220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 楊學(xué)碩

220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 楊學(xué)碩,220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì),楊學(xué)碩,kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 題目 220KV 變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè) 07K7 班 學(xué)生姓名 楊學(xué)碩 指導(dǎo)教師 劉興杰 二 一 一 年 六 月 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 220kV 變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 當(dāng)前電力建設(shè)規(guī)模日益增大 為了緩解電力供需矛盾 減少投資 提高效益 提高 電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 以適應(yīng)不斷擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模 變電站的建設(shè)迅速發(fā)展 因此 對(duì)變電站的設(shè)計(jì)有了更高 更完善的要求 設(shè)計(jì)是否合理 不僅直接影響基建投 資 運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量 也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面 和企業(yè) 的經(jīng)濟(jì)效益 設(shè)備人身安全密切相關(guān) 本說明書以 220KV 地區(qū)變電站設(shè)計(jì)為例 論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設(shè) 計(jì) 一次部分 的全過程 通過對(duì)變電站的主接線設(shè)計(jì) 站用電接線設(shè)計(jì) 短路電流計(jì) 算 電氣設(shè)備動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 主要電氣設(shè)備型號(hào)及參數(shù)的確定 運(yùn)行方式分析 防雷 及過電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì) 電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計(jì)和無功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì) 較為 詳細(xì)地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計(jì) 限于畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體要求和設(shè)計(jì)時(shí)間的限制 本畢業(yè)設(shè)計(jì)只對(duì)變電站電氣一次部分 做了較為詳細(xì)的理論設(shè)計(jì) 而對(duì)其電氣二次部分并沒有涉及 這有待于在今后的學(xué)習(xí)和 工作中進(jìn)行研究 關(guān)鍵詞 變電站 短路電流 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 II 220kV SUBSTATION PRIMARY DESIGN Abstract At present electric power construction the scale enlarge increasingly for the sake of alleviating the electric power supply and demand antinomy reducing the investment raising the performance raise the electric power system safe circulate and the economy circulate the construction of transformer substations rapidly develop Therefore It need the higher and more perfect request to the design Whether design reasonable not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts In a word it is close with the economic performance and the safety of the people The statement about the 220kv transformer area substation design discussed some electrical transformer stations design one part in power systems engineering of the entire process Through the main transformer stations wiring design stations wiring design stations short circuit current calculations check electrical equipment moving and thermal stability set the main electrical equipment models and the parameters the operating mode design over voltage protection and mine devices design general electric graphic and distribution devices flood and without power compensation Lastly completed substation design in power system Limited to the specific design requirements and design time of constraints The design only is a part of the electrical transformer stations and its second part did not involve which research it in future study and work Keywords Substation Short circuit currents Moving stability Thermal stability 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1 1 設(shè)計(jì)背景 1 1 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 2 主接線設(shè)計(jì) 2 2 1 電氣主接線的一般要求 2 2 2 主接線選擇的主要原則 3 2 3 主接線方案設(shè)計(jì) 3 2 3 1 方案擬定及技術(shù)比較 3 2 3 2 方案的經(jīng)濟(jì)性比較 5 3 主變的選擇 6 4 短路計(jì)算 8 4 1 短路故障產(chǎn)生的原因 8 4 2 短路故障的危害 8 4 3 短路電流計(jì)算的目的 8 4 4 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 8 4 5 短路電流計(jì)算步驟 9 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算 9 4 6 1 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 9 4 6 2 網(wǎng)絡(luò)模型 9 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算步驟 9 5 設(shè)備的選擇及動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 13 5 1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 13 5 2 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 13 5 3 斷路器的選擇原則 14 5 3 2 110KV 斷路器選擇 17 5 3 3 10KV 斷路器選擇 18 5 4 2 110KV 隔離開關(guān)的選擇 20 5 5 互感器的選擇 23 5 5 1 電流互感器的選擇 23 5 5 2 電壓互感器的選擇 24 5 6 2 110KV 側(cè)母線的選擇 27 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 5 6 3 10KV 側(cè)母線的選擇 28 6 配電裝置 31 6 1 配電裝置的基本要求 31 14 6 2 配電裝置的類型及特點(diǎn) 31 6 4 配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟 