110kv變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計論文1.doc

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1、華北電力大學成人教育畢業(yè)設(shè)計（論文）成人教育畢業(yè)設(shè)計(論文)論文題目：110KV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計目 錄第一章 電氣主接線設(shè)計4第二章 主變壓器的確定10第三章 主接線方案的確定12第四章 短路電流計算15第五章 設(shè)備的選擇與校驗21第一節(jié) 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定21第二節(jié) 導線的選擇和檢驗22第三節(jié) 斷路器的選擇和校驗27第四節(jié) 隔離開關(guān)的選擇和校驗29第五節(jié) 互感器的選擇及校驗31第六節(jié) 避雷器的選擇及校驗33第六章 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計35第一節(jié) 配電裝置的設(shè)計要求35第二節(jié) 配電裝置的選型、布置36第七章 防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計38第一節(jié) 防雷系統(tǒng)38第二節(jié) 變電所接地裝置40第八章 變電

2、所總體布置41摘 要此說明計算書為110KV變電站電氣一次初步設(shè)計。其內(nèi)容包括設(shè)計原始資料，主變的選擇，電氣主接線的選擇，短路電流的計算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的結(jié)構(gòu)型式，站用電源的選擇，防雷保護，接地裝置的說明，無功補償。在編寫過程中，受到校領(lǐng)導及各任課老師的大力支持，在此衷心的表示感謝。由于水平有限錯誤難免有不妥之處，誠懇各老師提出寶貴的意見和批評指正，以便提高和改進。關(guān)鍵詞：變電站；負荷；主變；主接線、短路電流第一章 電氣主接線設(shè)計 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成的一個重要部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、靈活、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置等將會產(chǎn)生直

3、接的影響。一、主接線的設(shè)計原則： 在進行主接線方式設(shè)計時，應(yīng)考慮以下幾點：1） 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用。2） 近期和遠期的發(fā)展規(guī)模。3） 負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響。4） 主變壓器臺數(shù)對主接線的影響。5） 備用容量的有無和大小對主接線的影響。二、主接線的設(shè)計要求： 1、可靠性： 斷路器檢修時,能否不影響供電。 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 變電所全部停電的可能性。 滿足對用戶的供電可靠性指標的要求。 2、靈活性： 調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式

4、以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修，且不影響對及戶的供電。 擴建要求。應(yīng)留有發(fā)展余地，便于擴建。3、經(jīng)濟性： 投資?。?占地面積??； 電能損失小。三、擬定主接線方案 主接線的基本形式，概括地可分為兩大類：有匯流母線的接線形式：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)。無匯流母線的接線形式：變壓器線路單元接線、橋形接線、角形接線等。接下來對以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點及適用范圍簡單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。1、單母線接線。優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，投資省，運行操作方便，且便于擴建。缺點：可靠性及靈

5、活性差。適用范圍：只有一臺主變壓器，10KV出線不超過5回，35KV出線不超過3回，110KV出線不超過2回。2、單母線分段接線。優(yōu)點：a用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。b當一段母線故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。缺點：a當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該母線的回路都要在檢修期間停電。b當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。C擴建時需兩個方面均衡擴建。適用范圍：適用于610KV配電裝置出線6回及以下，3560KV配電裝置出線48回，110220KV配電裝置少于4回時。3、雙母線分段接線。由于當進出線總數(shù)超過12

6、回及以上時，方在一組母線上設(shè)分段斷路器，根據(jù)原始資料提供的數(shù)據(jù)，此種接線方式過于復(fù)雜，故一不作考慮。4、雙母線接線。優(yōu)點：供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于檢修和試驗。缺點：使用設(shè)備多，特別是隔離開關(guān)，配電裝置復(fù)雜，投資較多，且操作復(fù)雜容易發(fā)生誤操作。適用范圍：出線帶電抗器的610KV出線，3560KV配電裝置出線超過8回或連接電源較多，負荷較大時，110KV220KV出線超過5回時。5、增設(shè)旁路母線的接線。由于610KV配電裝置供電負荷小，供電距離短，且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，故一般不設(shè)旁路母線；3560KV配電裝置，多為重要用戶，為雙回路供電，有機會停電檢修斷路器，所以一般也不設(shè)旁路母

7、線；采用單母線分段式或雙母線的110220KV配電裝置一般設(shè)置旁路母線，設(shè)置旁路母線后，每條出線或主變間隔均裝設(shè)旁路隔離開關(guān)，這樣一來，檢修任何斷路器都不會影響供電，將會大幅度提高供電可靠性。優(yōu)點：可靠性和靈活性高，供電可靠。缺點：接線較為復(fù)雜，且操作復(fù)雜，投資較多。適用范圍： 出線回路多,斷路器停電檢修機會多； 多數(shù)線路為向用戶單供，不允許停電，及接線條件不允許斷路器停電檢修時。6、變壓器線路單元接線。優(yōu)點：接線簡單，設(shè)備少，操作簡單。缺點：線路故障或檢修時，變壓器必須停運；變壓器故障或檢修時，線路必須停運。適用范圍：只有一臺變壓器和一回線路時。7、橋形接線：分為內(nèi)橋和外橋兩種。 內(nèi)橋接線：

