220kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)For pers onal use only in study and research; not for commercial use課題名稱(chēng)：220kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)2009級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師（簽名）2013 年1月25日1. 緒論本設(shè)計(jì)討論的是220kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)任務(wù)書(shū)上所給內(nèi)容， 進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，確定主變壓器型號(hào)，然后確定一次主接線(xiàn)形式。最后，根據(jù)最大 持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，母線(xiàn)進(jìn)行選型，從 而完成了變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2. 課題的內(nèi)容和要求2.1內(nèi)容：220kV變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一次系統(tǒng)主接線(xiàn)為：變電站 220kV有2回電 源進(jìn)線(xiàn)和4回出線(xiàn)；110kV有2回進(jìn)出線(xiàn)和6回出線(xiàn)、10kV有2回進(jìn)出線(xiàn)和24 回出線(xiàn)；變電站有1#、2#主變兩臺(tái)，容量 2X 240MVA 220/110/10 kV三相變 壓器。并有一臺(tái)相同容量的備用變。(1) 討論各種一次主接線(xiàn)形式的優(yōu)缺點(diǎn)和主要應(yīng)用場(chǎng)合；(2) 設(shè)計(jì)并畫(huà)出科園變電站一次主接線(xiàn)圖；(3) 選擇各回路母線(xiàn)、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)并進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn)；2.2要求：設(shè)計(jì)和選配出一次系統(tǒng)的戶(hù)外配電裝置設(shè)備配置，各選擇參數(shù)列表2.3科園變電站片平面圖100m220kV戶(hù)外配電設(shè)備電容器組室內(nèi)配電設(shè)備1#主變120m110kV戶(hù)外配電設(shè)備2#主變通信及控制綜合大樓10kV戶(hù)外配電設(shè)備備用變大門(mén)額定容量(MVA)額定電壓(kV)空載電流(%)空載損耗(kW)阻抗電壓(%)容量比聯(lián)結(jié)組號(hào)100/100/50YNy n0d113主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器， 稱(chēng)為主變 壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器， 稱(chēng)為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本站用 的變壓器，稱(chēng)為站用變壓器。本章是對(duì)變電站主變壓器的選擇。3.1主變壓器的選擇原則1、主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?510年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮 遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。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(lái)確定主變的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷 的變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許 時(shí)間內(nèi)，保證用戶(hù)的I級(jí)和U級(jí)負(fù)荷，對(duì)于一般變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其 他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%80%3、為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺(tái)主 變的可能性?？煽啃浴?.2主變壓器選擇結(jié)果查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分以及根據(jù)課題內(nèi)容要求，選定變壓 器的容量為240MVA該變電站有三個(gè)電壓等級(jí)，分別為 220kV、110kV、10kV，所以選擇的變壓器為 三繞組變壓器，綜合以上因素選擇出的主變型號(hào)為SFS7-240000/220。SFS7-240000/220240220 _8X 1.25% 121 10.50.45193高-中：12-14 高-低：22-24 中-低：7-9型號(hào)中符號(hào)表示意義:S:三相F:風(fēng)冷卻P:強(qiáng)迫油循環(huán)S:三繞組乙有載調(diào)壓7:性能水平號(hào)240000:額定容量kVA220:電壓等級(jí)kV4電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)4.1主接線(xiàn)的基本要求電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分。發(fā)電廠、變電站主接線(xiàn)必須滿(mǎn)足以下基本要求。1、可靠性斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線(xiàn)路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí) 間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶(hù)的供電。