1、HOkv變電所供電設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 緒論1課題的意義1 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document L2國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀12UOkv變電所所址選擇極其電氣主接線的選擇2 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 電氣主接線的設(shè)計(jì)規(guī)范2電氣主接線的設(shè)計(jì)原那么2電氣主接線的設(shè)計(jì)步驟2 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 電氣主接線的基本要求2UOkv側(cè)田線連接方式的選擇3lOkv側(cè)母線連接方式的選擇4 HYPERLINK l bookmark46 o

2、Current Document 3變壓器的選擇4 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 主變壓器4容量確實(shí)定4臺(tái)數(shù)確實(shí)定6型式確實(shí)定7冷卻方式確實(shí)定7調(diào)壓方式確實(shí)定7 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 所用電變壓器7所用變壓器容量確實(shí)定7冷卻方式確實(shí)定8 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 4短路電流計(jì)算8 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 短路電流計(jì)算的目的8 HYPERLINK l bookmark8

3、 o Current Document 各個(gè)短路點(diǎn)電流計(jì)算8 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 5電氣設(shè)備的選擇11 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 各測(cè)最大持續(xù)工作電流11計(jì)以0.2%來(lái)選擇；S 所二S *0.2%=2*40*0.2%=0.16 MVA0.2冷卻方式確實(shí)定一般所用電的變壓器冷卻方式為強(qiáng)迫油冷循環(huán)。綜上，選用的變壓器為 S9-200/10型變壓器.參數(shù)如表3-2o表3-2所用變壓器參數(shù)型號(hào)容量 (KVA)電壓組合損耗(W)短路阻抗 (%)空載電流 (%)聯(lián)結(jié)組 標(biāo)號(hào)高壓低壓空載

4、負(fù)載S9-200/10200100.4480260041.3YynO4短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的目的短路計(jì)算作為變電站設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要用來(lái)解決以下的問(wèn)題：(1)電氣主接線的選擇(2)選擇和校驗(yàn)導(dǎo)體和設(shè)備(3)繼電保護(hù)以及自 動(dòng)裝置的整定配置。本設(shè)計(jì)的短路電流計(jì)算采用的是標(biāo)幺值的方法，標(biāo)幺值法有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1)三相電路和單相電路的計(jì)算公式相同。(2)確定了各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值后只要計(jì)算標(biāo)幺值，不需要進(jìn)行折算。(3)采用標(biāo)幺值后容易進(jìn)行計(jì)算的比對(duì)和結(jié)果分析。簡(jiǎn)化公式，省去比例系數(shù)。各個(gè)短路點(diǎn)電流計(jì)算基準(zhǔn)功率SB=100MVA,基準(zhǔn)電壓UB二UN。系統(tǒng)阻抗X*=0.06將短路電流最大點(diǎn)三相接

5、地短路作為短路計(jì)算點(diǎn)，設(shè)置出如下三個(gè)短路計(jì)算 點(diǎn)kl, k2, k3,將變電所U()kV的降壓變電所的40MW變壓器并列運(yùn)行，如下 圖所示：(&“0.26男X*=0.06Xl=0.15g、八寸、d yr|k一Xr = 0.26 110KV10KV圖4.1線路阻抗:Xl*=Xo*L* 必=0.4*50*=0.15Uj 115-計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流(沖擊系數(shù)=1.8)1、kl點(diǎn)短路時(shí)： 總阻抗：Xz*=X*+Xl*=0.06+0. 15=0.21 基準(zhǔn)電流：100I尸R.502KA73*115三相短路電流周期分量有效值：/四=Ij/Xz*=0.5()2/().21=2.39KA其他三相短路電流

6、：邛口2t = /；=2.39KA沖擊電流沖擊值：蜃=2.55 % =2.55*2.39=6.09KA 短路電流有效值：4=1.51 /*= 1.51*2.39=3.61KA三相短路容量：Ski=V3 *Uav =V3*115*2.39=476MVA2、k2點(diǎn)短路時(shí):總阻抗：X*=X*+Xl*+（）.5Xxt*=（）.06+0. 15+0.13=0.34基準(zhǔn)電流:基準(zhǔn)電流:1 100廠 6*10.5=5.5KA三相短路電流周期分量有效值：謂二Ij/X5.5/0.34= 16.17KA其他三相短路電流:沖擊電流沖擊值：ixl =2.5512 短路電流有效值：4 二 151 n=151 * 16.

7、17=24.42KA三相短路容量：Sk2=百 *Uav 7 = 73*10.5*16.17 =294MVA3、k3點(diǎn)短路時(shí)：Xe*=XXl*+Xxt*=0.064-0. 15+0.26=0.47基準(zhǔn)電流：1100廠 6*10.5=5.5KA三相短路電流周期分量有效值：哨=Ij/Xz*=5.5/0.47= I1.70KA其他三相短路電流：r(3)_ 7(3)_ 7(3)-3 - 1 =o(Jl-3) -，-3沖擊電流沖擊值：/；,=2.55/=29.835KA短路電流有效值：.=1.51 7 = 1.51*11.70= 17.67KA10三相短路容量:Sk3= 73 *Uav 7 = 73*10