8、連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四回路只需三臺斷路器，線路的投入和切除比較方便。缺點：a變壓器的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路暫時停運；b出線斷路器檢修時，線路需長時間停運；c連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器容量不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 外橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的外側(cè)。優(yōu)點：設(shè)備少，且變壓器的投入和切除比較方便。缺點：a線路的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，且影響一臺變壓器暫時停運；b變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運；c連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。適用

9、范圍：容量較小的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況，當電網(wǎng)中有穿越功率經(jīng)過變電所時，也可采用此種接線。8、角形接線：由于保證接線運行的可靠性，以采用35角為宜。優(yōu)點：a投資少，斷路器數(shù)等于回路數(shù)；b在接線的任一段發(fā)生故障時，只需切除這一段及其相連接的元件，對系統(tǒng)影響較小；c接線成閉合環(huán)形，運行時可靠、靈活；d每回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器時都不致中斷供電；e占地面積小。缺點：在開環(huán)、閉環(huán)兩種運行狀態(tài)時，各支流通過的電流差別很大，使電器選擇困難，并使繼電保護復(fù)雜化，且不便于擴建。適用范圍：出線為35回且最終規(guī)模較明確的110KV以上的配電裝置中。綜上所述八種

10、接線形式的優(yōu)缺點，結(jié)合原始資料所給定的條件進行分析，擬定主接線方案。原始資料：變電所類型：110KV降壓變電所電壓等級：110/10KV負荷情況：10K側(cè) 最大24MW，最小10MW，Tmax=4000小時，cos=0.80出線情況：110KV:2回（架空） 10KV：14回（架空）所用電率：0.5結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點，將各電壓等級適用的主接線方式列出：1、110KV只有兩回出線，且作為降壓變電所，110KV側(cè)無交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟性來定，110KV部分適用的接線方式為內(nèi)橋接線和單母線分

11、段兩種。3、10KV部分定為單母線分段。這樣，擬定兩種主接線方案：方案I：110KV采用內(nèi)橋接線，35KV采用單母線分段接線，10KV為單母線分段接線。方案II：110KV采用單母線分段接線，35KV采用單母線分段兼旁路接線，10KV為單母線分段接線。繪出方案I、方案II的單線圖。方案I 110KV 1#主變 2#主變 10KV第二章 主變壓器的確定一、主變壓器臺數(shù)的確定為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器。二、調(diào)壓方式的確定：據(jù)設(shè)計任務(wù)書中：系統(tǒng)110KV母線電壓滿足常調(diào)壓要求，且為了保證供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，保持電壓的穩(wěn)定，所以應(yīng)選擇有載調(diào)壓變壓器。三、主變壓器容

12、量的確定主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，亦要根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器容量應(yīng)按下式選擇：Sn=0.6PM。因?qū)σ话阈宰冸娝?，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證7080%負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力40%。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%為非重要負荷，因此，采用Sn=0.6 PM確定主變是可行的。由原始資料知：10KV側(cè)Pmax=24MW，cos=0.80所以，在其最大運行方式下：Sn=0.6*(54/0.80+24/0.80)=8.5(MVA)參考電力工程電氣設(shè)計手冊選擇兩臺西安變壓器廠

13、生產(chǎn)的三相三繞組風冷有載調(diào)壓變壓器兩臺，型號為：SFSZ7-50000型變壓器。 容量校驗：低負荷系數(shù)K1=實際最小負荷/額定容量=（20+8）/50=0.56 另外,發(fā)電廠電氣設(shè)備P244規(guī)定:自然油循環(huán)的變壓器過負荷系數(shù)不應(yīng)超過1.5。綜上, 并查發(fā)電廠電氣設(shè)備P244變壓器過負荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過負荷時間T4hTmax=5500/365=15.07h?？梢姡捍俗儔浩鞑荒軡M足過負荷要求，故應(yīng)選用更大型號的變壓器。查手冊現(xiàn)選用兩臺西安變壓器廠生產(chǎn)的三相三繞組風冷有載調(diào)壓變壓器兩臺，型號為：SFSZ7-63000型變壓器。所選變壓器主要技術(shù)參數(shù)如下表：型號額定電壓(KV)空載損

