11廣西電力職業(yè)技術(shù)學院電力工程系畢業(yè)設計說明書題目110KV變電站設計專業(yè)發(fā)電廠及電力系統(tǒng)班級電力903學號學生姓名呂冀濤指導教師趙樹宗蔡紅梅2011年12月14日22前言畢業(yè)設計是高等工程教育最重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，它是由我們獨立完成的一項綜合性、創(chuàng)造性、設計性的大型作業(yè)。開展畢業(yè)設計課題至關重要并具有深遠的意義，不僅培養(yǎng)我們分析和解決各種實際問題的能力，也進一步鞏固、深化和擴展所學的專業(yè)理論知識。我們這次設計的主要內(nèi)容是對某110KV降壓變電站的電氣部分進行初步設計,包括了負荷統(tǒng)計分析、主變的選擇、電氣主接線方案選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇和校驗、繼電保護的選擇及CAD制圖等內(nèi)容。經(jīng)過五個星期的努力，我們A1組終于完成了這次畢業(yè)設計。在此過程中，我們從對變電站的生疏，到了解，再到深入研究，我們有了不少的收獲，鞏固了在大學期間的專業(yè)知識，并對以前的基礎理解的更加透徹，掌握的更加熟練；鍛煉了自己的實際應用能力，將課本上學到的理論知識和實際生產(chǎn)聯(lián)系了起來；增強了自己獨立解決問題的能力以及團隊合作精神，培養(yǎng)實事求是、全面科學、嚴肅認真的工作作風，為今后從事本專業(yè)工作打下堅實牢固的基礎。但由于時間和水平的局限，設計中難免會有不妥之處，敬請老師多批評指導。33目錄前言第1章畢業(yè)設計任務書111設計題目112所址概況113負荷資料114畢業(yè)設計的任務115畢業(yè)設計的成果要求2第2章主變壓器的選擇321負荷計算322變壓器臺數(shù)的確定323主變?nèi)萘康拇_定424主變相數(shù)的選擇425主變繞組數(shù)量426主變型號的選擇527連接組別的選擇528變壓器冷卻方式選擇5第3章電氣主接線的選擇731電氣主接線的基本要求732主接線的接線方式選擇7321110KV側(cè)主接線選擇方案932235KV側(cè)主接線方案選擇1032310KV側(cè)主接線方案選擇11324變電站主接線圖11第4章短路電流計算1341概述1342短路計算的目的及假設13421短路計算的目的13422短路電流計算的一般規(guī)定13423短路計算基本假設14424基準值的選取14425短路電流計算的步驟1443三相短路的計算16431母聯(lián)斷開和閉合時110KV側(cè)的情況是一樣的1643235KV側(cè)1743310KV側(cè)19434結(jié)論2044第5章電氣設備選擇2151概述21511一般原則21512技術(shù)條件2152斷路器的選擇22521對斷路器的基本要求22522斷路器選擇2253隔離開關的選擇27531隔離開關的作用27532隔離開關的選擇2754互感器的選擇31541互感器的概述31542電流互感器選擇3155母線的選擇3656電纜的選擇38第六章保護4161繼電保護配置規(guī)劃41611變壓器的繼電保護41612主變壓器保護4162防雷保護及其配置42622主接地網(wǎng)44663主變中性點放電間隙保護44主要參考文獻、資料46致謝47附錄14811第1章畢業(yè)設計任務書11設計題目某110KV降壓變電站電氣部分初步設計12所址概況110KV變電站坐落在一個工業(yè)園，有2回線與系統(tǒng)相連，變電站與系統(tǒng)的架空線長度50KM，系統(tǒng)最大方式容量為3000MVA，相應的系統(tǒng)電抗為046，系統(tǒng)最小方式容量為2500MVA,系統(tǒng)電抗為04（以系統(tǒng)容量及電壓為基準的標幺值）。變電站地址條件較好，地勢較為平坦，屬于5級地震區(qū)，凍土層深18M，復冰厚度10MM，最大風速25M/S，年平均溫度5，最高氣溫38，最低氣溫1。13負荷資料表1135KV負荷情況表用戶名容量（MVA）負荷性質(zhì)距離（KM）水泥廠10215化肥廠10210機械廠10112鋼鐵廠5112表1210KV負荷情況表用戶容量（MVA）負荷性質(zhì)線路類型距離（KM）自來水廠51架空2糖廠352架空2醫(yī)院101電纜15紡織廠303架空2農(nóng)機廠302架空1造紙廠102架空2市政府252電纜114畢業(yè)設計的任務221）進行技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇電氣主接線方案。2）選擇變壓器的臺數(shù)、容量、型號、參數(shù)。3）計算短路電流，選擇電氣設備（斷路器、隔離開關、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器）。4）變電站主接線圖1張。15畢業(yè)設計的成果要求1）變電所電氣主接線圖1張（A3紙）（包括避雷器、電流互感器、電壓互感器等的配置）。（要求電氣CAD出圖）。2）設計說明書一份（包括短路電流計算的過程及等值電路圖）。33第2章主變壓器的選擇主變壓器的選擇與變壓器的臺數(shù)、形式、連接組別、電壓等級、調(diào)壓等級、冷卻方式、運輸條件以及變電站的容量有關。它的確定除了依據(jù)基本原始資料外，還應根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。根據(jù)變電站所帶負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。在選擇主變壓器時，要根據(jù)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(jīng)濟性來選擇變壓器。選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電站的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。21負荷計算1、35KV側(cè)負荷統(tǒng)計一類負荷MVAS150二類負荷22、10KV側(cè)負荷統(tǒng)計一類負荷VAS615二類負荷M10523三類負荷表21負荷統(tǒng)計表電壓等級一類負荷MVA二類負荷MVA三類負荷MVA35KV1520010KV6103小計21303匯總54MVA4422變壓器臺數(shù)的確定1、選擇原則（1）對于只供電給二類，三類負荷的變電站，原則上只裝設一臺變壓器。（2）對于供電負荷較大的城市變電站或有一類負荷的變電站，應選用兩臺相同容量的主變壓器。2、主變壓器臺數(shù)的選擇根據(jù)原始資料可知，本次所設的變電站是110KV降壓變電站，所設計變電站的電壓等級為三個等級，分別為110KV、35KV、10KV，供電負荷大，一類二類負荷占大部分，屬于有一類負荷的重要變電站。