220kV降壓變電站設(shè)計說明

./本科生畢業(yè)論文題目220/110/10kV降壓變電所設(shè)計系別繼續(xù)教育學(xué)院班級電氣工程及其自動化姓名文中學(xué)號1143202353答辯時間2016年5月10日華北電力大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院220/110/10kV降壓變電所設(shè)計文中指導(dǎo)老師：偉摘要：本設(shè)計主要介紹了220/110/10kV變電所電氣部分初步設(shè)計容和方法。設(shè)計的容有主接線方案的確定,主變壓器的選擇,短路電流的計算,母線、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、絕緣子、穿墻套管的選擇和校驗,互感器的配置,防雷保護(hù)的設(shè)計,以及繼電保護(hù)的設(shè)計和整定計算。關(guān)鍵詞：變電所；主接線；變壓器；繼電保護(hù)TheTentativeDesignofElectricalEngineeringin220/110/10kVsubstationYangWenzhongTutor:Abstract:Thisdesignintroducesthecontentandmethodsof220/110/10kVsubstationelectricalpartofthepreliminarydesign.Designthecontentofthemainwiringprogram,thechoiceofthemaintransformershort-circuitcurrentcalculation,bus,circuitbreakers,isolatingswitches,fuses,insulators,selectionandvalidationofthewallbushing,transformerconfiguration,lightningprotectiondesign,aswellasthedesignoftherelayandsettingcalculation.Keywords:substation；mainwiring；transformer；relayprotection前言電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè),它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè),它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動力,其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于電能在工用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障,系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)將動作?？赡茉斐赏ｋ姷仁鹿?給生產(chǎn)生活帶來很大不利。因此,變電站在整個電力系統(tǒng)中對于保護(hù)供電的可靠性、靈敏性等指標(biāo)十分重要。變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所,是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分,緊靠發(fā)電廠。將壓變電站通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。這里所設(shè)計得就是220KV降壓變電站。它通常有高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等組成。本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求,針對220/110/10kV降壓變電所畢業(yè)設(shè)計論文。本次設(shè)計主要是一次變電所電器部分的設(shè)計,并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式,選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項參數(shù),并且通過計算,詳細(xì)的校驗了公眾不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定,并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況,確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式,同時根據(jù)變電所的電壓等級及其在電力網(wǎng)中的重要地位進(jìn)行繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計,最后通過對主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的主接線圖、平面圖、和繼電保護(hù)配置圖和繼電保護(hù)原理圖。1設(shè)計容及要求1.1設(shè)計的原始資料及依據(jù)<1>概述本變電所是按系統(tǒng)規(guī)劃,為滿足某城鎮(zhèn)負(fù)荷需要而建設(shè)的樞紐變電站,電壓等級為220/110/10kV。<2>所址地理及氣象條件本變電所為某城鎮(zhèn)的新建220kV降壓變電所,擬建于城郊,距城區(qū)約10km,當(dāng)?shù)啬曜罡邭鉁?6℃,年最低氣溫-20℃,最熱月平均最高氣溫35℃,最冷月平均最低氣溫-15℃。當(dāng)?shù)睾０胃叨葹?00m,雷暴日為100日/年。<3>本設(shè)計中各級電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為： 220kV側(cè)Tmax=3600小時/年 110kV側(cè)Tmax=4600小時/年 10kV側(cè)Tmax=4000小時/年<4>所用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為60kW,鍋爐動力、檢修間動力、主變冷卻裝置動力等為250kW。<5>所址概括：該變電所地勢較平,占地面積大,交通便利,出線走廊開闊,地震烈度為7度,該所接近負(fù)荷中心,區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求。<6>系統(tǒng)情況系統(tǒng)至本變電所220kV母線的標(biāo)幺電抗〔Sd=100MVA<7>設(shè)計容本設(shè)計只做電氣部分的初步設(shè)計,不作施工設(shè)計和土建設(shè)計。主要設(shè)計圍為：=1\*GB2⑴確定電氣主接線；=2\*GB2⑵主變壓器的選擇；=3\*GB2⑶短路電流計算；=4\*GB2⑷斷路器和隔離開關(guān)選擇；=5\*GB2⑸母線和出線選擇；=6\*GB2⑹限流電抗器選擇〔必要時；=7\*GB2⑺電流互感器和電壓互感器選擇；=8\*GB2⑻高壓熔斷器選擇〔必要時；=9\*GB2⑼支持絕緣子和穿墻套管選擇；=10\*GB2⑽消弧線圈選擇〔必要時；⑾避雷器選擇；=12\*GB2⑿配電裝置設(shè)計；=13\*GB2⒀配電裝置防雷設(shè)計；=14\*GB2⒁自動重合閘接線設(shè)計；=15\*GB2⒂繼電保護(hù)及整定計算。1.2負(fù)荷統(tǒng)計1.2.1站用負(fù)荷表1-1110kV負(fù)荷用戶名稱最大負(fù)荷〔KWcosφ有功功率同時系數(shù)無功功率同時系數(shù)回路數(shù)站用3100.950.90.9721.2.2110kV負(fù)荷表1-2110kV負(fù)荷序號用戶名稱最大負(fù)荷〔KWcosφ有功功率同時系數(shù)無功功率同時系數(shù)回路數(shù)1醫(yī)院78000.950.850.9522煉鋼廠540000.90.90.9523磚窯廠380000.850.90.9321.2.310kV負(fù)荷表1-310kV負(fù)荷序號用戶名稱最大負(fù)荷〔KWcosφ有功功率同時系數(shù)無功功率同時系數(shù)回路數(shù)1礦機(jī)廠12000.850.90.9322汽車廠21000.90.850.9523電機(jī)廠24000.860.860.9624飼料廠60000.70.890.9525制藥廠55000.80.850.9526機(jī)械廠58000.90.90.9721.3工程概況1.3.1工程建設(shè)規(guī)模各級電壓出線回路數(shù)：1220kV：電源進(jìn)線2回〔本站距離系統(tǒng)電源80公里；2110kV：出線6回〔工廠3回、3回備用；310kV：出線12回。根據(jù)以上所址概述,可了解到該設(shè)計中變電所的周邊環(huán)境情況,可推測該所地處平原地區(qū),占地面積大,由此根據(jù)變電所配電系統(tǒng)和配電裝置的設(shè)計原則,對本變電所進(jìn)行高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計；接近負(fù)荷中心,則要求供電的可靠性、調(diào)度的靈活性更高,由10kV電壓送電,該負(fù)荷側(cè)可采用雙回路送電。2電氣主接線的設(shè)計發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備,按一定順序連接的,用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路。電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng),代表了發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu),直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)配置、自動裝置和控制方式的選擇,對運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。2.1電氣主接線設(shè)計概述2.1.1對電氣主接線的基本要求電氣主接線的基本要求：〔1電氣主接線應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求,保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。對三類負(fù)荷以一個電源供電即可。對一類負(fù)荷和二類負(fù)荷占大多數(shù)的用戶應(yīng)由兩個獨立電源供電,其中任一電源必須在另一電源停止供電時,能保證向重要負(fù)荷供電。電壓和頻率是電能質(zhì)量的基本指標(biāo),在確定電氣主接線時應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動圍之?！?電氣主接線應(yīng)具有一定得靈活性和方便性,以適應(yīng)電氣裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)。不僅要求在正常運(yùn)行時能安全可靠地供電,而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時,也能適應(yīng)調(diào)度的要求,并能靈活、簡便、迅速地倒換運(yùn)行方式,使停電時間最短,影響圍最小?！?電氣主接線應(yīng)在滿足上述要求的前提下,盡可能經(jīng)濟(jì)。應(yīng)盡量減少設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用,并盡量減少占地面積,同時注意搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用?！?具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。