110kv變電站電氣一次部分設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目 110kV變電站電氣一次部分設計 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶

2、的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。</p><p>　　本次設計是關于某地區(qū)110KV降壓變電站的設計，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式，在技術方面和經(jīng)濟方面進行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。</p&g

3、t;<p>　　其次進行短路電流計算，根據(jù)各短路點計算出各點短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計算中得到當短路發(fā)生在各電壓等級的工作母線時，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。</p><p>　　最后，根據(jù)各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行開關設備選型。</p><p>　　關鍵詞：變電所，主接線，電網(wǎng)，斷路器，短路電流計算，電氣設備選擇</p><

4、;p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p><b>　　2 電氣主接線2</b></p><p>　　2.1 電氣主接線概述2</p&g

5、t;<p>　　2.2 選擇電氣主接線時的設計依據(jù)2</p><p>　　2.3 變電站主接線設計的基本要求：2</p><p>　　2.4 110kv側(cè)主接線方案3</p><p>　　2.5 35kv側(cè)主接線方案4</p><p>　　2.6 10kv側(cè)主接線方案5</p><p>　　2.

6、7 站用電接線6</p><p><b>　　3主變壓器選擇6</b></p><p>　　3.1 主變壓器型式的選擇6</p><p>　　3.1.1 變壓器繞組形式的選擇6</p><p>　　3.1.2 變壓器調(diào)壓方式的選擇7</p><p>　　3.1.3 變壓器接地方式的選擇

7、7</p><p>　　3.1.4 變壓器冷卻方式的選擇7</p><p>　　3.2 主變壓器臺數(shù)選擇7</p><p>　　3.3 變壓器容量的確定8</p><p>　　3.3.1 選擇變壓器容量所采用的基本原則8</p><p>　　3.3.2 選擇變壓器容量的相關計算8</p><

8、;p>　　4 最大持續(xù)工作電流及短路計算9</p><p>　　4.1 各回路最大持續(xù)工作電流9</p><p>　　4.2 短路計算的目的及假設10</p><p>　　4.2.1短路電流計算的目的10</p><p>　　4.2.2 計算的基本情況10</p><p>　　4.2.3 接線方式10

9、</p><p>　　4.2.4 計算容量10</p><p>　　4.2.5 短路種類11</p><p>　　4.2.6 短路計算點11</p><p>　　4.3 短路電流計算11</p><p>　　5 主要電氣設備選擇13</p><p>　　5.1 電氣選擇的一般要求13

10、</p><p>　　5.1.1 一般原則13</p><p>　　5.1.2 技術條件13</p><p>　　5.1.3 溫度14</p><p>　　5.2 高壓斷路器的選擇15</p><p>　　5.2.1斷路器的選擇原則15</p><p>　　5.2.2 110kv側(cè)斷路

11、器的選擇15</p><p>　　5.2.3 35kv側(cè)斷路器選擇17</p><p>　　5.2.4 10kv側(cè)斷路器選擇18</p><p>　　5.3 隔離開關的選擇19</p><p>　　5.3.1隔離開關的選擇原則19</p><p>　　5.3.2 110kv側(cè)隔離開關20</p>

12、<p>　　5.3.3 35kv側(cè)隔離開關20</p><p>　　5.3.4 10kv側(cè)隔離開關21</p><p>　　5.4 避雷器的選擇22</p><p>　　5.5 接地刀閘的選擇22</p><p>　　5.6 高壓斷路器選型總表22</p><p>　　5.7 隔離開關選型總表

13、23</p><p>　　6 配電裝置設計23</p><p>　　6.1 設計原則與要求24</p><p>　　6.1.1、設計原則24</p><p>　　6.1.2設計要求24</p><p>　　6.1.3有足夠的安全距離25</p><p><b>　　7總結2

14、5</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　已知某110kV電網(wǎng)接線圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 某110kV電網(wǎng)接線圖</p><p>　　圖1.1 110KV電網(wǎng)接線圖</p><p>　　其中由待設變電站直接供電的近區(qū)負荷如

15、表1.1所示。</p><p><b>　　表1.1 負荷表</b></p><p>　　各負荷站的最大負荷小時數(shù)Tmax=4500h，功率因數(shù)cosφ=0.8，其中一類負荷占30%，二類負荷占40%，剩余為三類負荷。各負荷站間最大負荷同時系數(shù)為0.9，最小負荷系數(shù)為0.7。</p><p>　　待設變電站所處地理條件：最高氣溫38℃，最低氣溫

