流的選擇 INbr= IPT(或I”） IPT為實際開斷瞬間的短路電流周期分量，開斷電器應(yīng)能在最嚴重的情況下開斷短路電流，故斷路器的開斷計算時間t應(yīng)為主保護時間和斷路器固有分閘時間之和.熱穩(wěn)定校驗 I2tt= QK It、t-電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 QK-短路電流熱穩(wěn)定效應(yīng)動穩(wěn)定校驗 Ies=

25、 Ish Ies、 Ish短路沖擊電流幅值和電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值七、110kv側(cè)高壓斷路器選擇結(jié)果如下 表4 列出的斷路器計算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計算數(shù)據(jù)SW6110 UN 110KVIMAX 210AIN 1200AI 10。68KAINbr 15.8KAQK 351。31(KA）2*SIt2t 998。56(KA)2SIsh 27.18KAIes 41KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項數(shù)據(jù)均滿足要求，故110KV側(cè)選用SW6-110型斷路器。八、10kv側(cè)高壓斷路器選擇結(jié)果如下 表5 列出的斷路器計算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計算數(shù)據(jù)SN1010UNS 10KVUN 10

26、KVIMAX 2309AIN 3000AI 2.82KAINbr 40KAQK 24。81(KA）2*SIt2*t 6400（KA)2SIsh 7。18KAIes 125KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項數(shù)據(jù)均滿足要求，故10KV側(cè)選用SN1010型斷路器。第二節(jié) 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所的常用電器，它需要與斷路器配套使用。但是隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流、短路電流,其主要用途是：隔離電壓倒閘操作分合小電流 隔離開關(guān)的型號應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。其選擇的具體方法與斷路器的1）2)3）4）5）6）相同，不再重復.根據(jù)對隔

27、離開關(guān)操作控制的要求,還應(yīng)選擇其配用的操動機構(gòu)。屋內(nèi)式80000A以下的隔離開關(guān)一般采用手動的操作機構(gòu)；220KV及以上高位布置的隔離開關(guān)宜采用電動機構(gòu)和液壓機構(gòu)。將以上各個選擇條件與短路電流的計算結(jié)果相比較，經(jīng)過計算后,設(shè)備選型如下表6 隔離開關(guān)選擇結(jié)果設(shè)備選型技術(shù)數(shù)據(jù)UN(KV）IN（A)Ies（KA）5s熱穩(wěn)定電流（KA）GW5110/6301106305020GN210/300010300010050隔離開關(guān)的校驗：隔離開關(guān)的校驗的具體方法與斷路器的1）2)3）4)5）相同,不再重復。查表得：110KV采用GW5-110/630型,10KV采用GN2-10/3000型.第三節(jié) 電流互感

28、器的選擇電流互感器（CT）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器線圈供電，正確反映電氣設(shè)備正常運行和故障情況。作用是： 將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳎?A或1A），使測量儀表和保護裝置標準化,小型化，并使其結(jié)構(gòu)巧，價格便宜和便于屏內(nèi)安裝； 使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地,從而保證設(shè)備和人身的安全。一、型式選擇 根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)(澆注式、瓷絕緣式、油浸式)，安裝方式（戶內(nèi)式、戶外式、裝入式、穿墻式），結(jié)構(gòu)形式（多匝式、單匝式、母線式），測量特性（測量用、保護用、具有測量暫態(tài)特性等）.一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置

29、中，采用LQ線圈式和LM母線式：620KV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中，常用的LD單匝貫穿式或復雜貫穿式：35KV及以上電流互感器多采用油浸式結(jié)構(gòu).在條件允許時，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)省占地和投資。二、額定電壓和額定電流的選擇: UN1= UNS IN1= IMAX 式中UN1、 IN1-電流互感器的一次額定電壓和額定電流三、二次額定電流的選擇CT二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A.當配電裝置（例如超高壓）距離控制系統(tǒng)室較遠時，為了能使CT能多帶二次負荷或減少電纜截面，提高準確級，應(yīng)盡量采用1A。四、按準確度級選擇CT的準確度

