電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-泰安南開發(fā)區(qū)110kv變電站電氣設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　泰安南開發(fā)區(qū)110kV變電站電氣設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　泰安南開發(fā)區(qū)110kV變電站電氣設計I<

2、/p><p>　　Taian Nan Zone 110kV Substation DesignII</p><p><b>　　1 任務書1</b></p><p>　　1.1 原始資料1</p><p>　　1.2 設計內(nèi)容及要求2</p><p>　　2 電氣主接線設計2</p&g

3、t;<p>　　2.1 電氣主接線概述2</p><p>　　2.2 電氣主接線的基本形式2</p><p>　　2.3 電氣主接線的選擇3</p><p>　　2.3.1 電氣主接線方案3</p><p>　　2.3.2 電氣主接線的確定3</p><p>　　3 變電站主變壓器選擇3<

4、;/p><p>　　3.1 主變壓器的選擇3</p><p>　　3.1.1 變壓器容量的選擇3</p><p>　　3.1.2變壓器繞組數(shù)量的選擇5</p><p>　　3.1.3 變壓器繞組連接方式的選擇5</p><p>　　3.1.4變壓器調(diào)壓方式的選擇5</p><p>　　3.

5、1.5 變壓器冷卻方式的選擇5</p><p>　　3.2 主變壓器的最終確定5</p><p>　　4 無功補償裝置的選擇6</p><p>　　4.1無功補償裝置的選擇6</p><p>　　4.1.1無功補償裝置類型的選擇6</p><p>　　4.1.2 無功補償裝置容量的確定6</p>

6、<p>　　4.1.3 并聯(lián)電容器裝置的分組方式6</p><p>　　4.1.4 并聯(lián)電容器裝置的接線方式6</p><p>　　4.2 并聯(lián)電容器裝置的最終確定6</p><p>　　5 短路電流的計算7</p><p>　　5.1 短路的危害7</p><p>　　5.2 短路的形式7&

7、lt;/p><p>　　5.3 短路電流的計算7</p><p>　　5.3.1 110KV側(cè)母線短路電流計算8</p><p>　　5.3.2 35KV側(cè)母線短路電流計算8</p><p>　　5.3.3 10KV側(cè)母線短路電流計算9</p><p>　　6 電氣設備的選擇與校驗9</p>&l

8、t;p><b>　　6.1 概述9</b></p><p>　　6.2變壓器110kV側(cè)電氣設備的選擇與校驗10</p><p>　　6.2.1 變壓器110kV側(cè)斷路器的選擇與校驗10</p><p>　　6.2. 2 變壓器110kV側(cè)隔離開關的選擇與校驗11</p><p>　　6.2.3 變壓器11

9、0KV側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇11</p><p>　　6.2.4 110kV母線選擇及校驗12</p><p>　　6.3 變壓器35kV側(cè)電氣設備的選擇與校驗13</p><p>　　6.3.1 變壓器35kV側(cè)高壓開關柜的選擇與校驗13</p><p>　　6.3.2變壓器 35kV側(cè)隔離開關的選擇與校驗14</p

10、><p>　　6.3.3變壓器35KV側(cè)斷路器的選擇與校驗14</p><p>　　6.3.4變壓器35KV側(cè)電流和電壓互感器的選擇與校驗15</p><p>　　6.3.5 變壓器35KV側(cè)母線的選擇與校驗15</p><p>　　6.3.6 變壓器35KV側(cè)導線的選擇與校驗16</p><p>　　6.4 35

11、kV母線出線側(cè)電氣設備的選擇與校驗17</p><p>　　6.4.1 35kV母線出線高壓開關柜的選擇與校驗17</p><p>　　6.4.2 35kV母線出線隔離開關的選擇與校驗17</p><p>　　6.4.3 35kV母線出線斷路器的選擇與校驗18</p><p>　　6.4.4 35kV母線出線電流互感器的選擇與校驗1

12、8</p><p>　　6.4.5 35kV母線出線導線的選擇與校驗19</p><p>　　6.5 變壓器10kV側(cè)電氣設備的選擇與校驗19</p><p>　　6.5.1 變壓器10kV側(cè)高壓開關柜選擇與校驗19</p><p>　　6.5.2 變壓器10kV側(cè)隔離開關的選擇與校驗20</p><p>　　