電氣主接線在設(shè)計時應(yīng)盡量留有發(fā)展余地,不僅要考慮最終接線的實現(xiàn),同時還要兼顧到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案,使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下完成過渡方案的實施。2.1.2變電所電氣主接線的設(shè)計原則變電所主接線的設(shè)計必須滿足上述四個基本要求,以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù),一國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策及有關(guān)技術(shù)規(guī)為準(zhǔn)則,結(jié)合工程具體特點,準(zhǔn)確地掌握基礎(chǔ)資料,做到既要技術(shù)先進(jìn),又要經(jīng)濟(jì)實用。在工程設(shè)計中,經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書或委托書事必不可少的。它將根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及電力負(fù)荷增長率的規(guī)劃,給出所設(shè)計的變電所的容量、電壓等級、出線回路數(shù)、主要是負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對變電所的而具體要求,以及設(shè)計的容和圍,這些原始資料是設(shè)計的依據(jù),必須進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究,從而可以初步擬定一些主接線方案。國家方針政策、技術(shù)規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家實際狀況,結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點而制定的準(zhǔn)則,設(shè)計時必須嚴(yán)格遵循。結(jié)合對主接線的基本要求,設(shè)計的主接線應(yīng)供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。設(shè)計時,在進(jìn)行論證分析階段,更應(yīng)該辯證的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系,以使設(shè)計的主接線具有先進(jìn)性和可行性。我國《變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》對主接線設(shè)計作了如下規(guī)定：在滿足運(yùn)行要求時,變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在110~220kv變電所中,當(dāng)出現(xiàn)為2回時,一般采用橋型接線；當(dāng)出線不超過4回時,一般采用單母線分段接線；當(dāng)樞紐變電所的出線在4回及以上時,一般采用雙母線。在35kv變電所中,當(dāng)出線為2回時,一般采用橋型接線；當(dāng)出線為2回以上時,一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所,可采用雙母線接線。在6~10kv變電所中,一般采用單母線接線或單母線分段接線。旁路設(shè)施可按主接線基本形式中所述的情況設(shè)置。2.1.3電氣主接線的設(shè)計步驟電氣主接線的設(shè)計伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設(shè)計,即按照工程基本建設(shè)程序,經(jīng)歷可行性研究階段、初步設(shè)計階段、技術(shù)設(shè)計階段和施工設(shè)計等四個階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同,其深度,廣度也有所差異,但總的設(shè)計思路、方法和步驟相同。對原始資料進(jìn)行綜合分析〔1變電所的情況,包括變電所的類型,在電力系統(tǒng)中的地位和作用,近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃容量,近期和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級電壓中性點接地方式、最大負(fù)荷利用小時數(shù)及可能的運(yùn)行方式等?！?負(fù)荷情況,包括負(fù)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。電力負(fù)荷的原始資料室設(shè)計主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),應(yīng)在電力負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上確定,其準(zhǔn)確性直接影響主接線的設(shè)計質(zhì)量?！?環(huán)境條件,包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、污穢、覆冰、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。這些對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響,必須予以重視；此外,對重型設(shè)備的運(yùn)輸,也應(yīng)充分考慮?！?設(shè)備情況。為使所設(shè)計的主接線可行,必須對各主要電器的性能、制造能力、供貨情況和價格等資料匯集并進(jìn)行分析比較,保證設(shè)計具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。確定主變壓器的容量和臺數(shù)變電所主變壓器的容量,一般應(yīng)按5~10年規(guī)劃負(fù)荷來選擇,根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定。對重要變電所,應(yīng)考慮當(dāng)1臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量在記及過負(fù)荷能力允許時間,應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負(fù)荷的供電；對一般性變電所,當(dāng)1臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70﹪至80﹪。變電所主變壓器的臺數(shù),對于樞紐變電所在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下,以設(shè)置2臺主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所,可設(shè)3臺主變壓器,以提高供電可靠性。主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求,在原始資料分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)對電源盒出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等,可擬定出若干個主接線方案。依據(jù)對主接線的基本要求,從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案,最終保留2～3個技術(shù)上相當(dāng),又都能滿足任務(wù)書要求的方案,在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變電所的主接線,還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計算比較,最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。4、所用電源的引接確定所用電源的引接方式。短路電流計算和主要電氣選擇對所選的電氣主接線進(jìn)行短路電流計算,并選擇合理的電氣設(shè)備。6、繪制電氣主接線圖對最終確定的主接線,按工程要求繪制工程圖。2.2主接線的基本接線形式及其特點電氣主接線的型式是多種多樣的,按有無母線可分為有母線型的主接線和無母線型的主接線兩大類。2.2.1有母線型的電氣主接線1、單母線接線及單母線分段接線〔1單母線接線單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可保證電源并列工作,又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等,應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上,以減少功率在母線上的傳輸。單母接線的優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好,并且母線便于向兩端延伸,擴(kuò)建方便和采用成套配電裝置。缺點：①可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時,所有回路都要停止工作,也就成了全廠或全站長期停電。②調(diào)度不方便,電源只能并列運(yùn)行,不能分列運(yùn)行,并且線路側(cè)發(fā)生短路時,有較大的短路電流。適用圍：一般只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器的以下三種情況：6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；110～220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回?！?單母分段接線單母線用分段斷路器進(jìn)行分段,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電線路,由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小,可以不予考慮。在可靠性要求不高時,亦可用隔離開關(guān)分段,任一母線故障時,將造成兩段母線同時停電,在判別故障后,拉開分段隔離開關(guān),完成即可恢復(fù)供電。單母線分段接線的缺點是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時,常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建?！?單母線帶旁路母線的接線為了檢修出線斷路器,但不中斷對該出線的供電,可增設(shè)旁路母線。當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開電源時,旁路母線還可以與電源回路連接,此時還需在電源回路加裝旁路隔離開關(guān)。有了旁路母線,提高了供電的可靠性,但旁路系統(tǒng)造價昂貴,同時使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化,另外檢修母線或母線故障期間中斷供電。2、雙母線接線及分段接線〔1雙母線接線雙母接線有兩組母線,并且可以互為備用。每一個電源和出線的回路,都裝有一臺斷路器,有兩組母線隔離開關(guān),可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò),通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實現(xiàn)。由于有了兩組母線,時運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。