220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計 楊學碩,220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計,楊學碩,kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設計 文獻綜述 一、選題意義 隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對供電質量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農網(wǎng)建設及改造、拉動內需的發(fā)展計劃[1]。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著至關重要的作用。近年來220kV變電站的建設迅猛發(fā)展?？茖W的變電站設計方案能夠提升配電網(wǎng)的供電能力和適應性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設施占地資源，體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術改造思路[2]。同時可以增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積，使變電站的配置達到最佳，不斷提高經濟效益和社會效益[3]。 二、變電站建設的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 為了保障我國經濟的高速發(fā)展，以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進程，我國電力系統(tǒng)進入了一個快速發(fā)展階段，電網(wǎng)建設得到進一步完善。由于我國電力建設起步比較晚，目前我國變電站主要現(xiàn)狀是老設備向新型設備轉變，有人值班向無人值班變電站轉變，交流傳輸向直流輸出轉變，在城市變電站建設中，戶內型變電站大幅增加。國外變電站主要是交流輸出向直流輸出轉變。而數(shù)字化智能變電站也是國內外變電站未來發(fā)展趨勢。 1、無人值守變電站： 同西方發(fā)達國家相比，由于我國變電站自動化系統(tǒng)應用起步較晚，變電站運行管理的理念也有很大差異，使我們的變電站無人值守運行水平與之相比還有很大的差距。在我國，許多220 kV及以下電壓等級變電站已經開始由監(jiān)控中心進行監(jiān)控，基本上實現(xiàn)了變電站無人值守。但作為國內電網(wǎng)中最高電壓等級的500 kV和330 kV變電站，即使采用了變電站自動化系統(tǒng)的，也都是實行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達國家，各個電壓等級變電站都能實現(xiàn)變電站無人值守。由此發(fā)現(xiàn)，在國內外無人值守變電站之間、國內外變電站自動化系統(tǒng)之間都還有很大的差異[4]。全面實現(xiàn)變電站無人值守對我國電網(wǎng)建設有非常明顯的技術經濟效益: 1提高了運行可靠性；2加快了事故處理的速度；3提高了勞動生產率；4降低了建設成本。[5] 2、城市變電站建設 隨著城市中心地區(qū)的用電負荷迅速增長，形勢迫使在城市電網(wǎng)加快改造和建設的同時，在中心城區(qū)要迅速地建設一批高質量的城市變電站，在多種變電站的型式中戶內型變電站受到各方面的重視，在這幾年中得到飛速發(fā)展[6]。由于戶內變電站允許安全凈距小且可以分層布置而使占地面積較小。室內變電站的維修、巡視和操作在室內進行，可減輕維護工作量，不受氣候影響。 3、數(shù)字化智能變電站 在變電站自動化領域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現(xiàn)，變電站自動化技術即將進入新階段[7]。變電站自動化系統(tǒng)是在計算機技術和網(wǎng)絡通信技術基礎上發(fā)展起來的。它以其簡單可靠、可擴展性強、兼容性好等特點逐步為國內用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項目中獲得成功的應用[8]。隨著智能化開關，光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態(tài)檢測及自診斷、變電站運行操作培訓仿真這些新技術的日趨成熟以及廣泛應用必將對現(xiàn)有變電站自動化技術產生深刻的影響，帶來全數(shù)字化的變電站新概念[9]。2009年9月11日華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站郭家屯變電站正式啟動，它的建成對國內數(shù)字化變電站技術的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設具有重要意義[10]。 三、變電站設計內容及原則 1、220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設計主要包括以下步驟：電氣主接線設計、配電裝置、電氣平面布置、系統(tǒng)保護 、電氣設備選擇。[11] 2、變電站設計原則[12]： (1)足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域內中長期規(guī)劃預測的負荷要求； (2)結構緊湊，設備體積小，占地面積小； (3)自動化程度高，通信誤碼率低，可靠性高； (4)可靠靈活的主接線方式； (5)主設備技術性能優(yōu)越，可靠性高，檢修頻率低，噪聲低。 在變電站設計中要考慮到雷電對變電站的危害，在變電站中至少要安裝一臺避雷器來保護變壓器，最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器。此時，即使在瞬時有極高電流出現(xiàn)，也能最大限度地保證變壓器上的電壓水平在安全極限內[13]。 變電站設計是個綜合系統(tǒng)工程，是電力系統(tǒng)項目設計的重要組成部分。一份成功的變電站設計方案可以在實際工程中取得最優(yōu)的效益:增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積以及建設成本，使變電站的配置達到最佳，保證較高的經濟效益和社會效益。 參考文獻： [1]劉婭.11OKV變電站部分電氣一次設計淺析.民營科技, 2009（6）：2-38 [2]饒 瑩,郭 煒,徐鑫乾.110／20 kV變電站電氣一次部分設計.電力設備，2008（9）：11-13 [3]張宏陽.淺談220kV變電站設計思路及實踐.科技咨訊，2009（18）：128-128 [4]陳志軍.國內外變電站無人值守的比較與思考.廣東電力,2006（19）：35-38 [5]李嘯驄,王佩璋.馮大千.葉漣遠.無人值班變電站的發(fā)展意義以及建設中的幾點建議.廣西電力技術，1998（3）:39-43 [6]秦建新.城市變電站的發(fā)展趨勢及其特點.天津電力技術, 2002（2）：10-12 [7]劉貞,殷小虹.智能變電站的實現(xiàn).科技前沿，2009（36）：26-26 [8]徐景隆.變電站自動化發(fā)展趨勢分析.科學實踐，2009（28）：307-308 [9]金旭東.數(shù)字化變電站介紹.江蘇電機工程， 2007（21）：38-40 [10]馬瑾瑜.華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站啟動.華北電業(yè)，2009（5）：55-55 [11]陳月娥.有關22O kV變電站設計思路的分析.廣東科技,2008（12）：129-130 [12]林濟濤.220kV城市變電站電氣系統(tǒng)設計的探討.沿海企業(yè)與科技, 2009（8）：106-107 [13]黃純華.發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料.北京：水利水電出版社. [14]傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算.北京：中國電力出版社，2004. [15]王錫凡.電力工程基礎.西安：西安交大出版社，1998. 華北電力大學科技學院 畢業(yè)設計(論文)任務書 所在系別 電力工程系 專業(yè)班號 電氣07k7 學生姓名 楊學碩 指導教師簽名 劉興杰 審批人簽字 畢業(yè)設計(論文)題目 220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計 2011年 3 月 1 日 一、畢業(yè)設計(論文)主要內容 1. 分析原始資料，設計幾種可行的電氣主接線方案； 2. 通過初步技術經濟比較，確定最佳的方案； 3. 針對所選的最好方案進行短路電流計算； 4. 選擇電氣設備并進行校驗； 5. 設計屋內外配電裝置； 6. 設計防雷保護，選擇避雷針并進行校驗； 7. 接地網(wǎng)設計。 