8、.5 *11.70 =213MVA表4-1短路電流計(jì)算表短路點(diǎn)短路點(diǎn) 額定電壓/kV生平短路周期分量短路沖擊電流喘r有效值暫態(tài)值有效值由土值短路容量/kV/KA /KA Ish /KAkk85/KAk11101152.392.393.616.09476k21010.516.1716.1724.4241.23294k31()10.511.7011.7017.6729.842135電氣設(shè)備的選擇各測(cè)最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式:Smax二技/max 63)式中Igmax:最大持續(xù)工作電流UN:額定電壓110k V側(cè)母線進(jìn)線:：Igmax= -7=0.20KAV5*cos 母線出線：Igmax= 5Sn

9、 =0.22KA1 Ok V側(cè)母線進(jìn)線：Igmax= -F=0.257KA百*cos母線出線：Igmax;*Sn =2.42KA式中SN:選用的變壓器容量；Igmax:是該回路中的最大持續(xù)工作電流;11UN:各電壓等級(jí)的額定電壓；P線路側(cè)最大負(fù)荷。斷路器的選擇高壓斷路器的選擇除了要符合技術(shù)和環(huán)境的要求之外,也要顧及到安裝調(diào)試 和運(yùn)行維護(hù)的便利，并且在經(jīng)濟(jì)性方面也要滿足要求。就當(dāng)前我國(guó)的高壓斷路器 而言，10kV到220kV的電網(wǎng)大多數(shù)采用的是少油斷路器，如果不滿足要求的時(shí) 候，一般采用SF6斷路器。UOkv進(jìn)線側(cè)斷路器的選擇.電壓：Ug=110kVUN=110kVUg=UN滿足要求：.電流：I

10、gmax=().22KA選出SW4-110-1000型高壓斷路器，參數(shù)如表5/。表5-1 110kV進(jìn)線側(cè)進(jìn)線斷路器極限通電壓(kV)額定額定開(kāi)斷開(kāi)容量 (MVA)過(guò)電流 (KA)熱穩(wěn)定電流 (KA)合閘固有分重合性能型號(hào)額定最大電流斷電流(A) (KA)額定重新最有大效IS 2S 3S 4S時(shí)間閘時(shí)間(s)(s)電流重合 休止時(shí)間 時(shí)間(s)SW4-110110126 100018.4 3500 3000 55 32 3215.821 14.8 0.25 0.060.3 0.4IN=1000AIgmax=220AIN Igmax12滿足要求，.開(kāi)斷電流：(IdtIkd)；Id 產(chǎn) 2.39K

11、AIkd=18.4KAIdt Ikd滿足要求.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：(ish1.58KA滿足要求。綜上，所選擇的11 OkV母線進(jìn)線側(cè)的斷路器滿足要求。由于UOkV母聯(lián)斷路器與進(jìn)線斷路器的基本參數(shù)一致，因此田聯(lián)斷路器也 選用SW4-110-1000型斷路器。變壓器出線側(cè)斷路器的選擇1.電壓：Ug=10kVUN=l()kVUg=UN滿足要求：2甩流：Igmax=2.42KA選出ZN12-10-2500型高壓斷路器，參數(shù)如表5-2。表5-2變壓器出線側(cè)斷路器13顫定電壓額定電額定斷開(kāi)電額定斷開(kāi)容量極限通過(guò)電流 型號(hào)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí) 間(kV)流(A)流(KA)(MVA)峰值(KA)Is 3s 5sZ

12、N12-101025(X)31.5180080-31.5 -0.0653.開(kāi)斷電流：(kkIkd)；Idt=11.70KAIkd=31.5KA Lit V Ikd 滿足要求。4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：(ish7.90KA 滿足要求。綜上，所選擇的變壓器出線側(cè)的新路器滿足要求。5.3隔離開(kāi)的選擇隔離開(kāi)關(guān)作為電氣設(shè)備之一，它的選擇與校驗(yàn)也需要滿足電氣設(shè)備的原那么： 按正常工作狀態(tài)選擇，按短路狀態(tài)校驗(yàn)。.斷路器選擇的基本要求：(1)隔離開(kāi)關(guān)在分開(kāi)后應(yīng)有明顯的斷口，來(lái)方便確定是否已經(jīng)與電網(wǎng)斷開(kāi)。(2)在隔離開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)點(diǎn)之間要有充足的絕緣距離，來(lái)保證不會(huì)產(chǎn)生電壓 擊穿。(3)隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定性，動(dòng)穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度

13、和絕緣強(qiáng)度要符合要求。14(4)隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)要有優(yōu)良的同期性，跳合速度要快。(5)隔離開(kāi)關(guān)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，能保證好的可靠性。2.選擇的基本條件：(1)種類和型式的選擇：要根據(jù)不同的配電裝置的，使用不同要求的隔離開(kāi)關(guān)，要滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件后來(lái)選擇種類和型式。(2)按額定電壓選擇(3)按額定電流選擇(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：即(5)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：即即：UNUg(kV)o即:Ial=KINImax(A)o 1/點(diǎn)“Lt (KA)2s。 ishUsm, IaIImax0在隔離開(kāi)關(guān)的選擇中，由于綜合修正系數(shù)K=l,所以不需要考慮溫度問(wèn)題。 因此，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行如下的選擇。11 Okv母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇.電壓：

14、Ug=110kVUN=110kVUg=UN滿足要求。.電流：Igmax=0.22KA選出GW2-11 ()-60()型隔離開(kāi)關(guān)，參數(shù)如表5-3。表5-3 10 IkV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/KA熱穩(wěn)定電流(s) (KA)GW2-1101106005014 (5)IN=600AIgmax=220AIgmax IN滿足要求。.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：(ishimax);ish=6.09KAimax=5()KAishimax滿足要求。15.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(11小)It=14KA，*=2.39KAIt-滿足要求。綜上，選擇的11 OkV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。lOkv母線側(cè)L電壓：U