14、耗(KW)空載電流(%)接線組別阻抗電壓高-中高-低中-低SFSZ7-6300011081.25%38.522.5%10.58471.2Yn,yn,d1117.510.56.5 容量校驗：低負荷系數(shù)K1=實際最小負荷/額定容量=（20+8）/63=0.44 高負荷系數(shù)K2=實際最大負荷/額定容量=（54+20）/63=1.17 另外,發(fā)電廠電氣設(shè)備P244規(guī)定:自然油循環(huán)的變壓器過負荷系數(shù)不應(yīng)超過1.5。綜上, 并查發(fā)電廠電氣設(shè)備P244變壓器過負荷曲線圖(圖9-11-a)可以得出過負荷時間T24hTmax=5400/365=14.79h?？梢姡捍俗儔浩髂軡M足要求，故應(yīng)選用此型號的變壓器。第三

15、章 主接線方案的確定一、主接線方案的可靠性比較：110KV側(cè)：方案I：采用內(nèi)橋接線，當一條線路故障或切除時，不影響變壓器運行，不中斷供電；橋連斷路器停運時，兩回路將解列運行，亦不中斷供電。且接線簡單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯。方案II：采用單母線分段接線，任一臺變壓器或線路故障或停運時，不影響其它回路的運行；分段斷路器停運時，兩段母線需解列運行，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。10KV側(cè)：由于兩方案接線方式一樣，故不做比較。二、主接線方案的靈活性比較110KV側(cè)：方案I：操作時，主變的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，擴建方便。線路的投入和切除比較方

16、便。方案II：調(diào)度操作時可以靈活地投入和切除線路及變壓器，而且便于擴建。10KV側(cè)：兩方案相同。三、主接線方案的經(jīng)濟性比較將兩方案主要設(shè)備比較列表如下：項目方案主變壓器（臺）110KV斷路器（臺）110KV隔離開關(guān)（組）10KV設(shè)備I238相同II2510相同從上表可以看出，方案I比方案II少兩臺110KV斷路器、兩組110KV隔離開關(guān)，方案I占地面積相對少一些，所以說方案I 比方案II綜合投資少得多。四、主接線方案的確定對方案I、方案II的綜合比較列表，對應(yīng)比較一下它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性，從中選擇一個最終方案（因10KV側(cè)兩方案相同，不做比較）。方案項目方案I方案II可靠性 簡單清晰，

17、設(shè)備少任一主變或110KV線路停運時，均不影響其它回路停運各電壓等級有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大操作簡便，誤操作的機率小 簡單清晰，設(shè)備多 任一主變或110KV線路停運時，均不影響其它回路停運 全部停電的概率很小操作相對簡便，誤操作的機率大靈活性 運行方式簡單，調(diào)度靈活性強便于擴建和發(fā)展 運行方式復(fù)雜，操作煩瑣 便于擴建和發(fā)展經(jīng)濟性 高壓斷路器少，投資相對少占地面積相對小 設(shè)備投資比第I方案相對多 占地面積相對大通過以上比較，經(jīng)濟性上第I方案遠優(yōu)于第II方案，在可靠性上第II方案優(yōu)于第I方案，靈活性上第I方案遠不如第II方案該變電所為降壓變電所，110KV母線無穿越功率，選用內(nèi)橋要優(yōu)于單母線分

18、段接線。又因為 10KV負荷為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電，在供電可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，現(xiàn)在10KV全為SF6或真空斷路器，停電檢修的幾率極小，再加上電網(wǎng)越來越完善，N+1方案的推行、雙電源供電方案的實施，第I方案在可靠性上完全可以滿足要求，第II方案增加的投資有些沒必要。經(jīng)綜合分析，決定選第I方案為最終方案，即110KV系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線10KV系統(tǒng)為單母線分段接線。第四章 短路電流計算一、短路電流計算的目的 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，需要進行必要的短路電流計算。2、在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故

19、障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，需要全面的短路電流計算。3、在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。4、設(shè)計接地裝置時，需用短路電流。5、在選擇繼電保護和整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。二、短路電流計算的一般規(guī)定 1、計算的基本情況 a系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。b短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。c所有電源的電動勢相位角相同。d應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件。2、接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是最大運行方式，不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。3、計算容量按該設(shè)計規(guī)劃容量計算。4、短路種類：均按三相短路

20、計算。5、短路計算點在正常運行方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。三、短路電流計算1、選擇計算短路點在下圖中，d1，d2，d3分別為選中的三個短路點2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖 XS 110KV d1 X1 X1 X3 X3 d3 10KV3、計算：已知：（1）系統(tǒng)電壓等級為110KV、10KV，基準容量Sj=100MVA，系統(tǒng)110KV母線系統(tǒng)短路容量為3000MVA,110KV側(cè)為雙回LGJ-185/30KM架空線供電。（2）視系統(tǒng)為無限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即I=I，S= S（3）主變?yōu)镾FSL1-63000型變壓器，基準容量Sj=100MVA 基準電壓Uj=1.05 Ue =1

