220KV變電站設(shè)計(jì)

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1 - / 91論文題目：論文題目：110KV110KV 市區(qū)終端變電站設(shè)計(jì)市區(qū)終端變電站設(shè)計(jì)專專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化本本 科科 生：生： （簽名）：指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： （簽名）：摘摘 要要隨著居民用電水平的急劇提高，市區(qū)中電力供應(yīng)將日益緊張，規(guī)劃論證結(jié)果表明，將 110KV 電壓等級(jí)引入市區(qū)、市中心區(qū)是提高供電能力有效、合理的方案。將 110KV 電壓等級(jí)引入市區(qū)并以 10KV 電壓等級(jí)配電，既能與市區(qū)現(xiàn)有的 10KV 電網(wǎng)緊密配合，對(duì)不同容量規(guī)模的用戶以合理的電壓供電，提高供電能力，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性，又能節(jié)約電網(wǎng)整體投資。

2、城市變電站設(shè)計(jì)的最基本的要求即：設(shè)備無(wú)油化，小型化，高參數(shù)，不檢修，盡量壓縮占地滿足較高的環(huán)保，消防，及城市規(guī)劃的要求，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行安全性，并提高變電站用地的綜合利用率。本文設(shè)計(jì)原則依據(jù)：綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 斷路器 短路電流 接地裝置 中性點(diǎn)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 2 - / 91DisquisitionDisquisition AbstractAbstractWith the sharp rise in the level of residential electricity consumption,

3、urban areas will become increasingly tight power supply, planning demonstration results show that the introduction of the 110KV voltage class urban, downtown area is to improve the supply capacity of effective and rational solution. 110KV voltage level will be introduced and to 10KV voltage level of

4、 the urban distribution, both the urban areas work closely with the existing 10KV power grid, the size of the different capacities of users at a reasonable voltage power supply, improve the supply capacity and improve the power grid structure, improve power supply reliability, but also the overall i

5、nvestment to save power. Substation design of urban basic requirements, namely: non-oil equipment, small size, high-parameter, do not repair, try to meet the higher compression area of environmental protection, fire protection, and urban planning requirements, with high reliability and operational s

6、afety, and improve the comprehensive utilization of substation sites. This design principles based on: Considering the power supply, reliable, flexible operation, operation, easy maintenance, saving and investment and other requirements to facilitate the transition or expansion.KeywordsKeywords: cir

7、cuit breaker short-circuit current grounding device center內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 3 - / 91目錄摘 要 .- 1 -第一篇 設(shè)計(jì)說明 .- 5 -第一章 概述 .- 5 -第 2.1 節(jié) 110KV 變電站主接線設(shè)計(jì)原則及要求 .- 6 -第 2.2 節(jié) 本站設(shè)計(jì)方案.- 8 -第 2.3 節(jié) 主接線中的設(shè)備配制.- 9 -第 2.4 節(jié) 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇.- 11 -第 2.5 節(jié) 無(wú)功補(bǔ)償.- 12 -第三章 短路電流計(jì)算 .- 14 -第 3.1 節(jié) 短路電流的形成原因.- 14 -第 3.2 節(jié) 短路電流

8、計(jì)算的目的.- 14 -第 3.3 節(jié) 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定.- 15 -第 3.4 節(jié) 計(jì)算步驟.- 16 -第四章 電氣設(shè)備選型 .- 17 -第 4.1 節(jié) 一般原則.- 17 -第 4.2 節(jié) 技術(shù)條件.- 17 -第 4.3 節(jié) 高壓電氣設(shè)備選擇.- 18 -第五章CST231B（221B）微機(jī)型電力變壓器保護(hù) .- 31 -第 5.1 節(jié) CST231B（221B）裝置簡(jiǎn)介.- 31 -第 5.2 節(jié) CST231B（221B）主要技術(shù)指標(biāo).- 31 -第 5.3 節(jié) CST231B（221B）微機(jī)保護(hù)原理框圖.- 32 -第 5.4 節(jié) CST231B（221B）端子排圖.-

9、33 -第六章 變電站配電裝置的設(shè)計(jì) .- 36 -第 6.1 節(jié) 概述.- 36 -第 6.2 節(jié) 配電裝置的基本要求及步驟 .- 36 -第 6.3 節(jié) 10KV 側(cè)配電裝置 .- 37 -第七章 接地裝置的設(shè)計(jì) .- 40 -第 7.1 節(jié) 接地裝置配置 .- 40 -第 7.2 節(jié) 保護(hù)導(dǎo)體 .- 44 -第八章 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) .- 47 -第 8.1 節(jié) 雷電的形成.- 48 -第 8.2 節(jié)配電變壓器防雷保護(hù)措施.- 49 -第九章 變電站的環(huán)保 .- 52 -第二篇 設(shè)計(jì)計(jì)算書 .- 53 -第十章 主變壓器的選擇 .- 53 -第 10.1 節(jié) 選擇原則.- 53 -第 10

10、.2 節(jié) 本站變壓器的具體選擇.- 54 -第十一章 無(wú)功補(bǔ)償 .- 57 -11.1 無(wú)功補(bǔ)償容量的確定：.- 57 -11.2 補(bǔ)償裝置：.- 57 -第十二章 短路電流計(jì)算 .- 59 -內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 4 - / 91第 12.1 節(jié) 短路電流計(jì)算的目的.- 59 -第 12.2 節(jié) 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定.- 59 -第 12.3 節(jié) 計(jì)算步驟.- 60 -第 12.4 節(jié) 限流措施（發(fā)電廠和變電所中可以采取的措施）.- 61 -第 12.5 節(jié) 110KV 變電所短路電流計(jì)算 .- 61 -第十三章 高壓電氣設(shè)備選型 .- 65 -第 13.1 節(jié) 高壓斷路器的選擇.-

