220kv降壓變電所電氣部分設計畢業(yè)設計

1、<p>　　220KV降壓變電所電氣部分設計</p><p><b>　　學 生： </b></p><p><b>　　學 號： </b></p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p><b>　　班 級： </b><

2、/p><p><b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　二OO九年六月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國科學技術的發(fā)展，特別是計算機技術的進步，電力系統(tǒng)對變電站的更要求也越來越高。</p><p

3、>　　本設計討論的是220KV變電站電氣部分的設計。首先對原始資料進行分析，選擇主變壓器，在此基礎上進行主接線設計，再進行短路計算，選擇設備，然后進行防雷接地以及保護、配電裝置設計。</p><p>　　關鍵詞：變電站；短路計算；設備選擇；防雷</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the d

4、evelopment of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more.</p><p>　　The design is refer to the part of 220kV electric

5、al substation design. First of all, analyze the original data and choose the main transformer, based on it , design the main wiring and Short Circuit Calculation, at last choose equipment, then mine and the protection of

6、 earth and distribution device.</p><p>　　Key words: Substation；Short Circuit Calculation；Equipment Selection ；Mine</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b>

7、</p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第2章 電氣主接線的設計2</p><p>　　2.1主接線概述2</p><p>　　2.2主接線設計原則3</p><p>　　2.3 主接線選擇4</p><p>　　2.4主變壓器選擇6</p>&

8、lt;p>　　第3章 所用電的設計和所用變壓器的選擇8</p><p>　　3.1 所用電電壓等級的確定8</p><p>　　3.2 所用電接線8</p><p>　　3.2.1 所用電接線設計的基本要求：8</p><p>　　3.2.2 所用電接線方式的設計8</p><p>　　3.3 所用電電

9、源8</p><p>　　3.4 無功補償9</p><p>　　3.4.1 提高功率因數(shù)的意義10</p><p>　　3.4.2 提高功率因數(shù)的措施10</p><p>　　第4章 短路電流計算11</p><p>　　第5章 導體和電氣設備的選擇21</p><p>　　5.1

10、電氣設備選擇的一般條件21</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關的選擇22</p><p>　　5.2 電流互感器的選擇33</p><p>　　5.3 電壓互感器的選擇37</p><p>　　5.4 母線的選擇與校驗40</p><p>　　5.6 絕緣子的選擇與校驗45</p>

11、<p>　　第6章 防雷設計47</p><p>　　6.1防雷設計原則47</p><p>　　6.2 避雷器的選擇條件47</p><p>　　6.3 避雷器的選擇與校驗48</p><p>　　6.4避雷針的配置52</p><p>　　第7章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇53</p

12、><p><b>　　7.1概述53</b></p><p>　　7.1.1 配電裝置特點53</p><p>　　7.1.2 配電裝置類型及應用53</p><p>　　7.2配電裝置的確定54</p><p>　　7.3電氣總平面布置56</p><p>　　7.

13、3.1電氣總平面布置的要求56</p><p>　　7.3.2電氣總平面布置56</p><p>　　第8章 繼電保護及其自動裝置58</p><p>　　8.1 線路保護58</p><p>　　8.2主變壓器保護60</p><p>　　8.3母線保護61</p><p>　　

14、8.4 35KV保護整定62</p><p>　　第9章 結束語64</p><p><b>　　致 謝65</b></p><p><b>　　參考文獻66</b></p><p><b>　　附錄67</b></p><p><b&g

15、t;　　第1章 引 言</b></p><p>　　能源是社會生產(chǎn)力的重要基礎，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，在品種及構成上也發(fā)生了很大的變化。人類對能源質量也要求越來越高。電力是能源工業(yè)、基礎工業(yè)，在國家建設和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在

16、同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設，就尤為重要。而變電站在改變或調整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的責任。220KV變電站電氣部分設計使其對變電站有了一個整體的了解。該設計包括以下任務：1、主接線的設計 2、主變壓器的選擇 3、所用電設計4、短路計算5、導體和電氣設備的選擇

17、 6、防雷接地設計 7、配電裝置設計 8、繼電保護的配置等。</p><p>　　第2章 電氣主接線的設計</p><p><b>　　2.1主接線概述</b></p><p>　　電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡。用規(guī)定的電氣設備圖形符號和文字符號并按工作順序排列，詳細地表示

18、電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系[1]。主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種連接方式，其一般有主要有以下幾種接線方式：</p><p>　　1、單母線接線[1]</p><p&g

19、t;　　此種接線的特點是：接線簡單，操作方便、設備少、經(jīng)濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便。但其缺點是：①可靠性差。母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電。②調度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側發(fā)生短路時，有較大的短路電流。</p><p>　　這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站中[3]。</p>&l