13、6.5.3 變壓器10KV側(cè)斷路器的選擇與校驗20</p><p>　　6.5.4 變壓器10KV側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇與校驗21</p><p>　　6.5.5 10KV母線的選擇與校驗22</p><p>　　6.5.6 變壓器10KV側(cè)導體的選擇與校驗22</p><p>　　6.6 10kV母線出線側(cè)電氣設備的選擇與

14、校驗23</p><p>　　6.6.1 10kV母線出線高壓開關柜的選擇與校驗23</p><p>　　6.6.2 10kV母線出線隔離開關的選擇與校驗23</p><p>　　6.6.3 10kV母線出線斷路器的選擇與校驗24</p><p>　　6.6.4 10kV母線出線電流互感器的選擇與校驗24</p>&l

15、t;p>　　6.6.5 10kV母線出線導線的選擇與校驗25</p><p><b>　　7 繼電保護25</b></p><p>　　8 防雷與接地方案的設計26</p><p>　　8.1 防雷保護26</p><p>　　8.1.1 直擊雷保護26</p><p>　　8.

16、1.2 侵入波保護26</p><p>　　8.2 接地裝置的設計26</p><p>　　9 所用電的設計27</p><p>　　9.1所用變壓器的接線形式27</p><p>　　9.2 所用變壓器的選擇27</p><p><b>　　參考文獻28</b></p>

17、<p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　Contents</b></p><p>　　Abstract II</p><p>　　1 Mission statement1</p><p>　　1.1 Sourcebook1</p><

18、;p>　　1.2 Design content and requirements2</p><p>　　2 Electric main wiring design3</p><p>　　2.1 Overview main electrical wiring3</p><p>　　2.2 The basic form of the main electri

19、cal wiring3</p><p>　　2.3 Main electrical wiring selection3</p><p>　　2.3.1 Main electric connection schemes3</p><p>　　2.3.2 Determination of main electrical wiring4</p>&l

20、t;p>　　3 Select the main transformer substation4</p><p>　　3.1 Select the main transformer4</p><p>　　3.1.1 Selection of Transformer Capacity4</p><p>　　3.1.2 The number of windin

21、gs of the transformer selection5</p><p>　　3.1.3 Select the transformer winding connection mode6</p><p>　　3.1.4 Select the voltage regulating mode6</p><p>　　3.1.5 Select the trans

22、former cooling mode6</p><p>　　3.2 Finalize the main transformer6</p><p>　　4 Select the reactive power compensation device7</p><p>　　4.1 Select the reactive power compensation dev

23、ice7</p><p>　　4.1.1 Reactive power compensation device type selection7</p><p>　　4.1.2 Reactive power compensation device capacity determination7</p><p>　　4.1.3 Grouping of shunt

24、capacitors7</p><p>　　4.1.4 Wiring parallel capacitor device7</p><p>　　4.2 Finalize the shunt capacitor means8</p><p>　　5 Calculation of short-circuit current8</p><p&g

25、t;　　5.1 Hazard short-circuit8</p><p>　　5.2 In the form of short-circuit8</p><p>　　5.3 Calculation of short-circuit current8</p><p>　　5.3.1 110KV side of the bus circuit current c

26、alculation10</p><p>　　5.3.2 35KV side of the bus circuit current calculation10</p><p>　　5.3.3 10KV side of the bus circuit current calculation10</p><p>　　6 Selection and verifica

27、tion of electrical equipment11</p><p>　　6.1 Outline11</p><p>　　6. Select the check 110kV transformer side electric equipment12</p><p>　　6.2.1 Transformer 110kV circuit breaker se

28、lection and validation12</p><p>　　6.2. 2 110kV transformer side of the isolation switch selection and validation13</p><p>　　6.2.3 110KV transformer side current and voltage transformers choice

29、13</p><p>　　6.2.4 110kV bus selection and verification14</p><p>　　6.3 Selection and check transformer 35kV electrical equipment side15</p><p>　　6.3.1 35kV high voltage switchgear

30、 transformer side of the selection and verification15</p><p>　　6.3.2 Side of the isolation transformer 35kV switch selection and validation16</p><p>　　6.3.3 35KV transformer circuit breaker se

31、lection and validation16</p><p>　　6.3.4 35KV transformer side current and voltage transformer selection and validation17</p><p>　　6.3.5 35KV transformer side of the bus selection and validatio

32、n18</p><p>　　6.4 35kV side bus qualifying selection and verification of electrical equipment18</p><p>　　6.4.1 35kV high voltage switchgear bus qualifying selection and validation18</p>

