110kV城市變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

江西理工大學(xué)時(shí)間：2015年6月10日據(jù)。本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了：(1)變電所總體分析(2)主變壓器的選擇(3)電氣主接線設(shè)計(jì)(4)短路電流的計(jì)算(5)電氣設(shè)備的選擇(6)防雷設(shè)計(jì)。powerplantsandusers,pandtheimportantdeterminantoftheinvestmentoftheelectricalpartsoftheproductionandlivingelectricityfprofilemap..Preliminarydesignofthes 1.1選題背景和意義 1 31.3變電所總體分析 4第二章主變壓器選擇 62.1負(fù)荷分析計(jì)算 62.2主變壓器的選擇 第三章電氣主接線設(shè)計(jì) 3.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 3.2電氣主接線方式設(shè)計(jì)的基本要求 3.3電氣主接線方案的確定 第四章短路電流計(jì)算 4.1短路電流計(jì)算的目的 4.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 4.3短路電流計(jì)算的步驟 4.5短路電流計(jì)算結(jié)果表 第五章電氣設(shè)備選擇 5.3電氣設(shè)備的選擇 5.4高低壓配電裝置型式選擇 第六章防雷設(shè)計(jì) 6.1防雷保護(hù)措施 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 1第一章緒論2設(shè)計(jì)方案?；诖?，我以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、設(shè)計(jì)高安全、高質(zhì)量的110KV1)變電所一次設(shè)備主接線方式的現(xiàn)狀隨著生產(chǎn)廠生產(chǎn)的高壓電氣設(shè)備質(zhì)量的不斷提高以及電網(wǎng)可靠性要求的增加，變電站主接線方式簡(jiǎn)化趨于可能。例如，高壓斷路器是變電站主要的電氣設(shè)備，其制造技術(shù)再近年來(lái)有了很大程度的發(fā)展，可靠性也大大提高，維護(hù)時(shí)20年左右不大修，更換元件費(fèi)時(shí)也很短。因此，從形式上看，變電站一次系統(tǒng)建的部分110kV電壓等級(jí)的樞紐變電站的主接線采用雙母線不帶旁路母線。在3采用GIS的情況下，優(yōu)先采用單母線分段接線。而在終端變電站中，應(yīng)盡量采2)變電站二次回路的發(fā)展現(xiàn)狀綜合自動(dòng)化變電站與傳統(tǒng)的變電站在二次回路進(jìn)行比較，綜合自動(dòng)化變電站變電站的二次回路可以說(shuō)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，它既包含了控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)與監(jiān)察系統(tǒng)，又包含了繼電保護(hù)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動(dòng)裝置系統(tǒng)及操作電延時(shí)預(yù)警信號(hào)等。這些二次回路中，各系統(tǒng)之間都是靠硬件連接屏等各屏內(nèi)設(shè)備間的連線由保護(hù)裝置內(nèi)部的電路板取代，這樣二次回路的接線就連接。不同的電氣單元之間，只有操作閉鎖回路的連接，保護(hù)之間配合的連接，線比較合理，系統(tǒng)性強(qiáng)，也有規(guī)律，使得運(yùn)行維護(hù)人員易于掌握。1.2原始資料110kV城市變電站設(shè)計(jì)1)建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模為滿足市區(qū)工業(yè)及城市生活用電，決定新建一座110kV降壓變電所線路回?cái)?shù)：110kV2回，發(fā)展2回2)電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖(見(jiàn)圖1-1)4江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)北20KMX新建變電所乙變電所X圖1-1電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖注(1)圖中系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式；3)所址條件4)設(shè)計(jì)任務(wù)1.3變電所總體分析2)電壓等級(jí)：110/10kV3)線路回?cái)?shù)：110kV2回，發(fā)展2回10kV11回，發(fā)展2回5江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4)地理?xiàng)l件：所區(qū)海拔為100m,為非地震多發(fā)區(qū)。最高氣溫為+39℃,最低氣溫為-15℃,最熱月平均最高氣溫為+32℃。6第二章主變壓器選擇2.1負(fù)荷分析計(jì)算2.1.1負(fù)荷分析的目的負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無(wú)誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)供電的可靠性非常重要。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過(guò)早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見(jiàn)正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。