賈濤濟源鋼鐵集團110KV變電站設(shè)計

河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計/論文PAGEPAGE48緒論電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟發(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)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于電能在工業(yè)及國民經(jīng)濟的重要性，電能的輸送和分配是電能應(yīng)用于這些領(lǐng)域不可缺少的組成部分。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。變電站使電廠或上級電站經(jīng)過調(diào)整后的電能書送給下級負(fù)荷，是電能輸送的核心部分。其功能運行情況、容量大小直接影響下級負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)將動作?？赡茉斐赏ｋ姷仁鹿剩o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110kv降壓變電站。本次設(shè)計主要是電氣一次部分，它主要包括變電站總體分析，電力系統(tǒng)分析，主接線選擇，主變選擇，短路電流的計算，電氣設(shè)備的選擇，防雷設(shè)計等。在主接線設(shè)計中，在110KV側(cè)我們把兩種接線方式在經(jīng)濟性，靈活性，可靠性三個方面進(jìn)行比較，最后選擇110KV單母分段。在10KV側(cè)我們采用同樣的方法。第1章概述1.1引言濟鋼110KV變電站是濟鋼本企業(yè)與電力系統(tǒng)相聯(lián)系的中間的重要設(shè)施，它承擔(dān)著向濟鋼的各車間供電的任務(wù)，它的運行的穩(wěn)定性和可靠性對企業(yè)的正常生產(chǎn)具有決定性的作用。正因為如此，決定了它在濟鋼本企業(yè)中具有重要的地位。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)在國家計劃經(jīng)濟的指導(dǎo)下，在審議后的中期、長期電力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進(jìn)一步研究提出系統(tǒng)設(shè)計的具體方案，應(yīng)合理利用能源，合理布局電源和網(wǎng)絡(luò)，使發(fā)、輸、變電及無功建設(shè)配套協(xié)調(diào)。設(shè)計方案應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、過度方便、運行靈活、切實可行，以經(jīng)濟、可靠、質(zhì)量合格和充足的電能來滿足國民經(jīng)濟各部門與人民生活不斷增長的需要。系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計水平可為今后第五年至第十年的某一年，并應(yīng)對過度年進(jìn)行研究（五年內(nèi)逐年研究），遠(yuǎn)景水平可為第十年至第十五年的某一年，且宜與國民經(jīng)濟計劃的年份相一致。系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)審查后，二至三年進(jìn)行編制，但有重大變化時，應(yīng)及時修改。該110KV變電站是濟鋼集團的廠用變電站，它有兩個系統(tǒng)向其供電，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2，其總?cè)萘繛椋海c電力系統(tǒng)緊密相連，具有重要的地位。1.2變電站的作用和主要設(shè)備組成電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟發(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)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。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)計的就是110kv降壓變電站。1.2.1變電站主要設(shè)備組成發(fā)電廠和變電站中安裝的各種電氣設(shè)備，其主要任務(wù)是啟停機組、調(diào)整負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。根據(jù)電氣設(shè)備的作用不同，可將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一、一次設(shè)備：通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。主要包括：1.生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備，如發(fā)電機等。2.接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)，熔斷器、接觸器等。3.限制故障電流和防御過電壓的保護電器，如電抗器和避雷器等。4.載流導(dǎo)體，如裸導(dǎo)線和電纜等。5.接地裝置。二、二次設(shè)備：把對一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行進(jìn)行測量、控制、監(jiān)視、和保護的設(shè)備稱為二次設(shè)備。它們包括：1.儀用互感器，如電壓互感器和電流互感器。2.測量表計，如電壓表、電流表、功率表和電能表等。3.繼電保護及自動裝置。4.直流電源設(shè)備。5.操作電器、信號設(shè)備及控制電纜。1.2.2變壓器電力變壓器是發(fā)電廠變電站中的重要元件之一。主變壓器是變換電壓的主要設(shè)備，一般可分為降壓變壓器和升壓變壓器。在本次設(shè)計的變電站中主要用于降低電壓。變壓器由單相變壓器和三相變壓器。在運輸?shù)葪l件允許的情況下一般使用經(jīng)濟上有利的三相變壓器，單相變壓器僅在高電壓、大容量的500kv變電站等由于受到搬運上的限制而被采用。1.2.3輸電線和開關(guān)設(shè)備在變電站內(nèi)匯集著許多集中和分配電力的輸配電線，與主變壓器一起接在母線上，在每一條線路的引出口除裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。斷路器通常用于電路的送出、停止或切換，當(dāng)輸、配電設(shè)備發(fā)生事故時則用來自動切斷。隔離開關(guān)用于輸、配電線路時，變壓器和斷路器等進(jìn)行保護，檢修時把他們從回路中斷開，有時用來切換母線環(huán)。1.2.4控制裝置與互感器控制裝置是變電站的中樞神經(jīng)、值班員監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)備的操作以及聯(lián)合互感器進(jìn)行電壓、電流和功率的測量?；ジ衅髦饕菧y量儀器，將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流進(jìn)行測量。1.2.5避雷器避雷器是把系統(tǒng)中如雷電和操作過電壓之類的異常電壓抑制在規(guī)定值以內(nèi)，從而保護以主變壓器等電氣設(shè)備。1.2.6調(diào)相設(shè)備，因為在重負(fù)荷是使電流超前，輕負(fù)荷時使電流滯后，所以用來進(jìn)行電壓的調(diào)整。1.2.7其它設(shè)備變電站內(nèi)除上述設(shè)備外，還有接地和屏蔽裝置、站內(nèi)電源蓄電池、照明設(shè)備等其它各種設(shè)備。第2章電力系統(tǒng)及變電站總體分析2.1電力系統(tǒng)分析經(jīng)過對電力系統(tǒng)的正確分析才能選擇變電站的正確設(shè)計方案，電力系統(tǒng)的分析應(yīng)滿足以下幾點：一、變電站的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程的5—10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行做到遠(yuǎn)，近期結(jié)合。以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴建的可能。二、變電站的設(shè)計，必須以全出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧。按照負(fù)荷性質(zhì)，用電容量，工程特點和地區(qū)供電條件，綜合國情合理地確定設(shè)計方案。三、變電站的設(shè)計，必須堅持節(jié)約用地的原則。四、變電站設(shè)計除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。該110KV變電站是濟鋼集團的廠用變電站，它有兩個系統(tǒng)向其供電，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2，其總?cè)萘繛椋海c電力系統(tǒng)緊密相連，具有重要的地位。