110kv降壓變電所電氣一次部分畢業(yè)設計-

1、<p>　　題 目 35KV企業(yè)變電所電氣初步設計 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言……………………………………………2</p><p>　　待建變電所基本資料…………………………2</p><p>　　負荷分析及主變壓器選擇……………………5</p>

2、;<p>　　2-1 負荷計算………………………………………5</p><p>　　2-2 主變壓器的選擇………………………………5</p><p>　　2-3 站用變臺數、容量和型式的確定 ……………8</p><p><b>　　電氣主接線</b></p><p>　　3-1 主接

3、線的設計原則和要求……………………9</p><p>　　3-2 35KV側接線方案………………………………12</p><p>　　3-3 10KV側接線方案………………………………13</p><p>　　電力線路導線截面的選擇……………………13</p><p><b>　　短路電流的計算</b><

4、;/p><p>　　5-1 短路電流計算的目的和規(guī)定…………………17</p><p>　　5-2 計算過程和結果……………………………18</p><p><b>　　設備選擇</b></p><p>　　6-1 電氣設備選擇設計的規(guī)定…………………21</p><p>　　6-

5、2 電流互感器選擇………………………………21</p><p>　　6-3 高壓熔斷器及避雷器的選擇…………………25</p><p>　　6-4 高壓斷路器的選擇……………………………25</p><p>　　6-5 隔離開關的選擇………………………………30</p><p>　　第七章 配電裝置…………………

6、……………………35</p><p>　　第八章 繼電保護的配置</p><p>　　8-1 主變壓器繼電保護配置………………………37</p><p>　　8-2 線路繼電保護配置……………………………38</p><p>　　第九章 參考文獻………………………………………39</p><p>

7、;　　第十章 附圖……………………………………………40</p><p>　　致謝 ………………………………………………………41</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本設計為07級電氣工程及自動化專業(yè)的電力系統課程設計，設計題目為：要求設計一座35KV降壓變電所，以10KV電纜給各車間供電，一次設計并建成。。

8、本變電所6KM處有一系統變電所，用35KV雙回架空線路向本設計的變電所供電。在最大運行方式下，待設計變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA。</p><p>　　當地海拔高度507.4m，年雷電日36.9個，空氣質量優(yōu)良，無污染，歷年平均最高氣溫29.9℃，土壤電阻率ρ≤500Ω?m。本變電所10KV母線到各車間均用電纜供電，其中一車間和二車間為Ⅰ類負荷，其余為Ⅱ類負荷，Tmax=4000h。</p&g

9、t;<p>　　分析任務書給定的原始資料，根據變電所在電力系統中的地位和建設規(guī)模，考慮變電所運行的可靠性、靈活性、經濟性方面的要求，本文擬定2～3個技術上可行的變電所主接線方案，并正確進行了短路電流計算及主要電氣設備選型，同時對其進行了無功補償分析。</p><p>　　畢業(yè)設計是我們全面運用所學基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，對實際問題進行設計或研究的綜合性訓練。通過畢業(yè)設計我們把所學的知識系統的聯

10、系起來，培養(yǎng)我們綜合運用各種知識來解決實際問題的能力，學習更多的設計思維，樹立在實際工程基礎上的創(chuàng)新觀念，更好地把理論和實際結合起來，服務于工作。</p><p>　　第一章 待建變電所基本資料</p><p>　　1、某企業(yè)為保證供電需要，要求設計一座35KV降壓變電所，以10KV電纜給各車間供電，一次設計并建成。</p><p>　　2、距本變電所9KM處有一系

11、統變電所，用35KV雙回架空線路向待設計的變電所供電。在最大運行方式下，待設計變電所高壓母線上的短路功率為970MVA。</p><p>　　3、待設計變電所10KV側無電源，考慮以后裝設兩組電容器，提高功率因數，故要求預留兩個間隔。</p><p>　　4、本變電所10KV母線到各車間均用電纜供電，其中一車間和二車間為Ⅰ類負荷，其余為Ⅱ類負荷，Tmax=4700h。各饋線負荷如下表所示：

12、</p><p>　　5、所用電的主要負荷如下表所示：</p><p>　　第二章負荷分析及主變壓器選擇</p><p>　　電力負荷的確定，對于選擇變電所主變壓器容量、電源布點以及電力網的接線方案等，都是十分重要的。電力負荷應在調查和計算的基礎上進行。對于近期負荷，應力求準確、具體、切實可行，對于遠景負荷應在電力系統及工農業(yè)生產基礎發(fā)展遠景規(guī)劃的基礎之上，進行負荷

13、預測。負荷發(fā)展水平往往需要多次測算，認真分析研究影響負荷發(fā)展水平的速度的各種因素。反復測算與綜合平衡，力求切合實際。保證電能質量，安全生產，確保用戶用電的穩(wěn)定性，這就是負荷分析的目的。</p><p>　　根據對供電可靠性的要求，一般將電力負荷分為三類。即：一類負荷為重要負荷，必須由兩個或兩個以上獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部一類負荷不間斷供電。二類負荷為比較重要的負荷，一般要由兩個獨立電源供電

14、，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二類負荷的供電。三類負荷一般只需一個電源供電。</p><p><b>　　2-1負荷計算</b></p><p>　　要選擇主變壓器 站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計算各側的負荷，包括站用電負荷（動力負荷和照明負荷）、10kv側負荷、35kv側負荷。</p><p&g

15、t;　　由公式 （2-1）</p><p>　　式中 Sc ——某電壓等級的計算負荷</p><p>　　Kt ——同時系數（10kv取0.9用負荷取0.85）</p><p>　　а%——該電壓等級網的線損率電，一般取5%</p><p>　　P、cos——各用戶的負荷和功率因數</p><p>

16、　　P10KV=1100+790+910+870+960+930+680+999=7239(KW)</p><p>　　S10KV=0.9×7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)</p><p>　　P站=25+5.5+3.7+2.1+11.5+20+0.96+18+12=98.76(KW)</p><p>　　S站=0.