負(fù)荷計(jì)算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮未來(lái)幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來(lái)選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。所以負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)全面地分析計(jì)算過(guò)程，只有負(fù)荷分析正確無(wú)誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。變電所進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是根據(jù)各用電負(fù)荷所提供，但往往這些統(tǒng)計(jì)是不齊全的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮5到10年的負(fù)荷增長(zhǎng)情況并如何根據(jù)這些資料正確估計(jì)變電所所需要的電力、電量是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。負(fù)荷計(jì)算直接影響著變壓器的選擇，計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的容量確定的，預(yù)期不便的最大假想負(fù)荷1。這個(gè)負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇變電所電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面，母線的選擇，變壓器容量，斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，互感器額定參數(shù)的依2.1.2計(jì)算方法：根據(jù)原始材料給定的有功功率P、功率因素cosφ,求出無(wú)功功率。計(jì)算負(fù)荷：0為需要系數(shù)一般取0.8。2.1.3負(fù)荷計(jì)算過(guò)程紡織機(jī)械廠2回：7Qc3=Qc4=Pc3×tanφ=2×0.75=1.5MVarQc5=Qc6=Pc5×tanφ=6×0.75=4.5Mvar鐵路樞紐站2回：Qc7=Qc8=Pc7×tanφ=8×0.75=6MVarQc9=Qc10=Pc9×tanφ=1×0.75=0.75Mvar市區(qū)北線1回：Qc11=Pc11×tanφ=1.5×0ZP=Pc1×2+Pc3×2+Pc5×2+Pc7×2+Pc9+Pc10+PZQ=Qc1×2+Qc3×2+Qc5×2+Qc7×2+Qc9+Q=5.625×2+1.5×2+4.5×2+6×2+0.7Sc=o×√ZP2+ZQ2=0.8×√44.52+42.3752=49.65MVA2.2主變壓器的選擇主變的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。另外主變選擇的好壞對(duì)供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響?？傊髯兊倪x擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計(jì)的成功與否，所以對(duì)主變的選擇我們一定要全方面考慮。既要滿足近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。8除依據(jù)傳遞容量等基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5年～10年的發(fā)展規(guī)劃、益；若變壓器選擇容量過(guò)小，會(huì)滿足不了變電站負(fù)荷的需要。因此，在選擇主變壓器時(shí)，應(yīng)按5年～10年內(nèi)的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇容量。根據(jù)城市規(guī)劃、電網(wǎng)應(yīng)能在1臺(tái)主變壓器檢修或停役時(shí)，其余變壓器的容量在過(guò)負(fù)荷能力允許的時(shí)2.2.2變壓器型式及結(jié)構(gòu)的選擇原則1)主變壓器的型式：一般情況下采用三相式變壓器。具有三種電壓等級(jí)的變電站，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均可以達(dá)到15%Sn以上時(shí)，可采用三2)繞組接線組別：變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有三角形“D”和星形“Y”兩三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際來(lái)確定，三相繞組都是采用“YN”連接；35kV都是采用“Y”連接，其中性點(diǎn)大多通過(guò)消3)調(diào)壓方式：為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須保持在允許的范圍之94)冷卻方式：電力變壓器的冷卻方式隨著變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻等。2.2.3主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇據(jù)資料分析以及線路來(lái)看，變電所的類(lèi)型為110kV終端變電站，為保障對(duì)I、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的需要，以及擴(kuò)建的可能性，至少需要安裝兩臺(tái)主變以提高對(duì)負(fù)荷供電的可靠性，以便當(dāng)其中一臺(tái)主變故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)能繼續(xù)供電約為1.2倍最大負(fù)荷的容量。