2.2變電站總體分析2.2.1設(shè)計依據(jù)根據(jù)本企業(yè)的電力需求，向省電力公司提出申請，在得到省電力公司文件《濟鋼110KV變電所設(shè)計任務(wù)書的批復(fù)》后進(jìn)行該變電站的建設(shè)。2.2.2由于企業(yè)規(guī)模的擴大，為滿足該公司生產(chǎn)的需要，決定新建一個110KV變電站。又由于濟鋼臨近該市的電力負(fù)荷中心，決定在此建設(shè)此變電站。2.2.3根據(jù)本公司的電力需求和電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的規(guī)模如下:電壓等級：110KV/10KV線路回數(shù)：110KV進(jìn)線：2回；10KV出線：6回。本變電站為一次性建設(shè)成。2.2.由該公司所處的地理位置和設(shè)計的方案可知：該變電站位于廠區(qū)外部，臨近負(fù)荷中心，交通方便，有充足的水源平均海拔200米，地震烈度為7度，年最高氣溫：+40℃；年最低氣溫 2.3負(fù)荷分析2.3.110kv負(fù)荷分析表2-1：10KV側(cè)負(fù)荷情況表負(fù)荷名稱負(fù)荷大小煉鋼1車間5000KW煉鋼2車間5000KW線材1車間4000KW線材2車間4200KW鋼鐵1車間3800KW鋼鐵2車間4000KW負(fù)荷總計26000KW根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個等級，即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。等級不同，對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對工廠將造成經(jīng)濟上的巨大損失，如重要的大型的設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，還可能引起社會秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級負(fù)荷會造成較大的經(jīng)濟損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)，還可能引起社會秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級負(fù)荷造成的損失不大或不會造成直接經(jīng)濟損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟的發(fā)展，負(fù)荷等級不同，對供電的要求也不相同：對于一級負(fù)荷，必須有二個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。對特別重要的一級負(fù)荷應(yīng)該由二個獨立電源點供電。對于二級負(fù)荷，一般要有兩個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷供電。對于三級負(fù)荷，一般只需一個電源供電。由上表可知，在10kv負(fù)荷中，各車間的負(fù)荷比較大，若發(fā)生停電對企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機器損壞，甚至出現(xiàn)事故，嚴(yán)重時造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡，為滿足公司的正常生產(chǎn)任務(wù)和對員工的生命財產(chǎn)的考慮，必須保證其供電可靠性。因此其都屬于一級負(fù)荷。第3章主變和電氣主接線的選擇3.1主變選擇3.1.1主變臺數(shù)的考慮原則選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求，對供有大量一二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器對一二級負(fù)荷繼續(xù)供電。一、對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所也可以考慮采用兩臺變壓器。二、在確定變電所主要變壓器臺數(shù)時,應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展留有一定的余地。3.1.2變壓器容量和臺數(shù)的選擇一、主變?nèi)萘康目紤]原則（一）只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷S30的需要。即：SN.T≥S30（3-1）（二）裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量SN.T應(yīng)同時滿足以下兩個條件1.任一臺變壓器單獨運行時,易滿足總計算負(fù)荷S30的大約60%～70%的需要,即:S30=(0.6～0.7)S30（3-2）2.任一臺變壓器單獨運行時,應(yīng)滿足全部一二級符合的需要。即:S30≥S30(Ⅰ+Ⅱ)（3-3）（三）車間變電所主變壓器的單臺容量選擇車間變電所主變壓器的單臺容量一般不宜大于1000KV.A，對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器,應(yīng)考慮其垂直與水平運輸對通道及樓板荷載的影響。如果采用干式變壓器時,其容量不易大于630KVA，對居住小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺容量不易大于630KVA。適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長,留有一定的余地,干式變壓器的過負(fù)荷能力較小,更宜留有較大的裕量。又參考相應(yīng)的規(guī)定：1.主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)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)期幾年發(fā)展，對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2.根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘浚瑢τ兄匾?fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺主變壓器停運時，其余主變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變停運時，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60％.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。（主要考慮備用品，備件及維修方便）變電站主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定,應(yīng)結(jié)合主接線方案,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)而定.根據(jù)以上對主變壓器的分析.該變電站的負(fù)荷大多為一二級負(fù)荷,主變壓器選為二臺主變，容量為31500KVA。3.1.3變壓器形式的選擇一、變壓器相數(shù)的確定若站址地勢開闊，不受運輸條件限制時，在330KV及其以下的發(fā)電廠和變電所中，均采用三相變壓器。所以本變電站的主變采用三相變壓器。二、變壓器繞組數(shù)量的選擇本次設(shè)計為110KV到10KV的降壓變電站，只有兩個電壓等級，所以本次設(shè)計所選擇的主變?yōu)殡p繞組變壓器。三、繞組連接方式在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15％以上，或在低壓側(cè)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所的實際情況，由主變?nèi)萘窟x擇部分的計算數(shù)據(jù)，明顯滿足上述情況。故濟鋼110KV變電站主變選擇雙繞組變壓器。參考相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個繞組是△型的，我國110KV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中型點，所以都需要選擇Ydn11的連接方式，而6-10KV側(cè)采用△型的連接方式。故濟鋼110KV變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：Ynd11型接線。四、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)整范圍±2×2.5％以內(nèi)；有載調(diào)壓用于調(diào)整范圍可達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，常用于以下情況：（一）接于出力變化大的發(fā)電廠的主要變壓器。