33、<p>　　6.4.2 35kV busbar disconnectors qualifying selection and validation19</p><p>　　6.4.3 35kV busbar outgoing breaker selection and validation19</p><p>　　6.4.4 35kV busbar current tran

34、sformer outlet selection and validation20</p><p>　　6.4.5 35kV busbar outgoing wire selection and validation21</p><p>　　6.5 Selection and check transformer 10kV electrical equipment side21<

35、/p><p>　　6.5.1 10kV high voltage switchgear transformer side selection and verification21</p><p>　　6.5.2 Side of the isolation transformer 10kV switch selection and validation22</p><p&

36、gt;　　6.5.3 10KV transformer circuit breaker selection and validation22</p><p>　　6.5.4 10KV transformer side current and voltage transformers of selection and validation23</p><p>　　6.5.5 10KV b

37、us selection and validation24</p><p>　　6.6 10kV side bus qualifying selection and verification of electrical equipment24</p><p>　　6.6.1 10kV high voltage switchgear bus qualifying selection an

38、d validation25</p><p>　　6.6.2 10kV busbar disconnectors qualifying selection and validation25</p><p>　　6.6.3 10kV busbar outgoing breaker selection and validation25</p><p>　　6.6.

39、4 10kV busbar current transformer outlet selection and validation25</p><p>　　6.6.5 10kV busbar outgoing wire selection and validation25</p><p>　　7 Protection25</p><p>　　8 Design

40、 of lightning protection and grounding scheme26</p><p>　　8.1 Lightning Protection26</p><p>　　8.1.1 Thunderstorm for protection26</p><p>　　8.1.2 Intruding Wave Protection26</p

41、><p>　　8.2 Design of grounding devices26</p><p>　　9 Design of electricity Substations27</p><p>　　9.1Connection Type Substation power transformers27</p><p>　　9.2 Select

42、power transformer substation with27</p><p>　　References28</p><p>　　Acknowledgements29</p><p>　　泰安南開發(fā)區(qū)110kV變電站電氣設計</p><p>　　摘要：本文進行的是泰安南開發(fā)區(qū)110kV變電站設計，以一次部分為主。首先根據(jù)任務書上

43、所給各項參數(shù)，通過對所建變電站及出線的考慮和對負荷資料分析，滿足安全性、經(jīng)濟性及可靠性的要求確定了110kV、35kV、10kV側(cè)主接線的形式，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)、容量、及型號，從而得出各元件的參數(shù)，進行等值網(wǎng)絡化簡，并對變電站進行了無功補償。然后選擇短路點進行短路計算，根據(jù)短路電流計算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，選擇并校驗電氣設備，包括母線、導線、斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器等，并確定配電裝置。本文

44、同時對防雷和接地裝置進行了簡單的分析，最后進行了相關二十余張圖紙的繪制。</p><p>　　關鍵詞：變電站設計，一次部分,變壓器，電氣主接線，設備選擇</p><p>　　Taian Nan Zone 110kV Substation Design</p><p>　　Abstract This paper designed the 110kV substati

45、on of Taian Nan Development Zone，Mainly about Primary electrical design. First, according to the mission statement of the various parameters, by considering the construction of substations and qualifying and load data an

46、alysis, to meet the security, economy and reliability requirements for the determination of the 110kV, 35kV, 10kV form side of the main wiring, by then the load calculation to determine the scope and power of the main tr

47、ansformer st</p><p>　　Keywords: Substation design, Primary electrical design, transformers, electrical wiring, equipment selection</p><p><b>　　1 任務書</b></p><p><b>

48、　　1.1 原始資料</b></p><p>　　題目：泰安南開發(fā)區(qū)110kV變電站電氣設計</p><p>　　(1)待建變電站的規(guī)模、性質(zhì)</p><p>　　待建變電站為終端降壓變電站，擬定2臺變壓器。本變電站的電壓等級分別為110kV、35kV和10kV。本變電站有2回110kV架空線路；4回35kV出線及8回10kV出線（其中有一回備用）。變電

49、站配有10kV無功補償裝置。</p><p><b>　　(2)系統(tǒng)情況</b></p><p>　　系統(tǒng)容量：S=1000MVA, X=0.36(電抗為以電源容量為基值的標么值 ),兩條110kV進線均為LGJ-150，線路長度一條為16km , 另一條為14km</p><p>　　(3)待建變電站各電壓等級負荷數(shù)據(jù) </p>