20、t;p><b>　　2、單母分段接線</b></p><p>　　單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電。</p><p>　　這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站6～10KV接線中。但是，由于這種接線對重要負荷必須采用兩條出線供電，大大增加

21、了出線數(shù)目，使整體母線系統(tǒng)可靠性受到限制，在重要負荷的出線回路較多、供電容量較大時，一般不予采用[3]。</p><p>　　3、單母線分段帶旁路母線的接線</p><p>　　單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。</p><p><b>　　4、雙母線接線</b></p

22、><p>　　雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡，通過母線聯(lián)絡斷路器來實現(xiàn)[5]。其特點有：供電可靠、調度靈活、擴建方便等特點。</p><p>　　由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的6～10KV配電裝置；35～60KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負荷較大時；110

23、～220KV出線數(shù)為5回及以上時[4]。</p><p><b>　　5、雙母線分段接線</b></p><p>　　為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，當一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護作用下，

24、分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復供電。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電[5]。</p><p>　　雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配置中，同時在220～550KV大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。</p><p&

25、gt;　　6、雙母線帶旁路母線的接線</p><p>　　雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的[6]。</p><p>　　2.2主接線設計原則</p><p>　　電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電

26、站電氣設計的主題。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關，并對電氣設備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設計，必須結合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠和變電站的具體情況，全面分析有關影響因素，正確處理它們之間的關系，經(jīng)過技術、經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。</p><p>　　電氣主接線設計的基本原則是以設計任務為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、

27、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、實用、經(jīng)濟、美觀的原則[1]。</p><p><b>　　2.3 主接線選擇</b></p><p>　　變電所主接線的選擇按照相關規(guī)程有如下幾點[2]：</p><

28、p>　　變電所的高壓側接線，應盡量采用斷路器較少或不用斷路器接線方式。</p><p>　　2、在具有兩臺主變的變電所中，當35～220KV線路為雙回時，若無特殊要求時，該電壓等級主接線采用橋形接線。</p><p>　　3、110KV、220KV配電裝置中，當線路為3回及以上時，一般采用單母線分段接線。</p><p>　　4、在35KV、60KV配電裝置中

29、，當線路為3回及其以上時，一般采用單母及單母分段接線，當連接電源較多時，可以采用雙母線接線。</p><p>　　根據(jù)以上規(guī)程，并且根據(jù)原始資料可以知道，220KV側2回進線，110KV側4回出線，35KV側9回出線，可以選用如下兩種方案：</p><p>　　方案一：220KV側選用單母分段，110KV側用單母分段，35KV側采用單母分段，其主接線如圖2-1。</p>&l

30、t;p>　　方案二：220KV側選用橋形接線，110KV采用單母分段，35KV側使用單母分段，其主接線如圖2-2。</p><p>　　圖2-1 電氣主接線方案一</p><p>　　圖2-2 電氣主接線方案二</p><p>　　現(xiàn)對兩種方案比較如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1 主接線方案比較表</p>

31、<p>　　根據(jù)以上分析可以得到，雖然方案一的投資較大，但是由于本變電站所帶負荷較大，且以年增長率7%的速度增長，以后擴建的可能性較大，而且可靠性較方案二高，故綜合考慮，最終確定選取方案一。</p><p><b>　　2.4主變壓器選擇</b></p><p>　　在變電所主變壓器的選擇應遵循如下幾點原則：</p><p>　　1、

32、在變電所中一般裝設兩臺主變壓器；對于330KV、500KV變電所，經(jīng)技術經(jīng)濟比較為合理時，可以裝設3～4臺（組）主變壓器[4]。</p><p>　　2、當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應選用三相變壓器[5]。</p><p>　　3、與兩種110KV及其以上中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般應優(yōu)先選用自耦變壓器[4]。</p><p>

33、;　　4、裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當其中一臺停運時，其余變壓器容量應該滿足全部負荷的的70%左右[2]。</p><p>　　5、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，并適當考慮遠期的負荷發(fā)展。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。</p><p>　　主變壓器的負荷計算與選擇∶</p><p><b>　　(2-1)

34、</b></p><p>　　可得設計的變電所所帶總負荷為：</p><p>　　考慮一臺停運，另一臺要承擔全部負荷的70%，且考慮年增長率7%的今后5年的增長，則可確定主變壓器的容量為：</p><p>　　根據(jù)以上原則查《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》可以選用變壓器OSFPS7-180000/220其具體參數(shù)如下表2-2所示：</p>

35、;<p><b>　　表2-2主變參數(shù)表</b></p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設計手冊一》中2-7主變壓器的中性點接地方式中規(guī)定：</p><p>　　1、凡是自耦變壓器，其中性點須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地[5]。</p><p>　　2、凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應有一臺變壓器直接接地[5]。</p