（二）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。（三）發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)下運行時。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110kv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110kv母線的電壓波動在±5％之內(nèi)，所以可以采用手動調(diào)壓方式。綜合以上分析，本設(shè)計中基干濟鋼變電站的主變宜采用有載調(diào)壓方式。主變壓器的冷卻方式變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)等。綜合經(jīng)濟性和本變電站的實際情況考慮，濟鋼110KV變電站宜選用風(fēng)冷式冷卻方式。3.1.5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110KV的變電站，考慮到要選擇節(jié)能新型的，110KV側(cè)應(yīng)該選110KV,10KV側(cè)選10.5KV。3.1.6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問題。110KV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟效益比較顯著，并且選用與中性點絕緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo。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。3.2主變中性點接線的方式和設(shè)計3.2.1110KV側(cè)接地方式根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況，110-500KV系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，所以變電站主變的110KV側(cè)的中性點應(yīng)選擇中性點直接接地方式。10KV側(cè)接地方式6～10KV側(cè)為中性點不直接接地方式，即應(yīng)該選用中性點不接地、經(jīng)高阻接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈又分為完全補償和欠補償方式，為防止出現(xiàn)在滅接地電容電流出現(xiàn)時電弧諧振，一般選用過補償方式，具體采用那種接地方式，應(yīng)經(jīng)電容電流計算，對10KV系統(tǒng)若接地電容電流大于30A時，應(yīng)選經(jīng)消弧線圈接地方式。若需要加裝消弧線圈時，需要考慮它的引接方式。10KV側(cè)需要加裝消弧線圈時，由于主變的10KV側(cè)是△接線，沒有中性點，故對10KV側(cè)需加接地變，將中性點引出用以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，一般應(yīng)該在6～10KV的每一段母線上安裝型號一樣，相同容量的接地變。消弧線圈的容量及型式的選擇：顯然10KV側(cè)需要加消弧線圈，但由于主變的10KV側(cè)是△接線，沒有中性點，故對10KV側(cè)需加接地變，將中性點引出以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，查《發(fā)電廠電氣部分》設(shè)計計算資料可選用接地變型號為：KSJD-315/80/10.5,所用消弧線圈為：XDJ-300/10，變比為：10.5/0.4,正序阻抗電壓為：4%。3.310KV側(cè)限流設(shè)計 為合理選擇10KV側(cè)的電氣設(shè)備，必須考慮10KV側(cè)的開關(guān)柜的能否選用輕型電器，所以必須考慮10KV側(cè)是否有限流問題，經(jīng)過短路計算，若需要加限流措施，對110KV站首先考慮選擇大的阻抗結(jié)構(gòu)，其二，選擇變壓器分列運行的方式，都不滿足時再加限流電抗器。經(jīng)計算后知，10KV側(cè)應(yīng)采取限流措施，因此所用變該用接地變，其型號為：KSJD-31.5/80/10.5,所用消弧線圈為：XDJ-300/10。3.4電氣主接線選擇3.4.1電氣主接線是指發(fā)電廠或變電站中的一次設(shè)備按照設(shè)計要求連接起來表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路,也稱為主電路.采用何種主接線形式,于電力系統(tǒng)原始資料,發(fā)電廠,變電站本身運行的可靠性,靈活性和經(jīng)濟性的要求等密切相關(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.在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所所在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。發(fā)電廠和變電站的主接線還必須滿足以下基本要求:一、根據(jù)發(fā)電廠變電站在電力系統(tǒng)中的地位,作用和用戶性質(zhì),保證必要的供電可靠行和電能質(zhì)量的要求。二、應(yīng)力求接線簡單,運行靈活和操作方便，保證運行,維護和檢修的安全和方便。三、應(yīng)盡量降低投資,節(jié)省運行費用。四、滿足擴建的要求,實現(xiàn)分期過度。3.4.2在設(shè)計主接線時應(yīng)主要考慮以下基本問題：一、變電所在系統(tǒng)中的作用和地位。二、分期與最終建設(shè)規(guī)模。三、電壓等級及出線回路數(shù)。四、接入系統(tǒng)的方式。五、所址條件。3.4.3主接線的設(shè)計依據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)程中的規(guī)定：一、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分段單母線的接線，35～63KV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線，110KV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。二、在采用單母線、分段單母線或雙母線的35～110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可以設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，當(dāng)110KV線路為6回及以上，35～63KV線路為8回及以上時，可裝設(shè)專用的旁路斷路器，主變壓器35～110KV回路中的斷路器，有條件時，亦可接入旁路母線，采用斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。三、當(dāng)變電站裝有兩臺主變時，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。綜合以上規(guī)程規(guī)定，結(jié)合本變電站的實際情況，110KV側(cè)有2回（近期1回，遠(yuǎn)景發(fā)展1回），10KV側(cè)有6回出線（一次建成）.又由前面的變電站分析部分和負(fù)荷情況分析部分，該變電站在整個電力網(wǎng)絡(luò)中處于重要的地位，各側(cè)均不允許斷電。故可對各電壓等級側(cè)主接線設(shè)計方案作以下處理：（一）110KV側(cè)列表3-1對以上兩種方案進(jìn)行比較：表3-1外橋接線和單母分段接線的比較表方案項目方案I外橋接線方案II單母線分段接線可靠性適用于線路短，故障率低，穿越功率大的情況，可靠性不高用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,保證不間斷供電，可靠靈活性變壓器能夠經(jīng)常切換，從而使變壓器能夠經(jīng)濟運行，調(diào)度靈活當(dāng)一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電經(jīng)濟性外橋接線只用了3臺斷路器，比具有4臺回路的單母接線節(jié)省了1臺斷路器，投資省，經(jīng)濟性好接線簡單,運行設(shè)備少，投資少，年運行費用少由以上比較結(jié)果知，這兩種方案都有較好的可靠性和靈活性。由于本變電站在整個系統(tǒng)中占有較重要的地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，綜合考慮，110KV側(cè)宜采用方案II。（二）10KV側(cè)根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的如下規(guī)定：6～10KV配電裝置一般均為屋內(nèi)布置，當(dāng)出線不帶電抗器，一般采用成套開關(guān)柜單層布置。