kv變電站電氣設(shè)計(jì).doc

第一章：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目110KV XXX 降壓變電站部分的設(shè)計(jì)二、 所址概況1、 地理位置及地理?xiàng)l件的簡(jiǎn)述變電所位于某城市， 地勢(shì)平坦，交通便利，空氣污染輕微，站區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40，最低氣溫-5，年平均氣溫14，最熱月平均最高氣溫30，土壤溫度25。三、系統(tǒng)情況如下圖待設(shè)變電所10KV230km110KV4240MVA4200MW(1200MW)75km80km220KVXc=0.04Sj=1000MVA2120MVAcos=0.06Xd=0.167注：括號(hào)內(nèi)為最小運(yùn)行方式三、 負(fù)荷情況：電壓負(fù)荷名稱每回最大負(fù)荷（KW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長(zhǎng)度（km）35KV鄉(xiāng)鎮(zhèn)變160000.91架空15鄉(xiāng)鎮(zhèn)變270000.921架空8汽車廠43000.882架空7磚廠45000.851架空1110KV鄉(xiāng)區(qū)變10000.93架空5紡織廠17000.891電纜3紡織廠28000.882架空7紡織廠36000.881架空4加工廠7000.91架空5 材料廠8000.92架空2五、設(shè)計(jì)任務(wù)1、 負(fù)荷分析及主變壓器的選擇。2、 電氣主接線的設(shè)計(jì)。3、 變壓器的運(yùn)行方式以及中性點(diǎn)的接地方式。4、 無(wú)功補(bǔ)償裝置的形式及容量確定。5、 短路電流計(jì)算（包括三相、兩相、單相短路）6、 各級(jí)電壓配電裝置設(shè)計(jì)。7、 各種電氣設(shè)備選擇。8、 繼電保護(hù)規(guī)劃。9、 主變壓器的繼電保護(hù)整定計(jì)算。六、設(shè)計(jì)目的總體目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)各科知識(shí)，獨(dú)立分析各解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。七、設(shè)計(jì)成果1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書：說(shuō)明設(shè)計(jì)思想，方案比較及最終結(jié)果，并附有必要的圖表。2、設(shè)計(jì)計(jì)算書：設(shè)計(jì)參數(shù)選取的依據(jù)、計(jì)算公式、計(jì)算過(guò)程、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論。3、圖紙：（共七張）（1）所有設(shè)計(jì)圖均采用2或3號(hào)圖；可用CAD出圖；（2）電氣主結(jié)線圖部分3張，其中主接線圖一張、變電所平面布置圖一張、立面圖一張；（3）二次部分要求：選作發(fā)電機(jī)保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖； 選作變壓器保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖； 選作輸電線路保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖；（4）自動(dòng)化設(shè)計(jì)部分要求： 選做自動(dòng)重合閘裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做備用電源自動(dòng)投入裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； （5）發(fā)電廠變電所防雷設(shè)計(jì)要求一張防雷平面布置圖和一張立面圖。八、參考文獻(xiàn) 列出10篇以上（格式如下）1電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)上冊(cè) 下冊(cè) 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編2繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 王秀英編3電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 沈陽(yáng)電專 李駿年編4發(fā)電廠電氣設(shè)備 鄭州電力高等?？茖W(xué)校 于長(zhǎng)順編第二章：負(fù)荷分析一、 負(fù)荷分類及定義1、 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。2、 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。3、 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。二、 本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析市鎮(zhèn)變1、2：市鎮(zhèn)變擔(dān)負(fù)著對(duì)所轄區(qū)的電力供應(yīng)，若中斷供電將會(huì)帶來(lái)大面積停電，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。煤礦變：煤礦變負(fù)責(zé)向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進(jìn)出等等，若煤礦變一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級(jí)負(fù)荷。化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過(guò)程伴隨著許多化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，一旦電力供應(yīng)中止了就會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。磚廠：磚廠的生產(chǎn)過(guò)程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會(huì)造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔(dān)負(fù)著對(duì)所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會(huì)帶來(lái)大面積停電，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。機(jī)械廠：機(jī)械廠的生產(chǎn)過(guò)程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會(huì)帶來(lái)太大的損失，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。紡織廠1、2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會(huì)引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)，若停電就會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。三、 35KV及10KV各側(cè)負(fù)荷的大小1、 35KV側(cè)：P16000+7000+4500*2+4300*2+500035600KWQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar2、 10KV側(cè)：P21000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*29800KWQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6KvarPP1+P2=35600KW+9800KW=45400KWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6Kvar所以：S（454002+24095.62）1/251398KVA考慮線損、同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量：S2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA第三章 主變壓器的選擇（參考資料：電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電器一次部分，第五章：主變壓器選擇）一、主變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)于大城市郊區(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(tái)主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。