32 6 5 配電裝置的選用 32 7 防雷接地設(shè)計(jì) 34 7 1 避雷針 34 8 1 設(shè)計(jì)說明 36 8 2 接地體的設(shè)計(jì) 36 8 3 典型接地體的接地電阻計(jì)算 36 8 4 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 37 9 結(jié)論 39 參考文獻(xiàn) 40 附錄 41 致謝 42 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 0 1 緒論 1 1 設(shè)計(jì)背景 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高 對(duì)供電質(zhì)量的要求日益提高 國家提 出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造 拉動(dòng)內(nèi)需的發(fā)展計(jì)劃 110kV 變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展 供電可靠性是城網(wǎng)建設(shè)改造的一個(gè)重要目標(biāo) 110 kV 變電站設(shè)計(jì)是城網(wǎng)建設(shè)中較為關(guān)鍵 的技術(shù)環(huán)節(jié) 如何設(shè)計(jì) 110 kV 變電站 是城網(wǎng)建設(shè)和改造中需要研究和解決的一個(gè)重要 課題 1 1 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的主要工作是對(duì) 110kV 變電站電氣一次部分電氣主接線設(shè)計(jì) 通過比較 選 擇相應(yīng)的電氣設(shè)備 設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括 電氣主接線的擬定 各電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的電氣設(shè) 備選擇 對(duì)初步擬定的兩種備選方案的年運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行比較 確定最佳方案 并給出設(shè) 計(jì)內(nèi)容的理論依據(jù)和計(jì)算過程 具體分為一下幾方面 2 1 根據(jù)原始資料選擇 5 7 種合理的電氣主接線 2 進(jìn)行初步技術(shù) 經(jīng)濟(jì)比較 選擇 2 種較好的電氣主接線 3 選擇主變壓器的容量和型號(hào) 4 計(jì)算兩種主接線的短路電流 5 根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果選擇電氣設(shè)備 6 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案 7 防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置 9 繪制圖紙 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 2 主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線是發(fā)電廠 變電所電氣設(shè)計(jì)首要部分 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠 變電所本身運(yùn)行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)型密 切相關(guān) 并對(duì)電氣設(shè)備選擇配電裝置布置 繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響 因 此 必須處理好各方面的關(guān)系 全面分析有關(guān)影響因素 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 合理確定 主接線方案 電氣主接線的設(shè)計(jì)與所在電力系統(tǒng)及所采用的設(shè)備密切相關(guān) 隨著電力系統(tǒng)的不斷 發(fā)展 新技術(shù)的采用 電氣設(shè)備的可靠性不斷提高 設(shè)計(jì)主接線的觀念也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn) 不斷創(chuàng)新 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì) 選擇出一種 與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式 變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接 線的重要組成部分 它表明變電所內(nèi)的變壓器 各電壓等級(jí)的線路 無功補(bǔ)償設(shè)備最優(yōu) 化的接線方式與電力系統(tǒng)連接 同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式 一個(gè)變電所的電氣主接線包括高壓側(cè) 中壓側(cè) 低壓側(cè)以及變壓器的接線 因各側(cè)所接 的系統(tǒng)情況不同 進(jìn)出線回路數(shù)不同 其接線方式也不同 3 2 1 電氣主接線的一般要求 1 可靠性 1 斷路器檢修時(shí) 不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí) 盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間 并且保 證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電 3 盡量避免發(fā)電廠 變電所全部停運(yùn)的可能性 4 大機(jī)組超高壓應(yīng)滿足可靠性的特殊要求 2 靈活性 1 調(diào)度時(shí) 應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī) 變壓器和線路 調(diào)配電源和負(fù)荷 滿 足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求 2 檢修時(shí) 可以方便地停運(yùn)斷路器 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修而不致 影響電力網(wǎng)運(yùn)行和用戶的供電 3 擴(kuò)建時(shí) 可以容易地從初期接線過度到最終接線 在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間 最短的情況下 投入新裝機(jī)組 變壓器或線路而不互相干擾 且對(duì)一次和二次部分的改 建工作量最少 3 經(jīng)濟(jì)性 1 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單 以節(jié)省斷路器 隔離開關(guān) 電壓和電流互感器 避雷器等一 次設(shè)備 2 要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 3 要能限制短路電流 以便于選擇廉價(jià)電氣設(shè)備或輕型電器 4 如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求 110kV 及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn) 易電器 另外 對(duì)電氣主接線還要求可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 這三者是一個(gè)綜合概念 不 能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)其中的某一種特性 也不能忽略其中的某一種特性 但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中 的地位和作用的不同 對(duì)變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重 例如 系統(tǒng)中的超高 壓 大容量樞紐變電所 因停電會(huì)對(duì)系統(tǒng)和用戶造成的損失較小 故對(duì)其主接線的經(jīng)濟(jì) 性就特別重視 2 2 主接線選擇的主要原則 1 變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位 作用相適應(yīng) 根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的 地位 作用確定對(duì)主接線的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求 2 變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求 還應(yīng)滿足電網(wǎng)出故障時(shí)應(yīng) 處理的要求 3 各種配置接線的選擇 要考慮該配置所在的變電所性質(zhì) 電壓等級(jí) 進(jìn)出線回路 數(shù) 采用的設(shè)備情況 供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素 4 