其優(yōu)點主要有：①檢修母線時不影響正常供電；②檢修任一組母線隔離開關(guān)時,只需斷開此隔離開關(guān)所屬回路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線,其他回路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行；③工作母線發(fā)生故障后,所有回路能迅速恢復(fù)供電；④檢修任一出線斷路器時,可用母聯(lián)斷路器代替檢修的斷路器,回路只需短時停電；⑤調(diào)度靈活；⑥擴(kuò)建方便等特點。缺點:①在倒母線的操作過程中,隔離開關(guān)作為操作電器,容易發(fā)生誤操作；②檢修任一回路的斷路器或母線故障時,仍將短時停電；③所使用的設(shè)備多〔母線隔離開關(guān)的數(shù)目多,并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以經(jīng)濟(jì)性能差?！?雙母線分段接線為了縮小母線故障的停電圍,可采用雙母線分段接線,用分段斷路器將工作母線分為兩段,每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連,電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。這種接線具有單母線分段和雙母線的特點,較雙母線接線具有更高的可靠性和靈活性。正常運(yùn)行時工作母線工作,備用母線不工作,它是單母線分段接線方式,當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后,在繼電保護(hù)作用下,分段斷路器先自動跳開,而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開,該段母線所連的出線回路停電；隨后,將故障段母線所連的電源回路和出線回路倒至備用母線上,即可恢復(fù)供電,這樣,只是部分短時停電,而不必短期停電,仍是單母線分段運(yùn)行方式。雙母線分段接線主要用于大容量進(jìn)出線較多的配電裝置中,如220KV進(jìn)出線達(dá)10～14回時,就可采用雙母線三分段的接線。在330～500KV的配電裝置中,也有采用雙母線四分段的?！?雙母線帶旁路母線的接線為了不停電檢修出線斷路器,雙母線可以帶旁路母線,用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作,使該回路不致停電。這種接線運(yùn)行操作方便,不影響雙母線正常運(yùn)行,但多裝了一組斷路器和隔離開關(guān),增加了投資和配電裝置的占地面積,然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多,并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。2.2.2無母線型的電氣主接線無母線型的電氣主接線在電源與引出線之間或接線中各元件之間沒有母線連接,常用的有橋型接線、多角形接線和單元接線。〔1橋型接線適用于僅有兩臺變壓器和兩條引出線的發(fā)電廠和變電所中。因此,它不適合本設(shè)計中對主接線進(jìn)出線的要求?！?多角形接線沒有集中地母線,相當(dāng)于將單母線用斷路器按電源和引出線的數(shù)目分段,且連接成環(huán)形的接線。這種接線一般適用于最終規(guī)模已確定的110kV及以上的配電裝置中,且以不超過六角形為宜。多角形接線的缺點之一就是擴(kuò)建困難,因此,此接線型式亦不適合本設(shè)計的要求?！?單元接線一般適用于只有一臺變壓器和一回線路時的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所,因此,此接線也不適合本設(shè)計的要求。2.2.1220kV側(cè)主接線方案本變電站高壓側(cè)220kV進(jìn)線回路數(shù)2回,無出線回路。根據(jù)原始資料擬定了兩個主接線方案,具體分析如下：方案一：圖2-1220kV側(cè)主接線圖方案一如圖是單斷路器不分段雙母線接線,其中Ⅰ母線處于工作狀態(tài),Ⅱ組母線處于備用狀態(tài),Ⅰ組與Ⅱ組母線之間由母聯(lián)斷路器QF進(jìn)行聯(lián)絡(luò),正常運(yùn)行時,母聯(lián)斷路器QF是斷開的,每一回進(jìn)線接到I短母線上的隔離開關(guān)是閉合的,接到Ⅱ短母線上的隔離開關(guān)是斷開的,雙母線接線最主要的優(yōu)點是靈活性高,它具有以下五個功能：檢修任意一組母線可不中斷供電；檢修任意回路的斷路器,只中斷該回路供電；工作母線發(fā)生故障可通過倒閘操作將所有回路轉(zhuǎn)移到備用母線上,使裝置迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路隔離開關(guān),可用母線聯(lián)絡(luò)斷路器代替它的工作,不至于使該回路供電長時間中斷；在個別回路發(fā)生故障,斷路器因故不能跳閘時,可用母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF代替切斷該回路。上圖這種雙母線不分段接線的主要優(yōu)點是靈活性高,便于擴(kuò)建,但此種接線的主要缺點有：增加了一組母線,就需要使每回路增加一組母線隔離開關(guān)；當(dāng)母線故障檢修時,隔離開關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作,為了避免隔離開關(guān)誤操作,需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。根據(jù)以上分析及相關(guān)規(guī),本方案滿足該變電站220kV側(cè)主接線的要求。方案二：圖2-2220kV側(cè)主接線圖方案二方案二是在方案一的基礎(chǔ)上增設(shè)了一條旁路母線,其目的是為了在進(jìn)線斷路器檢修時不中斷該回路的供電,提高了供電可靠性,但是比起方案一來說增加了一條旁路母線,旁路短路器,隔離開關(guān)等設(shè)備,擴(kuò)大了占地面積,投資增加。綜合考慮本次設(shè)計220kV高壓側(cè)接線方式采用方案一,即雙母線接線。2.2.2110kV側(cè)主接線方案方案一：如下頁圖2-3圖2-3110kV側(cè)主接線圖方案一如圖,本方案為雙母線接線,其優(yōu)缺,在高壓側(cè)主接線方案中以作分析,這種主接線運(yùn)用到中壓側(cè)110kV主接線當(dāng)中,設(shè)計運(yùn)行方式為雙母線同時工作方式,這樣可以大大提高雙母線的供電可靠性,所謂雙母線同時工作,是指兩段母線同時帶電,母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF閉合的運(yùn)行,合理分配負(fù)荷,這種方式減少了單組母線上的匯流量,如果一段母線故障,只造成部分的線路短時間停電,雙母線同時工作這種運(yùn)行方式適用于一、二、三級負(fù)荷,目前在我國35-220kV的配電裝置中采用較多。這種工作方式的缺點是平時沒有備用母線。方案二：圖2-4110kV側(cè)主接線圖方案二方案二為雙母線帶旁路母線接線,與方案一雙母線接線相比較供電可靠性提高了,從經(jīng)濟(jì)上分析比較,由于110kV側(cè)出線回路多,方案二投資比方案一大,設(shè)計中斷路器選用六氟化硫斷路器,檢修周期長,綜合分析本設(shè)計選擇方案一作為站中壓側(cè)110kV主接線方案。2.2.310kV主接線設(shè)計方案圖2-510kV側(cè)主接線圖方案如圖本方案采用的是單母線分段接線,其優(yōu)點如下：eq\o\ac<○,1>用斷路器把母線分段后,對重要的負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路,由兩個電源供電；eq\o\ac<○,2>一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動將故障段自動切除,保證正常母線不間斷供電和不至使重要負(fù)荷停電。缺點：eq\o\ac<○,1>當(dāng)一段母線或者母線隔離開關(guān)故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間停電；eq\o\ac<○,2>當(dāng)出線為雙回時,常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；eq\o\ac<○,3>建時需要向兩個方向均衡擴(kuò)建。母線用斷路器QF分為Ⅰ、Ⅱ段,電源和引出線大體上平均分配在兩段母線上,母線分段的目的是：減少母線故障時停電圍,例如在Ⅱ段母線上短路時,接在Ⅱ段母線上有電源的斷路器,包括分段斷路器QF在繼電保護(hù)裝置的作用下均自動斷開,因而Ⅰ段母線可以繼續(xù)供電,提高了可靠性,另外,在檢修母線時也可以分段檢修,提高了靈活性。2.3變電所主接線圖最終方案綜合以上各方案,最終確定本變電所主接線,如下頁圖2-6。圖2-6主接線圖3主變壓器的選擇3.1負(fù)荷計算3.1.1110kV側(cè)負(fù)荷計算醫(yī)院：煉鋼廠：磚窯廠：110千伏側(cè)合計3.1.210千伏側(cè)負(fù)荷計算礦機(jī)廠：汽車廠：電機(jī)廠：飼料廠：制藥廠：機(jī)械廠：10千伏側(cè)合計：3.1.3站用負(fù)荷計算總計：3.2主變壓器臺數(shù)和容量的確定在發(fā)電廠和變電站中,用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器,稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器,稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所〔廠用的變壓器,稱為站〔所用變壓器或自用變壓器。以下是對變電站主變壓器的選擇。3.2.1主變壓器臺數(shù)的確定主變壓器的臺數(shù)選擇原則為：〔1對大城市郊區(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?！?對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所,在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性?！?對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所,以便負(fù)荷發(fā)展時,更換變壓器的容量。根據(jù)以上主變壓器臺數(shù)的選擇原則以及本設(shè)計的要求,該變電所裝設(shè)兩臺主變壓器。3.2.2主變壓器容量的選擇1、主變壓器容量的確定原則〔1主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。〔2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)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間,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,其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。〔3同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā),推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。2、本變電所主變壓器容量的確定本設(shè)計中該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及發(fā)展：2017年負(fù)荷為84MW,負(fù)荷水平增長率為10%。設(shè)該地區(qū)負(fù)荷的功率因數(shù)為0.9,則2018年該地區(qū)負(fù)荷的視在功率為：。