2.2.4主變壓器的容量的選擇1)主變壓器負(fù)荷的估算變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，考慮到今后的發(fā)展，主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇。當(dāng)一臺(tái)主變壓器檢修和事故時(shí)，另一臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)保證70%的全部負(fù)荷或重要用戶的主要生產(chǎn)負(fù)荷的需要。2)電力負(fù)荷估算電力負(fù)荷估算公式為P一一各工廠或農(nóng)業(yè)負(fù)荷饋電線最大有功計(jì)算負(fù)荷，kw,最小負(fù)荷的計(jì)算值一般取最大值的60%一70%,若主要為農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷，則取最大值的20%一30%。cosφ——功率因數(shù)用電負(fù)荷的總視在功率為：主變壓器的總?cè)萘繎?yīng)滿足：變電所有兩臺(tái)主變壓器，考慮到任意一臺(tái)主變停運(yùn)或檢修時(shí)，另一主變要所以選每臺(tái)主變?nèi)萘浚簽榱藵M足系統(tǒng)要求，以及通過(guò)查表，確定每臺(tái)主變的裝機(jī)容量為：40MVA考慮周?chē)h(huán)境溫度的影響：θ=(θx+θmi)/2=(39-15)/2=12℃根據(jù)Sn≥0.6KZSM/Ke=0.6×0.8×49.65/1.03=24.58MVA2.2.5主變壓器型式的選擇1)相數(shù)的選擇：電力系統(tǒng)中大多數(shù)為三相變壓器，三相變壓器較之于同容量的單相變壓器組，其金屬材料少20%～25%,運(yùn)行電能損耗少12%～15%,并且占地面積少，因此考2)繞組的確定：該變電所只有兩個(gè)電壓等級(jí)(110kV和10kV),且自耦變壓器一般用在220kV以上的變電所中，所以這里選擇雙繞組變壓器。3)繞組接線方式的選擇：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓的連接方式相位一致，否則不能并聯(lián)運(yùn)行。我國(guó)110kV及以上變壓器繞組都選用Y連接，35KV及以下電壓，繞組都選擇△連接方式，所以該變電站的兩臺(tái)主變，高壓側(cè)(110kV)采用Y連接，低壓側(cè)(10kV)采用△連接方式。根據(jù)110kV變電所設(shè)計(jì)指導(dǎo)，以上選擇符合系統(tǒng)對(duì)變電所的技術(shù)要求，兩臺(tái)相同的變壓器同時(shí)投入時(shí)，可選擇型號(hào)為SF9-25000/110的主變，技術(shù)參數(shù)如表型號(hào)高壓低壓流空載損耗負(fù)載電流阻抗電壓連接組別052.3站用變壓器的選擇根據(jù)《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同互為備用的所用變壓器，分別接到母線的不同分段上。變電所的所用負(fù)荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電所的主要負(fù)荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。這些負(fù)荷容量都不太大，因此變電所的所用電壓只需0.4KV一級(jí)，采用動(dòng)力與照明混合供電方式。380V所用電母線可采用低壓斷路器(即自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān))或閘刀進(jìn)行分段，并以低壓成套配電裝置供電。本變電所所用容量為100KVA,選用兩臺(tái)型號(hào)為S9-100/10的三相油浸自冷參數(shù)如表2-2所示：產(chǎn)品型號(hào)額定容量高壓側(cè)低壓側(cè)接線組方式短路損耗(W)短路電壓(%)空載損耗(W)空載電流(%)04第三章電氣主接線設(shè)計(jì)1)考慮變電站在電力系統(tǒng)中的位置它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)其電氣主接線方式的可靠性、經(jīng)濟(jì)性2)考慮近期與遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所電氣主接線方式的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)5年-10年電力發(fā)展規(guī)劃要求進(jìn)行。3)考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)及出線回?cái)?shù)證全部一級(jí)負(fù)荷能夠不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要求有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)其中一個(gè)電源失電后，應(yīng)保證大部分的二級(jí)負(fù)荷供電一個(gè)電源供電.4)考慮主變臺(tái)數(shù)變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)對(duì)電氣主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。變壓器傳5)考慮備用容量的有無(wú)及大小所區(qū)別，例如，當(dāng)斷路器或者母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線1)發(fā)電廠和變電站在電力系統(tǒng)中所處的地位和作用。發(fā)電廠和變電站都是2)負(fù)荷性質(zhì)和類(lèi)別。