畢業(yè)設(shè)計---10kv升壓變電所設(shè)計

1、<p>　　2010屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題目：10KV升壓變電所設(shè)計</p><p><b>　　班 級：</b></p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p><b

2、>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　2010年4月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　第一章 原始資料3</p><p><b&

3、gt;　　第二章 說明書4</b></p><p>　　第一節(jié) 電氣主接線選擇4</p><p>　　第二節(jié) 主變壓器的選擇7</p><p>　　第三節(jié) 短路電流計算8</p><p>　　第四節(jié) 電氣設(shè)備的選擇10</p><p>　　第五節(jié) 隔離開關(guān)的選擇12</p><

4、;p>　　第六節(jié) 避雷器的配置與選擇14</p><p>　　第七節(jié) 主設(shè)備繼電保護15</p><p>　　第三章 計算書17</p><p>　　第一節(jié) 短路電流計算17</p><p>　　第二節(jié) 不對稱短路電流計算：19</p><p>　　第三節(jié) 電氣設(shè)備選擇計算23</p>

5、<p><b>　　小結(jié)28</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計題目為：10KV升壓變電所設(shè)計。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)我們小組對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)我們小組各成員對本專業(yè)各科知識進行綜合運用的能力，同時檢驗本專業(yè)學(xué)習(xí)三年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。</p><p>　　

6、首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠方面考慮，確定了220KV，15.75KV以及廠用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算確定了主變壓器臺數(shù)、容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓溶斷器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器

7、，電流互感器進行了選型，從而完成了電氣一次部分的設(shè)計。在設(shè)計過程中，各成員進行了分工共同學(xué)習(xí)，分工協(xié)作，查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)多次修改，形成設(shè)計稿。本次10KV升壓變電站的設(shè)計，了解了當(dāng)前我國變電站技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨向，按照現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計要求，確定設(shè)計一個綜合自動化變電站，一次設(shè)備選擇增強自動化程度，減少設(shè)備運行維護工作量，突出無油化，免維護型設(shè)備，選用目前較為先進的一、二次設(shè)備；設(shè)計中依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部

8、分，水利電力出版社；《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣二次部分，水利電力出版社；《電力工程電氣設(shè)備手冊》中國電力出版社；《發(fā)電</p><p><b>　　第一章 原始資料</b></p><p>　　1、設(shè)計題目220KV升壓變電站電氣部分設(shè)計</p><p><b>　　2、設(shè)計的原始資料</b></p>&l

9、t;p>　　（1）待設(shè)計的變電站為一發(fā)電廠升壓站</p><p>　?。?）計劃安裝兩臺200MW汽輪發(fā)電機機組 </p><p>　　發(fā)電機型號：QFSN-200-2、Ue=15750V、cos=0.85、Xg=14.13% 、Pe=200MW。</p><p>　?。?）220KV，出線五回，預(yù)留備用空間間隔，每條線路最大輸送容量200MVA，Tmax=2

10、00MW。</p><p>　?。?）當(dāng)?shù)刈罡邷囟?1.7℃，最熱月平均最高溫度32.5℃，最低溫度-18.6℃，最熱月地面下0.8米處土壤平均溫度25.3℃。</p><p>　?。?）廠用電率為8%，廠用電電壓為6KV，發(fā)電機出口電壓為15.75KV。</p><p>　?。?）本變電站地處8度地震區(qū)。</p><p>　?。?）在系統(tǒng)最

11、大運行方式下，系統(tǒng)阻抗值為0.054。</p><p>　　（8）設(shè)計電廠為一中型電廠，其容量為2×200 MW=400 MW，最大機組容量200 MW，向系統(tǒng)送電。</p><p>　　（9）變電站220KV與系統(tǒng)有5回饋線，呈強聯(lián)系方式。</p><p><b>　　說明書</b></p><p><

12、b>　　電氣主接線選擇</b></p><p>　　發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。</p><p><b>