近期接線與遠(yuǎn)景接線相結(jié)合 方便接線的過程 5 定變電所主接線時(shí)要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 2 3 主接線方案設(shè)計(jì) 2 3 1 方案擬定及技術(shù)比較 表 2 1 技術(shù)比較表 220KV 110KV 10KV 主變臺(tái)數(shù) 方案一 雙母線 雙母線 單母線分段 2 方案二 雙母線帶 旁路接線 雙母線分段 單母線分段 2 1 單母線分段 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路 有兩個(gè)電 源供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動(dòng)將故障切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或者檢修時(shí) 該段母線的回路都要在檢修期 間停電 2 當(dāng)出現(xiàn)為雙回路時(shí) 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 3 擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向 均衡擴(kuò)建 通過該接線優(yōu)缺點(diǎn)的分析 可見 方案一中 10KV 采用此接線方式 其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一母線 發(fā)生故障時(shí) 分段斷路器能自動(dòng)把故障切除 保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 戶停電 缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí) 接在該母線上的回路都要在 檢修期間停電 所以 該接線方式對(duì)于 10kV 側(cè)可以考慮 另一方面是考慮到地區(qū)性一般變 電所對(duì)經(jīng)濟(jì)性的考慮 3 2 雙母線接線 優(yōu)點(diǎn) 1 線路故障斷路器拒動(dòng)或母線故障只停一條母線及所連接的元件 將非永久性 故障元件切換到無故障母線 可以迅速恢復(fù)供電 2 檢修任一元件的母線隔離開關(guān) 只 停該元件和一條母線 其他元件切換到另一母線 不影響其他元件供電 3 可在任何元 件部停電的情況下輪流檢修母線 只需將要檢修的母線上的全部元件切換到另一母線即 可 4 運(yùn)行和調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 缺點(diǎn) 接線復(fù)雜 加大了配電裝置的占地和工程投資 3 雙母線帶旁路接線 優(yōu)點(diǎn) 高度可靠性 調(diào)度運(yùn)行靈活 操作檢修方便 任一母線故障或檢修 均不導(dǎo)致停 電 缺點(diǎn) 保護(hù)及二次接線復(fù)雜 不利于實(shí)現(xiàn)變電站的無人值班 工程造價(jià)高 通過對(duì)該接線優(yōu)缺點(diǎn)的分析 可見 在方案二中采用該種接線方式 主要是為了提 高供電的可靠性 但此類接線造價(jià)比較高 所以 一般只在大容量變電站中使用 從上述的比較可以看出 三種接線從技術(shù)的角度來看主要的區(qū)別是在可靠上 雙母線 比單母線可靠性高 雙母線帶旁路接線比雙母線的可靠性更高 但對(duì)于 220kV 地區(qū)性變電 站來說 雙母線接線的可靠性已能達(dá)到要求 且地區(qū)性變電站主要是要求經(jīng)濟(jì)性 所以 確 定選擇第一種接線方案 2 3 2 方案的經(jīng)濟(jì)性比較 1 從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進(jìn)行比較 表 2 2 電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置比較表 方 案 項(xiàng) 目 方案一 方案二 220kV 配電裝置 雙母線 雙母線帶旁路接線 110kV 配電裝置 雙母線 雙母線 10kV 配電裝置 單母線分段 單母線分段 主變臺(tái)數(shù) 2 2 220kV 5 6斷路器的 數(shù)目 110kV 9 9 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 2 方案的確定 1 技術(shù)的比較 單母線分段接線簡(jiǎn)單 控制簡(jiǎn)單 有利于變電站的運(yùn)行 雙母線接 線可靠性較高 能滿足 220kV 變電站 所以 選擇方案一 2 經(jīng)濟(jì)的比較 方案一投資少 且能滿足技術(shù)的要求 所以 從運(yùn)行費(fèi)用1U2 的角度考慮 選擇方案一 主接線型式如圖 2 1 10kV 11 11 220kV 15 23 110kV 33 33 隔 離開關(guān) 的數(shù)目 10kV 31 31 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 a 圖 2 1 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 3 主變的選擇 變電站主變?nèi)萘?一般應(yīng)按 5 10 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)等綜合考慮確定其容量 對(duì)重要年變電站 應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí) 其余變 壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi) 應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電 對(duì)一般性變電 站 當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí) 其余變壓器容量 其余 變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 60 70 13 3 1 選擇原則 1 相數(shù) 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí) 在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電所內(nèi)均選用三相變壓器 2 繞組數(shù) 在具有三種電壓的變電所中 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 但在變電所內(nèi)裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí) 主變宜采用三繞 組變壓器 3 繞組接線方式 變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則 不能并列運(yùn)行 電力系 統(tǒng)采用的繞組連接有 Y 和 我國 110kV 及以上電壓 變壓器繞組都采用 Y 連接 35kV 亦采用 Y 連接 其中性點(diǎn) 多通過消弧線圈接線 35kV 以下電壓 變壓器繞組都采用 連線方式 3 2 容量計(jì)算 本系統(tǒng)中有 110kV 和 10kV 兩個(gè)負(fù)荷等級(jí) 其最大負(fù)荷為 150MW 0 9 和 COS 28MW 0 9 COS MVA 1 96 0 289 15 BS 需要選擇的變壓器容量 MVA 37670 需要選擇的變壓器容量 MVA 選用三繞組變壓器 查手冊(cè) 選出的設(shè)備如下表 SFPS7 120000 220 型 220kV 級(jí)三相三圈有載調(diào)壓變壓器 阻抗電壓 額定 容量 MVA 容量比 電壓比 組別 空載 損耗 負(fù)載 損耗 高中 高低 中低 120 100 100 50 220 2 2 5 12 1 11 YN yn d11 133 480 14 23 7 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 4 短路計(jì)算 計(jì)算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求 評(píng)價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案 研究限制短路電流措施 為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù) 分析計(jì) 算送電線路對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等 在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 短路電流的計(jì)算應(yīng)按遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年來考慮 遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年 一般取工程建成后 5 10 年中的某一年 計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí) 個(gè)樞紐點(diǎn) 的三相短路電流 4 1 短路故障產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞 絕緣損壞的原因多因設(shè)備過 電壓 直接遭受雷擊 絕緣材料陳舊 絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除 此外 如輸電線路 斷線 線路倒桿也能造成短路事故 9 4 2 短路故障的危害 發(fā)生短路時(shí) 由于供電回路的阻抗減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過程 使短路點(diǎn)及附 近電力設(shè)備流過的短路電流可能達(dá)到額定值的幾倍甚至幾十倍 從而引起導(dǎo)體及絕緣的 嚴(yán)重發(fā)熱甚至損壞 同時(shí) 在短路剛開始 電流瞬時(shí)值達(dá)到最大值 電力設(shè)備的導(dǎo)體間 將受到很大的電動(dòng)力 可能引起導(dǎo)體或線圈變形以致?lián)p壞 在電流急劇增加的同時(shí) 系 統(tǒng)中的電壓突然降低 短路點(diǎn)附近電壓下降得最多 這將影響用戶用電設(shè)備的正常工作 短路故障的最嚴(yán)重后果是并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步 引起系統(tǒng)解列 大面積停電 另 外 不對(duì)稱接地短路將引起不平衡電流 產(chǎn)生不平衡磁通 會(huì)在鄰近平行的通訊線路內(nèi) 感應(yīng)相當(dāng)大的電動(dòng)勢(shì) 造成對(duì)通訊系統(tǒng)的干擾 甚至危及設(shè)備和人身安全 7 4 3 短路電流計(jì)算的目的 1 在選擇電氣主接線時(shí) 為了比較各種接線方案 確定某一接線方案是否需要采取 限制短路電流的措施等 均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算 2 在選擇電氣設(shè)備時(shí) 為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全 可靠地工 作 同時(shí)又力求節(jié)約資金 這需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算 例如 計(jì)算某一時(shí)刻的短 路電流有效值 用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器電抗值 計(jì)算短路后較長時(shí) 間短路電流有效值 用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定 計(jì)算短路電流沖擊值 用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn) 定 3 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí) 需按短路條件校驗(yàn)導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離 4 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí) 需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設(shè)計(jì) 也需要用短路電流 4 4 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 1 短路點(diǎn)的選取 各級(jí)電壓母線 各級(jí)線路末端 2 短路時(shí)間的確定 根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要 確定計(jì)算短路電流 的時(shí)間 3 短路電流的計(jì)算 最大運(yùn)行方式下最大短路電流 最小運(yùn)行方式下最小短路電流 各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流 計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件 取決于計(jì) 算短路電流的目的 4 5 短路電流計(jì)算步驟 計(jì)算步驟簡(jiǎn)述如下 1 選擇計(jì)算短路點(diǎn) 畫等值網(wǎng)絡(luò) 次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò) 首先 去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支 線路電容 各元件的電阻 發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗 Xd 其次 選取基準(zhǔn)容量 Sb 和基 準(zhǔn)電壓 Ub 一般取各級(jí)的平均電壓 再次 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電 抗 最后 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖 并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào) 2 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò) 為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值 需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短 路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò) 并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗 即轉(zhuǎn)移電抗 3 計(jì)算電抗值并作出簡(jiǎn)化的電路圖 4 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值 計(jì)算短路電流周期分量 有名值和短路容量 5 計(jì)算短路電流沖擊值 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算 4 6 1 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 短路電流的計(jì)算通常采用近似標(biāo)幺值計(jì)算 取 100MW 各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額BS 定電壓 4 6 2 網(wǎng)絡(luò)模型 計(jì)算短路電流對(duì)所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型 即 忽略負(fù)荷電流 不計(jì)各元件的電 阻 也不計(jì)送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納 發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示 并認(rèn)為發(fā)電機(jī) 電勢(shì)模值標(biāo)幺制為 1 相角為 0 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算步驟 1 計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值 作出等值電路 前已選出了主變壓器 三繞組 其阻抗電壓百分比 如下表 繞組 高 中 高 低 中 低 阻抗電壓 14 23 7 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 計(jì)算每個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù) 各繞組的短路電壓分別為 15 72314 21 32 31 ssSS UU 1 2 21 sSs 8 2 3 3 3 Sss 取 100MVA 計(jì)算變壓器各繞組的標(biāo)幺值BSBav0 15105210 VXST 2 2 15018201 VXS3T 選取兩臺(tái)變壓器且兩變壓器的參數(shù)一致 做出等值電路圖 如圖 4 1 所示 32 TX1 T21 TX312 TXE 圖 4 1 220kV 側(cè)短路計(jì)算 f 1 短路時(shí) 示意圖如圖 4 2 I f 圖 4 2 標(biāo)幺值 X 0 04 25X1EIf 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 根據(jù)標(biāo)幺值 計(jì)算有名值 kA 6 2730125U3S25IavBf 沖擊電流 59 IKifimm 110kV 側(cè)短路計(jì)算 f 2 短路時(shí) 示意圖如圖 4 3 f 2 E XT2 1 T 圖 4 3 0 1780 15XX2T1T12T1 94XEI1f 有名值 kA 5 130 5U3S10 5IavBf 沖擊電流 12IKifimm 10kV 側(cè)短路計(jì)算 f 3 短路時(shí) 示意圖如圖 4 4 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 E XT2 1 3T f 圖 4 4 0 19670 125XX3T1T12T1 9 347XEI1f 有名值 kA 38 60 36US7 36IavBf 沖擊電流 9511425IKifimm 短路電流表 計(jì)算參 數(shù) 短路點(diǎn) 短路電流有名值 kA 沖擊電流 kA 220kV 6 27 15 99 110kV 5 11 13 03 10kV 38 63 98 51 