220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)02

220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)02,kv,地區(qū),變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì),02 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：220/110/10kV，進(jìn)/出線回?cái)?shù)2/8/13（電纜） 題 目 二○一二年六月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 系 別 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè)08k2班 學(xué)生姓名 張華 指導(dǎo)教師 王寧 41 220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：220/110/10kV，進(jìn)/出線回?cái)?shù)2/8/13（電纜） 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其作用在于變換電壓、匯集和分配電能，因此，變電站安全可靠運(yùn)行與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量和供電地域的不 斷擴(kuò)大，同時(shí)電能質(zhì)量、供電可靠性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求也越來(lái)越高。隨著現(xiàn)代文明的發(fā) 展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。城市供電系 統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的。本 變電所設(shè)計(jì)除了注重變電所設(shè)計(jì)的基本計(jì)算外，對(duì)于主接線的選擇與論證等都作了充分的說(shuō)明，其主要內(nèi)容包括：變電所主接線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定；短路點(diǎn)的確定與短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇（斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電壓互感器，電流互感器，避雷器）；配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置；防雷保護(hù)與接地 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。另外，繪制了七張圖紙，包括：電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，防雷接地圖，220kV接線斷面圖，110kV內(nèi)橋斷面圖，10kV接線斷面圖。圖紙規(guī)格與布圖規(guī)范都按照了電力系統(tǒng)相關(guān)的圖紙要求來(lái)進(jìn)行繪制。 關(guān)鍵詞：變電所；電氣主接線；電氣設(shè)備；設(shè)計(jì) 220 kV REGIONAL SUBSTATION ELECTRICAL SYSTEM DESIGN: 220/110/10kV, INLET / OUTLET BACK TO 2/8/13 Abstract Electric energy is the main energy and dynamism of modern city development. With development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. The core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build one safe and economical transformer substation. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the designing make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing five blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kV connection; the drawing of 35kV connection. Both the specification of drawing and the criterion of disposal are based on requirement of drawing to electric power system. Key words: Substation; Main connection; Electric equipment; Design 目錄 摘 要 I Abstract II 1前言 1 2變電站的原始資料分析 2 2.1變電站的類型 2 2.2變電站的電壓等級(jí) 2 2.3負(fù)荷情況 2 2.4進(jìn)出線情況 2 2.4系統(tǒng)情況 2 2.5環(huán)境條件 2 3電氣主接線的選擇 3 3.1.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 3 3.1.2主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 3 3.1.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求 4 3.2主接線方式的選擇 4 3.2.1幾種接線方式的簡(jiǎn)介 4 3.2.2選擇設(shè)計(jì)方案 5 4主變壓器的選擇 11 4.1概述 11 4.2變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 11 4.3主變壓器的形式選擇 12 4.4主變壓器容量的確定 13 5變電站短路電流計(jì)算 14 5.1概述 14 5.2短路電流計(jì)算的目的 14 5.3短路電流的假設(shè)條件和原則： 14 5.4計(jì)算步驟 14 5.5短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 15 5.6短路電流計(jì)算 15 6電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 17 6.1概述 17 6.1.1電氣設(shè)備的選擇原則 17 6.1.2電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 17 6.2斷路器的選擇 18 6.2.1概述 18 6.2.2斷路器的選擇 18 6.3隔離開(kāi)關(guān)的選擇 21 6.3.1概述 21 6.3.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇 21 6.4高壓熔斷器的選擇 23 6.5互感器的選擇 23 6.5.1概述 23 6.5.2電流互感器的選擇 24 6.5.3電壓互感器的選擇 26 6.6母線選擇 27 6.7絕緣子的選擇 29 7 配電裝置的選擇 31 7.1 配電裝置的選擇要求與分類 31 7.2 配電裝置設(shè)計(jì)選擇 32 8防雷保護(hù) 33 8.1防雷保護(hù)的作用 33 8.2避雷針的設(shè)計(jì) 33 8.3避雷針的保護(hù)范圍及計(jì)算 34 9接地網(wǎng)設(shè)計(jì) 36 9.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 36 9.2接地體的設(shè)計(jì) 36 9.3典型接地體接地電阻的計(jì)算 36 9.4接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 37 結(jié)論 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 1前言 近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電力發(fā)展也成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一，各地都在興建一系列的供配電裝置。