11、 65 -第 13.2 節(jié) 隔離開關(guān)的選擇.- 67 -第 13.3 節(jié) 高壓熔斷器的選擇.- 68 -第 13.4 節(jié) 互感器的選擇.- 69 -第 13.5 節(jié) 避雷器的選擇.- 76 -第 13.6 節(jié) 母線和電纜的選擇.- 78 -主要符號(hào)說明 .- 80 -常用符號(hào)：.- 80 -專用符號(hào).- 80 -特殊符號(hào).- 81 -結(jié)論 .- 82 -參考文獻(xiàn) .- 83 -主要符號(hào)說明 .- 84 -常用符號(hào)：.- 84 -專用符號(hào).- 84 -特殊符號(hào).- 84 -致 謝.- 85 - 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 5 - / 91第一篇 設(shè)計(jì)說明第一章第一章 概述概述本次設(shè)計(jì)任務(wù)是市區(qū)終

12、端變電站，是重要的地區(qū)變電所，位于網(wǎng)絡(luò)的終端，高壓側(cè)以交換和接收功率為主，低壓側(cè)供給附近用戶。隨著居民用電水平的急劇提高，市區(qū)中電力供應(yīng)將日益緊張，規(guī)劃論證結(jié)果表明，將110KV 電壓等級(jí)引入市區(qū)、市中心區(qū)是提高供電能力有效、合理的方案。將110KV 電壓等級(jí)引入市區(qū)并以 10KV 電壓等級(jí)配電，既能與市區(qū)現(xiàn)有的 10KV電網(wǎng)緊密配合，對(duì)不同容量規(guī)模的用戶以合理的電壓供電，提高供電能力，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性，又能節(jié)約電網(wǎng)整體投資。城市變電站設(shè)計(jì)的最基本的要求即：設(shè)備無(wú)油化，小型化，高參數(shù)，不檢修，盡量壓縮占地滿足較高的環(huán)保，消防，及城市規(guī)劃的要求，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行安全性，并提

13、高變電站用地的綜合利用率。市區(qū)中心的土地資源非常寶貴，電力設(shè)施屬于城市基礎(chǔ)設(shè)施之一，變電站在選址上應(yīng)結(jié)合需要和可能多方案來優(yōu)化選址，減小占地并提高土地綜合利用率是市區(qū)中建設(shè)變電站的客觀需要一味的減小占地而不顧安全運(yùn)行等客觀需要是不適宜的，應(yīng)在綜合利用土地方面多做考慮，總布置還應(yīng)考慮工藝合理，滿足城市規(guī)劃、消防、換保、大件運(yùn)輸?shù)纫蟆＿h(yuǎn)期三臺(tái)主變，近期兩臺(tái)。對(duì)于此 110/10KV 兩種電壓的變電站，110 KV 側(cè)進(jìn)線為 2 回架空線，10 KV 側(cè)主接線為兩組單母帶旁路母線。此側(cè)有12 回架空線。在 10KV 側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置為電容器組。本站功能為一站兩用，即是 110KV 變電站又

14、可以安排一個(gè)電力管理部門用房，由于城市地價(jià)昂貴，為充分利用土地，將綜合樓上部設(shè)計(jì)為管理用房，下部設(shè)計(jì)為變電站用房，在樓的功能上為方便管理將上下部的通道、上下水、采暖、用電、消防措施及進(jìn)出院等均嚴(yán)格分開。主變?nèi)可崞骶糜谂镎珠_口方向便于通風(fēng)散熱?？偛贾眯枵J(rèn)真考慮出線問題，變電站進(jìn)出線均為架空線，規(guī)模龐大，變電站占地小，出口集中，如何與規(guī)劃允許的條件相結(jié)合較為困難。本站10KV-110KV 進(jìn)出線架空線共 12 根，考慮投資因素分散由站的三面引內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 6 - / 91出。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 7 - / 91第二章第二章 電氣主接線電氣主接線第第 2.12.1 節(jié)節(jié)

15、110KV110KV 變電站主接線設(shè)計(jì)原則及要求變電站主接線設(shè)計(jì)原則及要求變電所電氣主接線系指變電所的變壓器以及輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。2.1.12.1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則主接線的設(shè)計(jì)原則：考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作

16、用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 510 年電力發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出現(xiàn)回?cái)?shù)。負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電 ，三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電?？紤]主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通

17、常對(duì)大型的變電所，由于其傳輸?shù)娜萘看螅瑢?duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性要求低?？紤]備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 8 - / 91修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接主接線的形式。2.1.22.1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求：主接線設(shè)計(jì)的基本要求：根據(jù)我國(guó)能源部關(guān)于110500

18、KV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求?！笨煽啃运^可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線，經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕

19、對(duì)的而是相對(duì)的。一種主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能是不可靠的。評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是。1）路器檢修時(shí)是否影響供電；2）斷路器、母線故障檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電；3）變電所全部停電的可能性；4）有些國(guó)家以每年用戶不停電時(shí)間的百分比來表示供電可靠性，先進(jìn)的指標(biāo)都在 99.9以上。靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：1）度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2）修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶的供