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 5 設(shè)備的選擇及動(dòng) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 5 1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1 電器選擇的一般原則 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(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)盡量減少品種 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 2 技術(shù)條件 選擇的高壓電器 應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓 過電流的情況下保持運(yùn)行 1 電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化 有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓 故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 因此 在電氣 設(shè)備時(shí) 一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 的條件maxUNU 選擇 即 NU max 2 電流 選用的電器額定電流 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 eI gI 即 geI 由于變壓器短時(shí)過載能力很大 雙回路出線的工作電流變化幅度也較大 故其計(jì)算 工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定 高壓電器沒有明確的過載能力 所以選擇其額定電流時(shí) 應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式 下回路持續(xù)工作電流的要求 3 機(jī)械荷載 所選電器端子的允許荷載 應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力 5 2 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 1 校驗(yàn)的一般原則 1 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng) 熱校驗(yàn) 校驗(yàn)的短路電流一 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 般取三相短路時(shí)的短路電流 若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路 或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦 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(shí) 則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn) 2 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí) 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可不驗(yàn)算動(dòng) 熱穩(wěn)定 2 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電器時(shí) 電氣設(shè)備各部件溫度 或發(fā)熱效應(yīng) 應(yīng)不超過允許值 滿足 熱穩(wěn)定條件 5 dttQI 2 1 式中 在計(jì)算時(shí)間 秒內(nèi) 短路電流的熱效應(yīng) k S dtQjst 2A t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 kA I t 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定時(shí)間 s 3 短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 5 dfchdfchIi 2 其中 短路沖擊電流峰值 kA chi 短路全電流有效值 kA I 電器允許的極限通過電流峰值 kA dfi 電器允許的極限通過電流有效值 kA 4 短路計(jì)算時(shí)間 驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間kt prt 之和 即 brt 5 brpktt 3 一般取保護(hù)裝置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間prt 5 絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下 電器的內(nèi) 外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性 電器的絕緣水平 應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定 但所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí) 應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算 選用適當(dāng)?shù)?過電壓保護(hù)設(shè)備 5 3 斷路器的選擇原則 1 斷路器選擇 1 種類 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)可分為 5 類 油斷路器 分戶內(nèi)多油 DN 型 戶外多油 DW 型 戶內(nèi)少油 SN 型 氣體斷路器 QW 型 空氣斷路器 KW 型 斷路器 LN 型和真空斷6SF 路器 ZN 型等 2 按正常工作條件選擇額定電壓 及額定電流 要求NUNI 5 max In 4 由下式確定 maxI 5 cos3maxmaxaxNNUPSI 5 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流 A NImax 3 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 若要斷路器在通過短路電流時(shí) 不致變形損壞 就必須要求斷路器的允許通過電流 峰值 或有效值 應(yīng)大于或等于短路電流沖擊值 或短路沖擊電流有效值 maximaxI shi shI 即 5 shshIi maxax 6 4 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)斷路器在通過最大短路電流時(shí) 不使其溫度超過最高允許溫度 就必須對(duì)斷路器 進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn) 其校驗(yàn)公式為 5 tsitsI 7 式中 分別為斷路器的熱穩(wěn)定電流及該電流所對(duì)應(yīng)的熱穩(wěn)定時(shí)間 分別是tsI itI 短路穩(wěn)定電流及短路電流的持續(xù)時(shí)間 斷路器通過短路電流的持續(xù)時(shí)間按下式計(jì)算 5 ofritt 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 8 式中 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 為斷路器的分閘時(shí)間 斷路器的分閘時(shí)間 包括rt oft oft 斷路器的固有分閘時(shí)間和燃狐時(shí)間 對(duì)快速動(dòng)作的斷路器 取 0 11 0 16s 對(duì)中 低oft 速動(dòng)作的斷路器 取 0 18 0 25 oft 5 5 3 1 220kV 側(cè)斷路器選擇 1 220kV 側(cè)出線斷路器的選擇 流過它的負(fù)荷功率為本站的全部最大負(fù)荷 所以 197 78MVAmaxS AI 97 236421078 9gmax 一般為該母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的持續(xù)工作電流 maxgI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 220 型斷路器 表 5 1 SW6 220I 斷路器參數(shù) 斷路器型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SW6 220I 220 1500 31 5 80 31 5 校驗(yàn) 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I27 6dt 滿足要求 dtbrI 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時(shí)間 t 查表得 0 2s 5 0 zd 1 I 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 40 125 76 dzttI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 kAIts5 