17、85×98.76/0.85×(1+5%)=103.698(KVA)</p><p>　　S35=8048.0647+103.698=8151.76(KVA)</p><p>　　2-2主變壓器的選擇</p><p>　　變壓器是一種靜止的電機，它利用一、二次側的匝數不同，通過電磁感應作用，把一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流

18、電能。在各級電壓等級的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統負荷增長情況，并根據電力系統5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經濟技術上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和

19、電力系統的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電站安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。</p><p>　　在生產上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據原始資料和設計變電站的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇主變壓器。</p><p>　　選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電站以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數及容

20、量。</p><p><b>　　變壓器選擇原則：</b></p><p>　　1、主變容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，適當考慮遠期10-20年的負荷發(fā)展。</p><p>　　2、根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電站，應考慮一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計算機過負荷能力后的

21、允許時間內，保證用戶的I段和II段負荷，對于一般變電所，當一臺主變壓器停運時，其他容量應能保證全部負荷的60%。</p><p>　　3、為了保證供電可靠性，變電所一般裝設兩臺主變壓器，有條件的應考慮設三臺主變的可能性。</p><p>　　二、主變壓器臺數選擇：</p><p>　　在《電力工程電氣設計手冊》中可知：“對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低已構成環(huán)網的

22、情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜”在運行或檢修時，可以一臺工作，一臺備用或檢查，并不影響供電，也可以兩臺并列遠行，根據原始資料中所示待建的變電所為110KV降壓企業(yè)變電所，這里有1個電壓等級， 10kv7回出線，分別帶全部負荷的I、II類?？紤]到出線回路數較多，為了保證供電的可靠性，參照規(guī)程要求，宜選用兩臺相同容量的變壓器作為主變壓器。</p><p><b>　　主變壓器容量的確定</b&g

23、t;</p><p>　　主變壓器的容量是要考慮待建變電所所帶的負荷性質和電網結構，同時是按變電所建成后5—10年的規(guī)劃負荷進行選擇，并考慮變壓器的過負荷能力。本終端變電所裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量可按下公式：SN=0.7S總進行選擇。S總為變電所的綜合負荷，當一臺主變壓器停涌時，應保證對70%的負荷供電，再考慮變壓器的事故過負荷40%的能力，則可保證對84%的負荷供電。</p>

24、<p>　　從原始資料可知，所設計的變電所的最大負荷情況：</p><p>　　P10KV=1100+790+910+870+960+930+680+999=7239(KW)</p><p>　　考慮負荷的同時率：Kt=0.9 線路損耗取5% 功率因素cos=0.85則變電所10kv的綜合最大負荷分別為：</p><p>　　S10KV=0.9&

25、#215;7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)</p><p>　　S站=0.85×98.76/0.85×(1+5%)=103.698(KVA)</p><p>　　S35=8048.0647+103.698=8151.76(KVA)</p><p>　　若選用變壓器兩臺，單臺變壓器容量按：</p>

26、<p>　　S單=S35×70%</p><p>　　=8151.76×70%</p><p>　　=5706.23（KVA）</p><p>　　并與I、II類負荷的總容量進行比較。</p><p>　　I、II類負荷總容量：</p><p>　　S10KV=0.9×723

27、9／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)</p><p>　　經比較，S單＞S10KV ，所以按S單選取每臺主變壓器的容量。</p><p>　　經查設備手冊，選每臺主變壓器的容量為6300KVA。</p><p><b>　　主變壓器類型的確定</b></p><p><b>　　1

28、、 相數的選擇</b></p><p>　　待建變電所的110人人kv、10kv兩個電壓等級為了滿足待建變電所的這兩個電壓等級和對其經濟性的綜合考慮，所以選擇兩相變壓器。</p><p><b>　　繞組形式</b></p><p>　　繞組是變壓器的電路部分，用絕緣銅導線繞制而成。單繞組變壓器（長稱作自耦變壓器）只有一組繞組，而且

29、一次繞組與二次繞組有一部分是共用的。雙繞組變壓器有兩組繞組：一組一次繞組和一組二次繞組。待建變電所的主變壓器容量為6300KVA，且有35kv、10kv兩個電壓等級，主變壓器可采用兩繞組變壓器，它具有供電可靠，運行安全，靈活性好，設備少，接線簡單等優(yōu)點。</p><p>　　故本企業(yè)變電所主變壓器選擇三相兩繞組有載調壓降壓變壓器作為主變壓器。</p><p>　　其型號為SJL1—6300

30、/35。</p><p><b>　　其參數如表2—1</b></p><p>　　2-3站用變臺數、容量和型式的確定</p><p>　　1、站用變臺數的確定</p><p>　　對大中型變電站，通常裝設兩臺站用變壓器。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kv母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所