15、g=l()kVUN=10kVUg=UN滿足要求。2電流:Igmax=2.42KA選出GN2-10-3000型隔離開(kāi)關(guān)，參數(shù)如表5-4。表5-4 1 OkV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流 /KA熱穩(wěn)定電流 (s) (KA)GNz-lO10300010050 (5)IN=3000AIgmax=2420AIgmax IN滿足要求。3動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：(ishimax);ish=41.23KAimax=10()KAish ;It=5OKA167(3)，8 =41.23KAIt*滿足要求。綜上，所選擇的10kV母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。5.4母線的選擇總線的類型分為硬總線和軟總線。軟母線

16、是鋼筋鋁絞線，一般用于110千伏 及以上的高壓配電設(shè)備。需要熱穩(wěn)定性驗(yàn)證，不需要?jiǎng)討B(tài)穩(wěn)定性驗(yàn)證。硬母線一 般有矩型、管型和槽型，需要進(jìn)行熱、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。母線根據(jù)材料來(lái)分類有兩種, 分別是鋁母線和銅母線。大多數(shù)情況下采用鋁母線；只有當(dāng)連續(xù)工作電流較大且 發(fā)電機(jī)和變壓器的出口空間缺乏時(shí)，或者如果周圍環(huán)境嚴(yán)重腐蝕鋁時(shí)，才使用銅 母線。選擇母線有兩種方式，一種是根據(jù)最大連續(xù)工作電流，另一種是根據(jù)經(jīng)濟(jì)電 流密度。(1)根據(jù)最大連續(xù)工作電流選擇:各種配電裝置中長(zhǎng)度小于20m的主母線一 般根據(jù)電路的最大連續(xù)工作電流選擇。(2)按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：一般在最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax較大的情 況下，采用按照經(jīng)濟(jì)

17、電流密度選擇的方法。本設(shè)計(jì)是按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的方式進(jìn)行選擇。5.4.1 llOkv母線的選擇110kV側(cè)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=6000ho查閱經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.96A/mm2o經(jīng)濟(jì)電流母線截面的公式如下：Sj=Zm(mm2) (5.4)J4”是正常運(yùn)行時(shí)的最大持續(xù)工作電流。應(yīng)該選擇最接近Sj的標(biāo)準(zhǔn)截面。也就是當(dāng)Sj大于標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)，可以偏小選 擇；當(dāng)Sj小于標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)也可以偏大選擇。根據(jù)公式(5.4)求出經(jīng)濟(jì)電流母線截面：Sj=229mm-0.9617 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 斷路器的選擇1

18、211 Okv進(jìn)線側(cè)斷路器的選擇12變壓器出線側(cè)斷路器的選擇13 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 隔離開(kāi)的選擇1411 Okv母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇151 Okv 母線側(cè)16 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 田線的選擇1711 Okv母線的選擇171 Okv田線的選擇18 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 架空線路的選擇20UOkv 架空線201 Okv 架空線20 HYPERLINK l bookmark26 o Current Docume

19、nt 電壓互感器的選擇2111 Okv母線側(cè)電壓互感器2110kv 田線側(cè)22 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 電流互感器的選擇22UOkv母線側(cè)電流互感器231 Okv母線側(cè)電流互感器的選擇24 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 避雷器的選擇2511 Okv側(cè)避雷器的選擇2510kv側(cè)避雷器的選擇26 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 結(jié)論28 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 參考文獻(xiàn)29由

20、于llOkV 一上一般選用軟母線，因此選用LGJ-210/25型鋼芯鋁絞線, S=236mm2,參數(shù)如表 5-6。表5-6 LGJ-210/25鋼芯鋁絞線參數(shù)考慮到溫度的綜合修正系數(shù)K=0.94KIN=510*().94=479.4A 220A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定決定的母線最小截面為：Smin=J而*10 (mm2) (5.5)Ta為短路電流假想時(shí)間，一般取0.2。C為熱穩(wěn)定系數(shù)，70C時(shí)鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)為87。因此根據(jù)公式(5.5);Smin=12.72mm20選出的 S=236mm2 12.72mm2o滿足要求。綜上，所選擇的11 OkV母線滿足要求。5.4.2 l()kv母線的選擇10kV側(cè)

21、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5000h查閱經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.9A/mm2根據(jù)公式(5.4)求出經(jīng)濟(jì)電流母線截面：2420Sj= 0.9 =2689mm2由于電壓缺乏選用軟母線，因此選用每相2條125mm x 10mm (=2500mm2) 的矩形導(dǎo)體平放，IN=3152A,集膚效應(yīng)系數(shù)Ks= 1.45?？紤]到溫度的綜合修正系數(shù)K=0.94oIai=KIN=0.94*3152=2970A 2420A18熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因此根據(jù)公式（5.5）;Smin=83.12mm2選出的 S=2500mm2 83.12mm2滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：電動(dòng)力的計(jì)算公式如下：LF=1.76*ish27*0-2*9