36、><p>　　所以本變電站設計中的主變壓器采用中性點直接接地的運行方式。</p><p>　　第3章 所用電的設計和所用變壓器的選擇</p><p>　　3.1 所用電電壓等級的確定</p><p>　　根據(jù)廠（所）用電設計的基本要求及設計的一般原則，對于終端變電所的所用電的電壓等級確定為380/220V。</p><p>

37、;<b>　　3.2 所用電接線</b></p><p>　　3.2.1 所用電接線設計的基本要求：</p><p>　　1、滿足正常運行時的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等一般要求[2]。</p><p>　　2、盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全所停電事故[2]。</p><p>　　3、考

38、慮變電所正常、事故、檢修等運行方式下的供電要求，切換操作簡便[2]。</p><p>　　4、便于分期擴建或連續(xù)施工，對公用負荷的供電，要結合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排[2]。</p><p>　　3.2.2 所用電接線方式的設計</p><p>　　根據(jù)所用電設計的一般原則，終端變電所所用電接線采用單母線分段接線。從不同段母線引出兩回線路供給重要負荷如刀閘操作電源等，提高了

39、供電的可靠性。</p><p><b>　　3.3 所用電電源</b></p><p><b>　　1、工作電源</b></p><p>　　對于終端變電所，應裝設兩臺所用變壓器；兩臺所用電壓器的工作電源應分別從35KV的Ⅰ、Ⅱ段母線引接，供給接在各段母線上的所用負荷。</p><p><b&

40、gt;　　2、備用電源</b></p><p>　　與兩臺工作變壓器互為備用；a、引接網(wǎng)b、備用方式采用暗備用c、對于兩臺所用變壓器的，裝設備用電源自動投入裝置。</p><p>　　所以根據(jù)相關電力技術規(guī)程，取所用電為變電站總容量的0.3%，本設計使用兩臺所變壓器，每臺變壓器若承擔70%～80%的負荷，則可以確定變壓器的容量為</p><p>　　查相

41、關資料選取所變壓器S7-200/35，其技術參數(shù)如下表3-1所示：</p><p>　　表3-1 所用變壓器參數(shù)數(shù)據(jù)表</p><p>　　其廠用電接線方式圖如下圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 所用電接線圖</p><p><b>　　3.4 無功補償</b></p><p>　　近

42、年來，由于電網(wǎng)容量的增加，對電網(wǎng)無功要求也與日增加。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質量、電壓缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無功要保持平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓下降，嚴重時質量、降低網(wǎng)絡損耗以及安全運行所不可會導致設備損壞，系統(tǒng)解列。此外，網(wǎng)絡的功率因數(shù)和電壓降低，使電氣設備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡傳輸能力下降，損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡補償問題，對網(wǎng)絡降損節(jié)能有著極為重要的意義。</p><p>　　3

43、.4.1 提高功率因數(shù)的意義</p><p>　　除白熾照明燈、電阻電熱器等設備負荷的功率因數(shù)接近于1外，其他用電設備如三相交流異步電動機、變壓器、電焊機、電抗器等的功率因數(shù)均小于1。特別是在輕載運行時，其功率因數(shù)更低。提高功率因數(shù)是一個十分重要的課題。從整體上看，必須提高電網(wǎng)中各個組成部分的功率因數(shù)，才能充分利用發(fā)電、變電設備的容量，減少網(wǎng)損。降低線路的電壓損耗，以達到節(jié)約電能和提高供電質量的目的。</p

44、><p>　　3.4.2 提高功率因數(shù)的措施</p><p>　　采用無功功率的設備來補償來提高功率因數(shù)的措施有以下幾種[10]:</p><p><b>　　采用補償電容器</b></p><p><b>　　采用同步調相機</b></p><p><b>　　采用靜

45、止補償器</b></p><p>　　其中，采用補償電容器以提高工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)為最普遍，其優(yōu)點為：</p><p>　?。?）補償電容器本身的有功功率損耗小，約為其額定無功容量的0.25%-0.5%。</p><p>　?。?）補償電容器無旋轉部分，運行維護比較方便。</p><p>　　（3）補償電容器可隨工業(yè)用電的增加，相

46、應的增加其安裝容量和改變安裝地點。</p><p>　　一般根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，無功補償?shù)娜萘恳话銥橹髯儔浩鞯娜萘康?0%～50%。</p><p>　　第4章 短路電流計算</p><p>　　取基準容量,基準電壓,則根據(jù)題意的： </p><p>　　由前面所選用的的三繞組自耦變壓器及其參數(shù)，則可得主變壓器的電抗標幺值可用如下公式[9]： &l