二、基本要求 1. 遵守學校規(guī)章制度和畢業(yè)設計期間的管理規(guī)定，按時認真完成文獻綜述、開題報告、中期檢查、畢業(yè)設計內容研究、論文撰寫和答辯等環(huán)節(jié)； 2. 畢業(yè)論文的撰寫應符合華北電力大學《本科畢業(yè)設計（論文）規(guī)定、規(guī)范》(2006年修訂)和華北電力大學《畢業(yè)論文（設計說明書）的撰寫規(guī)范及要求》(2006年修訂)。論文應有中文和英文摘要，有一定字數(shù)的文獻綜述； 內容包括：(1) 設計說明書一份；(2) 計算書一份（短路電流、設備校驗、運行費、防雷校驗等計算）；(3) 圖紙5-7張：電氣主接線圖、屋外配電裝置斷面圖、屋內配電裝置斷面圖、防雷校驗圖等。 3. 翻譯一篇不少于3000漢字的外文文獻，翻譯資料作為畢業(yè)設計（論文）附件附錄單獨裝訂成冊。 三、設計(論文)進度 序號 設計項目名稱 完成時間 備注 1 查閱相關文獻和資料，完成文獻綜述和開題報告 2011.3.4 2 確定全站計算負荷，選擇主變壓器； 確定無功補償裝置，站用電接線及電氣主結線方案； 2011.4.8 含兩周金工實習 3 短路電流計算；高壓電器選擇； 導體選擇； 2011.5.13 含兩周綜合實驗 4 配電裝置設計，全站總平面布置規(guī)劃； 繼電保護規(guī)劃； 畫出相應所需圖紙； 2011.5.27 5 對畢業(yè)設計（論文）工作進行總結，完成外文文獻翻譯 2011.6.3 6 撰寫論文，準備答辯 2011.6.17 設計(論文)預計完成時間：2011 年 6 月 17 日 四、參考資料及文獻 ［1］ 丁毓山，雷振山．中小型變電所實用設計手冊［Ｍ］．第一版．北京：中國水利水電出版社，2000 ［2］ 王曉文．供用電系統(tǒng)［Ｍ］．第二版．北京：中國電力出版社，2005 ［3］?王榮藩．工廠供電設計與實驗［Ｍ］．天津：天津大學出版社，1989：15-18，31． ［4］ 劉介才．工廠供電［Ｍ］．第三版．北京：機械工業(yè)出版社，1999 ［5］ 馬維新．電力系統(tǒng)電壓［Ｍ］．第一版．北京：中國電力出版社，1998 ［6］ 耿旭明，趙澤民．電氣運行與檢修1000問［Ｍ］．北京：中國電力出版社，2004 ［7］ 劉滌塵．電氣工程基礎［Ｍ］．第一版．武漢：武漢理工大學出版社，2002 ［8］遼寧省電力有限公司用電檢查處．變電所技術標準及規(guī)程規(guī)范應用手冊［Ｍ］．第一版．沈陽：遼寧科學技術出版社，2004 ［9］ 丁毓山．變電所設計［Ｍ］．第一版．沈陽：遼寧科學技術出版社，1993 ［10］劉介才．實用供配電技術手冊［Ｍ］．第一版．北京：中國水利水電出版社，2002 ［11］白公．怎樣閱讀電氣工程圖［Ｍ］．第一版．北京：機械工業(yè)出版社，2001 ［12］熊為群，陶然．繼電保護 自動裝置及二次回路［Ｍ］．第二版．北京：中國電力出版社，2000 華北電力大學科技學院 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 學生姓名： 楊學碩 班級： 電氣07k7 所在系別： 電力工程系 所在專業(yè)： 電氣工程及其自動化 設計（論文）題目： 220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計 指導教師： 劉興杰 2011年 3 月 15日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 一、結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫不低于2000字的文獻綜述。（另附） 二、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一．設計主要內容 根據(jù)原始資料選擇5~7種合理的電氣主接線，進行初步技術、經濟比較，選擇2種較好的電氣主接線；選擇主變壓器的容量和型號；計算兩種主接線的短路電流；根據(jù)短路電流計算結果選擇電氣設備；通過技術經濟比較確定最佳方案；防雷系統(tǒng)設計，屋內外配電裝置設計和總平面布置。 1. ．設計方法 1. 電氣主接線：建立一個科學的電氣主接線的評價系統(tǒng)，全面分析影響因素，綜合評價各項技術經濟比較，合理確定主接線方案。在變電站電氣主接線的設計過程中，還應考慮氣象、地質、地理位置、交通等環(huán)境因素。 2.短路電流計算：首先選擇計算短路點，畫等值網(wǎng)絡圖，求出計算電抗Xjs，然后計算短路電流周期分量有名值，短路容量及短路電流沖擊值。 3.電氣設備的選擇：選擇的方法有按正常工作條件選擇，按短路條件檢驗，按熱穩(wěn)定校驗。 4.防雷設計：采用避雷針和避雷線，使所有設備都處于避雷針（線）的保護范圍之內，此外還應采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。 5.配電裝置設計：根據(jù)電力系統(tǒng)條件,按照自然環(huán)境特點和運行檢修的要求,合理的制定布置方案和選用設備。 對“文 三、指導教師意見： 1． 對“文獻綜述”的評語： 2．對學生前期工作情況的評價（包括確定的研究方法、手段是否合理等方面）： 指導教師： 年 月 日 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 畢 業(yè) 設 計 論文 題目 220KV 變電站電氣一次系統(tǒng)設計 系 別 電力工程系 專業(yè)班級 電氣自動化專業(yè) 07K7 班 學生姓名 楊學碩 指導教師 劉興杰 二 一 一 年 六 月 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 I 220kV 變電站電氣一次系統(tǒng)設計 摘 要 當前電力建設規(guī)模日益增大 為了緩解電力供需矛盾 減少投資 提高效益 提高 電力系統(tǒng)的安全運行與經濟運行 以適應不斷擴大的電網(wǎng)規(guī)模 變電站的建設迅速發(fā)展 因此 對變電站的設計有了更高 更完善的要求 設計是否合理 不僅直接影響基建投 資 運行費用和有色金屬的消耗量 也會反映在供電的可靠性和安全生產方面 和企業(yè) 的經濟效益 設備人身安全密切相關 本說明書以 220KV 地區(qū)變電站設計為例 論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設 計 一次部分 的全過程 通過對變電站的主接線設計 站用電接線設計 短路電流計 算 電氣設備動 熱穩(wěn)定校驗 主要電氣設備型號及參數(shù)的確定 運行方式分析 防雷 及過電壓保護裝置的設計 電氣總平面及配電裝置斷面設計和無功補償方案設計 較為 詳細地完成了電力系統(tǒng)中變電站設計 限于畢業(yè)設計的具體要求和設計時間的限制 本畢業(yè)設計只對變電站電氣一次部分 做了較為詳細的理論設計 而對其電氣二次部分并沒有涉及 這有待于在今后的學習和 工作中進行研究 關鍵詞 變電站 短路電流 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 II 220kV SUBSTATION PRIMARY DESIGN Abstract At present electric power construction the scale enlarge increasingly for the sake of alleviating the electric power supply and demand antinomy reducing the investment raising the performance raise the electric power system safe circulate and the economy circulate the construction of transformer substations rapidly develop Therefore It need the higher and more perfect request to the design Whether design reasonable not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts In a word it is close with the economic performance and the safety of the people The statement about the 220kv transformer area substation design discussed some electrical transformer stations design one part in power systems engineering of the entire process Through the main transformer stations wiring design stations wiring design