50、<p>　　1） 110kV電壓等級</p><p>　　2回線路與系統(tǒng)相連。</p><p>　　2）        表1-1 10kV電壓等級負荷數(shù)據(jù)</p><p>　　負荷同時率：0.68，一級負荷30%，二級負荷40%, 三級負荷30%.</p><

51、;p>　　3）          表1-2 35kV電壓等級</p><p>　　負荷同時率：0.8，一級負荷35%，二級負荷50%, 三級負荷15%.</p><p><b>　　4)所用負荷</b></p><p>　　計算總負荷：15

52、0kVA，其中：一級負荷20%，二級負荷40%, 三級負荷40%.</p><p>　　(4)繼電保護動作時間</p><p>　　變電站110KV電源側(cè)線路過電流保護動作時間：3秒， </p><p><b>　　(5)其它原始資料</b></p><p><b>　　1)地形、地質(zhì)</b><

53、;/p><p>　　站址選于山坡上，南面靠丘陵，東、西、北面分別是果樹、桑園和農(nóng)田，地勢平坦，地質(zhì)構(gòu)造為穩(wěn)定區(qū)。地震基本烈度為6度，土壤電阻率為1.5×102歐·米。</p><p><b>　　2)氣象條件</b></p><p>　?、俳^對最高溫度為40℃;②最高月平均氣溫為23℃；③年平均溫度為10.7℃；④風向以東北風為

54、主。</p><p>　　1.2 設計內(nèi)容及要求</p><p>　　(1)主接線設計：分析原始資料，根據(jù)任務書的要求擬出各級電壓母線接線方式，選擇變壓器型式及連接方式，通過技術經(jīng)濟比較選擇主接線最優(yōu)方案。</p><p>　　(2)短路電流計算：根據(jù)所確定的主接線方案，選擇適當?shù)挠嬎愣搪伏c計算短路電流。</p><p>　　(3)主要電氣設

55、備選擇。</p><p>　　(4)110kV高壓配電裝置設計。</p><p>　　(5)35KV 高壓配電裝置設計。</p><p>　　(6)10KV 高壓配電裝置設計。</p><p>　　(7)防雷與接地設計。</p><p><b>　　(8)所用變設計。</b></p>

56、<p>　　(9)相關圖紙的繪制。</p><p><b>　　2 電氣主接線設計</b></p><p>　　2.1 電氣主接線概述</p><p>　　電氣主接線是指由發(fā)動機、變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線和電纜等電氣設備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了

57、發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。</p><p>　　2.2 電氣主接線的基本形式</p><p>　　主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于?/p>

58、能的匯集和分配，再進出線較多（一般超過4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。</p><p>　　有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。</p><p

59、>　　2.3 電氣主接線的選擇</p><p>　　2.3.1 電氣主接線方案</p><p>　　依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，并結(jié)合《35kV-110kV變電站設計規(guī)范GB50059-2011》（下稱《GB50059-2011》）、《國家電網(wǎng)110kV變電站通用設計規(guī)范 Q/GDW 203-2008》和《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》及相關規(guī)范,根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟性的要求分析如

60、下：110kV側(cè)有2回電源進線，可采用無匯流母線中的橋形接線形式或者單母線分段；當35—63KV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。而35kV側(cè)有4回出線，僅有兩個電源，負荷不大，故采用單母分段連接；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，</p><p>　　而10kV側(cè)有8回出線，故10kV采用單母線分段連接。經(jīng)過分析、綜合、

61、組合和比較，提出兩種方案：</p><p>　　方案一：110kV側(cè)采用內(nèi)橋式接線，35kV側(cè)采用單母線分段接線，10kV側(cè)采用單母線分段接線。</p><p>　　方案二：110kV側(cè)采用單母線分段，35kV側(cè)采用單母線分段接線，10kV側(cè)采用單母線分段接線。</p><p>　　2.3.2 電氣主接線的確定</p><p><b&g

62、t;　?。?）安全性比較</b></p><p>　　兩種方案僅僅是110kV側(cè)主接線不同，兩者安全性均滿足要求。</p><p><b>　?。?）經(jīng)濟性比較</b></p><p>　　方案一少用兩個110kV斷路器，經(jīng)濟性明顯優(yōu)于方案二。</p><p><b>　?。?）遠期效應比較<

63、/b></p><p>　　考慮到將來110kV進線可能會增加，所以方案二遠期效應好于方案一</p><p>　　最終結(jié)合任務書，本設計采用方案二。</p><p>　　3 變電站主變壓器選擇</p><p>　　在各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要的電氣設備之一。其擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?，確定合理的變壓器臺數(shù)、容量