13、　　設(shè)計原則</b></p><p>　　1、合理的確定發(fā)電機的運行方式</p><p>　　確定運行方式總的原則是安全、經(jīng)濟地發(fā)、供電。承擔(dān)基荷的發(fā)電機，要求設(shè)備利用率高，年利用小時數(shù)在5000h以上；承擔(dān)腰荷的發(fā)電機、設(shè)備利用小時數(shù)為3000~5000h；承擔(dān)峰荷的發(fā)電機，設(shè)備利用小時數(shù)在3000h以下。</p><p>　　對具體的發(fā)電廠來說，20

14、0MW及以上的大型汽輪發(fā)電機熱效率高，供熱式發(fā)電機按熱負(fù)荷曲線工作。</p><p><b>　　2、接線方式</b></p><p>　　大型發(fā)電廠（總?cè)萘?000MW及以上，單機容量200MW以上），一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，電能需要用較高電壓輸送，故宜采用簡單可靠的單元接線方式，如發(fā)電機-變壓器單元接線，或發(fā)電機-變壓器-線路單元接線，直接接入高壓或超高壓系統(tǒng)。<

15、;/p><p>　　中型發(fā)電廠（總?cè)萘?00~1000MW、單機50~200MW）和小型發(fā)電廠（總?cè)萘?00MW以下、單機50MW以下），一般靠近負(fù)荷中心，常帶有6~10KV電壓級的近區(qū)負(fù)荷，同時升壓送往較遠(yuǎn)用戶或與系統(tǒng)連接。發(fā)電機電壓超過10KV時，一般不設(shè)機壓母線而以升高電壓直接供電。全廠電壓等級不宜超過三級（即發(fā)電機電壓為1級，設(shè)置升高電壓1~2級）。采用擴大單元接線時，組合容量一般不超過系統(tǒng)容量的8~10%。

16、</p><p>　　對于6~220KV電壓配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。應(yīng)視電壓等級和出線回數(shù)，酌情選用。</p><p><b>　　單母線接線：</b></p><p><b>　　優(yōu)點：<

17、/b></p><p>　　接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)

18、非故障段的供電。</p><p>　　適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器</p><p><b>　　單母線分段接線：</b></p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　1、用斷路器把母線分段后，對重要的用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電</p>

19、;<p>　　2、當(dāng)一段母線發(fā)生故障，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和不致使重要用戶停電</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　1、當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障時或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電</p><p>　　2、當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</

20、p><p>　　3、擴建時需向兩個方向均衡擴建</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　1、6~10KV 配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上</p><p>　　2、35~63KV 配電裝置出線回路數(shù)為4~8回</p><p>　　3、110~220KV 配電裝置出線回路為3~

21、4回</p><p><b>　　雙母線接線</b></p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　1、供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。</p><p>　　2、

22、調(diào)度靈活。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。</p><p>　　3、擴建方便。像雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和符合均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。</p><p>　　4、便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行

23、試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　1、增加一組母線，每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。</p><p>　　2、當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。</p><p&g

24、t;<b>　　適用范圍：</b></p><p>　　1、6~10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時</p><p>　　2、35~63KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時</p><p>　　3、110~220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時，或當(dāng)110~220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，

25、出線回路數(shù)為4回及以上。</p><p><b>　　雙母線分段接線：</b></p><p><b>　　分段原則：</b></p><p>　　1、當(dāng)進出線回路數(shù)為10~14回時，在一組母線上用斷路器分段</p><p>　　2、當(dāng)進出線回路數(shù)為15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段</p

26、><p>　　3、在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器</p><p>　　4、為了限制220KV母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母線分段</p><p>　　單斷路器雙母線接線的主要缺點：</p><p>　　1、在倒換母線操作過程中，須使用隔離開關(guān)按等電位原則進行切換操作，因此，在事故情況下，當(dāng)操作人員情緒緊張時，很容

