220KV北郊變電站電氣部分設(shè)計摘要文章介紹了220KV變電站設(shè)計的要求，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟指標和供電可靠發(fā)展的規(guī)劃前景選擇了變電設(shè)備的型號，并按照配電裝置的形式確定了設(shè)計基本方案；重點分析了220KV變電站設(shè)計的主要技術(shù)方案和各個模塊的技術(shù)特點，對各級電壓的電氣主接線形式、電氣設(shè)備的選擇及保護、短路電流水平等進行了詳細的說明；本設(shè)計的變電站將提高供電可靠性、增加規(guī)劃的靈活性等特點。關(guān)鍵詞220KV變電站電氣設(shè)備繼電保護電壓電流短路阻抗整定計算容量防雷前言本次設(shè)計是對220KV北郊降壓變電所進行了電氣部分設(shè)計，內(nèi)容主要包括電氣一次主接線圖設(shè)計、無功補償所用變選擇、主變壓器中性點運行方式、配電裝置布置、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇、變電所防雷規(guī)劃、繼保及自動裝置的配置、主變保護整定計算等，并畫出了電氣一次主接線圖、主變繼電保護展開圖。本次設(shè)計在設(shè)計中參考了最新的技術(shù)參考書籍，積極采用新產(chǎn)品、新技術(shù)參數(shù)及新的圖形符號，如采用220KV、110KV六氟化硫斷路器、手車式開關(guān)柜和GG1A10型固定式開關(guān)以及微機保護裝置等，故所選擇和設(shè)計的接線方式、電氣設(shè)備型式應(yīng)當說是較為合理的，也能滿足技術(shù)經(jīng)濟要求。本次畢業(yè)設(shè)計，目的在于鞏固自己的專業(yè)知識，因為我們的設(shè)計同專業(yè)知識聯(lián)系非常緊密，這就使我在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，又對電力系統(tǒng)、繼電保護、電氣設(shè)備、等專業(yè)課進行了復(fù)習，提高了自己的專業(yè)基礎(chǔ)水平，通過設(shè)計使我們熟悉設(shè)計過程，掌握基本的設(shè)計知識，熟悉相關(guān)的設(shè)計手冊和輔助資料。目錄第一章設(shè)計任務(wù)書1第二章主變壓器的選擇4第三章電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟比較及確定9第四章站用變的容量、臺數(shù)及接線方式的選擇13第五章主變中性點接地方式的選擇14第六章電氣設(shè)備的布置15第七章短路電流計算17第八章電氣設(shè)備的選擇27第九章變電站的防雷規(guī)劃40第十章繼電保護的配置43第十一章主變保護的整定計算46參考文獻50附圖一220KV北郊變電站電氣一次主接線圖50附圖二主變繼電保護展開圖50第一章設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計課題220KV北郊變電站電氣部分二、原始資料1220KV電網(wǎng)圖2負荷預(yù)測（1）110KV側(cè)負荷名稱最大負荷（KW）COS線路長度（KM）回路數(shù)供電方式變電站A20000090201架空變電站B25000090251架空變電站C27000090141架空備用2線損率負荷增長率T56有功同時率P08無功同時率Q09遠景規(guī)劃年數(shù)N5210KV側(cè)負荷名稱最大負荷（KW）COS線路長度（KM）回路數(shù)供電方式配電站A3000090202架空60KM820KM15WCOS995MW10KVCOS8XD26UD105/24KVASCMAX80MVAX3IN64CG配電站B2000090202架空配電站C200008051電纜機械廠2000090152架空醫(yī)院1000080102電纜劇院150008051電纜線損率負荷增長率T56有功同時率P08無功同時率Q09遠景規(guī)劃年數(shù)N53最大負荷利用小時TMAX5500小時3地區(qū)溫度年最高溫度40年最低溫度5最熱月平均最高溫度35最熱月平均氣溫25三、設(shè)計內(nèi)容要求1選擇主變壓器的臺數(shù)、容量及型號2主接線選擇3確定無功補償?shù)姆绞健?選擇站用變壓器的容量、臺數(shù)及接線方式。5確定主變壓器中性點的運行方式。若需裝設(shè)消弧線圈，應(yīng)選擇消弧線圈的容量、臺數(shù)及型號。6配電裝置的布置。7短路電流計算確定最大運行方式，計算各短路點的三相短路電流。8主要電氣設(shè)備的選擇9變電站的防雷規(guī)劃，并配置主接線中的常規(guī)避雷器。10配置繼電保護11主變保護的整定計算四、設(shè)計成品要求1設(shè)計說明書。將上述設(shè)計的內(nèi)容，進行整理、編寫，要求文字說明簡明扼要，語句通順，書寫工整，計算正確，條理清楚。內(nèi)容主要包括（1）主變壓器的容量、臺數(shù)、型號選擇。（2）主接線方案的選擇。應(yīng)寫清方案分析比較、確定的過程，并列出有關(guān)的論據(jù)。（3）無功補償?shù)姆绞郊半娙萜鞯倪x擇。（4）站用變壓器的容量、臺數(shù)及接線方式選擇。（5）配電裝置的布置。（6）設(shè)備的選擇和校驗。要求寫明設(shè)備所在電壓級和回路的名稱，計算要正確，對斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的選擇，建議采用列表法，使之一目了然。（7）防雷保護規(guī)劃及常規(guī)避雷器的配置。（8）繼電保護配置。（9）短路電流計算書。要求作出短路電流計算的等值電路圖，計算應(yīng)列出公式，計算過程簡單明了，計算正確。各點短路的計算結(jié)果用列表的方式進行綜合。（10）主變保護整定計算等。（11）編寫目錄2繪制圖紙（1）主接線圖（2）主變繼電保護展開圖第二章主變壓器的選擇一、負荷統(tǒng)計分析1、110KV側(cè)負荷部分PMAXKWCOSTGQMAXKVAR變電站A200000900489600變電站B2500009004812000變電站C2700009004812960NIP172000KWNIQ134560KVAR792516720855110KWTPKNIPVAR4034955110TQNII以上有功、無功都是考慮同時率、線損率、負荷增長率和按5年發(fā)展規(guī)劃。