2、靈活性主接線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的， 而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影 響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。包括：操作的方便性、調(diào)度的方便性、擴(kuò)建的方便性。3、經(jīng)濟(jì)性主接線(xiàn)在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小， 占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。4.2主接線(xiàn)的基本接線(xiàn)形式變電站電氣主接線(xiàn)的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、 負(fù)荷的性質(zhì)、出線(xiàn)數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。主接線(xiàn)代表了發(fā)電廠或變電站電 氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分， 直接影響運(yùn)行的可靠 性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬 定都有決定性的關(guān)系。1. 單母線(xiàn)接線(xiàn)及單母線(xiàn)分段接線(xiàn)（1）單母線(xiàn)接線(xiàn)單母線(xiàn)接線(xiàn)供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線(xiàn)回路。母線(xiàn)既可保證電源并列工作，又能使任一條出線(xiàn)都可以從任一個(gè)電源獲得電能。各出線(xiàn)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(xiàn)上，以減少功率在母線(xiàn)上的傳輸。 單母接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線(xiàn)便于向兩 端延伸，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：可靠性差。母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作， 也就成了全廠或全站長(zhǎng)期停電。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(xiàn)路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。綜上所述，這種接線(xiàn)形式一般只用在出線(xiàn)回路少， 并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和 變電站中。（2）單母分段接線(xiàn)單母線(xiàn)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(duì)重要用戶(hù)可以 從不同段引出兩回饋電線(xiàn)路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路 器自動(dòng)將用戶(hù)停電；兩段母線(xiàn)同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮在可靠性要求 不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一母線(xiàn)故障時(shí)，將造成兩段母線(xiàn)同時(shí)停電，在 判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。該接線(xiàn)適用于：小容量發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置， 一般每段母線(xiàn)上所接發(fā)電 容量為12MW左右，每段母線(xiàn)上出線(xiàn)不多于 5回，變電站有兩臺(tái)主變壓器時(shí)的 6-10KV配電裝置；35-63KV配電裝置出線(xiàn)4-8回；110-220KV配電裝置出線(xiàn) 3-4 回。（3）單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)單母線(xiàn)分段斷路器帶有專(zhuān)用旁路斷路器母線(xiàn)接線(xiàn)極大地提高了可靠性，但這增加了一臺(tái)旁路斷路器，大大增加了投資。2. 雙母線(xiàn)接線(xiàn)及分段接線(xiàn)（1）雙母線(xiàn)接線(xiàn)雙母接線(xiàn)有兩種母線(xiàn)，并且可以互為備用。每一個(gè)電源和出線(xiàn)的回路，都裝有一 臺(tái)斷路器，有兩組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線(xiàn)接線(xiàn)連接。兩組母線(xiàn)之間的 聯(lián)絡(luò)，通過(guò)母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其特點(diǎn)有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便 等特點(diǎn)。由于雙母線(xiàn)有較高的可靠性，廣泛用于：進(jìn)出線(xiàn)回路較多，容量較大，出線(xiàn)帶電 抗器的6-10KV配電裝置；35-60KV出線(xiàn)超過(guò)8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大 時(shí)；110KV出線(xiàn)為6回以上時(shí)；220KV出線(xiàn)為4回以上時(shí)。2）雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)為了縮小母線(xiàn)故障的停電范圍，可采用雙母分段接線(xiàn)，用分段斷路器將工作母線(xiàn) 分為兩段，每段工作母線(xiàn)用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線(xiàn)相連，電源和出線(xiàn)回路均勻地分布在兩段工作母線(xiàn)上。