根據(jù)規(guī)定選擇兩臺主變時供電可靠性較高，所以選用兩臺主變壓器。23主變?nèi)萘康拇_定1確定原則主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負荷選擇并適當考慮到遠期1020年的負荷發(fā)展。2容量確定根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的6070，S54MVA或者用戶的一類負荷和二類負荷。由于上述條件限制，所以，兩臺主變壓器各自承擔27MVA，當一臺停運時，另一臺則承擔60的負荷，單臺變壓器運行也要滿足一級和二級負荷的供電MVAS432560需要，10101055351312551MVA。故選擇兩臺63MVA的主變壓器就可以滿足負荷要求24主變相數(shù)的選擇在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的3臺單相式投資小，占地少，損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)比較簡單，運行維護比較方便。如果受到制造、運輸條件等條件的限制時，可選用單相變壓器組。而我們所設計的變電站，地址條件較好，不存在運輸條件限制問題，故選擇三相電力變壓器25主變繞組數(shù)量繞組的形式主要有雙繞組和三繞組規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時，一般應優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電路和輔助設備，比兩臺雙繞組變壓器都較55少。三繞組變壓器通常應用下列場合（1）在發(fā)電廠內(nèi)。除發(fā)動機電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)連接或向用戶供電。（2）在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要向高壓中壓和低壓供電或高壓和中壓向低壓供電。（3）在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統(tǒng)需要相互連接。（4）在星形星形接線的變壓器中，需要一個三角形連接的等三繞組。本待建變電站具有110KV，35KV，10KV三個電壓等級，所以擬用三繞組變壓器。26主變型號的選擇本待建變壓器有一、二類負荷，當調(diào)整電壓時，需要帶負荷調(diào)整。所以采用有載調(diào)壓變壓器，SFSZ963000/110,額定容量63000KVA，高壓121KV，中壓385KV，低壓105KV。表22主變壓器型號及相關參數(shù)額定電壓（KV）負載損耗（KW）阻抗電壓變壓器型號額容量VAK高壓中壓低壓空載損耗KW高中高低中低高中高低中低空載電流（）SFSZ963000/1106300011081253852251055152700降壓型高中105高低175中低65032注該型號變壓器為三繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動時，它能在負荷運行條件下自動或手動調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量。27連接組別的選擇變壓器的連接方式必須和系統(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星型和三角型。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星型連接；35KV亦采用星型連接，其中性點多通過消弧線圈接地，故本變電站110KV側(cè)采用星型接線，35KV側(cè)采用星型連接，10KV側(cè)采用三角型接線。即可確定本110KV降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為接線。10NDYY6628變壓器冷卻方式選擇（1）自然風冷卻。無風扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流，額定容量在10000KVA及以下。（2）強迫空氣冷卻。簡稱風冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺電風扇，使油迅速冷卻，額定容量在8000KVA。（3）強迫油循環(huán)風冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用風扇對油管進行冷卻，額定容量在40000KVA及以上。（4）強迫油循環(huán)水冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用水對油管進行冷卻，額定容量在KVA及以上。由于銅質(zhì)量不過關，國內(nèi)已很少應用。（5）強迫油循環(huán)導向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預先設計好的油道中進行冷卻。（6）水內(nèi)冷。將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)，將變壓器的熱量帶走。根據(jù)待設計變電站主變的容量為63000KVA，為使主變的冷卻方式既能達到預期的冷卻效果，又簡單、經(jīng)濟，所以選用強迫油循環(huán)風冷卻方式77第3章電氣主接線的選擇31電氣主接線的基本要求1、可靠性。安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，衡量電氣主接線運行可靠性的一般準則（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；（2）斷路器或者母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間并要求保證對一級負荷和大部分二級負荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運。2、靈活性。投切發(fā)電機、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈活（1）調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路。（2）檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備進行檢修而不致影響電力系統(tǒng)的運行，和對用戶的供電。（3）擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。