2、10KV側(cè)負荷部分PMAXKWCOSTGQMAXKVAR配電站A30000900481440配電站B2000090048960配電站C20000800751500機械廠2000090048960醫(yī)院1000080075750劇院15000800751125NIP111500KWNIQ16735KVAR124656150815110KWTPKNIPVAR8205167359015110KTQKNII3、220KV側(cè)最大負荷的視在功率KWP241020VAR5079879Q則LSKVAS1346231202020二、主變壓器臺數(shù)確定的原則1為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器；當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。2對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按現(xiàn)有變壓器容量大一級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。三、主變壓器容量確定的原則1主變?nèi)萘繎?yīng)根據(jù)510年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并考慮變壓器的正常運行和事故時的過負荷能力；2對裝一臺主變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足用電負荷的需要，按下式選擇SNKSL；其中，SN為變壓器的視在容量（KVA），SL為變電所的最大負荷的視在功率（KVA），K為負荷率。3對裝有兩臺主變的變電所中，當一臺斷開時，另一臺變壓器的容量一般保證60全部負荷的供電，即應(yīng)保證用戶的一級負荷和大部分的二級負荷。每臺主變?nèi)萘靠砂聪率竭x擇SN06SL。四、主變臺數(shù)、容量和型號的確定1主變臺數(shù)的確定如果選擇主變?yōu)?臺，則配電裝置布置較簡單，總投資可能會少一些，但可靠性和靈活性均較差，當主變故障或檢修時會使全所停電；主變?yōu)?臺時，將可大大提高供電可靠性和運行操作靈活性，一臺檢修，另一臺可繼續(xù)運行，供應(yīng)大部分負荷。缺點是配電裝置較復(fù)雜，投資相對較多。根據(jù)以上分析及原則規(guī)定，確定本變電站采用兩臺主變配置，且為考慮不可預(yù)見因素和5年后負荷發(fā)展需要，將主變基礎(chǔ)比設(shè)計容量大12級考慮，以備更換主變用。2主變?nèi)萘康拇_定為提高功率因素，改變電壓質(zhì)量，對10KV側(cè)進行無功補償。功率因素提高到09采用并聯(lián)補償電容器4802GT補償容量610MAX101PQTG48024AXGCTPQVARK式中10KV母線上最大有功負荷10MAX補償前的最大功率因數(shù)TG補償后的最小功率因數(shù)2根據(jù)變電所設(shè)計規(guī)范372條規(guī)定“電容器裝置的接線，應(yīng)使電容器組的額定電壓與接入電網(wǎng)的運行電壓相配合。電容器裝置宜采用中性點不接地的星形或雙星形接線”，查常用高低壓電器手冊，選用BFM11/1001型電容器，其型號意義3如下BGF11/10013單相額定容量100KVAR額定電壓UN11/KV3紙膜復(fù)合介質(zhì)浸漬劑G表示苯甲基礎(chǔ)油并聯(lián)電容器其額定容量為100KVAR,UN11/KV，標算電容C789，則每相并聯(lián)個數(shù)3FN，故并聯(lián)8只BGF11/1001型電容器，分別接于10KVI、II段母471032線上，即每段母線每相并聯(lián)4只電容器。經(jīng)補償后的最大負荷視在功率S210210CQPS345KVA2充分發(fā)揮變壓器正常運行及事故時過負荷能力SN060610234561407（KVA）S結(jié)合現(xiàn)有最大負荷的視在功率僅為61407KVA，選擇主變?nèi)萘績膳_63000KVA，在負荷較低時，可一臺主變運行，降低變壓器損耗，也可兩臺運行，提高供電可靠性。3主變型號確定相數(shù)的確定考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運輸條件等因素，在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)選擇三相變壓器。所以，本次設(shè)計采用三相變壓器。容量比的確定根據(jù)要求，在1臺主變停運時，須保證60全部負荷的供電。故A、對10KV側(cè)應(yīng)保證的容量為KVAS678942046910KV則5013EB、對110KV側(cè)應(yīng)保證的容量為KVAS25604285610則5038413E故主變壓器220KV、110KV及10KV側(cè)的額定容量比取100/100/50。五、技術(shù)參數(shù)因自耦變要求中、高壓側(cè)接線方式一致，故不能采用自耦變，故確定本站主變型號為節(jié)能型三相三繞組、自然油循環(huán)空冷型降壓變壓器，采用有載調(diào)壓方式。主變型號及技術(shù)參數(shù)如下型號SN（KVA）UN（KV）損耗（KW）空載電流（）阻抗電壓（）聯(lián)接組別高壓2208152空載負載高中1214中壓121高低2224SFPSZ76300063000低壓118929010中低79YNYNOD11第三章電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟比較及確定一、電氣主接線設(shè)計的基本要求1根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量設(shè)計時應(yīng)根據(jù)負荷的重要性，保證在母線、斷路器等設(shè)備故障或檢修時停電范圍盡量小，停電時間盡量短，且能保證重要負荷的供電；另外，在正常運行或故障時能滿足相應(yīng)的電能質(zhì)量要求，把對用戶的損失減小到最少。2具有運行、維護的靈活性和方便性應(yīng)能適應(yīng)各種運行方式和檢修維護的要求，靈活、方便地進行運行方式的切換。