16、1℃，5~8月有雷雨，土地充裕，非地震地區(qū)。</p><p>　　根據(jù)電力設計規(guī)程，分析各負荷站功率及輸電距離后，確定負荷1、2、3輸電電壓等級為10KV，負荷4、5輸電電壓為35KV。</p><p><b>　　2 電氣主接線</b></p><p>　　2.1 電氣主接線概述</p><p>　　變電站的電氣主接線

17、指由各種電氣元件如變壓器、斷路器、隔離開關等按照一定的要求和順序連接起來構成發(fā)電、輸電、配電的電氣回路。電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對變電站的電氣設備選擇，配電裝置的布置，繼電保護和自動裝置的確定等都有重大的影響。因此在選擇變電站的電氣主接線時，應注意變電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點及負荷性質(zhì)等條件，按照電氣主接線設計的一般原則和要求，經(jīng)過縝密的比較和嚴格的論證才能保

18、證在建成使用的過程中不致有任何無法彌補的失誤。</p><p>　　2.2 選擇電氣主接線時的設計依據(jù)</p><p>　?。?）發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　?。?）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設規(guī)模</p><p>　?。?）負荷大小和重要性</p><p>　?。?）系統(tǒng)備用容量大小

19、</p><p>　?。?）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料</p><p>　　2.3 變電站主接線設計的基本要求：</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設計必須滿足這個要求。因為電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進行，所以電力系統(tǒng)中任何

20、一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標準是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應充分考慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結，設計時應該予以遵循。 </p><p><b>　?。?）靈活性 </b></p><p>　　電氣主接線不但在正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事

21、故或設備檢修時，能盡快的退出設備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設備時能保證檢修人員的安全。 </p><p>　?。?）操作應盡可能簡單、方便 </p><p>　　電氣主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便

22、，或造成不必要的停電。</p><p>　?。?）經(jīng)濟性 </p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上—，還應使投資和年運行費用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。 </p><p>　?。?）應具有擴建的可能性</p><p>　　由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應考慮

23、到有擴建的可能性。</p><p>　　2.4 110kv側(cè)主接線方案</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊》的規(guī)定可知110kv側(cè)可選用單母線分段接線方式或雙母線接線方式。單母分段接線一般適用于110kv出線為3，4回的裝置中。雙母線接線一般適用于110KV出線為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線4回及以上的裝置中。此次設計裝置進線2回，出線2回。所以綜合比較兩個方案選擇單母

24、線分段接線為110kv側(cè)主接線方案。</p><p>　　110KV側(cè)主接線如圖2.1.</p><p><b>　　.</b></p><p>　　圖2.1 110KV側(cè)主接線</p><p><b>　　主要優(yōu)缺點</b></p><p>　?。?）當母線發(fā)生故障時,僅故

25、障母線停止工作,另一母線仍繼續(xù)工作；</p><p>　?。?）對雙回路供電的重要用戶,可將雙回路分別接于不同母線分段上,以保證對重要用戶的供電；</p><p>　?。?）一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；</p><p>　　（4）任一出線的開關檢修時，該回線路必須停止工作；

26、</p><p>　　（5）當出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越；</p><p>　　因此本變電站設計宜采用單母線分段接線。</p><p>　　2.5 35kv側(cè)主接線方案</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊》可知當35kv配電裝置出線回路數(shù)為4——8回時應采用單母線分段接線方式。此次設計配電裝置出線回路數(shù)為4回故選擇單母

27、線分段接線為35kv側(cè)主接線方案</p><p>　　35KV側(cè)主接線如圖2.2.</p><p><b>　　圖2.5.1</b></p><p>　　圖2.2 35KV主接線圖</p><p><b>　　主要優(yōu)缺點：</b></p><p>　?。?）當母線發(fā)生故障時，

28、僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；</p><p>　?。?）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電； </p><p>　?。?）當一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； </p><p>　?。?）任一出線的開關檢修時，該回線路必須

29、停止工作；</p><p>　?。?）當出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　因此本變電站設計宜采用單母線分段接線。</p><p>　　2.6 10kv側(cè)主接線方案</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊》可知10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段連接，此次設計配電裝置出線回路數(shù)為6回故選擇單母分

30、段接線為主接線。</p><p>　　10KV側(cè)主接線如圖2.3.</p><p>　　圖2.3 10KV側(cè)主接線 </p><p><b>　　主要優(yōu)缺點：</b></p><p>　　（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；</p><p>　?。?）對雙回路

31、供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電</p><p>　?。?）當一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；</p><p>　?。?）任一出線的開關檢修時，該回線路必須停止工作；</p><p>　?。?）當出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。&l