47、t;/p><p><b>　　(4-1)</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　(4-3)</b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　計算得主變壓器高壓側電

48、抗標幺值</p><p>　　主變壓器的中壓側電抗標幺值：</p><p>　　主變壓器的低壓側電抗標幺值 </p><p>　　發(fā)電機的電抗標幺值為：</p><p>　　線路的電抗根據(jù)以下公式[10]</p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　

49、得發(fā)電機C到發(fā)電機A的線路的電抗標幺值為：</p><p>　　發(fā)電機A到變電站的線路的電抗標幺值為：</p><p>　　因為為雙線供電，所以，</p><p>　　與發(fā)電機A連接的變壓器電抗標幺值為：</p><p>　　與發(fā)電機B連接的變壓器與相同。</p><p>　　110KV側變電所A的線路電抗標幺值為：&

50、lt;/p><p>　　變電所B的線路電抗標幺值為：</p><p>　　同理35KV側得變電所A、B、C和鋼鐵廠和化肥廠的線路電抗依次為：</p><p>　　其計算參數(shù)標幺值如下表4-1所示：</p><p>　　表4-1 參數(shù)計算標幺值表</p><p>　　最大運行方式短路計算：</p><p&

51、gt;　　由原始資料可知，無窮大系統(tǒng)C的電抗標幺值為0.2；</p><p>　　其等效電抗圖如下圖4-1：</p><p>　　圖4-1 最大運行方式阻抗等效圖</p><p>　　當F1短路時，發(fā)電機AB和系統(tǒng)C可以化簡為下圖4-2：</p><p>　　圖4-2 最大運行方式220KV母線短路簡化等效阻抗圖</p><

52、;p>　　最大運行方式下；發(fā)電機AB到F1短路點的轉移電抗為</p><p><b>　　計算電抗為：</b></p><p>　　系統(tǒng)C到短路點F1的轉移電抗</p><p>　　因為小于3.45，故查汽輪發(fā)電機的短路電流計算曲線[2]的：</p><p>　　當時，其周期分量為：</p><

53、p>　　系統(tǒng)C提供的短路電流為：</p><p>　　計算短路電流的有名值；</p><p>　　發(fā)電機側到短路點F1的電流基準值： </p><p>　　基準電流 </p><p>　　故0s時起始次暫態(tài)電流 </p><p>　　取時，查計算曲線的發(fā)電機的短路電流周期分量</p>

54、<p>　　故4s的起始次暫態(tài)電流為</p><p>　　(2)當110KV側短路時，及F2短路時，其等效化簡圖如下圖4-3：</p><p>　　圖4-3 最大運行方式下110KV母線短路阻抗圖</p><p><b>　　化簡如下圖4-4：</b></p><p>　　圖4-4最大運行方式下110KV母

55、線短路簡化阻抗圖</p><p>　　所以，發(fā)電機AB到F2點的轉移電抗：</p><p>　　系統(tǒng)C到短路點F2的轉移電抗：</p><p>　　發(fā)電機AB到F2短路點的計算電抗</p><p>　　因為此值小于3.45，故查汽輪發(fā)電機的短路電流計算曲線的：</p><p>　　當時，其周期分量為：</p>

56、;<p>　　系統(tǒng)C提供的短路電流為：</p><p>　　計算短路電流的有名值：</p><p>　　發(fā)電機側到短路點F2的電流基準值：</p><p>　　基準電流： </p><p>　　故0s時起始次暫態(tài)電流 </p><p>　　取時，查計算曲線的發(fā)電機的短路電流周期分量&

57、lt;/p><p>　　故4s起始次暫態(tài)電流為</p><p>　　(3)當35KV側母線短路，即F3短路時，因為中壓側和低壓側電抗相等，所以，所以等效阻抗如下圖4-5：</p><p>　　圖4-5 最大運行方式下35KV母線短路簡化阻抗圖</p><p>　　其發(fā)電機到F3點的電流基準：</p><p>　　基準電流：

58、 </p><p>　　0s時起始次暫態(tài)電流</p><p>　　4s的起始次暫態(tài)電流為</p><p>　　最小運行方式短路計算：</p><p>　　因為最小運行方式，所以只投入一臺發(fā)電機和主變壓器進行運算，由原始資料知道，系統(tǒng)C的電抗標幺值為0.3。</p><p>　　當35kv末端變電

59、所A短路，即F4短路時，其阻抗如圖4-6：</p><p>　　圖4-6 最小運行方式下35KV末端變電所A短路等效阻抗圖</p><p>　　化簡如下圖4-7所示：</p><p>　　圖4-7 最小運行方式下35KV末端變電所A短路簡化等效阻抗圖</p><p>　　所以發(fā)電機B到短路點F4的轉移電抗</p><p&g