根據(jù)該地區(qū)負(fù)荷水平增長率10%,可確定未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷,如2018年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；2019年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；2020年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；……2025年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率該地區(qū)未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷情況如表3-1所示。根據(jù)主變壓器容量的確定原則,當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60%～70%,可以確定單臺變壓器的額定容量。2017年變電所單臺主變壓器的額定容量:5—10年規(guī)劃負(fù)荷：2025年變電所單臺主變壓器的額定容量:綜合考慮以上選擇原則和本變電所的負(fù)荷情況,確定變電所單臺主變壓器的額定容量：。3.3主變壓器型式的選擇3.3.1主變壓器相數(shù)的的選擇選擇主變壓器的相數(shù),需考慮如下原則：1、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時,在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站,均應(yīng)選用三相變壓器。2、當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時,已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,確定選用三相變壓器、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機(jī)容量為300MW、并直接升壓到500KV的,宜選用三相變壓器。3、對于500KV變電所,除需考慮運(yùn)輸條件外,尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況,分析一臺〔或一組變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期,若主變壓器為一組時,當(dāng)一臺單相變壓器故障,會使整組變壓器退出,造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器,則不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證,來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等,確定是否需要備用相。對于容量、阻抗、電壓等技術(shù)參數(shù)相同的兩臺或多臺主變壓器,首先應(yīng)考慮共用一臺備用相。備用相是否需要采用隔離開關(guān)和切換母線與工作相相連接,可根據(jù)備用相在替代工作相的投入過程中,是否允許較長時間停電和變電所的布置條件等工程具體情況確定之。根據(jù)以上選擇原則以及原始資料分析,本變電站選用三相變壓器作為主變壓器。3.3.2繞組數(shù)量和連接方式的選擇在具有三種電壓等級的變電所中,如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上,或低壓側(cè)雖無負(fù)荷,但在變電所需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時,主變壓器一般選用三繞組變壓器。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(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△,高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國110kV及以上電壓,變壓器繞組多采用丫連接；10kV亦采用丫連接,其中性點多通過消弧線圈接地。10kV以下電壓,變壓器繞組多采用△連接。由于10kV采用丫連接方式,與220、110系統(tǒng)的線電壓相位角為0,這樣當(dāng)變壓變比為220/110/10kV,高、中壓為自耦連接時,否則就不能與現(xiàn)有10kV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器,全國投運(yùn)這類變壓器約40～50臺。本設(shè)計中變電所具有三種電壓等級,即220kV、110kV和10kV,需選用三繞組變壓器,變壓器繞組的連接方式為。3.3.3.變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中,如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷,但在變電站需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時,主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓,減少電壓波動所以選擇有載調(diào)壓方式,且規(guī)程上規(guī)定對電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y0連接；220kV采用Y０連接,其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故市郊工業(yè)變電所主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：3.3.4調(diào)壓方式的確定常用的調(diào)壓方式手動調(diào)壓和有載調(diào)壓。手動調(diào)壓用于調(diào)整圍±2×2.5％以；有載調(diào)壓用于調(diào)整圍可達(dá)30%,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格較貴,常用于以下情況：〔1接于出力變化大的發(fā)電廠的主要變壓器。〔2接于時而為送端,時而為受端,具有可逆工作的特點聯(lián)絡(luò)變壓器。〔3發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時。規(guī)程規(guī)定,在滿足電壓正常波動情況下可以采用手動調(diào)壓方式<手動調(diào)壓方式的變壓器便于維修>。對于200kv站以往設(shè)計由于任務(wù)書已經(jīng)給出系統(tǒng)能保證本站220kv母線的電壓波動在+5-0％之,所以可以采用手動調(diào)壓方式。綜合以上分析,本設(shè)計中該市郊工業(yè)變電站的主變宜采用有載調(diào)壓方式。3.3.5主變壓器的冷卻方式根據(jù)型號有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。按一般情況,220KV變電站宜選用自然風(fēng)冷式。是否選用自耦變壓器選擇自耦變壓器有許多好處,但是自耦變適用于兩個電壓級中性點都直接接地的系統(tǒng)中,而本站220KV與110KV是中性點直接接地系統(tǒng),且其多用于220KV及以上變電所,發(fā)電機(jī)升壓及聯(lián)絡(luò)變壓器。它經(jīng)小阻抗接地,短路電流大,造成設(shè)備選擇困難和對通信線路的危險干擾,且考慮到現(xiàn)場維護(hù)等問題,故不采用自耦變壓器。3.3.7變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè),為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量,即保證在10%電壓損耗的情況下,線路末端的電壓應(yīng)保證在額定值,所以,電源側(cè)的主變電壓按10%額定電壓選擇,而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。所以,對于220KV的變電站,考慮到要選擇節(jié)能新型的,220KV側(cè)應(yīng)該選230KV,110KV側(cè)選115KV,10KV側(cè)選10.5KV。全絕緣、半絕緣、繞組材料等問題的解決在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(hù)問題。110KV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著,并且選用與中性點絕緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。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。如果主變壓器容量造的過大,臺數(shù)過多,不僅增加投資,擴(kuò)大占地面積,而且會增加損耗,給運(yùn)行和檢修帶來不便,設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小,可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行,影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。選擇主變壓器的容量,同時要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。根據(jù)原始資料,本站選用兩臺容量為120MVA的變壓器作為主變壓器。數(shù)據(jù),明顯滿足上述情況。故本市郊變電所主變壓器選擇三繞組變壓器。3.4主變壓器的選擇結(jié)果查《電力系統(tǒng)設(shè)計手冊》,結(jié)合原始資料,選定變壓器的參數(shù)、型號如下：1臺數(shù)：2臺2容量：120MVA3型號：SFPSZ7-120000/220〔三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組有載調(diào)壓變壓器4變比：220/121/11表3-1主變壓器參數(shù)型號額定電壓<kV>短路電壓〔%損耗<kW>空載電流連接組高壓中壓低壓空載短路高-中高-低中-低高-中高-低中-低1．25YN,yn0,d11SFPSZ7-120000/22022012110.513.4237.8494377.1460.04252.06所以選擇兩臺SFPSZ7-120000/220型變壓器為主變壓器。4短路電流的計算4.1概述高壓短路電流計算一般只計及各元件〔即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等的電抗,采用標(biāo)幺值計算。在為選擇電氣設(shè)備而進(jìn)行的短路電流計算中,如果系統(tǒng)阻抗〔即等值電源阻抗不超過短路回路總阻抗的5%～10%,就可以不考慮系統(tǒng)阻抗,將系統(tǒng)作為"無限大"電力系統(tǒng)處理,按這種假設(shè)所求得的短路電流雖較實際值偏大一些,但不會引起顯著誤差以致影響所選電氣設(shè)備的型式。另外,由于按無限大電力系統(tǒng)計算得到的短路電流是電氣裝置所通過的最大短路電流,因此,在初步估算裝置通過的最大短路電流或缺乏必需的系統(tǒng)參數(shù)時,都可認(rèn)為短路回路所接的電源容量是無限大電力系統(tǒng)。由于在本設(shè)計的原始資料中未提及220kV系統(tǒng)、110kV系統(tǒng)的電源容量和等值電源阻抗,因此,可近似將系統(tǒng)看作無限大電源系統(tǒng)。短路是電力系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障,它能破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備正常工作,因此變電所電氣部分的設(shè)計和運(yùn)行,都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障情況,本設(shè)計以三相〔對稱短路情況作為分析計算。