31、以裝設兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式</p><p>　　2、站用變容量的確定</p><p>　　站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應滿足經常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。</

32、p><p>　　S站=103.698/(1—10%)</p><p>　　=115.22(KVA)</p><p>　　3、站用變型式的選擇</p><p>　　考慮到目前我國配電變壓器生產廠家的情況和實現電力設備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。</p><p><b>　　故站用變參數如下：</

33、b></p><p>　　因本站有許多無功負荷，且離系統變電所較近，10KV側無電源,為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統運行的穩(wěn)定性、安全性和經濟性，應進行合理的無功補償。</p><p>　　根據設計規(guī)范第3.7.1條自然功率應未達到規(guī)定標準的變電所，應安裝并聯電容補償裝置，電容器裝置應設置在主變壓器的低壓側或主要負荷側，電容器裝置宜用中性點不接地的星型接線。<

34、;/p><p>　　《電力工程電力設計手冊》規(guī)定“對于35-110kv變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補償的最大容量性無功量，地區(qū)無功或距離電源點接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠的變電所取較高者。所以在10KV側裝設兩組電容器.</p><p><b>　　第三章電氣主接線</b&

35、gt;</p><p>　　3-1主接線的設計原則和要求</p><p>　　一、電氣主接線設計的基本要求</p><p>　　1、根據系統和用戶的要求，保證供電的可靠性</p><p>　　當個別設備發(fā)生事故或者需要停電檢修時，能保證主要用戶連續(xù)供電。供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線設計應首先滿足這一要求。主接線作為電力系統的一

36、個部分，其故障不僅造成對用戶的停電，嚴重時還可能發(fā)生全系統性事故。這不僅給電力系統造成損失，而且對國民經濟各部門帶來的損失將更為嚴重。甚至導致人身傷亡、設備損傷、產品報廢、城市生活混亂等經濟損失和政治影響，更是難于估量。因此，主接線的接線形式必須保證滿足供電可靠性這一基本要求。衡量主接線可靠性的標志是：短路器檢修能否不影響供電，線路、短路器或母線故障時以及母線檢修時，停運的回路數的多少和停運時間的長短以及能否對重要用戶的供電，變電所全部

37、停運可能性的大小。隨著電力系統的不斷發(fā)展，新型設備的投運，自動裝置和先進技術的應用，都有利于提高主接線的可靠性，但并不是設備和元件用的越多越新、接線越復雜越可靠。相反，不必要的多用設備，使接線復雜，運行不方便，將會導致可靠性降低。此外，可靠性還于設備質量及運行管理水平等密切相關。</p><p><b>　　2保證電能質量</b></p><p>　　電壓、頻率和供電

38、的連續(xù)可靠是表征電能質量的基本指標。電氣主接線的確定對基本指標是有一定影響的。在某一 具體條件下，某種接線就可能在某種方式運行時或某一元件故障時，致使回路阻抗增大和故障電流增大等，從而引起電力系統頻率或某一部分電壓的變化。因此，主接線應在各種運行方式下都能滿足這方面的要求。</p><p>　　3接線簡單，運行維護靈活、方便且安全</p><p>　　靈活是指主接線要適合各種運行方式和檢

39、修維護方面的要求；方便是指操作方便；接線簡單是能滿足運行的要求，所需設備少，繼電保護配合容易，而且操作步驟最少，減少設備事故和誤操作的頻率。電氣主接線還必須為設備的檢修創(chuàng)造條件，應能盡量保證未檢修設備的連續(xù)供電。</p><p>　　為了調度的目的，主接線可以靈活地進行運行方式的轉換，能滿足系統在事故運行方式、檢修運行以及特殊運行方式下的調度要求；為了擴建的目的，可以容易地從初期接線過渡到最終接線，使在擴建過渡時

40、，無論在一次或二次設備裝置等方面所需的改造量為最小為了檢修的目的，可以方便地停運短路器，母線及繼電保護設備，以進行安全檢修，而不致影響電力網的運行和停止對用戶的供電。</p><p>　　具有發(fā)展或擴建的可能性。</p><p>　　一個變電站隨著國民經濟的發(fā)展，用戶用電量的增加要求變壓器臺數和線路回路數都有發(fā)展的可能。</p><p>　　具有經濟性，并使配電裝置

41、節(jié)約占地面積。</p><p>　　電氣主接線在滿足上述要求的前提下要做到經濟合理，即應做到如下幾點：</p><p>　　投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備的投資，要能使控制和保護回路不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和控制電纜的投資，要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設備和輕型電器。</p><p>　　

42、占地面積?。褐鹘泳€要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)約構架、導線、絕緣子及安裝費用。</p><p>　　電能損失少：經濟合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺數，避免兩次變壓而增加電能損失。此外，在可能和允許的條件下，可采取一次設計，分期投資、投產，以盡快發(fā)揮經濟效益。電氣主接線設計時，要提高可靠性和靈活性，往往導致投資和運行費用的增加，故必須通過技術和經濟的綜合比較來確定最佳的主接線。</p>

43、<p>　　電氣主接線的設計原則</p><p>　　變電站主接線設計原則，應根據變電站在電力系統的地位，負荷性質、出線回路數、設備特點、周圍環(huán)境及變電站的規(guī)劃容量等條件和具體情況，并滿足供電可靠、運行靈活、操作方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。若有一類負荷，應當用雙回路供電，每回路要分接在不同母線上，因此，該級電壓母線分段可以是單母線或雙母線接線。</p><p>　　在11