21、15（KV） 基準電流Ij= Sj/ 3 Uj=100/(115 3 ) =0.502（KA）基準電抗Xj=Uj/ 3 Ij= Uj2/ Sj=1152/100=132()對側(cè)110kv母線短路容量Skt的標幺值為Skt*= Skt/Sb=3000/100=30對側(cè)110kv母線短路電流標幺值Ikt*= Skt*=30對側(cè)110kv系統(tǒng)短路阻抗標幺值xs*=1/ Ikt*=1/30=0.0333查電力工程電氣設(shè)計手冊第189頁對于LGJ-185線路X=0.382/KMXS*=0.0333+(0.38235)/132/2=0.084d1,d2,d3點的等值電抗值計算公式：x1=1/2U（1-2）

22、%+ U（1-3）%- U（2-3）%x2=1/2U（1-2）%+ U（2-3）%- U（1-3）%x3=1/2U（1-3）%+ U（2-3）%+ U（1-2）% 其中：U（1-2）%變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓 U（1-3）%變壓器高壓與低壓繞組間短路電壓 U（2-3）%變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓由變壓器參數(shù)表得知，繞組間短路電壓值分別為：U（1-2）%=17.5% U（1-3）%=10.5% U（2-3）%=6.5%主變額定容量SN=63MVA所以x1=1/2(17.5+10.5-6.5)=10.75x3=1/2(10.5+6.5-17.5)= - 0.25標么值: x1*= x1

23、/100( Sj / SN)=10.75/100(100/63)=0.17 x3*= x3 /100( Sj / SN)=-0.25/100(100/63)=-0.004 已知110KV系統(tǒng)折算到110KV母線上的等值電抗Xs*=0.084當d1點短路時 XS d1 Id*1=1/ Xs*=1/0.084=11.905Ij=Sj / 3Uj=100/( 3115)=0.502(KA) Id1= Id*1Ij=11.9050.502=5.976(KA)Id1=IIch=1.8 2 Id=1.8 25.976=15.239 (KA)S= 3UjI= 31155.976=1190.3(MVA)其中I

24、d：短路電流周期分量有效值 Id：起始次暫態(tài)電流 I：t=時穩(wěn)態(tài)電流 S：短路容量當d2點短路時 0.084 0.17 0.17 0.084 0.224 0.11 0.11 0.14 d2 d2 d2Id*2=1/ X d*2=1/0.224=4.46Ij=Sj /( 3 Uj)=100/( 337)=1.56(KA) Id2= I= Id*2Ij =4.461.56=6.958(KA)Ich =1.8 2Id2=1.8 2 6.958=17.74(KA)S2= 3UjI= 3376.958=445.9(MVA)當d3點短路時 0.084 0.084 0.17 0.17 0.167 0.083

25、 -0.004 -0.004 d3 d3 d3 Id*3=1/ X d*3=1/0.167=5.988Ij =Sj / ( 3 Uj )=100/( 310.5)=5.5(KA) Id3= I= Id*2Ij=5.9885.5=32.9(KA)Ich3=1.8 2Id3=1.8 232.9=84(KA)S3= 3 Uj3I= 3 10.532.9=598(MVA)額定電流計算因IN=IjSN /Sj (SN =63MVA，Sj=100MVA，Ij1=0.502KA，Ij2=1.56KA，Ij3=5.5KA)所以IN1=0.50263/100=0.32(KA) IN2=1.5663/100=0.

26、98(KA) IN3=5.563/100=3.47(KA)短路電流計算結(jié)果表短路點基準電壓(KV)基準電流(KA)電壓等級(KV)計算電抗額定電流(KA)T=0時刻短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值(KA)最大電流有效值(KA)短路容量(KVA)標么值有名值(KA)標么值有名值(KA)公式Uj=UpSj/ UjIjSN/SjI*I*IjI*I*Ij2.55I1.52IIujd11150.5021100.0840.3211.915.9811.915.9815.249.081190.3d2371.56350.2240.984.466.9584.466.95817.7410.58405.9d

27、310.55.5100.1673.475.98832.95.98832.98450598第五章 設(shè)備的選擇與校驗第一節(jié) 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定 導體和設(shè)備的選擇設(shè)計，應(yīng)做到技術(shù)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。 一、一般原則 1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。2）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。3）選擇導體時應(yīng)盡量減少品種。4）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。5）擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致。6）選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、有關(guān)規(guī)定1、技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和

