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1、電力工程系畢業(yè)設(shè)計(論文) 110KV變電站設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 摘 要 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一，它是負責把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能的產(chǎn)業(yè)。它即為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國防提供不可少的動力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行。電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經(jīng)濟才能不斷前進。 本次設(shè)計任務(wù)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。 關(guān)鍵詞：變電站；負

2、荷；主變；主接線；短路電流 Abstract The power industry is an important sector of the national economy, which is responsible for the energy provided by nature for people to be directly converted into electrical energy used in the industry. It i

3、s the modern industry, modern agriculture, modern science and technology and to provide essential modern defense force, again, and the daily lives of the masses is closely related. Electricity is the industrys first. Development of power industry must take precedence over other industrial sectors, t

4、he entire national economy can continue to move forward. This design task for 110KV substation electrical a preliminary design. Its content includes the original design data, the main choice of change, the main electrical wiring, short-circuit current calculation, electrical equipment choice, struc

5、ture of power distribution device, station selection of power supply, lightning protection, grounding device, no power compensation. Keywords: substation; load; transformer; main connection; short circuit current 目 錄 第一章 原始資料 4 1.

6、1環(huán)境條件 4 1.2電力系統(tǒng)情況 4 第二章 主變壓器的選擇 6 第二章 主變壓器的選擇 6 2.1負荷分析 6 2.2 主變臺數(shù)的確定 7 2.3 主變?nèi)萘康拇_定 7 2.4 主變相數(shù)選擇 7 2.5 主變繞組數(shù)選擇 7 2.6 主變繞組連接方式 8 2.7所用變選擇 9 第三章 電氣主接線的選擇 10 3.1電氣主接線概述 10 3.2 110KV側(cè)主接線的設(shè)計 11 3.3 35KV側(cè)主接線的設(shè)計 12 3.4 10KV側(cè)主接線的設(shè)計 13 3.5 主接線方案的最終確定 14 第四章 短路電流的計算 16 4.1 短路電流計算的目的及規(guī)定 1

7、6 4.2 短路電流的計算 16 第五章 主要電氣設(shè)備的選擇 22 5.1 電氣設(shè)備選擇概述 22 5.2 110KV側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇 23 5.3 35KV側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇 25 5.4 10KV斷路器隔離開關(guān)的選擇 28 5.5 電流互感器的選擇 30 5.6 電壓互感器的選擇 35 5.7 10KV側(cè)熔斷器的選擇 36 第六章 防雷保護和接地裝置 38 6.1 變電所的保護對象 38 6.2 電工裝置的防雷措施 38 6.3 本設(shè)計的防雷保護方案 40 6.4 接地裝置 42 結(jié) 論 43 致 謝 44 參考文獻 45

8、 第一章 原始資料 1.1環(huán)境條件 （1）變電站地處坡地 （2）土壤電阻率ρ=1.79*10000Ω/cm2 （3）溫度最高平均氣溫+33℃，年最高氣溫40℃，土壤溫度+15℃ （4）海拔1500m （5）污染程度：輕級 （6）年雷暴日數(shù)：40日/年 1.2電力系統(tǒng)情況 （1）系統(tǒng)供電到110kV母線上，35KV、10kV側(cè)無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到110kV側(cè)母線上UB=Uav SB=110MVA 系統(tǒng)110kV側(cè)參數(shù) X110max=0.0765，X110min=0.162 （2）110kV最終兩回進線四回出線，每回負荷為45MVA，本期工程兩回進線，兩回出線

9、。 （3）35kV側(cè)最終四回出線，全部本期完成，其中兩回為雙回路供桿輸電Tmax=4500h，負荷同時率為0.85 （4）10kV出線最終10回，本期8回Tmax=4500 h，負荷同時率0.85，最小負荷為最大負荷的70%，備用回路3 MW，6 MW，cosφ=0.85計算 （5）負荷增長率為2% 電壓 等級 回路 名稱 近期最大負荷（MW） 功率因數(shù) cosφ 回路數(shù) 線路長度 （km） 供電方式 35KV 1# 12 0.85 1 25 雙回共桿 2# 10 0.85 1 25 雙回共桿 3#

10、20 0.85 1 23 單回架空 4# 10 0.85 1 19 單回架空 10KV 1＃ 3 0.85 1 5 架空 2＃ 4 0.85 1 4 架空 3＃ 2 0.80 1 6 架空 4＃ 3 0.80 1 5 電纜 5＃ 3 0.85 1 3 電纜 6＃ 2 0.80 1 7 電纜 7＃ 4 0.80 1 6 電纜 8＃ 2 0.85 1 8 電纜 第二章 主變壓器的選擇 2.1負荷分析 2.1.1 負荷分類及定義 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡

11、或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。 二級負荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 2.1.2 35KV及10KV各側(cè)負荷的大小 35KV側(cè)： ΣP1=12+10+20+10=52MW ΣQ1=120.62+100.