27、易造成誤操作。</p><p>　　2、工作母線發(fā)生故障時，必須倒換母線，此時，整個配電裝置要短時停電</p><p>　　3、這種接線使用的母線隔離開關(guān)數(shù)目較多，使整個配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積和投資費用也相應(yīng)增大</p><p>　　為克服上述缺點，采取如下補救措施：</p><p>　　1、為了避免在倒閘操作過程中隔離開關(guān)誤操作，要求隔

28、離開關(guān)和對應(yīng)的斷路器間裝設(shè)閉鎖裝置，（機械閉鎖或電氣閉鎖），同時要求運行人員必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，以防止帶負(fù)荷開、合隔離開關(guān)，避免事故的發(fā)生。</p><p>　　2、為了避免工作母線故障時造成整個裝置全部停電，可采用兩組母線同時投入工作的運行方式。</p><p>　　3、為了避免在檢修線路斷路器時造成該回路短時停電，可采用雙母線帶旁路母線的接線。</p><p>

29、;　　采用上述措施后，單斷路器雙母線接線具有較高的的供電可靠性和運行靈活性。</p><p>　　雙斷路器雙母線接線：</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　任何一組運行母線或斷路器發(fā)生故障或進行檢修時，都不會造成裝置停電，各回路均用斷路器進行操作，隔離開關(guān)僅作檢修時隔離電壓之用。因此，這種接線工作是非常可靠與靈活，檢

30、修也很方便。</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　這種接線要用較多的斷路器和隔離開關(guān)，設(shè)備投資和配電裝置的占地面積也都相應(yīng)增加，維修工作量也較大。</p><p>　　一臺半斷路器雙母線接線：</p><p>　　優(yōu)點：這種接線具有環(huán)形接線和雙母線接線的優(yōu)點，供電可靠性高，運行靈活，操作、檢修

31、方便，當(dāng)一組母線停電檢修時，不需要切換回路，任意一臺斷路器檢修時，各回路仍按原接線方式進行，也不需要切換；隔離開關(guān)不做操作電器使用，只在檢修電氣設(shè)備時作為隔離電源用。</p><p>　　缺點：所配用的斷路器數(shù)目較單斷路器雙母線要多，維修工作量增大，設(shè)備投資及變電所的占地面積相應(yīng)增大。其次。這種接線繼電保護也較其他接線復(fù)雜，且接線本身的特點要求電源數(shù)和出線數(shù)最好相等。當(dāng)出線數(shù)目較多時，不可避免會出現(xiàn)引出線路方向不

32、同，將造成設(shè)備布置上的困難。</p><p>　　一臺半斷路器雙母線接線與單斷路器雙母線接線進行詳細(xì)比較</p><p>　　選擇：單斷路器雙母線接線</p><p><b>　　主變壓器的選擇</b></p><p>　　對于200MW及以上的的發(fā)電機組，一般與雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺數(shù)與發(fā)電機容量

33、配套選用。</p><p>　　對于中、小型發(fā)電廠應(yīng)按下列原則選擇：</p><p>　　1、為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。</p><p>　　2、為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求；在發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)

34、；發(fā)電機電壓母線上的最大一臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制本廠出力時，亦應(yīng)滿足發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷用電。</p><p>　　發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇：</p><p>　　1、按發(fā)電機的額定容量和扣除本機組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度。</p><p>　　2、相數(shù)的選擇：主

35、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。</p><p>　　當(dāng)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)選用三相變壓器。</p><p>　　3、繞組數(shù)量和連接方式的選擇</p><p>　　對于200MW及以上的機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，供電

36、可靠性很高，而大電流的隔離開關(guān)發(fā)熱問題比較突出，特別是設(shè)置在封閉母線中的隔離開關(guān)問題更過多；同時發(fā)電機回路斷路器的價格極為昂貴，故在封閉母線回路里一般不設(shè)置斷路器和隔離開關(guān)，以提高供電的可靠性和經(jīng)濟性。此外，三繞組變壓器的中壓側(cè)，由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)分接頭，往往只制造死接頭，從而對高、中壓側(cè)調(diào)壓及負(fù)荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器靈活方便。</p><p>　　4、主變壓