28、發(fā)生過電壓過電流的情況下保持正常運行。1）長期工作條件 a電壓：選用的電器允許的最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓，即UmaxUg，當額定電壓在220KV及以下時為1.15UN。額定電壓與設(shè)備最高電壓受電設(shè)備或系統(tǒng)額定電壓供電設(shè)備額定電壓設(shè)備最高電壓1010.511.5110121126 b電流：選用的電器額定電流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，即IeIg。由于高壓電器沒有明顯的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種方式下回路持續(xù)工作電流。c機械負荷：所選電器端子的允許負荷，應(yīng)大于電器引下線在正常運行和短路時的最大作用力。2）短路穩(wěn)定條件 校驗的

29、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行動、熱穩(wěn)定檢驗，檢驗的短路電流，一般取三相短路時的短路電流。 短路的熱穩(wěn)定條件：It2tQdt Qdt在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2.S） Itt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)定電流時間（S） 短路的動穩(wěn)定條件 ichidf IchIdf ich短路沖擊電流峰值（KA） idf短路全電流有效值 Ich電器允許的極限通過電流峰值（KA） Idf電器允許的極限通過電流有效值（KA） 絕緣水平 在工作電壓和過電壓下，電氣的內(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

30、設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算選用適當?shù)碾妷罕Ｗo設(shè)備。 2、環(huán)境條件 選擇導體和電阻時，應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 原始資料提供環(huán)境條件如下： 年最高溫度+40，最低氣溫-20，當?shù)乩妆┤諗?shù)40日/年。第二節(jié) 導線的選擇和檢驗載流導體一般采用鋁質(zhì)材料比較經(jīng)濟，110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線，當負荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負荷電流選用較大截面的導線。矩形導線一般只用于35KV及以下，電流在4000A及以下時；槽形導體一般用于40008000A的配電裝置中；管形導體用于8000A以上的大電流母線。一、導線的選擇1、按回路最大持續(xù)工作電流

31、選擇： IxuIg.max 其中Ig.max導體回路持續(xù)工作電流（A） Ixu相應(yīng)于導體在某一運行溫度、環(huán)境條件下長期允許工作電流（A） 若導體所處環(huán)境條件與規(guī)定載流量計算條件不同時，載流量應(yīng)乘以相應(yīng)的修正系數(shù)。 2、按經(jīng)濟電流密度選擇 SjIg.max/j 其中Sj按經(jīng)濟電流密度計算得到體截面（mm2） j經(jīng)濟電流密度（A/ mm2） 以下分別對各電壓等級的導線進行計算選擇。 110KV系統(tǒng)：由于連線與110KV進線所承受的電流相同，故110KV所有連線與進線選擇型號相同的導線,即LGJ-185型（長期允許載流量770A2*320A）。10KV系統(tǒng)：進線：由于按主變額定容量計算太大，故按10

32、KV側(cè)Pmax=20MW計算，cos=0.80Ie=Pmax/ 3 U cos=20103/ ( 3100.80)=1443.42(A)Ig.max=1.05Ie=1.051443.42=1515.59(A)查電力工程電氣設(shè)計手冊第337頁表，按最高允許溫度為+70，當?shù)丨h(huán)境溫度最高為+40，修正系數(shù)K=0.94所以導線的最大載流量 Ig=Ig.max/K=1515.59/0.94=1612(A)查電力工程電氣設(shè)計手冊第333頁表，得矩形導體80*8兩條橫放（長期允許載流量1946A）出線：由于不知道每回出線的負荷情況,故選10KV出線導線時按主變額定容量選擇(按經(jīng)濟電流密度選擇) Ig=63

33、000/12/(10 3 )=303.12(A)架空線路： 由于t=6000，查軟導線經(jīng)濟電流密度表，得j=0.95（A/mm2） 所以Sj= Ig.max/J=303.12/0.95=319(mm2)查表得LGJ-185型導線(長期允許最大載流量770A)因為按經(jīng)濟電流密度選擇的導線載面，應(yīng)盡量接近經(jīng)濟計算載面Sj，當無合適規(guī)格導體時，允許小于Sj。二、電力電纜的選擇要求：電纜截面應(yīng)滿足持續(xù)允許電流、短路熱穩(wěn)定、允許電壓降等要求，當最大負荷利用小時Tm5000h且長度超過20M時，還應(yīng)按經(jīng)濟電流密度選取。1、按持續(xù)允許電流選擇 計算公式敷設(shè)在空氣中和土壤中的電纜允許載流量按下式計算：KIxu