雙母接線(xiàn)分段接線(xiàn)比雙母接線(xiàn)的可靠性更高，當(dāng)一段工作母線(xiàn)發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開(kāi)，而后將 故障段母線(xiàn)所連的電源回路的斷路器跳開(kāi)，該段母線(xiàn)所連的出線(xiàn)回路停電；隨后， 將故障段母線(xiàn)所連的電源回路和出線(xiàn)回路切換到備用母線(xiàn)上，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電。用分段斷路器將工作母線(xiàn)分為I段和II段，比雙母線(xiàn)接線(xiàn)增加了兩臺(tái)斷路器， 投資有所增加，但不僅具有雙母線(xiàn)各種優(yōu)點(diǎn)，并且任何時(shí)候有備用母線(xiàn)，有較高 的可靠性和靈活性。較多用于220KV配電裝置。進(jìn)出線(xiàn)為1014回采用三分段，15回以上出線(xiàn)時(shí)采 用四分段；在300-500KV大容量配電裝置中，出線(xiàn)為6回以上一般也采用類(lèi)似的 雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)。（3）雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)就是在雙母線(xiàn)接線(xiàn)的基礎(chǔ)上，增設(shè)旁路母線(xiàn)，其特點(diǎn)是具有雙 母線(xiàn)接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)線(xiàn)路（主變壓器）斷路器檢修時(shí)，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換 操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)，也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費(fèi)用較 大。110KV及以上的高壓配電裝置中，均需設(shè)置旁路母線(xiàn)，當(dāng)110KV出線(xiàn)在6回以上，220KV出線(xiàn)在4回以上時(shí)，采用帶專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線(xiàn)。3. 一個(gè)半斷路器接線(xiàn)在每3個(gè)斷路器中間送出2回回路，一般只用于500kV（或重要220kV）電網(wǎng)的 母線(xiàn)主接線(xiàn)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：1. 運(yùn)行調(diào)度靈活，正常時(shí)兩條母線(xiàn)和全部斷路器運(yùn)行，成多路環(huán)狀供電；2. 檢修時(shí)操作方便，當(dāng)一組母線(xiàn)停支時(shí)，回路不需要切換，任一臺(tái)斷路器檢 修，各回路仍按原接線(xiàn)方式霆，不需切換；3. 運(yùn)行可靠，每一回路由兩臺(tái)斷路器供電，母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，任何回路都不 停電。但是2/3斷路器接線(xiàn)的缺點(diǎn)是使用設(shè)備較多，特別是斷路器和電流互感器，造價(jià) 高，經(jīng)濟(jì)性差，二次接線(xiàn)和繼電保護(hù)整定復(fù)雜。當(dāng)電壓為 330550KV出線(xiàn)回路 數(shù)超過(guò)6回以上、且配電裝置在系統(tǒng)中處于重要地位時(shí)， 采用2/3斷路器接線(xiàn)方式 較為適宜。4.3主接線(xiàn)選擇結(jié)果電壓等級(jí)220/110/10kV各電壓側(cè)出線(xiàn)回路數(shù)：220kV 4 回110kV 6 回10kV 24 回接線(xiàn)方案：雙母線(xiàn)接線(xiàn) 接線(xiàn)方案：雙母線(xiàn)接線(xiàn) 接線(xiàn)方案：?jiǎn)文阜侄谓泳€(xiàn)4.4 一次主接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)主接線(xiàn)圖如下5短路計(jì)算短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電氣設(shè)備的安全，危 害主接線(xiàn)的運(yùn)行，特別在大容量發(fā)電廠中，在發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)或發(fā)電機(jī)出口處， 短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安至幾十萬(wàn)安。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需 選用加大容量的電氣設(shè)備。這不僅增加投資，甚至?xí)蜷_(kāi)斷電流不能滿(mǎn)足而選不到符合的高壓電氣設(shè)備，在主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，因計(jì)做好短路計(jì)算，以備考慮采取限 制短路電流的措施。5.1短路點(diǎn)的選擇在每個(gè)電壓等級(jí)選一個(gè)短路點(diǎn)，220kV電壓等級(jí)選在d1點(diǎn)，110kV電壓等級(jí) 選在d2點(diǎn)，10kV電壓等級(jí)選在d3點(diǎn)。X3X110KV2X«<S2> Xsd1220KVd2110KV5.2短路電流計(jì)算1.基準(zhǔn)值在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取Sj = 100MVA Vb為各級(jí)電壓平均值(230 ,115, 10.5kv)2.系統(tǒng)電抗在 Sj=100MVA下，取 Xs=0.09 Xs1= 衛(wèi)g阻抗電壓?jiǎn)J中咼一低中一低122283.