44、0KV—35KV配電裝置中，當出線為兩回和兩臺主變壓器時，采用橋型接線，當橋上有穿越性功率、線路很短、由于經濟運行需要經常斷開變壓器時，一般用外橋接線。當線路長及其它情況下，一般用內橋接線。當出線不超過4回時，一般用單母線分段接線，當出線在4回及以上時，一般用雙母線接線，單母線接線用于6—10KV是，每段母線所接容量不宜超過25MW，用于35KV時，出線不應超過8回。</p><p>　　待建變電站的主接線形式&

45、lt;/p><p>　　在分析原始資料的基礎上，參照電氣主接線設計參考資料，依據對主接線上午基本要求和適應范圍，首先淘汰一些明顯不合格的接線形式，保留2—3個技術相當，又都滿足設計要求的方案，對較好的2—3個方案進行詳細的技術、經濟比較。最后確定一個技術合理、經濟可靠的主接線最佳方案。</p><p>　　3-2 35KV側接線方案</p><p>　　因為35KV側有

46、兩回進線，所以考慮采用外橋接線、單母線帶旁路母線接線和雙母線接線方式。</p><p>　　方案一：外橋接線方式</p><p>　　外橋接線的橋回路置于線路斷路器外側（遠離主變壓器側），此時變壓器經斷路器和隔離開關接至橋接點，構成獨立單元；而線路支路只經隔離開關與橋接點相連，是非獨立單元。</p><p>　　優(yōu)點：①變壓器操作方便 ②接線簡單清晰，設備少，造價低

47、，易于發(fā)展成為單母線分段或想母線接線。</p><p>　　缺點：①線路投入與切除時，操作復雜 ②橋回路故障或檢修時，全廠分到為兩部分，使兩個單元之間失去聯系，同時，出線側斷路器故障或檢修時，造成該側變壓器停電。</p><p>　　適用于兩回進線且出險較短，故障可能性小和變壓器需要經常切換，而且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。</p><p>　　方案二：單

48、母線帶旁母接線方式</p><p>　　優(yōu)點：①接線簡單清晰，操作方便，使用電器少 ②配電裝置建造費用低 ③隔離開關僅在檢修時作隔離電器用，不用它進行倒閘操作，誤操作少 ④帶有旁路母線主要是保證不中斷對用戶的供電。</p><p>　　缺點：①任一段母線及母線隔離開關發(fā)生故障時，要停止該段母線上所有工作 ②任一段母線及母線隔離開關檢修時，也將造成母線上所以回路停電 ③引出線回路的斷路器檢修

49、時，該回路要停電。</p><p>　　方案三：雙母線接線方式</p><p>　　優(yōu)點：①可輪流檢修母線而不致中斷供電 ②調度靈活，各電源和各負荷可以任意分配到某一組母線上 ③有利于擴展和便于試驗。</p><p>　　缺點：①增加一組母線隔離開關增大了投資和占地面積②當母線故障和檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為避免應裝閉鎖裝置。</p>

50、<p>　　經過三個方案的比較，雙母線接線和單母線帶旁路接線方式在可靠性方面優(yōu)越于外橋接線方式，但從經濟性方面大大增加了投資和占地面積而外橋接線方式的缺點可以從設備的選擇上進行禰補，同時外橋接線方式易于發(fā)展成單母線分段或雙母線接線方式。經綜合性考慮分析，35KV側主接線宜采用外橋接線方式。</p><p>　　3-3 10KV側接線方案</p><p>　　方案一：單母線接線

51、方式</p><p>　　優(yōu)點：①接線簡單清晰，操作方便，使用電器少 ②配電裝置建造費用低 ③隔離開關僅在檢修時作隔離電器用，不用它進行倒閘操作，誤操作少</p><p>　　缺點：供電可靠性和靈活性較差，在母線和母線隔離開關檢修或故障時，各支路要停止工作 ，引出線的斷路器檢修時，該支路要停止供電。</p><p>　　方案二：單母線分段接線方式</p>

52、<p>　　優(yōu)點：①當母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止不工作，另一段母線仍繼續(xù)工作 ②兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電可靠性，可對重要用戶供電。</p><p>　　缺點：①當一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該母線上所有支路，使之停止工作 ②任一支路斷路器檢修時，該支路必須停止工作。</p><p>　　經綜合經濟技術分析，單母線接線無法滿足10KV的8回出線的供電

53、可靠性，而單母線分段接線方式對其供電可靠，經濟在預算之中，故選單母線接線方式較能滿足主接線的設計要求。</p><p>　　第四章電力線路導線截面的選擇</p><p>　　導線是輸送電能的主要元件。合理地選擇導線截面，對電力網運行的經濟性和技術上的合理性具有重要意義。</p><p>　　導線截面選擇過大，將增加投資及有色金屬的消耗（在通常35—110KV架空線路

54、的造價中，導線的投資占30%左右），且折舊費也增加。導線截面選擇過小，電壓損耗和電能損耗增加，將引起電壓質量下降和運行費用增加，甚至造成導線接頭處的溫度過高，引起導線斷股和斷線等嚴重事故。此時，對投入運行不久導線截面過小的線路，將需更換成截面教大的導線或加設第二回路，從而增加了投資。</p><p>　　電力網導線截面的選擇，通常根據電力網的性質確定。對于區(qū)域電力網線路及有特殊調壓設備的地方電力網線路，按經濟電流