34、IgIg：計算工作電流Ixu：電纜在標準敷設(shè)條件下的額定載流量K：不同敷設(shè)條件下綜合校正系數(shù)，對于土壤中單根敷設(shè)的電纜 K=KK3查電力工程電氣設(shè)計手冊第1001頁表，50時K=0.895 K3=1.09Ixu Ig /K=303.12/(0.8951.09)=311 A查電力工程電氣設(shè)計手冊第934頁表,選用YJV-3*185電力電纜(額定載流量2811.29=362.5 (A)2、按持續(xù)經(jīng)濟電流密度選擇公式: S=Ig/jIg：計算工作電流J：經(jīng)濟電流密度 （A/mm2）查電力工程電氣設(shè)計手冊第942頁表 j=0.93S=303.12/0.93=326 mm2 截面積太大,故其工作電流按最

35、大負荷計算Ig=25/(101.73212)=0.12 (KA)=120 AS=120/0.93=129 mm2 故仍選用YJV-3185電力電纜三、導線的校驗1、按電暈電壓校驗：110KV及以上電壓的線路，變電所母線均應(yīng)以當?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導線安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓，即UgU0。U0=84m1m2h2/3nr0 /h0（1+0.301/ r0）lgajj /rd因當110KV軟導線超過LGJ-70時，可不進行電暈校驗（由電力工程電氣設(shè)計手冊查得），由于所選導線為LGJ-185型，故不進行電暈電壓校驗。2、短路熱穩(wěn)定校驗：裸導線熱穩(wěn)定校驗公式為 SSm

36、in=I/C（ tdzkf）其中：Smin根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許載面（mm2） C熱穩(wěn)定系數(shù)，查表得C=87tdz短路電流等值時間kf集膚效應(yīng)系數(shù)。軟導線取1，矩形母線取1.2(雙層)110KV側(cè) Smin=5980/87 4.45=145 mm2300 mm210KV側(cè) Smin=32900/87 4.451.2 =797.7 mm22(808) mm2故熱穩(wěn)定校驗合格。四、電力電纜的校驗1、 熱穩(wěn)定校驗由于電纜芯線一般系多股膠線構(gòu)成，截面在400 mm2以下時，KS1，滿足電纜熱穩(wěn)定的最小截面可簡化為 Smin( Qt /C)1000 C=1/ 4.2Q/K20ln1+(m-20)/

37、 1+(p-20) 10-2 p=0+(H-0)(Ig /Ixu)2式中計及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對于36KV廠用回路，取0.93，35KV及以上回路可取1.0。 Qt短路熱效應(yīng) （KA2/S） C熱穩(wěn)定系數(shù) Q電纜芯單位體積的熱容量，鋁芯取0.59 J/(cm3.),對銅芯取0.81 J/(cm3.)； 電纜芯在20時的電阻溫度系數(shù)，鋁芯為0.00403(1/); 銅芯為0.00393 J/(cm3.)； K20時電纜芯線的集膚效應(yīng)系數(shù)，S100mm2的三芯電纜K=1，對YJV-3*185電力電纜K=1.008 20電纜芯在20時的電阻系數(shù)，鋁芯取0.03

38、1*10-4(Cm2/cm)；對銅芯取0.0184*10-4(Cm2/cm) m電纜芯線在短路時的最高允許溫度（）； p35KV及以下電纜芯在短路前的實際運行溫度（）， 0電纜敷設(shè)地點的環(huán)境溫度（） H電纜芯線在額定負荷下最高允許溫度（） Ig電纜實際計算電流（A） Ixu電纜長期允許工作電流（A）查電力工程電氣設(shè)計手冊第937頁表，C=82 Qt=32.92*0.1=108.2Smin( Qt /C)1000=126.8 mm2185 mm2故熱穩(wěn)定校驗合格。第三節(jié) 斷路器的選擇和校驗一、斷路器選擇的技術(shù)條件1、電壓：UNUg（Ug為電網(wǎng)工作電壓）2、電流：INIgmax3、開斷電流（或開斷

39、容量）：IdtIkd（或SdtSkd） Idt斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量 Ikd斷路器額定開斷電流Sdt斷路器額定t秒的開斷容量Skd斷路器額定開斷容量4、短路關(guān)合電流選擇：iNSCich5、動穩(wěn)定校驗：imaxich6、熱穩(wěn)定校驗：I2tdzIt2t二、斷路器型式和種類的選擇：按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等。斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并以技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。三、斷路器的選擇和校驗1、電壓選擇：110KV側(cè)：Ug=1.1Ue=121KV10

40、KV側(cè)：Ug=1.1Ue=11KV2、電流選擇：由于高壓斷路器沒有連續(xù)過流的能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。110KV側(cè)：進線：Ig=1.05Ie=1.05（2320）=672A橋開關(guān)：Ig=1.05Ie=1.05320=336A10KV側(cè)：主變側(cè)：Ig=1.05Ie=3643.5A出線：Ig=1.05Ie=1.05303=318A3、開斷電流（由短路電流計算得）：110KV側(cè)：Idt=5.98KA10KV側(cè)：Idt=32.9KA4、最大短路沖擊電流（由短路電流計算得）：110KV側(cè)：ich=15.24KA110KV側(cè)：ich=84KA通過以上所得數(shù)據(jù)