且當(dāng)6～35KV配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時，不宜采用旁路設(shè)施。10KV側(cè)接線形式分析草擬方案I、II同上比較分析同上。鑒于10KV側(cè)負(fù)荷性質(zhì)對供電可靠性要求，宜采用方案II采用單母分段，手車式高壓開關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置。（三）所用電接線方式根據(jù)設(shè)計要求，在本所用電源是從濟鋼集團變電站主變110KV側(cè)電壓母線上引接。第4章短路電流計算短路電流計算的目的供電系統(tǒng)要求正常的不間斷對用電負(fù)荷供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。然而，由于各種原因也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)最多的故障形式是短路。所謂短路既是指載流導(dǎo)體相與相之間發(fā)生非正常接觸情況，在中性點直接接地的系統(tǒng)中還有各相與地之間的短路。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是設(shè)備長期運行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身質(zhì)量低劣，絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備質(zhì)量合格，絕緣合乎要求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損壞而造成短路。嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。由此可見，短路的后果十分嚴(yán)重，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，同時需要進(jìn)行短路電流的計算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不至損壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。4.2短路電流計算的一般規(guī)定短路電流計算是發(fā)電廠和變電站設(shè)計的主要計算項目，它涉及界限方式及設(shè)備的選擇。目前個設(shè)計院都是通過計算機進(jìn)行計算。工程要求系統(tǒng)調(diào)度或設(shè)計部門提供接入本發(fā)電廠和變電站的各級電壓的綜合阻抗值，由電氣專業(yè)人員負(fù)責(zé)計算。為了使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性并在一定的時期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應(yīng)對不同點的短路電流進(jìn)行校驗。短路電流的計算按可能發(fā)生的最大短路電流的正常接線方式，不考慮在切換過程中并聯(lián)的運行方式進(jìn)行計算。4.3短路電流的計算方法對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的短路電流，我們可采用一種運算曲線來計算任意時刻的短路電流。所謂運算曲線，是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計得到汽輪發(fā)電機的參數(shù)，逐個計算在不同阻抗條件下，某時刻t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運行曲線在某時刻t和計算電抗情況下的短路電流值。運算曲線包括兩種方法，即同一變化法和個別變化法。短路電流計算過程4.4.1參數(shù)計算（所基準(zhǔn)值為：S=300MVAU=110KV）系統(tǒng)接線圖如圖4-1所示：圖4-1系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)電抗：X=X=0.24=0X=X=0.24=1.152變壓器阻抗：U=10.5X=X=U=0.105=14.4.3短路電流計算等效電路圖如圖4-2，等效電路圖簡化圖如圖4-3：圖4-2等效系統(tǒng)圖圖4-3等效系統(tǒng)簡化圖將X和X并聯(lián)后，得X=0.5經(jīng)過查電力系統(tǒng)阻抗表可知：各種線行的單元電抗：LGJ-185所對應(yīng)的單元電抗為X=0.416/mX為S對K的轉(zhuǎn)移阻抗：X=XL=0.4163=0.943X為S對K的轉(zhuǎn)移電抗：X=X=1=0.5X為S對K的轉(zhuǎn)移阻抗：X=X+X=0.943+0.5=1.443各電源的電抗的計算：X=X（4-1）A節(jié)點發(fā)電機對短路點K的計算電抗：X=1.443=0.3A節(jié)點發(fā)電機對短路點K的計算電抗：X=0.943=0.196電源S對短路點K的計算電抗：X=0.5=由于X>3,直接由得I=0查運算曲線得電源0秒短路電流標(biāo)幺值：I=3.3，I=5.0電源2秒短路電流標(biāo)幺值：I=2.2，I=2.55電源4秒短路電流標(biāo)幺值：I=2.25，I=2.7K點的短路電流：I=3.3=11.34（KA）；I=2.2=7.56（KA）；I=2.25=7.73（KA）；I=1.62I=1.6211.34=18.37（KA）；i=2.69I=2.6911.34=30.5(KA)為了限流，我們還可以采用變壓器的分列運行，選用短路點K，但是鑒于上面的計算的得，對于短路點K，有I=11.34KA，當(dāng)選擇ZN5-10/630型斷路器時，對于10KV電壓級I=20KA>11.34KA,故滿足要求，無須再進(jìn)行短路電流的計算。K點的短路電流：I=5.0=1.57（KA）；I=2.55=0.8（KA）；I=2.7=0.85（KA）；I=1.62I=1.621.57=2.54（KA）；i=2.69I=2.691.57=4.22(KA)短路電流計算結(jié)果表5-1短路電流計算結(jié)果短路電流短路點I"（KA）Itk/2（KA）Itk（KA）Ish（KA）K111.347.567.7318.37K21.570.80.852.54第5章電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇的總體概述正確選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟的運行的重要條件。在進(jìn)行設(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)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，具體選擇方法也就不完全一樣。但對它們的要求卻是基本相同的。電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，其運行條件完全一樣，選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求是相同的。電氣設(shè)備要想能可靠地工作，必須按正常運行條件進(jìn)行選擇，并且按短路條件校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。導(dǎo)體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線、主變引下線、出線以及各電壓級的絕緣子等。電氣設(shè)備包括各電壓級的出線斷路器、旁路斷路器、分段斷路器、以及相應(yīng)的隔離開關(guān)、熔斷器等。用于保護和測量用的電流互感器，包括穿墻套管、開關(guān)柜的選擇及其一次接線的編號。5.2選擇導(dǎo)體和電器的基本條件按長期工作條件選擇依據(jù)《導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》:選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓。即：（5-1）其中，一般按照選擇電氣設(shè)備的額定電壓。對于導(dǎo)體：（5-2）對于電器：（5-3）的計算方法：一、匯流主母線（一）110KV主母線：按實際功率分布進(jìn)行計算。（二）10kV主母線：（5-4）二、旁路母線回路。三、主變的引下線（5-5）四、出線單回線：雙回線：五、母聯(lián)回路。六、分段回路（5-6）其中：K=0.5～0.8。七、10KV并聯(lián)電容器回路（5-7）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體依據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》的如下規(guī)定：一、載流導(dǎo)體應(yīng)選擇鋁質(zhì)材料。