32、t;/p><p>　　因此本變電站設計宜采用單母線分段接線。</p><p><b>　　2.7 站用電接線</b></p><p>　　一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式，故提出單母線分段接線。</p><p>　　站用電主接線如圖2.4.</p><p>　　圖2.4 站用電主接線

33、 </p><p><b>　　結論：</b></p><p>　　綜上所述可選擇110kv側(cè)采用單母分段接線為主接線，35kv側(cè)采用單母分段接線為主接線。10kv側(cè)采用單母分段線接線為主接線。站用電為單母分段接線。</p><p><b>　　3主變壓器選擇</b></p><p>

34、;　　3.1 主變壓器型式的選擇</p><p>　　3.1.1 變壓器繞組形式的選擇</p><p>　　根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》：不受運輸條件限制，在330KV及其以下的發(fā)電廠和變電站中均采用三相變壓器。</p><p>　　(1) 變壓器繞組數(shù)量的選擇</p><p>　　根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》：在

35、具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該主變?nèi)萘康?5%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需裝設無功功率補償設備時，主變宜采用三繞組變壓器。</p><p>　　(2) 繞組的連接方式</p><p>　　根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》：變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和△，我國110KV及以上的電壓等

36、級，變壓器繞組均采用Y連接；35KV電壓等級，變壓器繞組采用Y連接，而35KV以下電壓等級，變壓器繞組均采用△連接。</p><p>　　所以待設計變電站的主變壓器選擇三相、三繞組變壓器。</p><p>　　3.1.2 變壓器調(diào)壓方式的選擇</p><p>　　根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》：110KV及以下變電站，考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)

37、壓方式。所以待設計變電站主變壓器選擇有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　3.1.3 變壓器接地方式的選擇</p><p>　　中性點直接接地方式的短路電流很大，線路或設備應立即切除，增加了斷路器的負擔，降低了供電的連續(xù)性，但由于過電壓水平較低，減少了設備造價，特別是在高壓和超高壓電力系統(tǒng)，經(jīng)濟效益顯著，故適用于110KV及以上電力系統(tǒng)，。我國目前在一般情況下，110KV系統(tǒng)多采用中性點直

38、接接地方式。</p><p>　　3.1.4 變壓器冷卻方式的選擇</p><p>　　主變一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫導向油循環(huán)冷卻，小容量變壓器一般采用自然風冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻。</p><p>　　根據(jù)以上分析本設計采用三繞組普通強迫油循環(huán)變壓器。</p><p>　

39、　3.2 主變壓器臺數(shù)選擇</p><p>　　降壓變電站的主變壓器的臺數(shù)，一般不超過兩臺，當負荷再增大時，可更換大容量的變壓器，而不需增加變壓器的臺數(shù)。</p><p>　　為保證供電的可靠性，避免一臺主變故障或檢修時影響對用戶供電，變電站一般裝設兩臺主變壓器，其變壓器基礎按大于變壓器容量的1--2級設計，以便負荷發(fā)展時，可更換大容量的變壓器，而不需增加變壓器的臺數(shù)。</p>

40、<p>　　3.3 變壓器容量的確定</p><p>　　3.3.1 選擇變壓器容量所采用的基本原則</p><p>　　(1)在電力系統(tǒng)正常運行及檢修狀態(tài)下，以具有一定持續(xù)時間的日負荷選擇主變壓器的額定容量，日負荷中持續(xù)時間很短的部分，可由變壓器過載滿足。</p><p>　　(2) 并聯(lián)運行的以隱備用的形式相互作為事故備用。</p>

41、<p>　　(3)主變壓器檢修時間間隔很長、檢修時間較短，合理作好檢修與運行調(diào)度。則不因檢修并聯(lián)變壓器而增加其選擇容量。</p><p>　　3.3.2 選擇變壓器容量的相關計算</p><p>　　主變壓器容量一般按變電站建成后5--10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10--20年的負荷發(fā)展。當有兩臺變壓器時，每臺變壓器應能負擔變電站總負荷的70%左右，以便在一臺變壓器因故

42、障退出運行時，另一臺變壓器容量應保證重要負荷連續(xù)供電。根據(jù)表1.1，可知變電站供電負荷為</p><p><b>　　（3.1）</b></p><p>　　因為所用電占2%，所以：全站總負荷為：</p><p><b>　　（3.2）</b></p><p><b>　　又因為：<

43、/b></p><p>　　所以：主變壓器的容量為：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　為保證重要用戶供電，待設計變電站宜選擇兩臺主變壓器，采用暗備用的方式。</p><p>　　若每一臺變壓器的容量要求能帶全部負荷的70%左右計算：</p><p><

