110KV變電站設(shè)計論文

PAGEPAGEVPAGEI110KV變電站電氣部分設(shè)計摘要本說明書以110kV地區(qū)變電站設(shè)計為例，論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設(shè)計（一次部分）的全過程。通過對變電站的主接線設(shè)計，站用電接線設(shè)計，短路電流計算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗，主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定，運行方式分析，防雷及過電壓保護裝置的設(shè)計，電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計和無功補償方案設(shè)計，較為詳細地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計。限于畢業(yè)設(shè)計的具體要求和設(shè)計時間的限制，本畢業(yè)設(shè)計只對變電站電氣一次部分做了較為詳細的理論設(shè)計，而對其電氣二次部分并沒有涉及，這有待于在今后的學(xué)習(xí)和工作中進行研究。關(guān)鍵詞：變電站短路電流動穩(wěn)定熱穩(wěn)定

ABSTRACTThestatementaboutthe110kvtransformerareasubstationdesign,discussedsomeelectricaltransformersubstationdesign(onepart)inpowersystemsengineeringoftheentireprocess.Throughthemaintransformerstationswiringdesign,stationswiringdesignstations,shortcircuitcurrentcalculations,checkelectricalequipmentmovingandthermalstability,setthemainelectricalequipmentmodelsandtheparameters,theoperatingmode,designover-voltageprotectionandminedevices,designgeneralelectricgraphicanddistributiondevicesflood,andwithoutpowercompensation.Completedsubstationdesigninpowersystem，lastly.Limitedtothespecificdesignrequirementsanddesigntimeofconstraints,thedesignonlyisapartoftheelectricaltransformerstations,anditssecondpartdidnotinvolve,whichresearchitinfuturestudyandwork.KEYWORDS:Substation,Shortcircuitcurrents,Movingstability，Thermalstability

目錄摘要 IABSTRACT II1緒論 11.1選題背景和意義 11.1.1選題背景 11.1.2選題意義 11.2原始資料 11.2.1分析本變電站在電力系統(tǒng)中的作用 11.2.2建設(shè)規(guī)模 11.2.3環(huán)境情況 11.2.4線路阻抗 21.3所做工作 21.3.1分析原始資料 21.3.2擬定主接線方案 21.3.3短路電流計算 21.3.4主要電器選擇 31.3.5其他計算和設(shè)計 31.3.6繪制電氣主接線圖 3本章小結(jié) 32電氣主接線設(shè)計 42.1主變壓器的選擇 42.1.1主變壓器臺數(shù)的確定 42.1.2主變壓器容量的確定 42.1.3主變壓器相數(shù)的確定 52.1.4主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定 52.1.5主變壓器調(diào)壓方式的確定 52.1.6主變壓器冷卻方式的確定 62.1.7主變壓器型號的確定 62.2主接線初步方案的擬訂及技術(shù)比較 62.2.1110kV電壓側(cè)接線 62.2.210kV電壓側(cè)接線 92.3方案經(jīng)濟比較 102.4主接線最終方案的確定 122.5站用變接線設(shè)計 132.5.1選擇變壓器 132.5.2接線方案確定 13本章小結(jié) 133短路電流計算 143.1短路故障產(chǎn)生的原因 143.2短路故障的危害 143.3短路電流計算的目的 153.4短路電流計算的內(nèi)容 163.4.1短路點的選取 163.4.2短路時間的確定 163.4.3短路電流的計算 163.5短路電流計算方法 163.5.1標(biāo)幺值法 163.5.2有名值法 163.6三相短路電流周期分量起始值的計算 163.6.1短路電流計算的基準(zhǔn)值 163.6.2網(wǎng)絡(luò)模型 173.6.3三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 17本章小結(jié) 214主要電氣設(shè)備的選擇 224.1斷路器和隔離開關(guān)的選擇 234.1.1110kV斷路器隔離開關(guān)的選擇 244.1.210kV斷路器隔離開關(guān)的選擇 264.2電流互感器的選擇 284.2.1110kV側(cè)電流互感器的選擇 294.2.210kV側(cè)電流互感器的選擇 304.3電壓互感器的選擇 314.3.1110kV母線設(shè)備電壓互感器的選擇 324.3.210kV母線設(shè)備電壓互感器的選擇 324.4高壓熔斷器的選擇 334.5母線的選擇與校驗 334.5.1110KV母線的選擇 344.5.210kV母線 354.5.3主變110KV側(cè)至110KV母線連線的選擇 364.5.4主變10kV側(cè)至10kV母線連線的選擇 374.6電纜選型及截面選擇 374.6.1電纜芯線材質(zhì)/芯數(shù) 374.6.2電纜結(jié)構(gòu) 374.6.3電纜選擇的具體技術(shù)條件簡述 384.6.4穿墻套管的選擇 424.7絕緣子型號和絕緣子串 434.8高壓開關(guān)柜的選擇 44本章小結(jié) 445無功補償、消弧線圈的計算與選擇及防雷接地設(shè)計 455.1無功補償 455.1.1提高功率因數(shù)的意義 455.1.2補償裝置的確定 455.2消弧線圈的計算與選擇 475.3防雷接地設(shè)計 475.3.1防雷設(shè)計 475.3.2接地設(shè)計 52本章小結(jié) 536電氣總平面布置及配電裝置的選擇 546.1配電裝置特點 546.1.1屋內(nèi)配電裝置的特點 546.1.2屋外配電裝置的特點 546.2配電裝置類型及應(yīng)用 546.3電氣總平面布置 556.3.1電氣總平面布置的要求 556.3.2電氣總平面布置 55本章小結(jié) 567總結(jié) 578致謝 589參考文獻 59附錄 611緒論1.1選題背景和意義1.1.1選題背景經(jīng)濟迅速發(fā)展，開發(fā)區(qū)將成為榆林市新的經(jīng)濟發(fā)展區(qū)，經(jīng)濟將迅速發(fā)展，榆林供電區(qū)域用電負荷也將迅速增長，截至2006年底，該供電區(qū)有110kV變電站2個，2005年榆林市區(qū)電網(wǎng)最高負荷55MW，2006年榆林市供電區(qū)電網(wǎng)最高負荷達58MW，增長幅度5.5％，預(yù)計2007年榆林市供電區(qū)電網(wǎng)最高負荷達72MW。