37、器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻，強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。</p><p>　　在發(fā)電廠水源充足的情況下，為了壓縮占地面積，大容量變壓器也可采用強迫油循環(huán)水冷卻。</p><p>　　強迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本身尺寸。</p><p>　　根據(jù)以上條件，所選變壓器型號為：SSP-26000</p&g

38、t;<p>　　第三節(jié) 短路電流計算</p><p>　　一、短路電流計算的目的</p><p>　　在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：</p><p>　　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，均需進行必要的短路電流計算。</p

39、><p>　　2、在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)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，這就需要進行全面的短路電流計算。</p><p>　　3、在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。</p><p>　　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)。</p><p

40、>　　5、接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。</p><p>　　二、短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　　驗算導(dǎo)體和電器時所用短路電流，一般有以下規(guī)定。</p><p><b>　　1、計算的基本情況</b></p><p>　　電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行；</p><p>

41、　　所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；</p><p>　　短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；</p><p>　　所有電源的電動勢相位角相同；</p><p>　　應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時才予以考慮。</p><p>　

42、　2、接線方式 </p><p>　　計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p>　　3、計算容量 </p><p>　　應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后5~10年）。</p><

43、p><b>　　4、短路種類 </b></p><p>　　一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進行校驗。</p><p><b>　　5、短路計算點</b></p><p>　　在正常接線方式時，通過電

44、器設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。</p><p><b>　　三、計算步驟</b></p><p>　　在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下：</p><p><b>　　1、選擇計算短路點</b></p><p>　　2、畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖</p&g

45、t;<p>　?。?） 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗Xd〞。</p><p>　　（2） 選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。</p><p>　?。?） 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗。</p><p>　?。?） 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。</p

46、><p>　　3、化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。</p><p>　　4、求計算電抗Xjs。</p><p>　　5、由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期份量標(biāo)幺值（運算曲線只做到Xjs=3.5）</p><p>　　6、計算無

47、限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　　計算短路電流周期分量有名值和短路容量</p><p><b>　　計算短路電流沖擊值</b></p><p>　　計算異步電動機供給的短路電流</p><p>　　繪制短路電流計算結(jié)果表</p><p>　　第四節(jié) 電氣設(shè)

48、備的選擇</p><p><b>　　一般原則</b></p><p>　　應(yīng)滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；</p><p>　　應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；</p><p>　　應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；</p><p>　　選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；</p

49、><p>　　擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致；</p><p>　　選用新的產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格.</p><p>　　電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件：</p><p>　　1、按正常工作條件選擇</p><p><b>　　額定電壓。</b></p>&l

50、t;p>　　所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。一般電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓：當(dāng)額定電壓在220KV及以下時，為1.15Ue</p><p><b>　　額定電流。</b></p><p>　　所選電氣設(shè)備的額定電流Ie，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Iy不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流Imax，即應(yīng)滿足條件Ie（或Iy）≥I

51、max</p><p><b>　　2、按短路狀態(tài)校驗</b></p><p>　　（1） 熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，即應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　Qd≤Qy 或 Qd≤Ir2t</p><p>　　式中

52、 Qd：短路電流的熱效應(yīng)</p><p>　　Qy：電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的</p><p>　　Ir：設(shè)備給定的在ts內(nèi)允許的熱穩(wěn)定電流（有效值）</p><p>　　短路電流持續(xù)時間t，應(yīng)為繼電保護動作時間tb與斷路器全分閘時間tdf之和。即：t=tb+tdf </p><p><b>　?。?） 動穩(wěn)定校驗</b>&l