12、62+200.62+100.62=32.24MVar ΣS1=（522+32.242）1/2 =61.18 MVA 10KV側(cè)： ΣP2=3+4+2+3+3+2+4+2+3+6=32MW ΣQ2=30.62+40.62+20.75+30.75+30.62+20.75+40.75+20.62+30.62+60.62=21.27MVar ΣS2=（322+21.272）1/2 =38.42 MVA ΣP=52+32=84 MW ，ΣQ=32.24+21.27=53.51 MVar ΣS=（842+53.512）1/2=99.60 MVA

13、 考慮同時系數(shù)時的容量： ΣS＇=99.600.85=84.66 MVA 考慮到2%的負荷增長率時的容量： ΣS＇＇=84.661.02=86.353MVA 2.2 主變臺數(shù)的確定 對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電所符合此情況，因此選擇2臺變壓器即可滿足負荷的要求。 2.3 主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮 到遠期10-20年負荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電所所帶負荷

14、的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70％-80％。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為： S=ΣS＇＇0.7=86.3530.7=60.447MVA 所以應(yīng)選容量為63MVA的主變壓器 2.4 主變相數(shù)選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)

15、采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 2.5 主變繞組數(shù)選擇 在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該變壓器容量的15％以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)：K1=(52+32) 0.8/63=1.07>0.15 中壓側(cè)：K2=520.8/63=0.66>0.15 低壓側(cè)：K3=320.8/63=0.41>0.15 由以上可知此變

16、電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 2.6 主變繞組連接方式 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△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用變壓器繞組都采Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接?！? 有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線 35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用△接線 主變中性點的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、

17、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。 35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)；IC<=30A（采用中性點不接地的運行方式） 所以在本設(shè)計中110KV采用中性點直接接地方式 本設(shè)計中主變的型號是：SFSZ7—63000/110 選擇的主變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 型 號

18、 SFSZ7—63000/110 容 量 63 MVA 容 量 比 63 /63 /63 阻抗電壓 高—壓 11081.25%　 中—壓 38. 522.5% 低—壓 10.5 聯(lián)結(jié)組標號 YN，yn0,d11 損 耗 空載 84.7KW 負載 300 KW 空載電流 1.2% 阻抗電壓 高-中 17% 高-低 10.5% 中-低 6.5 % 2.7所用變選擇 選擇原則：為滿足整流操作電源、強迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要，裝設(shè)兩臺所用變壓器，所用電容量得確定，

19、一般考慮所用負荷為變電所總負荷的0.5%~1%,這里取變電所總負荷的1%計算。 S＝1%630000KVA＝6300KVA。 2、根據(jù)選擇原則，選出110KV變電所兩臺所用變型號分別為 S9-6300/10 兩繞組變壓器 額定電壓：10/0.4 接線方式：Y/Y0-12 兩臺所用變分別接于10kV母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為暗備用，平時半載運行，當一臺故障時，另一臺能夠承但變電所的全部負荷。 第三章 電氣主接線的選擇 3.1電氣主接線概述 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起

20、來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 3.1.1 在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù) (1)發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 (2)發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 (3)負荷大小和重要性 (4)系統(tǒng)備用容量大小 (5)系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料 3.1.2主接線設(shè)計的基本要求 （1）應(yīng)按電源情況、負荷性質(zhì)、容量大小及鄰近變配電所聯(lián)系