變電站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國(guó)家發(fā)展規(guī)劃下，合理開(kāi)發(fā)和利用能源用最少的支出（含投資和運(yùn)行成本）為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活提供充足、可靠和高質(zhì)量的電能。變電站發(fā)、送、變、配等不同環(huán)節(jié)以及相應(yīng)的通訊、安全自動(dòng)、機(jī)電保護(hù)、和調(diào)度自動(dòng)化等系統(tǒng)組成，他的形成和發(fā)展又經(jīng)歷了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行等不同的階段。但現(xiàn)代化變電站是一個(gè)十分龐且大高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，在各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)之間和環(huán)節(jié)之間，既能相互制約又能在一定條件下相互支持和互為補(bǔ)充。為了適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，需要密切集合我國(guó)的實(shí)際情況，從電力系統(tǒng)的全局著眼，瞻前顧后，需要設(shè)計(jì)出一系列的符合我國(guó)各個(gè)地區(qū)的用以供電的變電站，用以協(xié)調(diào)各專業(yè)系統(tǒng)和個(gè)階段有關(guān)的各項(xiàng)工作，以求得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合效益。 本次設(shè)計(jì)的目的就在于進(jìn)一步鞏固和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，達(dá)到理論和實(shí)際相聯(lián)系，使所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)形象化、具體化。本次設(shè)計(jì)可以作為對(duì)所學(xué)過(guò)的所有知識(shí)的綜合性考察。內(nèi)容為220KV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理及設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)對(duì)原始資料的分析、主接線的選擇和比較、短路計(jì)算、主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、線路圖繪制以及避雷器避雷針的選擇等步驟，最終確定220KV變電所所需要的主要電氣設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護(hù)方案。 2變電站的原始資料分析 2.1變電站的類型 220KV終端變電所 2.2變電站的電壓等級(jí) 220/110/10KV 2.3負(fù)荷情況 110kV: 最大負(fù)荷270MW，最小負(fù)荷200MW，＝5500h，=0.87 10kV: 最大負(fù)荷12MW，最小負(fù)荷8MW，＝5300h，=0.85 2.4進(jìn)出線情況 220KV側(cè)：進(jìn)線2回；110KV側(cè)：出線6回；10KV側(cè)：出線10回（電纜） 2.4系統(tǒng)情況 1）220KV母線電壓滿足常調(diào)壓要求； 2）220KV母線短路電抗0.03（S2=100MVA）； 2.5環(huán)境條件 1）最低溫-30oC,最高溫40oC 2) 當(dāng)?shù)赝寥离娮杪?00； 3）當(dāng)?shù)乩妆┤?0日/年。 3電氣主接線的選擇 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，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、靈敏性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(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，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線方案。 3.1.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情”的電力建設(shè)與發(fā)展方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際的具體特點(diǎn)，準(zhǔn)確掌握原始資料，在保證設(shè)計(jì)方案的供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的情況下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 3.1.2主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)以下面各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)： （一）在電力系統(tǒng)中的地位和作用 電力系統(tǒng)中的變電所有系統(tǒng)樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類型。一般系統(tǒng)樞紐變電所匯集多個(gè)大電源，進(jìn)行系統(tǒng)功率交換和以中壓供電，電壓為330~500KV；地區(qū)重要變電所，電壓為220-330KV，一般變電所為終端和分支變電所，電壓為110KV；但也有220KV。 （二）所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 變電所根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般裝設(shè)兩臺(tái)（組）主變壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，330～500KV樞紐變電所也可裝設(shè)3～4臺(tái)（組）主變壓器；終端或分支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 （三）負(fù)荷大小的重要性 1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。 2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部或大部分二級(jí)負(fù)荷不間斷供電。 3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只要一個(gè)電源供電。 （四）系統(tǒng)備用容量大小 裝有兩臺(tái)（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)（組）事故斷開(kāi)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所70%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證擁護(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。 系統(tǒng)備用容量的大小將會(huì)影響運(yùn)行方式的變化。 例如：檢修母線或斷路器時(shí)，變壓器或發(fā)電機(jī)停運(yùn)；故障時(shí)允許切除的線路、變壓器和機(jī)組的數(shù)量等。設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)充分考慮這個(gè)因素。 3.1.