4.1.1短路的危害電力系統(tǒng)發(fā)生短路時,電壓嚴(yán)重下降,可能破壞各電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使整個系統(tǒng)被解列成為幾個異步運(yùn)行的部分,這時某些發(fā)電廠可能過負(fù)荷,因而使頻率下降,供電頻率下降導(dǎo)致包括鍋爐給水的水泵電動機(jī)在的所有異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降,鍋爐打不進(jìn)水,發(fā)電廠出力也進(jìn)一步下降,直至無法運(yùn)行。短路時電壓下降的越大持續(xù)時間越長,破壞整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性越大。4.1.2短路計算的基本假設(shè)計算短路電流的目的是為了在電器裝置的設(shè)計中用來選擇電氣設(shè)備、選擇限制短路電流的方式、設(shè)計繼電保護(hù)裝置和分析電力系統(tǒng)的故障等,選擇電氣設(shè)備時,一般只需近似計算該設(shè)備的最大可能三相短路電流值,設(shè)計繼電保護(hù)和分析電力系統(tǒng)故障時,必須計算各種短路情況下系統(tǒng)各支路中的電流和各點的電壓?？紤]到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實際情況,要進(jìn)行極準(zhǔn)確的短路計算是非常復(fù)雜的,同時對解決大部分實際問題,并不需要十分精確的計算結(jié)果,為了使計算簡化,多采用近似計算方法。這種方法是建立在一系列假定的基礎(chǔ)上的,并且使計算結(jié)果稍微偏大一點,一般誤差為10-15%,計算短路電流的基本假設(shè)如下：eq\o\ac<○,1>認(rèn)為在短路過程中,所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同,電勢相位相同,即發(fā)電機(jī)無搖擺現(xiàn)象；eq\o\ac<○,2>不考慮磁系統(tǒng)的飽和,因此可以認(rèn)為短路回路各元件的感抗為常數(shù),這將使短路電流的計算分析大大簡化,并可應(yīng)用重疊原理；eq\o\ac<○,3>變壓器的勵磁電流略去不計；eq\o\ac<○,4>所有元件的電容略去不計；eq\o\ac<○,5>認(rèn)為三相系統(tǒng)是對稱的；eq\o\ac<○,6>元件的電阻一般忽略不計,以簡化計算,對電壓為1kV以上的高壓裝置,這種假設(shè)是合理的,因為這些裝置中,各元件的電阻比它們的電抗小的多,對短路電流周期分量的計算影響小,只有當(dāng)回路中電阻很大時才考慮,例如很長的架空線路和電纜線路,一般當(dāng)短路回路中總電阻大于總電抗的三分之一時,在計算周期分量時才考慮電阻,在計算短路電流周期分量時,為了確定衰減時間常數(shù)要考慮個元件的電阻,計算電壓為1kV一下低壓裝置總的短路時因為元件的電阻較大,除了考慮電抗之外,還必須計算電阻。4.1.3短路電流的計算程序在進(jìn)行短路電流計算時,應(yīng)該根據(jù)計算要求收集有關(guān)資料,如電力系統(tǒng)接線圖,運(yùn)行方式和各元件的技術(shù)參數(shù)等,首先做出計算電路圖,再做出針對各短路點的等值電路圖,然后利用網(wǎng)絡(luò)簡化規(guī)則,化簡等值電路,求出短路總電抗,最后根據(jù)總電抗即可求出短路電流值,下面分別討論計算電路圖,等值電路圖以及短路總電抗的決定。計算電路圖計算短路電流用的計算電路圖是一種簡化了的單線圖,圖中只需要畫出與計算短路電流有關(guān)的元件以及它們之間的連接,并在各元件旁注明它們的參數(shù),為了計算方便,圖中按順序編號,計算電路圖中各元件的接線方式,應(yīng)根據(jù)電氣裝置的運(yùn)行方式和計算短路電流的目的決定。短路時,同步補(bǔ)償機(jī)和同步電機(jī)也向短路點共給短路電流,在計算電路圖中應(yīng)把它看作附加的電源,在距離較遠(yuǎn)和同步電動機(jī)的總功率在1000kVA以下時,對短路電流影響較小,可不予考慮,計算電路圖中可能有幾個用變壓器聯(lián)系起來的電壓等級,在使用計算中,為了計算方便,各電壓級均用與之相應(yīng)的平均額定電壓代替,并注明在計算電路圖中母線上,平均額定電壓見表5-1。表4-1平均額定電壓額定電壓〔kV50033022011060351513106平均電壓〔kV525346230115633715.7513.810.56.3等值電路圖由于短路電流是對各短路點分別進(jìn)行計算的,所以等值電路圖必須按照指定的各短路點參照計算電路圖分別做出,等值電路中各元件用它的等值電抗標(biāo)么值表示,并注明元件的順序編號,橫線下表示電抗標(biāo)么值。在畫某一短路點的等值電路圖時,只需表示該點短路時短路電流所通過的元件的電抗。短路回路總電抗的計算先求出各元件的電抗,再算出該元件的平均額定電壓的標(biāo)么值,根據(jù)所求得的各元件電抗標(biāo)么值便可做出等值電路圖,利用網(wǎng)絡(luò)化簡規(guī)則求出總電抗的標(biāo)么值。4.2短路計算說明因為短路計算主要用于設(shè)備的選擇及校驗,因此選擇三相對稱短路作為分析計算,短路點為圖中的K1、K2、K3。以下分別進(jìn)行討論分析。4.3電路各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計算主變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計算如下：取,,則4.4初步等效電路圖1>計算電路圖見下頁圖4-1：圖4-1短路點設(shè)定計算各元件的參數(shù)標(biāo)么值,〔選取Sb=100MVA,Ub=Uav由原始材料已知可得220kV側(cè)線路電抗：2>等值電路圖為：圖4-2短路點設(shè)定等效電路圖4.5K1點短路分析等值電路圖如下頁圖4-3：圖4-3短路點K1等效電路圖可求出短路回路總的電抗標(biāo)么值：短路容量：短路沖擊電流：短路電流最大有效值：4.6K2點短路分析K2點短路時等值電路圖如圖4-4：圖4-4短路點K2圖示因此,可求出短路回路總的電抗標(biāo)么值：短路容量：短路沖擊電流：短路電流最大有效值：經(jīng)化簡可得：圖4-5短路點K2等效電路圖圖4-6短路點K3圖示4.7K3點短路時可化簡為：圖4-7短路點K3等效圖因此,可求出短路回路總的電抗標(biāo)么值：短路容量：短路沖擊電流：短路電流最大有效值：4.8短路計算成果表<>表4-2短路電流計算成果表短路點基準(zhǔn)電壓<kV>基準(zhǔn)電流<kA>短路沖擊電流<kA>短路電流<kA>短路容量<MVA>短路電流最大有效值<kA>公式K12300.25121.16058.29823305.767912.6133K21150.50214.86885.83091161.438.8047K310.55.499111.0643.5531792.0865.76515導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇5.1總則5.1.1一般規(guī)定導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計,同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)政策,并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,安全可靠,運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲性６?以滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要,對導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計規(guī)定簡述如下：一般原則：eq\o\ac<○,1>應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、故障情況下的要求,并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；eq\o\ac<○,2>應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件檢驗；eq\o\ac<○,3>如是改造工程,應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致,盡量使新老電器型號一致；eq\o\ac<○,4>選擇導(dǎo)線時應(yīng)盡量減少品種；eq\o\ac<○,5>選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重,新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù),并經(jīng)主管部門鑒定合格。2>有關(guān)的幾項規(guī)定：導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇,按短路條件驗算其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定,并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件：在正常運(yùn)行條件下,各回路的持續(xù)工作電流,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算；驗算導(dǎo)體和電器用的短路電流,按下列情況進(jìn)行計算：=1\*GB3①除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外,元件的電阻都略去不計；=2\*GB3②在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響；=3\*GB3③在變電所中,應(yīng)考慮如果安有同步調(diào)相機(jī)時,應(yīng)將其視作附加電源,短路電流的計算方法與發(fā)電機(jī)相同。驗算導(dǎo)體和110kV以下電纜短路熱穩(wěn)定時,所用的計算時間,一般用主保護(hù)的動作時間加相應(yīng)在的斷路器全分閘時間,如主保護(hù)有死區(qū)時,則采用能對該處死區(qū)起作用的后備保護(hù)動作時間,并采用相應(yīng)處的短路電流值。電器和110kV及以上充油電纜和短路電流計算時,一般須用后備保護(hù)動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間。導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流,可按三相短路驗算,若發(fā)生在出口兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng),自耦變壓器等回路中的單相,兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時,則應(yīng)按嚴(yán)重情況驗算。環(huán)境條件：選擇導(dǎo)體和電路時,應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核,當(dāng)氣溫、風(fēng)速、濕度、污穢、海拔、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時,應(yīng)通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較分別采取下列措施：=1\*GB3①向制造部門提出補(bǔ)充要求,訂制符合該環(huán)境條件的產(chǎn)品；=2\*GB3②在設(shè)計或運(yùn)行中采取相應(yīng)的防護(hù)措施,如采用屋配電裝置、水沖洗、減震器等。