二、主變?nèi)萘康拇_定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年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)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(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(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)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70-80。此變電所是一般性變電所。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺(tái)主變的容量為：S=S2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。三、主變相數(shù)選擇1、主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。2、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡?wèn)題，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。四、主變繞組數(shù)量1）、在具有三種電壓的變電所中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的15以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上規(guī)程，計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担焊邏簜?cè)：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15中壓側(cè)：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15低壓側(cè)：K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。五、主變繞組連接方式變壓器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y和，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來(lái)確定。 我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用接線主變中性點(diǎn)的接地方式：選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)；IC<=30A（采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式）35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A所以在本設(shè)計(jì)中110KV采用中性點(diǎn)直接接地方式35、10KV采用中性點(diǎn)不接地方式六、 主變的調(diào)壓方式 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定：調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30。對(duì)于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。七、 變壓器冷卻方式選擇參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電器一次部分）第五章第四節(jié)主變一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫有循環(huán)風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻；強(qiáng)迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。故此變電所中的主變采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。附：主變型號(hào)的表示方法第一段：漢語(yǔ)拼音組合表示變壓器型號(hào)及材料第一部分：相數(shù) S-三相；D-單相第二部分：冷卻方式 J-油浸自冷； F-油浸風(fēng)冷； S-油浸水冷；G-干式；N-氮?dú)饫鋮s； FP-強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；SP-強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻本設(shè)計(jì)中主變的型號(hào)是：SFPSL40000/110第四章 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇一、補(bǔ)償裝置的意義無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。二、無(wú)功補(bǔ)償裝置類型的選擇（參考資料：教材-電力系統(tǒng)第五章第四節(jié)：電力工程電器設(shè)計(jì)手冊(cè)電器一次部分第九章）1、無(wú)功補(bǔ)償裝置的類型 無(wú)功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。2、常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇 這三種無(wú)功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電所的母線上。同步調(diào)相機(jī)： 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無(wú)功功率而起到無(wú)功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器：靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿足無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價(jià)太高，不在本設(shè)計(jì)中不宜采用）。電力電容器：電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無(wú)功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。三、無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)）現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?0-30來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘繛?0000KVA故并聯(lián)電容器的容量為：4000KVA12000KVA為宜，在此設(shè)計(jì)中取12000KVA。四、并聯(lián)電容器裝置的分組（參考資料：電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 第九章第四節(jié)）1、分組原則1）、并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。2）、對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。對(duì)于110KV220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。3）、終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)2.5。2、分組方式1）、并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。2）、各種分組方式比較a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，會(huì)引起無(wú)功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。b、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。五、并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。