64、和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。</p><p>　　3.1 主變壓器的選擇</p><p>　　根據(jù)設計原始資料要求，本次變電站主變壓器采用兩臺110kV/35kV/10kV電力變壓器。</p><p>　　3.1.1 變壓器容量的選擇</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》并結(jié)合《工廠供電》可知：</

65、p><p>　　(1)主變壓器容量一般按變電站建成后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。對城郊變電站，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結(jié)合</p><p>　　(2)裝有兩臺主變壓器的變電站，每臺變壓器的容量 應同時滿足以下兩個條件：</p><p>　　任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷 的大約70%~80%的需求。</p>

66、<p>　　任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一，二級負荷的要求，即 </p><p><b>　　由原始資料可知：</b></p><p><b>　　10kV側(cè):</b></p><p><b>　　35kV側(cè)：</b></p><p>　　根據(jù)相關規(guī)定，此變電站

67、補償后功率因數(shù)應達到0.9~0.95，此設計采取0.95。</p><p><b>　　故補償容量為：</b></p><p>　　補償后的變電站低壓側(cè)的視在計算負荷為：</p><p>　　考慮到作為區(qū)變電站將來的擴建需要以及變壓器規(guī)格的限制，故采用兩臺63MVA的變壓器。</p><p>　　3.1.2變壓器繞組數(shù)量

68、的選擇</p><p>　　由相關規(guī)范：在具有三種電壓的變電站中，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，但在變電站內(nèi)需裝設無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。</p><p>　　由以上規(guī)范計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担?lt;/p><p>　　故主變壓器應采用三繞組。</p><p>　　3.

69、1.3 變壓器繞組連接方式的選擇</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》及相關規(guī)范可知：變壓器繞組連接方式必須與系統(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型和△型。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地；35kV以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。</p><p>　　為消除電力系統(tǒng)中三

70、次諧波的影響，高中低壓側(cè)必須用一個繞組為△，并且110kV側(cè)和35kV側(cè)為取得中性點采取Y型連接方式。故該110kV變電站主變應采用的繞組連接方式為， 。</p><p>　　3.1.4變壓器調(diào)壓方式的選擇</p><p>　　由相關規(guī)范可知：由于我國電力不足，缺電嚴重，電網(wǎng)電壓波動較大。變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量、減少電壓波動的有效手段。對電力系統(tǒng)，一般要求110kV及以下變電站至少

71、采用一級有載調(diào)壓變壓器。因此城網(wǎng)變電站采用有載調(diào)壓變壓器的較多。對企業(yè)變電站，有載調(diào)壓變壓器的采用決定于負荷的性質(zhì)，如化工企業(yè)一般用電負荷比較平穩(wěn)，供電質(zhì)量能滿足要求，很少采用有載調(diào)壓變壓器，但像鋼鐵廠等負荷波動較大的企業(yè)，則采用有載調(diào)壓變壓器。 </p><p>　　綜合考慮，本變電站需采用有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　3.1.5 變壓器冷卻方式的選擇</p>&l

72、t;p>　　電力變壓器常用的冷卻方式一般分為三種：油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環(huán)。由相關規(guī)范及計算結(jié)果選擇油浸風冷式變壓器最為合適。</p><p>　　3.2 主變壓器的最終確定</p><p>　　根據(jù)以上計算和分析結(jié)果，選擇的主變壓器型號為：SFSZ10-63000/110。</p><p><b>　　主要技術參數(shù)如下：</b>

73、;</p><p>　　額定容量：63000kVA</p><p>　　額定電壓：高壓-110±8×1.25%（kV）；中壓—38.5kV；低壓—10.5kV</p><p>　　連接組別：YNyn0d11</p><p>　　空載電流：0.56%</p><p>　　空載損耗：49.14kW<

74、;/p><p>　　負載損耗：232.75kW</p><p>　　短路阻抗（%）：高中:；中低；高低（以下取18）。</p><p>　?。〝?shù)據(jù)來源自山東泰開變壓器公司。）</p><p>　　4 無功補償裝置的選擇</p><p>　　無功補償具有保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡中的有功功率的損耗和電壓損耗的作用，同時對增強系統(tǒng)