負(fù)荷按其重要性可分成I類(lèi)負(fù)荷、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷和Ⅲ類(lèi)負(fù)荷。I類(lèi)負(fù)荷、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷都要求必須有兩路電源供電。3)設(shè)備的制造水平。主接線的可靠性，是由其各組成元件(一次設(shè)備、二4)長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。主接線方式可靠性和運(yùn)行管理水平、運(yùn)行值班人員(2)線路或者母線發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該盡量減少線路的停運(yùn)回路數(shù)機(jī)主變的(3)盡量避免變電站全停的可能性。3.2.2運(yùn)行檢修的靈活性1)調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便。應(yīng)該能夠靈活的投入(或切除)某些變壓器或線2)檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、繼電保護(hù)設(shè)備及母線等，在保證檢3)適應(yīng)性和可擴(kuò)展性能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒(méi)有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平的變化，滿3.2.3經(jīng)濟(jì)性2)占地面積小。電氣主接線設(shè)計(jì)要為高壓配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便3)能量損失小。在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來(lái)自變壓器。應(yīng)3.2.4操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便3.2.5應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性3.3電氣主接線方案的確定I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷居多(將近60%),為了安全可靠起見(jiàn)，保留2種方案。(1)110kV江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表3-1接線方案單母分段單母分段帶旁路比較結(jié)果性但是整體穩(wěn)定性不算高比不帶旁路穩(wěn)定可靠6～10kV一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)楣╇娯?fù)荷小，供電距離短，而且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，同時(shí)大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)很少。所以選性簡(jiǎn)單、方便、易于擴(kuò)建倒閘操作簡(jiǎn)單性具有單母線接線經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)設(shè)備增多，投資增大，占地面積也相應(yīng)增大但是必須在保障安全，靈活的前提下，資金和占地相差不是多，而安全性和靈圖3-1為電氣主接線圖。江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖3-1電氣主接線圖第四章短路電流計(jì)算1)在選擇電氣主接線方式時(shí)，為了比較各種接線方案，或者確定某一接線2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行情況下及故障情況下都能3)在設(shè)計(jì)室外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相對(duì)相之間及4)在選擇繼電保護(hù)方式及進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，需要以各種短路時(shí)的1)計(jì)算的基本情況(2)同步電機(jī)具有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置(包括強(qiáng)行勵(lì)磁);(4)所有電源電動(dòng)勢(shì)相位角相同；(6)應(yīng)考慮對(duì)短路電流大小有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)電弧電阻。2)接線方式3)計(jì)算容量成后5年～10年)。江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4)短路種類(lèi)及自耦變壓器等回路中的單相(或兩相)接地短路比三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)5)短路計(jì)算點(diǎn)4.3短路電流計(jì)算的步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算一般采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步1)繪制等值網(wǎng)絡(luò)。(1)選取基準(zhǔn)功率及基準(zhǔn)電壓；(3)無(wú)限大功率電源的內(nèi)電抗等于零；(4)略去負(fù)荷。2)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換。按網(wǎng)絡(luò)變換的原則，將網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)電源合并成若干組。