3經(jīng)濟性應(yīng)在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟性。即投資省、電能損耗小、占地面積小。4、具有將來發(fā)展和擴建的可能性。二、各級電壓配電裝置可能的電氣主接線方案110KV配電裝置（1）單母線（2）單母線分段2110KV配電裝置（1）單母線分段（2）雙母線3220KV配電裝置（1）單母線分段（2）雙母線三、方案的技術(shù)比較1單母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點（1）結(jié)構(gòu)簡單清晰、操作簡便，不易誤操作；（2）節(jié)省投資和占地；（3）易于擴建。缺點母線故障或檢修時會使該母線所帶負荷全部停電，停電范圍為100。故此接線一般只適用于小水電廠和變電站。2單母線分段接線的優(yōu)缺點優(yōu)點（1）當一段母線故障或檢修時，用分段斷路器將其分段后，可保證正常段母線不間斷供電，提高了供電可靠性，減小了母線故障的影響范圍。（2）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。缺點（1）當一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障可檢修時，接在該母線上的電源或出線必須全部停電。（2）任一回路斷路器檢修時，該回路必須停電。3雙母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點（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。（2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴建方便。向雙母線的任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。（4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一路母線上。缺點（1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。（2）當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置。四、確定2個比較方案（1）10KV側(cè)接線方式的確定由上述分析可知，單母線接線可靠性較差，且本變電站有兩臺主變，考慮10KV出線有和10回，又有雙回出線的需要，一旦母線故障，即造成該母線所帶負荷全部停電，這是不可取的，故10KV側(cè)應(yīng)選用單母線分段接線。（2）110KV和220KV側(cè)采用單母分段接線時，接線較簡單明了，運行可靠，但當某一段母線檢修或故障時，將使該母線所連的線路和主變停運。采用雙母線接線時，可避免一母線故障或停運時影響該母線的饋線、主變運行。且采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器。（3）畫出兩個比較方案的簡圖如下10KV20KV21110KV10KV210KV2KV根據(jù)上述分析，故選擇方案II，即220KV和110KV部分均采用雙母線接線，主變2臺，10KV部分采用單母線分段接線形式。簡圖見圖（2）。五、本變電站確定的主接線運行方式1220KV部分系統(tǒng)電源C接在段母線上，段母線預(yù)留一回出線；發(fā)電廠G的接于段母線上，轉(zhuǎn)供的南山變也接于段母線上。正常運行時，220KV母聯(lián)合閘運行；故障時保留一段母線運行，提高供電可靠性。2主變正常2臺并列運行，在負荷較輕時，可考慮1臺運行，以降低主變損耗。3110KV側(cè)變電站和醫(yī)院分別用兩回線接于、段母線上，母聯(lián)開關(guān)宜合閘運行，提高供電可靠性。410KV側(cè)配電站A、B、機械廠和醫(yī)院分別用兩回路接于、段母線上，配電站C、接于母線上，劇院接于母線上。母分一般處于熱備用狀態(tài)正常時，為限制短路電流，10KV母聯(lián)開關(guān)宜分段運行，、段母線分別由1、2主變帶負荷運行，主變故障時，通過母分開關(guān)切換，承擔非故障點的供電任務(wù)。第四章站用變的容量、臺數(shù)及接線方式的選擇一、站用變臺數(shù)確定為提高所用電負荷的供電可靠性，設(shè)2臺所用變，兩臺站用變互為備用，正常運行時一臺投入，另一臺備用；遇檢修時，可視檢修電源需要投入兩臺以滿足檢修需要。二、站用變接線方式確定考慮本變電站有兩臺主變，且10KV部分均采用單母線分段的接線方式，供電可靠性較高，為兼顧經(jīng)濟性，則選擇在10KV、段母線上分別引接一所用變，可滿足站用電的需要。三、站用變?nèi)萘看_定統(tǒng)計站用負荷S所用電負荷照明其余負荷085一般選主變?nèi)萘康模?105）為其容量，考慮到用電負荷不大，本設(shè)計以01來選擇，采用Y/YNO接線組別。單臺站用變?nèi)萘縆VASN630110取標準容量80KVA，型號為干式變SC80/10型。查產(chǎn)品目錄，其主要技術(shù)參數(shù)如下額定電壓KV損耗W型號額定容量KVA高壓低壓空載負載阻抗電壓空載電流連接組別SC80/10806042701650427Y，YNO第五章主變中性點接地方式的選擇一、主變壓器中性點接地方式的分類及一般要求1主變的110KV500KV側(cè)采用中性點接地方式；2主變壓器663KV側(cè)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式；（1）主變10KV側(cè)在單相接地故障電流小于30安時，可采用中性點不接地方式，否則應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式；（2）主變35KV側(cè)在單相接地故障電流小于10安時，可采用中性點不接地方式，否則應(yīng)采用經(jīng)消弧線圖接地方式。二、本變電站主變壓器中性點接地方式的確定1主變220KV、110KV側(cè)均采用直接接地運行方式，但在正常兩臺主變并列運行時，要求只能有一臺主變接地運行。2、主變10KV側(cè)接地電容電流對于架空線路31017LUICA9310531202對于電纜線路510122LIC小于30A934AIC故主變10KV側(cè)也采用中性點不接地運行方式。