stations short circuit current calculations check electrical equipment moving and thermal stability set the main electrical equipment models and the parameters the operating mode design over voltage protection and mine devices design general electric graphic and distribution devices flood and without power compensation Lastly completed substation design in power system Limited to the specific design requirements and design time of constraints The design only is a part of the electrical transformer stations and its second part did not involve which research it in future study and work Keywords Substation Short circuit currents Moving stability Thermal stability 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1 1 設計背景 1 1 2 設計內容 1 2 主接線設計 2 2 1 電氣主接線的一般要求 2 2 2 主接線選擇的主要原則 3 2 3 主接線方案設計 3 2 3 1 方案擬定及技術比較 3 2 3 2 方案的經濟性比較 5 3 主變的選擇 6 4 短路計算 8 4 1 短路故障產生的原因 8 4 2 短路故障的危害 8 4 3 短路電流計算的目的 8 4 4 短路電流計算的內容 8 4 5 短路電流計算步驟 9 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計算 9 4 6 1 短路電流計算的基準值 9 4 6 2 網(wǎng)絡模型 9 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 9 5 設備的選擇及動 熱穩(wěn)定校驗 13 5 1 按正常工作條件選擇電氣設備 13 5 2 按短路狀態(tài)校驗 13 5 3 斷路器的選擇原則 14 5 3 2 110KV 斷路器選擇 17 5 3 3 10KV 斷路器選擇 18 5 4 2 110KV 隔離開關的選擇 20 5 5 互感器的選擇 23 5 5 1 電流互感器的選擇 23 5 5 2 電壓互感器的選擇 24 5 6 2 110KV 側母線的選擇 27 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 I 5 6 3 10KV 側母線的選擇 28 6 配電裝置 31 6 1 配電裝置的基本要求 31 14 6 2 配電裝置的類型及特點 31 6 4 配電裝置設計的基本步驟 32 6 5 配電裝置的選用 32 7 防雷接地設計 34 7 1 避雷針 34 8 1 設計說明 36 8 2 接地體的設計 36 8 3 典型接地體的接地電阻計算 36 8 4 接地網(wǎng)設計計算 37 9 結論 39 參考文獻 40 附錄 41 致謝 42 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 0 1 緒論 1 1 設計背景 隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高 對供電質量的要求日益提高 國家提 出了加快城網(wǎng)和農網(wǎng)建設及改造 拉動內需的發(fā)展計劃 110kV 變電站的建設迅猛發(fā)展 供電可靠性是城網(wǎng)建設改造的一個重要目標 110 kV 變電站設計是城網(wǎng)建設中較為關鍵 的技術環(huán)節(jié) 如何設計 110 kV 變電站 是城網(wǎng)建設和改造中需要研究和解決的一個重要 課題 1 1 2 設計內容 本設計的主要工作是對 110kV 變電站電氣一次部分電氣主接線設計 通過比較 選 擇相應的電氣設備 設計內容主要包括 電氣主接線的擬定 各電壓等級對應的電氣設 備選擇 對初步擬定的兩種備選方案的年運行費用進行比較 確定最佳方案 并給出設 計內容的理論依據(jù)和計算過程 具體分為一下幾方面 2 1 根據(jù)原始資料選擇 5 7 種合理的電氣主接線 2 進行初步技術 經濟比較 選擇 2 種較好的電氣主接線 3 選擇主變壓器的容量和型號 4 計算兩種主接線的短路電流 5 根據(jù)短路電流計算結果選擇電氣設備 6 通過技術經濟比較確定最佳方案 7 防雷系統(tǒng)設計 8 屋內外配電裝置設計和總平面布置 9 繪制圖紙 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 1 2 主接線設計 電氣主接線是發(fā)電廠 變電所電氣設計首要部分 也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠 變電所本身運行的可靠性 靈活性和經濟型密 切相關 并對電氣設備選擇配電裝置布置 繼電保護和控制方式的擬定有較大影響 因 此 必須處理好各方面的關系 全面分析有關影響因素 通過技術經濟比較 合理確定 主接線方案 電氣主接線的設計與所在電力系統(tǒng)及所采用的設備密切相關 隨著電力系統(tǒng)的不斷 發(fā)展 新技術的采用 電氣設備的可靠性不斷提高 設計主接線的觀念也應與時俱進 不斷創(chuàng)新 變電所電氣主接線設計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質 選擇出一種 與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應的接線方式 變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接 線的重要組成部分 它表明變電所內的變壓器 各電壓等級的線路 無功補償設備最優(yōu) 化的接線方式與電力系統(tǒng)連接 同時也表明在變電所內各種電氣設備之間的連接方式 一個變電所的電氣主接線包括高壓側 中壓側 低壓側以及變壓器的接線 因各側所接 的系統(tǒng)情況不同 進出線回路數(shù)不同 其接線方式也不同 3 2 1 電氣主接線的一般要求 1 可靠性 1 斷路器檢修時 不宜影響對系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時 盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間 并且保 證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電 3 盡量避免發(fā)電廠 變電所全部停運的可能性 4 大機組超高壓應滿足可靠性的特殊要求 2 靈活性 1 調度時 應可以靈活地投入和切除發(fā)電機 變壓器和線路 調配電源和負荷 滿 足系統(tǒng)在事故運行方式 檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調度要求 2 檢修時 可以方便地停運斷路器 母線及其繼電保護設備 進行安全檢修而不致 影響電力網(wǎng)運行和用戶的供電 3 擴建時 可以容易地從初期接線過度到最終接線 在不影響連續(xù)供電或停電時間 最短的情況下 投入新裝機組 變壓器或線路而不互相干擾 且對一次和二次部分的改 建工作量最少 3 經濟性 1 主接線應力求簡單 以節(jié)省斷路器 隔離開關 電壓和電流互感器 避雷器等一 次設備 2 要能使繼電保護和二次回路不過于復雜以節(jié)省二次設備和控制電纜 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 2 3 要能限制短路電流 以便于選擇廉價電氣設備或輕型電器 4 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求 110kV 及以下終端或分支變電所可采用簡 易電器 另外 對電氣主接線還要求可靠性 靈活性 經濟性 這三者是一個綜合概念 不 能單獨強調其中的某一種特性 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 故對其主接線的經濟 性就特別重視 2 2 主接線選擇的主要原則 1 變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位 作用相適應 根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的 地位 作用確定對主接線的可靠性 