22、.81 （5.6）L為絕緣子跨距；。為兩導(dǎo)體的中心距離；ish為三相短路沖擊電流沖擊值。因此根據(jù)公式（5.6） , L取2, a取0.3, 10kV側(cè)三相短路沖擊電流ish=41.23計(jì)算出電動(dòng)力：F=1956NO母線彎曲力矩的計(jì)算公式如下：FIM= （5.7）10根據(jù)公式（5.7）,計(jì)算出母線的彎曲力距M=39120Ncm。兩條平放的矩型導(dǎo)體平放的抗彎截面系數(shù)公式為：W=1bh2 （5.8）_根據(jù)公式（5.8）,計(jì)算出母線的抗彎截面系數(shù)W=*1.25*102=41.67cm3。母線的最大應(yīng)力公式為；a= （5.9）W因此本次母線的最大應(yīng)力為。=939N/cm2 V 6860N/cm2 （鋁的

23、最大允許應(yīng) 力）。滿足要求。綜上，所選擇的l（）kV母線滿足要求。19架空線路的選擇UOkv架空線按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：HOkV側(cè)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=6000ho查閱經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.96A/mm2o根據(jù)公式(5.4);求出經(jīng)濟(jì)電流母線截面：Smin=- =208mm20.96最大持續(xù)工作電流；Imax=Igmax/K=200/0.94=212.77A因此選用LGJ-240/40型鋼芯鋁絞線。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：70c時(shí)鋁的熱穩(wěn)定系數(shù)C為87:S=I 稽*/O2.39* 屈 /87*103=52 300mm2不滿足要求。應(yīng)選用LGJ-400/50型鋼芯鋁絞線。電暈要求檢驗(yàn)：HOkV滿足

24、不可出現(xiàn)電暈要求的最小型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70mm2型鋼芯鋁絞線。滿足要求。綜上，所選擇的10kV架空線滿足要求。電壓互感器的選擇電壓互感器作為發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)必備的一種電氣設(shè)備，依 據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)將一次側(cè)的大電壓按照一定的比例變成二次側(cè)的小電壓，以滿 足電氣設(shè)備的自動(dòng)裝置、繼電保護(hù)等方面的要求。11 Okv母線側(cè)電壓互感器L一次電壓：U1 = 1.1UNU1O.9UNUl=110kVoUlN=lI0kVoUl=UlNo滿足要求。.二次電壓：U2N=100Vo.準(zhǔn)確等級(jí)：1級(jí)。供運(yùn)行監(jiān)視估算的電度表、功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確級(jí)要求一般為1 級(jí)。查表，選擇JCC-110型，如表5-

25、7:21表5.7 11 OkV母線電壓互感器參數(shù)型式額定變比在以下準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量(VA)1級(jí)3級(jí)最大容S(VA)連接組單相(屋JCC-1IO 外式)110 ().150010002000I, 10, 10.6.2 l()kv 母線側(cè)L一次電壓：Ul = l.lUNUI0.9UNoUl = l()kVoUlN=10kVoU1=U1NO滿足要求。.二次電壓：U2N=100Vo.準(zhǔn)確等級(jí)：1級(jí)用來(lái)供運(yùn)行監(jiān)視估算的電壓繼電器、功率表和電度表等的電壓互感器的準(zhǔn)確 級(jí)要求一般為1級(jí)。查表，選擇JDZ/0型,如表5-8;表5-8 II OkV母線電壓互感器參數(shù)型式額定變比在以下準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量(VA)

26、最大容量(VA)0.5級(jí) 1級(jí)3級(jí)單相(屋外式)JDZ-1010000/10080150300500.7電流互感器的選擇電流互感器作為一種在發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)必備的電器，根據(jù) 電磁感應(yīng)原理來(lái)將一次側(cè)的大電流按照一定的比例變成二次側(cè)小電流，以滿足變22電所電氣設(shè)備的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等方面的要求。.7.1 UOkv母線側(cè)電流互感器L一次回路電流：Ug=HOkVUN=110kVUg 二 UN滿足要求。.一次回路電流：選擇LB7-110型電流互感器，如表5-9:表5-9 llOkV側(cè)母線電流互感器參數(shù)型號(hào)額定一次電流(A)短時(shí)熱電流(3s) (KA)額定動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)LB7-1102

27、x 15045115IN=300AIgmax=220AIN Igmax滿足要求。.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I3=45KAIoo=2.39KA13 loo 滿足要求。4 .動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax=l 15KAish=6.09KAish Igmax滿足要求。.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I3=150KAIoo=16.17KA13 loo 滿足要求。4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax=90KAish=41.23KAish I max滿足要求。綜上，所選用的電流互感器滿足要求。245.8避雷器的選擇在系統(tǒng)運(yùn)行中，電氣設(shè)備有一定幾率遭受外界的雷電過(guò)電壓，因此，有必要 采用與過(guò)電壓相關(guān)的保護(hù)設(shè)備，以保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)瞬時(shí)超高壓的危害， 并限

28、制電流的持續(xù)時(shí)間。電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)能力。雷電過(guò)電 壓及其承受的操作過(guò)電壓受避雷器的限制，即設(shè)備的絕緣水平能力由避雷器的保 護(hù)能力決定。5.8.1 UOkv側(cè)避雷器的選擇(1)按額定電壓選擇：在UOkV系統(tǒng)中，最高電壓為12kV,而單相最高電壓為126千伏/= 73千伏。 中性點(diǎn)接地變壓器氧化鋅避雷器的額定電壓為0.75Um=0.75*126=94.5kV,氧化 鋅避雷器的額定電壓為100k Vo(2)按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇：UOkv系統(tǒng)單相對(duì)地的最高電壓是126/=73kVo選擇的氧化鋅避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓為73kVo(3)標(biāo)稱放電電流的選擇：11 OkV的氧化鋅避雷器的標(biāo)稱放電