21、等因素確定主接線型式。力求簡單可靠，維護方便，使用靈活，便于發(fā)展。 （2）架空進線避雷器設(shè)在靠近變壓器的架空進線處；電纜進線的避雷器設(shè)在進線開關(guān)后的母線上。 （3）一段母線設(shè)一組電壓互感器。當分段的單母線在正常運行時不為分段，亦可僅設(shè)一組電壓互感器。 （4）設(shè)在母線上的電壓互感器及避雷器可合用一組隔離開關(guān)。 （5）按電業(yè)局要求必須設(shè)置高壓計費時，則必須在計費處裝設(shè)電流互感器及電壓互感器專柜。 （6）在所以進出線回路上按指示計量、繼電保護的要求裝設(shè)電流互感器。 （7）單電源的主接線，可以僅在斷路器靠電源側(cè)、裝設(shè)隔離開關(guān)或隔離觸頭。 （8） 在電源進線上應(yīng)裝設(shè)帶電指示裝置。若采用真空

22、斷路器時，為防止操作過電壓，應(yīng)在供電變壓器的10~35KV 線路上裝設(shè)阻容吸收器或氧化鋅避雷器。 另外，對電氣主接線還要求可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，這三者是一個綜合概念，不能單獨強調(diào)其中的某一種特性，也不能忽略其中的某一種特性。但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。例如，系統(tǒng)中的超高壓、大容量樞紐變電所，因停電會對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小，故對其主接線的經(jīng)濟性就特別重視。 3.1.3高壓配電裝置的基本接線方式 有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。 無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋

23、形接線、角形接線等。 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。 3.2 110KV側(cè)主接線的設(shè)計 110KV側(cè)初期設(shè)計2回進線2回出線，最終2進線4回出線，由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 方案一：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。 方案二：110KV側(cè)采用雙母線的連接方式。 方案一如圖： 方案二如圖： 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便。 110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。 110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點：

24、 供電可靠性：當一組母線停電或故障時，不影響另一組母線供電； 調(diào)度靈活，任一電源消失時，可用另一電源帶兩段母線： 擴建方便； 在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟。 故110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。 3.3 35KV側(cè)主接線的設(shè)計 35KV側(cè)出線回路數(shù)為4回，由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 方案一： 35KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二： 35KV側(cè)采用單母線連接。 方案一如圖： 方案二如圖： 當35—63KV

25、配電裝置出線回路數(shù)為4—8回，采用單母分段連接，當連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。 35KV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。 故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。 3.4 10KV側(cè)主接線的設(shè)計 10KV側(cè)出線回路數(shù)本期為8回，最終10回，由《電力工程電氣設(shè)計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 方案一：10KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二：10KV側(cè)采用單母線連接。 方案一如圖： 方案二如圖：

26、 當6—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。 10KV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。 故10KV采用單母分段連接。 3.5 主接線方案的最終確定 綜合上述可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。 方案如圖: 第四章 短路電流的計算 4.1

27、短路電流計算的目的及規(guī)定 4.1.1 短路電流計算的目的 在變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定 4.1.2 短路電流計算的一般規(guī)定 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； 短路種類：一般以三相短路計算； 接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運行

28、方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 短路電流計算點：在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。 計算容量：應(yīng)按工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。 4.2 短路電流的計算 取基準容量為：SB=100MVA，基準電壓為UB=Uav又依公式： IB=SB/UB ；XB=UB2/SB，計算出基準值如下表所示： （SB=100MVA） UB（KV） 115 37 10.5 IB（KA） 0.552 1.716 6.048 XB（Ω） 1

29、20.23 12.45 1.00 計算變壓器電抗 UK1 %=1/2[UK(1-2)%+UK(3-1)%-UK(2-3)%] =1/2[17+10.5-6.5]=10.5 UK2%=1/2[UK(1-2)%+ UK(2-3)%- UK(3-1)%] =1/2[17+6.5-10.5]=6.5 UK3%=1/2[UK(3-1)% +UK(2-3)%- UK(1-2)%] =1/2[10.5+6.5-17]=0 XT1*= (UK1%/100)(SB/SN)= (10.5/100) (110/63)=0.183

30、 XT2*= (UK2%/100)(SB/SN)= (6.5/100) (110/63)=0.113 XT3*= (UK3%/100)(SB/SN)= 0 系統(tǒng)電抗（根據(jù)原始資料） 遠期：Xmax110*=0.0765；Xmax110*=0.162； 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下圖 短路計算點的選擇 選擇如圖2-2中的d1、d2、d3、 d4、d5、d6各點。 短路電流計算 d1點短路時：Up=115KV 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： I”*=I*∝=1/X1*=1.0/0.0765=13