44、;b>　?。?.4）</b></p><p>　　根據(jù)以上論證滿足以上條件的變壓器有SFSL1-30000/110。</p><p>　　根據(jù)規(guī)程規(guī)定：油浸自冷和油浸風冷變壓器過負荷不應超過變壓器額定容量的30%，驗算所選擇變壓器容量是否滿足負荷要求：</p><p><b>　　（3.5）</b></p>&l

45、t;p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　所以我們選擇兩臺SFSL-30000/110型變壓器，該變壓器技術數(shù)據(jù)見下表3.1。 </p><p>　　表3.1 主變壓器參數(shù)</p><p>　　4 最大持續(xù)工作電流及短路計算</p><p>　　4.1 各回路最大持

46、續(xù)工作電流</p><p>　　根據(jù)公= （4.1）</p><p>　　式中 ---- 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負荷容量 </p><p>　　---- 各電壓等級額定電壓</p><p>　　---- 最大持續(xù)工作電</p><p>　　=

47、 （4.2） =/ （4.3）110kv側(cè)：=31500/（×110KV×0.8））=210A （4.4） </p><p>　　35kv側(cè) ：=

48、（10000+12000）/（×35KV×0.8）=461A （4.5）</p><p>　　10kv側(cè) ：=95000/（×10KV×0.8）=735A （4.6）</p><p>　　4.2 短路計算的目的及假設</p><p>　　4.2.1短路電流計算的目的</p>&l

49、t;p>　　在變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：</p><p>　　(1) 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路電流計算。</p><p>　　(2) 在選擇電氣設備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠工作，同時又力求節(jié)約資金，就需要進行全面的短路

50、電流計算。</p><p>　　(3) 在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。</p><p>　　(4) 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　(5) 接地裝置的設計，也需要短路電流。</p><p>　　4.2.2 計算的基本情況</p>

51、<p>　　(1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。</p><p>　　(2)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。</p><p>　　(3)所有電源的電動勢相位角相同。</p><p>　　4.2.3 接線方式</p><p>　　計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能

52、用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p>　　4.2.4 計算容量</p><p>　　應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。</p><p>　　4.2.5 短路種類</p><p>　　一般按三相短路計算。</p><p>　　4.2.6 短路計算點</p><p>

53、;　　在正常接線方式下，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。</p><p>　　4.3 短路電流計算 </p><p>　　所選出的SFSL-30000/110型變壓器參數(shù)：</p><p>　　U1—2%=10.5 ；U1—3%=17.8；U2—3%=6.5</p>&

54、lt;p>　　Us1%=1/2(U1—2%＋ U1—3%－ U2—3%)=1/2(10.5＋17.8－6.5)=10.9 （4.7）</p><p>　　Us2%=1/2(U1—2%＋ U2—3%－ U1—3%)=1/2(10.5＋6.5－17.8)=－0.4≈0 （4.8）</p><p>　　Us3%=1/2(U1—3%＋ U2—3%－ U1—2

55、%)=1/2(17.8＋6.5－10.5)=6.9 （4.9）</p><p>　　取基準容量為：SB=100MVA，基準電壓為UB=Uav又依公式：</p><p>　　IB=SB/ UB （4.10）</p><p>　　XB=UB2/SB

56、 (4.11)</p><p>　　基準電壓 （KV）：  10.5    37    115</p><p>　　各繞組的電抗標幺值計算如下：</p><p>　　=（%/10

57、0）×（/）=（10.9/100）×（100/50）=0.218 （4.12） =（%/100）×（/）=（0/100）×（100/50）=0 （4.13）</p><p>　　=（%/100）×（/）=（6.9/100）×（100/50）=0.138 （4.14）</p><p>　　

58、任務書所給外部網(wǎng)絡容量為，短路電流的計算系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如圖4.1所示：</p><p>　　其中X1=/2=0.218/2=0.109</p><p>　　X2=/2=-0/2=0</p><p>　　X3=/2=0.138/2=0.069</p><p>　　Xd=/=100/270=0.37</p><p>　　圖

59、4.1短路電流計算系統(tǒng)等值網(wǎng)絡</p><p><b>　　35kv側(cè)短路：</b></p><p>　　當f1點短路時=/（）=100/（×37）=1.56KA (4.15)</p><p>　　短路電流 =1/（X1+X3+Xd）=1/（0.109+0.069+0.37）=2.645 (

60、4.16)</p><p>　　短路電流的有名值 =×=2.645×1.56=4.126KA (4.17)</p><p>　　沖擊電流 =1.8×=1.8×4.126=10.5K (4.18)</p><p>　　短路容量 =