隨著市政府的搬遷和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展，榆林市區(qū)局部地區(qū)預(yù)期負荷增長較快，僅靠兩個110kV變電站無法滿足工業(yè)區(qū)負荷日益增長的需求。隨著因此，急需在開發(fā)區(qū)供電區(qū)域內(nèi)新建一座110kV變電站以滿足日益增長的用電需求。為滿足榆林市和開發(fā)區(qū)與日俱增的用電需求，根據(jù)《2008-2012年榆林市電網(wǎng)滾動規(guī)劃》，于2008年擬在榆林市開發(fā)區(qū)新建110kV變電站。1.1.2選題意義變電站作為整個電網(wǎng)中的一個核心節(jié)點，擔(dān)負著電能的傳輸與分配的任務(wù)。在電網(wǎng)的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下，電網(wǎng)各節(jié)點，如變電站、發(fā)電廠具體實施和保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。因此，研究變電站一次側(cè)設(shè)計對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展有著極其深遠的意義。1.2原始資料1.2.1分析本變電站在電力系統(tǒng)中的作用本變電站的電壓等級為110kV，供電負荷10kV在企業(yè)內(nèi)部。屬于一般降壓變電站。1.2.2建設(shè)規(guī)模（1）110kV本期2進2出，最終2進3出，每回最大負荷40MW；（2）10kV本期24回出線，最終36回出線，每回最大負荷4000kW。1.2.3環(huán)境情況（1）海拔600米，溫度—20℃～35℃，年平均氣溫14.5℃；（2）污穢等級Ⅱ度；（3）雷暴日每年70.2天。1.2.4線路阻抗市中變本期進線由東沙變和市區(qū)變接入，220kV東沙變和市區(qū)變從省網(wǎng)220kV環(huán)網(wǎng)供電,系統(tǒng)容量趨于無窮大，折算至東沙變110kV側(cè)母線的系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值為0.05033，東沙變110kV側(cè)母線至本站110kV進線距離為6.017km；折算至市區(qū)變110kV側(cè)母線的系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值為0.04398，市區(qū)變110kV側(cè)母線至本站110kV進線距離為6.769km。1.3所做工作1.3.1分析原始資料（1）本工程情況變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量等。（2）電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃（5～10年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。（3）負荷情況負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。（4）環(huán)境條件當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。（5）設(shè)備制造情況為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可行性。1.3.2擬定主接線方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個主接線方案。因為對出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會出現(xiàn)多種接線方案。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。1.3.3短路電流計算對擬定的主接線，為了選擇合理的電氣設(shè)備，需進行短路電流計算。1.3.4主要電器選擇包括110kV主變側(cè)斷路器、10kV主變側(cè)斷路器、10kV出線側(cè)斷路器、110kV主變側(cè)隔離開關(guān)、10kV主變側(cè)隔離開關(guān)、10kV出線側(cè)隔離開關(guān)、110kV主變側(cè)電流互感器、110kV母聯(lián)電流互感器、10kV主變側(cè)電流互感器、10kV母聯(lián)電流互感器、10kV出線側(cè)電流互感器、110kV母線設(shè)備電壓互感器、10kV母線設(shè)備電壓互感器、高壓熔斷器、110KV母線、10kV母線、主變110KV側(cè)至110KV母線連線、主變10kV側(cè)至10kV母線連線、110kV側(cè)電纜及配件、10kV側(cè)電纜及配件。1.3.5其他計算和設(shè)計無功補償、消弧線圈的計算與選擇及防雷接地設(shè)計。1.3.6繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。本章小結(jié)本章首先介紹了選題背景和意義,其次對變電站原始資料進行分析,并指出所做工作。2電氣主接線設(shè)計變電站電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分，它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級的線路、無功補償設(shè)備以最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。2.1主變壓器的選擇變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。2.1.1主變壓器臺數(shù)的確定為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)兩臺主變壓器。考慮到本變電站遠期擴建，將增加一臺。2.1.2主變壓器容量的確定表2-1電力需求預(yù)測方案年份需求預(yù)測2004(實績)2005(預(yù)計)2006(預(yù)測)2007(預(yù)測)2008(預(yù)測)2010(預(yù)測)2015(預(yù)測)項目區(qū)負荷(兆伏安)39.4945.4752.3559.3867.3676.41108備注：表按2006年建成投產(chǎn)項目列出預(yù)測水平年根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計算負荷選擇，對平穩(wěn)負荷供電的單臺變壓器（2.1）式中：S為計算負荷容量（kVA）；Se為變壓器容量（kVA）；β為負荷率（一般取85％左右）。本系統(tǒng)中只有10kv一個負荷等級。2007年預(yù)測最大負荷S為59.38MVA，需要選擇的變壓器容量主變壓器容量確定的要求：根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60～70%。，當(dāng)一臺停運時，另一臺則承擔(dān)70%為35.331MVA。故選兩臺50MVA的主變壓器就可滿足負荷需求，采用暗備用工作方式。2015年預(yù)測最大負荷S為108MVA，需要選擇的變壓器容量：，，當(dāng)一臺停運時，其余變壓器則承擔(dān)70%為64.26MVA。故遠期增設(shè)一臺50MVA的主變壓器就可滿足負荷需求。