55、密度選擇導線截面。對于無特殊調壓設備的地方電力網線路，則按允許電壓損耗選擇導線截面。無論用哪一種方法選擇導線截面，都必須按導線的機械強度要求和按發(fā)熱條件要求來校驗導線最小允許截面。對110KV及以上的電力網，導線截面還必須滿足由避免電暈損耗所要求的最小允許截面。</p><p>　　導線截面選擇的“一選四?！痹瓌t</p><p><b>　　按經濟電流密度選線</b>

56、</p><p>　　S=Imax/J （mm）</p><p><b>　　效驗機械強度</b></p><p>　　一般鋁絞線：S≥25 mm</p><p>　　跨越線：S≥35 mm</p><p>　　3、 效驗發(fā)熱條件</p><p>　　1）LJ和LGJ

57、線正常運行時，其導線的溫度不超過70℃，事故運行時溫度不超過90℃</p><p>　　2）安全電流法：I安=I允許</p><p><b>　　4、效驗電暈的條件</b></p><p>　　1）35KV及以上電壓等級的線路不要效驗電暈。因為它不會發(fā)生電暈。</p><p>　　2）110KV及以上的電壓等級的線路就要

58、效驗電暈。</p><p><b>　　3）比較法</b></p><p><b>　　如下表：</b></p><p>　　5、按允許電壓損耗效驗</p><p><b>　　△U%=×100%</b></p><p>　　一般10KV配電線

59、路 △U%≤5%</p><p><b>　　二、導線截面選擇</b></p><p>　　1、35KV側導線選擇</p><p>　　由電路輸送的最大負荷電流為：</p><p>　　Imax=Se/UN==134.63A</p><p>　　其為雙回路供電，兩回線路至為備用，所以每條回路均可帶

60、負荷電流的60%</p><p>　　I=134.63×60%=80.78A</p><p>　　由Tmax=5300h 查表5-6得經濟電流密度J=0.9A/ mm</p><p>　　所以，每回每相導線截面為</p><p>　　S=I/J=80.78/0.9=89.76（mm）</p><p>　　選標

61、稱截面為鋼芯鋁鉸線LGJ-120</p><p><b>　　效驗：</b></p><p><b>　　機械強度</b></p><p>　　由于所選導線截面大于35 mm故滿足要求</p><p><b>　　電暈條件 </b></p><p>　

62、　由于所選導線截面大于LGJ—50，G故不會發(fā)生全面電暈</p><p><b>　　發(fā)熱溫度 </b></p><p>　　查附表I-1 LGJ—120導線在故障運行方式下最大安全電流為380A，大于負荷電流80.78A，故發(fā)熱條件滿足要求。</p><p>　　3、10KV側導線選擇</p><p>　　由電路輸送的

63、最大負荷電流為：</p><p>　　Imax=Se/UN==74.80A</p><p>　　由Tmax=5300h 查表5-6得經濟電流密度J=0.9A/ mm</p><p>　　所以，每回每相導線截面為</p><p>　　S=Imax/J=74.80/0.9=83.11（mm）</p><p>　　選標稱截面

64、為鋼芯鋁鉸線LGJ-95</p><p><b>　　效驗：</b></p><p><b>　　機械強度</b></p><p>　　由于所選導線截面大于35 mm故滿足要求</p><p><b>　　電暈條件 </b></p><p>　　由于所

65、選導線截面大于LGJ—50，G故不會發(fā)生全面電暈</p><p><b>　　發(fā)熱溫度 </b></p><p>　　查附表I-1 LGJ—95導線在故障運行方式下最大安全電流為335A，大于負荷電流83.11A，故發(fā)熱條件滿足要求。</p><p><b>　　電壓損耗</b></p><p>　

66、　查附表I-3 LGJ-95型號的ro=0.33(Ω/km)</p><p><b>　　Dm=3.5</b></p><p>　　xo=0.4(Ω/km)</p><p>　　R=rol=0.33×5=1.65（Ω）</p><p>　　X=xol=0.4×5=2（Ω）</p><

67、;p>　　P10總=8.048WW</p><p>　　Q=471+487+572+491+276+297+496+675</p><p>　　=3.765（WVar）</p><p><b>　　電壓損耗△U=</b></p><p><b>　　=</b></p><p

68、><b>　　=</b></p><p><b>　　=2.081</b></p><p>　　則△U%=2.081%＜5% 滿足要求 </p><p>　　第五章 短路電流的計算</p><p>　　5-1短路電流計算的目的和規(guī)定</p><p>　　短路故障對電力系

69、統惡毒正常運行影響很大，所造成的后果也是十分嚴重，因此，在系統的設計，設備的選擇以及系統正常運行中，都因該著眼、于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后要盡量限制影響范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的生產和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。</p><p><b>　　計算短路電流的目的</b><

70、/p><p>　?、?選擇電氣設備：電氣設備，如開關電器、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗是以短路電流計算結果為依據的</p><p>　?、评^電保護的配置和整定：系統中應配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布

71、，并要做多種運行方式的短路計算。</p><p>　?、请姎庵鹘泳€方案的比較和選擇：在發(fā)電廠變電站的主界線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流大小以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到既可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。</p><p>　?、韧ㄐ鸥蓴_：在設計110K