3、經(jīng)濟性。1投資少；2占地面積?。?電能損耗??；4發(fā)展性好。32主接線的接線方式選擇表31主接線常用基本接線方式接線方式優(yōu)點缺點適用范圍單母線接線單母線接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。（1）供電可靠性和靈活性較差，在母線及母線隔離開關檢修或故障時，各支路都必須停止工作需使整個配電裝置停電；（2）引出線的斷路器檢修時適用于不重要負荷和中、小容量的水電站和變電站中。88，該支路要停止供電。單母線分段接線（1）當母線發(fā)生故障時，僅故障母線段停止工作，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，提高供電可靠性，可對重要用戶供電。（1）當一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所有支路，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。（3）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。1610KV，每段母線容量不超過25MW；35KV配電裝置的出線回路數(shù)為48回為宜。（2）110KV配電裝置的出線回路數(shù)為小于8回。單母線分段帶旁路母線接線與單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。（1）增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。（2）旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。（3）保護及二次回路接線復雜。1用于出線不多，容量不大的中、小型發(fā)電廠；235110KV變電站；（3）主要用于電壓為610KV出線較多的而且對重要負荷供電的裝置中。雙母線接線（1）可靠性高。（2）靈活性好。（3）擴建方便。（1）檢修出線斷路器時該支路仍然會停電。（2）設備較多、配電裝置復雜，運行中需要用隔離開關切換電路，容易引起誤操作；同時投資和占地面積較大。（1）電壓為610KV短路容量大、有出線電抗器的裝置。（2）電壓為3560KV出線超過8回或電源較多、負荷較大的裝置。（3）電壓為110KV220KV出線為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置出線為4回及以上的裝置。99雙母線分段接線具有更高的可靠性和更大的靈活性。增加母聯(lián)斷路器和分段斷路器數(shù)量，配電裝置投資較大。（1）電壓為220KV進出線為1014回的裝置。（2）電壓為610KV進出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸出功率較大、短路電流較大的裝置。橋形接線橋形接線配電裝置的結(jié)構(gòu)比較簡單，造價便宜，運行中具有一定的可靠性、靈活性、便于擴展。（1）內(nèi)橋接線正常運行時變壓器操作復雜。同時，出現(xiàn)斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。2線路投入與切除時，操作復雜。在具有兩臺主變壓器的雙回線路中變電站中得到廣泛應用。321110KV側(cè)主接線選擇方案根據(jù)發(fā)電廠變電站電氣設備中可有當有兩臺主變壓器和兩回線路時可采用橋式接，橋式接線可分為內(nèi)橋接線和外橋接線，以后隨著發(fā)展，過渡到單母線分段和雙母線接線。本變電站110KV側(cè)有兩回進線，初步擬定方案為橋式接線,即有內(nèi)橋和外橋接線兩種方案。跨條跨條QSQSFF圖32方案1內(nèi)橋接線圖33方案2外橋接線方案1內(nèi)橋接線特點1線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。2正常運行時變壓器操作復雜。3橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出現(xiàn)斷路器故障或1010檢修時，造成該回路停電。為此，在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。內(nèi)橋接線使用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換的運行方式的變電站中。方案2外橋接線特點1變壓器操作方便。2線路投入與切除時，操作復雜。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運行，需經(jīng)倒閘操作恢復變壓器工作，造成變壓器短時停電。3橋回路故障或檢修時全廠分裂為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出線側(cè)斷路器故障或檢修時，造成該側(cè)變壓器停電。此外，在實際接線中可采用設內(nèi)跨條來提高運行靈活性。外橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過的變電站中。以上兩種方案比較兩種方案均具有接線簡單清晰、設備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為了節(jié)省投資，變電站建設初期，可先采用橋形接線，并預留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。結(jié)合原始材料可知待設計變電所有兩回進線兩回出線，線路為50KM屬于短距離輸電線路，所以110KV側(cè)采用外橋接線方式。注長距離輸電線路線路長度超過300KM以上；中距離輸電線路線路長度在100KM以上，300KM以下的架空輸電線路和不超過100KM的電纜線路；短距離輸電線路線路長度不超過100KM。32235KV側(cè)主接線方案選擇根據(jù)實際情況初步擬定三種方案，如下各圖所示L13QS0QFF21S段段L15QS253F0641QS2段段L13QS4QF2L41111圖34依據(jù)以上三種接線方式的特點作出主接線方案比較如下表所示接線方式單母線分段接線（方案1）單母線接線（方案2）單母分段帶旁路接線（方案3）優(yōu)、缺點1一段母線故障停止工作，另一段母線仍可工作。兩段接線可提高供電可靠性。2當一段母線故障時，該母線上所有支路必須斷開，停電范圍較大；任一支路斷路器檢修時，該支路必須停電1單母線接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。2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，各支路都停電，引出線的斷路器檢修時，該支路要停電。