31 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 tsI 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 15 99kA 滿足要求 kAI80max chIaxmIch 2 220kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 220kV 側(cè)母線的最大工作電流 367 59 024318 31 max cosUPIng 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗(yàn)同上 5 3 2 110kV 斷路器選擇 1 110kV 側(cè)出線斷路器的選擇 110kV 側(cè)出線的最大工作電流 5 1329 012635cos36gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 110I 型斷路器 表 5 2 SW6 110I 型斷路器參數(shù) 斷路器型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SW6 110I 110 1500 31 5 80 31 5 4s 校驗(yàn) 高壓斷路器的額定開端電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時(shí)間 t 查表得 2 2s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 1 I 25 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 14 dzttIkAts5 31 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 tsI 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 變壓器回路斷路器的選擇 110kV 側(cè)變壓器回路的最大工作電流 35 612305 10 ngmax USI 據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 校6 驗(yàn)同上 3 110kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 110kV 側(cè)母線的最大工作電流 03 689 12350 cos305 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗(yàn)同上 5 3 3 10kV 斷路器選擇 1 10kV 側(cè)出線斷路器的選擇 10kV 側(cè)出線側(cè)的最大工作電流 12 049 13820cos38gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 表 5 3 SN4 10G 型斷路器參數(shù) 斷路器型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動(dòng)穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SN4 10G 10 5000 58 300 120 5s 校驗(yàn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk58br 短路電流周期分量 I 34pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時(shí)間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 62 5 1 dzttIkAts20 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 tsI 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 300kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 10kV 側(cè)母線的最大工作電流 3 8579 01325 cos3205 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗(yàn)同上 3 10kV 變壓器回路斷路器的選擇 10kV 側(cè)變壓器回路的最大工作電流 5 3071205 3 1ngmax USI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗(yàn)同上 5 4 隔離開關(guān)的選擇 高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備 以及對(duì)被檢修的高 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 壓母線 斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進(jìn)行電氣隔離的設(shè)備 16 隔離開關(guān)與斷路器相比 項(xiàng)目相同 但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流 故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn) 電壓 U ns 電網(wǎng)工作電壓 Un 電流 I gmax 最大持續(xù)工作電流 In 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) axchIm 熱穩(wěn)定校驗(yàn) tdz2 5 4 1 220kV 隔離開關(guān)的選擇 1 220kV 側(cè)進(jìn)線隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關(guān) 表 5 4 GW6 220D 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 3s kA GW6 220D 220 2000 1000 40 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時(shí)間 t 查表得 0 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 63 12507 6 dztIt 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 Its 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 40kA 15 99kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 220kV 變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關(guān) 校驗(yàn)同上 5 4 2 110kV 隔離開關(guān)的選擇 1 110kV 側(cè)變壓器回路隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關(guān) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 表 5 5 GW4 110 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW4 110 110 1000 80 23 7 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時(shí)間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 38 4251 dztIt 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 s 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 側(cè)母聯(lián)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關(guān) 校驗(yàn)同上 3 110kV 側(cè)出線隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW13 110 型隔離開關(guān) 表 5 6 GW4 110 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW13 110 110 630 55 16 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時(shí)間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 38 4251 dztIt 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 Its 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 55kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 5 4 3 10kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 1 10kV 