60、t;<b>　　所以其計算電抗</b></p><p>　　因為其計算值大于3.45，所以</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　系統(tǒng)B,C的到F4的電抗為：</p><p>　　基準電流 </p><p>　　所以，

61、F4點三相短路電流</p><p><b>　　其兩相短路電流為</b></p><p>　　綜上，短路計算結果如下表4-2和4-3所示： </p><p>　　表4-2 最大運行方式下三相短路電流表</p><p>　　表4-3 最小運行方式下三相和兩相短路電流表</p><p>　　第5章 導

62、體和電氣設備的選擇</p><p>　　5.1電氣設備選擇的一般條件</p><p>　　正確選擇電氣設備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設備。</p><p>　　盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不

63、完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。</p><p>　　本設計，電氣設備的選擇包括：斷路器和隔離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇、母線和絕緣子的選擇[4]。</p><p>　　電氣設備選擇的一般原則[5]：</p><p>　　1、滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求

64、，并考慮遠景發(fā)展的需要。</p><p>　　2、應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗。</p><p>　　3、應力求技術先進與經(jīng)濟合理。</p><p>　　4、選擇導體時應盡量減少品種。</p><p>　　5、擴建工程應盡量使新老電氣設備型號一致。</p><p>　　6、選用新產(chǎn)品，均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。

65、</p><p>　　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正常運行。同時，所選擇導線和電氣設備應按短路條件下進行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設備的一般技術條件如下表[5]5-1所示： </p><p>　　表5-1 高壓電器技術條件</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　斷路器的選

66、擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調試和運行維護，并經(jīng)濟技術方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10KV～220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以選用SF6斷路器[4]。</p><p>　　斷路器選擇的具體技術條件如下[1]：</p><p><b>　　額定電壓校驗：</b></p

67、><p><b>　　（5-1）</b></p><p><b>　　額定電流校驗：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　開斷電流：</b></p><p><b>　?。?-3

68、）</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　

69、同樣，隔離開關的選擇校驗條件與斷路器相同，并可以適當降低要求。</p><p>　?。?）220KV側進線側斷路器和隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　因為流過斷路器的最大容量</p><p>　　流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 </p><p>　　具體選擇及校驗過程如下：</p><p><b>　

70、　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　選擇SW6—220/1200，其SW6—220/1200技術參數(shù)[1]如下表5-2所示：</p><p>　　表5-2 SW6

71、—220/1200技術參數(shù)表</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：，取繼電保護動作時間2s,滅弧時間為0.03s則：</p><p>　　短路切除時間 </p><p>　　由于短路電流非周期分量衰減很快，當短路切除時間時，導體的發(fā)熱主要由短路電流周期分量決定，所以，熱效應，由和取 ，則,查《發(fā)電廠電氣部分》（第三版）圖3-15周期分量等值曲線得：

72、，則： </p><p><b>　　，故滿足校驗要求。</b></p><p>　　5.動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。</p><p>　　220KV進線側隔離開關的選擇：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2

73、、額定電流選擇：</b></p><p>　　選擇GW6—220D/1000—80，其技術參數(shù)[1]如下表5-3所示：</p><p>　　表5-3 GW6—220D/1000—80技術參數(shù)表</p><p><b>　　3、熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　，滿足熱穩(wěn)定校驗。<

74、;/b></p><p>　　4、動穩(wěn)定校驗： ，滿足校驗要求。</p><p>　?。?）、220KV主變斷路器和隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： </p><p>　　具體選擇及校驗過程如下：</p><p>　　1、額定電壓選擇： </p><p

75、>　　2、額定電流選擇： </p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　故初步選擇SW6—220/1200，其技術參數(shù)如下表5-4所示：</p><p>　　表5-4 SW6—220/1200技術參數(shù)表</p><p><b>　　同上得：</b></p&

76、gt;<p><b>　　4、熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p><b>　　，故滿足熱穩(wěn)校驗。</b></p><p>　　5、動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。</p><p>　　220KV主變側隔離開關的選擇：</p><p>　　1、額定電壓選擇：UN≥UNs=220KV<

77、;/p><p>　　2、額定電流選擇：IN＞Imax=614.1088A</p><p>　　GW6—220D/1000—80，其技術參數(shù)如下表5-5所示： </p><p>　　表5-5 GW6—220D/1000—80技術參數(shù)表</p><p><b>　　同上得：</b></p><p><