第六章電氣設(shè)備的布置一、配電裝置設(shè)計的基本要求配電裝置設(shè)計必須貫徹國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，并滿足如下要求1、保證運行可靠性按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離。2、保證運行維護人員的人身安全和設(shè)備安全。3、便于檢修、維護、巡視、操作和安裝。110KV配電裝置應(yīng)考慮帶電作業(yè)的要求；為保證檢修人員在檢修電器或母線時的安全，電壓為63KV及以上的配電裝置，對斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘，每段母線上宜裝設(shè)接地刀閘等。4、力求經(jīng)濟，必須在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。5、考慮發(fā)展擴建的可能性。二、配電裝置的分類1、屋內(nèi)配電裝置應(yīng)用于大、中型發(fā)電廠、變電站中35KV及以下的配電裝置；或有特殊性要求的（如備戰(zhàn)、防污）110220KV的配電裝置。2、屋外配電裝置應(yīng)用于110KV及以上的配電裝置。3、成套配電裝置應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站610KV或35KV配電裝置；SF6全封閉組合電器主要用于110500KV的配電裝置。三、10KV配電裝置的選型和布置10KV高壓開關(guān)室布置在主變的下側(cè)，10KV配電裝置選用成套高壓開關(guān)柜，占地面積不大，故采用單層式布置。高壓開關(guān)柜布置在10KV高壓開關(guān)室左側(cè)，為單列布置；所用變室、電抗器室、電容器室布置在10KV高壓開關(guān)室右側(cè)，出線全部采用電纜。四、110KV配電裝置的布置110KV配電裝置布置在主變壓器左方，采用戶外半高式。本方案的特點是將母線及母線隔離開關(guān)抬高，增設(shè)上層母線隔離開關(guān)操作走道，以便巡視、操作和檢修抬高后的隔離開關(guān)和母線。斷路器單列布置，道路設(shè)置在靠主變壓器側(cè)的一組母線下面。五、220KV配電裝置的布置220KV配電裝置布置在主變壓器上方，采用戶外半高式。本方案的特點是將母線及母線隔離開關(guān)抬高，增設(shè)上層母線隔離開關(guān)操作走道，以便巡視、操作和檢修抬高后的隔離開關(guān)和母線。斷路器單列布置，道路設(shè)置在靠主變壓器側(cè)的一組母線下面。六、主變的布置采用兩臺戶外布置，并考慮防火凈距大于8米。設(shè)油坑、事故油池、消防砂池等消防設(shè)施。七、10KV電容補償裝置采用戶內(nèi)布置，裝設(shè)風扇擁有通風散熱方便，便于設(shè)備的維護運行檢修直觀方便等優(yōu)點。第七章短路電流計算一、短路電流計算的目的在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，確定某接線方案是否需要采取限制短路電流的措施。在選擇電氣設(shè)備時，為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，可又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進行校驗。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。在選擇繼電保護方法和整定計算時，需以短路時的短路電流為依據(jù)。二、計算短路電流的一般規(guī)定驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)510年的遠景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的點。三、短路電流計算短路點的選擇1、最大運行方式時，在220KV母線上發(fā)生三相短路K12、最大運行方式時，在110KV母線上發(fā)生三相短路K23、最大運行方式時，在10KV母線上發(fā)生三相短路K34、最大運行方式時，在10KV配電站A線路末端發(fā)生三相短路K4（一）接線圖10KV10KV10KV10KV630KVA630KVA2120KV20KVK160KM20KM15WCOS9UD105/24KVA95MW10KVCOS8XD2680KMSCMAX80VAX3IN6C40CK4K3K2G二網(wǎng)絡(luò)等值圖1、最大運行方式下GC905103510358602147021430165042357112502、最小運行方式下05810672413502C（三）選擇基準值取SJ100MVA，UJUAV105UE則UJJ3SI即UJ1230KV，UJ2115KV，UJ3105KV，UJ463KV，KAJ503IKAJ5021I，J1IJ6934I（四）計算網(wǎng)絡(luò)中各元件電抗值（標么值）設(shè)本變電站中主變阻抗值為UDI1214UDI2224UD79，本設(shè)計選SN63000KVA63MVA設(shè)站變UD40。則發(fā)電機（最大運行方式）0357810X1NDSJ（最小運行方式）6480KM長線路02310UJ082230KM長線路4546S46X225J100MVA變壓器10105N4D95MW發(fā)電機68/926S3J主變220KV側(cè)SNUXDDD76J214063107）（110KV側(cè)SNUDDD98J0563107）（10KV側(cè)SNJU21XDDD1GC125090538602147261495313506310272）（84SNJ1UXD2五簡化等值電路1、最大運行方式下如右圖X13X1X20035700600957X14X3X4X501060105004502562、最小運行方式下如右圖X15X1X20066700601267（六）計算最大運行方式下三相短路電流1、K1點三相短路電流計算系統(tǒng)C支路KAUSXIIJ63223010957142發(fā)電廠G支路30418/9526014SJNJX查表運算曲線得I2I324I短路電流有名值KAUSIJG01238/9543IJ69/20KAUSIJG0238/9534系統(tǒng)和發(fā)電機供給K1點總的短路電流KAI650216K1G02564973CKAI3269024