靈活性和經濟性的要求 2 變電所主接線的選擇應考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求 還應滿足電網(wǎng)出故障時應 處理的要求 3 各種配置接線的選擇 要考慮該配置所在的變電所性質 電壓等級 進出線回路 數(shù) 采用的設備情況 供電負荷的重要性和本地區(qū)的運行習慣等因素 4 近期接線與遠景接線相結合 方便接線的過程 5 定變電所主接線時要進行技術經濟比較 2 3 主接線方案設計 2 3 1 方案擬定及技術比較 表 2 1 技術比較表 220KV 110KV 10KV 主變臺數(shù) 方案一 雙母線 雙母線 單母線分段 2 方案二 雙母線帶 旁路接線 雙母線分段 單母線分段 2 1 單母線分段 優(yōu)點 1 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 2 當一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點 1 當一段母線或母線隔離開關故障或者檢修時 該段母線的回路都要在檢修期 間停電 2 當出現(xiàn)為雙回路時 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 3 擴建時需要向兩個方向 均衡擴建 通過該接線優(yōu)缺點的分析 可見 方案一中 10KV 采用此接線方式 其優(yōu)點是當一母線 發(fā)生故障時 分段斷路器能自動把故障切除 保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 3 戶停電 缺點是當一段母線或母線側隔離開關故障或檢修時 接在該母線上的回路都要在 檢修期間停電 所以 該接線方式對于 10kV 側可以考慮 另一方面是考慮到地區(qū)性一般變 電所對經濟性的考慮 3 2 雙母線接線 優(yōu)點 1 線路故障斷路器拒動或母線故障只停一條母線及所連接的元件 將非永久性 故障元件切換到無故障母線 可以迅速恢復供電 2 檢修任一元件的母線隔離開關 只 停該元件和一條母線 其他元件切換到另一母線 不影響其他元件供電 3 可在任何元 件部停電的情況下輪流檢修母線 只需將要檢修的母線上的全部元件切換到另一母線即 可 4 運行和調度靈活 擴建方便 缺點 接線復雜 加大了配電裝置的占地和工程投資 3 雙母線帶旁路接線 優(yōu)點 高度可靠性 調度運行靈活 操作檢修方便 任一母線故障或檢修 均不導致停 電 缺點 保護及二次接線復雜 不利于實現(xiàn)變電站的無人值班 工程造價高 通過對該接線優(yōu)缺點的分析 可見 在方案二中采用該種接線方式 主要是為了提 高供電的可靠性 但此類接線造價比較高 所以 一般只在大容量變電站中使用 從上述的比較可以看出 三種接線從技術的角度來看主要的區(qū)別是在可靠上 雙母線 比單母線可靠性高 雙母線帶旁路接線比雙母線的可靠性更高 但對于 220kV 地區(qū)性變電 站來說 雙母線接線的可靠性已能達到要求 且地區(qū)性變電站主要是要求經濟性 所以 確 定選擇第一種接線方案 2 3 2 方案的經濟性比較 1 從電氣設備的數(shù)目及配電裝置上進行比較 表 2 2 電氣設備的數(shù)目及配電裝置比較表 方 案 項 目 方案一 方案二 220kV 配電裝置 雙母線 雙母線帶旁路接線 110kV 配電裝置 雙母線 雙母線 10kV 配電裝置 單母線分段 單母線分段 主變臺數(shù) 2 2 220kV 5 6斷路器的 數(shù)目 110kV 9 9 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 4 2 方案的確定 1 技術的比較 單母線分段接線簡單 控制簡單 有利于變電站的運行 雙母線接 線可靠性較高 能滿足 220kV 變電站 所以 選擇方案一 2 經濟的比較 方案一投資少 且能滿足技術的要求 所以 從運行費用1U2 的角度考慮 選擇方案一 主接線型式如圖 2 1 10kV 11 11 220kV 15 23 110kV 33 33 隔 離開關 的數(shù)目 10kV 31 31 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 5 a 圖 2 1 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 6 3 主變的選擇 變電站主變容量 一般應按 5 10 規(guī)劃負荷來選擇 根據(jù)城市規(guī)劃 負荷性質 電 網(wǎng)結構等綜合考慮確定其容量 對重要年變電站 應考慮當 1 臺變壓器停運時 其余變 壓器容量在計及過負荷能力允許時間內 應滿足一類及二類負荷的供電 對一般性變電 站 當 1 臺主變壓器停運時 其余變壓器容量 其余 變壓器容量應滿足全部負荷的 60 70 13 3 1 選擇原則 1 相數(shù) 當不受運輸條件限制時 在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電所內均選用三相變壓器 2 繞組數(shù) 在具有三種電壓的變電所中 如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量 的 15 以上 或低壓側雖無負荷 但在變電所內裝設無功補償設備時 主變宜采用三繞 組變壓器 3 繞組接線方式 變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致 否則 不能并列運行 電力系 統(tǒng)采用的繞組連接有 Y 和 我國 110kV 及以上電壓 變壓器繞組都采用 Y 連接 35kV 亦采用 Y 連接 其中性點 多通過消弧線圈接線 35kV 以下電壓 變壓器繞組都采用 連線方式 3 2 容量計算 本系統(tǒng)中有 110kV 和 10kV 兩個負荷等級 其最大負荷為 150MW 0 9 和 COS 28MW 0 9 COS MVA 1 96 0 289 15 BS 需要選擇的變壓器容量 MVA 37670 需要選擇的變壓器容量 MVA 選用三繞組變壓器 查手冊 選出的設備如下表 SFPS7 120000 220 型 220kV 級三相三圈有載調壓變壓器 阻抗電壓 額定 容量 MVA 容量比 電壓比 組別 空載 損耗 負載 損耗 高中 高低 中低 120 100 100 50 220 2 2 5 12 1 11 YN yn d11 133 480 14 23 7 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 7 4 短路計算 計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求 評價確定網(wǎng)絡方案 研究限制短路電流措施 為繼電保護設計與調試提供依據(jù) 分析計 算送電線路對通訊網(wǎng)絡設施的影響等 在電力系統(tǒng)設計中 短路電流的計算應按遠景規(guī)劃水平年來考慮 遠景規(guī)劃水平年 一般取工程建成后 5 10 年中的某一年 計算內容為系統(tǒng)在最大運行方式時 個樞紐點 的三相短路電流 4 1 短路故障產生的原因 產生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞 絕緣損壞的原因多因設備過 電壓 直接遭受雷擊 絕緣材料陳舊 絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除 此外 如輸電線路 斷線 線路倒桿也能造成短路事故 9 4 2 短路故障的危害 發(fā)生短路時 由于供電回路的阻抗減小以及突然短路時的暫態(tài)過程 使短路點及附 近電力設備流過的短路電流可能達到額定值的幾倍甚至幾十倍 從而引起導體及絕緣的 嚴重發(fā)熱甚至損壞 同時 在短路剛開始 電流瞬時值達到最大值 電力設備的導體間 將受到很大的電動力 可能引起導體或線圈變形以致?lián)p壞 在電流急劇增加的同時 系 統(tǒng)中的電壓突然降低 短路點附近電壓下降得最多 這將影響用戶用電設備的正常工作 短路故障的最嚴重后果是并列運行的發(fā)電機失去同步 引起系統(tǒng)解列 大面積停電 另 外 不對稱接地短路將引起不平衡電流 產生不平衡磁通 會在鄰近平行的通訊線路內 感應相當大的電動勢 造成對通訊系統(tǒng)的干擾 甚至危及設備和人身安全 7 4 3 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 確定某一接線方案是否需要采取 限制短路電流的措施等 均需進行必要的短路電流計算 2 在選擇電氣設備時 為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全 可靠地工 作 同時又力求節(jié)約資金 這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 用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器電抗值 計算短路后較長時 間短路電流有效值 