20、電。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 9 - / 913）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最小。經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。 第第 2.22.2 節(jié)節(jié) 本站設(shè)計(jì)方案本站設(shè)計(jì)方案110KV 終端變電站的電源來自一個(gè) 110KV 變電站和一個(gè)出線電壓為110KV 的電廠以保證高壓側(cè)的供電滿足 N-1 原則。對(duì)于 110KV 變電站宜盡量簡(jiǎn)化高壓側(cè)主接線和配電裝置以保證高壓側(cè)的供電可靠性并減少高壓配電裝置的占地，這也是全站減小占地的一項(xiàng)重要措施。由于簡(jiǎn)化接線，其靈活性是不夠的。因此，要有完善靈活的中壓側(cè)主接線，以滿足調(diào)度要求，并要求選用質(zhì)

21、量較高的，有足夠流通容量的中低壓側(cè)配電裝置，尤其是供出電力的低壓側(cè)。本站最終容量為 3 臺(tái) 31.5MVA 變壓器，本期為 2 臺(tái) 31.5MVA 變壓器，電壓為 110/10KV。110KV 主接線為線路變壓器組， 10KV 主接線為一組單母分段母線。主變 10KV 側(cè)斷路器分別接入兩組單母線分段母線，10KV 側(cè)電纜出線為 12 回。母線形式：本電站 10KV 側(cè)采用的是單母線分段的接線方式。每回線路都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連接，有兩組母線后使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。其特點(diǎn)如下。（1）供電可靠 通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以不停電檢修母線一組母線故障后，能迅

22、速恢復(fù)供電；不停電檢修隔離開關(guān)。（2）調(diào)度靈活 各個(gè)電源和各個(gè)回路的負(fù)荷可以任意分配在某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式的調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴(kuò)建方便 本站將擴(kuò)建為 3 臺(tái) 31.5MVA 主變，屆時(shí)將實(shí)行倒閘操作，不會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會(huì)造成原有回路停電。10KV 側(cè)采用一組單母線分段，母線間有無(wú)壓自投裝置。此種連接方式可以提高供電可靠性和靈活性。 （1）用斷路器將母線分段后，對(duì)重要用電負(fù)荷可從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 10 - / 91保證正常段母線不

23、間斷供電，不致使重要負(fù)荷停電。（2）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。無(wú)壓自投：在 110KV 母線的母聯(lián)斷路器和 10KV 母線的母聯(lián)斷路器處加裝無(wú)壓自投裝置。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)確保其負(fù)荷能夠繼續(xù)運(yùn)行。中性點(diǎn)接地：變壓器 110KV 側(cè)繞組采用中性點(diǎn)直接接地，10KV 側(cè)采用中型點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。本站避雷器按小電阻接地系統(tǒng)的過電壓水平降低了雷電沖擊殘壓等相關(guān)參數(shù),有益于變電站的安全運(yùn)行,并提高了配電裝置的絕緣裕度。第第 2.32.3 節(jié)節(jié) 主接線中的設(shè)備配制主接線中的設(shè)備配制2.3.12.3.1 斷路器的配置斷路器的配置斷路器的主要功能：正常運(yùn)行時(shí)，用

24、它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。本站斷路器的裝設(shè)：在本變電站中 110KV 進(jìn)線沒有加裝斷路器，對(duì)端保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。10KV 變壓器側(cè)及側(cè)架空線出線均采用均選用室內(nèi)高壓真空斷路器。2.3.22.3.2 隔離開關(guān)的配置隔離開關(guān)的配置配置原則：斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)隔離電源。中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。接在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。本站隔離開關(guān)的裝設(shè)：110 KV 側(cè)未裝

25、隔離開關(guān)，10KV 變壓器側(cè)及側(cè)電纜出線均采用均選用室內(nèi)高壓真空斷路器。2.3.32.3.3 接地刀閘或接地器的配置接地刀閘或接地器的配置配置原則：10 kV 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，兩組接地刀閘間的距離應(yīng)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)上和母線隔離開關(guān)上，也可裝在其他母線隔離開關(guān)的基內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 11 - / 91座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，設(shè)在旁路回路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。63kV 及以上主變壓器進(jìn)線隔離開關(guān)的變壓器側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。本站接地刀或接地器的配置：110 KV 側(cè)母線

26、共裝 4 組接地刀，10KV 側(cè)裝設(shè)五組接地刀。2.3.42.3.4 電壓互感器的配置電壓互感器的配置配置原則：母線，除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組PT，用于同步測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。線路，10KV 及以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相 PT。發(fā)電機(jī)，一般裝 23 組 PT。變壓器，變壓器低壓冊(cè)有時(shí)為滿足同步式繼電保護(hù)之要求設(shè)有一組 PT。本站電壓互感器的設(shè)置：本站 10KV 側(cè)的母線上都裝有兩組電壓互感器，110KV 側(cè)電纜由于測(cè)量需要也裝設(shè)電壓互感器。無(wú)功補(bǔ)償裝設(shè)單相電壓互感器。一次側(cè)接地由于測(cè)量相對(duì)地電壓，二次側(cè)接地保護(hù)人員安全，