31、.07 次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I”=I”*SB/ (Uav)=13.07 110/(115)=7.22KA 兩相短路電流為：0.8667.22=6.25 KA 沖擊電流為：ish=2.55 I”=2.557.22=18.41（KA） 短路容量為：S=UB I” =1.7321157.22=1438.1（MVA） Ish =1.51 I”=1.517022=10.90（KA） d2點短路時Up=37KV 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： I”*=I*∝

32、=1/X2*=1.0/(0.0765+0.0915+0.0565)=4.45 次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I″=I″*SB/ (Uav)= 4.45 110/(37)=7.64KA 兩相短路電流分別為：0.866 7.64=6.62KA 沖擊電流為：ish=2.55 I″=2.557.64=19.48（KA） 短路容量為：S=UBI″=1.732377.64=489.6（MVA） Ish =1.51 I”=1.517.64=11.54（KA） d3點短路時Up=10.5KV

33、 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： I″*=I*∝=1/X3*=1.0/(0.0765+0.0915)=5.95 次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I″=I″*SB/ (Uav)= 5.95 110/(10.5)=35.99KA 兩相短路電流分別為：0.866 35.99=31.17 KA 沖擊電流為：ish=2.55 I″=2.5535.99=91.77（KA） 短路容量為：S=UBI″=1.73210.535.99=654.5（MVA） Ish =1.51 I″=1.5135.99=54.34

34、（KA） d4點短路時Up=110KV,與d1短路時的情況相同。 d5點短路時Up=35KV 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： I″*=I*∝=1/X5*=1.0/(0.0765+0.0915+0.113)=3.56 次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I″=I″*SB/ (Uav)= 3.56 110/(35)=6.12KA 兩相短路電流分別為：0.866 6.12=5.3 KA 沖擊電流為：ish=2.55 I”=2.556.12=15.61（KA） 短路容量為：S=UBI

35、″ =1.73210.56.12=392.2（MVA） Ish =1.51 I″=1.516.12=9.24（KA） d6點短路時Up=10.5KV 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： X6*=0.0765+0.183//(0.183+0.113+0.113)+0=0.0765+0.183//0.409=0.203 I″*=I*∝=1/X6*=1.0/0.203=4.93 次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I″=I″*SB/ (Uav)= 3.56 110/(10.5)=29.82KA 兩相短路電

36、流分別為：0.866 29.82=25.82 KA 沖擊電流為：ish=2.55 I″=2.5529.82=76.04（KA） 短路容量為：S=UBI″=1.73210.529.82=542.3（MVA） Ish =1.51 I″=1.5129.82=45.03（KA） 將所計算最大方式下短路電流值列成下表 名稱 短路點 基準電壓 （KV） I″（KA） 三相 I″（KA） 兩相 Ish （KA） Ish （KA） S （MVA） d1 115 7.22 6.25 18.41 10.90 1438.1 d2 37 7.

37、64 6.62 19.48 11.54 498.6 d3 10.5 35.99 31.17 91.77 54.34 654.5 d4 115 7.22 6.25 18.41 10.90 1438.1 d5 37 6.12 5.3 15.61 9.24 392.2 d6 10.5 29.82 25.82 76.04 45.03 542.3 第五章 主要電氣設(shè)備的選擇 5.1 電氣設(shè)備選擇概述 5.1.1 選擇的原則 盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的工作和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致

38、的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗人穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 電器選擇的一般原則 （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。 （2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 （3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。 （4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 （5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 （6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓 ，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。因此，在電氣設(shè)備

39、時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇。即：UN≥UNS 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流是在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。IN應(yīng)不小于該賄賂在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即：IN≥Imax 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響 當電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應(yīng)采取措施。 機械荷載 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。 5.2 110KV側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇

40、 5.2.1 進線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 Imax =(2SN )/(UN)=(263000)/(110)=661.33 (A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV 額定電流選擇：IN>Imax=661.33A 開斷電流選擇：INbr>I″=7.22KA (d1 點短路電流) 在本設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)用。 110KV的配電裝置是戶外式，所以

41、斷路器也采用戶外式。 采用LW11-110II型號的斷路器。其技術(shù)參數(shù)如下： 斷路器型號 額定電壓KV 額定電流A 最高 工作 電壓 KV 額定 斷流 容量 KA 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時間S 峰值 3S LW11-110II 110 3150 126 31.5 100 40 0.03 熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=402 3=4800[（KA）2S] 電弧持續(xù)時間取0.04S，熱穩(wěn)定時間為：tk =0.15+0.03+0.04=0.22<1 S 因此需要計入短路電流