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求 按照我國(guó)《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》SDJ2—79規(guī)定：主接線應(yīng)滿足可靠性、靈敏性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)要求： 1、可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先滿足這個(gè)要求具體如下； 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?cái)?shù)和停運(yùn)的時(shí)間。 3）盡量避免變電所的停運(yùn)的可靠性 2、靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建的靈敏性。 1）調(diào)度時(shí)應(yīng)可以靈敏地投入和切除電壓的線路，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)行下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 2）檢修時(shí)可方便地停運(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)用戶的供電。 3）擴(kuò)建時(shí)可以容易地從初期接線過(guò)渡到最終接線。在不影響連接供電或停電時(shí)間最短的情況下投入變壓器或線路而互不干擾，并且對(duì)一級(jí)和二級(jí)部分的改建工作量最少。 3、經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性、靈敏性的要求下做到經(jīng)濟(jì)合理，即要做到節(jié)省一次投資、占地面積要少、電能損耗少。 3.2主接線方式的選擇 3.2.1幾種接線方式的簡(jiǎn)介 1）單母接線： 單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建，但可靠性、靈活性不高。若母線故障或檢修，會(huì)造成全部出線停電。 單母線接線適用于出線回路少的小型變配電所，一般供三級(jí)負(fù)荷，兩路電源進(jìn)線的單母線可供二級(jí)負(fù)荷。 2）單母分段接線： 優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。 缺點(diǎn)：任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。 單母線分段接線，雖然較單母線接線提高了供電可靠性和靈活性，但當(dāng)電源容量較大和出線數(shù)目較多，尤其是單回路供電的用戶較多時(shí)，其缺點(diǎn)更加突出。 因此， 一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在6～10kV，出線在6回及以上時(shí)，每段所接容量不宜超過(guò)25MW；用于35～66kV時(shí)，出線回路不宜超過(guò)8回；用于110～220kV時(shí)，出線回路不宜超過(guò)4回。 在可靠性要求不高時(shí)，或者在工程分期實(shí)施時(shí)，為了降低設(shè)備費(fèi)用，也可使用一組或兩組隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行分段，任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。 3）雙母線接線： 優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線具有供電可靠,檢修方便,調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：這種接線所用設(shè)備多(特別是隔離開(kāi)關(guān)),配電裝置復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)性較差;在運(yùn)行中隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器,容易發(fā)生誤操作,且對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不便;尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí),須短時(shí)切除較多電源和線路,這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電所是不允許的。 適用范圍：6-10KV配電裝置當(dāng)短路電流較大，出線裝設(shè)電抗器時(shí);35-60KV配電裝置的出線回路數(shù)超過(guò)八回時(shí);110KV出線回?cái)?shù)為6回及以上時(shí)；220KV配電裝置出線回?cái)?shù)為4回及以上時(shí)。 4)需要裝設(shè)旁路母線的情況： 為了使采用單母線分段或雙母線的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不致使終斷該回路供電，可增設(shè)旁路母線。 其設(shè)置原則是：采用分段單母線或雙母線的110KV-220KV配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需要裝設(shè)旁路母線；35-60KV配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線；6-10KV配電裝置，可不設(shè)旁路母線。 3.2.2選擇設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可初步設(shè)計(jì)以下五種設(shè)計(jì)方案： 方案一（圖3-1）： 高壓側(cè)：雙母分段；中壓側(cè)：雙母分段；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€。 圖3-1 方案一主接線圖 方案二（圖3-2）： 高壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€；中壓側(cè)：雙母線接線；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€。 圖3-2 方案二主接線圖 方案三（圖3-3）：  高壓側(cè)：雙母接線帶旁路;中壓側(cè)：雙母線帶旁路；低壓側(cè)；雙母線分段不帶旁路。 圖3-3 方案三主接線圖 方案四（圖3-4）： 高壓側(cè)：雙母分段接線；中壓側(cè)：雙母分段接線;低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€。 圖3-4 方案四主接線圖 方案五（圖3-5）： 高壓側(cè)：雙母接線；中壓側(cè)：雙母線帶旁路接線；低壓側(cè)：雙母線接線。 圖3-5 方案五主接線圖 初步確定以上五種方案，然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，由于該設(shè)計(jì)中短路點(diǎn)選擇較為籠統(tǒng)，所以只需從設(shè)備數(shù)量出發(fā)，進(jìn)行粗略比較，設(shè)備少者較為經(jīng)濟(jì)。 兼顧可靠性，靈活性，對(duì)于220KV側(cè)由于負(fù)荷較大，進(jìn)線為兩回，且相對(duì)對(duì)于可靠性要求較高，所以兼顧其對(duì)于經(jīng)濟(jì)性要求可選用雙母分段接線方式；對(duì)于中壓側(cè)，負(fù)荷270MW，出線8回，負(fù)荷相對(duì)也較大，對(duì)可靠性要求也比較高，且要具有一定的調(diào)度靈活性，兼顧經(jīng)濟(jì)性也選用雙母分段較為合適；對(duì)于低壓側(cè)，負(fù)荷12MW，出線13回，負(fù)荷較小但出線回?cái)?shù)較多，兼顧供電靈活性，可靠性和投資的經(jīng)濟(jì)性考慮采用單母分段接線。所以可以確定選用方案四作為本次設(shè)計(jì)的主接線形式。 4主變壓器的選擇 4.1概述 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)依據(jù)電力系統(tǒng)5-10年的發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。 選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮以下問(wèn)題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、 繞組接線組別（在電廠和變電站中一般都選用YN，d11常規(guī)接線）、調(diào)壓方式、 冷卻方式。 