27、三次側(cè)開口測(cè)量零序電壓。 2.3.52.3.5 電流互感器的配置電流互感器的配置配置原則：每條支路的電源側(cè)均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路的測(cè)量、保護(hù)使用。發(fā)電機(jī)出口配置一組電流互感器供發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置使用，相數(shù)、變比、接線方式與自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的要求相符。配備差動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同。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)裝置的要求。變壓器的中性點(diǎn)、變壓器的出口、橋形接線的跨條上，雖未設(shè)斷路器，也應(yīng)裝設(shè)電流互感器對(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)，可按兩相或三相

28、配置。本站電流互感器的配置：110KV 側(cè)架空線設(shè)電流互感器，10KV 側(cè)變壓器出線裝設(shè)電流互感器變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)三相電流互感器。2.3.62.3.6 電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式中性點(diǎn)接地原則：電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式與電網(wǎng)的電壓等級(jí)，單相接地故障電流，過電壓水平以及保護(hù)配置等有密切關(guān)系。電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式直接內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 12 - / 91影響電網(wǎng)的絕緣水平；電網(wǎng)供電的可靠性、連續(xù)性和運(yùn)行的安全性；電網(wǎng)對(duì)通信線路及無(wú)線電的干擾。選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證在任何故障形式下，都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。本站中性點(diǎn)接地方式： 220KV 側(cè)繞組采用中性點(diǎn)直接接地，35KV 中性

29、點(diǎn)采用小電阻接地方式。運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)主變壓器中至少有一臺(tái)接地。本站避雷器按小電阻接地系統(tǒng)的過電壓水平降低了雷電沖擊殘壓等相關(guān)參數(shù),有益于變電站的安全運(yùn)行,并提高了配電裝置的絕緣裕度。第第 2.42.4 節(jié)節(jié) 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇2.4.12.4.1 選擇原則選擇原則：主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。主變壓器容量一般按變電所、建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝

30、設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得跔容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于 60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。具有三種電壓的變電所，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，主變壓器宜采用三相三繞組變壓器，或者第三繞組需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用了三繞組變壓器110kV 及以上電壓的變壓器繞組一般均為 YN 連接；10kV 采用 YN 連接或D 連接，采用 YN 連接時(shí)，其中性點(diǎn)都通過消弧線圈或小電阻接地。2.4.22.4.2 本站主變壓器臺(tái)數(shù)確定本站主變壓器臺(tái)數(shù)確定本

31、站有兩個(gè)電壓等級(jí)，由于此終端變電站的電源來自一廠一站，所以選用三相雙繞組變壓器，以后再根據(jù)負(fù)荷增長(zhǎng)的需求擴(kuò)建一臺(tái)三繞組變壓器。由于近年經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)電的需求增長(zhǎng)迅速，又考慮到送入市區(qū)的110K電力十分昂貴，城市規(guī)劃提供的站址路徑十分困難，為充分利用條件應(yīng)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 13 - / 91盡量加大輸送容量。2.4.32.4.3 主變壓器容量及型號(hào)的選擇主變壓器容量及型號(hào)的選擇變壓器最大負(fù)荷按下式確定：PMK0P式中：K0 -負(fù)荷同時(shí)系數(shù)對(duì)于裝設(shè)兩臺(tái)或三臺(tái)主變的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量 SN通常按下式進(jìn)行初選：SN0.6 SmaxSmax-變電所的最大計(jì)算負(fù)荷亦可按下式進(jìn)行

32、選擇：Smax/(N*SN)=0.87N-為主變壓器的臺(tái)數(shù)。0.87-為最佳負(fù)荷率。經(jīng)計(jì)算，本站選擇 2 臺(tái) 31.5MVA 的三相雙繞組變壓器，型號(hào)為無(wú)激磁調(diào)壓電力變壓器作為主變壓器。經(jīng)校驗(yàn)每臺(tái)變壓器可以帶 61%的負(fù)荷。負(fù)荷率的計(jì)算見計(jì)算書，高壓側(cè)的負(fù)荷率為 0.627，低壓側(cè)的負(fù)荷率為0.29，所以所選變壓器符合要求。第第 2.52.5 節(jié)節(jié) 無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償裝設(shè)大容量的無(wú)功補(bǔ)償電容器，按規(guī)定的控制準(zhǔn)則進(jìn)行自動(dòng)投切，是我國(guó)目前應(yīng)用較廣的無(wú)功控制。2.5.12.5.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t：無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t： （1）根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?10-20%進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；（2）分級(jí)補(bǔ)償原則，按主變

33、無(wú)功損耗減去電纜充電功率確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?；?10KV 和 110KV 側(cè)電壓不能低于標(biāo)稱電壓；（3）在輕負(fù)荷（2-30%主變?nèi)萘坑?jì)時(shí)）時(shí)由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補(bǔ)償功率近似抵消；2.5.22.5.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕疽螅簾o(wú)功補(bǔ)償?shù)幕疽螅簝?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 14 - / 91電力系統(tǒng)的無(wú)功電源與無(wú)功負(fù)荷，在各種正常及事故運(yùn)行時(shí)，都應(yīng)實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無(wú)功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。在正常運(yùn)行方式時(shí)，突然失去一回線路，或一臺(tái)最大容量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，或一臺(tái)最大容量的發(fā)電機(jī)（包括失磁）之后，系統(tǒng)無(wú)功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)