短路電流沖擊值取KCH18KAIICHCH29653812電流最大有效值KAIICHCH516318122短路容量MVUSJ453032、K2點三相短路電流計算12141866）（X90256309713095714631709126346418XX系統(tǒng)C支路KAUSXIIJ731150293742發(fā)電廠G支路8901/57018SJXNJX查表運算曲線得6I32I14I短路電流有名值KAUSIJG901538/93IJ7/2C1702985GK16035K2G2497CKAUSIJG780153/934系統(tǒng)和發(fā)電機供給K2點總的短路電流KAI426907151832KI4短路電流沖擊值取KCH18KAIICHCH1642812電流最大有效值KAIICHCH65342812短路容量MVUSJ021533、K3點三相短路電流計算1753402211069XX3502617095170954133905710172560394941XX系統(tǒng)C支路KAUSXIIJ715503242發(fā)電廠G支路0718/95021SJXNJX0167K3G4C90224519075K3G2643CC20519G3查表運算曲線得960I021I4I短路電流有名值KAUSIJG751038/3IJ6/922KAUSIJG51038/34系統(tǒng)和發(fā)電機供給K3點總的短路電流KAI982761532KI4短路電流沖擊值取KCH18KAIICHCH9458212電流最大有效值KAIICHCH19382112短路容量MVUSJ79503從K3點短路電流計算結(jié)果可知，發(fā)電廠10KV電壓母線上短路時，次暫態(tài)電流和沖I擊電流都比較大，為了能使10KV母線及出線選擇輕型電器設(shè)備，有必要在母線上裝設(shè)電CHI抗器，以限制K3點短路時的短路電流。4、K4點三相短路電流X22X19X12017550501750369250179175091423232X2K4G143C5097651840957261750261344XX系統(tǒng)C支路KAUSXIIJ130693242發(fā)電廠G支路271908/5618424SJXNJX查表運算曲線得42II當時，可按無限大容量電源的短路電流計算3JXKAUSXIIJ053615841242系統(tǒng)和發(fā)電機供給K4點總的短路電流KAIT105130短路電流沖擊值取KCH18KIICHCH4682電流最大有效值KAIICHCH2701821122短路容量MVUSJ960363K4G23C5168八短路電流計算結(jié)果表表81短路點的編號基準電壓UAV（KV）基準電流IJ（KA）短路電流（KA）I短路電流（KA）2I短路電流（KA）4I短路電流沖擊值KACHI電流最大有效值KACHI短路容量MVASK12300253653323329295511454K21150524225125161636548202K3105552198223722375594331939973K46555018018018046027196第八章電氣設(shè)備的選擇一、電氣設(shè)備選擇的一般條件1、按正常條件選擇（1）按當?shù)丨h(huán)境條件選擇應(yīng)考慮當?shù)貧鉁?、風速、濕度、污穢、海拔、地震、覆冰等環(huán)境條件是否超出所選設(shè)備的基本使用條件，另外應(yīng)考慮電氣設(shè)備的裝設(shè)地點是戶內(nèi)還是戶外，然后再選擇相應(yīng)型式的設(shè)備。（2）按工作電壓選擇在正常情況下，選擇電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得小于該回路的最高運行電壓，即UNUWN式中，UN電氣設(shè)備額定電壓KV；UWN電網(wǎng)額定電壓等級（KV）。（3）按工作電流選擇A一般情況下，開關(guān)電器的額定電流應(yīng)大于等于各種可能運行方式下的回路最大持續(xù)工作電流，即INIWMAXB載流導(dǎo)體允許長期通過最大載流量IXU應(yīng)大于持續(xù)最大工作電流，即IXUIWMAX（IXUKIN）2按短路條件校驗（1）按短路熱穩(wěn)定校驗電氣設(shè)備額定熱效應(yīng)應(yīng)不小于在計算時間TC內(nèi)短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，即I2RNTRNI2KTC（2）按短路動穩(wěn)定較驗電氣設(shè)備的額定動穩(wěn)定電流不應(yīng)小于三相短路沖擊短路電流，即，DWIDWICH對于母線，其最大允許應(yīng)力應(yīng)不小于短路時母線中所產(chǎn)生的應(yīng)力，即XU。3特殊檢驗項目（1）對斷路器和熔斷器還應(yīng)考慮其額定開斷電流IKN應(yīng)不小于短路電流全電流I即IKNI,（2）對電流和電壓互感器應(yīng)按其準確度等級和二次負荷阻抗進行校驗，即準確度等級應(yīng)滿足要求，二次負荷阻抗Z2不大于額定二次負荷阻抗Z2N。（3）對重要回路的硬導(dǎo)體（母線）還應(yīng)考慮共振的影響。二、設(shè)備的選擇一、斷路器的選擇1、220KV側(cè)斷路器1）額定電壓選擇VMAXVG220KV115253KV2）額定電流選擇IEIGMAX考慮到變壓器在電壓降低5時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的IGMAX105IE即AIG34720651MAX3）按開斷電流選擇IEKDI365KA即IEKD365KA4）按短路關(guān)合電流選擇IEGICH929KA即IEG929KA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6220型SF6斷路器其參數(shù)如下表91型號額定電壓KV額定電流A額定開斷電流KA額定關(guān)合電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KA合閘時間S固有分閘時間S操動機構(gòu)LW72202203150401001004S400150043液壓5）熱穩(wěn)定的校驗365I32I324KAISKATTQZFZD222254653041063T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖52464022DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗要求CHDWI220KV側(cè)短路電流沖擊值小于KAICH29KAIDW10所以動穩(wěn)定滿足要求。