用以校驗設備的熱穩(wěn)定 計算短路電流沖擊值 用以校驗設備動穩(wěn) 定 3 在設計屋外高壓配電裝置時 需按短路條件校驗導線的相間和相對地的安全距離 4 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時 需以各種短路時的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設計 也需要用短路電流 4 4 短路電流計算的內容 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 8 1 短路點的選取 各級電壓母線 各級線路末端 2 短路時間的確定 根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護整定的需要 確定計算短路電流 的時間 3 短路電流的計算 最大運行方式下最大短路電流 最小運行方式下最小短路電流 各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相短路電流 計算的具體項目及其計算條件 取決于計 算短路電流的目的 4 5 短路電流計算步驟 計算步驟簡述如下 1 選擇計算短路點 畫等值網(wǎng)絡 次暫態(tài)網(wǎng)絡 首先 去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支 線路電容 各元件的電阻 發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗 Xd 其次 選取基準容量 Sb 和基 準電壓 Ub 一般取各級的平均電壓 再次 將各元件電抗換算為同一基準值的標么電 抗 最后 繪出等值網(wǎng)絡圖 并將各元件電抗統(tǒng)一編號 2 化簡等值網(wǎng)絡 為計算不同短路點的短路電流值 需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以短 路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡 并求出各電源與短路點之間的電抗 即轉移電抗 3 計算電抗值并作出簡化的電路圖 4 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標么值 計算短路電流周期分量 有名值和短路容量 5 計算短路電流沖擊值 4 6 三相短路電流周期分量起始值的計算 4 6 1 短路電流計算的基準值 短路電流的計算通常采用近似標幺值計算 取 100MW 各級基準電壓為平均額BS 定電壓 4 6 2 網(wǎng)絡模型 計算短路電流對所用的網(wǎng)絡模型為簡化模型 即 忽略負荷電流 不計各元件的電 阻 也不計送電線路的電納及變壓器的導納 發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示 并認為發(fā)電機 電勢模值標幺制為 1 相角為 0 4 6 3 三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 1 計算各元件參數(shù)標幺值 作出等值電路 前已選出了主變壓器 三繞組 其阻抗電壓百分比 如下表 繞組 高 中 高 低 中 低 阻抗電壓 14 23 7 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 9 計算每個繞組的短路電壓百分數(shù) 各繞組的短路電壓分別為 15 72314 21 32 31 ssSS UU 1 2 21 sSs 8 2 3 3 3 Sss 取 100MVA 計算變壓器各繞組的標幺值BSBav0 15105210 VXST 2 2 15018201 VXS3T 選取兩臺變壓器且兩變壓器的參數(shù)一致 做出等值電路圖 如圖 4 1 所示 32 TX1 T21 TX312 TXE 圖 4 1 220kV 側短路計算 f 1 短路時 示意圖如圖 4 2 I f 圖 4 2 標幺值 X 0 04 25X1EIf 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 10 根據(jù)標幺值 計算有名值 kA 6 2730125U3S25IavBf 沖擊電流 59 IKifimm 110kV 側短路計算 f 2 短路時 示意圖如圖 4 3 f 2 E XT2 1 T 圖 4 3 0 1780 15XX2T1T12T1 94XEI1f 有名值 kA 5 130 5U3S10 5IavBf 沖擊電流 12IKifimm 10kV 側短路計算 f 3 短路時 示意圖如圖 4 4 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 11 E XT2 1 3T f 圖 4 4 0 19670 125XX3T1T12T1 9 347XEI1f 有名值 kA 38 60 36US7 36IavBf 沖擊電流 9511425IKifimm 短路電流表 計算參 數(shù) 短路點 短路電流有名值 kA 沖擊電流 kA 220kV 6 27 15 99 110kV 5 11 13 03 10kV 38 63 98 51 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 12 5 設備的選擇及動 熱穩(wěn)定校驗 5 1 按正常工作條件選擇電氣設備 1 電器選擇的一般原則 1 應滿足正常運行 檢修 短路和過電壓情況下的要求 并考慮遠景發(fā)展 2 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核 3 應力求技術先進和經濟合理 4 與整個工程的建設標準應協(xié)調一致 5 同類設備應盡量減少品種 6 選用的新產品均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù) 并經正式鑒定合格 2 技術條件 選擇的高壓電器 應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓 過電流的情況下保持運行 1 電壓 電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓因調壓或負荷的變化 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 設備時 一般可按照電氣設備的額定電壓 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 的條件maxUNU 選擇 即 NU max 2 電流 選用的電器額定電流 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 eI gI 即 geI 由于變壓器短時過載能力很大 雙回路出線的工作電流變化幅度也較大 故其計算 工作電流應根據(jù)實際需要確定 高壓電器沒有明確的過載能力 所以選擇其額定電流時 應滿足各種可能運行方式 下回路持續(xù)工作電流的要求 3 機械荷載 所選電器端子的允許荷載 應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力 5 2 按短路狀態(tài)校驗 1 校驗的一般原則 1 電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動 熱校驗 校驗的短路電流一 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 13 般取三相短路時的短路電流 若發(fā)電機出口的兩相短路 或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦 變壓器等回路中的單相 兩相接地短路較三相短路嚴重時 則應按嚴重情況校驗 2 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定 當熔斷器有限流作用時 可不驗算動穩(wěn)定 用熔斷器保護的電壓互感器回路 可不驗算動 熱穩(wěn)定 2 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時 電氣設備各部件溫度 或發(fā)熱效應 應不超過允許值 滿足 熱穩(wěn)定條件 5 dttQI 2 1 式中 在計算時間 秒內 短路電流的熱效應 k S dtQjst 2A t 秒內設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 kA I t 設備允許通過的熱穩(wěn)定時間 s 3 短路的動穩(wěn)定校驗 5 dfchdfchIi 2 其中 短路沖擊電流峰值 kA chi 短路全電流有效值 kA I 電器允許的極限通過電流峰值 kA dfi 電器允許的極限通過電流有效值 kA 4 短路計算時間 驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 為繼電保護動作時間 和相應斷路器的全開斷時間kt prt 之和 即 brt 5 brpktt 3 一般取保護裝置的后備保護動作時間prt 5 絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下 電器的內 外絕緣應保證必要的可靠性 電器的絕緣水平 應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定 但所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的 標準數(shù)值時 應通過絕緣配合計算 選用適當?shù)?