2.1.3主變壓器相數(shù)的確定容量為300kV及以下機組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選三相變壓器，因為單相變壓器組相對投資大、占地多、運行損耗大、配電裝置復(fù)雜。采用“降壓結(jié)構(gòu)”的線圈，排列成鐵芯一低壓一高壓線圈，高與低之間阻抗最大。2.1.4主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定由于本次設(shè)計變電站為110kV和10kV兩個電壓等級，該變電所選雙繞組變壓器。連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，110kV以上電壓，變壓器繞組都采用YN連接；10kV采用D11連接。2.1.5主變壓器調(diào)壓方式的確定為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭的方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且既要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)倒送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實現(xiàn)特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。2.1.6主變壓器冷卻方式的確定主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。自然風(fēng)冷卻及強迫風(fēng)冷卻適用與中小型變壓器；強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻一般適用與大容量變壓器，在水源充足的情況下也可采用強迫油循環(huán)水冷卻；強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻是大型變壓器采用的高效率的冷卻方式?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性要求及維護工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。2.1.7主變壓器型號的確定查《電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為50MVA。由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)》選定主變型號為：SZ10-50000/110。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量（kVA）：50000額定電壓（kV）：高壓—110±8×1.25%；低壓—10.5連接組標(biāo)號：YNd11空載損耗（W）：42+15%負載損耗（W）：184+15%空載電流（%）：≤0.3短路阻抗（%）：14.5±7.5%2.2主接線初步方案的擬訂及技術(shù)比較2.2.1110kV電壓側(cè)接線《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，35～110kV線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或單母線分段接線。110kV線路為6回其以上時，宜采用雙母線接線。表2-2方案擬定方案110kV10kV主變臺數(shù)方案一橋式（內(nèi)橋）單母線分段2方案二單母線分段單母線2（1）橋式接線(a)內(nèi)橋接線(b)外橋接線圖2-1橋式接線橋式接線具有工作可靠、靈活、使用的電器少、裝置簡單清晰和建造費用低等優(yōu)點，并且它特別容易發(fā)展為單母線分段或雙母線接線。因此，為了節(jié)省投資，當(dāng)配電裝置建造初期負荷較小，引出線數(shù)目不多時，應(yīng)采用橋式接線。隨著負荷的增大，引出線數(shù)目增多時，則需逐步發(fā)展為單母分段或雙母線接線。1）內(nèi)橋接線的特點：連接橋斷路器在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，因此，線路的投入和切除比較方便。在線路故障或切除、投入時，不影響其余回路工作，并且操作簡單；而在變壓器故障或切除、投入時，要使相應(yīng)線路短時停電，并且操作復(fù)雜。內(nèi)橋接線的適用范圍：一般適用于線路較長（相對來說線路的故障率較大）和變壓器不需要經(jīng)常切換（如火電廠）的情況。2）外橋接線的特點：連接橋斷路器在線路斷路器的外側(cè),它與內(nèi)橋接線相反。外橋接線的適用范圍：一般適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。當(dāng)系統(tǒng)中有穿越功率通過主接線為橋型接線的發(fā)電廠或變電站高壓側(cè)時，或者橋形接線的2條線路接入環(huán)形電網(wǎng)時，都應(yīng)該采用外橋接線。（2）單母線分段接線圖2-2單母線分段接線優(yōu)點：1）用斷路器把母線分段，可以提高供電可靠性和靈活性，對重要用戶可以從不同段引出兩回饋線路，由雙電源供電；2）當(dāng)一段母線檢修或故障時，分段開關(guān)自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電，且接線簡單、設(shè)備少、投資小、運行操作方便，不易發(fā)生誤操作事故，而且投資小。缺點：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都將在檢修期內(nèi)停電，且可靠性和靈活性較差；2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越；3）擴建需兩方向均衡發(fā)展。適用范圍：1）5～10kV配電裝置的出線回數(shù)為6回及以上時；2）35～60kV配電裝置的出線回數(shù)為4～8回時；3）110～220kV配電裝置的出線回數(shù)為4回時。本次設(shè)計變電站110kV線路有2回（遠期3回），方案一簡單清晰，調(diào)度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供電，設(shè)備少，投資和占地小，節(jié)省一部分?jǐn)嗦菲鳎顿Y較小，但供電可靠性較差；方案二一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設(shè)備多，投資和占地面積大，配電裝置復(fù)雜，易誤操作如圖2-1所示。2.2.210kV電壓側(cè)接線《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，6～10kV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站10kV側(cè)線路為24回（遠期36回），可采用雙母線分段接線（如圖2-3）或雙母接線（如圖2-4）兩種方案。單母線分段接線圖2-3單母線分段接線見前面所述。單母線接線優(yōu)點：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。缺點：1）可靠性差。母線或隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全站長期停電；2）調(diào)度不方便,電源只能并列運行,不能分列運行,并且線路側(cè)發(fā)生短路時,有較大的短路電流。適用范圍：一般只用在出線回路少，并且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站中。