5.1.2按額定電壓選擇的要求要求設(shè)備的額定電壓不低于設(shè)備安裝地點的電網(wǎng)的額定電壓,由于線路供電端額定電壓比受電端額定電壓高10-5%,因此設(shè)備必須能夠長期承受這個電壓值,電器能夠長期承受的最高電壓稱為最高工作電壓,對220kV及以下設(shè)備其最高工作電壓額定電壓高15%,330及500kV設(shè)備的最高工作電壓比額定工作電壓高10%,由此可知,只要設(shè)備的額定電壓不小于該處電網(wǎng)的額定電壓,其最高工作電壓不小于該處電網(wǎng)的額定電壓,其最高工作電壓一定能滿足電網(wǎng)首端電壓要求。5.1.3按額定電流選擇的要求設(shè)備的額定電流不小于流過設(shè)備的最大長期負(fù)荷電流,當(dāng)周圍介質(zhì)的溫度不等于規(guī)定值時,設(shè)備的允許電流應(yīng)進(jìn)行修正。5.1.4短路熱穩(wěn)定校驗的要求導(dǎo)體的最高短時溫度不大于短時允許最高溫度,對于電器來說,是短路電流熱脈沖不大于電器允許的熱脈沖t,是t秒鐘的熱穩(wěn)定電流。和t值可由電器的銘牌或手冊中查出。5.1.5校驗動穩(wěn)定校驗的要求對導(dǎo)體<母線>來說,其過三相短路沖擊電流時產(chǎn)生的應(yīng)力不小大于材料的允許應(yīng)力,對于電器來說,是通過它的三相短路沖擊電流不大于它的最大允許動穩(wěn)定電流。正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)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。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(jìn)行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計中,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。電氣設(shè)備選擇的一般原則：〔1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；〔2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；〔3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；〔4與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；〔5同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；〔6擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致；〔7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。5.2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(yùn)行維護(hù),并在經(jīng)濟(jì)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,現(xiàn)一般選用真空、SF6、少油和壓縮空氣等斷路器作為10kV～220kV的開關(guān)電器。表5-1高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇及其校驗項目項目額定電壓額定電流開斷電流額定關(guān)合電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓斷路器隔離開關(guān)同樣,隔離開關(guān)的選擇校驗條件與斷路器相同,其型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素,進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。5.2.1220kV主變側(cè)1>主變斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流具體選擇及校驗過程如下：〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：〔3額定開斷電流選擇：選擇LW6—220/2500,其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-2LW6—220/2500技術(shù)參數(shù)表型號額定工作電壓<kV>最高工作電壓<kV>額定電流〔A額定開斷電流〔kA額定關(guān)合電流〔峰值〔kA4s熱穩(wěn)定電流〔kA額定動穩(wěn)定電流〔峰值〔kA額定開斷時間<s>固有分閘時間<s>LW6-220/2500220252250040100401000.060.036〔4熱穩(wěn)定校驗：It2t>Qk設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為1.5s。熱穩(wěn)定電流計算時間：因為是無限大電源系統(tǒng),所以可知It2t>,滿足熱穩(wěn)定校驗?！?動穩(wěn)定校驗：因為,所以滿足動穩(wěn)定校驗。具體參數(shù)如下表：表5-3具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)LW6—220/2500220kV220kV330.66A2500A12.6133kA40kA21.160538.54kA100kA248.196400由表可知,所選斷路器滿足要求。2>出線斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：由上表可知LW6—220/2500同樣滿足出線斷路器的選擇。其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗計算與主變側(cè)相同。其具體參數(shù)如下表：表5-4具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)LW6—220/2500220kV220kV629.84A2500A15.14kA40kA38.54kA100kA357.54640038.54kA100kA由表可知,所選斷路器滿足選擇要求。3>主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗過程如下：〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：選擇GW6—220D/2000,其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-5GW6—220D/2000技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓<kV>額定電流<A>3s熱穩(wěn)定電流〔kA動穩(wěn)定電流峰值〔kAGW6—220D/2000220200040100〔3熱穩(wěn)定校驗：,﹥=248.19所以,滿足熱穩(wěn)定校驗。〔4動穩(wěn)定校驗：=100kA＞=21.1605kA,所以,滿足動穩(wěn)定校驗要求。表5-6具體參數(shù)如下表計算數(shù)據(jù)GW6—220D/2000220kV220kV330.66A2000A248.1921.1605kA100kA由表可知,所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。4>出線隔離開關(guān)的選擇與校驗：流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流：由上表可知,GW6—220D/2000同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇要求。其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗與主變側(cè)隔離開關(guān)的校驗相同。具體參數(shù)如下表：表5-7具體參數(shù)如下表計算數(shù)據(jù)GW6—220D/2000220kV220kV629.84A2000A357.5438.54kA100kA由表可知,所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。5.2.2110kV主變、出線側(cè)1>主變斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：具體選擇及校驗過程如下：〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：〔3額定開端電流選擇：選擇LW14—110/2000,技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-8技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定工作電壓<kV>最高工作電壓<kV>額定電流〔A額定開斷電流〔kA額定關(guān)合電流〔峰值〔kA3s熱穩(wěn)定電流〔kA額定動穩(wěn)定電流〔峰值〔kA全開斷時間<s>固有分閘時間<s>LW14-110/2000110126200031.58031.5800.050.025〔4熱穩(wěn)定校驗：,設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為1.5s,則熱穩(wěn)定計算時間：因為是無限大電源系統(tǒng),所以所以,,滿足熱穩(wěn)定校驗?！?動穩(wěn)定校驗：因為,所以滿足動穩(wěn)定校驗。其具體參數(shù)如下表：表5-9具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)LW14—110/2000110kV110kV661.33A2000A8.8047kA31.5kA14.8688kA80kA120.16由表可知,所選斷路器滿足選擇要求。2>出線斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：由上表可知LW14—110/2000同樣滿足出線斷路器的選擇。其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗計算與主變側(cè)的相同。其具體參數(shù)如表5-9所示。由表可知,所選斷路器滿足選擇要求。3>主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：選擇GW4—110D/2000—100,其技術(shù)參數(shù)如表5-12?！?熱穩(wěn)定校驗：因為,所以,滿足熱穩(wěn)定校驗。表5-11GW4—110D/2000—100技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓<kV>額定電流<A>4s熱穩(wěn)定電流〔kA動穩(wěn)定電流峰值〔kAGW4—110D/2000110200040100〔4動穩(wěn)定校驗：具體參數(shù)如下表：表5-12具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GW4—110D/2000110kV110kV661.33A2000A120.1614.8688kA100kA由表可知,所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。4、出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗流過回路的最大持續(xù)工作電流：由上表可知GW4—110D/2000同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇。其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗計算與主變側(cè)的相同。