42、的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=0.05S Qnp =TI″=0.057.222 =2.61[（KA）2S] Qp = =0.22(7.222+107.222 +7.222 )/12=11.47[（KA）2S] Qk= Qnp+Qp=2.61+11.47=14.08[（KA）2S] 所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗： ies=100KA>ish =18.41KA 滿足動穩(wěn)定校驗，因此所選斷路器合適。 具體參數(shù)如下表： 計算數(shù)據(jù) LW11-110II UNs 110KV

43、 UN 110KV Imax 661.33A IN 3150A I″ 7.22KA INbr 31.5KA ish 18.41KA ies 100KA Qk 18.04[（KA）2s] It2t 402 3=4800 [（KA）2s] 5.2.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05SN )/(UN)=(1.0563000)/(110)=347.20 (A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV，額定電流選擇：IN>Imax=347.20A 開斷電流選擇：INbr>I″

44、=7.22KA (d4 點短路電流) 由上表可知LW11-110II滿足主變側(cè)斷路器的選擇，其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同 5.2.3 進線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV 額定電流選擇：IN>Imax=661.33A 極限通過電流選擇：ies>ish=18.41KA(d1 點短路電流) 選用GW4-110D型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān) 型號 額定 電壓KV 額定 電流A 極限通過 電流KA 熱穩(wěn)定 電流KA 峰值 4S GW4-110D 110 100

45、0 62.5 25 熱穩(wěn)定校驗：It2t>Qk It2t=2524=2500> Qk =14.08[（KA）2S] 動穩(wěn)定校驗： ies=62.5KA>ish =18.41KA 滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 具體參數(shù)如下表： 計算數(shù)據(jù) GW4-110D UNs 110KV UN 110KV Imax 661.33A IN 1000A Qk 14.08[（KA）2S] It2t 2524=2500 [（KA）2S] ish 18.41KA ies 62.5K

46、A 5.2.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV 額定電流選擇：IN>Imax=347.20A 極限通過電流選擇：ies>ish=18.41KA(d4 點短路電流) 由上表可知GW4-110D同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.3 35KV側(cè)斷路器隔離開關(guān)的選擇 5.3.1 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 Imax =(2SN )/(UN)=(263000)/(35)=2078.46(A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=35

47、KV 額定電流選擇：IN>Imax=2078.46A 開斷電流選擇：INbr>I″=7.64KA (d2 點短路電流) 選用SW4-35I型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下： 斷路器型號 額定電壓KV 額定電流A 最高工作電壓KV 額定斷流容量KA 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時間S 峰值 4S SW4-35I 35 1250 40.5 16 40 16 0.08 熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=1624=1024[（KA）2S] 電弧持續(xù)時間取0.04S，熱穩(wěn)定時間為：tk =0.

48、15+0.08+0.06=0.29<1 S 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 Qnp =TI″=0.057.642 =2.92[（KA）2S] Qp =0.22(7.642+107.642 +7.642)/12=16.93[（KA）2S] Qk= Qnp+Qp=2.92+16.93=19.85[（KA）2S] 所以It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗： ies=40KA>ish =19.48KA 滿足動穩(wěn)定校驗，因此所選斷路器合適。 具體參數(shù)如下表： 計算數(shù)據(jù) SW4-

49、35I UNs 35KV UN 35KV Imax 2078.46A IN 1250A I″ 7.64KA INbr 16KA ish 19.48KA ies 40KA Qk 19.85 [（KA）2s] It2t 1624=1024 [（KA）2s] 5.3.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05SN )/(UN)=(1.0563000)/(35)=1091.19(A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=35KV 額定電流選擇：IN>Imax=1091.19A 開斷電流選擇：INbr>I

50、″=6.12KA (d5 點短路電流) 由上表可知SW4-35I同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.3.3 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 Imax =(2SN )/(UN)=(263000)/(35)= 2078.46 (A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=35KV 額定電流選擇：IN>Imax=2078.46A 極限通過電流選擇：ies>ish=19.48KA (d2 點短路電流) 選用GW4-35DW型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān)型號 額定電壓KV 額定電流A 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 峰值 4S