72、V及以上電壓等級的架空輸電線路時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。</p><p>　?、纱_定分裂導線間隔棒的間距。</p><p>　　二、短路電流實用計算的基本假設</p><p>　　考慮到現代電力系統的實際情況，要進行準確的短路計算是相當復雜的同時對解決大部分實際問題，并不要求十分精確的計算結果。例如：選擇校驗電氣設備時

73、，一般只需近似計算通過該設備的最大可能的三相短路電流值。為簡化計算，實用中多采用近似計算方法。這種近似計算法在電力工程中被稱為短路電流實用計算，它是建立在一系列的假設基礎之上的，其計算結果稍偏大。短路電流實用計算的基本假設如下：</p><p>　　短路發(fā)生前，電力系統是對稱的三相系統。</p><p>　　電力系統中所有發(fā)電機電勢的相角在短路過程中都相同，頻率與正常工作時相同。</

74、p><p>　　變壓器的勵磁電流和電阻，架空線的電阻和對地電容均略去，都用純電抗表示。</p><p>　　電力系統中，各元件的磁路不飽和。</p><p>　　對負荷只作近似估計，由于負荷電流一般比短路電流小的多，近似計算中，對離短路點較遠的負荷忽略不計，只考慮接在短路點附近的大容量電動機對短路電流的影響。</p><p>　　短路故障是金屬性

75、短路，即短路點的阻抗為零。</p><p>　　5-2計算過程和結果</p><p>　　一、短路電流計算步驟：</p><p>　?。?） 取基準值：UB=Uav SB=100MVA</p><p>　　（2）求各元件的電抗么值和短路總電抗X∑*</p><p>　?。?）計算短路電流周期分量有效值和有名值即：

76、Ip*.Ip</p><p>　?。?）短路功率的計算</p><p>　　（5）母線的殘壓計算</p><p><b>　　二、短路電流計算</b></p><p><b>　　如圖所示</b></p><p>　　用么值進行計算，基準容量SB=100MVA，基準電壓UB使

77、用各級的平均電壓Uav，平均電壓Uav為1.05額頂電壓：</p><p>　　系統電抗：因系統為無限大容量系統</p><p>　　∴ Ss=∞ Xs*=0</p><p>　　單回35KV線路電抗：∵Dm=4.5</p><p>　　∴X*=X0LSB/</p><p>　　=0.4×7

78、5;100/</p><p><b>　　=280/1369</b></p><p><b>　　=0.205</b></p><p><b>　　主變壓器電抗：</b></p><p>　　由變壓器SJL1—6300/35的特性數據可知</p><p>

79、;　　其短路損耗：△Pk =52（KW）</p><p>　　短路電壓（%）：Uk%=7.5 </p><p>　　主變壓器10KV側折算到高壓側電抗</p><p>　　XT*=Uk%UB/100SN</p><p>　　=7.5×37/100×6.3</p><p><b>　　=0

80、.44</b></p><p>　　按三相短路進行短路電流計算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有2個，即35KV母線短路（K1點），10KV母線短路（K2）點</p><p><b>　　如圖所示：</b></p><p>　　當f1點發(fā)生三相短路時：</p><p>　　X*∑=0.205/2=0.1

81、03</p><p>　　短路電流周期分量的有效值：</p><p>　　Ip*=Us*/X*∑=1/0.103=9.71</p><p>　　35KV短路點短路電流：</p><p>　　Ip＂= Ip*×IB</p><p>　　=9.71×SB/×35</p><

82、p>　　=9.71×100/×35</p><p>　　=16.04（kA）</p><p><b>　　短路沖擊電流：</b></p><p>　　ich=2.55 Ip＂=2.55×16.04=40.9（kA）</p><p><b>　　短路功率：</b>&

83、lt;/p><p>　　St*= Ip*=9.71</p><p>　　St= Ip*×SB=9.71×100=971（MVA）</p><p>　　當f3點發(fā)生三相短路時：</p><p>　　X*∑=0.103+0.44÷2=0.323</p><p>　　短路電流周期分量的有效值：<

84、;/p><p>　　Ip*=Us*/X*∑=1/0.323=3.01</p><p>　　10KV短路點短路電流：</p><p>　　Ip＂= Ip*×IB</p><p>　　=3.01×SB/×10.5</p><p>　　=3.01×100/×10.5</p&

85、gt;<p>　　=16.57（kA）</p><p><b>　　短路沖擊電流：</b></p><p>　　ich=2.55 Ip＂=2.55×16.57=42.25（kA）</p><p><b>　　短路功率：</b></p><p>　　St*= Ip*=3.01&

86、lt;/p><p>　　St= Ip*×SB=3.01×100=301（MVA）</p><p><b>　　第六章設備選擇</b></p><p>　　6-1電氣設備選擇設計的規(guī)定</p><p>　　電氣裝置中的電氣設備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運行。為了保證電氣裝置的可靠性和經濟性，

87、必須正確地選擇電氣設備。各種電氣設備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　電氣設備的選擇設計，必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和為今后的發(fā)展擴建留有一定的余地。</p><p>　　一、電氣設備選擇的一般要求</p><p>　　（1）應滿足各種運行、檢修

88、、短路和過電壓情況的運行要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　?。?）應按當地環(huán)境條校驗。</p><p>　?。?）應力求技術先進和經濟合理。</p><p>　?。?）與整個工程的建設標準應協調一致。</p><p>　　（5）同類設備應盡量少品種，以減少備品備件，方便運行管理。</p><p>　?。?）選用