5、母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的選擇由于110KV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與主變110KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求,故選用相同的設(shè)備。即選用LW14—110/2000型六氟化硫斷路器和GW4-110D/2000—100型隔離開關(guān)。5.2.310kV主變、出線側(cè)1>主變10kV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：具體選擇及校驗過程如下：〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：〔3額定開斷電流選擇：選擇SN4—10G/8000型六氟化硫斷路器,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-13技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定電壓<kV>最高工作電壓<kV>額定電流〔A額定開斷電流〔kA額定關(guān)合電流〔kA5s熱穩(wěn)定電流〔kA額定動穩(wěn)定電流〔峰值〔kA合閘時間<s>分閘時間<s>SN4—10G/80001011.5800087300120870.150.65〔4熱穩(wěn)定校驗：設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為1.5s,則校驗短路熱穩(wěn)定的計算時間：因為是無限大電源系統(tǒng),所以所以,,滿足熱穩(wěn)定校驗?！?動穩(wěn)定校驗：因為,所以滿足熱穩(wěn)定校驗。具體參數(shù)如表5-14所示。由表可知,所選斷路器滿足選擇要求。2、主變隔離開關(guān)的選擇與校驗流過回路的最大持續(xù)工作電流：表5-14具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SN4—10G/800010kV10kV7.27A8000A65.7651kA87kA111.06kA300kA9515.1〔1額定電壓選擇：〔2額定電流選擇：選擇GN10—10T/8000型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-15GN10—10T/8000技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓kV額定電流A5s熱穩(wěn)定電流〔kA動穩(wěn)定電流峰值〔kAGN10—10T/800010800080250〔3熱穩(wěn)定校驗：因為,所以,滿足熱穩(wěn)定校驗?！?動穩(wěn)定校驗：,所以,滿足動穩(wěn)定校驗。具體參數(shù)如下表：表5-16具體參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN10—10T/800010kV10kV7.27kA8000A9515.1111.06kA250kA由表可知,所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。5.3母線的選擇與校驗?zāi)妇€一般按母線材料、類型和布置方式；導(dǎo)體截面；電暈；熱穩(wěn)定；動穩(wěn)定；共振頻率等項進(jìn)行選擇與校驗。母線一般為硬母線,而架空線則是軟導(dǎo)線。常用的硬母線截面有矩形、槽型和管型。單片矩形導(dǎo)體具有集膚效應(yīng)系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點,一般用于工作電流小于2000A的回路中。矩形母線為了增加散熱面積,將矩形的厚和高的差距加大,在相同截面情況下,散熱面積增大,但同時應(yīng)兼顧機(jī)械強(qiáng)度和集膚效應(yīng)的影響,通常厚與高的比例取1∕5～1/12。為避免集膚效應(yīng)系數(shù)過大,單條矩形截面積最大不超過。當(dāng)工作電流超過最大截面單條母線允許電流時,可將幾條矩形母線并列使用,但是由于鄰近效應(yīng)和散熱的影響,多條母線并列的運(yùn)行載流量并不成比例增加,故一般避免采用4條以上矩形母線并列。矩形母線常用于35KV及以下,電流在4000A及以下的配電裝置中。槽形母線機(jī)械強(qiáng)度好,載流量較大,散熱條件好,集膚效應(yīng)系數(shù)小,安裝也比較方便,在回路持續(xù)電流為4000～8000A時,一般用雙槽形導(dǎo)體,大于上述電流值時,由于會引起鋼件結(jié)構(gòu)嚴(yán)重發(fā)熱,故不推薦使用。管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小,機(jī)械強(qiáng)度高,管可通水和通風(fēng)冷卻,因此,可用在8000A以上的大電流母線。戶外配電裝置使用管形導(dǎo)體,具有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡明、布置清晰等優(yōu)點。另外,由于圓形表面光滑,電暈放電電壓高,因此可用于110KV及以上的配電裝置中。母線截面的選擇：除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體〔20m以下按最大長期工作電流選擇截面外,其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面可使年綜合費(fèi)用最低。年綜合費(fèi)用包括電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資和折舊費(fèi)、利息等,綜合這些因素,使年綜合費(fèi)用最小時所對應(yīng)的母線截面稱為經(jīng)濟(jì)截面,對應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。本設(shè)計母線的截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。母線的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定：式中——經(jīng)濟(jì)截面〔；J——經(jīng)濟(jì)電流密度〔。經(jīng)濟(jì)電流密度J與年最大負(fù)荷利用小時數(shù)有關(guān),本設(shè)計中各級電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為： 220kV側(cè)Tmax=3600小時/年 110kV側(cè)Tmax=4600小時/年 10kV側(cè)Tmax=4000小時/年5.3.1220kV母線的選擇與校驗按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時的最大長期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線,當(dāng)=3600h時,經(jīng)濟(jì)電流密度,則。選擇LF21圓管形鋁錳合金導(dǎo)體作為母線,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表5-17所示?！?當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時,查表得綜合修正系數(shù)為K=0.81,則按長期發(fā)熱允許電流校驗：〔2母線熱穩(wěn)定校驗。正常運(yùn)行時母線的工作溫度：〔℃,表5-17技術(shù)數(shù)據(jù)表導(dǎo)體尺寸D1∕D2<mm>導(dǎo)體截面<>導(dǎo)體最高允許溫度為下值時的載流量<A>截面系數(shù)W<>慣性半徑慣性矩J<>質(zhì)量〔kg/m70℃80℃φ60∕54539124010727.292.0221.91.471查《發(fā)電廠電氣部分》表3—2,C=97,則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：,所以滿足熱穩(wěn)定要求?！?按電暈電壓校驗。110KV及以上的線路、發(fā)變電所母線均應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件,使導(dǎo)線安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓。即：式中——回路工作電壓〔KV；——電暈臨界電壓〔KV,線電壓有效值；——三相導(dǎo)線水平排列時,考慮中間導(dǎo)線電容比平均電容大的不均勻系數(shù),一般取0.96；——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù),一般取0.9；——天氣系數(shù)、晴天取1.0,雨天取0.9；——每相分裂導(dǎo)線根數(shù),對單根導(dǎo)線n=1；——分裂間距〔cm；——導(dǎo)線半徑〔cm；——相對空氣密度；——大氣壓力〔Pa；——空氣溫度〔℃,；——海拔高度〔m；——相間距離〔cm；——次導(dǎo)線電場強(qiáng)度附加影響系數(shù)；——分裂導(dǎo)線的等效半徑〔cm,單根導(dǎo)線。電暈校驗：其中：n=1,,t=25℃,a=200cm,5.3.2110kV母線的選擇與校驗按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時的最大長期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線,當(dāng)Tmax=4600h時,經(jīng)濟(jì)電流密度,則。選擇LF21圓管形鋁錳合金導(dǎo)體作為母線,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-18技術(shù)數(shù)據(jù)表導(dǎo)體尺寸D1∕D2<mm>導(dǎo)體截面<>導(dǎo)體最高允許溫度為下值時的載流量<A>截面系數(shù)W<>慣性半徑慣性矩J<>質(zhì)量〔kg/m70℃80℃φ80∕729541900154517.32.6969.42.6〔1當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時,查表得綜合修正系數(shù)為K=0.81,則按長期發(fā)熱允許電流校驗：〔2熱穩(wěn)定校驗。正常運(yùn)行時導(dǎo)體溫度：〔℃,查《發(fā)電廠電氣部分》表3—2,C=95,則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：,所以滿足熱穩(wěn)定要求。〔3按電暈電壓校驗：即故滿足檢驗要求。5.3.310kV母線的選擇與校驗按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時的最大長期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線,當(dāng)Tmax=4000h時,經(jīng)濟(jì)電流密度,則。查《發(fā)電廠電氣部分》附表1-6,選取兩組雙槽導(dǎo)體截面為4880的槽型母線并列運(yùn)行。相關(guān)數(shù)據(jù)如下導(dǎo)體截面S<>:9760；集膚效應(yīng)系數(shù)：=1.103；豎放允許電流：10420A〔1當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時,查表得綜合修正系數(shù)為K=0.81,則按長期發(fā)熱允許電流校驗：〔2熱穩(wěn)定校驗。正常運(yùn)行時導(dǎo)體溫度：〔℃,查《發(fā)電廠電氣部分》表3—2,得C=89,則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：,所以滿足熱穩(wěn)定要求?！?