41、，根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器，選擇情況見下表：安裝位置型號電壓（KV）額定電流A額定開斷電流KA極限通過電流KA額定短時耐受電流KA固有分閘時間s合閘時間s額定最大出線橋LW6-110I110126315031.510040（3）0.030.09主變分段LW8-353540.51600256325(4)0.060.15出線LW8-353540.5630256325(4)0.060.15主變分段ZN28-101011.55000105300120(5)0.050.1出線ZN28-101011.51000105300120(5)0.050.15、動穩(wěn)定校驗：ichimax110KV側(cè)：ich1=15.

42、24KA imax1=100KA 則ich1imax110KV側(cè)：ich3=84KA imax3=300KA 則ich3imax3所以動穩(wěn)定校驗全部合格。6、熱穩(wěn)定校驗：I2tdzIt2t110KV側(cè)：tdz=tz+0.05因=I/I=1，t=3 查表得， tz=2.45則tdz=2.45+0.05=2.5 I2tdz=5.9822.5 It2t=4023所以I2tdzIt2t10KV側(cè)：tdz=tz+0.05因=I/I=1,t=5 查表得, tz=4.4則tdz=4.4+0.05=4.45I2tdz=32.924.45 It2t=12025所以I2tdzIt2t所以熱穩(wěn)定校驗全部合格。第四節(jié)

43、 隔離開關(guān)的選擇和校驗一、隔離開關(guān)的選擇及校驗原則1、種類和型式的選擇隔離開關(guān)按安裝地點的不同，可分為屋內(nèi)和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。其型式的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合經(jīng)濟比較。2、額定電壓選擇：UgUN3、額定電流選擇：IgIN4、動穩(wěn)定校驗：ichimax5、熱穩(wěn)定校驗：I2tdzIt2t二、隔離開關(guān)的選擇及校驗 根據(jù)前面斷路器計算數(shù)據(jù)，將選擇的隔離開關(guān)列表如下：安裝位置型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流A熱穩(wěn)定電流KA極限電流峰值KA110KV出線、橋及主變110KV側(cè)GW4-110110126125031.5(4)80110K

44、V PTGW4-11011012663020(4)50主變110KV側(cè)中性點GW8-1101101264004.2(10)15.5分段及主變10KV側(cè)GN10-10T10115000100(5)20010KV出線及10KV PT站用變GN19-101011125040(4)100動穩(wěn)定校驗：ichimax110KV側(cè)：ich1=15.24KA imax1=80(50)KA 則ich1imax110KV側(cè)：ich3=84KA imax3=200(100)KA 則ich3imax3所以動穩(wěn)定校驗全部合格。6、熱穩(wěn)定校驗：I2tdzIt2t110KV側(cè)：tdz=tz+0.05因=I/I=1，t=4

45、由設(shè)計手冊查表得， tz=3.4則tdz=3.4+0.05=3.45I2tdz=5.9823.45 It2t=31.524（2024）所以I2tdzIt2t10KV側(cè)：tdz=tz+0.05因=I/I=1,t=5 查表得， tz=4.4tdz=4.4+0.05=4.45I2tdz=32.924.45 It2t=10025（4024）所以I2tdzIt2t所以熱穩(wěn)定校驗全部合格。第五節(jié) 互感器的選擇及校驗一、電壓互感器的選擇 1、一次電壓U1：1.1UnU10.9UnUn電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動范圍，即為10%Un。2、二次電壓U2：電壓互感器在高壓側(cè)接入方

46、式接入相電壓。因此，所選電壓互感器副繞組二次額定電壓為100/ 3 ，110 KV電壓互感器輔助繞組二次額定電壓為100V， 10 KV電壓互感器輔助繞組二次額定電壓為100/ 3 V依據(jù)以上條件，所選各電壓等級電壓互感器如下表：S3= 3 Uj3I= 310.532.9=598(MVA)型號額定電壓（KV）原繞組副繞組輔助繞組JCC2-110 110/ 3 0.1/ 30.1JDZJ-10 10/ 3 0.1/ 3 0.1/3二、電流互感器的選擇1、電流互感器選擇的技術(shù)條件 按一次回路額定電壓和電流選擇IlnIgmax UnUg其中Iln為電流互感器原邊額定電流 Igmax為電流互感器安裝處