75、的穩(wěn)定性有重要意義。根據(jù)《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》和《國家電網(wǎng)110kV變電站通用設計規(guī)范》及相關規(guī)范給出無功補償裝置的選擇。</p><p>　　4.1無功補償裝置的選擇</p><p>　　4.1.1無功補償裝置類型的選擇</p><p>　　無功補償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置。目前常用的補償裝置有：靜止補償器、同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器

76、。這三種無功補償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補償無功的變配電所的母線上。</p><p>　　在一般的110kV變電站設計中，并聯(lián)電容器的補償方式最為常見，并聯(lián)電容器的裝設容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設來接地供應無功率，運行時功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護也較方便。為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷的變化，分組投入和切除。</p>

77、<p>　　4.1.2 無功補償裝置容量的確定</p><p>　　由3.1.1中的計算結(jié)果，無功補償裝置容量。</p><p>　　4.1.3 并聯(lián)電容器裝置的分組方式</p><p>　　對于110KV—220KV、主變壓器帶有載調(diào)壓裝置的變電站，應按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實行自動投切。</p><p>　　并聯(lián)電容

78、器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。</p><p>　　其中等容量分組方式，是110kV變電站中普遍應用的分組方式，故本次選用等容量分組。</p><p>　　4.1.4 并聯(lián)電容器裝置的接線方式</p><p>　　(1)并聯(lián)電容器裝置的基本接線方式。</p><p>　　并聯(lián)電

79、容器裝置的基本接線分為Y形和△形兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的情況，此處選擇Y形接線方式。</p><p>　　(2)并聯(lián)電容器裝置的中性點接地方式。</p><p>　　并聯(lián)電容器裝置裝設在變電站10kV側(cè)，宜采用中性點不接地方式，但設置一個接地配隔離開關，增加靈活性。

80、</p><p>　　4.2 并聯(lián)電容器裝置的最終確定</p><p>　　結(jié)合以上分析，本次設計采用由西安電力電容器廠生產(chǎn)的并聯(lián)補償成套設備 兩臺。</p><p><b>　　補償后的容量</b></p><p>　　功率因數(shù) 滿足要求。</p><p><b>　　5 短路電流的計

81、算</b></p><p><b>　　5.1 短路的危害</b></p><p>　　(1)通過故障點的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。</p><p>　　(2)短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命。</p><p>　　(3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓

82、大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　(4)破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個系統(tǒng)瓦解。</p><p><b>　　5.2 短路的形式</b></p><p>　　在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等。</p><p>　　電力系統(tǒng)中

83、，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況下，特別是遠離電源（發(fā)電機）的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗電氣設備的短路計算中，以三相短路計算為主。</p><p>　　5.3 短路電流的計算</p><p>　　如上所述，本次設計主要計算三相短路的情況，采用

84、標幺值法進行計算，短路示意圖如右圖。</p><p><b>　　(1)確定基準值。</b></p><p><b>　　結(jié)合原始資料，</b></p><p><b>　　取，，， </b></p><p>　　(2)各主要元件的電抗標幺值。</p><

85、;p>　　電力系統(tǒng)的電抗標幺值 </p><p>　　電力線路的電抗標幺值 （其中 參考《工廠供電》表3-1）</p><p>　　電力變壓器各繞組的短路電壓：</p><p>　　其中因為 為負值且絕對值很小，所以取其為0.</p><p>　　電力變壓器各繞組電抗的標幺值：</p><p>　　(3)三相短路

86、等效電路圖如右圖：</p><p>　　5.3.1 110kV側(cè)母線短路電流計算</p><p>　　計算K-1點的短路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量。</p><p>　　5.3.2 35kV側(cè)母線短路電流計算</p><p>　　計算K-2點的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量。</p><p>　　5.3.

87、3 10kV側(cè)母線短路電流計算</p><p>　　計算K-3點的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量。</p><p>　　6 電氣設備的選擇與校驗</p><p><b>　　6.1 概述</b></p><p>　　本次設計110kV電壓等級的各電氣設備戶外布置，35kV和10kV電壓等級的各電氣設備置于高壓開關柜中

88、戶內(nèi)布置。</p><p>　　(1)對各位置的容量做如下計算：</p><p>　　110kV母線的容量 </p><p><b>　　35kV母線的容量</b></p><p>　　35kV母線出線的最大容量</p><p>　　10kV母線的容量 </p><p>　