1單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。2增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。3旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。4保護及二次回路接線復雜。可靠性較好較差高靈活性較好較差較好維護性較好較差較好技術(shù)比較二次保護一般簡單復雜經(jīng)濟比較略有增加投資少投資大結(jié)論通過以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性和靈活性方面比單母線較好，維護方便性好。經(jīng)濟方面有點增加，但不起主導地位；單母線分段接線方式與單母分段帶旁路接線相比，在可靠性、靈活性和維護方面都差不多，但是單母分段帶旁路接線增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。所以綜合考慮，選擇單母線分段接線（方案1）較為合理。選擇方案單母線分段接線（方案1）32310KV側(cè)主接線方案選擇10KV側(cè)主接線方案選擇的分析過程同35KV側(cè)主接線方案選擇相同，故選擇單母線分段接線比較合理1212324變電站主接線圖根據(jù)以上分析結(jié)果得出變電站主接線圖35所示1313第4章短路電流計算41概述所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電流都大于兩相和單相短路電流。短路電流的大小也是比較主接線方案，分析運行方式時必須考慮的因素。系統(tǒng)短路時還會出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點處尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。選擇電氣設備時，通常用三相短路電流；校驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流或或單相接地電流。工程設計中主要計算三相短路電流。42短路計算的目的及假設421短路計算的目的1、選擇電氣設備電氣設備，如開關電氣、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)定性的校驗是以短路電流計算結(jié)果為依據(jù)的。2、繼電保護的配置和整定系統(tǒng)中影配置繼電保護以及繼電保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析算。3、電氣主接線方案的比較和選擇在發(fā)電廠和變電站的主接線設計中，比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內(nèi)容。4、通信干擾在設計110KV及以上電壓等級的架空輸電線時，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。5、短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。422短路電流計算的一般規(guī)定1、驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。14142、選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的導部電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3、選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。423短路計算基本假設短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。2、所有的電源的電動勢相位角相同。3、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。4、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。5、元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。6、輸電線路的電容略去不計。424基準值的選取每個元件電氣量的標幺值的基準值都可以任意選定。若選取的基準功率為和基準電壓為，由于4個電氣量僅兩個是獨立量，其基準電流和基準電BSBUBI抗可通過功率關系和歐姆定律求得，即和。BUSI3BSUIZ23425短路電流計算的步驟1短路點的選擇一般發(fā)生在母線上的短路電流較大，故短路點選擇在各側(cè)的母線上?？紤]10KV和35KV側(cè)母聯(lián)斷開與閉合的情況，故作出短路系統(tǒng)電抗標幺值等效電路圖，母聯(lián)斷開時如圖41所示，母聯(lián)閉合時如圖42所示。1515圖41標幺值等效電路圖圖42標幺值等效電路圖2元件電抗求各元件的電抗標幺值MVASB10KV15AVUB變電站與系統(tǒng)的架空線長度50KM，系統(tǒng)最大方式容量為3000MVA，相應的系統(tǒng)電抗為046。1系統(tǒng)最大運行方式下的阻抗計算01534601SBX2線路總阻抗計3變壓器各側(cè)阻抗計算高壓側(cè)751065710221313KKKUU中壓側(cè)2,121低壓側(cè)2323KKK變壓器容量為MVASNT617017510BITUX46322NTKS07564222BLL16161076310753NTBKTSUX48221BT5901022BTSX47223BTU43三相短路的計算431母聯(lián)斷開和閉合時110KV側(cè)的情況是一樣的系統(tǒng)到110KV側(cè)MVASB10KV15AVUB當在（）處發(fā)生三相短路時1K4最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖43所示圖43標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為09675011LSFX系統(tǒng)電阻為8513462S2SUS電源至短路點的總電阻0851F68510FSX45372039BSFF1717所以110KV側(cè)為有限大系統(tǒng)T0S時。370B短路周期分量的有效值AUSBNFK678531073短路沖擊電流KIMK468512F短路最大有效值AIF751短路容量MVFB9303FT01S時。