如共有N組，每組用一個(gè)等值的發(fā)電機(jī)代表。無(wú)限大功率電源(如果有的話)則另成一組。求出各等值發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗以及無(wú)限大功率電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電3)將求出的轉(zhuǎn)移電抗按照各自相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行計(jì)算，便可得4)分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算曲線，找出在指定時(shí)刻各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周5)計(jì)算短路電流周期分量有名值。6)計(jì)算短路容量及短路電流沖擊值。7)繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。4.4短路電流計(jì)算過(guò)程查資料可知，架空線電抗X一般取為0.40/km.求各元件的電抗標(biāo)么值。求發(fā)電機(jī)G1的電抗標(biāo)么值求發(fā)電機(jī)G2的電抗標(biāo)么值架空線路的電抗標(biāo)麼值：江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5圖4-1短路電流計(jì)算電路圖化簡(jiǎn)等值電路△—Y:化簡(jiǎn)電抗器等值電路?；?jiǎn)過(guò)程如圖：X?2=X1+X9=0.048+1.391X2與X8、X10串聯(lián)得：X14與X11串聯(lián)得：X16=X14+X11=1.286+1.391=圖4-3等值電路化簡(jiǎn)圖①三相短路電流周期分量的有效值三相短路電流的標(biāo)么值：三相短路電流的基準(zhǔn)值：三相短路電流周期分量的有效值：三相短路次暫態(tài)電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文):Ub=Uav=1.05UN?=10.5kV①周期分量有效值：標(biāo)幺值：基準(zhǔn)值：周期分量有效值：次暫態(tài)電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：求]點(diǎn)的三相短路沖擊電流4.5短路電流計(jì)算結(jié)果表短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的且很?chē)?yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)母線短路(K1點(diǎn)),10KV母線短路(K2點(diǎn))算，為了計(jì)算方便選取基準(zhǔn)值如表4-1.表4-1基準(zhǔn)值列表基準(zhǔn)電壓：V,(KV)基準(zhǔn)電流：I。(KA)短路電流計(jì)算結(jié)果如表4-2:表4-2短路電流計(jì)算結(jié)果列表項(xiàng)結(jié)果短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓Uj短路點(diǎn)基準(zhǔn)電短路電流沖擊電流值I.”有名值標(biāo)么值icj有名值序號(hào)II江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第五章電氣設(shè)備選擇5.1.1一般原則1)應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的2)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3)選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；4)應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；5)擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致；6)選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格5.1.2技術(shù)條件1)長(zhǎng)期工作條件(1)電壓(2)電流作電流Ig,即(3)短路的熱穩(wěn)定條件t—設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s)(4)短路動(dòng)穩(wěn)定條件5.1.3環(huán)境條件1.8%;當(dāng)?shù)陀?40°℃時(shí)，每降低1℃,建議額定電流增加0.5%。5.2主要電氣設(shè)備的選擇5.2.1高壓開(kāi)關(guān)的概述2)對(duì)高壓斷路器的基本要求：(1)工作可靠(2)具有足夠的開(kāi)斷能力(3)動(dòng)作快速(4)具有自動(dòng)重合閘性能5.2.2斷路器的基本參數(shù)1)額定電壓。指斷路器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行能承受的正常工作電壓。它不僅決定了2)額定電流。它是斷路器的觸頭結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許通3)額定開(kāi)斷電流。指斷路器在耳朵電壓下能可靠斷開(kāi)的最大短路電流的有級(jí)使用(例如10KV斷路器用于3～6kV電網(wǎng))時(shí)，其開(kāi)斷電流相應(yīng)增大，但有一4)額定開(kāi)斷容量。斷路器的開(kāi)斷能力也可間接用開(kāi)斷容量S來(lái)表示，在三6)熱穩(wěn)定電流。表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。用通電時(shí)間(一7)開(kāi)斷時(shí)間。