2、110KV側(cè)斷路器考慮到2臺主變及一定的交換功率1）額定電壓VYMAXVGMAXVGMAX1151101265KV；2）額定電流IYIGMAXAIG69410325MAX3）按開斷電流選擇IEKDI242KA即IEKD242KA；4）短路關(guān)合電流IEGICJ616KA即IEG616KA；根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW1110型SF6斷路器，其參數(shù)如下表93型號額定電壓KV額定電流A額定開斷電流KA額定關(guān)合電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KA合閘時間S固有分閘時間S操動機構(gòu)LW1110110200031580804S315015004液壓5）熱穩(wěn)定的校驗242I512I5124KAISKATTQZFZD222235405104T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖352259453122DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗要求CHDWI110KV側(cè)短路電流沖擊值小于KAICH16KAIDW80所以動穩(wěn)定滿足要求。3、10KV斷路器1）主變回路AIG168203/612MAX2）母線分段回路USG5/794MAXAX3）10KV出線PIMC216038OS/10選主變回路進行選擇校驗。4）最大長期工作電流計算AIGAX因為10KV配電裝置為戶內(nèi)配置，按正常工作條件，查表選擇ZN510斷路器，其參數(shù)如下表95型號額定電壓KV額定電流A額定開斷電流KA額定關(guān)合電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KA合閘時間S固有分閘時間S操動機構(gòu)ZN121010250031580804S315075006電磁已知KAI9821由上表可知斷路器AIIGN1682250MAX大于額定開斷電流大于KABRE31K95）熱穩(wěn)定的檢驗SKATITIIQZFZD222242206981054137980T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖062396451222DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗要求CHDWI10KV側(cè)短路電流沖擊值小于KAICH945KAIDW80所以動穩(wěn)定滿足要求。二、隔離開關(guān)的選擇1、220KV側(cè)隔離開關(guān)1）VYVGMAXVGMAX125VE即VY115220253KV2）額定電流IEAIG34720651MAX根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW7220D型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下表96型號額定電壓KA額定電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KAGW7220D2201200805S363）熱穩(wěn)定的校驗365I32I324KAISKATITIIQZFZD22224254653013063T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖52464805322DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求4）校驗動穩(wěn)定CHDWIKAC29KAIDW80即滿足要求2、110KV側(cè)隔離開關(guān)1）額定電壓VYVGMAX151101265KV2）額定電流IYAIG69410325MAX根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5110型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下表97型號額定電壓KA額定電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KAGW7110D11020001044S403）熱穩(wěn)定的校驗242I512I5124KAISKATITIIQZFZD22224235405104T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖35264022DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求4）檢驗動穩(wěn)定CHDWIKAICH16KA104即滿足要求3、10KV側(cè)隔離開關(guān)1）主變回路AIG168203/612MAX2）母線分段回路US5794MAX0A3）10KV出線PIGMC21603/OS/1選主變回路進行選擇校驗。4）最大長期工作電流計算AIG1682MAX因為10KV配電裝置為戶內(nèi)配置，按正常工作條件，查表選擇GN210斷路器，其參數(shù)如下表98型號額定電壓KA額定電流KA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KAGN2101020008510S36已知KAI9821由上表可知隔離開關(guān)AIIGN168220MAX大于5）熱穩(wěn)定的檢驗SKATITIIQZFZD222242206981054137980T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S允許的熱脈沖06212960322DTPQSKAIQ大于所以熱穩(wěn)定滿足要求6）動穩(wěn)定的校驗要求CHDWI10KV側(cè)短路電流沖擊值小于KAICH945KAIDW85所以動穩(wěn)定滿足要求。