30、應(yīng)符合二次測量、繼電保護等的要求,用于電能計量的CT，準確度級不應(yīng)低于0。5級，用于繼電保護的CT誤差應(yīng)在一定的限值內(nèi)，以保證過電流測量準確度的要求。五、檢驗二次負荷的容量為保證CT工作準確度要求，CT的二次負荷不超過允許的最大負荷，CT的二次負荷包括測量儀表、繼電器電流線圈，二次電纜和接觸電阻等電阻;檢驗二次負荷的公式：按容量檢驗：S2= SN2按阻抗檢驗:Z2= ZN2式中 S2-CT的二次最大一相負荷，VA； SN2-CT的二次額定負荷，VA； Z2-CT的二次最大一相阻抗，；ZN2-CT的二次額定阻抗，。六、熱穩(wěn)定校驗：CT的內(nèi)部熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示,熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于互感器

31、1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為： （Kr* IN1）21= QK 式中QK-短路熱效應(yīng) 七、動穩(wěn)定校驗： CT的內(nèi)部動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示, Kd等于CT內(nèi)部允許通過的極限電流(峰值）與Kd倍一次額定電流IN1之比， 故：CT的內(nèi)部動穩(wěn)定條件為： (Kd*1。414IN1)= im 式中im-通過二次側(cè)繞組的最大沖擊電流八、綜上,經(jīng)過計算，設(shè)備選型如下(計算過程詳見計算書） 表7 CT的選擇結(jié)果安裝地點型號繞次組合110KV側(cè)LCW1100.5/110KV側(cè)LAJ-101/D第四節(jié) 電壓互感器的選擇電壓互感器(PT)是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量

32、儀表、繼電器線圈供電，正確反映電氣設(shè)備正常運行和故障情況。作用是： 將一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈返牡碗妷海箿y量儀表和保護裝置標準化,小型化，并使其結(jié)構(gòu)巧，價格便宜和便于屏內(nèi)安裝： 使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身的安全.一、型式選擇： 根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電壓互感器絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式，一般6-20KV戶內(nèi)配電裝置多用油浸式或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器；35KV配電裝置選用電磁式電壓互感器；110KV及其以上的配電裝置中盡可能地選用電容式電壓互感器.二、按額定電壓選擇： 為保證測量的準確性,電壓互感器一次額定電壓在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90110

33、%之間. PT二次額定電壓應(yīng)滿足測量、繼電保護和自動裝置的要求。通常,一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時,二次繞組額定電壓應(yīng)選為100/1.732v.當電網(wǎng)為中性點直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/1.732v；當電網(wǎng)為中性點非直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/3v。三、按容量和準確度級選擇： PT按容量和準確度級選擇與CT相似,要求互感器二次最大一相負荷S2應(yīng)該不超過設(shè)計要求的準確度級的額定二次負荷SN2，而且S2應(yīng)該盡量最接近SN2，因S2過小也會使誤差增大，PT的二次負荷S2計算式為： S2=（P0）2+(Q0)2）1/2 式中P0 、Q0-同一相一表和繼電器電

34、壓線圈的有功功率、無功功率。四、PT不校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定五、經(jīng)過計算，選擇結(jié)果如下：表8 PT的選擇結(jié)果型號額定電壓（KV）副繞組額定容量（VA)最大容量(VA）原繞組副繞組輔助繞組0。513YDR110110/1。7320.1/1.7320。11502204401200JDZJ-1010/1。7320.1/1。7320。1/34060150300 備注：YDR110 Y-電壓互感器 D-單相 R電容式 JDZJ-10 J-電壓互感器 D-單相 Z-環(huán)氧澆注絕緣 J-接地保護用第五節(jié) 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇支柱絕緣子額定電壓和類型選擇，進行短路動穩(wěn)定校驗。穿墻套管按額定電壓、額定電流和類型

35、選擇，按短路電流條件進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗.一、按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻套管： 支柱絕緣子和穿墻套管的額定電壓應(yīng)大于等于電網(wǎng)額定電壓即 UN= UNS ；二、按額定電流選擇穿墻套管: 穿墻套管額定電流IN大于等于回路最大持續(xù)工作電流IMAX,即IMAX=KIN K-溫度修正系數(shù)三、 支柱絕緣子、套管種類和型式的選擇： 根據(jù)裝置地點、環(huán)境、屋內(nèi)、屋外或防污式滿足要求的產(chǎn)品格式。四、 穿墻套管的熱穩(wěn)定校驗： 套管耐受短路電流的熱效應(yīng)I2t*t大于等于短路電流通過套管產(chǎn)生的熱效應(yīng)QK.即 I2tt= QK五、支柱絕緣子和套管的動穩(wěn)定校驗： 要求：FMAX=0.6FgFg -絕緣子抗破壞負荷;