61、5;Ub×=2.645×37×=169.5MVA (4.19) </p><p>　　電流最大有效值： Ich=1.51×=1.51×4.126=6.23KA (4.20)</p><p><b>　　10kv側(cè)短路：</b></p><p>

62、　　f2點短路時：=/（）=100/（×10.5）=5.5KA (4.21) </p><p>　　短路電流 =1/（X1+X2+Xd）=1/（0.109+0+0.37）=3.236 (4.22)</p><p>　　短路電流的有名值 =×=5.5×3.236=17.8KA

63、 (4.23)</p><p>　　沖擊電流 =1.8×=1.8××17.8=45.3KA (4.24)</p><p>　　短路容量 =×Uc×=3.236×10.5×=58.85MVA (4.25)</p><p>

64、　　電流最大有效值： Ich=1.51×=1.51×17.8=26.878KA (4.26)</p><p><b>　　110kv側(cè)短路：</b></p><p>　　當f3點短路時=/（）=100/（×115）=0.502KA (4.27)</p><p>　

65、　短路電流 =/（）=270/（×115×0.502）=5 (4.28)</p><p>　　短路電流的有名值 =×=5×0.502=2.51KA (4.29)</p><p>　　沖擊電流 =1.8×=1.8××2.51=6.389KA

66、 (4.30)</p><p>　　短路容量為：S=Ua I” =×115×5=995.9（MVA） (4.31)</p><p>　　電流最大有效值： Ich=1.51×=1.51×2.51=3.79KA (4.32)</p><p>

67、;　　5 主要電氣設備選擇</p><p>　　導體和電氣的選擇設計，同樣必須執(zhí)行國家的有關技術經(jīng)濟政策，并應做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。</p><p>　　5.1 電氣選擇的一般要求</p><p>　　5.1.1 一般原則</p><p>　　(1) 應滿足正常運行、

68、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　　(2) 應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗。</p><p>　　(3) 應力求技術先進和經(jīng)濟合理。</p><p>　　(4) 與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致。</p><p>　　(5) 同類設備應盡量減少品種。</p><p>　　(6) 選用的新產(chǎn)品均應具

69、有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。</p><p>　　5.1.2 技術條件</p><p>　　選擇的高壓電器，應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正常運行。</p><p><b>　　1.長期工作條件：</b></p><p><b>　　(1)電壓：</b></p>

70、;<p>　　選用電氣的允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即 (5.1)</p><p><b>　　(2)電流：</b></p><p>　　選用的電氣額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig

71、 即： (5.2)</p><p><b>　　2.短路穩(wěn)定條件：</b></p><p>　　(1)校驗的一般原則：</p><p>　　電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　(2

72、)短路的熱穩(wěn)定條件：</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　(3)短路的動穩(wěn)定條件：</p><p><b>　　(5.4)</b></p><p><b>　　(5.5)</b></p><p>　　Qd ----- 在計

73、算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應。</p><p>　　It ------ t秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值。</p><p>　　t --- 設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間。</p><p>　　ich ------ 短路沖擊電流峰值。</p><p>　　Ich ------ 短路沖擊電流有效值。</p><p&g

74、t;　　idf ------ 電流允許的極限通過電流峰值。</p><p>　　Idf ------ 電流允許的極限通過電流有效值。</p><p>　　Imax ---- 動穩(wěn)定電流 </p><p><b>　　5.1.3 溫度</b></p><p>　　按《交流高壓電器在長期工作下的發(fā)熱》規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境

75、最高溫度為+40℃時，允許按額定電流長期工作，當電器安裝點的環(huán)境溫度高于+40℃時，每增高1℃建議額定電流減少1.8%,當?shù)陀?40℃時,每降低1℃, 建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%.</p><p>　　5.2 高壓斷路器的選擇</p><p>　　5.2.1斷路器的選擇原則</p><p>　　(1)斷路器的額定電壓應等于或大于電

76、氣裝置的額定電壓。</p><p>　　(2)斷路器的額定電流應等于或大于通過斷路器的長期最大負荷電流。</p><p>　　(3)選擇斷路器的類型：戶內(nèi)式、戶外式、多油式、少油式等。</p><p>　　(4)檢驗斷路器的斷流能力：斷路器的允許開斷電流應等于或大于斷路器實際開斷時間的三相短路電流周期分量有效值。</p><p>　　(5)檢