78、;b>　　3、熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　，滿足熱穩(wěn)校驗。</b></p><p>　　4、動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。</p><p>　?。?）110KV主變側斷路器和隔離開關的選擇：</p><p>　　流過斷路器的最大持續(xù)工作電流</p><p>　

79、　具體選擇及校驗過程如下：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　初選SW4—110II技術數(shù)據(jù)[11]如下表5-6所示：<

80、;/p><p>　　表5-6 SW4—110II技術數(shù)據(jù)</p><p>　　4、熱穩(wěn)定校驗：取繼電保護動作時間2s,滅弧時間為0.03s則：</p><p>　　短路切除時間 </p><p>　　由于短路電流非周期分量衰減很快，當短路切除時間時，導體的發(fā)熱主要由短路電流周期分量決定，所以，熱效應，由和取 ，則,查《發(fā)電廠電

81、氣部分》（第三版）圖3-15周期分量等值曲線得： ，則：</p><p>　　因為，故滿足校驗要求。</p><p>　　5、動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。</p><p>　　110KV主變側隔離開關選擇及其校驗：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b

82、>　　2、額定電流選擇：</b></p><p>　　選擇GW4—126GW(D)其技術數(shù)據(jù)[11]如下表5-7所示：</p><p>　　表5-7 GW4—126GW(D)技術數(shù)據(jù)</p><p><b>　　3、熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　，滿足熱穩(wěn)校驗。</b

83、></p><p>　　4、動穩(wěn)定校驗： ，滿足校驗要求。</p><p>　?。?）110KV側出線斷路器和隔離開關的選擇和校驗</p><p>　　流過變電所A斷路器的最大持續(xù)工作電流時的</p><p>　　所以流過變電所A斷路器的最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　具體選擇及校驗過程如下：</p

84、><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p>　　2、額定電流選擇： </p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　初選SW4—110/1000技術數(shù)據(jù)如下表5-8所示：</p><p>　　表5-8 SW4—110/1000技

85、術數(shù)據(jù)</p><p>　　110KV變電站出線側隔離開關的選擇：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p>　　選擇GW4—110D/1000—80其技術數(shù)據(jù)如下表5-9所示：</p><p&

86、gt;　　表5-9 GW4—110D/1000—80技術數(shù)據(jù)</p><p>　　校驗同上主變側校驗，所選斷路器和隔離開關均滿足要求。</p><p>　?。?）110KV母聯(lián)斷路器和隔離開關選擇</p><p>　　由上的《電力工程電力設計一次手冊》可以知道，取一個最大電源的計算電流，又由《發(fā)電廠電氣部分》第六章第一節(jié)得，母聯(lián)斷路器 回路一般可以取母線上最大一臺發(fā)

87、電機或變壓器的，因為兩臺主變的型號一樣[1]，故其上110KV主變側的選擇同樣適合。即選用SW4—110II斷路器，其計算參數(shù)如下表5-10所示：</p><p>　　表5-10 SW4—110II技術數(shù)據(jù)</p><p>　　選用GW4—126GW(D)隔離開關，其技術數(shù)據(jù)如下表5-11所示：</p><p>　　表5-11 GW4—126GW(D)技術數(shù)據(jù)<

88、;/p><p>　　（6）35KV主變側斷路器和隔離開關的選擇：</p><p>　　流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 </p><p>　　35KV主變側斷路器的選擇：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b>

89、</p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　故選擇DW15C-2500A，其技術參數(shù)如下表5-12所示：</p><p>　　表5-12 所選DW15C-2500A參數(shù)表</p><p>　　4、熱穩(wěn)定校驗： 取繼電保護動作時間2s,滅弧時間為0.03s則：</p>&

90、lt;p>　　短路切除時間 </p><p>　　由于短路電流非周期分量衰減很快，當短路切除時間時，導體的發(fā)熱主要由短路電流周期分量決定，所以，熱效應，由和取 ，則,查《發(fā)電廠電氣部分》（第三版）圖3-15周期分量等值曲線得：，則：</p><p>　　因為，故滿足校驗要求。</p><p>　　5、動穩(wěn)定校驗：，滿足校驗要求。</p

91、><p>　　35KV主變側隔離開關選擇：</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p>　　隔離開關可以選用GW4-35/40.5GW(D)，其技術參數(shù)如下表5-13所示： </p><p>　　

92、表5-13 GW4-35/40.5GW(D)參數(shù)表</p><p><b>　　3、熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　It2t> Qk，滿足校驗要求。</p><p>　　4、動穩(wěn)定校驗： ，滿足校驗要求。</p><p>　?。?）35KV出線側變電所A斷路器和隔離開關選擇：</p>&l

93、t;p>　　流過35KV側變電所A斷路器的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　選取DW8-35I，其技