從操作機(jī)構(gòu)跳閘線圈接通脈沖起，到三相電弧完全熄滅時(shí)止的一段時(shí)間稱(chēng)為斷路器的開(kāi)斷時(shí)間，它等于斷路器的固有分閘時(shí)間T1和熄弧時(shí)1)油斷路器。指采用變壓器油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。它又可分為多油斷2)壓縮空氣斷路器。指采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)的斷路3)真空斷路器。指采用真空的高絕緣強(qiáng)度來(lái)滅弧的斷路器。這種斷路器的4)六氟化硫(SF6)斷路器。指利用具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能的SF65.2.4隔離開(kāi)關(guān)但隔離開(kāi)關(guān)必須具備一定的動(dòng)、熱穩(wěn)定。1)隔離電源，保證安全。利用隔離開(kāi)關(guān)將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與其他帶電部分可靠地隔離，這樣，工作人員可以安全地進(jìn)行作業(yè)，不影響其部3)接通或切斷小電流電路?？梢岳酶綦x開(kāi)關(guān)接通或切斷下列電路：電壓互5.2.5高壓熔斷器熔斷器是最簡(jiǎn)單和最早使用的一種保護(hù)電氣，它串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，熔斷器自動(dòng)斷開(kāi)電路，使其他電氣設(shè)備得到保護(hù)。與現(xiàn)在受電保護(hù)控制的斷路器相比，熔斷器保護(hù)顯得較為原始和簡(jiǎn)陋，如每次熔斷后需要停電5.2.6互感器用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈的電流線圈供電，正確反映電器設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。其一、二次繞組與系統(tǒng)的連接方式。將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)橐淮位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。5.2.7母線電纜及絕緣子的用途及類(lèi)別母線(也稱(chēng)匯流排)是匯集和分配電流的裸導(dǎo)體，指發(fā)電機(jī)、變壓器和配電形狀及布設(shè)方式，正確地進(jìn)行安裝和運(yùn)行，以確保母線的安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。緊固定。軟母線在拉緊在時(shí)存在適當(dāng)?shù)亩?。工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向擺動(dòng)，故軟母線的用支柱絕緣子固定，多數(shù)只作橫向約束，而沿縱向則可以伸縮，主要承受彎曲和剪切應(yīng)力。硬母線的相間距離小，廣泛用于室內(nèi)、外配電裝置。壓額定值不低于3kV。二次側(cè)并聯(lián)接入測(cè)量?jī)x表和繼電器等的電壓繞組，其阻抗都非常大，故所帶負(fù)荷很小且恒定不變，致使電壓互感器正常工作狀態(tài)接近身出現(xiàn)故障而影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行，其一次側(cè)也需裝設(shè)熔斷器和隔離開(kāi)關(guān)。5.3電氣設(shè)備的選擇斷路器型號(hào)額定電流額定開(kāi)斷電流(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(KA)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)熱穩(wěn)定電流(KA)額定短路電流峰值(KA)表5-3真空斷路器ZN12-10參數(shù)表電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流額定關(guān)合電流(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流表5-4隔離開(kāi)關(guān)GN6-10T/1000參數(shù)表隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流(KA)母線的選擇表5-5110KV線路LGJQ-185/25參數(shù)表線路型號(hào)集膚效應(yīng)K長(zhǎng)期允許載流量(A)半徑(cm)電抗(Ω/KM)1條數(shù)母線截面mm2集膚效應(yīng)系數(shù)放置方式hb3平放高壓熔斷器表5-7高壓熔斷器BN3-10參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KA)額定電壓(KA)熔斷器額定電壓額定電流設(shè)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表5-9電流互感器LAJ-10參數(shù)表設(shè)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)表5-10電壓互感器參數(shù)表位置型號(hào)額定電壓/(KV)二次繞組準(zhǔn)確級(jí)額定輸出/(VA)110KV側(cè)測(cè)量保護(hù)剩余10KV側(cè)10/0.1測(cè)量保護(hù)5.4高低壓配電裝置型式選擇5.4.1高壓配電裝置的設(shè)計(jì)原則與要求1)總的原則在確定配電裝置形式時(shí)，必需滿足下列4點(diǎn)要求。(1)節(jié)約用地(2)運(yùn)行安全和操作巡視方便。(3)便于檢修和安裝。2)設(shè)計(jì)要求(1)滿足安全凈距要求。