過電壓保護設備 5 3 斷路器的選擇原則 1 斷路器選擇 1 種類 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 14 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質可分為 5 類 油斷路器 分戶內多油 DN 型 戶外多油 DW 型 戶內少油 SN 型 氣體斷路器 QW 型 空氣斷路器 KW 型 斷路器 LN 型和真空斷6SF 路器 ZN 型等 2 按正常工作條件選擇額定電壓 及額定電流 要求NUNI 5 max In 4 由下式確定 maxI 5 cos3maxmaxaxNNUPSI 5 分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流 A NImax 3 短路熱穩(wěn)定校驗 若要斷路器在通過短路電流時 不致變形損壞 就必須要求斷路器的允許通過電流 峰值 或有效值 應大于或等于短路電流沖擊值 或短路沖擊電流有效值 maximaxI shi shI 即 5 shshIi maxax 6 4 熱穩(wěn)定校驗 當斷路器在通過最大短路電流時 不使其溫度超過最高允許溫度 就必須對斷路器 進行熱穩(wěn)定校驗 其校驗公式為 5 tsitsI 7 式中 分別為斷路器的熱穩(wěn)定電流及該電流所對應的熱穩(wěn)定時間 分別是tsI itI 短路穩(wěn)定電流及短路電流的持續(xù)時間 斷路器通過短路電流的持續(xù)時間按下式計算 5 ofritt 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 15 8 式中 為繼電保護動作時間 為斷路器的分閘時間 斷路器的分閘時間 包括rt oft oft 斷路器的固有分閘時間和燃狐時間 對快速動作的斷路器 取 0 11 0 16s 對中 低oft 速動作的斷路器 取 0 18 0 25 oft 5 5 3 1 220kV 側斷路器選擇 1 220kV 側出線斷路器的選擇 流過它的負荷功率為本站的全部最大負荷 所以 197 78MVAmaxS AI 97 236421078 9gmax 一般為該母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的持續(xù)工作電流 maxgI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 220 型斷路器 表 5 1 SW6 220I 斷路器參數(shù) 斷路器型號 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SW6 220I 220 1500 31 5 80 31 5 校驗 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I27 6dt 滿足要求 dtbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 0 2s 5 0 zd 1 I 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 40 125 76 dzttI 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 16 kAIts5 31 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 15 99kA 滿足要求 kAI80max chIaxmIch 2 220kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 220kV 側母線的最大工作電流 367 59 024318 31 max cosUPIng 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗同上 5 3 2 110kV 斷路器選擇 1 110kV 側出線斷路器的選擇 110kV 側出線的最大工作電流 5 1329 012635cos36gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW6 110I 型斷路器 表 5 2 SW6 110I 型斷路器參數(shù) 斷路器型號 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SW6 110I 110 1500 31 5 80 31 5 4s 校驗 高壓斷路器的額定開端電流 AIk5 31br 短路電流周期分量 I pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 2 2s 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 17 1 I 25 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 14 dzttIkAts5 31 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 變壓器回路斷路器的選擇 110kV 側變壓器回路的最大工作電流 35 612305 10 ngmax USI 據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 校6 驗同上 3 110kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 110kV 側母線的最大工作電流 03 689 12350 cos305 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SW 110I 型斷路器 6 校驗同上 5 3 3 10kV 斷路器選擇 1 10kV 側出線斷路器的選擇 10kV 側出線側的最大工作電流 12 049 13820cos38gmax NUPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 表 5 3 SN4 10G 型斷路器參數(shù) 斷路器型號 額定電壓 kV 額定電流 A 額定開斷電流 kA 動穩(wěn)定電流 kA 熱穩(wěn)定電流 kA SN4 10G 10 5000 58 300 120 5s 校驗 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 18 高壓斷路器的額定開斷電流 AIk58br 短路電流周期分量 I 34pt 滿足要求 ptbrI 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 62 5 1 dzttIkAts20 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 tsI 動穩(wěn)定校驗 300kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 母聯(lián)路斷路器的選擇 10kV 側母線的最大工作電流 3 8579 01325 cos3205 1ngmax UPI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗同上 3 10kV 變壓器回路斷路器的選擇 10kV 側變壓器回路的最大工作電流 5 3071205 3 1ngmax USI 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求 選擇 SN4 10G 型斷路器 校驗同上 5 4 隔離開關的選擇 高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備 以及對被檢修的高 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 19 壓母線 斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備 16 隔離開關與斷路器相比 項目相同 但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流 故無需進行開斷電流和短路關合電流的校驗 電壓 U ns 電網(wǎng)工作電壓 Un 電流 I gmax 最大持續(xù)工作電流 