94、術參數(shù)[12]如下表5-14所示： </p><p>　　表5-14 DW8-35I參數(shù)表</p><p>　　3、熱穩(wěn)定校驗，同上得：</p><p><b>　　，故滿足熱穩(wěn)校驗。</b></p><p>　　4、動穩(wěn)定校驗： ，滿足校驗要求。</p><p>　　35KV側隔離開關的選擇：&

95、lt;/p><p><b>　　1、額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2、額定電流選擇：</b></p><p><b>　　3、開斷電流選擇：</b></p><p>　　選擇GN2-35T/1000-70,其技術數(shù)據(jù)[12]如下表5-15所示： </p&

96、gt;<p>　　表5-15 GN2-35T/1000-70參數(shù)表</p><p><b>　　同上校驗滿足要求。</b></p><p>　　5.2 電流互感器的選擇</p><p>　　(1)電流互感器的二次額定流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A,強電系統(tǒng)用5A，當配電裝置距離控制室較遠時亦可考慮用1A[1]。 &l

97、t;/p><p>　　(2)電流互感器額定的二次負荷標準值，按GB1208-75的規(guī)定，為下列數(shù)值之一:5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。當額定電流為5A時，相對應的額定負荷阻抗值為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0歐。當一個二次繞組的容量不能滿足要求時，可將兩個二次繞組串聯(lián)使用。</p><p>　　(3

98、)二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應采取措施，避免互相影響。</p><p>　　(4)在自耦變壓器公共繞組上作過負荷保護和測量用的電流互感器，應按公共繞組的允許負荷電流選擇。此電流通常發(fā)生在低壓側開斷，而當高-中壓側傳輸自耦變壓器的額定容量時，公共繞組上的電流為中壓側和高壓側額定電流之差。</p><p>

99、　　(5)中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統(tǒng)的小得多。為保證保護裝置可靠動作，應按二次電流及保護靈敏度來校驗零序電流互感器的變比[4]。 </p><p>　　電流互感器的選擇和配置應按下列條件：</p><p>　　1、種類和型式的選擇：電流互感器的型時應根據(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，可采用瓷絕

100、緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器[5]。</p><p><b>　　2、一次回路電壓：</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　3、一次回路電流：&l

101、t;/b></p><p>　?。?-7） </p><p>　　4、準確等級和額定容量：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。電流互感器的準確等級不得低于所供測量儀表的準確級。裝于重要回路（如發(fā)電機，調相機，變壓器，廠用饋線和出線等回路）中的電流互感器的準確級不應低于0.5級，要求如下：</p>&

102、lt;p>　　互感器按選定準確級所規(guī)定的額定容量與二次側所接負荷關系為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中， （5-9）</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p&g

103、t;　　動穩(wěn)定： （5-11）</p><p>　　式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。</p><p>　　熱穩(wěn)定： （5-12） </p><p>　　為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。&

104、lt;/p><p>　?。?）220KV側電流互感器的選擇</p><p>　　主變220KV側CT的選擇</p><p><b>　　一次回路電壓：</b></p><p><b>　　二次回路電流：</b></p><p>　　初選戶外獨立式電流互感器[11]，其參數(shù)如下表5

105、-16所示： </p><p>　　表5-16 LCW-220（4×300/5）參數(shù)表</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　，滿足動穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p>&

106、lt;p><b>　　，滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p>　　綜上所述，所選滿足要求。</p><p>　?。?）110KV側的電流互感器的選擇</p><p>　　主變中110KV的CT的選擇：</p><p><b>　　一次回路電壓： </b></p><p&

107、gt;<b>　　二次回路電流：</b></p><p>　　選戶外獨立式電流互感器[12]，其參數(shù)如下表5-17所示：</p><p>　　表 5-17 LCWD-110/（2×600/5）參數(shù)</p><p>　　同上進行動穩(wěn)定熱穩(wěn)定校驗，均滿足要求。</p><p>　　（2）35KV側的電流互感器的選擇

108、</p><p>　　主變中35KV的CT的選擇：</p><p><b>　　一次回路電壓： </b></p><p><b>　　二次回路電流： </b></p><p>　　根據(jù)以上兩項選擇LB~35 [12]，其參數(shù)表如下表5-18所示：</p><p>　　表5-1

109、8 LB~35參數(shù)表</p><p>　　同上進行動穩(wěn)定熱穩(wěn)定校驗，均滿足要求。</p><p>　　取35側來說明電流互感器的典型接線，說明其所接二次負荷的方式，如圖5-1：</p><p>　　圖5-1 典型電流互感器的二次負荷接線圖</p><p>　　5.3 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器應按