從電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分）P502頁(yè)表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。六、并聯(lián)電容器對(duì)10KV系統(tǒng)單相接地電流的影響10KV系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會(huì)對(duì)10KV系統(tǒng)造成影響。第五章 電氣主接線的初步設(shè)計(jì)及方案選擇參考資料：1、發(fā)電廠電氣設(shè)備（于長(zhǎng)順主編）第十章 2、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分）第二章一、電氣主接線的概況1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。2、在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模3）、負(fù)荷大小和重要性4）系統(tǒng)備用容量大小5）系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料3、主接線設(shè)計(jì)的基本要求1）、可靠性2）、靈活性3）、經(jīng)濟(jì)性4、6-220KV高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的連線：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。無(wú)匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。二、110KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)110KV側(cè)初期設(shè)計(jì)回路數(shù)為2，最終為4回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電；（2）調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線：（3）擴(kuò)建方便；（4）在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。故110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。三、35KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)35KV側(cè)出線回路數(shù)為7回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。四、10KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)10KV側(cè)出線回路數(shù)為12回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母分段連接故10KV采用單母分段連接五、主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。方案二：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用雙母線連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。 此兩種方案的比較 方案一 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便，35KV、10KV采用單母分段連線，對(duì)重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計(jì)中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。六、主接線中的設(shè)備配置1、隔離開關(guān)的配置（1）中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220MW及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。（2）在出線上裝設(shè)電抗器的610KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。（3）接在發(fā)電機(jī)、變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。（4）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過(guò)隔離開關(guān)接地；自藕變壓器的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。2、接地刀閘或接地器的配置（1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長(zhǎng)度宜裝設(shè)12組接地刀閘或接地器，每?jī)山拥氐堕l間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。（2）63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。3、電壓互感器的配置（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。（2）6220KV電壓等級(jí)的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（4）當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。（5）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。4、電流互感器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。（2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。（3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。（4）一臺(tái)半斷路器接線中，線路線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測(cè)量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。5、避雷器的裝置（1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。（3）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。（5）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)。2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。3）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。（6）發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。（7）SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。（8）110220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。第六章 各級(jí)配電裝置的配置（參考資料：發(fā)電廠電氣設(shè)備 于長(zhǎng)順 主編） 發(fā)電廠和變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載留導(dǎo)體以及保護(hù)和測(cè)量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。一、配電裝置的要求（1） 配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭(zhēng)取不占或少占良田。（2） 保證運(yùn)行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。（3） 便于檢修、操作和巡視。（4） 便于擴(kuò)建和安裝。（5） 在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。二、配電裝置的分類及使用范圍配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝用的成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點(diǎn)是占地面積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較小；但需建造房屋，投資較大。