36、FMAX在短路時作用于絕緣子或穿墻套管的力(不同母線有不同的布置方式和計算公式)六、經(jīng)計算支柱絕緣子選擇如下： 表9 支柱絕緣子選擇結(jié)果型號額定電壓(kv)絕緣子高度（mm）機械破壞負荷（kg）ZB-1010215750七、經(jīng)計算10KV選用CMWF220母線套管第六節(jié) 母線導體的選擇 110KV側(cè)采用外橋型接線，10KV采用單母分段接線，所以只對10KV側(cè)母線進行選擇，一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導體和支撐絕緣兩部分，載流導體有硬母線和軟母線兩種形式。型式: 一般采用鋁材，只有當持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴重的場所，才選用銅材，20KV及以下且正常工作電流不大于4000A，

37、首選矩形導體；在4000A8000A時，一般用槽型導體;8000A以上工作電流選管型導體或銅芯鋁絞線構(gòu)成的組合導線。按最大持續(xù)工作電流: 導線界面應(yīng)滿足Iy= IMAX 式中Iy-導線的長期允許載流量，A按經(jīng)濟電流密度選擇：Sj= IMAX/J （mm2）四、 熱穩(wěn)定檢驗應(yīng)滿足條件：Smin= Q1/2K/C 式中 C-母線的熱穩(wěn)定系數(shù) QK短路電流熱效應(yīng) （KA)2s Smin -滿足熱穩(wěn)定最小截面，mm2五、動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件： MAX=y 式中 y -母線材料的允許應(yīng)力，鋁為500-700kg/cm MAX -母線材料的最大應(yīng)力 MAX= 1。732I2sh*L107/a六、 經(jīng)過計算

38、：10KV側(cè)選擇的匯流母線參數(shù)如下： 63*10 （mm2） 三天平放矩形導體，集膚效應(yīng)系數(shù)KS=1。2第七節(jié) 避雷器的選擇電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護水平,設(shè)備承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器保護性能。型式的選擇：普通閥型避雷器由FS和FZ兩種。FS型主要用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z型主要用于發(fā)電廠和變電所，金屬氧化鋅避雷器比普通的閥型避雷器具有無序流，流通量大,結(jié)構(gòu)簡單，壽命長等優(yōu)點。額定電壓：避雷器的額定電壓必須與安裝處的電力系統(tǒng)等級相同。滅弧電壓： 滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻持續(xù)電流第一次經(jīng)過零點零值時,根據(jù)滅弧條件與允許限制避雷器最高工頻

39、電壓。 四、 放電電壓：在工頻放電電壓要規(guī)定其上下限，如果太高意味著放電電壓也高，將使其保護性能變壞；太低意味著滅弧電壓降低，將會造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。五、 殘壓： 在防雷設(shè)計中以5KV以下的電壓作為避雷器的最大殘壓。六、 保護比： 保護比等于殘壓與滅弧電壓之比，它是說明避雷器保護性能的參數(shù),越小表明保護性能高。七、 直流電壓下的電導電流： 運行中的避雷器通常用于測量直流電壓下的電導電流方法來判斷分路電阻的性能。它必須在規(guī)定范圍內(nèi)。八、 綜上所述： 110KV側(cè)采用FCZ110型避雷器 10KV側(cè)采用FZ10型避雷器避雷器配置原則：配電裝置每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器；220KV及以下的

40、變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一臺避雷器；以下情況中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器:A： 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點分級絕緣，且裝設(shè)有隔離開關(guān)時；B: 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時；C： 不接地或經(jīng)過消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點。110KV,220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。結(jié)果如下 型號組合方式額定電壓KV滅弧電壓KV共頻放電電壓KV預(yù)放電時間1.5-20s5KA沖擊電流下的殘壓幅值FCZ-110單獨元件110126255290345332FZ10單獨元件1012。726-314545表10 避雷器選擇結(jié)果第八節(jié)

41、電抗器的選擇 普通電抗器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓，額定電流，電抗百分值和有功功率損耗等。正常工作時，電抗器的電壓降落稱為電抗器的電壓損失。為了保證供電電壓質(zhì)量，一般要求正常工作時電抗電壓損失的百分值不大于5.按額定電壓選擇： 電抗器的額定電壓不小于裝設(shè)電抗器回路所在電網(wǎng)的額定電壓.按額定電流選擇： 電抗器的額定電流不小于裝設(shè)電抗器回路的最大持續(xù)工作電流。確定電抗器的百分值: 首先按照限制短路電流的要求初步選擇電抗器的百分值,然后進行電壓損失和殘余電壓校驗,在滿足以上條件下確定電抗器的百分值。 XL=（IB/ I-X*）IBL* UB*100/（UNL* IB)式中 UB-基準電壓，KV； IB