110、下表5-19所示，所列技術條件選擇[6]：</p><p>　　表5-19 電壓互感器選擇條件表</p><p>　　型式：6～20KV屋內(nèi)互感器的型式應根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35KV～110KV配電裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五

111、柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器[6]。</p><p>　　一次電壓、，為電壓互感器額定一次線電壓。</p><p>　　二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓，如下表5-20所示：</p><p>　　表5-20電壓互感器二次額定電壓</p><p>　　準確等級：電壓互感器在哪一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和

112、自動裝置等設備對準確等級的要求確定，規(guī)定如下：</p><p>　　用于發(fā)電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級； 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為１級；用于估計被測量數(shù)值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。</p><p>　　在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同

113、型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。</p><p>　?。?）220KV側母線電壓互感器的選擇</p><p>　　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。</p><p>　　電壓：額定一次電壓：</p><p>　　準確等級：用于保護、測量、計量用，其準確等級為0

114、.5級，查相關設計手冊，選擇PT的型號：JCC2—220。</p><p><b>　　額定變比：</b></p><p>　?。?）110KV母線設備PT的選擇</p><p>　　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。</p><p>　　電壓：額定一次電壓： </p>&l

115、t;p>　　準確等級：用戶保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級。</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分》，選定PT的型號為：JCC-110</p><p><b>　　額定變比為： </b></p><p>　　（3）35KV側母線電壓互感器選擇：</p><p>　　型式：采用樹脂澆注絕緣結構PT，用于同步

116、、測量儀表和保護裝置。</p><p>　　電壓：額定一次電壓：</p><p>　　準確等級：用戶保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級。</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分》，選定PT的型號為：JDZJ-35</p><p><b>　　額定變比為： </b></p><p>　　以35

117、KV側為例說明其電壓互感器的二次接線方式如下圖5-2所示： </p><p>　　圖5-2 電壓互感器的二次接線方式</p><p>　?。?）35KV保護電壓互感器的高壓熔斷器的選擇：</p><p>　　額定電壓選擇：UN≥UNs=35KV</p><p>　　故可以選擇RN1-35/0.5高壓熔斷器，其計算參數(shù)如下表5-21：</

118、p><p>　　表5-21 高壓熔斷器參數(shù)表</p><p>　　因為最大開斷電流，故滿足要求。</p><p>　　5.4 母線的選擇與校驗</p><p>　　裸導體應根據(jù)具體情況，按下列技術條件分別進行選擇和校驗[6]。</p><p><b>　　（1）工作電流；</b></p>

119、<p>　　（2）電暈（對110KV級以上電壓的母線）；</p><p>　?。?）動穩(wěn)定性和機械強度；</p><p><b>　　（4）熱穩(wěn)定性；</b></p><p>　?。?）同時也應注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。</p><p>　　導體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的

120、匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20米以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。</p><p>　　一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線[5]。</p><p>　?。?） 22

121、0KV母線選擇與校驗</p><p>　　根據(jù)規(guī)程可以采用鋼芯鋁絞線導體</p><p>　　按最大持續(xù)工作電流選擇查設備手冊選LGJ型鋼芯鋁絞線，其標稱截面為800/100，長期允許載流量為1402A。</p><p><b>　　溫度修正系數(shù) </b></p><p>　　熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度</p

122、><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分》得其集膚效應系數(shù)為1，由其表6-9得C=97，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　電暈校驗：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p>

123、;<p>　　（2）110KV母線選擇與校驗</p><p>　　根據(jù)規(guī)程可以選用鋼芯鋁絞線導體</p><p>　　按最大持續(xù)工作電流選擇查設備手冊選NAHLGJQ耐熱鋁合金導線[2]，其標稱截面為1400，長期允許載流量為2822A，外徑為51.4mm。</p><p><b>　　溫度修正系數(shù) </b></p>

124、<p>　　熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分》得其集膚效應系數(shù)為1，由其表6-9得C=95，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　電暈校驗：</b></p><p>&l

125、t;b>　　滿足要求。</b></p><p>　?。?）35KV側母線選擇與校驗：</p><p>　　因為35KV側最大持續(xù)電流</p><p>　　故根據(jù)規(guī)程選擇，按最大持續(xù)工作電流選擇2條 )矩形鋁導線平放，可知額定載流為2670A，集膚效應系數(shù)1.4,長期發(fā)熱溫度為。</p><p><b>　　得其綜合

126、校正系數(shù):</b></p><p>　　所以修正后的載流量：</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度： </p><p>　　查發(fā)電廠電氣部分表C=90，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p><b&g

127、t;　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　相間距 </b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　　單位長度上的相間電動力:</p><p>　　母線同相條間作用應力計算如下：</p><p>　　為避免導體自重過分彎曲，