53、t;/p><p>　　被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，通過可能最大的短路電流值時，不應(yīng)因短路電流的電動力效應(yīng)而造成變形或損壞，即應(yīng)該滿足條件：</p><p>　　ich≤idw 或 Ich≤Idw</p><p>　　式中： ich、Ich ：三相短路沖擊電流的幅值和有效值</p><p>　　idw、Idw ：設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流（極限

54、電流）峰值和有效值</p><p>　　用斷路器保護的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗熱穩(wěn)定，除用有限流作用的熔斷器保護者外，它們?nèi)詰?yīng)校驗動穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定；用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不校驗動熱穩(wěn)定。</p><p><b>　　斷路器的選擇：</b></p><p>　　斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于

55、安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。</p><p>　　斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下：</p><p>　?。?）電壓：Ug（電網(wǎng)工作電壓）≤Un。</p><p>　?。?）電流：Ig.max（最大持續(xù)工作電流）≤In。</p><p>　　由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能的運行方式下回

56、路持續(xù)工作電流的要求，即最大持續(xù)工作電流Ig.max。</p><p>　?。?）開斷電流（或開斷容量）：</p><p>　　Idt≤Ibr（或Sdt≤Skd）</p><p>　　式中 Idt：斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；</p><p>　　Sdt：斷路器t秒的開斷容量；</p><p>　　Ib

57、r：斷路器的額定開斷電流；</p><p>　　Skd：斷路器額定開斷容量。</p><p>　　斷路器的實際開斷時間t，為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之和。</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　ich≤imax</b></p>

58、<p>　　式中： imax：斷路器極限通過電流峰值；</p><p>　　ich ：三相短路電流峰值。</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　I∞2tdz≤It2t</p><p>　　式中： I∞：穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p><p>　　tdz：

59、短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假象時間）；</p><p>　　It：斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。</p><p>　?。?）過電壓：當(dāng)斷路器用于切、合架空輸電線時，若220kv線路超過200km，330kv線路長度超過250km時，應(yīng)交驗其過電壓倍數(shù)。</p><p>　　根據(jù)以上條件，所選斷路器的型號為：LW-220</p><p><b&g

60、t;　　隔離開關(guān)的選擇</b></p><p>　　隔離開關(guān)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，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。</p><p><b>　　選擇的技術(shù)條件：</b></p><p>　?。?）電壓：Ug（電網(wǎng)工作電壓）≤Un。</p><p>　?。?）電流：Ig.max（

61、最大持續(xù)工作電流）≤In。</p><p>　　由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能的運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即最大持續(xù)工作電流Ig.max。</p><p><b>　　（3）動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　ich≤imax</b></p><p

62、>　　式中： imax：斷路器極限通過電流峰值；</p><p>　　ich ：三相短路電流峰值。</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　I∞2tdz≤It2t</p><p>　　式中： I∞：穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p><p>　　tdz：短路電流發(fā)熱

63、等值時間（又稱假象時間）；</p><p>　　It：斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。</p><p>　　根據(jù)以上條件，所選隔離開關(guān)型號為：GW6-220GD</p><p><b>　　母線選擇：</b></p><p>　　（1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部，或采

64、用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時，以及對鋁有較嚴(yán)重腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體。</p><p>　　回路正常工作電流在4000A及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體。在4000~8000A時，一般選用槽形導(dǎo)體。對于容量為200MW及以上的發(fā)電機引出線和廠用電源、電壓互感器等分支線，應(yīng)采用全連式分相封閉母線。容量200~225MW發(fā)電機的封閉母線，一般采用定型產(chǎn)品，如選用非定型產(chǎn)品時，應(yīng)進行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱、應(yīng)力、以及絕緣子

65、抗彎的計算，并校驗固有振動頻率。</p><p>　　110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。</p><p>　?。?）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面S，即</p><p>　　式中： ：相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25℃時的導(dǎo)體長期允許載流量。</p><p><b>　　：