二、除配電裝置的匯流母線外，較長導(dǎo)體的截面應(yīng)按經(jīng)濟密度選擇，導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度可按照附錄四所列數(shù)值選取。當(dāng)無合適規(guī)定導(dǎo)體時，導(dǎo)體面積可按經(jīng)濟電流密度計算截面的相鄰下一檔選取。選取條件：經(jīng)濟截面（5-8）J—經(jīng)濟電流密度注意：按此法選擇導(dǎo)體后，必須按長期發(fā)熱校驗。5.3導(dǎo)體和電器的校驗條件5.3.1導(dǎo)體的選擇一、母線的選擇對母線的選擇，相應(yīng)書籍中有的如下歸定：（一）載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料，下列場所可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體。1.持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時。2.污穢對銅腐蝕較輕微而對鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場所。（二）20KV以下回路的正常工作電流在4000A及以下時，宜采用矩形導(dǎo)體，在4000-8000A時，宜選用槽形導(dǎo)體。（三）110KV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜選用鋁合金管形導(dǎo)體。二、10KV出線電纜選擇（一）電力電纜應(yīng)按下列條件選擇和校驗1.電纜芯線材料及型號。2.額定電壓。3.截面選擇。4.允許電壓降校驗。5.熱穩(wěn)定校驗。6.電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。（二）電纜芯線材料及型號選擇電纜芯線有銅芯和鋁芯，國內(nèi)工程一般選用鋁芯，電纜的型號應(yīng)根據(jù)其用途，敷設(shè)方式和使用條件進(jìn)行選擇，濟鋼變電站10KV出線選用三相鋁芯電纜。（三）電壓選擇：電纜的額定電壓應(yīng)大于等于所在電網(wǎng)的電壓。（四）截面選擇：電力電纜截面一般按長期發(fā)熱允許電流選擇，當(dāng)電流的最大負(fù)荷利用小時數(shù)大于5000小時且長度超過20m時，應(yīng)按經(jīng)濟電流密度選擇。5.3.2電器選擇的依據(jù)一、斷路器選擇根據(jù)規(guī)定：35KV及以下，可選用少油、真空、多油斷路器等，應(yīng)注意經(jīng)濟性。35KV—220KV可選用少油、SF6、空氣斷路器等。綜合考慮，盡量利用經(jīng)過國家鑒定推薦使用的新產(chǎn)品，又110KV為檢修方便，選用SF6斷路器，10KV側(cè)采用真空斷路器。二、隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的型式很多，按安裝地點的不同可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式和雙柱式。它對配電裝置的占地面積有很大影響，選型時應(yīng)根據(jù)配電裝置的特點和使用要求以及經(jīng)濟技術(shù)條件來確定。由于本設(shè)計中均采用手車式斷路器，故10KV側(cè)不用選隔離開關(guān)。三、電壓互感器選擇電壓互感器是二次回路中測量和保護用的電壓源，通過它反映系統(tǒng)的運行狀況，它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測量。依據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》對電壓互感器配置的規(guī)定：（一）電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護周期和自動裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，周期點的兩側(cè)都能提取到電壓。（二）6～220KV電壓等級的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。（三）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)壓互。又根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定》：（一）電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗：1.一次回路電壓。2.二次電壓。3.二次負(fù)荷。（二）電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇:1.準(zhǔn)確度等級。2.繼電保護及測量的要求。3.3～20KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。4.35KV配電裝置宜采用電磁式電壓互感器。5.110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。（三）用于中型點直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。四、電流互感器選擇目前電力系統(tǒng)中用的廣泛是電磁式電流互感器，它的原理和變壓器相似，他的特點：一次繞組串聯(lián)在電路中，并且很少，電流取決于被測試電路的負(fù)荷電流，而與二次側(cè)電流的大小無關(guān)；二次側(cè)的電流繞組阻抗很小，所以它在近于短路的狀態(tài)下運行。電流互感器的選擇應(yīng)符合以下幾點：（一）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。（二）發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。（三）對直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。五、絕緣子和穿墻套管其選擇依據(jù)如下：（一）屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子；屋外支柱絕緣子需倒裝時，可用懸掛式支柱絕緣子；屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)和膠裝的多棱式支柱絕緣子。（二）屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。對于母線型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過的母線尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種，瓷絕緣的穿墻套管適用于交流電壓6～35kv系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60～500kv中性點直接接地系統(tǒng)。5.4電氣設(shè)備選擇過程5.4.1一、消弧線圈一般選用油浸式裝設(shè)在屋內(nèi)相對<80%場所的消弧線圈。二、消弧線圈的補償容量，一般按下式計算（5-9）Q-補償容量K-過補償系數(shù)Ue-電網(wǎng)額定電壓/KVIc-電網(wǎng)或發(fā)電機回路的電容電流/A三、電網(wǎng)的電容電流計算：（一）架空線路的電容電流可按下式計算（5-10）L-線路的長度Ic-架空線路的電容電流（二）電纜線路的電容電流可按下式計算（5-11）對于10KV側(cè)：5.4.2最大長期工作電流的計算匯流母線的I：110KV側(cè)：I=1.05I=1.05=208A10KV側(cè)：I=1.05I=1.05=2273KV5.4.3一、110KV母線選擇按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇截面IKI（5-12）式中——導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流?！陬~定環(huán)境溫度時導(dǎo)體允許電流。K——與實際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合修正系數(shù)。K===0.81I=0.81289=234（A）>208A故選擇型號為LGJ-70的鋼芯鋁絞線，長期允許載流量為289A。熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過的時間為：t=t+t=4s短路電流周期分量的熱效應(yīng)：Q==4=3.2因t>1s,故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。故Q=Q=3.2正常導(dǎo)體運行時導(dǎo)體溫度：=+（–）=25+（70–25）=60.6c根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》查表4-6，C=91滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：S===19mm<70mm滿足熱穩(wěn)定要求。