60短路周期分量的有效值KAUSBNF945316503短路沖擊電流KIMK974812F短路最大有效值AIF551短路容量MVFB303FT4S時，780B短路周期分量的有效值KAUSBNF965310783短路沖擊電流KAIMK469512F短路最大有效值IF851短路容量MVFB373F43235KV側(cè)MVASB10KV7AVUB母聯(lián)閉合時當在處發(fā)生三相短路時5K最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖44所示1818圖44標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為173604170256012TLSFXX電源至短路點的總電阻3825982108521TLSFXX3038510FS452176FBNFI所以35KV側(cè)是無限大系統(tǒng)短路周期分量的有效值標幺值765130FFI有名值KAUSBFF9830短路沖擊電流IMK212F短路最大有效值KIF69851短路容量MVAFB3733F母聯(lián)斷開時當在處發(fā)生三相短路時2K最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖45所示1919圖45標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為256041705601TLSFXX短路周期分量的有效值標幺值932560FFI有名值KAUSBFF09671短路沖擊電流IMK582F短路最大有效值KIF269051短路容量MVAFB373F43310KV側(cè)MVASB10K510AVUB1、母聯(lián)閉合時當在處發(fā)生三相短路時6K最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖46所示圖46標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為29107102756013TLSFXX2020電源至短路點的總電阻173025481085231TLSFXX6078510FS4538713FBNFI所以10KV側(cè)是無限大系統(tǒng)短路周期分量的有效值標幺值3642910FFI有名值KAUSBFF972350短路沖擊電流IMK061812F短路最大有效值KIF439721短路容量MVAFB5503F2、母聯(lián)斷開時當在處發(fā)生三相短路時3K最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖47所示圖47標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為36701705601TLSFXX短路周期分量的有效值標幺值26730FFI2121有名值KAUSIBFF9614350723短路沖擊電流IMK088F短路最大有效值KIF74296121短路容量MVAFB503F434結(jié)論經(jīng)過以上計算的結(jié)果，從中可以知道，當母聯(lián)閉合時在最大運行方式下的三相短路電流值最大，所以根據(jù)母聯(lián)閉合時在最大運行方式下的三相短路電流來選擇并校驗電氣設備。第5章電氣設備選擇51概述電氣設備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時必須符合國家有關經(jīng)濟技術(shù)政策。技術(shù)要先進，經(jīng)濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設備正常時應能可靠工作，短路時應能承受多種短路效應。511一般原則1、設備按照主接線形式進行配置2、按裝置位置及系統(tǒng)正常運行情況進行選擇，按短路情況進行校驗3、所選擇設備在系統(tǒng)中最惡劣運行方式下仍能可靠工作，動作。4、同類設備盡量同一型號，便于設備的維護，訂貨和相互備用5、考慮近期5年發(fā)展的要求512技術(shù)條件正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，2222積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。1、按正常工作條件選擇電氣設備（1）額定電壓通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的11115倍，而電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓波動，一般不超過電網(wǎng)的額定電壓的115倍。即電網(wǎng)額定電壓NSU（2）額定電流電氣設備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流NI。應不小于該回路在各種合理方式下的最大持續(xù)工作電流。NIMAXI2、按短路狀態(tài)校驗（1）短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為。KTQI2式中短路電流產(chǎn)生的熱效應；、TI電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。（2）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力。滿足動穩(wěn)定的條件為或。SHEISHEI式中短路沖擊電流幅值及其有效值；SHII、ESII、電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值。52斷路器的選擇521對斷路器的基本要求1、工作可靠。斷路器應能在規(guī)定的運行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的完成關合和開斷電路的指令，其拒動或誤動都將造成嚴重的后果。2、具有足夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是只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。3、具有自動重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時性的。為了提2323高電力系統(tǒng)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。4、結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟合理。在滿足安全、可靠的同時，還考慮到經(jīng)濟性，故要求斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。