66、溫度修正系數(shù)。</b></p><p>　　按經(jīng)濟電流密度J選擇：</p><p>　　在選擇導(dǎo)體截面S時，除配電裝置的匯流母線、廠用電動機的電纜外，長度都在20m以上的導(dǎo)體，其截面S一般按經(jīng)濟電流密度選擇。即：</p><p>　　式中： J：導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度。按此條件選擇的導(dǎo)體截面S，應(yīng)盡量接近計算截面Sj。當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時，應(yīng)允許小于Sj。&l

67、t;/p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。</p><p><b>　　裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定公式：</b></p><p>　　式中：Smin：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm2）</p><p><b>　　C：熱穩(wěn)定系數(shù)</b></p>

68、<p>　?。悍€(wěn)態(tài)短路電流（kA）</p><p>　　tdz：短路電流等值時間（s）</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　式中：：母線材料的允許應(yīng)力；</p><p>　?。鹤饔迷谀妇€上的最大計算應(yīng)力。</p><p>　　根據(jù)以上條件，所選母線型號

69、為：LGJ-300。</p><p><b>　　電流互感器的選擇：</b></p><p>　?。?）型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6~20kv屋內(nèi)配電裝置?？刹捎么山^緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(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。</p>

70、<p>　　（2）一次回路電壓：Ug≤Un</p><p>　　式中：Ug：為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，</p><p>　　Un：為電流互感器額定電壓。</p><p>　?。?）一次回路電流：Ig.max≤I1n</p><p>　　式中：Ig.max：為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；</p>

71、<p>　　I1n：電流互感器原邊電流。</p><p>　　（4）準(zhǔn)確等級：需先知電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求最高的表計來選擇。</p><p><b>　　（5）動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　（6）熱穩(wěn)定：</b></p><p

72、>　　式中： Kt：電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。</p><p>　　根據(jù)以上條件，所選電流互感器的型號為：LCW-220</p><p><b>　　避雷器的配置與選擇</b></p><p>　　1、配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器時除外。</p><p>　　2、220kv及以下變壓

73、器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。</p><p>　　3、三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。</p><p>　　下列三種情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器</p><p>　?。?） 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時；</p><p>　?。?） 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕

74、緣，但變電所為單進線且單臺變壓器運行時；</p><p>　?。?） 不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。</p><p>　　4、單元連接的發(fā)電機出線宜裝一組避雷器</p><p>　　5、容量為25MW及以上的直配線發(fā)電機</p><p>　　6、發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避

75、雷器。</p><p>　　7、110~220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器</p><p>　　8、SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。</p><p><b>　　閥型避雷器的選擇：</b></p><p><b>　　應(yīng)按以下條件選擇：</b></p><p>　　

76、1、型式：選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點。</p><p>　　2、額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。</p><p>　　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(dǎo)線對地電壓是否等于或小于避雷器的最大允許電壓。（滅弧電壓）。</p><p>　　在中性點非直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運行線電壓。在中性

77、點直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運行線電壓的80%。</p><p>　　4、工頻放電電壓：在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般應(yīng)大于最大運行電壓的3.5倍。在中性點直接接地的電網(wǎng)，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運行相電壓的3倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的1.8倍。</p><p>　　5、沖擊放電電壓和殘壓：一般國產(chǎn)閥型避雷器的保護特性與各種電器的絕緣均可配合，故此項校驗從略。

78、</p><p>　　根據(jù)以上條件，選擇 FZ-220J型避雷器。</p><p>　　第七節(jié) 主設(shè)備繼電保護</p><p><b>　　變壓器保護</b></p><p><b>　　配置原則</b></p><p>　　變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護裝置</p>

79、<p>　　1、反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護</p><p>　　容量為800kv及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。對于高壓側(cè)為裝設(shè)斷路器的線路—變壓器組，未采取使瓦斯保護能切除變壓器內(nèi)部故障的技術(shù)措施時，瓦斯保護可僅動作于信號。</p><p><b>　　2、相間短路保護</b></p><p>　　反應(yīng)變