變壓器各繞組電抗取值%= 8%2302各繞組等值電抗Vs(1-2) %= 12%，Vs (1-3)%= 22%，V s (2-3)1Vs1% = 2 (Vs(1-2)% + Vs(1-3)% Vs(2-3)%)1=2 (12+ 22 8)=131Vs2% = 2 (Vs(1-2)% + Vs(2-3)% Vs(1-3)%)S2d12 s X220KV1=2 (12+8- 22)=11VS3% = 2 (Vs(1-3)% + Vs(2-3)% Vs(1-2)%)1 =2 (22+8 12)=9各繞組等值電抗標(biāo)么值為:Vs1% Sj 13100X1=X 尸 X = 0.054100SN 100240=-0.0042240100 = 0.075120Vs2% Sj _1100100 SN 100Vs3% Sj 9X3=X = X100 SN 1004. 各短路點(diǎn)短路計(jì)算a) d1點(diǎn)短路220KV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，如圖一10KV母線(xiàn)側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向 示，則短路電流Id11Xs Xs1= 10.09 0.015=9.524換算到220KV短路電流有名值SB100I =Id1 =9.524 X= 2.391KA寸3 VbJ3 乂 230根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich= 1+2(KU-1) 2| = , 1+2(1.8-1)一 2| =1.51I Icj=1.51 X 2.391=3.610KA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)沖擊電流 ish =2 KchI = .2 X 1.871 =2.551 =2.55 X2.391= 7.275KA短路容量 S= 3 VbI = .3 X 230X 2.39仁1159.262MVA 同理，有：b) d2點(diǎn)短路如d1處短路類(lèi)似，10KV母線(xiàn)側(cè)因沒(méi)有電源，無(wú)法向110KV側(cè)提供短路電流，即 可略去不計(jì)，則短路電流Id 2Xs Xs1 1(X1 X2)10.09 0.015 * (0.054 -0.0042) =7.752換算到110KV短路電流有名值SB100I =ld2 =7.752 X 100= 3.892KAVb運(yùn)如15取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = _1+2(KU-1) 2| = 1+2(1.8-1) 2| =1.511 Icj =1.51 X 3.892=5.877KA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)沖擊電流 ish =2 Kehl = 2 X 1.871 =2.55I =2.55 X 3.892= 9.925KA短路容量 S =3 VbI = 3 X 115X 3.892= 775.231MVAc) d3點(diǎn)短路Id 3 =Xs + Xs1+g(X1 +X3)=10.09 0.015 £(0.054 0.075)=5.899換算到10K V側(cè)有名值ff=Id 3X=5.899 Xp3VaV1003X 10.5=32.436KA短路電流全電流最大有效值及沖擊值Icj = 1.51I =1.51 X 32.436 =48.978KAIsh = 2.55I = 2.55 X 32.436 = 82.712KA短路容量：S =3 Vb I =3 X 10.5 X 32.436=589.89MVA6 一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線(xiàn)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(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(duì)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(lái)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和母線(xiàn)的選擇。6.1斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇斷路器的選擇，除滿(mǎn)足各項(xiàng)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(guó)斷路器的 生產(chǎn)情況，現(xiàn)一般選用真空、SR、少油和壓縮空氣等斷路器作為 10kV220kV 的開(kāi)關(guān)電器。6.1斷路器的選擇(1) 220kV側(cè)：經(jīng)查表，220kV系列高壓六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)中 LW6-220/3150型號(hào)斷路器 的參數(shù)如下：型號(hào)電壓kV額定 電流A額定 開(kāi)斷 電流kA極限通過(guò) 電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA固有分閘時(shí)間(s)合閘時(shí) 間(s)峰值有效 值1S4S5S10SLW6-220/3150220315050125400.030.09額定電壓：220KV額定電流：lN 二 S/(、_3Un) =240/( , 3*220) =629.84A<3150A短路電流：l" = 2.391kA<50kA對(duì)斷路器進(jìn)行檢驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ish =7.275 KA <125KA。故動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：取繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s , 220kV斷路器分閘時(shí)間t0 =0.03s，則 te=tr +t0 =0.6s+0.03s=0.63slt2t = I 辛=3.610 X 0.63=2.27kA<40kA,故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。