42、-基準電流，KA; X*以UB、IB為基準,從電源計算到所選用電抗器前的電抗標幺值； UNL-電抗器額定電壓,KV；INL電抗器額定電流，KA； I-電抗器后短路的次暫態(tài)電流，KA。電壓損失校驗：U=U100%/UNL= XL%*IMAX*sin/INL= UNS 額定電流選擇：按熔管額定電流選擇:INFT=INFS為了保證熔斷器不被損壞,高壓熔斷器的熔斷額定電流應(yīng)大于等于熔體的額定電流.熔體額定電流選擇INFS=KImax式中 K-可靠系數(shù),K=1.11。3 Imax-電力變壓器回路最大工作電流熔斷器開斷電流校驗:INbr=Ish對于保護PT的高壓熔斷器，只按額定電壓及按開斷電流容量來選擇高

43、壓熔斷器選擇結(jié)果 表12 高壓熔斷器選擇結(jié)果型號額定電壓KV額定電流KA最大開斷容量MVA最大開斷電流KA備注RN2100.550085保護至內(nèi)TV五、 最大開斷容量500MVA40MVA滿足要求。第十節(jié) 接地刀閘的選擇為保證電器和母線的檢修安全，每段母線裝設(shè)12組接地刀閘，63KV及以上斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地刀.對于35KV及以上隔離開關(guān)的接地刀，應(yīng)根據(jù)其安裝處的短路電流進行動，熱穩(wěn)定校驗.計算方法同110KV,10KV隔離開關(guān)相同，這里不再贅述.表13 接地刀閘選擇結(jié)果型號UN KVIN AIes KA5s熱穩(wěn)定電流 KA操動機構(gòu)型號 GW5-110/63011

44、06305020CS17GN2-10/2000010200008536CS62第六章 高低壓配電裝置的設(shè)計 配電裝置是發(fā)電場和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護和測量電器、母線和必備輔助設(shè)備組建而成,用來接收和分配電能的裝置. 配電裝置按裝設(shè)地點不同分為屋內(nèi)式和屋外式，按組裝方式分為裝配式和成套式。其型式選擇因考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地,并結(jié)合運行要求及檢修確定，一般35KV及以下配電裝置采用屋內(nèi)式；110KV及以上采用屋外式，配電裝置應(yīng)滿足以下要求：必須符合國家的經(jīng)濟技術(shù)政策和電力工程設(shè)計的規(guī)范要求;保證運行可靠; 便于檢修、巡視、操作

45、;在保證安全的前提下，布置緊湊，節(jié)約材料和造價;安裝和擴建方便。第一節(jié) 設(shè)計步驟根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器形式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境 條件選擇配電裝置型式； 擬定配電裝置的配置圖；按照所選擇設(shè)備的外形尺寸、運輸方法、檢修巡視的安全和方便等要求，遵守配 電裝置技術(shù)規(guī)定的有關(guān)規(guī)定,并參考各種配電裝置的典型設(shè)計手冊，設(shè)計并繪制配電裝置的平斷面圖。第二節(jié) 選擇結(jié)果：外橋式接線的110KV配電裝置采用屋外中型布置，10KV的單母分段接線采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜JYN-10型手車式開關(guān)柜單層布置。第三篇 計算及校驗 第一章 短路電流計算一、 d1點短路時圖2 系統(tǒng)簡化圖則 X=0.06/0。

46、083+0。012=0。047次暫態(tài)電流為： I=1/X=1/0.047=21。28電流基值: IB =SB /1。732UB=100/（1.732115）=0.502 KA有名值： I1=21.280.502=10.68 KA則 Ish =1.414 KM * I1=1。414*1。8*10.68=27。18 KA（沖擊系數(shù)遠離發(fā)電廠取作1.8)二、 d2點短路時則 X=0。06/0.083+0。143=0。178次暫態(tài)電流為： I=1/X=1/0.178=5。62電流基值: IB =SB /1。732UB=100/（1.732*115）=0.502 KA有名值: I2=5。620。502=