522斷路器選擇1、110KV側(cè)斷路器選擇110KV側(cè)最大持續(xù)工作電流60297135405I3MAUSNAX式中指變電站總負荷的容量，MVA。110KV側(cè)電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為KA，沖擊6785FI電流最大值為KA。451MI根據(jù)電流值查附表初步選型號為LW24126的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表51所示表51110KV側(cè)的斷路器參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）額定開斷電流（KA）額定短時耐受電流KA（4S）額定峰值耐受流（KA）額定關合電流（KA）額定合閘時間（S）全開時間（S）LW241261101261250315315808001006（1）斷路器最高工作電壓126KV大于系統(tǒng)額定電壓110KV；（2）斷路器額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作；AIN1250AI60297MAX（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值K3KEAIFK6785（4）動穩(wěn)定校驗額定峰值耐受電流，短路沖擊電流最大值，即KAI80MAXKAIM451滿足要求。MIAX（5）熱穩(wěn)定校驗設,其中為保護動作時間，為斷路器分閘時間。STE40TTRER0T2424時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值，則有ETSK39645122AIT時間內(nèi)短路電流的熱效應ESK5129465224FKATQ則，即滿足要求。KTQI2故LW24126的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求2、35KV側(cè)斷路器選擇35KV側(cè)最大持續(xù)工作電流AUSIN2160350135MAX式中指變電站35KV側(cè)總負荷的容量，MVA。35KV側(cè)電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電AIFK98流最大值為。AIMK82根據(jù)電流值查附表初步選型號為ZN12405的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表52所示表5235KV側(cè)的斷路器參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）額定開斷電流（KA）額定短時耐受電流KA（4S）額定峰值耐受電流（KA）額定關合電流（KA）額定合閘時間（S）全開斷時間（S）ZN124053540512502525636301006（1）斷路器最高工作電壓405KV大于系統(tǒng)額定電壓35KV；（2）斷路器額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作AIN1250AI2160MAX（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值KEAIFK98（4）動穩(wěn)定校驗額定峰值耐受電流，短路沖擊電流最大值，即KAI63MAXKAIM82滿足要求。MIAX2525（5）熱穩(wěn)定校驗設,其中為保護動作時間，為斷路器分閘時間。STE40TTRER0T時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值SKAIT25042時間內(nèi)短路電流的熱效應ETS83498T2IQK則，即滿足要求。KQI2T故ZN12405的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。3、10KV側(cè)斷路器選擇10KV側(cè)最大持續(xù)工作電流AUSNAX815039510I3M式中指變電站10KV側(cè)總負荷的容量，MVA。10KV側(cè)電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電KAIF9723流最大值為。KAIM0261根據(jù)電流值查附表初步選型號為ZN1112的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表53所示表5310KV側(cè)的斷路器參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）額定開斷電流（KA）額定短時耐受電流KA（4S）額定峰值耐受流（KA）額定關合電流（KA）額定合閘時（S）全開斷時間（S）ZN1212101212503153158080006003（1）斷路器最高工作電壓12KV大于系統(tǒng)額定電壓10KV；（2）斷路器額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作；AIN1250AI815MAX（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值3KE；AIFK97（4）動穩(wěn)定校驗額定峰值耐受電流，短路沖擊電流最大值KAI80MAX，即滿足要求。IM0261MIAX2626（5）熱穩(wěn)定校驗設,其中STE40TTRE為保護動作時間，為斷路器分閘時間RT0時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值ETSK39645122AIT時間內(nèi)短路電流的熱效應ESKATIQK22249873則，即滿足要求，故ZN1212的斷路器符合要求。KQTI24、選擇校驗結(jié)果列表如下表54110KV側(cè)斷路器校驗項目計算參數(shù)選擇LW24126校驗結(jié)果工作電壓KV系統(tǒng)電壓110額定電壓110合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流29760額定電流1250合格動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值1445額定峰值耐受電流80合格熱穩(wěn)定校SK短路電流的熱效應KQ1295TI23969合格額定開斷電流（KA）三相短路周期分量有效值5678額定開斷電流315合格表5535KV側(cè)斷路器校驗項目計算參數(shù)選擇ZN12405校驗結(jié)果工作電壓KV系統(tǒng)電壓35額定電壓35合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流60621額定電流1250合格2727動