77、驗斷路器的動穩(wěn)定：要求斷路器允許的動穩(wěn)定電流峰值應大于或等于三相短路沖擊電流。</p><p>　　(6)檢驗斷路器的熱穩(wěn)定：要求斷路器t秒鐘熱穩(wěn)定電流It算出的允許熱效應It2t大于或等于通過斷路器的短路電流脈沖Qd。</p><p>　　斷路器型式的選擇：除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)經(jīng)濟技術比較才能確定，根據(jù)當前我國生產(chǎn)制造情況，3—220KV

78、電網(wǎng)一般采用少油斷路器。</p><p>　　電力系統(tǒng)中，高壓斷路器具有完善的滅弧性能，正常情況下，用來接通和開斷負荷電流，在某些電器主接線中，還擔任改變主接線的運行方式的任務，故障時，斷路器還常在繼電保護的配合使用下，斷開短路電流，切斷故障部分，保證非故障部分的正常運行。</p><p>　　5.2.2 110kv側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　變壓器的最大工

79、作電流 </p><p>　　=（1.05）/（）=1.05×30000/×110=275.5A (5.6)</p><p>　　額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV </p><p>　　開斷電流選擇：INbr>I”=5KA (f3 點短路電流)</p><p>　　額定電流選擇：IN>

80、Imax=275.5A </p><p>　　在本設計中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因為與傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結構簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護方便等優(yōu)點，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得到廣泛的應用。</p><p>　　比較各種110KVSF6高壓斷路器選擇應采用LW36-126型號的斷路器。</p><p&g

81、t;　　LW36-126型號的斷路器使用環(huán)境</p><p>　　環(huán)境溫度：-30℃~+40℃風壓：≤700Pa海拔高度：≤3000m地震烈度：≤8度空氣污穢程度：Ⅲ級覆冰厚度：10mm</p><p>　　完全符合變電站當?shù)丨h(huán)境</p><p>　　表5.1 LW36-126型號的斷路器參數(shù)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：It2

82、t> Qk </p><p>　　It2t=402 ×4=6400[（KA）2S] (5.7)</p><p>　　電弧持續(xù)時間取0.04S，熱穩(wěn)定時間為：</p>

83、<p>　　tk =0.15+0.03+0.04=0.22<1 S (5.8)</p><p>　　因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=0.05S</p><p><b>　　周期分量的熱效應：</b></p><p>　　

84、=/12（+10+）</p><p>　　=0.22/12×（52+10*52+52）=5.5（KA）2.S (5.9)</p><p>　　非周期分量的熱效應：＜1時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×52=1.25（KA）2.S

85、 (5.10)</p><p>　　短路電流的熱效應：=+=5.5+1.25=6.75（KA）2.S (5.11)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　ies=100KA>ish =3

86、.79KA (5.12)</p><p>　　滿足動穩(wěn)定校驗，因此所選斷路器合適。</p><p>　　5.2.3 35kv側(cè)斷路器選擇</p><p>　　變壓器的最大工作電流 </p><p>　　=（1.05）/（）=1.05×30000/0.

87、8×35=1082A (5.13)</p><p>　　額定電壓選擇：UN≥UNs=35KV </p><p>　　開斷電流選擇：INbr>I”=2.67KA (f1 點短路電流)</p><p>　　額定電流選擇：IN>Imax=1082A </p><p>　　本設計中35kv側(cè)采用真空斷路器，比較各種35

88、kv真空斷路器，最后選擇ZW7-40.5系列戶外高壓真空斷路器,這種斷路器主要用于戶外35KV輸變電系統(tǒng)的控制與保護,也可適用于城、鄉(xiāng)電網(wǎng)絡及工礦個業(yè)的正常操作與短路保護之用。</p><p>　　表5.2 ZW7-40.5型號的斷路器參數(shù)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk</p><p>　　It2t=31.52 ×4=3969[

89、（KA）2S] (5.14)</p><p>　　電弧持續(xù)時間取0.04S，熱穩(wěn)定時間為：tk =0.15+0.06+0.04=0.25<1 S (5.15)</p><p>　　因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=0.05S</p><p>　　周期分量的熱效應：

90、=/12（+10+）=0.25/12×（2.6452+10*2.6452+2.6452）=1.749（KA）2.S (5.16)</p><p>　　非周期分量的熱效應：＜1時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×2.6452=0.35（KA）2.S (5

91、.17)</p><p>　　短路電流的熱效應：=+=1.749+0.35=2.1（KA）2.S (5.18)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　ies=80KA>ish =1.082KA

92、 (5.19)</p><p>　　滿足動穩(wěn)定校驗，因此所選斷路器合適。</p><p>　　5.2.4 10kv側(cè)斷路器選擇</p><p>　　變壓器的最大工作電流 </p><p>　　=（1.05）/（）=1.05×30000/0.8×