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。在發(fā)電廠和變電所中，一般35KV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置，110KV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110KV及以上的配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但耗用鋼材較多，造價(jià)較高。目前我國(guó)生產(chǎn)的335KV各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。由以上各種方案比較得：在本設(shè)計(jì)中，10KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜35KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜110KV采用屋外半高型配電裝置第七章 短路電流的目的及結(jié)果一、短路電流計(jì)算的目的在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算提供依據(jù)等。四、 計(jì)算結(jié)果五、 短路電壓d(3)d(2)d(1.1)d(1)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)110kv2.706.882.3355.9432.9037.3883.0367.27235kv3.4348.74110kv8.77922.349第八章 電氣設(shè)備選擇一、電氣設(shè)備選擇的概述1、選擇的原則1）、應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路、和過(guò)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(gè)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)盡量減少種類。6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。1、電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件（1）按正常工作條件選擇A.額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓UeUew.B.額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IO，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。（2）按短路狀態(tài)校驗(yàn)A.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過(guò)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)允許值，QdQy，QdI2r t，t=tb+tdf 校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（36KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。B.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ichidw， IchIdw，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；（3）短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)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更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。二、110KV側(cè)斷路器的選擇在本設(shè)計(jì)中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)得到廣泛的應(yīng)用。110KV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。從電氣工程電器設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）中比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110型號(hào)的斷路器。校驗(yàn)：LW11-110斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流110KV123（145）KV1600315031.54080100熱穩(wěn)定電流（3S）額定關(guān)合電流固有分閘時(shí)間分閘時(shí)間31.5KA(3S)40kv80KA100KA40ms135ms由上表知：1.斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓2.該斷路器的最大持續(xù)工作電流：Imax=1.05In=1.05Sn/(31/2Un)=1.05*40000/(31/2*110)=220.4該斷路器的額定電流為1600（最小的），大于通過(guò)該斷路器的最大持續(xù)工作電流220.4。3.校驗(yàn)斷路器的斷流能力此斷路器的額定開斷電流Iekd=31.5KA短路電流周期分量：Izk=3.036KA Iekd>Izk4.此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=80KAIch=7.74KA Ieg>Ich5.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=80KA ich=7.74KA idw>ich熱穩(wěn)定效應(yīng)：Qd=(I2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12*3=27.65KA2SIr2t=31.52*3=2976.75>Qd操作機(jī)構(gòu)，采用氣動(dòng)草操動(dòng)機(jī)構(gòu)；由電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）查得應(yīng)采用CQA-1型電氣操動(dòng)機(jī)構(gòu)。三、110KV隔離開關(guān)的選擇應(yīng)采用戶外型隔離開關(guān)參考電氣工程電氣手冊(cè)（上冊(cè)），可知應(yīng)采用GW5-110G高壓隔離開關(guān)。此隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流值動(dòng)穩(wěn)定電流值操動(dòng)機(jī)構(gòu)110KV600A50KA72KA16(4S)40(5S)CS17-G校驗(yàn)：通過(guò)隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為220.4KA隔離開關(guān)的額定電流為600A，大于通過(guò)隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=50KA ich=7.74KA idwich熱穩(wěn)定效應(yīng)：Qd=(I2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12 *t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12*5=44.4KA2SIr2t=142*5=980>Qd操動(dòng)機(jī)構(gòu)：CS17G四、敞露母線選擇（參考資料：發(fā)電廠電氣設(shè)備于長(zhǎng)順主編） 硬母線一般是指配電裝置中的匯流母線和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線分為敞露式和封閉式兩類。1.線材料和截面形狀的選擇： 目前母線材料廣泛采用鋁材，因?yàn)殇X電阻率較低，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量輕、價(jià)格較低，我國(guó)鋁材的儲(chǔ)量豐富。鋼雖有較好的性能，但價(jià)格貴，我國(guó)儲(chǔ)備不多。所以只有在一些特殊場(chǎng)合，如工作電流較大，位置特別狹窄，環(huán)境對(duì)鋁材有嚴(yán)重腐蝕的情況下才用鋁材。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中母線材料才用鋁。 硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35KV及以上，電流在4000A級(jí)以下的配電裝置中。 槽形母線的機(jī)械性能強(qiáng)度較好，集膚效應(yīng)較小，在40008000A時(shí)一般才用槽形母線。