47、2.82 KA則 Ish =1。414* KM I2=1。4141.8*2。82=7。18 KA圖3 系統(tǒng)簡化圖第二章 電氣設(shè)備的選擇校驗第一節(jié)、 高壓斷路器的選擇校驗一、 110KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗選型：110KV側(cè)高壓斷路器擬選用SW6110型斷路器。額定開斷電流的選擇校驗：查110KV斷路器相關(guān)參數(shù)，得到該型號額定開斷電流 INbr=15.8KA， INbrId1 =10。68KA熱穩(wěn)定校驗：tK= tpr +tin+ ta =3+0.04+0。04=3.08式中：tpr后備保護動作時間，按照3秒計算； tin-斷路器固有分閘時間; ta-斷路器開斷電弧持續(xù)時間,對少油斷路器為0.

48、04-0。06s，對SF6斷路器和壓縮斷路器為0。02-0.04s 周期分量熱效應(yīng)： QP =I2t*tK= 10.682*3.08=351。31 (KA）2S 由于tK1s,故不計非周期分量熱效應(yīng),短路電流引起的熱效應(yīng)QK=QP =351。31 （KA)2*S 查閱SW6110型斷路器數(shù)據(jù)得到 I2tt= 15.82*4=998.56 (KA)2*S,故 I2t*tQK 動穩(wěn)定校驗： Ish =27。18 KA，查閱SW6-110型斷路器數(shù)據(jù)得到Ies=41KA， Ies= Ish 5. 結(jié)論： 表17 列出的斷路器計算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計算數(shù)據(jù)SW6110UNS 110KVUN

49、 110KVIMAX 210AIN 1200AI 10.68KAINbr 15.8KAQK 351。31(KA)2*SIt2t 998.56（KA)2*SIsh 27。18KAIes 41KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項數(shù)據(jù)均滿足要求,故110KV側(cè)選用SW6110型斷路器。二、 10KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗選型：10KV側(cè)高壓斷路器擬選用SN10-10型斷路器。變壓器最大持續(xù)工作電流： IMAX= SN/（1.732* UN)=40/（1.732*10）=2309A，查閱其相關(guān)參數(shù)得IN=3000AIMAX=2309A3.額定開斷電流的選擇校驗：查10KV斷路器相關(guān)參數(shù)，得到該型號額定開斷電

50、流 INbr=40KA, INbrId2 =2。82KA4. 熱穩(wěn)定校驗：tK= tpr +tin+ ta =3+0。06+0。06=3.12式中:tpr-后備保護動作時間，按照3秒計算； tin-斷路器固有分閘時間; ta-斷路器開斷電弧持續(xù)時間,對少油斷路器為0。040。06s，對SF6斷路器和壓縮斷路器為0。020.04s 周期分量熱效應(yīng): QP =I2t2tK= 2。822*3.12=24.81 (KA)2*S 由于tK1s，故不計非周期分量熱效應(yīng)，短路電流引起的熱效應(yīng)QK=QP =24.81 (KA)2*S 查閱SN1010型斷路器數(shù)據(jù)得到 I2t*t= 402*4=6400 （KA

51、）2*S,故 I2ttQK 5。 動穩(wěn)定校驗： Ish =7.18 KA,查閱SN1010型斷路器數(shù)據(jù)得到Ies=125KA, Ies= Ish 6. 結(jié)論: 表18 列出的斷路器計算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計算數(shù)據(jù)SN10-10UNS 10KVUN 10KVIMAX 2309AIN 3000AI” 2.82KAINbr 40KAQK 24.81(KA)2*SIt2t 6400（KA）2SIsh 7。18KAIes 125KA由選擇可知其結(jié)果正確,各項數(shù)據(jù)均滿足要求，故10KV側(cè)選用SN1010型斷路器.第二節(jié) 隔離開關(guān)的選擇校驗隔離開關(guān)的校驗的具體方法與斷路器的1)2)3）4）5)相同，不再重復.查表得：110KV采用GW5-110/630型，10KV采用GN210/3000型。檢驗結(jié)果符合要求。第三節(jié) 電流互感器的選擇校驗一、 110KV側(cè)CT選擇校驗選擇CT根據(jù)電流互感器安裝處電網(wǎng)電壓,最大工作電流和安裝地點的要求,查表，初選LCW110型戶外獨立的電流互感器，電流互感器變比為（300/600)/5，準確度級為0.5級，動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=150，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr=75檢驗所選CT的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定熱穩(wěn)定檢驗：