容量為300MW及以下機(jī)組單元鏈接的主變壓器和330KV及以下電力系統(tǒng)中，在不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，應(yīng)選用三相變壓器。由于本變電所具有三種電壓等級(jí)220KV、110KV、10KV，各側(cè)的功率均達(dá)到變壓器額定容量的15%以上，低壓側(cè)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償，因此主變壓器宜采用三繞組變壓器，且本變電所的接地方式適合采用自耦變壓器。由于本所是樞紐變電所，在中低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)，變電所應(yīng)設(shè)置2臺(tái)主變壓器。因此本所選用兩臺(tái)同樣型號(hào)的無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓三繞組自耦變壓器。當(dāng)系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入使用，最小運(yùn)行方式或檢修時(shí)只投入一臺(tái)變壓器且能滿足供電要求。介于本地區(qū)的自然地理環(huán)境以及變電所本身的特點(diǎn)，冷卻方式采用自然風(fēng)冷卻。 4.2變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 選擇變壓器的容量，同時(shí)要考慮該變電站以后擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量，為保證供電可靠性避免一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)影響其供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)變壓器?？紤]到兩臺(tái)變壓器同時(shí)發(fā)生故障的概率較小，且當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電站的正常供電，故一般選兩臺(tái)變壓器互為備用。 主變壓器容量一般按變電所建成5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到運(yùn)期10-20年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合。變壓器的最大負(fù)荷為。根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)具有兩臺(tái)主變壓器的變電所，其中一臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)大于等于全負(fù)荷的70%或者全部重要負(fù)荷。兩者中，取最大值作為確定主變壓器的容量的依據(jù)。考慮到變壓器每天的負(fù)荷不是均衡的，計(jì)及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于在過(guò)負(fù)荷期間中消耗，故可選較小容量的主變壓器作為過(guò)負(fù)荷計(jì)算，以節(jié)省主變壓器的投資。 對(duì)于裝兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量一般按下式進(jìn)行計(jì)算： SN=0.7SM （4-1） SM為變電所最大負(fù)荷。這樣，當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)可保證70%的負(fù)荷供電，考慮到變壓器事故過(guò)負(fù)荷能力為30%則可保證短時(shí)間對(duì)91%的負(fù)荷供電。 最大容量的計(jì)算公式為： Smax=PNmax/cos （4-2） 110KV的最大容量計(jì)算： Smax1=270/0.87=310.34MW 10KV容量計(jì)算： SN2=12/0.85=14.12MW 變壓器容量的計(jì)算： SM≥0.75(310.34+14.12)=243.35MVA SM為考慮同期系數(shù)后的變電所最大負(fù)荷容量： 現(xiàn)在選擇兩臺(tái)三繞組變壓器: Se≥0.7×Sm=0.7×243.3=170.34MVA 所以按70%滿負(fù)荷運(yùn)行安裝總?cè)萘繛? ∑Se=2×170.34=340.69MVA. 考慮到變電站以后擴(kuò)建的情況，決定選擇主變?nèi)萘繛镾N=180MVA 4.3主變壓器的形式選擇 1）相數(shù)的選擇 選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)變電站的基本數(shù)據(jù)以及所設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況來(lái)選擇。容量為300MW及以下機(jī)組單元接線的變壓器和330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般選用三相變壓器。 考慮到單相變壓器組，相對(duì)投資較大，占地較多，運(yùn)行費(fèi)用損耗大，同時(shí)配電裝置及二次保護(hù)接線復(fù)雜，也增加了維護(hù)倒閘操作的工作量。本次設(shè)計(jì)的變電站，所址建在平原地區(qū)，交通便利，不說(shuō)運(yùn)輸條件限制，所以本次設(shè)計(jì)選用三相變壓器。 2）繞組數(shù)的選擇 在具有三個(gè)變壓等級(jí)的變電站，可采用兩臺(tái)雙繞組變壓器或一臺(tái)三繞組變壓器。一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用控制和輔助設(shè)備比相對(duì)的兩臺(tái)變壓器較少。三繞組變壓器每個(gè)繞組所通過(guò)的容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，否則繞組不能充分利用。 本次設(shè)計(jì)的電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)中暗轉(zhuǎn)調(diào)試靈活。 操作上滿足各種機(jī)電保護(hù)的需求，工作量少及占地面積小，價(jià)格便宜等因素，故本次設(shè)計(jì)變電所選用三繞組變壓器。 3）主變調(diào)壓方式的選擇 為了保證供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。當(dāng)無(wú)功充足時(shí)，常采用調(diào)節(jié)變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)壓。 調(diào)壓分為兩種，一種是不帶負(fù)荷進(jìn)行切換，稱為無(wú)載調(diào)壓；調(diào)壓范圍通常為±2×2.5%以內(nèi)；另一種為帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 由于變電站電壓波動(dòng)較大，要求實(shí)現(xiàn)常調(diào)壓，故本次設(shè)計(jì)選擇有載調(diào)壓方式。 4 )連接組別的選擇 變壓器三相繞組的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式有星形和三角形。因此，變壓器三相繞組的聯(lián)結(jié)方式應(yīng)根據(jù)具體工程來(lái)確定。 在變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及三次諧波對(duì)電源的影響因素，主變壓器連接組號(hào)一般都選用YN11常規(guī)接線。 全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致，而且星形接法，零序電流沒(méi)有通路，相當(dāng)于與外電路斷開(kāi)，即零序電抗無(wú)限大，對(duì)限制單相及兩相短路電流都有利，同時(shí)便于接消弧線圈限制短路電流。但是用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，三次諧波無(wú)通路將引起波形畸變，并對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾，也影響保護(hù)整定的靈敏度。