93、10=3788A (5.20)</p><p>　　額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV </p><p>　　開斷電流選擇：INbr>I”=2.645KA (f2 點短路電流)</p><p>　　額定電流選擇：IN>Imax=3788A </p><p>　　本次設計中10kv側(cè)選擇真空斷路器，比較各種真空斷路器最后

94、選擇ZN68-12型斷路器，此斷路器是在ZNI2－12型基礎上加以改進，價格相對較低。</p><p>　　表5.3 ZN68-12型號的斷路器參數(shù)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk</p><p>　　It2t=402 ×3=4800[（KA）2S] (5.21)

95、</p><p>　　電弧持續(xù)時間取0.04S，熱穩(wěn)定時間為：tk =0.15+0.06+0.04=0.25<1 S</p><p>　　因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=0.05S</p><p>　　周期分量的熱效應：=/12（+10+）=0.25/12×（3.2362+10*3.2362+3.2362）=2.618

96、（KA）2.S (5.22)</p><p>　　非周期分量的熱效應：＜1時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×3.2362=0.523（KA）2.S (5.23)</p><p>　　短路電流的熱效應:=+=2.618+0.523=3.141（

97、KA）2.S (5.24)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　ies=100KA>ish =3788A (5.25)</p><

98、p>　　滿足動穩(wěn)定校驗，因此所選斷路器合適。</p><p>　　5.3 隔離開關的選擇</p><p>　　5.3.1隔離開關的選擇原則</p><p>　　(1)隔離開關的額定電壓應等于或大于電氣裝置的額定電壓。</p><p>　　(2)隔離開關的額定電流應等于或大于通過隔離開關的長期最大負荷電流。</p><

99、p>　　(3)選擇隔離開關的類型：戶內(nèi)式、戶外式 。</p><p>　　(4)檢隔離開關的動穩(wěn)定電流峰值應等于或大于通過隔離開關的三相短路沖擊電流。</p><p>　　(5)根據(jù)隔離開關容許的t秒鐘熱穩(wěn)定電流It算出的允許熱效應It2t大于或等于通過隔離開關的短路電流脈沖Qd。</p><p>　　隔離開關型式的選擇：應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用等因素，

100、進行綜合的技術經(jīng)濟比較后確定，本方案對110 、35KV側(cè)采用屋外式，對10KV側(cè)采用屋</p><p>　　隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。</p><p>　　選擇隔離開關時應滿足以下基本要求：</p><p>　　1.隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網(wǎng)隔開。</p>

101、<p>　　2.隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。</p><p>　　3.隔離開關應具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。</p><p>　　4.隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。</p><p>　　5.隔離開關的結

102、構簡單，動作要可靠。</p><p>　　6.帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。</p><p>　　隔離開關的型號應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經(jīng)濟比較后確定。其選擇的具體方法與斷路器的相同。</p><p>　　5.3.2 110kv側(cè)隔離開關</p><p>　　經(jīng)過各種型號的

103、比較決定采用GW5-126高壓隔離開關。</p><p>　　表5.4 GW5-126隔離開關技術數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流為210A</p><p>　　隔離開關的額定電流為2000A，大于通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></

104、p><p>　　動穩(wěn)定電流：ies =80KA ich=3.79KA ies＞ich </p><p>　　It2t=31.52 ×4=3969[（KA）2S] (5.26)</p><p><b>　　熱穩(wěn)定效應：</b></

105、p><p>　　=/12（+10+）=0.22/12×（52+10*52+52）=5.5（KA）2.S (5.27)</p><p>　?。?時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×52=1.25（KA）2.S (5.28)</p><p

106、>　　短路電流的熱效應：=+=5.5+1.25=6.75（KA）2.S (5.29)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　5.3.3 35kv側(cè)隔離開關</p><p>　　經(jīng)過各種型號的比較決定采用GW5-40.5高壓隔離開關。</p><p>　　表5.5

107、 GW5-40.5隔離開關技術數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流為461A</p><p>　　隔離開關的額定電流為2000A，大于通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：ies =80KA ich=6.23KA

108、 ies＞ich</p><p>　　It2t=31.52 ×4=3969[（KA）2S] (5.30)</p><p>　　=/12（+10+） (5.31)</p><p>　　=0.25/12×

109、;（2.6452+10*2.6452+2。6452）=1.749（KA）2.S (5.32)</p><p>　　非周期分量的熱效應：＜1時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×2.6452=0.35（KA）2.S (5.33)</p><p>　　短