圖2-4單母線接線方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設(shè)備多，投資和占地面積大，配電裝置復(fù)雜，易誤操作。方案二簡單清晰，調(diào)度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供電，設(shè)備少，投資和占地小，但供電可靠性較差。2.3方案經(jīng)濟比較方案一：110kV側(cè)橋式（內(nèi)橋）；10kV側(cè)單母線分段表2-2方案一設(shè)備價格匯總表序號名稱單位數(shù)量單價（萬元）合價（萬元）1110kV三相電力變壓器容量(kVA)50000臺2100.00200.002110kV電纜進線開關(guān)柜面215.0030.003110kV主變進線隔離柜面28.0016.004110kV橋開關(guān)柜面115.0015.005110kV電壓互感器、避雷器柜面212.0024.00610kV主變進線開關(guān)柜面28.0016.00710kV電纜出線開關(guān)柜面248.00192.00810kV分段開關(guān)柜面28.0016.00910kV電壓互感器、避雷器柜面27.0014.00合計：=SUM(ABOVE)523方案二：110kV側(cè)單母線分段；10kV側(cè)單母線接線表2-3方案二設(shè)備價格匯總表序號名稱單位數(shù)量單價（萬元）合價（萬元）1110kV三相電力變壓器容量(kVA)50000臺2100.00200.002110kV電纜進線開關(guān)柜面215.0040.003110kV主變進線開關(guān)柜面215.0040.004110kV分段開關(guān)柜面115.0020.005110kV電壓互感器、避雷器柜面212.0020.00610kV主變進線開關(guān)柜面28.0030.00710kV電纜出線開關(guān)柜面248.00192.00810kV電壓互感器、避雷器柜面27.0014.00合計：=SUM(ABOVE)5562.4主接線最終方案的確定（1）技術(shù)的比較：110kV橋式接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運行。10kV單母線分段接線可靠性較高，能滿足110kV變電站重要負荷的供電可靠性且出線較多的要求。所以，選擇方案一。（2）經(jīng)濟的比較：方案一比方案二投資少，且能滿足技術(shù)的要求。所以，從經(jīng)濟運行費用的角度考慮，選擇方案一。2.5站用變接線設(shè)計2.5.1選擇變壓器調(diào)壓方式：有載調(diào)壓變壓器冷卻方式：自然風(fēng)冷冷卻方式原則上站用電負荷按0.2%變電所容量計，設(shè)置2臺所用變相互備用站用電負荷：S=59.38×0.2%=118.76kVA站用變?nèi)萘坑嬎悖?100.946×0.7=70.662kVA故選兩臺80kVA的主變壓器就可滿足負荷需求，采用暗備用工作方式。所用變壓器參數(shù)：型號：SC9-80/10.5U1e=10.5±5%（kV）U2e=0.4（kV）連接組別：Y，yn0空載損耗：0.70（kW）阻抗電壓：4%空載電流：1.5（%）2.5.2接線方案確定變電站站用母線采用單母分段接線方式。平時分列運行，兩臺站用變采用單母線接線方式，以限制故障。本章小結(jié)本章先從大的方面介紹了電氣主接線設(shè)計的基本要求和主接線的基本接線形式，在確定主變后根據(jù)要求提出了兩個設(shè)計方案，最后從技術(shù)和經(jīng)濟的角度對兩個方案進行了比較，得出本系統(tǒng)所需的主接線形式及站用變接線形式。3短路電流計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。3.1短路故障產(chǎn)生的原因工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營﹑辦公等活動以及人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑安全﹑可靠地運行.但是由于各種原因，系統(tǒng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障，使正常運行狀態(tài)遭到破壞。短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有：（1）設(shè)備原因電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運行時被擊穿短路；以及設(shè)計、安裝、維護不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。（2）自然原因氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。（3）人為原因工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。3.2短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運行時阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會帶來以下嚴(yán)重后果：（1）短路電流的熱效應(yīng)巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。（2）短路電流的電動力效應(yīng)由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動力。如果電動力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。（3）短路系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對用戶帶來很大影響。例如，異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時電壓降低能造成照明負荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。（4）不對稱短路的磁效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動勢。（5）短路時的停電事故短路時會造成停電事故，給國民經(jīng)濟帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。（6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。3.3短路電流計算的目的（1）主接線比選短路電流計算可為不同方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。（2）選擇導(dǎo)體和電器如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設(shè)備動力穩(wěn)定，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗短路器的遮斷能力等。（3）確定中性點接地方式對于10kV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點接地方式。（4）選擇繼電保護裝置和整定計算在考慮正確、合理地裝設(shè)保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據(jù)需要計算單相接地電流等。3.4短路電流計算的內(nèi)容3.4.1短路點的選取各級電壓母線、各級線路末端。