29、電流為lOKAo(4)雷電沖擊殘壓的選擇：II OkV變壓器額定雷電沖擊外絕緣耐受峰值電壓是450kV,內(nèi)絕緣耐受峰值 電壓是480kV,避雷器標(biāo)稱放電引起的雷電沖擊殘壓計(jì)算公式如下：3 譬(5.10)A0根據(jù)公式(5.10),計(jì)算出避雷器標(biāo)稱放電引起的雷電沖擊殘壓為;=321kV取選擇的氧化鋅避雷器雷電沖擊電流殘壓不大于260kVo (5)校核陡坡沖擊電流下的殘壓選擇變壓器11 OkV側(cè)內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓是530kV。 陡坡沖擊電流殘壓的計(jì)算公式如下；25k 哈（5.1D根據(jù)公式(5.11),計(jì)算出陡坡沖擊電流殘壓為:BIL二卷=378kV取選擇的氧化鋅避雷器陡坡沖擊電流殘壓不大于2

30、91kV0(6)操作沖擊電流下的殘壓選擇HOkV變壓器線段操作波試驗(yàn)電壓值SIL=375kVo操作沖擊電流殘壓計(jì)算公式如下；= (5.12)Kc根據(jù)公式(5.12),計(jì)算出操作沖擊電流殘壓為：二四二四二326kVKc 1.15取選擇的氧化鋅避雷器操作沖擊電流殘壓不大于22IkVo綜上，選擇的避雷器型號(hào)為Y10W5-100/260.具體參數(shù)如表5-11。表5-11 11 OkV避雷器的具體參數(shù)立 式型號(hào)系統(tǒng)避雷避雷陡坡沖雷電沖操作沖直流產(chǎn)品安額定器額器持擊電流擊電流擊電流1mA參質(zhì)量裝電壓定電續(xù)運(yùn)下殘壓下殘壓下殘壓考電壓/kg方/kV壓行電不大于不大于不大于不小于式/kV壓/kV/kV/kV/k

31、V/kVY10W5-100/26011010073290260221145160自5.8.2 10kv側(cè)避雷器的選擇(1)按額定電壓選擇：在10kV系統(tǒng)里的最高電壓是U.5kV,而單相對(duì)地的最高電壓是U.5kV/百 =6.6kV ,中性點(diǎn)接地的變壓器的氧化鋅避雷器的額定電壓 1.38Um=1.38*11.5=15.87kV0取氧化鋅避雷器的額定電壓17kV。(2)按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇：26lOkV系統(tǒng)單相對(duì)地的最高電壓是11.5/g=6.6kV取選擇的氧化鋅避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓為8.6kVo(3)標(biāo)稱放電電流的選擇：10kV的氧化鋅避雷器的標(biāo)稱放電電流為5KAO(4)雷電沖擊殘壓的選擇：10kV

32、變壓器額定雷電沖擊外絕緣耐受峰值電壓是75kVo根據(jù)公式(5-10),計(jì)算出避雷器標(biāo)稱放電引起的雷電沖擊殘壓為;取選擇的氧化鋅避雷器雷電沖擊電流殘壓不大于50kVo(5)校核陡坡沖擊電流下的殘壓選擇變壓器10kV側(cè)內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓是85kVo根據(jù)公式(5-11),計(jì)算出陡坡沖擊電流殘壓為：, BIL 85Uhle = 一 =60.7kVble Kc 1.4取選擇的氧化鋅避雷器陡坡沖擊電流殘壓不大于57.5kVo(6)操作沖擊電流下的殘壓選擇10kV變壓器線段操作波試驗(yàn)電壓值SIL=60kVo根據(jù)公式(5-12),計(jì)算出操作沖擊電流殘壓為；堊二旦二5217kVKc 1.15取選擇的氧化

33、鋅避雷器操作沖擊電流殘壓不大于42.5kVo綜上，選擇的避雷器型號(hào)為Y5WS5-17/50L.具體參數(shù)如表5-l2o表5-12 IOkV避雷器的具體參數(shù)型號(hào)系統(tǒng)避雷避雷陡坡沖雷電沖操作沖直流產(chǎn)安額定器額器持擊電流擊電流擊電流1mA參品裝電壓定電續(xù)運(yùn)下殘壓下殘壓下殘壓考電壓質(zhì)方/kV壓行電不大于不大于不大于不小于量式/kV壓/kV/kV/kV/kV/kV/kgY5WS5-17/50L10178.657.55042.5253.9懸架式271緒論課題的意義電力能源作為當(dāng)今世界開(kāi)展的主要能源之一，在各個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)方面都有所 涉及，成為了每個(gè)國(guó)家開(kāi)展所需的必備能源。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛開(kāi)展，國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的提

34、高，隨之而來(lái)的就不僅僅對(duì)電力需求的增長(zhǎng)，還有對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠 性的更高要求。平安、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能已經(jīng)成為了我國(guó)電力行業(yè)共同的 目標(biāo)。并且隨著國(guó)家電力行業(yè)電網(wǎng)的延伸，促使電力人去研究更加高新的技術(shù)， 而高新技術(shù)的開(kāi)展也帶來(lái)了高壓超高壓等一系列新的挑戰(zhàn)。HOkV變電所作為變 電所中基層的一員，直接與用戶的電能使用掛鉤，更需要科學(xué)的改善其結(jié)構(gòu)，提 高它的供電可靠性，使其平穩(wěn)運(yùn)行，才能使國(guó)家更加安心的去開(kāi)展新的技術(shù)。而 技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了基層的快速開(kāi)展，基層的平穩(wěn)運(yùn)行保證了技術(shù)的勇往直前。 HOkV變電所的建成，可以改善當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)，緩解當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷壓力，使 當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的靈活性、可靠性、經(jīng)