(2) 110kV 側(cè)：經(jīng)查表，LW14-110/2000的SF6斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)為:型號(hào)電壓kV額定 開(kāi)斷 電流kA極限通過(guò) 電流(kA)熱穩(wěn)定電流，kA峰值有效值1S3S5S10S額定 電流A全開(kāi)斷 時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s )LW14-110/20001102000 31.58031.50.050.025額定電壓：110kV額定電流：lN 二 S/(、_3Un) = 240/( , 3*110) J259.67A ： 2000A短路電流：l"=：3.892kA ：31.5 kA110kV斷路器的校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Ish =9.925kA :：: 80 kA，滿(mǎn)足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：te =0.65slt2t =1 ：te =5.877 X 0.65=3.82kA<31.5kA,故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求(3) 10kV電壓級(jí)：經(jīng)查表，LW14-110/2000的SF6斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)為:型號(hào)電壓kV額定 電流A額定 開(kāi)斷 電流kA極限通過(guò) 電流(kA)熱穩(wěn)定電流，kA固有分 閘時(shí)間(s)合閘時(shí) 間(s)峰值有效 值1S3S5S10SLW14-110/20001080001053001200.150.65額定電壓：10 kV額定電流：In 二S/(.3Un) =120MW/(、3*10 kV) = 6928.20A短路電流：l" =32.436 kA : 105 kA10kV斷路器的校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Ish =82.712 : 300kA ,滿(mǎn)足條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn):te = 0.75slt2t = I ：te =48.978 X 0.75=36.73kA<120kA,故滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。6.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇 1隔離開(kāi)關(guān)用途隔離開(kāi)關(guān)是一種最簡(jiǎn)單的高壓開(kāi)關(guān)，在實(shí)際中俗稱(chēng)閘刀。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，不能用來(lái)開(kāi)端負(fù)荷電流和短路電流。在配電裝置中，其主要用途有：(1) 保證裝置中檢修工作的安全，在需要檢修的部分和其他帶電部分，用隔離開(kāi)關(guān)構(gòu)成明顯的空氣絕緣間隔。（2）在雙母線(xiàn)和帶旁路母線(xiàn)的主接線(xiàn)中，可利用隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，進(jìn)行 母線(xiàn)切換或代替出線(xiàn)操作，但此時(shí)必須遵守“等電位原則”。（3）由于隔離開(kāi)關(guān)能通過(guò)拉長(zhǎng)電弧的方法來(lái)滅弧，具有切斷小電流的可能性， 所以隔離開(kāi)關(guān)可用于以下操作：1）斷開(kāi)和接通電壓互感器和避雷器2）斷開(kāi)和接通母線(xiàn)或直接連接在母線(xiàn)上設(shè)備的電容電流3）斷開(kāi)和接通勵(lì)磁電流不超過(guò) 2A的空載變壓器或電容電流不超過(guò) 5A的空載線(xiàn) 路4） 斷開(kāi)和接通變壓器中性點(diǎn)接地線(xiàn)（系統(tǒng)中沒(méi)有接地故障時(shí)才能進(jìn)行）。(1) 220 kV 側(cè):型號(hào)額定電 壓（KV）額定電流（A）極限通過(guò) 電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電 流（KA）4S5SGW6-220D/1000-5022010005021額定電壓：220kV額定電流：In 二S/（、3Un） =240/（ .3*220） =629.84A<1000A動(dòng)穩(wěn)定電流ish=7.275kA<50kA,滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求.熱穩(wěn)定電流lcj=3.610kA<21kA，滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求.(2) 110 kV 側(cè):型號(hào)額定電 壓（KV）額定電流（A）極限通過(guò) 電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電 流（KA）4S5SGW4-110D/2000-8011020008021.5額定電壓：110kV額定電流：In 二S/（ 3Un） =240/（、3*110） =1259.67A ： 2000A 動(dòng)穩(wěn)定電流ish=9.925kA<80kA,滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求.熱穩(wěn)定電流Icj=5.877kA<21.5kA，滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求.（3）10 kV 側(cè)：型號(hào)額定電額定電流極限通過(guò) 電流峰值熱穩(wěn)定電 流（KA）壓（KV）(A)(KA)4S5SGW4-10D/8000-16010800016075額定電壓：10 kV額定電流：lN = S/(、_ 3UN) = 120MW/( 3*10 kV)二 6928.20A <8000A動(dòng)穩(wěn)定電流ish=82.712kA<160kA,滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求.