89、　10kV母線出線的最大容量</p><p>　　(2)電流互感器的選擇</p><p>　　1）額定電壓的選擇：</p><p>　　電流互感器的額定電壓不得低于回路中的額定電壓，即 </p><p>　　2）額定電流的選擇：</p><p>　　電流互感器的額定電

90、流不得低于回路中的最大持續(xù)工作電流，即 </p><p>　　(2)電流互感器的校驗</p><p>　　由《電氣工程設計手冊一次部分》可知:</p><p>　　1）動穩(wěn)定校驗公式為 </p><p>　　2）熱穩(wěn)定校驗公式為 </p><p>　　(3)電壓互感器

91、的選擇</p><p>　　根據(jù)《工廠供電》可知，電壓互感器只需按照額定電壓選擇即可，無需校驗。</p><p>　　6.2變壓器110kV側(cè)電氣設備的選擇與校驗</p><p>　　變壓器110kV側(cè)需要選擇和校驗的設備有：斷路器、隔離開關、電流、電壓互感器和母線等。</p><p>　　6.2.1 變壓器110kV側(cè)斷路器的選擇與校驗&l

92、t;/p><p><b>　　(1)斷路器的選擇</b></p><p><b>　　1)額定電壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)斷路器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　額定電流 </b></p><p>　　3) 額定開斷電流選擇&l

93、t;/p><p>　　4)根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SW6-110Ⅰ/1200-31.5，技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-1 SW6-110Ⅰ/1200-31.5技術參數(shù)表</p><p><b>　　(2)斷路器的校驗</b></p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗&l

94、t;/b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　(其中近似取為0.8s) ，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.2. 2 變壓器110kV側(cè)隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　(1)隔離

95、開關的選擇</p><p>　　根據(jù)6.2.1中數(shù)據(jù)查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GW5—110Ⅱ/630，其技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-2 GW5-110Ⅱ/630技術參數(shù)表</p><p>　　(2)隔離開關的校驗</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p>&

96、lt;p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.2.3 變壓器110kV側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇</p><p>　　(1)電流互感器的選擇</p><p><

97、b>　　1)額定電壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)電流互感器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　額定電流 </b></p><p>　　查手冊，選用LCWD-110-(50~100)～(300~600)/5戶外瓷絕緣有差動保護型電流互感器，如下表所示：</p><p>　　表6-3

98、 LCWD-110-(50~100)～(300~600)/5技術參數(shù)</p><p>　　(2)電流互感器的校驗</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><

99、p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　(3)電壓互感器的選擇</p><p><b>　　額定電壓</b></p><p>　　查表，選擇TYD110-0.01型，如下表所示：</p><p>　　表6-4 TYD110-0.01技術參數(shù)</p><p>　　6.2.4 11

100、0kV母線選擇及校驗</p><p>　　由《電力工程電氣設計手冊一次部分》，110kV母線宜采用圓管型母線。</p><p><b>　　(1)母線的選擇</b></p><p>　　按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇：</p><p>　　查表，每相選擇單根尺寸為 鋁錳合金圓管型母線，如下圖所示</p>&l

101、t;p>　　表6-5 圓管形鋁錳合金導體技術數(shù)據(jù)及外形尺寸</p><p><b>　　，符合要求。</b></p><p><b>　　(2)母線的校驗</b></p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　因為 ，所以滿足動穩(wěn)定校驗條件。&l

102、t;/p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　,所以滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.3 變壓器35kV側(cè)電氣設備的選擇與校驗</p><p>　　變壓器35KV側(cè)需要選擇和校驗的設備有：高壓開關柜、隔離開關、斷路器、電流、電壓互感器、母線和導線等。</p><p&

103、gt;　　6.3.1 變壓器35kV側(cè)高壓開關柜的選擇與校驗</p><p><b>　　(1)開關柜的選擇</b></p><p><b>　　1)額定電壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)開關柜的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　,額定電流 </b><

104、;/p><p>　　3）根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓鎧裝式開關柜型號為KYN61A-40.5/1250，技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-6 KYN61A-40.5/1250技術參數(shù)表</p><p><b>　　(2)開關柜的校驗</b></p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</

105、b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.3.2變壓器 35kV側(cè)隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　(1)隔離開關的選擇</p>&

106、lt;p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GN2—35T/1000，其技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-7 GN2—35T/1000技術參數(shù)表</p><p>　　(2)隔離開關的校驗</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗

107、條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.3.3變壓器35kV側(cè)斷路器的選擇與校驗</p><p><b>　　(1)斷路器的選擇</b></p><p><b>　　1)額定電