51、 GW4-35DW 35 1250 63 31.5 熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=31.524=3969> Qk=19.85[（KA）2S] 動穩(wěn)定校驗： ies=63KA>ish =19.48KA 滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 具體參數(shù)如下表： 計算數(shù)據(jù) GW4-35DW UNs 35KV UN 35KV Imax 2078.46A IN 1250A Qk 19.85[（KA）2S] It2t 31.524=3969 [（KA）2S] ish 19.48KA ies

52、 62.5KA 5.3.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 Imax =(1.05SN )/(UN)=(1.0563000)/(35)=1091.19(A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=35KV 額定電流選擇：IN>Imax=1091.19A 極限通過電流選擇：ies>ish=15.61KA(d5 點短路電流) 由上表可知GW4-35DW同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.4 10KV斷路器隔離開關(guān)的選擇 5.4.1出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇 限流后I″=20KA，ish =2.5520=51KA 流過斷路器的最大工作

53、電流為： Imax =(2ΣS2 )/(UN)=(238420)/(10)=4436.36(A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV 額定電流選擇：IN>Imax=4436.36A 開斷電流選擇：INbr>I″=20KA (加裝限流電抗器后d3 點短路電流) 選擇SN4—10G/5000型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 斷路器 型號 額定 電壓 KV 額定 電流 A 斷流 容量 MVA 額定 斷流 容量 KA 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定 電流KA 固有分閘時間 S 峰值 4S SW4-10G/5000 10 5000 1800

54、 105 300 120 0.15 熱穩(wěn)定校驗 It2t=12024=57600 [（KA）2S] 設(shè)后備保護時間為2S，滅弧時間為0.06S tk =2+0.15+0.06=2.21S>1S，因此不計短路電流的非周期分量 =2.21(12202)/12=884 [（KA）2S] It2t> Qk ，因此所選斷路器滿足熱穩(wěn)定要求 動穩(wěn)定校驗： ies =300KA>ish=51 KA，滿足動穩(wěn)定要求 因此，所選斷路器合適 具體參數(shù)如下： 計算數(shù)據(jù) SN4-10G/5000 UNs 10KV UN 10KV

55、Imax 4436.36A IN 5000A I″ 20KA INbr 105KA QK 884 [（KA）2s] It2t 12024=57600 [（KA）2s] ish 51KA ies 300KA 5.4.2 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 Imax =(1.05ΣS2 )/(UN)=(1.0538420)/(10)=2329.09(A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV 額定電流選擇：IN>Imax=2329.09A 開斷電流選擇：INbr>I″=29.82KA (d6點短路電流) 由上表可知SW4-10

56、G/5000同樣滿足主變側(cè)斷路器的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.4.3 出線側(cè)隔離開關(guān)、母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇 Imax =(2ΣS2)/(UN)=(238420)/(10)= 4436.36 (A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV 額定電流選擇：IN>Imax=4436.36A 極限通過電流選擇：ies>ish=91.77KA (加裝限流電抗器后d3 點短路電流) 選用GN10—10T/5000—200型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下： 隔離開關(guān)型號 額定電壓KV 額定電流A 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 峰值 5S GN10-110T

57、/5000-200 10 5000 200 100 熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=10025=50000[（KA）2s] 所以，It2t> Qk= 884 [（KA）2s]，滿足熱穩(wěn)校驗 動穩(wěn)定校驗： ies=200kA＞ish=51kA，滿足校驗要求 因此，所選隔離開關(guān)合適 具體參數(shù)如下表： 計算數(shù)據(jù) GN10-10T/5000-200 UNs 10KV UN 10KV Imax 4436.36A IN 5000A QK 884 [（KA）2S] It2t 10025=50000[（K

58、A）2S] ish 51KA ies 200KA 5.4.4 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 Imax =(1.05ΣS2)/(UN)=(1.0538420)/(10)= 2329.09 (A) 額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV 額定電流選擇：IN>Imax=2329.09A 極限通過電流選擇：ies>ish=76.04KA(d6 點短路電流) 由上表可知GN10-10T/5000-200同樣滿足主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。 5.5 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條

59、件和產(chǎn)品情況選擇。對于6～20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 一次回路電壓： 一次回路電流： 準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。 二次負荷： 動穩(wěn)定： 式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。 熱穩(wěn)定： 為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。 5.5.1 110KV側(cè)電流互感器的選擇 主變11