34、能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運(yùn)行方式時(shí)，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負(fù)荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。對(duì)于 110kv 及以上系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置與設(shè)備類型的選擇，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。通常，應(yīng)以可分組投切的并聯(lián)電容器以及可調(diào)節(jié)的并聯(lián)電抗器為主要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。2.5.32.5.3 本站補(bǔ)償電容的容量及補(bǔ)償方式本站補(bǔ)償電容的容量及補(bǔ)償方式根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，按主變?nèi)萘康?10%到 30%進(jìn)行補(bǔ)償。則需要無(wú)功補(bǔ)償為：選取主變?nèi)萘康?20%進(jìn)行補(bǔ)償在 10KV 側(cè)母線上進(jìn)行補(bǔ)償。由前面可知：Sn=31.5MVA,兩臺(tái)

35、主變?yōu)椋?X31.5MVA需 Q=20%X2X31.5=12.6Mvar每臺(tái)主變接入電容器的無(wú)功容量為 12.6 Mvar 。所以本站共裝設(shè)并聯(lián)電容器 10*1260KVar,當(dāng)主變?cè)谳p負(fù)荷時(shí)無(wú)功降低可以和電纜充電功率近似相抵。本變電站補(bǔ)償電容為星形連接，裝設(shè)在主變壓器的 10.5KV 側(cè)的兩段母線上，每段母線裝設(shè) 5 組 1260KVar 并聯(lián)電容，分別由 ZN2810 型真空斷路器進(jìn)行投切，分組電容器的串聯(lián)電抗器選用 CKS-450 型其安裝的目的是限制涌流和抑制諧波，總斷路器選用 ZN2810 型真空斷路器進(jìn)行投切，可切斷全部電容器的容性電流。補(bǔ)償電容采用星形連接。2.5.42.5.4

36、本站電容器型號(hào)的選擇：本站電容器型號(hào)的選擇：經(jīng)查表，選用 BWM 11/2001，標(biāo)稱電容為 15.78F 的電容 10 個(gè)3進(jìn)行并聯(lián)。計(jì)算見計(jì)算書內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 15 - / 91第三章第三章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算第第 3.13.1 節(jié)節(jié) 短路電流的形成原因短路電流的形成原因短路是電力系統(tǒng)最常見的故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相或中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中相與地之間的短路。短路形成的原因：（1）設(shè)備絕緣損壞：正常運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)各部分絕緣是足以承受所帶電壓的，且具有一定的裕度。但電氣設(shè)備在制造時(shí)可能存在某些缺陷；在運(yùn)輸、保管和安裝的過程中，絕緣可能受到機(jī)械損傷；長(zhǎng)期低電壓過電流運(yùn)行

37、的設(shè)備絕緣會(huì)迅速老化等原因，使電氣設(shè)備的絕緣受到削弱或損壞，造成帶電部分的相與相或相與地形成通路。（2）惡劣的自然條件，大氣過電壓（雷擊）引起閃絡(luò)，大風(fēng)和復(fù)冰引起倒桿和短線等造成短路。（3）工作人員誤操作如設(shè)備檢修未拆除地線就加電壓、運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘等。其它原因第第 3.23.2 節(jié)節(jié) 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：（1）在選擇電氣主接線時(shí)，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

38、況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(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的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)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。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 16 - / 91（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)軟導(dǎo)線的相間和相相對(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)，也需用短路電流。第第 3.33.3 節(jié)節(jié) 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定短路電流計(jì)算的一般規(guī)定3.3.13.3.1 計(jì)算的基本

39、情況：計(jì)算的基本情況：（1） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。（2） 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁） 。（3） 短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。（4） 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。（5） 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。3.3.23.3.2 接線方式：接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式） ，不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3.3.33.3.3 計(jì)算容量：計(jì)算容量：應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，

40、考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后 510 年）3.3.43.3.4 短路種類：短路種類：一般按三相短路計(jì)算，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單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)3.3.53.3.5 短路計(jì)算點(diǎn)：短路計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式中，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的 610KV 出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取電抗器前。選擇其導(dǎo)體和電器時(shí)，短內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 17 - / 91路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。第第 3 34 4 節(jié)節(jié)

41、 計(jì)算步驟計(jì)算步驟（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)）圖首先去掉系統(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。選取基準(zhǔn)容量 Sb和基準(zhǔn)電壓 Ub(一般取后級(jí)的平均電壓)將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值（2）給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)（3）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)為中心的輔射形等值網(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 Xnd。（4）求計(jì)算電抗 Xjs（5）由運(yùn)算曲線查出(各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值運(yùn)算曲線只作到 Xjs=3.5)。（6）計(jì)算無(wú)限大容量(或 Xjs=3)的電源

42、供給的短路電流周期分量。（7）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。（8）計(jì)算短路電流沖擊值。（9）計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)供給的短路電流。（10）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 表 3.1 短路電流計(jì)算結(jié)果表0s 短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流分量0.2S 短路電流分量短路點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓（kV）BU短路電流沖擊值（kA）公式BBBZIU3支路轉(zhuǎn)移阻抗xd*（標(biāo)么值）標(biāo)么值0fI有名值（kAfI）標(biāo)么值fI 有名值（kAfI）標(biāo)么值fI有名值（kAfI）2.55 I內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 18 - / 91d-11151.5780.630.3160.630.3160.630.3160.0806d-21150