熱穩(wěn)定電流Icj=48.978kA<75kA，滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求.7母線(xiàn)選擇7.1 220kV母線(xiàn)選擇選擇LF-21Y-60/54鋁錳合金管型母線(xiàn)導(dǎo)體尺寸D/D2(mm)導(dǎo)體截面(mm)導(dǎo)體最咼允許溫度為下 值時(shí)的載流量截面系數(shù)W (cm3)慣性半徑Ri (cm)慣性矩J(cm4)+70 C+80 C7.292.0221.9 60/5453912401072校驗(yàn)：(1) 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇：Iw.max = 1.05*240/( 73*220) = 661.3AK = . (70二35)/(70匚25) = 0.88KI al=0.88 X 1240=1091.2>Igma=661.3，滿(mǎn)足要求。(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：SminK 匚 103=3.61/87 X . 0.2 103=18.55mn2<539mm,滿(mǎn)足要求。C(3) 按電暈電壓校驗(yàn)：晴天不可出現(xiàn)可見(jiàn)電暈要求管型母線(xiàn)最小截面積為30mm60mm滿(mǎn)足要求。7.2 110kV母線(xiàn)選擇選擇LF-21Y-100/90鋁錳合金管型母線(xiàn)導(dǎo)體尺寸D/D2(mm)導(dǎo)體截面(mm)導(dǎo)體最咼允許溫度為下 值時(shí)的載流量截面系數(shù)W (cm3)慣性半徑Ri (cm)慣性矩J(cm4)+70 C+80 C33.83.36169 100/90149123502054校驗(yàn)：(1)按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇：Iw.max =1.05*240/(府110) =1322.6AK = . (70 -35)/(70 -25) = 0.88KI 引=0.88 X 2350=2068>lgma=1322.6，滿(mǎn)足要求。(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Smin 二,t7 103=5.877/87 X .02 103 =30.21mr2<1491mm 滿(mǎn)足要求。(3) 按電暈電壓校驗(yàn)：晴天不可出現(xiàn)可見(jiàn)電暈要求管型母線(xiàn)最小截面積為20mm<100 m滿(mǎn)足要求。7.3 10KV母線(xiàn)選擇選擇3條TWB-12X 10型矩形銅母線(xiàn)立放，允許載流量為 8200A 校驗(yàn)：(1) 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇：max=1.05120-.3 10= 7274.6A<8200A 滿(mǎn)足要求。(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：弘 卡廟漢103=48.978/87 X103 =251.7mr2,滿(mǎn)足 3 條 TWB-12X 10 型矩形銅母線(xiàn)要求。(3) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)相間距：a =0.75 m沖擊電流：ish =82.712 kA母線(xiàn)相間應(yīng)力:2fph =1.73 10 也=1578.05 N maW =3.3bh2 =3.3 0.012 0.12 =3.96 10*(m3)PhfbLb10W21578.05 1.210 3.96 10°= 5.738 106 Pa母線(xiàn)同相間應(yīng)力計(jì)算:10120= 0.0832b -bh b10120 10= 0.0774b - bh h30130=0.23查導(dǎo)體形狀系數(shù)曲線(xiàn)得，K12 =0.37, K13 =0.57則有：92fb =8(K12 K13) 10ish/b =5144.6Paf丄b2b2h25144.6 0.322 0.01 0.126= 19.29 10 Pa2 2 2= 14.97 106 PafbLbfbLb4159.23 0.310W 2b2 2 0.012 0.125二 ph 亠.b =25.03 106 Pa所以，二 H：70忖Pa，滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求8總結(jié)本設(shè)計(jì)為220kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是在完成本專(zhuān)業(yè)所有課程后進(jìn)行的綜 合能力考核。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、主接線(xiàn)的選擇及比較、短路電流的計(jì)算、 主要電器設(shè)備的選擇及校驗(yàn)、一次主接線(xiàn)圖的繪制等步驟，最終確定了本變電站 所需的主要電器設(shè)備、主接線(xiàn)圖。這是我第一次獨(dú)立完成的變電站設(shè)計(jì)， 在這過(guò)程中，我認(rèn)真查閱資料，雖然 遇到不少困難，但最終我都克服了。由于本設(shè)計(jì)中遇到的參數(shù)比較特別， 在查閱 相關(guān)資料后，做出了本設(shè)計(jì)。不僅掌握了設(shè)計(jì)方法，還學(xué)會(huì)了Visual Graph繪圖軟件的使用，鞏固了課本知識(shí)，同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)了自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)的缺陷，日后 必定抓緊時(shí)間，提升自身專(zhuān)業(yè)水平。9參考文獻(xiàn)：1 姚春球.發(fā)電廠電氣部分.北京：中國(guó)電力出版社.20072 熊信銀主編.發(fā)電廠電氣部分（第四版）北京：中國(guó)電力出版社.2008.3 華中工學(xué)院主編.發(fā)電廠.北京：電力工業(yè)出版社.1980附錄：220kV變電站一次主接線(xiàn)圖僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to員bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymoiflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex.以下無(wú)正文