60、0KV側(cè)CT的選擇 一次回路電壓： =110KV 二次回路電流： =463000/3(UN)=440.89A 根據(jù)以上兩項，初選LCW-110(600/5)戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下： 電流 互感器 型號 額定 電流 A 級次 組合 準確 級次 二次負荷 10%倍數(shù) 1S熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 準確等級 0.5 1 3 二次 負荷 倍 數(shù) 電 流 倍 數(shù) 電 流 倍 數(shù) Ω LCW-110 600/5 0.5 1.2 2.4 75 150 0.5/1 1 1.2 4

61、 1.2 15 動穩(wěn)定校驗： =600150=127.28KA>ish=18.41KA 滿足動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗： (Im Kt)2= (60075)2=2025 [（KA）2s]≥Qk =14.08 [（KA）2s], 滿足熱穩(wěn)定要求 綜上所述，所選LCW-110(600/5) 戶外獨立式電流互感器滿足要求。 具體參數(shù)如下表： 設(shè) 備 項 目 LCW-110(600/5) 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計算數(shù)據(jù) un≥ug 110KV 110KV 600A 440.89A ＞ 2025KAS 14.08KAS ＞ 127.28KA 18.41K

62、A 110KV母聯(lián)CT： 由于110KV母聯(lián)與變高110KV側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用LCW-110(600/5)型CT。 5.5.2 35KV側(cè)電流互感器的選擇 主變35KV側(cè)CT的選擇 一次回路電壓： =35KV 二次回路電流： =463000/3(UN)=1385.64A 根據(jù)以上兩項，初選LCWDI-35-1500/5戶外獨立式電流互感器， 其參數(shù)如下： 電流互感器型號 額定電流A 級次 組合 準確級次 二次負荷 10%倍數(shù) 1S熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 準確等級 0.5 1 3 二次負 荷 倍 數(shù) 電 流 倍 數(shù) 電 流 倍

63、數(shù) Ω LCWDI-35-1500/5 1500/5 0.5/B 0.5/B 2 2 15 30 2.5 30 動穩(wěn)定校驗： =15002.530=159.10KA>ish=19.48KA 滿足動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗： (Im Kt)2= (150030)2=2025 [（KA）2s]≥Qk =19.85 [（KA）2s], 滿足熱穩(wěn)定要求 綜上所述，所選LCWDI-35-1500/5戶外獨立式電流互感器滿足要求。 具體參數(shù)如下表： 設(shè) 備 項 目 LCWDI-35-1500/5 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計算數(shù)據(jù) un≥ug 3

64、5KV 35KV 1500A 1385.64A ＞ 2025KAS 19.85KAS ＞ 159.10KA 19.48KA 35KV母聯(lián)CT： 由于35KV母聯(lián)與變高35KV側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用LCWDI-35-1500/5型CT。 5.5.3 10KV側(cè)電流互感器的選擇 主變10KV側(cè)CT的選擇 一次回路電壓： =10KV 二次回路電流： =438420/3(UN)=2957.57A 根據(jù)以上兩項，初選戶外獨立式電流互感器， 其參數(shù)如下： 電流互感器型號 額定電流 A 級次 組合 準確級次 二次負荷 10%倍數(shù) 1S熱

65、穩(wěn)定 動穩(wěn)定 準確等級 0.5 1 3 二次 負荷 倍 數(shù) 電 流 倍 數(shù) 電 流 倍 數(shù) Ω LMZD-10（11000/5） 0.5/D 0.5 1.2 1.2 20 40 90 動穩(wěn)定校驗： =1100090=1400.07KA>ish=91.77KA 滿足動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗： (Im Kt) 2= (1100040) 2=193600[（KA）2s]≥Qk=2953.23 [（KA）2s],滿足熱穩(wěn)定要求 綜上所述，所選戶外獨立式電流互感器滿足要求。 具體參數(shù)如下表：

66、 設(shè) 備 項 目 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計算數(shù)據(jù) un≥ug 10KV 10KV 11000KA 2957.57A ＞ 193600KAS 2953.23KAS ＞ 1400.07KA 91.77KA 10KV母聯(lián)CT： 由于10KV母聯(lián)與變高10KV側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用型CT。 5.6 電壓互感器的選擇 5.6.1 110KV側(cè)母線電壓互感器的選擇 型式：采用串聯(lián)絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保護用。 電壓：額定一次電壓： U1n=110KV U2n=0.1/ KV 準確等級：用于保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級，查相關(guān)設(shè)計手冊，選擇PT的型號：JCC—110 最大容量2000VA