35、濟(jì)性上升到一個(gè)新的層次，也為所建地的經(jīng)濟(jì)發(fā) 展提供了強(qiáng)有力的保障。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，越來(lái)越多的地方將需要更多的變 電所以滿足不同用戶的需求。國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀21世紀(jì)，電力開(kāi)展仍然在中國(guó)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展中占據(jù)舉足輕重的地位。因此，中 國(guó)電力工業(yè)將繼續(xù)以更快的速度和更大的規(guī)模開(kāi)展。盡管中國(guó)電力工業(yè)已經(jīng)走在 世界前列，但電網(wǎng)建設(shè)和開(kāi)展的任務(wù)仍然很重。近年來(lái)，我國(guó)的科技水平有了進(jìn) 一步的開(kāi)展，但是依舊面對(duì)著資源占用率大、投入本錢高、電氣設(shè)備陳舊等諸多 問(wèn)題仍有待解決，而我國(guó)實(shí)行的“十二五”開(kāi)展規(guī)劃，推進(jìn)“三集五大”體系建 設(shè)等諸多長(zhǎng)久性開(kāi)展戰(zhàn)略也都需要完整的電網(wǎng)來(lái)支持，因此逐步完善電網(wǎng)體系， 加快電網(wǎng)的重點(diǎn)建

36、設(shè)，開(kāi)拓創(chuàng)新高新技術(shù)等手段刻不容緩。隨著變電所設(shè)計(jì)要求 的不斷提高、技術(shù)的不斷進(jìn)步、現(xiàn)在誕生的變電所大多集中控制、計(jì)算機(jī)控制也 就逐步融入電網(wǎng)。在不久的未來(lái)、會(huì)形成一個(gè)計(jì)算機(jī)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)的 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)。近十年來(lái)，U（）kv在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的地位和作用發(fā)生了 很大變化，成為一個(gè)配電網(wǎng)，UOkV的變電所也成為了終端變電所，但是它與生 活生產(chǎn)息息相關(guān)，在電力系統(tǒng)中的重要地位還是無(wú)法撼動(dòng)。相比擬于國(guó)內(nèi)的電力結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，國(guó)外局部國(guó)家的開(kāi)展較領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，對(duì)于增 高電壓提高電能的傳輸效益有著很深的理解，并將之運(yùn)用到了實(shí)際。這些較為完 備的新技術(shù)，使得這些國(guó)家的電能得到了充足的應(yīng)用，并且做到了

37、節(jié)能環(huán)保、更結(jié)論變電所設(shè)計(jì)作為一個(gè)相對(duì)實(shí)用的理論設(shè)計(jì)，將本人所學(xué)專業(yè)的專業(yè)知識(shí)與現(xiàn) 實(shí)生活掛鉤，使自己的理論知識(shí)得到了應(yīng)用，本次設(shè)計(jì)充分檢驗(yàn)了本人自身的基 礎(chǔ)知識(shí)并且提高了學(xué)習(xí)能力，認(rèn)識(shí)到自身專業(yè)知識(shí)的匱乏與缺乏，需要以更大的 熱情來(lái)面對(duì)未來(lái)的未知。對(duì)于本次的UOkV變電所供電設(shè)計(jì)，本人主要完成了對(duì)UOkV變電所所址、 主變和所變、以及電氣設(shè)備的相關(guān)選擇。對(duì)于變電所的電氣主接線的選擇方式進(jìn) 行了比擬,選出了相對(duì)較優(yōu)的主接線方案。考慮到系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的功率因素降低, 選擇了無(wú)功補(bǔ)償裝置，進(jìn)行功率因素的提高。在進(jìn)行變壓器容量的選擇時(shí)，考慮 到了未來(lái)510年的變電所開(kāi)展規(guī)劃，選擇了至少留有10%裕量的

38、相關(guān)變壓器。 在變電所運(yùn)行中，變電所中的電氣設(shè)備也需要用電，因此也考慮了所用電在變電 所之中的情況，并進(jìn)行了所用變壓器的選擇。通過(guò)短路電流計(jì)算，將所選擇的電 氣設(shè)備進(jìn)行有必要的檢驗(yàn)，確保了變電所在運(yùn)行時(shí)盡可能少的發(fā)生電氣設(shè)備的不 滿足要求的失誤。電氣設(shè)備的相關(guān)選擇考慮到設(shè)備的檢驗(yàn)測(cè)量和避雷等問(wèn)題，選 擇了互感器和避雷器。本次設(shè)計(jì)構(gòu)造相比照擬簡(jiǎn)單,方便擴(kuò)建而又節(jié)省土地資源, 且利用最少資金，盡量保證較高的性價(jià)比。具有針對(duì)性地合理配置不同電壓等級(jí) 電氣設(shè)備，保證其可靠運(yùn)行。采用標(biāo)幺值計(jì)算短路電流的方法，簡(jiǎn)單方便，一目 了然。在局部設(shè)計(jì)上存在著不周全的問(wèn)題，只考慮到了比擬淺顯的輪廓，對(duì)于細(xì) 節(jié)問(wèn)題沒(méi)