動穩(wěn)定校驗導(dǎo)體短路時產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力一般均按三相短路校驗。校驗應(yīng)滿足的要求為：單位長度三相母線受到的相間電動力為對于三相導(dǎo)體布置在同一平面的槽型導(dǎo)體,相間應(yīng)力按下式計算：式中l(wèi)——絕緣子間跨距〔cm；a——相間距離〔cm；W——導(dǎo)體的截面系數(shù)〔,見《發(fā)電廠電氣部分》附表1-6；β——振動系數(shù)相間距離：a=0.7m,沖擊電流：取絕緣子跨距l(xiāng)=1.5m。式中因為435.9遠(yuǎn)大于155Hz,所以不考慮母線共振問題。所以,雙槽母線槽間作用力可寫成：半槽受到的最大應(yīng)力為滿足動穩(wěn)定的最大襯底間距為實際選用的且,母線是動穩(wěn)定的。綜上,所選的二片槽型硬鋁導(dǎo)體滿足要求。5.4絕緣子和穿墻套管的選擇校驗5.4.1220kV絕緣子的選擇與校驗支柱絕緣子應(yīng)按安裝地點,額定電壓選擇,短路動穩(wěn)定校驗。〔1此變壓所屬戶外配電裝置,故選擇防污式的〔2支柱絕緣子應(yīng)滿足下式為絕緣子額定電壓kV；為所在電網(wǎng)電壓kV=220×1.05=231kV表5-19技術(shù)參數(shù)型號額定電壓絕緣子高度機(jī)械破壞負(fù)荷ZS-220220kV2100mm400kg,,,故滿足要求。5.4.2110kV側(cè)支柱絕緣子的選擇與校驗,,表5-20技術(shù)參數(shù)型號額定電壓絕緣子高度機(jī)械破壞負(fù)荷ZS-110110kV1060mm800kg,,,故滿足要求。5.4.310kV側(cè)支柱絕緣子的選擇與校驗,,表5-21技術(shù)參數(shù)型號額定電壓絕緣子高度機(jī)械破壞負(fù)荷ZS-1010kV210mm500kg,,,故滿足要求。5.4.4220kV穿墻套管的選擇與校驗穿墻套管應(yīng)按安裝地點,額定電壓選擇,短路動穩(wěn)定校驗。〔1此變壓所屬戶外配電裝置,故選擇防污式的〔2支柱絕緣子應(yīng)滿足下式為絕緣子額定電壓kV；為所在電網(wǎng)電壓kV=220×1.05=231kV表5-22技術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定電流〔A套管長度機(jī)械破壞負(fù)荷CR-220220kV12005500mm4000kg,,,故滿足要求。5.4.5110kV穿墻套管的選擇與校驗,,表5-23技術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定電流〔A套管長度機(jī)械破壞負(fù)荷CRL2-110110kV12003700mm4000kg,,,故滿足要求。5.4.610kV穿墻套管的選擇與校驗,,表5-24技術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定電流〔A套管長度機(jī)械破壞負(fù)荷CWLB-1010kV1500600mm750kg,,,故滿足要求。5.5電流互感器的選擇5.5.1電流互感器按以下技術(shù)條件進(jìn)行選擇：〔1按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器的一次回路額定電壓和電流必須滿足：式中〔2電流互感器種類和型式的選擇在選擇時,應(yīng)根據(jù)安裝地點〔如屋、屋外和安裝方式〔如穿墻式、支持式、裝入式等選擇型式。10kV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器,常用L<C>系列。10kV屋配電裝置常采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu),如LZ系列的樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)只適用于屋配電裝置?！?準(zhǔn)確級的選擇互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級,0.5～1級的電流互感器用于變電所的測量儀表,電能表必須用0.5級的電流互感器?！?熱穩(wěn)定校驗電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流來表示,故熱穩(wěn)定按下式校驗：〔5動穩(wěn)定校驗電流互感器的部動穩(wěn)定性常以額定動穩(wěn)定倍數(shù)表示,校驗式如下：外部動穩(wěn)定校驗主要是校驗互感器出線端受到的短路作用力不超過允許值。有的產(chǎn)品樣本未標(biāo)明出線端部運(yùn)行作用力,而只給出動穩(wěn)定倍數(shù)。一般是在相間距離為40cm,計算長度為50cm的條件下取得的。按下式校驗：〔6二次負(fù)荷校驗式中—二次負(fù)載〔測量儀表或繼電器線圈的電阻；—連接導(dǎo)線的電阻；—連接處的接觸電阻,一般取；—二次負(fù)荷的電阻。5.5.2220kV側(cè)電流互感器的選擇〔1按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次回路最大持續(xù)工作電流：電流互感器的一次回路額定電壓和電流必須滿足：〔2電流互感器種類和型式選擇采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器,安裝地點是屋外?！?準(zhǔn)確級的選擇作電流、電能測量及繼電保護(hù)用,準(zhǔn)確級選擇0.5級。根據(jù)以上三項,初選戶外獨立式電流互感器,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-25LCW-220〔4×300/5參數(shù)型號額定電流比〔A級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷〔Ω10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定動穩(wěn)定0.5級1級3級LCW-2204×300/50.5246060D1.21.230〔4熱穩(wěn)定校驗：所以,滿足熱穩(wěn)定校驗?！?動穩(wěn)定校驗：①部動穩(wěn)定校驗：因為,所以,滿足部動穩(wěn)定校驗。②外部動穩(wěn)定校驗：,所以,滿足外部動穩(wěn)定校驗。〔6二次負(fù)荷校驗測量儀表的選擇如表5-26所示。表5-26測量儀表儀表名稱型號每個電流線圈的負(fù)載電流表1T1-A0.12有功功率表1D1-W0.058有功電能表DS8640.02無功電能表DX863-20.02接觸電阻0.1滿足要求。綜上,所以LCW-220〔4×300/5滿足要求。具體數(shù)據(jù)見下表：表5-27具體數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)項目LCW-220〔4×300/5計算數(shù)據(jù)220kV220kV1200A330.66A248.19101.82kA21.1605kA6012.465.5.3110kV側(cè)電流互感器的選擇〔1按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次回路最大持續(xù)工作電流：電流互感器的一次回路額定電壓和電流必須滿足：〔2電流互感器種類和型式選擇采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器,安裝地點是屋外?！?準(zhǔn)確級的選擇作電流、電能測量及繼電保護(hù)用,準(zhǔn)確級選擇0.5級。綜上,初選LCWD2—110/<2×600/5>型電流互感器,其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-28技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定電流比〔A級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷〔Ω10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)〔倍動穩(wěn)定倍數(shù)〔倍0.5級1級3級二次負(fù)荷〔Ω倍數(shù)〔倍LCWD-1102×600/50.5/B/B0.5/B2215352.5×35〔4熱穩(wěn)定校驗：所以,滿足熱穩(wěn)定校驗。〔5動穩(wěn)定校驗：①部動穩(wěn)定校驗：因為,所以,滿足部動穩(wěn)定校驗。②外部動穩(wěn)定校驗：,所以,滿足動穩(wěn)定?！?二次負(fù)荷校驗滿足要求。綜上,所以LCWD2—110/<2×600/5>滿足要求。具體數(shù)據(jù)見下表：表5-29具體數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)項目LCWD2—110/<2×600/5>計算數(shù)據(jù)110kV110kV1200A661.33A120.16148.49kA14.8688kA87.514.405.5.410kV側(cè)電流互感器的選擇1>主變10kV側(cè)電流互感器的選擇〔1按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次回路最大持續(xù)工作電流：電流互感器的一次回路額定電壓和電流必須滿足：〔2電流互感器種類和型式選擇10kV以下屋配電裝置的電流互感器,根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況,采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器,常用L〔C系列。樹脂澆注絕緣的LZ系列只適用于35kV屋配電裝置。〔3準(zhǔn)確級的選擇作電流、電能測量及繼電保護(hù)用,準(zhǔn)確級選擇0.5級。選擇LZZBJ7-10〔Q/8000型電流互感器,本型電流互感器為環(huán)氧樹脂澆注絕緣全封閉支柱式結(jié)構(gòu)。適用于額定電壓為10kV及以下,額定頻率為50Hz或60Hz的戶電力系統(tǒng)中作電流、電能計量和繼電保護(hù)使用。本產(chǎn)品的特點為動熱穩(wěn)定參數(shù)高,二次輸出容量大,絕緣性能穩(wěn)定,耐污穢等,可完全取代LCZ-10Q、LZZ-10Q等老式同類產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)簡介該型互感器為支柱式結(jié)構(gòu),采用環(huán)氧樹脂澆注,屬大爬距加強(qiáng)型絕緣,耐污穢,耐潮濕,適合污染重濕度大的地區(qū)使用。是全封閉式澆注結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品具有高動熱穩(wěn)定性,適合短路電流較大的系統(tǒng)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表5-30技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定電流比〔A準(zhǔn)確級次額定二次負(fù)荷cosφ=0.8〔滯后〔VA1S熱穩(wěn)定電流〔KA有效值動穩(wěn)定電流〔KA峰值0.20.5LZZBJ7-10<Q>8000/50.2/0.5505080130〔4熱穩(wěn)定校驗：,所以,滿足熱穩(wěn)定校驗。〔5動穩(wěn)定校驗：。因為,所以滿足動穩(wěn)定校驗?！?二次負(fù)荷校驗滿足要求。綜上,所以LZZBJ7-10<Q>滿足要求。5.6電壓互感器的選擇5.6.1電壓互感器的選擇和配置按下列條件：型式：10kV～110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器；220kV及以上的配電裝置,當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求時,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。按一次回路電壓選擇：按二次回