二、10KV母線選擇按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇截面。查表可選用兩條12510mm矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為3152A，集膚效應(yīng)系數(shù)K=1.45，當(dāng)環(huán)境溫度為+40c時查附表3得修正系數(shù)K=0.81。則：I=0.813152=2553（A）>2273A熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過的時間為：t=t+t=4s電流周期分量的熱效應(yīng)：Q==4=253因t=1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)，所以Q=Q=253正常運行時導(dǎo)體溫度：=+（–）=25+（70–25）=60.7c根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》查表可知當(dāng)C=91滿足短路時的最小導(dǎo)體截面為：S===210mm<1250mm滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：i=30.5KA母線相間應(yīng)力：f===643.7（N/m）導(dǎo)體截面系數(shù)：W===2.610（m）則：===2.4810（）<=7010（）滿足動穩(wěn)定要求。5.4.4一、110KV主變引下線選擇按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇截面：IKI（5-13）式中：——導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流。——在額定環(huán)境溫度時導(dǎo)體允許電流。K——與實際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合修正系數(shù)。K===0.81I=0.81289=234（A）>208A故選擇型號為LGJ-70的鋼芯鋁絞線，長期允許載流量為289A。熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過的時間為：t=t+t=4s短路電流周期分量的熱效應(yīng)：Q==4=3.2因t>1s,故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。故Q=Q=3.2正常導(dǎo)體運行時導(dǎo)體溫度：=+（–）=25+（70–25）=60.6c根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》查表4-6，C=91滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：S===19mm<70mm滿足熱穩(wěn)定要求。二、10KV主變引下線選擇按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇截面：查表可選用兩條12510mm矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為3152A，集膚效應(yīng)系數(shù)K=1.45，當(dāng)環(huán)境溫度為+40c時查附表3得修正系數(shù)K=0.81。則：I=0.813152=2553（A）>2273A熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過的時間為：t=t+t=4s電流周期分量的熱效應(yīng)：Q==4=253因t=1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)：故Q=Q=253正常運行時導(dǎo)體溫度：=+（–）=25+（70–25）=60.7c根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》查表4-6，C=91滿足短路時的最小導(dǎo)體截面為：S===210mm<1250mm滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：i=30.5KA母線相間應(yīng)力：f===643.7（N/m）導(dǎo)體截面系數(shù)：W===2.610（m）則：===2.4810（）<=7010（）滿足動穩(wěn)定要求。三、10KV負(fù)荷出線I=（1+5）=（1+5）=361A截面選擇：T=5500h>5000h,長度超過20m，故按經(jīng)濟電流密度選擇截面。根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》由圖4-26曲線2查得，當(dāng)T=5500h時，鋁導(dǎo)體的J=0.72A/mm。導(dǎo)體的截面：S=I/J=361/0.72=501mm故選用單根10KVZLQ三芯油侵紙絕緣鋁芯電纜，電纜S=480mm，I=245A，正常允許最高溫度為60c。按長期發(fā)熱允許電流校驗：當(dāng)實際溫度為+25C時由附表16查得電纜載流量的修正系數(shù)K=1,則：I=1245=245A>361A熱穩(wěn)定校驗：短路時的周期分量的熱效應(yīng)：Q==4=253因t>1s故不計算非周期分量的熱效應(yīng)故：Q=Q=253短路前電纜最高運行溫度：=+（—）（）=25+（60—25）=52c由C=求得C=70，熱穩(wěn)定的最小截面為：S=/C=/70=227mm<450mm結(jié)果表明選用單根ZLQ-3150電纜滿足要求。5.4.5110KV斷路器和隔離開關(guān)選擇一、110KV出線斷路器和隔離開關(guān)的選擇（一）110KV出線斷路器的選擇I=208A根據(jù)110KV出線斷路器的U，I的要求，可選SW3-110G/1200型斷路器根據(jù)前面的計算部分得：I=1.57KAI=0.85KAI=0.8KAi=4.22KA計算周期分量熱效應(yīng)：Q==3.2因t>1s,故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=3.2把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-1：表5-1110KV計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SW3-110G/1200U110KAU110KVI208AI1200AI1.57KAI15.8KAi4.22KAi41KAQ3.2It499i4.22KAi41KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器SW3-110G/1200合格。（二）110KV出線隔離開關(guān)的選擇由U=110KVI=208AQ=3.2i=4.22KA可選用GW5-110型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-2：表5-2110KV計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GW5-110/630U110KVU110KVI208AI630AQ3.2It160i4.22KAi50KA由上表可見所選隔離開關(guān)GW5-110/630合格。二、110KV分段斷路器和隔離開關(guān)的選擇（一）斷路器的選擇I=208A根據(jù)斷路器的U，I的要求，可選SW3-110G/1200型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=14.57KAI=0.85KAI=0.8KAi=4.22KA計算周期分量熱效應(yīng)：Q==3.2因t>1s,故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=3.2把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-3：表5-3計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SW3-110G/1200U110KAU110KVI208AI1200AI1.57KAI15.8KAi4.22KAi41KAQ3.2It499i4.22KAi41KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器SW3-110G/1200合格。（二）隔離開關(guān)的選擇由U=110KVI=208AQ=3.2i=4.22KA可選用GW5-110型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-4：表5-4計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GW5-110/630U110KVU110KVI208AI630AQ3.2It160i4.22KAi50KA由上表可見所選隔離開關(guān)GW5-110/630合格。