43、.7021.4250.0720.7020.0720.0720.0720.1836d-310.50.5071.9720.0990.5070.0990.5070.0990.252第四章第四章 電氣設(shè)備選型電氣設(shè)備選型市區(qū) 110KV 終端站，要求容量大，占地小。所以在選擇設(shè)備時(shí)要注意滿足設(shè)備無(wú)油化小型化等要求，尤其 10KV 側(cè)設(shè)備，要滿足這些要求，必須選擇新式的設(shè)備。第第 4.14.1 節(jié)節(jié) 一般原則一般原則原則：應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并要求考慮 10到 20 年的發(fā)展。并按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品

44、種。選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正常運(yùn)行。第第 4.24.2 節(jié)節(jié) 技術(shù)條件技術(shù)條件4.2.14.2.1 長(zhǎng)期工作條件：長(zhǎng)期工作條件：電壓：選用的電器在允許最高工作電壓 Umax不低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug,即UmaxUg （4.1） 電流：選用的電器額定電流 In 不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 19 - / 91工作電流 Igmax,即：InIgmax （4.2） 4.2.24.2.2 短路穩(wěn)定條件短路穩(wěn)定

45、條件 （1）校驗(yàn)的一般原則 ：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)穩(wěn)定校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(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嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。用熔斷器保護(hù)的電器可不校 驗(yàn)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，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。（2）短路的熱穩(wěn)定條件：IttItdz （4.3）It -t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)t-設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s) 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 tdz按下式計(jì)算：tdz=tb+td （4.4）tb-繼電保護(hù)

46、裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s）td-斷路器全分閘時(shí)間（s）注：驗(yàn)算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜適中熱穩(wěn)定時(shí)，用的計(jì)算時(shí)間釆用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。（3）短路的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算：imax ich （4.5）ich- 短路沖擊電流峰值（kA）imax-電器允許的極限通過電流峰值（kA）內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 20 - / 91第第 4.34.3 節(jié)節(jié) 高壓電氣設(shè)備選擇高壓電氣設(shè)備選擇4.3.14.3.1 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓 6220kV

47、 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓 110330kV 電網(wǎng)，可選用 SF6 或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。斷路器服選擇的具體技術(shù)條件如下：（1）電壓：Ug Un （4.6） Ug-電網(wǎng)工作電壓（2）電流：Ig.max In （4.7）Ig.max-最大持續(xù)工作電流（3）開斷電流：Ip.t Inbr （4.8）Ipt-斷路器實(shí)際開斷時(shí)間 t 秒的短路電流周期分量Inbr-斷路器額定開斷電流（4）動(dòng)穩(wěn)定： ich imax （4.9）imax-斷路器極限通過電流峰值ich -三相短路電流沖擊值（5）熱穩(wěn)定：ItdzItt （4.10）I- 穩(wěn)態(tài)三

48、相短路電流tdz -短路電流發(fā)熱等值時(shí)間It- 斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流其中 tdz=tz+0.05由 =I /I和短路電流計(jì)算時(shí)間 t，可從發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料P112，圖 51 查出短路電流周期分量等值時(shí)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 21 - / 91間，從而可計(jì)算出 tdz。 （具體選擇計(jì)算見畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書）表 41 斷路器參數(shù)表裝設(shè)位置型號(hào)額定電壓（KV)額定電流(A)額定斷開容量(MVA)額定斷開電流(KA)極限通過電流(KA)熱穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時(shí)間(S)110KV 側(cè)變壓器SF6-1000A-20KA11025005000248392248（4）006110KV 側(cè)

49、母聯(lián)SF6-1000A-20KA11025005000248392248006110KV 側(cè)出線SF6-1000A-20KA11025005000256325（4）0.0610KV 側(cè)變壓器ZN28-10/20001020005000105300120（5）01510KV 側(cè)母聯(lián)ZN28-10/20001020005000105300120（5）01510KV 側(cè)出線ZN28-10/2000 1020005000808031.5（2）0.154.3.24.3.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。參數(shù)的選擇

50、要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。1）選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓：Ug Un Ug-電網(wǎng)工作電壓 （4.11）2）電流：Ig.max In Ig.max-最大持續(xù)工作電流（4.12）3）動(dòng)穩(wěn)定： ich imax（4.13）內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 22 - / 914）熱穩(wěn)定：ItdzItt （4.14）（具體選擇計(jì)算見畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書） 。表 4.3 隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓(KV)額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流（KA）GW4110DW 母聯(lián)110250021.217826.5628（4）（1）GW4110DW 變壓器110250021.217826.5628（4）GW41

51、10DW 出線11063021.217826.5628（4）GN19010/2000 母聯(lián)10500021.21783936（4）GN19010/2000 變壓器10500021.21785000（4）GN19010/2000 出線10100052.9103969（4）4.3.34.3.3 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器的選擇（1）參數(shù)的選擇：高壓熔斷器應(yīng)按所列技術(shù)條件選擇，并按使用環(huán)境條件校驗(yàn)。熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載電流的損害，屋內(nèi)型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，而在電廠中多用于保護(hù)電壓互感器。（2）熔體的選擇： 熔體的額定電流應(yīng)按高

52、壓熔斷器的保護(hù)熔斷特性選擇，應(yīng)滿足保護(hù)的可靠性、選擇性和靈敏度的要求。 保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器熔體的額定電流可按下式選擇InR=kIbgm, 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 23 - / 91（4.15）k=1.11.3，Ibgm：電力變壓器回路最大工作電流（A） 。 保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器額定電流按下式選擇InR=kInC, （4.16）InC：電力電容器回路的額定電流。 保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電流和斷流容量選擇，不必校驗(yàn)額定電流。（3）10kV 母線與電壓互感器相連的熔斷器的選擇 額定電壓：Ug=Un=10kV 斷流容量：Ich=”0.23kAIkd=10