側(cè)變壓器回路隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN10 10T 4000 型隔離開關(guān) 表 5 7 GN10 10T 4000 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電 5s kA GN10 10T 4000 10 4000 160 80 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時(shí)間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 Its 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 160kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 側(cè)母聯(lián)隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關(guān) 表 5 8 GN10 10T 3000 型隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GN2 10T 3000 10 3000 100 50 熱穩(wěn)定校驗(yàn) dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時(shí)間 t 查表得 4s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 1 I 05 4 tzd 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 dzt 短路電流熱效應(yīng) 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求 Its 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 100kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 3 10kV 側(cè)出線隔離開關(guān)的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關(guān) 校驗(yàn)同 上 5 5 互感器的選擇 互感器包括電流互感器和電壓互感器 是發(fā)電廠 變電站內(nèi)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間 的聯(lián)絡(luò)元件 互感器的主要用途有 1 將測(cè)量?jī)x表 保護(hù)電器與高壓電路隔離 以保證二次設(shè)備和工作人員的安全 2 將一次回路的高電壓和大電流轉(zhuǎn)換成二次回路的低電壓和小電流 使測(cè)量?jī)x表 和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化 小型化 電壓互感器二次側(cè)額定電壓為 100V 或 100 電流互3 感器二次側(cè)額定電流為 5A 或 1A 以便選用監(jiān)測(cè)設(shè)備 8 5 5 1 電流互感器的選擇 電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉(zhuǎn)換為 1A 或 5A 的小電流以滿足繼電保 護(hù) 自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求 1 參數(shù)選擇 電流互感器的二次額定電流有 1A 和 5A 兩種 一般弱電系統(tǒng)用 1A 強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A 2 型式選擇 35kV 以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器 根據(jù)安裝和使用條件及產(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侵瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器 常用 LC 系 列 3 一次回路額定電壓的選擇 一次回路額定電壓 和 應(yīng)滿足 NUI1 NS 4 一次額定電流的選擇 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 1 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí) 其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路正常工作電流大 左右 以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作 31 2 電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流 選擇 一般情況下 可按變壓器額定電流的 進(jìn)行選擇 31 5 具體選擇電流互感器 1 220kV 出線及內(nèi)橋電流互感器的選擇 110kV 出線線路的最大工作電流 AI87 41gmax 可選擇 LCLWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 2 2 110kV 出線側(cè)電流互感器的選擇 110KV 出線側(cè)最大工作電流 A5 132gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 110kV 母線側(cè)電流互感器的選擇 110kV 側(cè)母線最大工作電流 A53 69gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 110kV 變壓器側(cè)電流互感器的選擇 110kV 變壓器側(cè)的最大工作電流 A35 61gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 10kV 出線側(cè)電流互感器的選擇 10kV 出線側(cè)的最大工作電流 AI12 04gmax 可選擇 LA 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 300 600 5 10kV 母線側(cè)電流互感器的選擇 10kV 母線側(cè)的最大工作電流 AI3 857gmax 可選擇 LDZ1 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 600 1000 5 10kV 變壓器側(cè)電流互感器的選擇 10kV 變壓器側(cè)的最大工作電流 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 A5 307gmax I 可選擇 LAJ 10 屋內(nèi)電流互感器 變比為 2000 6000 5 5 5 2 電壓互感器的選擇 電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉(zhuǎn)換為 100V 的電壓 以滿足繼電保護(hù) 自動(dòng)裝置 和測(cè)量?jī)x表的要求 在并聯(lián)電容器裝置中 電壓互感器除作測(cè)量外 還作為放電元件 1 型式選擇 1 6 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu) 在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地 方 可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) 當(dāng)需要零序電壓時(shí) 一般采用三相五柱電壓互感器 2 35kV 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 3 220kV 及以上配電裝置 當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí) 一般采用電容式電壓互 感器 2 額定電壓和電流的選擇 5 10 max IUNSN 3 準(zhǔn)確級(jí) 用于電度計(jì)量 準(zhǔn)確度不應(yīng)低于 0 5 級(jí) 用于電壓測(cè)量 不低于 1 級(jí) 用于繼電保護(hù) 不應(yīng)低于 3 級(jí) 4 具體選擇電壓互感器 220kV 側(cè) 選擇型號(hào)為 YDR 220 電容式屋外電壓互感器 二次負(fù)荷 1 級(jí) 額定變 比 1032 110kV 側(cè) 選擇型號(hào)為 JDR 110 電容式屋外電壓互感器 二次負(fù)荷 1 級(jí) 額定變 比 1 10kV 側(cè) 選擇型號(hào)為 JDZJ 10 的三相屋內(nèi)式電壓互感器 1 級(jí) 額定變比 30 5 6 母線的選擇 載流導(dǎo)體一般采用鋁制材料比較經(jīng)濟(jì) 110kV 及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線 當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí) 宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體 回路正常工作電流在 4000A 及以下時(shí) 一船選用矩形導(dǎo)體 在 4000 8000A 時(shí) 一般 選用槽形導(dǎo)體 1 裸導(dǎo)體的選擇 1 