三、電流互感器的選擇電流互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流1、220KV側(cè)電流互感器額定電流IEAIG234706251MAX主變高壓側(cè)CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6220，2600/5，5P/5P/5P/05型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB62202600/55P/5P/5P/0550（VA）60/31502、220KV線路CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6220，2600/5，5P/5P/5P/05型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB62202600/55P/5P/5P/0550（VA）60/31502、110KV側(cè)電流互感器額定電流IELAIG69410325MAX主變CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6110，2600/5，P/P/P/05型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB61102600/5P/P/P/0550（VA）30/1100110KV側(cè)線路CT的選型根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，最大工作電流等條件選擇LB6110，2300/5，P/P/P/05型電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下型號額定變比準確級次額定二次負荷額定短時熱電流（KA/S）額定動穩(wěn)定電流（KA）LB61102300/5P/P/P/0550（VA）30/1100根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可初步選擇LB6110型電流互感器，其參數(shù)為額定電流比為2600/5，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)為30，動穩(wěn)定倍數(shù)100。3、10KV側(cè)電流互感器電流互感器的配置每個斷路器都要配置CT，以滿足測量和保護裝置的需要。CT的選擇10KV線路屬小電流接地系統(tǒng)，本設(shè)計采用不安全星形接線，裝于A、C兩相。主變10KV側(cè)最大負荷電流IG619032/6051MAX10KV出線最大負荷電流COSUPNG528AXAX根據(jù)正常使用條件，選擇各級電壓回路的電流互感器如表二次負荷10倍數(shù)安裝地點型號額定電流（A）級次組合05級1級3級D級二次負荷倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)主變10KV側(cè)LMC102000/505/312321012/226/87510KV出線LFC10400/505061263061475校驗熱穩(wěn)定同樣跟10KV斷路器一樣，TDZ08S熱穩(wěn)定校驗QDI2TDZ21982083865KA2SQRIR2TDZ75215625KA2SQRQD滿足要求四、電壓互感器的選擇1、電壓互感器的配置每一相母線本變電站10KV、110KV、220KV每段母線上均裝一組PT準確度等級計量用的電度表05級,監(jiān)視用的功率表、繼電器需1級2、220KV側(cè)電壓互感器1）選用JCL220電壓互感器，單相串級油浸式全封閉結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為220/KV，次級繞組額定電壓01/KV，二次負荷05級，為300VA，其接成33220000/100/100。332）220KV輸電線路側(cè)，電壓互感器采用單相電容式電壓互感器，其初級繞組額定電壓為220/KV，次繞組額定電壓為100/KV，二次負荷33200VA，準確級為05級，型式為TYD220H。300075000753、110KV側(cè)電壓互感器1）選用JCL6110電壓互感器，單相串級油浸式全密封結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為110/KV，次繞組額定電壓01/KV，二次負荷05級，為300A，其接成3311000/1000/100。332）其110KV出線側(cè)采用TYD110/001，單相單柱式，電容式電壓互感器，3其初級額定電壓為110/KV，次級額定電壓為01/KV，二次負荷05級為33150VA。4、10KV側(cè)電壓互感器由于10KV是中性點不接地系統(tǒng),電壓互感器除供測量儀表外,還用來作交流絕緣監(jiān)視,因此選用JSJW10型三相五柱式PT其額定電壓比為10/01/,所選準確度為05,故PT每相的額定容量為KV310,接成VASE4020/Y每回引出線上接有功和無功電度表電壓線圈,要求05級的有功和無功功率表,母線上裝有接于BC相的電壓表和接入相對地電壓的絕緣監(jiān)視電壓表PT各相負荷分配如表所示儀表電壓線圈AB相BC相儀表名稱及型號每相線圈消耗功率COSIN儀表數(shù)目ABPQBCBC有功功率表1D1W075164545無功功率表1D1VAR075164545有功電度表DS11503809252856928569頻率表1D1HZ051105電壓表16T1V021102無功電度表DX11503809252856928569合計147138154138經(jīng)校驗JSJW10三相戶內(nèi)式型互感器滿足要求J電壓互感器S三相J油浸式W五柱三繞組五、母線的選擇計算1、220KV側(cè)母線的選擇考慮到二臺主變及一定功率交換，短路計算求得I388KA最大負荷持續(xù)工作電流AIG234706251MAX實際環(huán)境溫度溫度修正系數(shù)82570K2按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度HT50MAX90EJ則經(jīng)濟截面2MAX83590247MJISEGJ選LGJ700型鋼芯鋁絞線3熱穩(wěn)