In 動穩(wěn)定校驗 axchIm 熱穩(wěn)定校驗 tdz2 5 4 1 220kV 隔離開關的選擇 1 220kV 側進線隔離開關的選擇 根據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關 表 5 4 GW6 220D 型隔離開關參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 3s kA GW6 220D 220 2000 1000 40 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 0 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 63 12507 6 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 40kA 15 99kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 220kV 變壓器側隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW6 220D 型隔離開關 校驗同上 5 4 2 110kV 隔離開關的選擇 1 110kV 側變壓器回路隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 20 表 5 5 GW4 110 型隔離開關參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW4 110 110 1000 80 23 7 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 38 4251 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 s 動穩(wěn)定校驗 80kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 110kV 側母聯(lián)隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW4 110 型隔離開關 校驗同上 3 110kV 側出線隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GW13 110 型隔離開關 表 5 6 GW4 110 型隔離開關參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GW13 110 110 630 55 16 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 38 4251 dztIt 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 21 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 55kA 13 03kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 5 4 3 10kV 側隔離開關的選擇 1 10kV 側變壓器回路隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN10 10T 4000 型隔離開關 表 5 7 GN10 10T 4000 型隔離開關參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電 5s kA GN10 10T 4000 10 4000 160 80 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 2 2s 1 I 5 0 zd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 160kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 2 10kV 側母聯(lián)隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關 表 5 8 GN10 10T 3000 型隔離開關參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 極限通過電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 5s kA GN2 10T 3000 10 3000 100 50 熱穩(wěn)定校驗 dz2kt IQtt2dz2I 由斷路器的熱穩(wěn)定短路電流的時間 t 查表得 4s 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 22 1 I 05 4 tzd 短路電流發(fā)熱等值時間 dzt 短路電流熱效應 75 294 638 dztIt 熱穩(wěn)定校驗滿足要求 Its 動穩(wěn)定校驗 100kA 98 51kA 滿足要求 axmIchIaxmIch 3 10kV 側出線隔離開關的選擇 據(jù)線路電壓和最大工作電流的要求 查表可選擇 GN2 10T 3000 型隔離開關 校驗同 上 5 5 互感器的選擇 互感器包括電流互感器和電壓互感器 是發(fā)電廠 變電站內一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間 的聯(lián)絡元件 互感器的主要用途有 1 將測量儀表 保護電器與高壓電路隔離 以保證二次設備和工作人員的安全 2 將一次回路的高電壓和大電流轉換成二次回路的低電壓和小電流 使測量儀表 和保護裝置標準化 小型化 電壓互感器二次側額定電壓為 100V 或 100 電流互3 感器二次側額定電流為 5A 或 1A 以便選用監(jiān)測設備 8 5 5 1 電流互感器的選擇 電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉換為 1A 或 5A 的小電流以滿足繼電保 護 自動裝置和測量儀表的要求 1 參數(shù)選擇 電流互感器的二次額定電流有 1A 和 5A 兩種 一般弱電系統(tǒng)用 1A 強電系統(tǒng)用 5A 2 型式選擇 35kV 以下屋內配電裝置的電流互感器 根據(jù)安裝和使用條件及產品情況 采用瓷絕 緣結構或樹脂澆注絕緣結構 35kV 及以上配電裝置一般采用油侵瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器 常用 LC 系 列 3 一次回路額定電壓的選擇 一次回路額定電壓 和 應滿足 NUI1 NS 4 一次額定電流的選擇 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 23 1 當電流互感器用于測量時 其一次額定電流應盡量選擇得比回路正常工作電流大 左右 以保證測量儀表的最佳工作 31 2 電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應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 進行選擇 31 5 具體選擇電流互感器 1 220kV 出線及內橋電流互感器的選擇 110kV 出線線路的最大工作電流 AI87 41gmax 可選擇 LCLWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 2 2 110kV 出線側電流互感器的選擇 110KV 出線側最大工作電流 A5 132gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 600 5 110kV 母線側電流互感器的選擇 110kV 側母線最大工作電流 A53 69gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 110kV 變壓器側電流互感器的選擇 110kV 變壓器側的最大工作電流 A35 61gmax I 可選擇 LCWD 110 屋外電流互感器 變比為 1200 5 2 10kV 出線側電流互感器的選擇 10kV 出線側的最大工作電流 AI12 04gmax 可選擇 LA 10 屋內電流互感器 變比為 300 600 5 10kV 母線側電流互感器的選擇 10kV 母線側的最大工作電流 AI3 857gmax 可選擇 LDZ1 10 屋內電流互感器 變比為 600 1000 5 10kV 變壓器側電流互感器的選擇 10kV 變壓器側的最大工作電流 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 24 A5 307gmax I 可選擇 LAJ 10 屋內電流互感器 變比為 2000 6000 5 5 5 2 