108、壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)斷路器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　,額定電流 </b></p><p>　　3) 額定開斷電流選擇</p><p>　　4)因為斷路器要安裝于高壓鎧裝式開關柜KYN61A-40.5/1250中，選擇的滿足要求的高壓真空斷路器的型號為CV1-40.5

109、/1250-25，技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-8 CV1-40.5/1250-25技術參數(shù)表</p><p><b>　　(2)斷路器的校驗</b></p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><

110、p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.3.4變壓器35kV側(cè)電流和電壓互感器的選擇與校驗</p><p>　　(1)電流互感器的選擇</p><p><b>　　1)額定電壓 </b></p><p&g

111、t;　　2)流經(jīng)互感器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　額定電流 </b></p><p>　　因為電流互感器要安裝于高壓鎧裝式開關柜KYN61A-40.5/1250中，選擇的滿足要求的樹脂澆注電流互感器的型號為LDJ8-35-800技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-9 LDJ8-35-800技術參數(shù)</p>

112、<p>　　(2)電流互感器的校驗</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　(3

113、)電壓互感器的選擇</p><p><b>　　額定電壓</b></p><p>　　查表，選擇JDZXF9-35型，如下表所示：</p><p>　　表6-10 JDZXF9-35技術參數(shù)</p><p>　　6.3.5 變壓器35kV側(cè)母線的選擇與校驗</p><p>　　由《電力工程電氣設計

114、手冊一次部分》，35kV應采用矩形母線。</p><p><b>　　(1)母線的選擇</b></p><p>　　按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇：</p><p>　　查表，每相選擇單條63 6.3LMY型矩形硬鋁母線，平放時允許電流，滿足要求。</p><p><b>　　(2)母線的校驗</b>

115、</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　(a取0.1m)</b></p><p>　　因為 ，所以滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　,所以滿足熱穩(wěn)定校驗

116、條件</p><p>　　6.3.6 變壓器35kV側(cè)導線的選擇與校驗</p><p>　　(1)電纜的選擇與校驗</p><p><b>　　1）電纜的選擇</b></p><p>　　按經(jīng)濟電流密度選擇經(jīng)濟截面，根據(jù)題目此35KV母線出線側(cè)的 ，故 </p><p>　　選標準截面 ，即選YJ

117、V-630型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯單芯電纜。</p><p><b>　　2）電纜的校驗</b></p><p><b>　　,滿足熱穩(wěn)定校驗。</b></p><p>　　6.4 35kV母線出線側(cè)電氣設備的選擇與校驗</p><p>　　35kV母線出線側(cè)需要選擇和校驗的設備有：高壓開關柜、隔離開關

118、、斷路器、電流互感器等。</p><p>　　6.4.1 35kV母線出線高壓開關柜的選擇與校驗</p><p>　　(1)高壓開關的選擇</p><p><b>　　1)額定電壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)高壓開關柜的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　額定電流

119、</b></p><p>　　3）根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓鎧裝式開關柜型號為KYN61A-40.5/630，技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-11 KYN61A-40.5/630技術參數(shù)表</p><p><b>　　(2)開關柜的校驗</b></p><p><b>　　

120、1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.4.2 35kV母線出線隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　(1)隔離開關的選擇&

121、lt;/p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關的型號為GN2—35T/400，其技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-12 GN2—35T/400技術參數(shù)表</p><p>　　(2)隔離開關的校驗</p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，

122、 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.4.3 35kV母線出線斷路器的選擇與校驗</p><p><b>　　(1)斷路器的選擇</b></p><p><

123、b>　　1)額定電壓 </b></p><p>　　2)流經(jīng)斷路器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　額定電流 </b></p><p>　　3) 額定開斷電流選擇</p><p>　　因為35KV有四回出線，所以</p><p>　　4)因為斷路器要安裝于高壓鎧裝式

124、開關柜KYN61A-40.5/630中，選擇的滿足要求的高壓真空斷路器的型號為CV1-40.5/630-25，技術參數(shù)如下表：</p><p>　　表6-13 CV1-40.5/630-25技術參數(shù)表</p><p><b>　　(2)斷路器的校驗</b></p><p><b>　　1）動穩(wěn)定校驗</b></p&g

125、t;<p>　　， 所以 滿足動穩(wěn)定校驗條件。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　，即滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p>　　6.4.4 35kV母線出線電流互感器的選擇與校驗</p><p>　　(1)電流互感器的選擇</p><p><