我國(guó)規(guī)定110kV以上的電壓等級(jí)的變壓器繞組通常選用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會(huì)使電流、電壓畸變。采用三角形可以消除三次諧波的影響。 所以本次設(shè)計(jì)選擇Y0/Y0/△接線方式。 5）主變壓器的冷卻方式 隨其形勢(shì)和容量的不同而異，一般采用的冷卻方式有：自然冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式：一般適用于中、小型變壓器。 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：一般用于容量在31.5MVA 及以上的大容量變壓器，具有散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)，但是他要以水源充足為前提，且要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。 所以，本設(shè)計(jì)選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 4.4主變壓器容量的確定 綜上所述，本經(jīng)查閱相關(guān)資料和手冊(cè)，主變壓器確定為: 兩臺(tái)型號(hào)為：SFP7-180000/220 額定電壓：220±2×2.5%/121/10.5 kV 阻抗電壓百分?jǐn)?shù)：高-中：14；高-低：23；中-低：7； 容量比為：100/100/50 連接組別：YN,yn0，d11 空載損耗：121kW 負(fù)載損耗：425kW 空載電流：0.7% 5變電站短路電流計(jì)算 5.1概述 電力系統(tǒng)的設(shè)備在運(yùn)行中必須考慮到在短路和不正常運(yùn)行狀態(tài)下的狀態(tài)，最常見(jiàn)的危險(xiǎn)是發(fā)生各種形式的短路，包括：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪贰上喽搪泛蛢上嘟拥囟搪?。其中，三相短路情況是對(duì)稱的短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都屬于不對(duì)稱短路。 三相對(duì)稱短路情況相對(duì)于其他兩種情況發(fā)生概率較小，但是是一種最為嚴(yán)重的短路情況，應(yīng)該給以足夠重視。因此我們采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電器設(shè)備的穩(wěn)定性。 5.2短路電流計(jì)算的目的 （1）電氣主接線的比較與選擇； （2）選擇導(dǎo)線的電氣設(shè)備； （3）確定中性點(diǎn)的接地方式； （4）計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺； （5）定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離； （6）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； （7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 5.3短路電流的假設(shè)條件和原則： （1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 （2）所有電源的電勢(shì)相位角相同。 （3）系統(tǒng)中同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體 集膚效應(yīng)的影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間位置相差120°電氣角度。 （4）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 （5）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。 （6）輸電線路的電容略去不計(jì)。 5.4計(jì)算步驟 （1） 選擇并標(biāo)示設(shè)計(jì)中計(jì)算的短路點(diǎn)。 （2）畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)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。 （4） 求計(jì)算電抗 （5） 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 （6） 計(jì)算無(wú)限大容量(或=3)的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 （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。 5.5短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量：SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓: UB=UAV (kV) 10.5 115 230 5.6短路電流計(jì)算 1)各繞組的短路電壓分別為： UK1%=0.5(14+23-7)=15 UK2%=0.5(14+7-23)=-1 UK3%=0.5(7+23-14)=8 2) 各繞組的電抗計(jì)算標(biāo)幺值分別為： XT1’=(Uk1%/100)× (SB/SN)=（15/100）×（100/180）=0.083 XT2’=(Uk2%/100)×(SB/SN)=0 XT3’=(Uk3%/100)×(SB/SN)=0.044 3）計(jì)算進(jìn)線電抗及系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值: 兩回進(jìn)線線LGJ-240/32km（考慮兩回線并聯(lián)）: 查表計(jì)算可得 XL*=XL×SB/U2aV=0.0104 由系統(tǒng)出線短路電流標(biāo)幺值為26可知系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值為： Xd*=1/26=0.038 所以變電站進(jìn)線外的電抗標(biāo)幺值為： Xdl*= XL*+ Xd*=0.0104+0.038=0.142 圖5-1 等效短路計(jì)算圖 三繞組電抗都為并聯(lián)關(guān)系：XT*=0.0415 XT*=0 XT*=0.22 4)短路電流計(jì)算 短路電流有效值： If1*=1/0.142=20.66 If2*=1/(0.142+0+0.0415)=11.123 If3*=1/(0.142+0.22+0.0415)=8.94 有名值計(jì)算： If1=20.66×100/( 3×230 )=5.186kA If2=11.123×100/(3×115)=5,.584kA If3=8.94×100/(3×10.5)=49.157kA 短路電流沖擊值： ish1=1.8×2×5.186=13.2kA ish2 =1.8×2×5.584=14.215kA ish3 =1.8×2×49.147=125.233KA 全電流最大有效值算： IM1=1.0675×2×5.186=7.892kA IM2=1.0675×2×5.584=14.215kA IM3=1.0675×2×49.157=74.211kA 6電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 6.1概述 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確的選擇是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，在保證安全可靠的前提下，根據(jù)工程實(shí)際積極采取穩(wěn)妥先進(jìn)的技術(shù)措施，并注意節(jié)約投資，選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備。 電氣設(shè)備必須按正常條件進(jìn)行選擇，用短路條件校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性，并按環(huán)境條件校核電氣設(shè)備的基本使用條件。 