5.4.6110KV主變引下線斷路器和隔離開關(guān)的選擇一、斷路器的選擇I=208A根據(jù)斷路器的U，I的要求，可選SW3-110G/1200型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=14.57KAI=0.85KAI=0.8KAi=4.22KA計算周期分量熱效應(yīng)：Q==3.2因t>1s,故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=3.2二、隔離開關(guān)的選擇由U=110KVI=208AQ=3.2i=4.22KA可選用GW5-110型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-5：表5-5110KV主變下引線計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GW5-110/630U110KVU110KVI208AI630AQ3.2It160i4.22KAi50KA由上表可見所選隔離開關(guān)GW5-110/630合格。5.4.710KV出線斷路器和隔離開關(guān)的選擇一、煉鋼1車間斷路器的選擇I=361A根據(jù)斷路器的U，I的要求，可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-6：表5-610KV出線計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI361AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It160i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。二、煉鋼1車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=361AQ=253i=30.5KA查表可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-7：表5-710KV出線計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI361AI600AQ253It160i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。三、煉鋼2車間斷路器的選擇I=361A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查附表6可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-8：表5-8煉鋼2車間計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI361AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It160i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。四、煉鋼2車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=361AQ=253i=30.5KA可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-9：表5-9煉鋼2車間計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI361AI600AQ253It160i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。五、線材1車間斷路器的選擇I=289A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查附表6可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-10：表5-10線材1車間計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI289AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It160i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。六、線材1車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=289AQ=253i=30.5KA查表可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-11：表5-11線材1車間計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI289AI600AQ253It1600i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。七、線材2車間斷路器的選擇I=303A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查表可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-12：表5-12線材2車間計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI303AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It160i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。八、線材2車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=303AQ=253i=30.5KA查附表7可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-13：表5-13線材2車間計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI303AI600AQ253It160i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。九、鋼材1車間斷路器的選擇：I=274A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查附表6可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-14：表5-14鋼材1車間計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI274AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It160i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。十、鋼材1車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=274AQ=253i=30.5KA查表可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-15：表5-15鋼材1車間計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI274AI600AQ253It160i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。十一、鋼材2車間斷路器的選擇I=289A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查附表6可選SN10-10/630型少油斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==253因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=253把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-16：表5-16鋼材2車間計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)ZN5-10/630U10KAU10KVI289AI630AI11.34KAI20KAi30.5KAi50KAQ253It1600i30.5KAi50KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器ZN5-10/630合格。