110、路電流的熱效應：=+=1.749+0.35=2.1（KA）2.S (5.34)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　5.3.4 10kv側(cè)隔離開關</p><p>　　經(jīng)過各種型號的比較決定采用GN22-12高壓隔離開關。</p><p>　　表5.6 GN22-12隔離

111、開關技術數(shù)據(jù)</p><p>　　通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流為735A。</p><p>　　隔離開關的額定電流為3150A，大于通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：ies =125KA ich=26.878KA ies＞ich&l

112、t;/p><p>　　=/12（+10+） </p><p>　　=0.25/12×（3.2362+10*3.2362+3.2362）=2.618（KA）2.S (5.35)</p><p>　　非周期分量的熱效應：＜1時，T=0.05</p><p>　　=T×=0.05×3.2

113、362=0.523（KA）2.S (5.36)</p><p>　　短路電流的熱效應：=+=2.618+0.523=3.141（KA）2.S (5.37)</p><p>　　所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　5.4 避雷器的選擇</p><p>　　

114、避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應有的防雷保護作用。</p><p>　　氧化鋅避雷器是目前國際最先進的過電壓保護器。由于其核心元件采用氧化鋅電阻片，與傳統(tǒng)碳化硅避雷器相比，改善了避雷器的伏安特性，提高了過電壓通流能力，從而帶來避雷器具特征的根本變化。避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護裝置之一，只有正確地選擇避雷器，方能發(fā)揮其應有的防雷保護作用。  當避雷

115、器在正常工作電壓下，流過避雷器的電流僅有微安級，當遭受過電壓時，由于氧化鋅電阻片的非線性，流過避雷器的電流瞬間達數(shù)千安培，避雷器處于導通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而有效地限制了過電壓對輸變電設備的侵害。</p><p>　　故根據(jù)本變電所的特點避雷器的選擇如下：</p><p>　　110KV側(cè)選擇Y10W1-100/248型避雷器；</p><p>　　35KV側(cè)選

116、擇Y10W5-42/142型避雷器；</p><p>　　10KV側(cè)選擇Y5W-12.7/42型避雷器；</p><p>　　5.5 接地刀閘的選擇</p><p>　　為保證電器和母線的檢修安全，每段母線裝設1－2組接地刀閘，63KV及以上斷路器兩側(cè)隔離開關和線路隔離開關的線路側(cè)宜配置接地刀。</p><p>　　對于35KV及以上隔離開關

117、的接地刀，應根據(jù)其安裝處的短路電流進行動，熱穩(wěn)定校驗。計算方法同110KV,10KV隔離開關相同，這里不再贅述。</p><p>　　5.6 高壓斷路器選型總表</p><p>　　表5.7 高壓斷路器選型總表</p><p>　　5.7 隔離開關選型總表</p><p>　　表5.8 隔離開關選型總表</p><p>

118、;<b>　　6 配電裝置設計</b></p><p>　　配電裝置是變電站的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關設備、保護和測量電器、母線裝置和必要的輔助設備構成，用來接受和分配電能。形式有屋內(nèi)和屋外配電裝置，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。</p><p>　　6.1 設計原則與要求</p><p>　　6.1.1、設計原則</p

119、><p>　　高壓電站和配電裝置型式選擇應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結合運行、檢修和安裝要求，通過技術經(jīng)濟比較予以確定。</p><p><b>　　1、節(jié)約用地</b></p><p>　　2、運行安全和操作巡視方便</p><p>　　配電裝置布置要整齊清晰，并能在運行中滿足對人身和設備的安

120、全要求，使配電裝置一旦發(fā)生事故，將事故限制到最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常操作和處理事故的過程中不致發(fā)生意外情況，保證運行檢修人員人身安全，以及在檢修維護過程中不致?lián)p害設備。</p><p><b>　　3、便于檢修和安裝</b></p><p>　　對于各種型式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝條件。此外，配電裝置的設計還必須考慮分期建設和擴建過渡的便利。&

121、lt;/p><p>　　4、節(jié)約三材，降低造價。</p><p><b>　　6.1.2設計要求</b></p><p>　　1、滿足安全凈距的要求</p><p>　　屋外配電裝置的安全凈距可參考《電力工程電氣設計手冊》表10-1。</p><p>　　配電裝置中相鄰帶電部分的額定電壓不同時，應按較

122、高的額定電壓確定安全凈距。屋外帶電裝置帶電部分的上面下面，不應有照明、通信和信號線架空跨越或穿過；屋內(nèi)配電裝置帶電部分的上面不應有明敷的照明或動力線路跨越。</p><p>　　2、滿足運行和檢修的要求</p><p><b>　　（1）運行要求：</b></p><p>　　在設計中應考慮的問題有：</p><p>&