39、有進(jìn)行深究考慮。28參考文獻(xiàn)川杜善慧. UOkV智能變電站電氣主回路設(shè)計(jì)D. 2015.張輝，張樹(shù)元，張靖悅.港口 UOkV變電站設(shè)計(jì)的探討J.港工技術(shù)，2018, 55(3).范清華.小議HOkV智能變電站設(shè)計(jì)及其可靠性J.科技、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)， 2015(9):189-189.4陳進(jìn).11 OkV智能化變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.湖南大學(xué)，2015.鮑敏鐸.UOkV變電所接地裝置事故擴(kuò)大的分析J.高電壓技術(shù)， 1993(04):55-57.網(wǎng)王建興，劉靜萍.城網(wǎng)U()kV變電所個(gè)數(shù)及變電容量，臺(tái)數(shù)的優(yōu)化選擇J.云 南電力技術(shù)，2000(2).楊植民. 110kV變電所繼電保護(hù)的故障分析及保護(hù)設(shè)計(jì)J.

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41、自 投分析川.江蘇電機(jī)工程，2013, 32(5):49-51.14史承逵.城網(wǎng)11 OkV變電所設(shè)計(jì)思路J.安徽電力，2000, 17(2):23-25.15陶家銅，王鋒華，昌勤，etaL llOkV變電所小型化的設(shè)計(jì)研究J.浙江電 力，2006(03):19-23.16Li X , HeZ , Huang H , et al. Application research on over-voltage smart recognition system for 1 lOkV substationfC/ 2016 IEEE International Conference on High Vol

42、tage Engineering and Application (ICHVE). IEEE, 2016.l!7JYongjun Z , Yingqi Y , Shuyi S . A differential setting method for gateway29 reactive power interval of 1 lOkV substationfC/ Modern Electric Power Systems. IEEE, 2015.I8Kamal AS A , AriefYZ , Sidik M A B . A Systematic Approach to Safe and Eff

43、ective Earthing System Design for High Voltage SubstationJJ. Applied Mechanics and Materials, 2016, 818:146-150.19Yong-Jun Z , Ying-Qi Y , Yan C . A Differential Setting Method for Reactive Power Interval of 110 kV Substation Gateway J. Journal of South China University of Technology(Natural Science

44、 Edition), 2015.20Jian W , Zhenwei Y , Wei Y . Practical Research of Bidding Mode for the Whole Substation of Substation EquipmentC/ International Conference on Mechatronics & Intelligent Robotics. Springer, Cham, 2017.30 好的保證了供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、平安性、優(yōu)質(zhì)性。國(guó)外的電能資源雖然緊張, 但是他們有著科學(xué)完善的變電所設(shè)計(jì)理論，例如增高傳輸電壓來(lái)降低損耗，對(duì)于 變電所的構(gòu)

45、建做到了相對(duì)節(jié)約、集約、高效，使各方面的資源進(jìn)行最合理的分配, 從而在這些方面略超過(guò)我國(guó)的電力資源開(kāi)展，最終比我國(guó)的電力開(kāi)展不僅更環(huán) 保，而且更加經(jīng)濟(jì)。2 11 Okv變電所所址選擇極其電氣主接線的選擇根據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版），變配電所所址選擇應(yīng)滿足如 下要求：1、要離負(fù)荷中心最近；2、要盡量靠近電源一側(cè)；3、進(jìn)線和出線要方便；4、 交通要好；5、不要設(shè)置在溫度較高和震動(dòng)劇烈的地方；6、不適宜設(shè)置在粉塵多 或者有腐蝕性氣體的地方，如果沒(méi)有方法防止，就設(shè)置在受到污染影響最小的地 方；7、不要設(shè)置在容易積水的場(chǎng)所的正下面；8、盡量選擇位置較高的地方；9、 變電所周圍不應(yīng)該易爆；10、不

46、應(yīng)該設(shè)置在容易著火的地方。電氣主接線作為發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要構(gòu)成局部，影響著整個(gè)電力系統(tǒng) 的正常運(yùn)行,它在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。變電站的設(shè)計(jì)應(yīng)從整體利益出發(fā), 根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用中級(jí)施工要求，選擇合格的新設(shè)備和新方法，以滿 足經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性和開(kāi)展性的要求，逐步提高自動(dòng)化水平的需要。電氣 主接線的好壞不僅僅只影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也同時(shí)影響到了人民生產(chǎn)生 活的體驗(yàn)和質(zhì)量。因此，電氣主接線必須嚴(yán)格要求，確定最優(yōu)選擇。電氣主接線的設(shè)計(jì)規(guī)范電氣主接線的設(shè)計(jì)原那么電氣主接線設(shè)計(jì)的原那么是在任務(wù)書的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家電力建設(shè)開(kāi)展方針 “平安可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情”，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

47、并結(jié)合工程實(shí)際情況，保證 設(shè)計(jì)方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。電氣主接線的設(shè)計(jì)步驟1、擬定初步方案：根據(jù)任務(wù)書的要求，提出相對(duì)應(yīng)的可能實(shí)行的方案。選：對(duì)于已經(jīng)提出的方案進(jìn)行篩選比擬。果：選出最適合的方案。電氣主接線的基本要求電氣主接線的基本要求包含四個(gè)方面，它們分別是可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、 開(kāi)展性。.可靠性：主接線需要滿足可靠性，以確保高質(zhì)量電能的持續(xù)供應(yīng)?？煽啃?的衡量標(biāo)準(zhǔn)是操作實(shí)踐,在研究工作充分準(zhǔn)備的情況下,公司力求防止決策失誤。 電氣主接線的可靠性不僅包括一次設(shè)備，還包括二次設(shè)備。選擇電氣設(shè)備時(shí)，為 了提高主接線的可靠性，盡量選擇可靠性高的電氣設(shè)備。.靈活性：電氣主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足不同