3.4.2短路時間的確定根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護整定的需要，確定計算短路電流的時間。3.4.3短路電流的計算最大運行方式下最大短路電流；最小運行方式下最小短路電流；各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計算的具體項目及其計算條件，取決于計算短路電流的目的。3.5短路電流計算方法供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必須首先計算出短路點到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數(shù)的計算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法。3.5.1標(biāo)幺值法標(biāo)幺制是一種相對單位制，標(biāo)幺值是一個無單位的量，為任一參數(shù)對其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺值法，就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。由于電力系統(tǒng)有多個電壓等級的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺值法，可以省去不同電壓等級間電氣參量的折算。在電壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值法進行短路電流計算。3.5.2有名值法有名值法就是以實際有名單位給出電路元件參數(shù)。這種方法通常用于1kV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計算。3.6三相短路電流周期分量起始值的計算3.6.1短路電流計算的基準(zhǔn)值短路電流的計算通常采用近似標(biāo)幺值計算。取=100MW，各級基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。3.6.2網(wǎng)絡(luò)模型計算短路電流對所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型，即：忽略負荷電流；不計各元件的電阻，也不計送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示，并認為發(fā)電機電勢模值標(biāo)幺制為1，相角為0°。3.6.3三相短路電流周期分量起始值的計算步驟計算各元件參數(shù)標(biāo)幺值并作等值電路主變壓器（雙繞組）阻抗電壓百分比為14%，取=100MVA，=計算變壓器各繞組的標(biāo)幺值(3.1)＝×＝0.28，由于一期工程，只有兩臺主變運行。所以，只需考慮2臺變壓器。2變的參數(shù)與1變的參數(shù)一致。市中變本期進線由東沙變和市區(qū)變接入，系統(tǒng)容量趨于無窮大，折算至東沙變110kV側(cè)母線的系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值為0.05033，東沙變110kV側(cè)母線至本站110kV進線距離為6.017km；折算至市區(qū)變110kV側(cè)母線的系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值為0.04398，市區(qū)變110kV側(cè)母線至本站110kV進線距離為3.769km。(3.2)輸電線路每公里電抗，110kV側(cè)基準(zhǔn)電壓取115kV，東沙變110kV側(cè)母線至本站輸電線路阻抗市區(qū)變110kV側(cè)母線至本站輸電線路阻抗圖3-1等值電路圖d1點短路電流的計算（1）110kV并聯(lián)10kV并聯(lián)：====32.68基準(zhǔn)電流：===0.502kA110kV短路電流的有名值：=·=32.68×0.502=16.39kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×16.39=41.77kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×16.39=24.75kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×16.39×115=3266MVA（2）110kV并聯(lián)10kV分裂：====32.68基準(zhǔn)電流：===0.502kA110kV短路電流的有名值：=·=32.68×0.502=16.39kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×16.39=41.77kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×16.39=24.75kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×16.39×115=3266MVA（3）110kV不并聯(lián)10kV并聯(lián)：====14.59基準(zhǔn)電流：===0.502kA110kV短路電流的有名值：=·=14.59×0.502=7.33kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×7.33=18.66kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×7.33=11.07kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×7.33×115=1460MVA（4）110kV不并聯(lián)10kV分裂：====14.59基準(zhǔn)電流：===0.502kA110kV短路電流的有名值：=·=14.59×0.502=7.33kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×7.33=18.66kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×7.33=11.07kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×7.33×115=1460MVAd2點短路電流的計算（1）110kV并聯(lián)10kV并聯(lián)：====5.862基準(zhǔn)電流：===5.5kA10kV短路電流的有名值：=·=5.862×5.5=29.241kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×29.241=82.215kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×29.241=48.684kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×29.241×10.5=586MVA（2）110kV并聯(lián)10kV分裂：====3.22基準(zhǔn)電流：===5.5KA10kV短路電流的有名值：=·=3.22×5.5=17.71kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×17.71=45.16kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×17.71