按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇 5 11 yIKI g max 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 5 2 jSJ 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 12 3 電暈電壓校驗(yàn) 5 maxUcr 13 4 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 5 dztCIS in 14 5 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 5 y max15 5 6 1 220kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導(dǎo)線 8 549 023165 cos305 1max NngUPI 8 5190 1854max KIgy 實(shí)際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o20 根據(jù) ygIKI max 時(shí)的導(dǎo)體長期允許載流量yCo5 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導(dǎo)體 平放 長期允許載流量為 565AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 50 4 2m 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 9 145 870 6mtCSdz 2452 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時(shí)間 Idzt S min 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 68922382max 109 21054167 05 19 5 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導(dǎo)體水平放置時(shí) 為避免導(dǎo)體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 220kV 水平布置時(shí) 相間距離為 500mm 振動(dòng)系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對(duì)垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時(shí)為3m 2167 0bh 5 6 2 110kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導(dǎo)線 APIng 04 8359 12305 9 12305 max 79505 148max KIgy 實(shí)際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o2 K 根據(jù) ygIKI max 時(shí)的導(dǎo)體長期允許載流量yCo25 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導(dǎo)體 平放 長期允許載流量為 872AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 63 6 3 2m 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 5 17 48701 5mtCSdz 9 6 2 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時(shí)間 Idzt S min 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 68922382max 10 1063 17 05 10 73 1 WLich 所以符合要求y max69 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導(dǎo)體水平放置時(shí) 為避免導(dǎo)體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 110kV 水平布置時(shí) 相間距離為 500mm 振動(dòng)系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對(duì)垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時(shí)為3m2167 0bh 5 6 3 10kV 側(cè)母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線 AUPIng 3 8579 01235 cos305 1max 實(shí)際環(huán)境溫度為 得 1 05o2 K 根據(jù) 則ygII max Igy 4 8605 17max 查表得 選擇矩形鋁導(dǎo)體 單條平放 長期允許載流量 872AyI 導(dǎo)體尺寸為 h b 125 8 2 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 4S 38 63kA C 87dzt I 2 3min 981 48706 mtCSdz 2 不滿足要求因此選尺寸為 63 8 矩形鋁導(dǎo)線 I 995A y250463S 滿足要求 min 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 68922382max 10 31063817 05 15 9 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應(yīng)力 Pa 硬鋁 為y y Pa610 作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 母線相間距離 m 10kV 水平布置時(shí) 母線水平布置 相間距離為 250mm 350mm 振動(dòng)系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對(duì)垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時(shí)為3m2167 0bh 5 7 熔斷器的選擇 熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器 當(dāng)電流超過給定值一定時(shí)間 通過熔化一個(gè)或幾個(gè)特 殊設(shè)計(jì)的和配合的組件 用分?jǐn)嚯娏鱽砬袛嚯娐返墓收?保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路 電流的損害 屋內(nèi)內(nèi)高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器 配電線路和配電變 壓器 而在電廠中多用來保護(hù)電壓互感器 12 10kV 側(cè) 9 632 0 3 MVAXSkB 選 RN2 10 表 5 10 RN2 10 熔斷器參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 kV 額定電流 A 斷流容量 MVA 備注 RN2 10 10 0 5 1000 保護(hù)戶內(nèi)式電壓互感器 5 8 避雷器的選擇 為了保護(hù)變壓器中性點(diǎn) 尤其是不接地高壓器中性點(diǎn)的絕緣 通常在變壓器中性點(diǎn) 上裝設(shè)避雷器外 還需裝設(shè)放電間隙 直接接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用 動(dòng)作接地 變壓器 避雷器作后備 變壓器不接地時(shí) 放電間隙和零序過電壓起保護(hù)作用 大氣過 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 電壓時(shí) 線路避雷器動(dòng)作 工程過電壓時(shí) 間隙保護(hù)動(dòng)作 因氧化鋅避雷器殘壓低 無 法與放電間隙無法配合 故選用閥型避雷器 14 閥型避雷器應(yīng)按下列條件選擇 1 型式 選擇避雷器型式時(shí) 應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用點(diǎn) 2 額定電壓 避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致 3 滅弧電壓 按照使用情況 校驗(yàn)避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對(duì)地電 壓 是否等于或小于避雷器的最大允許電壓 4 工頻放電電壓 在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中 工頻放電電壓一般應(yīng)大 于最大運(yùn)行相電壓的 3 5 倍 在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng) 工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 1 8 倍 220kV 側(cè)選用 FZ 220 型號(hào)避雷器 表 5 11 FZ 220J 型避雷器