89、的新產品均應有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經正式鑒定的新產品，應經上級批準。</p><p>　　6-2電流互感器選擇</p><p>　　選擇電流互感器時，首先要根據裝設地點、用途等具體條件確定互感器的結構類型、準確等級、額定電流比；其次，要根據互感器的額定容量和二次負荷，計算二次回路連接導線的截面積；最后校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p

90、>　?。?）結構類型和準確度的確定</p><p>　　根據配電裝置的類型，相應選擇戶內和戶外式電流互感器。一般情況下，35kV以下為戶內式，而35kV及以上為戶外式或裝入式（裝入變壓器回斷路器內部）。</p><p>　　電流互感器準確等級的確定，取決于二次負荷的性質。0.2及用于實驗室的精密測量、重要的發(fā)電機和變壓器回路及500kV重要回路；二次負荷若屬于一般電能計量，則電流互感

91、器采用0.5級；功率表和電流表可配備1.0級的電流互感器；一般測量可用3.0級。如果幾個性質不同的測量儀表需要共用一臺電流互感器時，則互感器的準確級就應按就高不就低的原則確定。</p><p>　　一般用于繼電保護用的電流互感器，可選5P級或10P級。此外還應按10%誤差曲線進行校驗，保證在誤差時也不會超過-10%.</p><p>　?。?）一次回路額定電壓和電流的選擇</p>

92、;<p>　　電流互感器一次回路額定電壓和電流應滿足</p><p>　　； </p><p>　??； </p><p>　　式中、為電流互感器一次額定電壓和電流；&l

93、t;/p><p>　　為了保證準確度，互感器的一次側額定電流應盡量接近工作電流。</p><p>　?。?）二次額定電流的選擇</p><p>　　電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種。</p><p>　　（4）電流互感器準確級和額定容量的選擇</p><p>　　為了保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供

94、測量儀表的準確級。</p><p>　　為了保證互感器的準確級，互感器二次側所接負荷S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量。</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗</p><p><b>　　1）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流或一次額定電流IN1的倍數K來表

95、示，故熱穩(wěn)定應按下式校驗：</p><p>　?。╰＝1） </p><p><b>　　2）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電流互感器內部動穩(wěn)定能力，常以允許通過動穩(wěn)定電流或一次額定電流最大值的倍數（動穩(wěn)定電流倍數）表示，故內部動穩(wěn)定可用下式校驗：</p><p>

96、　　（6）電流互感器的配置</p><p>　　1）為了滿足測量和保護裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統，依具體情況按二相或三相配置。</p><p>　　2）對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設置。</p><p&g

97、t;　　3）為了防止支柱式電流互感器套管閃絡造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。 </p><p>　?。?）電流互感器的選擇和校驗</p><p>　　35kV電流互感器的選擇和校驗</p><p>　　由35kV主變進線側的最大長期工作電流為364A，試選用電流互感器LA-10，電流比為400/5，查表可知：</p><

98、p>　　=400A，=30，=54</p><p>　　：電流互感器熱穩(wěn)定倍數</p><p>　?。弘娏骰ジ衅鳠岱€(wěn)定倍數</p><p>　　動穩(wěn)定校驗：=40054=30.542 kA>=20.716kA</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：t=302*1= =(200*31.5)2=39.69s</p><p

99、>　　經校驗，可以選擇LCZ-35。</p><p>　　2）10kV電流互感器的選擇和校驗</p><p>　　主變10kV出線側的最大長期工作電流為79.265A ，選用LRZ1-10/Φ80，電流比為100/5，同理，經校驗，可以選擇LRZ1-10/Φ80。</p><p>　　5.2.2電壓互感器的選擇</p><p>　?。?

100、）電壓互感器選擇</p><p>　　1）一次回路電壓的選擇</p><p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電網電壓應在（0.8～1.2）范圍內變動，即應滿足下列條件：</p><p>　　0.8<<1.2 （4.11）</p><p&

101、gt;　　2）二次回路電壓的選擇</p><p>　　電壓互感器的二次側額定電壓應滿足保護和測量使用標準儀表的要求。</p><p><b>　　3）種類和形式選擇</b></p><p>　　電壓互感器的種類和型式應根據安裝地點和使用條件進行選擇，在6－35 kV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式；110－220kV配電裝置通常采用串級式

102、電磁式電壓互感器；當容量和準確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。</p><p>　　4）容量和準確級選擇</p><p>　　首先選擇電壓互感器的接線方式，然后計算各相負荷大小。按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級和額定容量。</p><p>　　電壓互感器準確級的選擇原則，可參照電流互感器準確級選擇。</p><p>　?。?/p>

103、2）電壓互感器配置</p><p>　　1）母線除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。</p><p>　　2）線路35kV及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。</p><p>　　3）發(fā)電機一般裝設2～3組電壓互感器。一組用于自動調節(jié)勵磁裝置，另一組供測量

104、儀表、同期和保護裝置使用。當互感器負荷太大時，可增設一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。</p><p>　　4）變壓器變壓器低壓側有時為了滿足同期或保護的要求，設有一組電壓互感器。</p><p>　　綜合以上原則，電壓互感器的選擇情況為：</p><p>　　35kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JDZXW-35 單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互</p&g