53、0kA Ich 10KV 側(cè)三相短路電流沖擊值有效值； Ikd 熔斷器開斷電流； 表 4.4 10kV 母線與電壓互感器相連的熔斷器型號(hào)額定電壓最大工作電壓額定電流最大開斷電流重量（）RN1010kV11.5kV0.5A100kA6.34110kV 母線與電壓互感器相連的熔斷器的選擇：（1）額定電壓：Ug=Un=110kV（2）斷流容量：Ich=”8.3207kAIkd=100kA Ich110KV 側(cè)三相短路電流沖擊值有效值； Ikd熔斷器開斷電流； 表 4.5 35kV 母線與電壓互感器相連的熔斷器型號(hào)額定電壓最大工作電壓額定電流最大開斷電流重量（）RN2110110kV115kV10A1

54、00kA6.34.3.54.3.5 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：620KV 屋內(nèi)配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可釆用樹脂繞注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 24 - / 9135110KV 的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器。當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個(gè)單相電壓互感器接線，主二次繞級(jí)連接成星形，以供電給測(cè)量表計(jì)，繼電器以及絕緣電壓表，對(duì)于要求相電壓的測(cè)量表計(jì)，只有在系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)才能接入，附加的二次

55、繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號(hào)（絕緣檢查）繼電器。（1）一次電壓 U1：1.1UnU10.9Un，Un為電壓互感器額定一次線電壓，1.1 和 0.9 是允許的一次電壓波動(dòng)范圍，即10% Un。（2） 準(zhǔn)確等級(jí)電壓互感器的準(zhǔn)確度是在二次負(fù)荷下的準(zhǔn)確級(jí)。用于電度表準(zhǔn)確度不低于 0.5 級(jí)，用于電壓測(cè)量，不應(yīng)低于 1 級(jí)，用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于 3 級(jí)。（3） 二次負(fù)荷Sn是對(duì)應(yīng)于在測(cè)量?jī)x表所要求的最高準(zhǔn)確級(jí)下，電壓互感器的額定容量。S2是二次負(fù)荷，它與測(cè)量?jī)x表的類型，數(shù)量和接入電壓互感器的接線方式有關(guān)，電壓互感器的三相負(fù)荷經(jīng)常是不平衡的，所以通常用最大一相的負(fù)荷和電壓互

56、感器一相的額定容量相比較。 （具體選擇計(jì)算見畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書） 。表 4.6型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級(jí)下的額定容量最大容量（VA）0.513120200480（屋內(nèi)式）三相JSJW1010000/100/100/3120200480960（屋內(nèi)式）三相JDX61103100/3100/3350000.5131200內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 25 - / 911502506004.3.54.3.5 電流互感器的選擇電流互感器的選擇（1 1）一）一次回路電壓：UgUnUg為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，Un 為電流互感器額定電壓。（2 2）一次額定電流的選擇： 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額

57、定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3 左右，以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作，并在過負(fù)荷時(shí)，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?電力變器中性點(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 1/3 進(jìn)行選擇。 電纜式零序電流互感器窗中應(yīng)能通過一次回路的所有電纜。當(dāng)保護(hù)和測(cè)量?jī)x表共用一組電流互感器時(shí)，只能選用相同的一次電流。（3）準(zhǔn)確級(jí)的選擇： 與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下表要求：，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí)為 0.5 級(jí)，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)為 0.5。儀表的準(zhǔn)確級(jí)為 1.5 時(shí)，與儀表相配合分流器、變壓器

58、的準(zhǔn)確級(jí) 0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)0.5。儀表的準(zhǔn)確級(jí)為 2.5 時(shí)，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí) 0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí) 1.0。 用于電能測(cè)量的互感器準(zhǔn)確級(jí)：1）0.5 級(jí)有功電度表應(yīng)配用 0.2 級(jí)互感器2）1.0 級(jí)有功電度表應(yīng)配用 0.5 級(jí)互感級(jí)，2.0 級(jí)無(wú)功電度表也應(yīng)配用0.5 級(jí)互感器3）2.0 級(jí)有功電度表及 3.0 級(jí)無(wú)功電度表，可配用 1.0 級(jí)級(jí)互感器一般保護(hù)用的電流互感器可選用 3 級(jí)，差動(dòng)距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用 D 級(jí)，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按 10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校

59、驗(yàn)計(jì)算。（4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1S 允許通過一次額定電流 I1n:、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 26 - / 91 (KtI1n) 2I2tdz （4.17）（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：電流互感器上以允許通過一次額定電流最大值 2I1n的倍數(shù) Kd（動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)） ，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，幫內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：I1n-電流互感器的一次繞組額定電流（A）Ish -短路沖擊電流的瞬時(shí)值（kA）短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)部作用力而且由于其鄰相之間相互作用使絕緣子帽上受到的外力作用，因此，對(duì)于瓷絕緣型電流互感器應(yīng)校驗(yàn)瓷套管的機(jī)械強(qiáng)度，故外部動(dòng)穩(wěn)定滿足：Fy0.51.73ici2