5.4.2高壓配電裝置的選擇表5-11屋內(nèi)配電裝置的安全凈距(mm)符號(hào)適用范圍36J1、帶電部分至接地部分之間2、網(wǎng)狀和板狀遮欄向上延伸距地2.3m處，與遮欄上方帶電部分之間1、不同相的帶電部分之間2、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的斷口兩側(cè)帶電部分之間1、柵欄遮欄至帶電部分之間2、交叉的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄帶電部分之間000網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間C無(wú)遮欄裸導(dǎo)線至地(樓)面之間50500000D平行的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄裸導(dǎo)線之間50500000E通向屋外的出線套管至屋外通道的路面00000000符號(hào)適用范圍JJJJ1、帶電部分至接地部分之間2、網(wǎng)狀遮欄向上延伸距地2.5m處與遮欄上方帶電部分之間00001、不同相的帶電部分之間2、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間000001、設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，其外廓至無(wú)遮欄帶電部分之間2、交叉的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄帶電部分之間3、柵狀遮欄至絕緣體和帶電部分之間4、帶電作業(yè)時(shí)的帶電部分至接地部分之間00000000網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間00000C1、無(wú)遮欄裸導(dǎo)線至地面之間2、無(wú)遮欄裸導(dǎo)體至建筑、構(gòu)筑物頂部之間000000000A值與電極形狀、沖擊電壓波形、過(guò)電壓及其保護(hù)水平和環(huán)境條件等因素有內(nèi)過(guò)電壓起主要作用，采用殘壓較低的避雷器時(shí)，A1和A2值可減小，屋內(nèi)、外冊(cè)》規(guī)定，110kV采用屋外配電裝置，10kV采用屋內(nèi)配電裝置.第六章防雷設(shè)計(jì)大于100。已在相鄰建筑物保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備或建筑物，不需要再裝避雷針。擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)(如IT系統(tǒng)),其中圓鋼搭接長(zhǎng)度不小于6倍直徑，扁鋼搭接長(zhǎng)度不小于2倍寬度。通行的地方。避雷針及其接地裝置與道路或出入口的距離不應(yīng)小于3m,否則應(yīng)6.2進(jìn)線保護(hù)地電阻不應(yīng)大于100。鋼塔和鋼筋混凝土桿鐵橫擔(dān)線路以及全線有避雷線的線時(shí)，可只裝設(shè)一組閥型避雷器；當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)50m,而且，斷路器在雨季可能此外，靠近電纜段的1km架空線路上還應(yīng)架設(shè)避雷線保護(hù)。架空進(jìn)線采用雙回路塔桿，有同時(shí)遭到雷擊的可能，在確定避雷器與主變壓器的最大電氣距離時(shí)，應(yīng)按一路考慮，而且，在雷雨季節(jié)中應(yīng)避免將其中的一路防止雷電直擊的主要電氣設(shè)備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等構(gòu)成。避雷針的位置確定，是變電所防雷設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。首先應(yīng)根據(jù)變電所電氣設(shè)備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)下列公式進(jìn)行，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之內(nèi)。單根避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)按下列公式確定：h——避雷針的高度，rx——每側(cè)保護(hù)范圍的寬度，p——高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m,p=1,當(dāng)30<h<120,兩支等高避雷針保護(hù)范圍確定方法：兩針外側(cè)的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計(jì)算方法確定，兩針間的保護(hù)最低點(diǎn)高度應(yīng)按下式計(jì)算：h,=h-D/7p(6-2)D——兩避雷針間的距離兩針間h在水平面上的保護(hù)范圍的一側(cè)的最小寬度按下式計(jì)算：式中b一保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度求出b后就可以確定兩針間的保護(hù)范圍。確定；如果在三針內(nèi)側(cè)各相鄰避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度b≥0,則全面1)根據(jù)開(kāi)關(guān)場(chǎng)布置形式，確定避雷針的支數(shù)、高度。2)充分利用進(jìn)線終端桿的高度，設(shè)計(jì)安裝避雷針。3)避雷針與主變壓器應(yīng)盡量保持15m到20m的距離，避免對(duì)主變壓器的逆5)接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。6)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)和設(shè)備選型應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６?。其沖擊電阻小于等于10Ω。為防止雷電侵入波損壞設(shè)備，設(shè)計(jì)采用在110KV、據(jù)。