6.1.1電氣設(shè)備的選擇原則 電氣設(shè)備選擇的一般原則是： 1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修。短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要： 2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行校驗(yàn); 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種； 5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致； 6）選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且正式鑒定合格； 6.1.2電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 1）按正常條件選擇導(dǎo)體和電氣： ①電壓：所選電壓和電纜允許最高工作電壓Uymax不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Ugmax，即Uymax≥Ugmax。 一般電纜和電氣允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為1.15Ug，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的最高電壓Ugmax 一般不超過(guò)1.1Ug。 ②電流：導(dǎo)體和電器長(zhǎng)期允許電流Iy應(yīng)不小于本回路的最大持續(xù)工作電流工作電流Igmax，即：Iy≥Igmax。 2）按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)時(shí)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的設(shè)備科不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。例如用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 ①短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn)條件： QOl ≤Qr；Ir2tdz≤Ir2t 。 （6-1） QOl___短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)。 Qr——短路時(shí)導(dǎo)體和電氣允許的熱效應(yīng)。 I r___t秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流。 演算熱穩(wěn)定時(shí)間：tdz=tb+tol tb——斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 to l—-相應(yīng)斷路器的全斷開(kāi)時(shí)間 ②短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn)條件： I ch ≤idf；Ich≤Idf （6-2） ich——短路直流沖擊峰值； Ich——短路沖擊電流有效值； Idf ，Idf——電氣允許通過(guò)的電流峰值及有效值； 6.2斷路器的選擇 6.2.1概述 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開(kāi)關(guān)電器。高壓斷路器的功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備和線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用；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，起保護(hù)作用。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點(diǎn)就是能斷開(kāi)電器中負(fù)荷電流和短路電流。除需要滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)該考慮便于安裝、運(yùn)行、和維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后才能確定。 6.2.2斷路器的選擇 1、220kV側(cè)斷路器的選擇 1）額定電壓選擇：Un≥Ug（電網(wǎng)工作電壓） 2）額定電流的選擇:In≥Ig(最大持續(xù)工作電流) 考慮到變壓器在電壓減低5%時(shí)其出力不變，所以相應(yīng)回路Igmax=1.05In 即：Igmax=1.05×Sn/3Un=(270/0.87+12/0.85)/( 3 ×220) ×1.05 =0.9kA 按開(kāi)斷能力選擇IQF≥IM1=7.829kA 按以上可初步確定為斷路器：SW4-220 其參數(shù)如下： 表6-1 SW4-220 參數(shù) 型號(hào) 電壓（KV） 電流 極限通過(guò)電流（KA） 熱穩(wěn)定電流(5s) 合閘時(shí)間（s） 額定 最大 額定（A） 斷開(kāi)(KA) 最大 有效 SW4-220 220 252 1000 18.4 55 32 21 0.25 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性： ish1=13.2kA<55kA 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：tdz=tz+0.05β'' （6-1） β''=I''/I∞=1 取t=5s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=4.4s 故 tdz=4.45s I∞tdz=5.1862×4.45=119.68<212 ×5=2205 滿足要求。 2、對(duì)于110kV側(cè)同樣可選擇斷路器SW2-110Ⅱ型 型號(hào) 電壓（KV） 電流 極限通過(guò)電流（KA） 熱穩(wěn)定電流(4s) 合閘時(shí)間（s） 額定 最大 額定（A） 斷開(kāi)(KA) 最大 有效 SW2-110Ⅱ 110 121 2000 100 63.41 40 ≤0.20 表6-2 SW2-110Ⅱ參數(shù) ish2=14.215kA<63.41kA 滿足要求 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 取t=4s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=3.4s 故 tdz=3.45s I∞tdz=5.5842×3.45=107.575<402 ×4=6400 滿足要求。 開(kāi)斷電流能力： IQF=40kV>IM2=8.43kV 3、對(duì)于10kV可選擇SN4-10G： 表6-3 SN4-10G參數(shù) 型號(hào) 電壓（KV） 電流 極限通過(guò)電流（KA） 熱穩(wěn)定電流(5s) 合閘時(shí)間（s） 額定 最大 額定（A） 斷開(kāi)(KA) 最大 有效 SN4-10G 10 15 5000 105 300 173 120 0．65 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性： ish3=125.133kA<300kA 滿足要求 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： tdz=tz+0.05β''2 β''=I''/I∞=1 取t=5s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=4.4s 故 tdz=4.45s I∞2tdz=1202×5=72000>49.1572 ×4.45=10753.027 滿足要求。 開(kāi)斷電流能力： IQF=105kA>IM2=74.211kA 6.3隔離開(kāi)關(guān)的選擇 6.3.1概述 隔離開(kāi)關(guān)的主要功能是保證高壓電器及其裝置在檢修工作時(shí)的安全，不能用來(lái)切斷、投入負(fù)荷電流或開(kāi)斷短路電流，僅允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的某些切換操作。 隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)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)比較后確定。另外根據(jù)隔離開(kāi)關(guān)操作控制要求，還應(yīng)選擇其配用的操作機(jī)構(gòu)。屋內(nèi)式8000A以下隔離開(kāi)關(guān)一般用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu);220KV及以上高位布置的隔離開(kāi)關(guān)，宜采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。 隔離開(kāi)關(guān)的配置： 1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口與電源隔離。 　　 2）中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器，均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地。 3）在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)，保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝設(shè)1-2組接地刀閘。 　　 4）接在變壓器引出線或中性點(diǎn)的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。 5）當(dāng)饋電線路的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。但為了防止雷電過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。 6.3.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇 同斷路器選擇一樣，按正常額定情況進(jìn)行選擇，短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。 1、220kV隔離開(kāi)關(guān) Igmax=0.9kA 滿足額定情況可選擇GW6-220G: 表6-4 GW6-220G 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)電流 熱穩(wěn)電流 GW6-220G 220kV 1000A 50kA 21kA(5s) 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性： ish1=13.2kA<55kA 滿足要求 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： tdz=tz+0.05β''2 β''=I''/I∞=1 取t=5s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=4.4s 故 tdz=4.45s I∞tdz=5.1862×4.45=119/68<212 ×5=2205 滿足要求。 2、110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇 Igmax=1.71kA 選擇GW4-110D： 表6-5 GW4-110D 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（A） 動(dòng)穩(wěn)電流(kA) 熱穩(wěn)電流(kA) GW4-110D 110 2000 104 46（4） 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性： ish2=14.215kA<104kA 滿足要求 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： tdz=tz+0.05β''2 β''=I''/I∞=1 取t=4s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=3.4s 故 tdz=3.45s I∞tdz=5.5842×3.45=107.575<462 ×4=8464滿足要求。 3、10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān) Igmax=0.856kA 滿足額定電壓條件 選擇GN10-10T-4000型： 表6-6 GN10-10T-4000 參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（A） 動(dòng)穩(wěn)電流(kA) 熱穩(wěn)電流(kA) GN10-10T-4000 10 4000 160 75（5s） 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性： ish3=125.133kA<160kA 滿足要求 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： tdz=tz+0.05β''2 β''=I''/I∞=1 取t=5s時(shí)查表可得周期分量等值時(shí)間曲線得tz=4.4s 故 tdz=4.45s I∞2tdz=49.1572×4.45=10753.027<752 ×5=28125 滿足要求。 6.4高壓熔斷器的選擇 熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害；按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋內(nèi)式，對(duì)于一些專用設(shè)備的高壓熔斷器應(yīng)選專用系列；我們常說(shuō)的保險(xiǎn)絲就是熔斷器類。 對(duì)于一般的高壓斷路器。其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流量來(lái)選擇。 表6-7 RN2-10參數(shù) 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 電壓等級(jí) 額定電流 斷流容量 組數(shù) 10kV電壓互感器 RN2-10 10kV 0.5A 1000MVA 2 6.5互感器的選擇 6.5.1概述 感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次 系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。 關(guān)于電流互感器的配置和使用： 1)電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)。 2）按被測(cè)電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時(shí)，二次側(cè)一端必須 接地，以防絕緣一旦損壞時(shí)，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故。 3）二次側(cè)絕對(duì)不允許開(kāi)路。 4）為了滿足測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障濾波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母線斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)2～8個(gè)二次繞阻的電流互感器。對(duì)于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置 5）對(duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來(lái)設(shè)置。 6) 為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè) 電流互感器的選擇原則： 1)電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓 。 2)根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度。 