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值2288額定峰值耐受電流63合格熱穩(wěn)定校SKA短路電流的熱效應KQ32328TI22500合格額定開斷電流（KA）三相短路周期分量有效值899額定開斷電流25合格表5610KV側(cè)斷路器校驗項目計算參數(shù)選擇ZN1212校驗結(jié)果工作電壓（KV）系統(tǒng)電壓10額定電壓10合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流11518額定電流1250合格動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值6102額定峰值耐受電流80合格熱穩(wěn)定校SK短路電流的熱效應KQ229842TI23969合格額定開斷電流（KA）三相短路周期分量有效值2397額定開斷電流315合格53隔離開關的選擇531隔離開關的作用高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備；其作用如下（1）隔離電源、保證安全，利用隔離開關將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與其它帶電部分可靠隔離。使工作人員可以安全的進行作業(yè)，不影響其余部分的正常工作。（2）倒閘操作，隔離開關經(jīng)常用來進行電力系統(tǒng)運行方式改變時的倒閘操作。（3）接通或切斷小電流電路，可以利用隔離開關接通或切斷下列電路電壓互感器、避雷器、長度不超過10KM的35KV空載線路或長度不超過5KM的10KV空載線路、35KV/1000KVA及以下和110KV/3200KVA以下的空載變壓器。隔離開關的型式應根據(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，再根據(jù)其校驗計算結(jié)果后確定。532隔離開關的選擇28281、110KV側(cè)隔離開關的選擇110KV側(cè)最大持續(xù)工作電流AUSNAX60297135405I3M式中指變電站10KV側(cè)總負荷的容量，MVA。110KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值KA，沖擊電流KA6785FI451MI。根據(jù)電流值查附表初步選型號為GW5110D630的隔離開關。其技術(shù)參數(shù)如下表57所示表57110KV側(cè)的隔離開關參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定試驗電流KA（4S）GW5110D6301101266305020（1）隔離開關額定電壓110KV等于系統(tǒng)額定電壓110KV；（2）隔離開關額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作；IN630AI60297MAX（3）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流KAI50MAX，短路沖擊電流最大值，即滿足要求。I41MIAX（4）熱穩(wěn)定校驗設,其中為保護動作時間，為斷路器分閘時間。STE0TTRER0T時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值SKATI221640時間內(nèi)短路電流的熱效應ESKATIQFK5129465224則，即滿足要求，故選擇GW5110D630的隔離開關KQTI22、35KV側(cè)隔離開關選擇35KV側(cè)最大持續(xù)工作電流2929AUSIN2160350135MAX式中指變電站35KV側(cè)總負荷的容量，MVA。35KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流KIF98KAIM82根據(jù)電流值查附表初步選型號為GN1635G1250的隔離開關，其技術(shù)參數(shù)如下表58所示表5835KV側(cè)的隔離開關參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定試驗電流KA（4S）GN16351250353712506325（1）隔離開關額定電壓35KV等于系統(tǒng)額定電壓35KV；（2）隔離開關額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作；IN1250AI1260MAX（3）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流KAI63MAX，短路沖擊電流最大值，即滿足要求。I82MIAX（4）熱穩(wěn)定校驗設,其中為保護動作時間，為斷路器分閘時間。STE0TTRER0T時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值SKATI2254時間內(nèi)短路電流的熱效應，則ESKATQ222K83498，即滿足要求，故選擇GN16351250的隔離開關。KQTI23、10KV側(cè)隔離開關選擇10KV側(cè)最大持續(xù)工作電流AUSNAX815039510I3M式中指變電站10KV側(cè)總負荷的容量，MVA。10KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流IFK9723AIMK02613030根據(jù)電流值查附表初步選型號為GN22102000的隔離開關，其技術(shù)參數(shù)如下表59所示表5910KV側(cè)的隔離開關參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓KV額定電流（A）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定試驗電流K（4S）GN2210200010105200010040（1）隔離開關額定電壓10KV等于系統(tǒng)額定電壓10KV；（2）隔離開關額定電流最大持續(xù)持續(xù)工作IN20AI815MAX（3）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流KAI1MAX，短路沖擊電流最大值KA，即滿足要求。260IMIAX（4）熱穩(wěn)定校驗設,其中為保護動作時間，為斷路器分閘時間。STE0TTRER0T時間內(nèi)電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值SKATI22640時間內(nèi)短路電流的熱效應，則ESKATQ222K49873，即滿足要求。KQTI2故GN22102000的隔離開關，可滿足技術(shù)條件要求。