電壓互感器的選擇 電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉換為 100V 的電壓 以滿足繼電保護 自動裝置 和測量儀表的要求 在并聯(lián)電容器裝置中 電壓互感器除作測量外 還作為放電元件 1 型式選擇 1 6 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構 在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地 方 可采用樹脂澆注絕緣結構 當需要零序電壓時 一般采用三相五柱電壓互感器 2 35kV 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器 3 220kV 及以上配電裝置 當容量和準確度等級滿足要求時 一般采用電容式電壓互 感器 2 額定電壓和電流的選擇 5 10 max IUNSN 3 準確級 用于電度計量 準確度不應低于 0 5 級 用于電壓測量 不低于 1 級 用于繼電保護 不應低于 3 級 4 具體選擇電壓互感器 220kV 側 選擇型號為 YDR 220 電容式屋外電壓互感器 二次負荷 1 級 額定變 比 1032 110kV 側 選擇型號為 JDR 110 電容式屋外電壓互感器 二次負荷 1 級 額定變 比 1 10kV 側 選擇型號為 JDZJ 10 的三相屋內式電壓互感器 1 級 額定變比 30 5 6 母線的選擇 載流導體一般采用鋁制材料比較經濟 110kV 及以上高壓配電裝置一般采用軟導線 當采用硬導體時 宜用鋁錳合金管形導體 回路正常工作電流在 4000A 及以下時 一船選用矩形導體 在 4000 8000A 時 一般 選用槽形導體 1 裸導體的選擇 1 按導體長期發(fā)熱允許電流選擇 5 11 yIKI g max 2 按經濟電流密度選擇 5 2 jSJ 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 25 12 3 電暈電壓校驗 5 maxUcr 13 4 熱穩(wěn)定校驗 5 dztCIS in 14 5 動穩(wěn)定校驗 5 y max15 5 6 1 220kV 側母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導線 8 549 023165 cos305 1max NngUPI 8 5190 1854max KIgy 實際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o20 根據(jù) ygIKI max 時的導體長期允許載流量yCo5 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導體 平放 長期允許載流量為 565AyI 導體尺寸為 h b 50 4 2m 熱穩(wěn)定校驗 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 9 145 870 6mtCSdz 2452 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時間 Idzt S min 動穩(wěn)定校驗 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 26 68922382max 109 21054167 05 19 5 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計算應力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導體水平放置時 為避免導體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 220kV 水平布置時 相間距離為 500mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m 2167 0bh 5 6 2 110kV 側母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇此導線 APIng 04 8359 12305 9 12305 max 79505 148max KIgy 實際環(huán)境溫度為 查表得 1 05o2 K 根據(jù) ygIKI max 時的導體長期允許載流量yCo25 溫度修正系數(shù) 則 查表得選擇單條矩形鋁導體 平放 長期允許載流量為 872AyI 導體尺寸為 h b 63 6 3 2m 熱穩(wěn)定校驗 4S 5 11kA C 87dzt I 23min 5 17 48701 5mtCSdz 9 6 2 其中 C 熱穩(wěn)定系數(shù) 最小允許截面 in 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 27 穩(wěn)定短路電流 短路電流等值時間 Idzt S min 動穩(wěn)定校驗 68922382max 10 1063 17 05 10 73 1 WLich 所以符合要求y max69 其中 母線材料的允許應力 Pa 硬鋁 為y y Pa6109 作用在母線上的最大計算應力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 矩形導體水平放置時 為避免導體因自重而過分彎 曲 跨距一般不超過 1 5 2m 母線相間距離 m 110kV 水平布置時 相間距離為 500mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m2167 0bh 5 6 3 10kV 側母線的選擇 按回路持續(xù)工作電流選擇導線 AUPIng 3 8579 01235 cos305 1max 實際環(huán)境溫度為 得 1 05o2 K 根據(jù) 則ygII max Igy 4 8605 17max 查表得 選擇矩形鋁導體 單條平放 長期允許載流量 872AyI 導體尺寸為 h b 125 8 2 熱穩(wěn)定校驗 4S 38 63kA C 87dzt I 2 3min 981 48706 mtCSdz 2 不滿足要求因此選尺寸為 63 8 矩形鋁導線 I 995A y250463S 滿足要求 min 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 28 動穩(wěn)定校驗 68922382max 10 31063817 05 15 9 73 1 WLich 所以符合要求60y y max 其中 母線材料的允許應力 Pa 硬鋁 為y y Pa610 作用在母線上的最大計算應力max L 支柱絕緣子間的跨距 m 母線相間距離 m 10kV 水平布置時 母線水平布置 相間距離為 250mm 350mm 振動系數(shù) W 截面系數(shù) 是指對垂直于力作用方向的軸而言的抗彎矩 單條平放時為3m2167 0bh 5 7 熔斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護電器 當電流超過給定值一定時間 通過熔化一個或幾個特 殊設計的和配合的組件 用分斷電流來切斷電路的故障 保護電氣設備免受過載和短路 電流的損害 屋內內高壓熔斷器在變電所中常用于保護電力電容器 配電線路和配電變 壓器 而在電廠中多用來保護電壓互感器 12 10kV 側 9 632 0 3 MVAXSkB 選 RN2 10 表 5 10 RN2 10 熔斷器參數(shù) 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 斷流容量 MVA 備注 RN2 10 10 0 5 1000 保護戶內式電壓互感器 5 8 避雷器的選擇 為了保護變壓器中性點 尤其是不接地高壓器中性點的絕緣 通常在變壓器中性點 上裝設避雷器外 還需裝設放電間隙 直接接地運行時零序電流保護起作用 動作接地 變壓器 避雷器作后備 變壓器不接地時 放電間隙和零序過電壓起保護作用 大氣過 華北電力大學科技學院本科畢業(yè)設計 論文 29 電壓時 線路避雷器動作 工程過電壓時 間隙保護動作 因氧化鋅避雷器殘壓低 無 法與放電間隙無法配合 故選用閥型避雷器 14 閥型避雷器應按下列條件選擇 1 型式 選擇避雷器型式時 應考慮被保護電器的絕緣水平和使用點 2 額定電壓 避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致 3 滅弧電壓 按照使用情況 校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大的導線對地電 壓 是否等于或小于避雷器的最大允許電壓 4 工頻放電電壓 在中性點絕緣或經阻抗接地的電網(wǎng)中 工頻放電電壓一般應大 于最大運行相電壓的 3 5 倍 在中性點直接接地的電網(wǎng) 工頻放電電壓應大于滅弧電壓的 1 8 倍 220kV 側選用 FZ 220 型號避雷器 表 5 11 FZ 220J 型避雷器