47、的一次回路最大工作電流 Un為電流互感器額定電壓 Ug為電流互感器安裝處的一次回路工作電壓 二次額定電流選擇：一般弱電系統(tǒng)1A，強電系統(tǒng)5A 準確等級：電流互感器準確級不得小于所供儀表的類型要求 二次負荷S2：S2Sn其中Sn=I22nZn S2= I22nZ2根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，選擇電流互感器如下表：型號額定電流（A）級次組合準確等級二次負荷（）10%倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.513二次負荷倍數(shù)LCWB6-1102400/5P/P/P/0.5PPP0.51.221531.580LCW-351200/5400/50.5/30.5324265100LAJ-104000/50.5/D0.5D2.41

48、05090LA-10400/50.5/30.530.40.61075135三、電流互感器的校驗1、熱穩(wěn)定校驗： I2tdz（IlnKl）2 其中Kl為電流互感器在t=1s時允許通過一定額定電流的倍數(shù)110KV側(cè)：I2tdz=5.9822.5=89.4 （IlnKl）2=(0.431.5)2=158.7610KV側(cè)：I2tdz=32.924.45=4816 （IlnKl）2=(450)2=40000則I2tdz（IlnKl）2，故熱穩(wěn)定校驗全部合格。2、動穩(wěn)定校驗：1）內(nèi)部動穩(wěn)定檢驗：ich 2 IlnKdw 其中Kdw為動穩(wěn)定倍數(shù)110KV側(cè)：ich1=15.24KA 2 IlnKdw= 20

49、.480=45.25KA10KV側(cè)：ich3=84KA 2 IlnKdw= 2490=509.04KA2)外部動穩(wěn)定校驗： ich 2 IlnKdw 50a/40L10-3其中a取40cm，L取50cm110KV側(cè)： 2 IlnKdw 50a/40L10-3= 2800.4 5040/(4050)10-3=45.2KA所以 ich 2 IlnKdw 50a/40L10-310KV側(cè)： 2 IlnKdw 50a/40L10-3= 2904 5040/(4050)10-3=509.04KA所以ich 2IlnKdw 50a/40L10-3 故外部動穩(wěn)定合格。第六節(jié) 避雷器的選擇及校驗一、型式：選擇

50、避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點。二、滅弧電壓：避雷器的額定電壓（滅弧電壓）應(yīng)按設(shè)備上可能出現(xiàn)的允許最大工頻過電壓選擇。即滅弧電壓為Umt（Ube）CdUm。Um避雷器滅弧電壓有效值Ube避雷器額定電壓有效值Cd接地系數(shù)，對非直接接地10KV取1.1，35KV及以上取1.0Um最高運行線電壓三、工頻放電電壓Ugf對于不保護內(nèi)部過電壓的普通閥形避雷器，它的工頻放電電壓下限值Ugfx不應(yīng)低于允許的內(nèi)部過電壓計算值，保證在內(nèi)部過電壓作用下不動作。即UgfxK0Uxg 其中K0為內(nèi)部過電壓允許計算倍數(shù)。對直接接地，110KV K0=3；非直接接地，63KV及以下K0=4，110KV及

51、以下K0=3.5。Uxg為設(shè)備最高運行相電壓。四、避雷器沖擊殘壓：Ubc=KbhUmtKbh保護比。FZ型Kbh=2.32.35110KV側(cè)：Umt=CdUm=0.8126=100KV Ugfx=K0 Uxg=374=222KV Ugfs=1.2Ugfx=1.2222=266KV Ubc=2.35 2Umt=2.35 2100=332KV110KV側(cè)：Umt=CdUm=1.012=12KV Ugfx =K0 Uxg=3.57=25KV Ugfs=1.2Ugfx=1.225=30KV Ubc=2.35 2Umt=2.35 212=40KV 根據(jù)以上計算結(jié)果選擇避雷器如下表：型號額定電壓（有效值）

52、（KV）滅弧電壓（有效值）（KV）工頻放電電壓（有效值）（KV）5KA時沖擊殘壓（KV）不大于不小于不大于FZ-110110100224268352FZ-101012.7263145第六章 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計第一節(jié) 配電裝置的設(shè)計要求一、配電裝置應(yīng)滿足的基本要求1、其設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，節(jié)約土地。2、保證運行可靠合理選擇設(shè)備，布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離。3、便于安裝、檢修，操作巡視方便。4、在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。二、配電裝置的安全凈距1、屋外配電裝置的安全凈距（mm） 序號適用范圍額定電壓（KV）10351101帶電部分至接地部分之間200400100021、不同相的帶電部分之間；2、隔離開關(guān)和斷路器的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間200400110031、設(shè)備運輸時，其外廓至無遮欄帶電部分之間；2、交叉的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間950115017504網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間3005001105無遮欄裸導體對地面、建筑物及構(gòu)筑物頂部之間2700290035006平行的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之