105、t;<p><b>　　感器。</b></p><p>　　一次回路電壓：0.8= 28KV<= 35KV< 1.2=42KV</p><p>　　二次回路電壓：110V，合格。</p><p>　　10kV 電壓互感器：母線電壓互感器選用JSZK1-10F 三相相環(huán)氧澆注絕緣電壓</p><p&g

106、t;<b>　　互感器。</b></p><p>　　一次回路電壓：0.8= 8KV<= 10KV< 1.2=12KV</p><p>　　二次回路電壓：110V，合格。</p><p>　　6-3高壓熔斷器及避雷器的選擇</p><p>　　熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設備免受過載和短路電流的損

107、害。屋內型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，也可常用于保護電壓互感器。</p><p>　　保護電壓互感器的高壓熔斷器,只需要按額定電壓和開斷電流進行選擇,不必校驗額定電流。一般選擇RN2型，其額定電壓應高于或等于所在電網的額定電壓（但限流式則只能等于電網電壓），額定電流通常均為0.5A。</p><p>　　熔斷器開斷電流校驗：≧。</p>&l

108、t;p>　　避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質是一個放電器，與被保護的電氣設備并聯，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其他電氣設備。</p><p>　　避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。保護間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統、線路和發(fā)、變電所進線段的保護。閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在220KV及以

109、下系統主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統中還用來限制內過電壓或內過電壓的后備保護。</p><p>　　具體選型為HY5WZ-17/45</p><p>　　6-4高壓斷路器的選擇</p><p>　　一、高壓斷路器的用途</p><p>　　高壓斷路器是高壓電器中最重要的部分，是電力系統一次設備中控制和保護的關鍵電器，受它控制和保護的電路

110、，無論在空載、負載或短路故障狀態(tài)都應可靠地動作。高壓斷路器在電網中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據電網運行的需要，將部分電氣設備或線路投入、退出運行；二是保護作用，即在電氣設備或電力線路發(fā)生故障時，繼電保護自動裝置發(fā)出跳閘信號，起動斷路器，將故障部分設備或線路從電網中無故障部分的正常運行。</p><p>　　二、對高壓斷路器的基本要求</p><p>　?。?）工作可靠。斷路器應能

111、在規(guī)定的條件下長期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準確無誤地完成關和開斷電路的指令，其拒動或誤動都將造成嚴重的后果。</p><p>　?。?）具有足夠的開段能力。斷路器的開斷能力是指能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。開斷能力的不足可能發(fā)生觸頭跳開后電弧長時續(xù)燃，導致斷路器本身爆炸飛弧，引起事故擴大的嚴重后果。</p><p>

112、　?。?）動作快速。在電路發(fā)生故障時，快速地切除故障電路，不僅能縮短電力網的故障時間和減輕巨大短路電流對電氣設備的損害，而且能增加電力系統的穩(wěn)定性，提高整個系統的供電可靠性。</p><p>　?。?）具有自動重合閘性能。輸電線路的短路故障大多數是臨時性的，為了提高電力系統運行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護多采用自動重合閘方式，既在發(fā)生短路故障時，繼電保護動作使斷路器跳閘，切斷故障點的短路電流，經很短時間后斷路器

113、又自動重合閘，恢復正常供電。若故障仍然存在，則斷路器必須立即跳閘，再次切段短路電流，這要求斷路器在第一次大電流滅弧后很快恢復滅弧能力，完成后續(xù)次的滅弧。</p><p>　?。ㄎ澹┙Y構簡單，經濟合理。在滿足安全、可靠的同時，還應考慮到經濟性，故要求斷路器的結構力求簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。</p><p><b>　　三、型式選擇</b></p>

114、<p>　　本次在選擇高壓斷路器，考慮了產品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。 </p><p>　　四、斷路器選擇的條件</p><p>　　1、最高工作電壓 通常指斷路器應能承受在電網中可能出現的最高電壓，此電壓一般可超過電網規(guī)定電壓范圍為10%—15%，可以用下面的關系式來表示：</p><p>

115、;<b>　　Ugmax≥Ue</b></p><p>　　式中： Ugmax—所選斷路器的最高工作電壓</p><p>　　Ue— 電網最高運行電壓</p><p>　　2、電流：Igmax（最大持續(xù)工作電流）≤ In； 由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工

116、作電流Igmax.。 3、開斷電流（開斷容量）： Idt ≤ Idk(或Sdt ≤ Sdk) 式中：Idt — 斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量； Idk — 斷路器t秒的開斷容量； Sdt — 斷路器的額定開斷電流； Sdk — 斷路器額定開斷容量。 4、動穩(wěn)定 ich ≤ idw式中：ich — 三相短路電流沖

117、擊值 idw — 斷路器極限通過電流峰值。 5、熱穩(wěn)定 I∞²tdz ≤ It²t 式中：I∞ — 穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tdz — 短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間）； It — 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。</p><p>　　五、本變電所斷路器的選擇</p><p>　　35KV斷路器的選擇</p><p>　　選擇D

118、W13—35型的戶外少油斷路器 其技術參數為：表6—1</p><p><b>　　校驗：</b></p><p>　　1）所選斷路器最高工作電壓 Ugmax=40.5KV＞Ue，實際上電網運行電壓因調壓或負荷的波動而變動。電網最高運行電壓不得大于電網額定電壓的10%，即Ugmax=38.5KV。當斷路器選擇正確，此值不會超過斷路器的最高工作電壓，因此，斷路器