80、壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能引起保護作用。</p><p><b>　　后備保護</b></p><p>　　復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動的過電流保護，可用于63000kvA及以上的升壓變電器。</p><p>　　4、中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器

81、外部接地短路時的零序電流保護</p><p>　　110kv及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。</p><p><b>　　第三章 計算書</b></p><p>　　第一節(jié) 短路電流計算</p&g

82、t;<p>　　進行網(wǎng)絡(luò)的化簡和各元件參數(shù)計算，繪制等值網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　X1</b></p><p><b>　　X2</b></p><p><b>　　X3</b></p><p><b>　　X4</b></

83、p><p>　　X5 X6</p><p>　　設(shè)SB=1000MVA，選取基準(zhǔn)電壓 UB=UP，線路長200km，線路電抗為 系統(tǒng)容量為：2000MVA</p><p>　　系統(tǒng)阻抗為：X1=0.054</p><p><b>　　X7</b></p><p>&

84、lt;b>　　X8</b></p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　　短路點在母線側(cè)時：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)側(cè)： 查表得：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)側(cè)沖擊電流：</b>

85、;</p><p><b>　　發(fā)電機側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗： </b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　發(fā)電機側(cè)沖擊電流：</b></p><p>　　短路點d

86、1的沖擊電流：</p><p><b>　　的短路電流：</b></p><p><b>　　的短路電流：</b></p><p>　　短路點d1在變壓器和斷路器之間，</p><p>　　系統(tǒng)側(cè)： </p><p><b>　　發(fā)電機側(cè)a： <

87、/b></p><p>　　發(fā)生短路時，流過斷路器最大的短路電流：</p><p>　　a b</p><p>　　第二節(jié) 不對稱短路電流計算：</p><p>　　短路點發(fā)生在母線上時：</p><p>　　零序電抗：變壓器零序電抗與正序電抗相等，為0.6</p><p>

88、　　每條線路的零序電抗：</p><p><b>　　線路總的零序電抗：</b></p><p>　　兩相短路 </p><p>　　附加電抗：d(2)</p><p>　　附加電抗串連于正序網(wǎng)絡(luò)末端： </p><p&

89、gt;<b>　　變換：</b></p><p><b>　　d(2)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　　查表得：</b></p&g

90、t;<p><b>　　發(fā)電廠側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　短路點短路電流：</b></p><p><b>　　單相短路&l

91、t;/b></p><p>　　附加電抗： d(1)</p><p>　　將附加電抗串連于零序網(wǎng)絡(luò)末端：</p><p><b>　　變化：</b></p><p><b>　　d(1)</b></p

92、><p><b>　　系統(tǒng)側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　發(fā)電廠側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗：<

93、;/b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p><b>　　兩相接地短路</b></p><p>　　附加電抗： d(1,1)</p>

94、<p><b>　　變化：</b></p><p><b>　　d(1,1)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗： </b></p><p><b>　　查表得：</b&

95、gt;</p><p><b>　　發(fā)電廠側(cè)：</b></p><p><b>　　計算電抗：</b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　總的短路電流：</b></p><p>　　第三節(jié) 電

96、氣設(shè)備選擇計算</p><p><b>　　主變壓器：</b></p><p><b>　　容量：</b></p><p>　　除去8%的廠用電率：</p><p><b>　　留10%的裕度：</b></p><p>　　所選變壓器型號為：SSP-26

97、000</p><p><b>　　斷路器和隔離開關(guān)：</b></p><p><b>　　主保護動作時間：</b></p><p><b>　　后備保護時間：</b></p><p>　　發(fā)電機回路的最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　斷路器觸頭剛

98、分開時，實際開斷時間（主保護動作時間+固有分閘時間）： </p><p>　　熱穩(wěn)定校驗時的短路持續(xù)時間（后備保護時間+全分閘時間）：</p><p>　　由短路電流計算結(jié)果可見，三相短路電流大于兩相短路電流，故按三相短路進行熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　周期分量熱效應(yīng)計算，認(rèn)為t＞5s后的短路電流周期分量穩(wěn)定不變，把It-5看作穩(wěn)態(tài)短路電流，</p>