管形母線集膚效應(yīng)較小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可用水或風(fēng)冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高，因此，110KV以上配電裝置中多才用管形母線。由以上分析知：在本設(shè)計(jì)中110KV才用槽形母線，35KV、10KV才用矩形母線。管形母線在支柱絕緣子上放置方式有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。三相母線的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母線豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度差，散熱條件好。垂直布置母線豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。綜上，矩形母線在支柱絕緣子上采用水平布置母線豎放。2.母線截面積選擇： 本設(shè)計(jì)中母線的截面按長(zhǎng)期允許電流選擇。 按長(zhǎng)期允許電流選擇時(shí)，所選母線截面積的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)大于裝設(shè)回路中最大持續(xù)工作電流即，IyImax Iy=kIyeIy指基準(zhǔn)環(huán)境條件下的長(zhǎng)期允許電流K指綜合校正系數(shù)110KV母線截面選擇： Imax=1.05Ie=210.8從電力工程電氣手冊(cè)第八章第一節(jié)表8-3中查的應(yīng)選用載流量為2280（A）的雙槽形母線，其參數(shù)如下：h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 雙槽形導(dǎo)體截面積S(mm2)：1040，集膚效應(yīng)系數(shù)：1.012。35KV母線截面選擇：Imax=1.05Ie=1.05*40000/(31/2*37.5)=646.5(A)10kv母線截面選擇：Imax=1.05Ie=1.05*40000/(31/2*10.5)=2309.47(A)從電力工程電氣手冊(cè)第八章第一節(jié) 表8-3中查得應(yīng)選用載流量為692（A）單條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸： h*b=50*5(mm*mm)五、110KV電流互感器選擇由電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）中比較分析得，在本設(shè)計(jì)中宜采用LCWB110（W）型號(hào)的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電流二次組合準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)短時(shí)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流10倍數(shù)二次負(fù)荷110KV600A0.515.8-31.6(KA)40-80(KA)P/P/P/0.5此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國(guó)際和IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強(qiáng)度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。Imax=1.05In=1.05Sn/（31/2Un）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KAIe1=300A, Ie1>Imax熱穩(wěn)定效驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。(KrIe1)2*tQd(KrIe)2*t=(I熱min/Ie*Ie)2*t=(15.8)2*1=249.64AQd=27.65 (KrIe1)2>tQd 符合要求動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。Kd 等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比。（Kd21/2Ie1）I(3)ch （Kd21/2Ie1）=21/2*40=56.56KA(按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)>ich 符合要求六、電壓互感器的選擇 從電氣工程設(shè)備手冊(cè)（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JCC系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕緣，戶外安裝互感器，適用于交流50HZ電力系統(tǒng)，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。 型號(hào)含義：J:電壓互感器，C:串級(jí)絕緣，C:瓷箱式。七、高壓開關(guān)柜的選擇 近年來(lái)高壓開關(guān)柜（簡(jiǎn)稱開關(guān)柜）的開發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3、6、10、35KV等多種，額定電流可達(dá)到3150A，開斷電流可達(dá)到50KA。 高壓開關(guān)柜應(yīng)實(shí)現(xiàn)電器和機(jī)械的“五防閉鎖”，防止誤操作，提高安全可靠性，“五防”的具體要求是：1. 防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌?. 防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。3. 防止帶電掛接地線。4. 防止帶接地線合閘。5. 防止誤入帶電間隔。（一）、35KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC35型手車式高壓開關(guān)柜。GBC35型手車式高壓開關(guān)柜系三相交流50HZ單母線系統(tǒng)的戶內(nèi)保護(hù)型成套裝置。作為接受和分配35KV的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開關(guān)柜為手車結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于30 mm ，只有個(gè)別部位相間不足時(shí)才設(shè)置極間障。開關(guān)柜主母線采用矩形鋁母線，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)絡(luò)母線一般采用50*5鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用鋼網(wǎng)遮攔以便觀察外，開關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門或封板中以保護(hù)。GBC35型手車式高壓開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù)名稱參數(shù)名稱參數(shù)額定電壓35KV最大關(guān)合電流42KA最高工作電壓40.5KV極限通過(guò)電流42KA最大額定電流1000A2S熱穩(wěn)定電流16KA額定斷開電流16KA額定斷流容量1000MVA35KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇：Imax=1.05Ie=4000/31/2*38.5=629.8A 電流互感器選擇210號(hào)方案（具體見一次主接線圖）主要設(shè)備：LCZ35型電流互感器 ZN35/1000A12.5KA型真空斷路器 CD10I型電磁操作機(jī)構(gòu)35KV出線開關(guān)柜方案選擇：Imax=S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A一次線路選擇09號(hào)方案主要設(shè)備：LCZ35型電流互感器避雷器選擇89號(hào)方案（具體見一次主接線圖）主要設(shè)備：F2-35型避雷器、JS-2型放電記錄器電壓互感器選擇65號(hào)方案（具體見一次主接線圖）主要設(shè)備：JDJJ2-35型電壓互感器、RN2-35形熔斷器有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)：ZN35/1000A12.5KA型真空斷路器ZN35/1000A12.5KA型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下：資料參考電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)表4-3-3額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流35KV40.5KV630A1000A8KA12.5KA20KA32KA熱穩(wěn)定電流（2S）額定關(guān)合電流固有分閘時(shí)間生產(chǎn)廠家8KA12.5KA20KA32KA0.06S西安電器設(shè)備廠此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=20KAIch=7.74KA