60、l/a107Fy-作用于電流互感器端部的允許力l-電流互感器出線端至最近一個(gè)母線支柱絕緣子之間的跨距。4.3.64.3.6 避雷器的選擇避雷器的選擇避雷器是一種保護(hù)電器，用來保護(hù)配電變壓器，電站和變電所等電器設(shè)備的絕緣免受大氣過電壓或某些操作過電壓的危害。大氣過電壓由雷擊或靜電感應(yīng)產(chǎn)生；操作過電壓一般是由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況發(fā)生突變而產(chǎn)生電磁振蕩所致。避雷器有兩種：（1）閥型避雷器,按其結(jié)構(gòu)的不同，又分為普通閥型避雷器和磁吹閥型避雷器；（2）管型避雷器，利用絕緣管內(nèi)間隙中的電弧所產(chǎn)生的氣體把電弧吹滅。用于線路作為防雷保護(hù)。（3）閥型避雷器應(yīng)按下列條件選擇：額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定

61、電壓一致。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容許電壓（滅弧電壓） ；在中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運(yùn)行線電壓。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)取設(shè)備最高運(yùn)行線電壓的 80%。 （具體選擇計(jì)算見畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書） 。 4.3.74.3.7 母線的選擇及校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇及校驗(yàn)（1）選型內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 27 - / 91載流導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。矩形母線散熱好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定連接，但集膚效應(yīng)系數(shù)大，一般只用于 35kv 及以下，電流在 4000A 及以下的配電設(shè)備中;槽形

62、母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于 4000-8000A 配電裝置中；管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A 以上的大電流母線，另外，由于圓管形表面光滑，電暈放電電壓高，可用于 110 及以配電裝置母線。 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。（2）截面選擇 軟母線的截面選擇：按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的母線都能滿足導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱條件，故按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇： S=Imax/J （4.18）Imax - 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流J - 經(jīng)濟(jì)電流密度。對(duì)應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tm

63、ax，將有不同取值。 硬母線的截面選擇：硬母線一般用于電壓較低的配電裝置中，所以，可以按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積： IgmaxKIy （4.19）Iy - 相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25oC 時(shí)的導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量。K- 溫度修正系數(shù)。（3） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 軟母線不需熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 硬母線的熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Smin=sqrt(QkKs)/C （4.20）內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 28 - / 91C - 熱穩(wěn)定系數(shù)。與導(dǎo)體材料及溫度有關(guān)。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 軟母線無(wú)需動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 硬母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：各種形狀的硬母線通常都安裝在支柱絕緣子上短路擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力將使導(dǎo)體發(fā)生彎曲，因此

64、，導(dǎo)體應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。110 及以上單根圓管母線上產(chǎn)生的應(yīng)力不能忽略不計(jì)。 多條母線的應(yīng)力計(jì)算：當(dāng)母線由多條組成時(shí)，母線上最大機(jī)械應(yīng)力由相間作用應(yīng)力 xj和同相各條間的作用力 tj 合成，所以： max=xj+tj （4.21）1） 多條矩形母線的條間應(yīng)力計(jì)算：由于同相條間距離很近，條件作用力大，為了減少 tj，條間通常設(shè)有襯墊，為了防止同相各條矩形導(dǎo)體在條間作用力下產(chǎn)生彎曲而互相接觸，襯墊間允許的最大跨距-臨界跨距 Lcr，可由下式?jīng)Q定；b,h - 矩形導(dǎo)體的寬和高。- 系數(shù)，銅：雙條為 1774，三條為 1355；鋁；雙條為 1003，三條為 1197。Fb - 同相各條母線間單

65、位長(zhǎng)度的作用力2） 當(dāng)同相為 2 條時(shí)： fb=2k12(0.5ish)2*10-7/2b=2.5k12i2sh*10-8/b(n/m) （4.22）k12,k13 - 條 1，2 和條 1，3 的截面形狀系數(shù)。 3） 當(dāng)同相為 3 條時(shí)，邊條受力最大。 fb=fb1-2+fb1-3=8(k12+k13)i2sh*10-9/b(n/m) （4.23）k12,k13-條 1，2 和條 1，3 的截面形狀系數(shù)。所選襯墊跨距應(yīng)滿足 LbLcr （4.24）b=fbL2b/(2b2h) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 29 - / 91（4.25）4）母線的相間作用應(yīng)力計(jì)算ph=fphL2/10W （4.

66、26）fph-單位長(zhǎng)度導(dǎo)體上所受相間電動(dòng)力L-導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距。W -導(dǎo)體對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。4.3.84.3.8 母線選型、校驗(yàn)?zāi)妇€選型、校驗(yàn)1、110KV 側(cè)母線110KV 母線的最大持續(xù)工作電流為：Igmax=Sn/Un=63000/110/=86.33A33按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面：Ig.max=165.33A510A查書 145 頁(yè)表 5-18，按 Tmax=6000h/a可得經(jīng)濟(jì)電流密度 J=1.15A/mm2則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj= Ig.max/J=510/1.15=431.304mm2查書 141 頁(yè)表 5-13，選 LGJ-185 型，如下表所示：長(zhǎng)期允許截流量長(zhǎng)期允許截流量(A)(A)+70+80LGJ-185510531LGJ-185，在 Qy=70,Q0=25時(shí)，Iy=510A查書 144 頁(yè)表 5-17，綜合校正系數(shù) K00.96K0Iy=0.96510=489.6A所以 Ig.maxUg=110KV 校驗(yàn)合格，滿足要求。2、10KV 側(cè)母線10KV 母線的最大持續(xù)工作電流為：Igmax=Sn/Un=63000/10=3637.3A33(