99、;<p>　　非周期分量熱效應(yīng)不計。短路電流熱效應(yīng)為：</p><p><b>　　母線：</b></p><p>　　按長期允許電流選擇母線截面。母線最大持續(xù)工作電流不超過一臺主變壓器的最大持續(xù)工作電流，故母線最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　最熱月平均最高溫度32.5℃，基準(zhǔn)條件下的長期允許電流，有環(huán)境溫度所選校正系數(shù)

100、K=0.89，故長期允許電流為：</p><p>　　大于651A，所以母線LGJ-300適用。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗。</b></p><p>　　計算熱穩(wěn)定最小允許截面：</p><p><b>　　短路持續(xù)時間：</b></p><p>　　短路電流周

101、期分量熱效應(yīng)QZ，</p><p>　　計算母線短路前通過最大持續(xù)工作電流時的工作溫度：</p><p><b>　　（℃）</b></p><p>　　按80℃取熱穩(wěn)定系數(shù)C=83，</p><p><b>　　非周期分量熱效應(yīng)：</b></p><p><b>

102、　　短路電流熱效應(yīng)：</b></p><p>　　小于300mm2,故能滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　電流互感器：</b></p><p>　　1、LCW-220型電流互感器參數(shù)：</p><p>　　此互感器具有4個鐵芯，供測量用鐵芯準(zhǔn)確度為0.5級。</p><p>

103、;　　線路上裝設(shè)3只電流表，并設(shè)有有功功率表，無功功率表，有功電度表和無功電度表各一只。</p><p>　　2、選擇二次連接導(dǎo)線的截面：</p><p>　　電流互感器各相二次負(fù)荷（VA）</p><p>　　可見U相、W相負(fù)荷最大，所接各相儀表電流線圈的總電阻為：</p><p>　　二次導(dǎo)線采用銅導(dǎo)線，電流互感器為星型接線，連接導(dǎo)線的計

104、算長度為，故導(dǎo)線截面：</p><p>　　根據(jù)機械強度要求，選擇二次連接導(dǎo)線截面為1.5mm2</p><p><b>　　3、熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　短路持續(xù)時間： </b></p><p>　　不計非周期分量熱效應(yīng)，故短路電流熱效應(yīng)為：</p><

105、p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　所以能滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　4、動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　三相短路沖擊電流：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><

106、p><b>　　能滿足動穩(wěn)定要求。</b></p><p>　　故選用LCW-220型電流互感器。</p><p><b>　　電壓互感器：</b></p><p>　　1、YDR-220型電壓互感器參數(shù)：</p><p>　　2、母線電壓互感器所供測量儀表：</p><p

107、>　　有功功率表8只（主變側(cè)2只、220kV出線5只、高廠備用變1只）</p><p>　　無功功率表8只（主變側(cè)2只、220kV出線5只、高廠備用變1只）</p><p>　　有功電能表8只（主變側(cè)2只、220kV出線5只、高廠備用變1只）</p><p>　　無功電能表8只（主變側(cè)2只、220kV出線5只、高廠備用變1只）</p><p

108、><b>　　電壓表2只</b></p><p><b>　　頻率表2只</b></p><p>　　各相負(fù)荷統(tǒng)計 （不完全星型負(fù)荷部分）</p><p>　　由上表求出不完全星型負(fù)荷：</p><p><b>　　U相負(fù)荷為：</b></p><p

109、><b>　　V相負(fù)荷為：</b></p><p>　　由此得V相負(fù)荷最大，只用V相負(fù)荷校驗即可。</p><p><b>　?。?50（VA）</b></p><p>　　所以YDR-220型電壓互感器滿足要求。</p><p><b>　　致謝</b></p&g