本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了：(1)變電所總體分析(2)主變壓器的選擇(3)電氣主接線設(shè)計(jì)(4)短路電流的計(jì)算(5)電氣設(shè)備的選擇(6)防雷設(shè)計(jì)。缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位專(zhuān)家和老師批評(píng)指正。[1]孫成普.變電所及電力網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，中國(guó)電力出版社.2008[2]婁和恭.發(fā)電廠變電所電氣部分.北京：水利電力.1994.06[3]牟道槐.發(fā)電廠變電站電氣部分.重慶大學(xué)出版社.1996[5]張肖青.縣(市)級(jí)110kV變電所電氣主接線一般模式探討.浙江電力.2000,1:26-28[6]許建明，陳懇，110kV變電站三種典型接線方式的探討，華東交通大學(xué)報(bào).2006,23(2):89.91[7]張敏，許主平，羅安.電氣主接線可靠性的仿真計(jì)算方法.電工技術(shù)雜志.2001,9:45-47[8]任孝岐.110kV城區(qū)變電所設(shè)計(jì)思路.西北電力技術(shù).2004,3[9]盧青松，付儀.110kV變電站電氣主接線及配電裝置型式變化與發(fā)展.四川電力技術(shù).2006,29(3):48-50[10]許軼珊.變電站電氣主接線綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究，碩士學(xué)位論文，鄭州大學(xué).2007[11]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)(1)、(2).水利電力出版社.1989[12]關(guān)根志.高電壓工程基礎(chǔ).中國(guó)電力出版社.2003[13]中華人民共和國(guó)能源部編35—110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范.中國(guó)計(jì)劃出版社.1993[14]胡志淳.型電壓無(wú)功自動(dòng)控制裝置在變電所的應(yīng)用.貴州電力技術(shù).1994,4:47.48[15]張惠剛.變電站綜合自動(dòng)化原理與系統(tǒng).中國(guó)電力出版社.2004,240-243[16]楊奇遜.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).電力系統(tǒng)自動(dòng)化.1995,19(10)[17]陳飛，俞壽南.無(wú)人值班變電所二次接線設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.1998[18]丁書(shū)文.電力系統(tǒng)微機(jī)型自動(dòng)裝置.中國(guó)電力出版社.2005,234-245[19]張緯拔，高玉明.電力系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣配合.清華大學(xué)出版社.1988[20]電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(SDJ8-79).第一版.水利電力出版社.1979[21]郭火慶，邱水平.110kV變電站防雷接地常見(jiàn)問(wèn)題和對(duì)策.湖北電力.2003,4[22]胡邦基.全封閉組合電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用.華北電力技術(shù).1994,7:45-49江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)lectric.PowerSystemsfElectricPowerSystem,199江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)王朝陽(yáng)指導(dǎo)老師：嚴(yán)慕秋(江西理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，江西贛州341000)摘要：本設(shè)計(jì)書(shū)中所要求的110kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了：(1)變電所總體分析(2)主變壓器的選擇(3)電氣主接線設(shè)計(jì)(4)短路電流的計(jì)算(5)電氣設(shè)備的選擇(6)防雷設(shè)計(jì)。1、主變壓器的選擇江西理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)遠(yuǎn)期總負(fù)荷：用電負(fù)荷的總視在功率為：主變壓器的總?cè)萘繎?yīng)滿足：變電所有兩臺(tái)主變壓器，考慮到任意一臺(tái)主變停運(yùn)或檢修時(shí)，另一主變要滿足的容量：所以選每臺(tái)主變?nèi)萘浚簽榱藵M足系統(tǒng)要求，以及通過(guò)查表，確定每臺(tái)主變的裝機(jī)容量為：40MVA總裝機(jī)容量考慮周?chē)h(huán)境溫度的影響：θ=(θnax+θain根據(jù)Sn≥0.6KZSM/Ke=0.6×0.8×49.65/1.03=24.58MVA根據(jù)110KV變電所設(shè)計(jì)指導(dǎo)，以上選擇符合系統(tǒng)對(duì)變電所的技術(shù)要求，兩臺(tái)相同的變壓器同時(shí)投入時(shí)，可選擇型號(hào)為SF9-25000/110的主變，技術(shù)參數(shù)如表1:型號(hào)高壓低壓空載電流空載損耗負(fù)載電流阻抗電壓連接組別電氣主接線的設(shè)計(jì)以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程的實(shí)際情況，在保證供電可