Ieg>Ich動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=20KA, ich=7.74KA, idw>ich熱穩(wěn)定效應(yīng)：Qd=(I2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2SIr2t=82*2=128>Qd校驗(yàn)合格LCZ-35型電流互感器的校驗(yàn)從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)表3-1-1查得參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)短時(shí)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流20-1000/50.53（B）13(1S)(KA)42.4(KA)上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短時(shí)熱熱穩(wěn)定電流實(shí)在額定電流為200KA的情況下取的熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。（KrIe1）2*tQd(KrIe)2*t=(I熱min/Ie)*Ie2*t=(32)2*2=2048A2SQd=(I2+10I2+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12*2=18.4KA2S(KrIe1)2>tQd 符合要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比。(Kd21/2Ie1)i(3)ch(Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)>ich 符合要求（二）、10KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC10型手車式高壓開關(guān)柜。技術(shù)數(shù)據(jù)如下：名稱參數(shù)名稱參數(shù)額定電壓3/6/10KV額定電流630/1000/2500A母線系統(tǒng)單母線最高工作電壓3.6 7.2 11.510KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇： 一次線路選擇14號(hào)方案（具體見一次主接線圖）主要設(shè)備：LFS10型電流互感器 ZN310型真空斷路器10KV線路出線開關(guān)柜方案選擇：Imax=S/（31/2U）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A一次線路選擇81和53號(hào)方案（具體見一次主接線圖）主要設(shè)備：LFS10型電流互感器 ZN310型真空斷路器FS3型避雷器 JDZ型電壓互感器RN2型熔斷器有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)：ZN310型真空斷路器ZN310型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下：資料參考電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)表4-3-3額定電壓額定電流開斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流10KV630A 1000A20KA50KA熱穩(wěn)定電流（2S）合閘時(shí)間固有分閘時(shí)間生產(chǎn)廠家20KA0.1S0.05S四川電器廠此斷路器的額定開斷電流Ieg=20KAIch=7.74KA Ieg>Ich5、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=50KA, ich=7.74KA, idw>ich熱穩(wěn)定效應(yīng)：Qd=(I2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2SIr2t=202*2=800KA2S>Qd校驗(yàn)合格LFS-10型電流互感器的校驗(yàn)從電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)表3-1-1查得參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流5-1000/50.53B32(KA) (2S)80KA上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短時(shí)熱穩(wěn)定電流實(shí)在額定電流為200KA的情況下取的.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。（KrIe1）2*tQd(KrIe)2*t=(I熱min/Ie)*Ie2*t=(32)2*2=2048A2SQd=(I2+10I2+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12*2=18.4KA2S(KrIe1)2>tQd 符合要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比。(Kd21/2Ie1)i(3)ch(Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)>ich 符合要求第九章 繼電保護(hù)規(guī)劃及整定一、主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運(yùn)行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓變壓器保護(hù)的配置原則。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1. 變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。2. 短路保護(hù)。3. 后備保護(hù)。4. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。5. 過(guò)負(fù)荷保護(hù)。一、瓦斯保護(hù) 容量為800KVA級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)裝置及整定： 瓦斯繼電器又稱氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過(guò)瓦斯繼電器流向油枕。 目前，國(guó)內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開口杯式。瓦斯保護(hù)的整定：（1）、一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來(lái)改變。（2）、重瓦斯保護(hù)油流速度的整定重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.61.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油速度整定為0.61.5時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.40.5。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1S左右。二、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 瓦斯保護(hù)職能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱差動(dòng)保護(hù)。 在本設(shè)計(jì)中，采用由BCH-2繼電器起動(dòng)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。變壓器縱聯(lián)動(dòng)保護(hù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果名稱各側(cè)數(shù)值額定電壓110KV38.5KV11KV額定電流40000/(31/2*110)209.95KA40000/(31/2*38.5)599.7KA40000/(31/2*11)2099.5KA電流互感器的接線方式電流互感器一次電流計(jì)算值31/2*209.95=