定校驗SKATITIIQZFZD2222454653013063T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面CQSKMIN所以熱穩(wěn)定滿足要求2、110KV側(cè)主母線選擇由短路電流計算求得I256KA1最大負荷持續(xù)工作電流AIG69410325MAX實際環(huán)境溫度溫度修正系數(shù)82570K2按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度HT50MAX90EJ則經(jīng)濟截面2MAX179064MJISEGJ選LGJ700型鋼芯鋁絞線3熱穩(wěn)定校驗SKATITIIQZFZD22224235405104T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面CQSKMIN所以熱穩(wěn)定滿足要求3、10KV側(cè)母線選擇1按最大工作持續(xù)電流IGMAXA619032/6051實際環(huán)境溫度40溫度修正系數(shù)820574K2按經(jīng)濟電流密度選擇時,查表得裸鋁線的經(jīng)濟電流密度HT50MAX90EJ則經(jīng)濟截面2MAX81906MJISEGJ選2120X10雙條鋁母線,母線載流量,集膚效應(yīng)系數(shù)AIP40241FK40時,KIP2176824大于所以滿足要求21976PIAG190MAX3熱穩(wěn)定校驗SKATITIIQZFZK222242206981054137980T非周期分量等效時間005ST短路持續(xù)時間4S查表得70時,硬鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C87滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面小于2121826MIN518702MCQSK所以熱穩(wěn)定滿足要求4動穩(wěn)定不再校驗綜上所述,選擇每相212010MM2的鋁矩形母線,平放,水平布置第九章變電站的防雷規(guī)劃一、防雷保護的設(shè)計原則變電站是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運行。變電站的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電站，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電站侵入，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。對侵入波防護的主要措施是變電站內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電站的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電站適當距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進線保護。避雷針的作用將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護設(shè)備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨立裝設(shè)，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電站。避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設(shè)備并聯(lián)，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設(shè)備。二、避雷針的配置原則1）電壓110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000N米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。2、獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10N。3、10KV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。4、在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于15M的要求。三、避雷器的配置原則1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)根據(jù)在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。3）220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。4）220KV及以下變壓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。5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。6）110KV220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。四、防雷保護的設(shè)計1變電站的防直雷保護1、220KV及110KV出線全線架設(shè)雙避雷線，防雷擊于線路上2、在變電站內(nèi)安裝8根避雷針，使變電所內(nèi)所有設(shè)備與建筑都在其保護范圍內(nèi)2變電站侵入波保護由于線路落雷頻繁，這樣雷電波會沿著架空線侵入變電所，入侵的雷電波會受到線路絕緣的限制其峰值可能超過電氣設(shè)備的沖擊絕緣水平，故應(yīng)裝設(shè)避雷器來限制雷電波電壓峰值，保護設(shè)備安全。1、在220KVI、II段母線上各安裝一組Y10W200/520型氧化鋅避雷器2、在110KVI、II段母線上各安裝一組Y10W100/260型氧化鋅避雷器3、在10KVI、II段母線上各安裝一組HY5WZ127/45型氧化鋅避雷器。3主變防雷保護1、為了防止當?shù)蛪豪@組開路運行時，高壓或中壓側(cè)有雷電波作用會在低壓繞組上感應(yīng)靜電藕合電壓，危及低壓繞組絕