3)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 關(guān)于電壓互感器的配置和使用： 1）電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)檢查。例如，測(cè)極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2）電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測(cè)電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)儀表、繼電壓互感器電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性。 3）接在電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)其額容量，否則，會(huì)使互感器的誤差增大，難以達(dá)到測(cè)量的正確性。 4）電壓互感器二次側(cè)不允許短路。 5）為了確保人在接觸測(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的安全，電壓互感器二次繞組必須一點(diǎn)接地。 壓互感器的選擇原則，可以考慮滿足電壓、電流及準(zhǔn)確度等級(jí)選擇，由于電壓互感器由高壓熔斷器接入所以可以省略短路條件校驗(yàn)。 6.5.2電流互感器的選擇 1)220kV側(cè)電壓互感器 ①Un≥Ug ②額定電流 In≥Igmax=0.9kA; 選擇LCLWD-220： 表6-8 LCLWD-220 參數(shù) 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1s熱穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LCLWD-220 4×300/5 D/DD/0.5 D 1.2 60 60 0.5 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：2I1nKdw=2×1.2×60=101.82kA>ish1=13.2kA 滿足要求。 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： （1.2×34）2=1664.64>I∞2tdt=5.1862×4.45=119.68 滿足要求。 110kV側(cè)電流互感器： ①Un≥Ug ②額定電流 In≥Igmax=1.71kA 選擇LCWD-110型電流互感器： 表6-9 LCWD-110 參數(shù) 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1s熱穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LCWD-110 2×600/1 D/D20.5 D1 1.2 36 70 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：2I1nKdw=2×1.2×70=118.79kA>ish2=14.215kA 滿足要求。 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： （1.2×36）2=1866.24>I∞2tdt=5.5842×3.45=107.575 滿足要求。 10kV側(cè)電流互感器的選擇： ①Un≥Ug ②額定電流 In≥Igmax=0.856kA 選擇LMC-10 表6-10 LMC-10參數(shù) 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1s熱穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LMC-10 2000/5 0.5/3 0.5 3 75 90 3 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：2I1nKdw=2×3×90=381.83kA>ish1=125.133kA 滿足要求。 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： （3×75）2=50625>I∞2tdt=49.1572×4.45=10753.027滿足要求 6.5.3電壓互感器的選擇 電壓互感器是將電力系統(tǒng)的一次電壓按照一定的比例縮小為要求的二次電壓，向測(cè)量表計(jì)和繼電器供電。根據(jù)電壓互感器的用途、安裝地點(diǎn)及無(wú)油化和絕緣等級(jí)要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 每組母線的三相上裝設(shè)電壓互感器。出線側(cè)的一項(xiàng)上應(yīng)裝設(shè)電容式電壓互感器。利用其絕緣套管末屏抽取電壓，則可省去單項(xiàng)電壓互感器。 （一） 電壓互感器型號(hào)選擇 查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（3）》P1243表24-3，《發(fā)電廠電氣部分》（第三版）P348，《電力設(shè)備選型手冊(cè)》P ,得各電壓等級(jí)電壓互感器見(jiàn)下表： 表6-11 電壓互感器的配置要求 設(shè)備 名稱 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 電壓互感器 220KV母線 TYD—220/—0.005 橋斷路器兩側(cè)連接點(diǎn) JDCF—110WB,0.2/3P級(jí) 10KV母線 JSJW—10，0.5級(jí) 表6-12 所選變壓器的參數(shù) 型號(hào) 最大容量（V·A） 額定電壓（KV） 二次繞組1額定容量（V·A）0.5級(jí) 一次繞組 二次繞組 輔助繞組 TYD—220/—0.005 1200 0.1 150 JDCF—110WB,0.2/3P級(jí) 2000 150 JSJW—10，0.5級(jí) 960 10 0．1 120 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。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)荷和電壓互感器一相的額定容量相比較。 6.6母線選擇 根據(jù)矩形、槽形和管形母線的使用范圍、母線的截面形狀，應(yīng)該保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低、散熱良好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡(jiǎn)便和連接方便以及變電所的周圍環(huán)境和實(shí)際情況母線的選擇。 1、220KV母線的選擇 1）母線型號(hào)選擇 一般情況下采用鋁母線；在持續(xù)工作電流較大、且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出口處，以及污穢對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)銅腐蝕較輕的場(chǎng)所，采用銅母線。 35KV及以下且正常工作電流不大于4000A時(shí)，宜選用矩形導(dǎo)體；在4000~8000A時(shí)，一般選用槽型導(dǎo)體；8000A以上工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。 導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小、短路短路水平和配電裝置的具體情況而定。鋼芯鋁絞線母線、管形母線一般采用三相水平布置；矩形、雙槽形母線常見(jiàn)布置方式有三相水平和三相垂直布置。 對(duì)于負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的母線（如發(fā)動(dòng)機(jī)至主變壓器、配電裝置的母線），應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面。變壓器220KV母線上最大持續(xù)工作電流為： =0.9kA 實(shí)際環(huán)境溫度為20攝氏度的修正系數(shù)為K=1.05 根據(jù)Igmax≤KIy,得Iy≥900/1.05=857.143A ＜4000A,所以用矩形導(dǎo)體。 因?yàn)?5300h/年，查鋁質(zhì)矩形