十二、鋼材2車間隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=289AQ=253i=30.5KA可選用GN6-10/600-52型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-17：表5-17鋼材2車間計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN6-10/600-52U10KVU10KVI361AI600AQ253It160i30.5KAi52KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN6-10/600-52合格。5.4.810KV分段斷路器和隔離開關(guān)的選擇一、斷路器的選擇I=2273A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查表可選SN10-10Ⅲ/3000型斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==2273因t1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=2273把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-18：表5-1810KV分段斷路器計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SN10-10Ⅲ/3000U10KAU10KVI2273AI3000AI11.34KAI43.3KAi30.5KAi130KAQ253It749i30.5KAi130KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器SN10-10Ⅲ/3000合格。二、隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=2273AQ=253i=30.5KA可選用GN10-10T3000-160型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-19：表5-1910KV分段隔離開關(guān)計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)GN10-10T3000-160U10KVU10KVI2273AI3000AQ253It28125I30.5KAi160KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN10-10T3000-160合格。5.4.910KV主變引下線斷路器和隔離開關(guān)的選擇一、斷路器的選擇I=2273A根據(jù)斷路器的U，I的要求，查表可選SN10-10Ⅲ/3000型斷路器。根據(jù)前面的計算部分得：I=11.34KAI=7.73KAI=7.56KAi=30.5KA周期分量的熱效應(yīng)：Q==2273因t>1s，故不計算非周期分量的熱效應(yīng)。所以Q=Q=2273把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-20：表5-2010KV主變引下線計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)表計算數(shù)據(jù)SN10-10Ⅲ/3000U10KAU10KVI2273AI3000AI11.34KAI43.3KAi30.5KAi130KAQ253It7499i30.5KAi130KA由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選斷路器SN10-10Ⅲ/3000合格。二、隔離開關(guān)的選擇由U=10KVI=2273AQ=253i=30.5KA可選用GN10-10T3000-160型號的隔離開關(guān)。把計算數(shù)據(jù)和隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行列表5-21：計算數(shù)據(jù)GN10-10T3000-160U10KVU10KVI2273AI3000AQ253It28125I30.5KAi160KA由上表可見所選隔離開關(guān)GN10-10T3000-160合格。5.4.10一、110KV側(cè)電壓互感器的選擇（一）一次回路的電壓選擇0.8U<U<1.2U（5-14）（二）二次回路的電壓選擇根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》按表5-10可選二次回路的電壓為100/。根據(jù)本次設(shè)計的使用條件可選則JDR-110型式的電壓互感器。二、10KV側(cè)電壓互感器的選擇（一）種類和型式的選擇：三相五柱式油浸式電壓互感器（二）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇電壓互感器的一次繞組額定電壓，應(yīng)根據(jù)互感器的接線方式來確定其相電壓或相間電壓。電壓互感器的二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用。電壓互感器的輔助繞組電壓用于35KV及以下的中性點不接地系統(tǒng)的電壓為100/V。（三）容量和準(zhǔn)確級的選擇互感器的額定二次容量應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷。5.4.11支柱絕緣子和一、10KV絕緣子和穿墻套管的選擇（一）10KV絕緣子根據(jù)母線額定電壓和安裝地點選ZC-10F型。其抗彎破壞負(fù)荷F=12250N，絕緣子高度225mm。則：F=F===161(N/m)H=H+b+h/2=225+12+125/2=299.5mmF=FH/H=161299.5/225=214N<0.612250=7350N（二）10KV穿墻套管選擇根據(jù)工作電壓和額定電流選用CMWF2-20其長度L=625mm，F(xiàn)=39200N套管窗口尺寸為220210>36000計算跨度：L=（l+L）/2=(1+0.625)/2=0.8125m套管受力：F==896<0.639200=23520N二、110KV絕緣子選擇本次設(shè)計選用ZS-110/400普通型棒式絕緣子。5.5電氣設(shè)備選擇結(jié)果5.5.1表5-22導(dǎo)體選擇表項目電壓級主母線主變引下線負(fù)荷出線110KVLGJ-70LGJ—300/10KVLMY矩形母線(兩條125×10)LMY矩形母線(兩條125×10)ZLQ-3150三芯電纜（單根）5.5.2表5-23斷路器和隔離開關(guān)選擇表設(shè)備項目斷路器隔離開關(guān)110KV出線SW3-110G/1200GW5-110/630110KV分段SW3-110G/1200GW5-110/630110KV主變引下線SW3-110G/1200GW5-110/63010KV出線ZN5-10/630GN6-10/600-5210KV分段SN10-10Ⅲ/3000GN10-10T3000-16010KV主變引下線SN10-10Ⅲ/3000GN10-10T3000-1605.5.3表5-24電壓互感器選擇表電壓級設(shè)備類型110KV10KV電壓互感器YDR-110JSJW-105.5.4表5-25絕緣子和穿墻套管選擇表電壓級設(shè)備類型110KV10KV絕緣子ZS-110/400ZC-10F穿墻套管/CMFW2-205.5.510KV配電柜GFC-10型手車式高壓開關(guān)柜額定電壓：10KVSN10-10型斷路器額定電流：5-900ACD10型操動機構(gòu)母線系統(tǒng)：單母線LZJC-10型電流互感器操作方式：直流電磁操作機構(gòu)外型尺寸：800×1250×2000（mm）第6章防雷設(shè)計6.1變電站的防雷保護概述按安裝方式的不同，將獨立避雷針和構(gòu)架避雷針兩類。從經(jīng)濟觀點出發(fā)，當(dāng)然希望用希望避雷針，以為它既能節(jié)約支座的鋼材，又能省去專門的接地裝置，但對絕緣水平不高的35KV以下的配電裝置來說，雷擊構(gòu)架避雷針很容易導(dǎo)致絕緣逆閃落，這當(dāng)然不能容許，獨立避雷針是指具有專門的支座和接地裝置的避雷針，其接地電阻一般不超過10。我國規(guī)定：一、110KV以上的配電裝置，一般將避雷針裝在構(gòu)架上，但在土壤電阻率大于1000/M的地區(qū)，仍裝設(shè)獨立避雷針，以免發(fā)生反擊。二、35KV及一下的配電裝置應(yīng)采用獨立避雷針來保護。三、60KV的配電裝置，在土壤電阻率大于500/M的地區(qū)宜采用獨立避雷針，在土壤電阻率小于500/M的土壤容許采用構(gòu)架避雷針。當(dāng)獨立避雷針遭受雷擊時，雷電流將在避雷針電感L和接地電阻R上造成壓降。避雷針支座上高度為H處的對地電壓（H為相鄰配電裝置構(gòu)架的高度）（6-1）接地裝置的對地電壓：（6-2）式中R——獨立避雷針的沖擊接地電阻L——避雷針單位高度的等值電感如果空氣間隙的平均沖擊擊穿場強為E（KV/M），為了防止避雷針對構(gòu)架發(fā)生反擊，其空氣間隙S應(yīng)滿足下面要求：與此相似，如果土壤的平均沖擊擊穿場強為E（KV/M），為了防止避雷針接地裝置與變電站接地網(wǎng)之間因土壤擊穿而連在一起，其地下距離S應(yīng)滿足下面要求：我國的標(biāo)準(zhǔn)是取雷電流I的幅值I=100KA平波波前陡度（）我國標(biāo)準(zhǔn)推用下面兩個公式