=26.74kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×17.71×10.5=322MVA（3）110kV不并聯(lián)10kV并聯(lián)：====4.795基準(zhǔn)電流：===5.5kA10kV短路電流的有名值：=·=4.795×5.5=26.37kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×26.37=67.24kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×26.37=39.82kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×26.37×10.5=480MVA（4）110kV不并聯(lián)10kV分裂：====2.845基準(zhǔn)電流：===5.5kA10kV短路電流的有名值：=·=2.845×5.5=15.65kA沖擊電流:=EQ\R(,2)×1.8×=EQ\R(,2)×1.8×15.65=39.91kA電流最大有效值：=1.51×=1.51×15.65=23.63kA短路容量：=EQ\R(,3)=EQ\R(,3)×15.65×10.5=284MVA表3-1短路電流計算結(jié)果表運行方式短路點短路電流周期分量起始值（kA）短路電流沖擊值（kA）短路全電流最大有效值（kA）起始短路容量（MVA）110kV并聯(lián)3*50MVAUd1-2=14%10KV并聯(lián)運行d116.3941.7724.753266d229.2482.2248.685863*50MVAUd1-2=14%10KV分裂運行d116.3941.7724.753266d217.7145.1626.74322110kV不并聯(lián)3*50MVAUd1-2=14%10KV并聯(lián)運行d17.3318.6611.071460d226.3767.2439.824803*50MVAUd1-2=14%10KV分裂運行d17.3318.6611.071460d215.6539.9123.63284由表3-1可知當(dāng)兩臺主變并列運行時，短路容量比較大，故在正常時變壓器并列運行，以確保供電可靠性，當(dāng)出現(xiàn)短路時將短路點切除并斷開110kV側(cè)母線使變壓器處于非并列運行狀態(tài)，以避免較大的短路電流。本章小結(jié)本章對變電站系統(tǒng)中的各個電壓等級下的母線發(fā)生三相短路時，所流過的短路電流進行了分別計算。這為下步設(shè)備選擇奠定了基礎(chǔ)。4主要電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(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。在進行電器選擇時，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，選擇合適的電氣設(shè)備。表4-1高壓電器技術(shù)條件序號電器名稱額定電壓額定電流額定容量機械荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平KAAKVANA1斷路器√√√√√√√2隔離開關(guān)√√√√√√3組合電器√√√√√√4負荷開關(guān)√√√√√√5熔斷器√√√√√√6PT√√√7CT√√√√√√8電抗器√√√√√√9消弧線圈√√√√√10避雷器√√√√11封閉電器√√√√√√√12穿墻套管√√√√√√13絕緣子√盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。氣設(shè)備選擇的一般原則：應(yīng)滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗；應(yīng)力求技術(shù)先進與經(jīng)濟合理；選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；擴建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致；選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。同時，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如表4-1。4.1斷路器和隔離開關(guān)的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)濟技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10kV~220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時，可以選用SF6斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：額定電壓校驗：UN≥UNs（4.1）額定電流校驗：IN＞Imax（4.2）開斷電流：INbr＞（4.3）動穩(wěn)定：ies＞ish（4.4）熱穩(wěn)定：It2t>Qk（4.5）同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求。4.1.1110kV斷路器隔離開關(guān)的選擇進線側(cè)斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流263.581A具體選擇及校驗過程如下：(1)額定電壓選擇：UN≥UNs=110kV(2)額定電流選擇：IN＞Imax=263.581A(3)開斷電流選擇：INbr＞I″=16.38kA表4-2SN4-110/1250技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A額定短路開斷電流/kA額定短路關(guān)合電流/kA額定峰值耐受電流/kA額定短路耐受電流/kA額定短路持續(xù)時間/SSN4-110/1250110125031.5808031.54(4)熱穩(wěn)定校驗：It2t>Qk短路電流的假想時間，等于后備保護動作時間與斷路器全分閘時間之和，即tjs=tb+td.其中tb=0.5std=0.15s，即tjs=0.5+0.15=0.65s.∵tjs＜1s，∴應(yīng)考慮非周期分量作用時間0.05s，即tjs=0.7s在β＂=1時，查《發(fā)電廠電氣設(shè)備》中周期分量等值時間曲線得tdz=0.5(s)∴Qk=I2∞tdz=41.772×0.5=872.366（kA2·S）It2t=31.52×4=3969（kA2·S）Qk≤Ir2t滿足熱穩(wěn)定要求。(5)動穩(wěn)定校驗：ies=80kA＞ish=41.77kA滿足校驗要求表4-3SN4-110/1250具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SN4-110/1250UNs110kVUN110kVImax275.562AIN1250AI″16.38kAINbr31.5kAish41.77kAINcl80kAQK872.366(kA2·s）It2t31.52×4=3969(kA2·s）ish41.77kAies80kA由表可知，所選斷路器滿足要求。進線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：(1)額定電壓選擇：(2)額定電流選擇：(3)極限通過電流選擇：表4-4GN4-110/1250技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓/kV額定電流/A峰值耐受電流/kA短時耐受電流/kA-SGN4-110/125011012508031.5-4(4)熱穩(wěn)定校驗：It2t>QkIt2t=31.52×4=3969(kA2·S)所以，It2t>Qk滿足熱穩(wěn)校驗。