4、選擇校驗結(jié)果列表表510110KV側(cè)隔離開關校驗項目計算參數(shù)選擇GW5110D600校驗結(jié)果工作電壓KV系統(tǒng)電壓110額定電壓110合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流29760額定電流630合格動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值1445動穩(wěn)定電流50合格熱穩(wěn)定校驗SK短路電流的熱效應KQ1295TI21600合格3131表51135KV側(cè)隔離開關校驗項目計算參數(shù)選擇GN16351250校驗結(jié)果工作電壓KV系統(tǒng)電壓35額定電壓35合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流60612額定電流1250合格動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值2288動穩(wěn)定電流63合格熱穩(wěn)定校驗SK短路電流的熱效應KQ32328TI22500合格表51210KV側(cè)隔離開關校驗項目計算參數(shù)選擇GN22102000校驗結(jié)果工作電壓（KV）系統(tǒng)電壓10額定電壓10合格最大持續(xù)工作電流A最大持續(xù)工作電流11518額定電流2000合格動穩(wěn)定校驗KA短路沖擊電流最大值6102動穩(wěn)定電流100合格熱穩(wěn)定校驗SK短路電流的熱效應KQ229842TI26400合格54互感器的選擇541互感器的概述互感器是變換電壓、電流的電氣設備，它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號也反映一次系統(tǒng)地工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀深?。前者將大電流變成規(guī)定的小電流（5A或1A）；后者將高電壓變成規(guī)定的低電壓（100V）。測量儀表和繼電器的線圈與互感器的二次線圈相連，互感器的二次線圈應有可靠的接地。采用互感器的目的，除了將二次回路與一次回路隔離，以保證運行人員和設備的安全外，還使由它供電的二次設備標準化、小型化，從而個給運行維護提供方便。542電流互感器選擇在110KV側(cè)每條進線路上和變壓器110KV側(cè)與斷路器之間裝設四組三相電流互感器，一組用于測量，一組用于計量，一組用于保護，另一組備用。在變壓器35KV側(cè)及其每條出線路上和母聯(lián)斷路器分別裝設三組電流互感器，一組用于測量，一3232組用于保護，另一組計量。在變壓器10KV側(cè)及其每條線路和母聯(lián)斷路器上分別裝設兩組電流互感器，只裝在線路的A、C相上，在不同的線路發(fā)生兩點接地故障時，可統(tǒng)計2/3的幾率只切除一條線路，另一條線路可繼續(xù)運行，提高供電可靠性，而且比三相都安裝電流互感器簡單經(jīng)濟，在中性點非直接接地系統(tǒng)中，廣泛采用兩只在A、C相上安裝電流互感器的形式。1110KV側(cè)電流互感器的選擇1110KV側(cè)屬于戶外配電裝置2110KV側(cè)額定電壓110KVU3110KV側(cè)最大持續(xù)工作電流A6297310543051IMAXNS式中指變電站110KV側(cè)總負荷的容量，MVA。110KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流IFK695AIMK481根據(jù)電流值查附表初步選型號為LB1110W1300的電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下表513所示表513110KV側(cè)的電流互感器參數(shù)表型號額定電流A級別組合額定輸出VA10倍數(shù)1S熱穩(wěn)定試驗電流KA1S動穩(wěn)定電流KALB1110W13002300/505/10P/10P/10P401521554熱穩(wěn)定校驗SK69301222A75TFKKT2符合要求5動穩(wěn)定校驗KA32502ESKAIK4813333ES2KI符合要求通過以上校驗可知，選擇LB1110W1300電流互感器符合要求235KV側(cè)電流互感器的選擇135KV側(cè)屬于戶內(nèi)配電裝置235KV側(cè)額定電壓35KVU335KV側(cè)最大持續(xù)工作電流A216035013051IMAXNS式中指變電站35KV側(cè)總負荷的容量，MVA。35KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流IFK98AIMK82根據(jù)電流值查附表初步選型號為LAB35800的電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下表514所示表51435KV側(cè)的電流互感器參數(shù)表型號額定電流A級別組合額定輸出VA10倍數(shù)1S熱穩(wěn)定試驗電流KA1S動穩(wěn)定電流KALAB358002800/505/10P02/10P4015165424熱穩(wěn)定校驗S41780516222KA9TFKKT2符合要求5動穩(wěn)定校驗KA5472802ESKAIK3434ES2KI符合要求通過以上校驗可知，選擇LAB35800電流互感器符合要求310KV側(cè)電流互感器的選擇110KV側(cè)屬于戶內(nèi)配電裝置210KV側(cè)額定電壓10KVU310KV側(cè)最大持續(xù)工作電流A815309513051IMAXNS式中指變電站10KV側(cè)總負荷的容量，MVA。10KV側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流KIF972KAIM0261根據(jù)電流值查附表初步選型號為LMC101500的電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下表515所示表51510KV側(cè)的電流互感器參數(shù)表型號額定電流A級別組合準確度等級10倍數(shù)1S熱穩(wěn)定試驗電流KA1S動穩(wěn)定電流KALBJ1015001500/505/D3950904熱穩(wěn)定校驗SK562102A7493TFKKT22符合要求5動穩(wěn)定校驗KA921052ESKAIK061ESKI符合要求3535通過以上校驗可知，選擇LBJ101500電流互感器符合要求543電壓互感器選擇1110KV側(cè)電壓互感器的選擇（1）一次回路額定電壓應滿足，其中UNSNU21850KVUS0（2）戶外，110KV一般采用竄級式電