48、時(shí)期的運(yùn)行要求。例如，電力設(shè)備 在調(diào)度時(shí)可以開(kāi)關(guān)，電源和負(fù)荷可以合理分配。.經(jīng)濟(jì)性：更少的開(kāi)支、更少的占地面積和更少的功耗是經(jīng)濟(jì)的三大要點(diǎn)， 電氣設(shè)備的合理選擇可以最大限度地減少開(kāi)支。綜上，根據(jù)主接線設(shè)計(jì)的各種規(guī)范以及各種要求，結(jié)合任務(wù)書所給的內(nèi)容， 本設(shè)計(jì)可以給出如下的方案選擇。2.2.1 11 Okv側(cè)母線連接方式的選擇(-)單母線分段優(yōu)點(diǎn)：(I)無(wú)故障母線故障時(shí)不會(huì)影響正常運(yùn)行，從而減小了故障的影響范圍。(2)重要用戶可以通過(guò)雙環(huán)連接到不同的總線，以確保電源可靠性。缺點(diǎn)：(1)當(dāng)某一段母線發(fā)生故障的時(shí)候仍有停電問(wèn)題。(2)回路的斷路器檢修時(shí)，這段回路還是要停電。擴(kuò)建要向兩端均勻擴(kuò)建。(二

49、)雙母線分段優(yōu)點(diǎn)：(1)供電可靠，可以通過(guò)“熱倒”、“冷倒”進(jìn)行運(yùn)行的快速切換，靈活 方便。(2)可以向田線任意一端擴(kuò)建。缺點(diǎn)：(1)在母線發(fā)生故障的時(shí)候操作復(fù)雜，容易誤操作。(2)當(dāng)某一組母線發(fā)生故障時(shí)的影響范圍較大。方案(三)橋形接線優(yōu)點(diǎn)：(1)斷路器少，占地面積小，布置簡(jiǎn)單，節(jié)省設(shè)備，造價(jià)低。(2)容易擴(kuò)建成為單母線分段或者雙母線分段。缺點(diǎn)：一、二次側(cè)設(shè)備配置復(fù)雜，倒閘操作繁瑣。由于高壓側(cè)連接的是兩個(gè)不同的變電站，因此對(duì)于可靠性有著很高的要求， 因此不選擇橋型母線,從經(jīng)濟(jì)性和靈敏性綜合考慮,選擇單母線分段的接線方式。2.2.2 l()kv側(cè)母線連接方式的選擇(-)單母線分段優(yōu)點(diǎn)：(1)母

50、線故障時(shí)不影響非故障母線的正常運(yùn)行，減小了故障的影響范圍。(2)重要的用戶可以用雙回路接在不同的母線上，保證供電可靠性。缺點(diǎn)：(1)當(dāng)某一段母線發(fā)生故障的時(shí)候仍有停電問(wèn)題。(2)回路的斷路器檢修時(shí)，這段回路還是要停電。擴(kuò)建要向兩端均勻擴(kuò)建。(-)雙母線分段優(yōu)點(diǎn)：(1)供電可靠，可以通過(guò)“熱倒”、“冷倒”進(jìn)行運(yùn)行的快速切換，靈活 方便。(2)可以向母線任意一端擴(kuò)建。缺點(diǎn)：(1)在母線發(fā)生故障的時(shí)候操作復(fù)雜，容易誤操作。(2)當(dāng)某一組母線發(fā)生故障時(shí)的影響范圍較大。由于Tmax較大，由此可見(jiàn)用電負(fù)荷較高，基于保證負(fù)荷長(zhǎng)期穩(wěn)定開(kāi)展的考 慮，因此采用單母線分段接線。綜上，對(duì)于本次的設(shè)計(jì)要求，U()kV和

51、l()kV均采用單母線分段的接線方式。3變壓器的選擇變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理制造出來(lái)的靜止電氣設(shè)備，將某一交流電壓 電流等級(jí)轉(zhuǎn)變成相同頻率的的另外一種電壓電流等級(jí)。在供配電系統(tǒng)中，遠(yuǎn)距離 輸電假設(shè)不采用變壓器，損耗將很大。一般遠(yuǎn)距離輸電采用高壓，例如U()kV、220kV 及其以上。發(fā)電機(jī)的電壓一般由變壓器升高電壓之后經(jīng)高壓輸電線到目的地后再 降壓使用。由此可見(jiàn)，變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，對(duì)供配電系統(tǒng)的 經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性有著十分重要的意義。主變壓器容量確實(shí)定.變電所的設(shè)計(jì)容量一般應(yīng)具有5-1()年的規(guī)劃負(fù)荷，并適當(dāng)考慮未來(lái)5年的 負(fù)荷開(kāi)展。.如果是配有兩個(gè)以上主變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一個(gè)主變壓器關(guān)閉時(shí)，剩余變壓器容量應(yīng)承當(dāng)總負(fù)荷的70%o35Sc=Smax*0.7= *0.7=30.625MVA0.8本變電所按建成后5年迸行規(guī)劃，一般設(shè)5%的年負(fù)荷增長(zhǎng)率，因而：Sc=Smax X (1+m) 1 (3.1 )式中：t規(guī)劃年限:m增長(zhǎng)率根據(jù)公式(3