(5)動穩(wěn)定校驗：ies=80kA＞ish=41.77kA滿足校驗要求。表4-5GN4-110/1250具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN4-110/1250UNs110kVUN110kVImax275.562AIN1250AQK872.366(kA2·S)It2t31.52×4(kA2·S)ish41.77Aies80kA由表可知，所選隔離開關(guān)各項均滿足要求。110kV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變壓器110kV進線側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用SN4-110斷路器和GN4-110/1250型隔離開關(guān)。110kV主變側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變壓器110kV進線側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用SN4-110斷路器和GN4-110/1250型隔離開關(guān)。4.1.210kV斷路器隔離開關(guān)的選擇主變側(cè)斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大工作電流：2886.836A具體選擇及校驗過程如下：(1)額定電壓選擇：UN≥UNs=10.5kV(2)額定電流選擇：IN＞Imax=2886.836A(3)開斷電流選擇：INbr＞I″=82.22表4-6VD4-12/3150技術(shù)參數(shù)型號額定電壓/kV額定電流/A峰值耐受電流/kA短時耐受電流/kA-SVD4-12/315012315010031.5-4(4)熱穩(wěn)定校驗：It2t>Qk短路電流的假想時間，等于后備保護動作時間與斷路器全分閘時間之和，即tjs=tb+td.其中tb=0.5std=0.15s，即tjs=0.5+0.15=0.65s∵tjs＜1s，∴應(yīng)考慮非周期分量作用時間0.05s，即tjs=0.7s在β＂=1時，查《發(fā)電廠電氣設(shè)備》中周期分量等值時間曲線得：tdz=0.5(s)∴Qk=I2∞tdz=82.222×0.5=3380.064（KA2·S）It2t=31.52×4=3969（kA2·S）Qk≤It2t滿足熱穩(wěn)定要求。(5)動穩(wěn)定校驗：ies=100kA＞ish=82.22kA滿足校驗要求。表4-7VD4-12/3150具體參數(shù)計算數(shù)據(jù)VD4-12/3150UNs10kVUN12kVImax2886.836AIN3150AI″29.24kAINbr31.5kAish82.22kAINcl100kAQK3380.064(kA2·S)It2t31.52×4=3969(kA2·S)ish82.22kAies100kA由表可知，所選斷路器滿足要求。出線斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大工作電流：274.937A具體選擇及校驗過程如下：(1)額定電壓選擇：UN≥UNs=10kV(2)額定電流選擇：IN＞Imax=274.937A(3)極限通過電流選擇：ies＞ish=82.22kA表4-8ZN21-12/1250技術(shù)參數(shù)型號額定電壓/kV額定電流/A峰值耐受電流/kA短時耐受電流/kA-SZN21-12/125010125010031.5-4其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與主變側(cè)相同。表4-9ZN21-12/1250具體參數(shù)計算數(shù)據(jù)ZN21-12/1250UNs10kVUN12kVImax274.937AIN1250AI″29.24kAINbr31.5kAish82.22kAINcl100kAQK3380.064(kA2·S)It2t31.52×4=3969(kA2·S)ish82.22kAies100kA由表可知，所選斷路器各項均滿足要求。出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：110kV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變壓器110kV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用ZN28-10/2000A真空斷路器和GN30-10/2000A型隔離開關(guān)。4.2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：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6～20kV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)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓：（4.6）一次回路電流：（4.7）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來選擇。二次負荷：（4.8）式中，（4.9）（4.10）動穩(wěn)定：（4.11）式中，是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定：（4.12）為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。4.2.1110kV側(cè)電流互感器的選擇110kV主變側(cè)CT的選擇一次回路電壓：V一次回路電流：150.618A表4-10LCN6-110B參數(shù)設(shè)備項目LCN6-110B產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)un≥ug110kV115kV200A150.618A＞169kA·S50.426kA·S＞65kA41.77kA動穩(wěn)定校驗：滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗：滿足熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選LCN6-110B滿足要求。110kV母聯(lián)CT：由于110kV母聯(lián)與變高110kV側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用LCN6-110B型CT。4.2.210kV側(cè)電流互感器的選擇10kV主變側(cè)CT的選擇一次回路電壓：一次回路電流：3665A由此得，初選LMZB3-10Q戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下：表4-11LMZB3-10Q參數(shù)設(shè)備項目LMZB3-10Q產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)Un≥ue20kV10kV4000A3665A＞484kAS274.275kAS＞700kA82.22kA動穩(wěn)定校驗：滿足動穩(wěn)定性要求。熱穩(wěn)定校驗：滿足熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器LMZB3-10Q滿足動熱穩(wěn)定性要求。10kV母聯(lián)CT的選擇由于10kV母聯(lián)只在一臺主變停運時才有大電流通過，與10kV母線側(cè)電流互感器相同，所以同樣選擇戶LMZB3-10Q戶外獨立式電流互感器。10kV出線側(cè)CT的選擇一次回路電壓：一次回路電流：293.266A根據(jù)以上兩項，初選LZZBJ18（400～600/5）電流互感器，其參數(shù)如下：表4-12LZZBJ18（400～600/5）參數(shù)設(shè)備項目LZZBJ18（400～600/5）產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)un≥ug10kV10kV400A293.266A＞324.0kAS274.275kAS＞90kA82.22kA動穩(wěn)定校驗：滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗：滿足熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選LZZBJ18（400～600/5）滿足要求。4.3電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：6kV～20kV屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35kV～110kV配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。一次電壓、，為電壓互感器額定一次線電壓。二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓。表4-13二次額定電壓繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)中心用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地二次額定電壓100100準(zhǔn)確等級：電壓互感器在哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下：(1)用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準(zhǔn)確等級要求為0.5級。(2)供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確等級，要求一般為１級。(3)用于估計被測量數(shù)值的標(biāo)記，如電壓表等，其準(zhǔn)確等級要求較低，要求一般為3級即可。(4)在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應(yīng)按要求準(zhǔn)確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確度等級。(5)負荷S2：S2＜Sn4.3.1110kV母線設(shè)備電壓互感器的選擇型式：采用油浸式電壓互感器，作接地保護用。電壓：額定一次電壓：準(zhǔn)確等級：用戶保護，測量、計量用，其準(zhǔn)確等級為0.5級。選定PT的型號為：JSJJ-110額定變比為：kV4.3.210kV母線設(shè)備電壓互感器的選擇型式：采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)PT，用于同步、測量儀表和保護裝置。電壓：額定一次電壓：準(zhǔn)確等級：用于保護、測量、計量用，其準(zhǔn)確等級為0.5級。查《發(fā)電廠電氣部分》選定PT型號：REL-10額定變比為：kV4.4高壓熔斷器的選擇根據(jù)電網(wǎng)電壓的要求，本站110kV、10kV電壓互感器都用高壓熔斷器進行保護，保護電壓互感器的熔斷器只需按額定電壓和開斷容量來選擇，查閱有關(guān)設(shè)計資料得：110kV電壓互感器使用XRNP—110型高壓限流熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：Ue=110kV，Ie=0.5A，Sde=1000MVA。10kV電壓互感器選用XRNP-10型高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：Ue=10kV，Ie=0.5A，Sde=1000MVA。表4-14高壓熔斷器選擇結(jié)果安裝地型號電壓電流斷流容量最大分?jǐn)嗔鲾?shù)量備注110kV電壓互感器XRNP—110110kV0.5A1000MVA5OkA2組保護室內(nèi)電壓互感器10kV電壓互感器XRNP-1010kV0.5A1000MVA5OkA2組保護室內(nèi)電壓互感器4.5母線的選擇與校驗導(dǎo)體選擇的一般要求：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇和校驗。工作電流；電暈（對110kV級以上電壓的母線）；動穩(wěn)定性和機械強度；熱穩(wěn)定性；同時也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。導(dǎo)體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20M以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。各電壓等級負荷，最大負荷利用率為：110KV側(cè)：Tmax=4200小時10KV側(cè)：Tmax=4000小時4.5.1110KV母線的選擇(1)硬母線的選擇按長期允許電流選擇截面：按一臺主變壓器容量計算：查《電力工程設(shè)計手冊》，得LMY—80×8型單條平放矩形鋁母線80×8mm2，長期允許載流量為500A，即Ial=500A當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時，溫度修正系數(shù)查表為K=0.92，則KIal=0.92×500=460A∴Igmax≤KIal滿足要求(2)導(dǎo)線截面的校驗1）按短路熱穩(wěn)定校驗：Smin≥（mm2）正常運行時導(dǎo)線溫度=25+（70-25）×=41℃查表，得C=99,則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為Smin===299mm2S=80×8=640mm2∴Smin≥滿足要求2）動穩(wěn)定校驗：查表得導(dǎo)體材料的允許應(yīng)力=7000N/cm2fph=1.73×10-7(N/m)W===8.533(m)fph:單位長度導(dǎo)體上所受相間電動力，N/m2;L:導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距，m；M:導(dǎo)體所受的最大彎矩，N/m2，通常為多跨距、勻載荷梁，取M=fphL2/10;W:導(dǎo)體對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)m3；h:三相系統(tǒng)平行布置時，矩形導(dǎo)體的長邊；b：三相系統(tǒng)平行布置時，矩形導(dǎo)體的短邊；a:相間距離，m；β：振動系數(shù)（β=1）?！酀M足要求故LMY—80×8型單片平放矩形母線符合要求。4.5.210kV母線(1)硬母線的選擇按長期允許電流選擇：Igmax≤KIal按一臺主變壓器容量計算：Igmax=1.05×=2886.85A查《電力工程設(shè)計手冊》，得