某750kv變電站電氣設(shè)備的選擇分析計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30083某750kv變電站電氣設(shè)備的選擇分析計(jì)算案例 1105871.1概述 1173611.2電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 1170591.2.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1191981.2.2按短路條件校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 254181.3斷路器的選擇 3306841.3.1330kV側(cè)斷路器的選擇 328991.3.266kV側(cè)斷路器的選擇 4247581.3.3750kV側(cè)斷路器的選擇 5107301.4隔離開關(guān)的選擇 6184711.1.1330kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 6158901.1.266kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 8286331.1.3750kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 9203801.5電流互感器的選擇 105101.5.1電流互感器配置 1089701.5.2330kV側(cè)電流互感器的選擇 10204111.5.566kV側(cè)電流互感器的選擇 11125021.5.6750kV側(cè)電流互感器的選擇 12214831.6電壓互感器的選擇 14255171.6.1330kV側(cè)電壓互感器的選擇 1494301.6.266kV側(cè)電壓互感器的選擇 14158031.6.3750kV側(cè)母線電壓互感器的選擇 1553371.7支柱絕緣子及穿墻套管的選擇 15177371.7.1絕緣子的選擇 152721.7.2穿墻套管的選擇 161.1概述在對(duì)發(fā)電廠甚至變電所進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，一定要選擇合理的電氣設(shè)備，因?yàn)檫@關(guān)系到系統(tǒng)能否穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)會(huì)影響到其經(jīng)濟(jì)性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，一定要按照國家的相應(yīng)規(guī)范和政策，首先滿足安全性以及可靠性的相關(guān)要求，必須滿足用戶的需求以及需要，除此之外，還需要考慮是否技術(shù)能夠更加先進(jìn)，同時(shí)能否帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，使運(yùn)行更加方便可靠，滿足未來的發(fā)展需要。在進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，要把理論以及實(shí)際的工程結(jié)合應(yīng)用起來，不僅考慮到不同設(shè)備的性能要求，還要注意根據(jù)具體情況選擇合適方法。1.2電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件1.2.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備通常來說，正常的工作條件主要是指電壓電流以及面對(duì)的環(huán)境因素。（1）額定電壓在進(jìn)行選擇時(shí)，最高的允許電壓一定要滿足大于或等于運(yùn)行電壓的相關(guān)要求。除此之外，對(duì)于最高的工作電壓，一般會(huì)設(shè)定為電網(wǎng)1.1～1.15倍的額定電壓，在選擇時(shí)考慮下式：式中設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓，kV；設(shè)備的額定電壓，kV；（2）額定電流對(duì)于電流的選擇時(shí)，必須滿足大于等于長期的最大的工作電流，也就是要滿足對(duì)于變壓器來說，如果電壓下降，降5%但是出力情況是不變的，應(yīng)滿足（為電氣設(shè)備的額定電流）。（3）按使用環(huán)境選擇設(shè)備=1\*GB3①溫度和濕度=2\*GB3②污染情況=3\*GB3③海拔高度=4\*GB3④安裝地點(diǎn)1.2.2按短路條件校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定在設(shè)備選擇完成后，必須要根據(jù)計(jì)算所得的短路電流的大小進(jìn)行校驗(yàn)，一般選擇三相短路時(shí)的電流進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于熔斷器等設(shè)備來說，被保護(hù)的部分可以不校驗(yàn)熱穩(wěn)定性，如果發(fā)揮了限流功能，動(dòng)穩(wěn)定性可不考慮。（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)也就是如果短路電流通過，溫度不應(yīng)超過允許的范圍。滿足熱穩(wěn)定的條件為:式中短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)、t對(duì)于該電氣設(shè)備來說，允許的熱穩(wěn)定的電流值和時(shí)間。（2）短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：或式中i—短路沖擊電流峰值（kA）I—短路沖擊電流有效值（kA）、I—?jiǎng)臃€(wěn)定電流的峰值、有效值（kA）（3）短路計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間為動(dòng)作的時(shí)間和開斷的時(shí)間和：一般在進(jìn)行選擇時(shí)，首先要考慮死區(qū)或者是拒動(dòng)的存在，選定為后備保護(hù)的動(dòng)作的時(shí)間;而是代表當(dāng)跳閘線圈啟動(dòng)，到所有的觸頭都可靠分離以致電弧完全的達(dá)到熄滅狀態(tài)的時(shí)間。顯然，包括兩個(gè)部分，即式中，為固有的分閘時(shí)間，具體的數(shù)值大小可以通過相關(guān)的手冊(cè)進(jìn)行查找，主要指的是當(dāng)街道分閘的命令直至觸頭分離；為電弧的持續(xù)時(shí)間，不同的斷路器其值是不同的，主要是指第1個(gè)觸頭分離到最后一級(jí)電弧達(dá)到熄滅的時(shí)長，一般少油斷路器其數(shù)值一般為0.04～0.06s.而斷路器等時(shí)間上會(huì)較短，為0.02～0.04s,但是對(duì)于真空斷路器來說更加明顯，約為0.015s.1.3斷路器的選擇通常一般情況下對(duì)于電力系統(tǒng)來說，最重要的開關(guān)設(shè)備就是斷路器，斷路器起到的作用就是不僅能夠接通或者是斷開電路，在系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重的故障情況下，也可以實(shí)現(xiàn)電路的斷開功能，這是由于雖然存在著電弧，但是斷路器會(huì)設(shè)有一個(gè)專門的滅弧裝置，所以斷路器能夠切斷故障電流。在進(jìn)行斷路器的性能考慮時(shí)，必須要考慮其滅弧的相關(guān)能力。為了選擇合理的斷路器，必須要考慮其完整的運(yùn)行條件以及相應(yīng)的環(huán)境情況，這樣才能夠綜合比較其運(yùn)行的狀態(tài)，同時(shí)考慮產(chǎn)品的價(jià)格等相關(guān)其他因素的影響。對(duì)于電壓等級(jí)在66kV～330kV的來說，一般會(huì)選用少油斷路器或者是性能好的斷路器；而對(duì)于10kV、750kV電壓等級(jí)除了上面的選擇以外，還可以考慮真空斷路器等。1.3.1330kV側(cè)斷路器的選擇額定電流和電壓的選擇：UNUNS，INImaxUN、UNS為設(shè)備、電網(wǎng)的額定的電壓值；IN、Imax為設(shè)備額定以及電網(wǎng)的最大的負(fù)荷的電流大小。（1）額定電壓選擇：（2）額定電流：kA（3）開斷電流選擇：kA（4）額定關(guān)合電流的選擇：kA根據(jù)以上計(jì)算選取六氟化硫斷路器，其型號(hào)為LW10-330。表4-2型號(hào)為LW10-330高壓的六氟化硫斷路器額定工作電壓：330kV額定關(guān)合電流（峰值）：100kA額定工作電流：2500A動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）:100kA額定開斷電流：40kA3s熱穩(wěn)定電流：40kA（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)通過查閱手冊(cè)和資料當(dāng)判斷主保護(hù)是數(shù)段的時(shí)候，如果不存在分閘時(shí)間的數(shù)據(jù)參數(shù)，可利用平均值:對(duì)于快速及中速斷路器，取；對(duì)于慢速動(dòng)作斷路器，取(為驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間)。滿足熱穩(wěn)定需求（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足要求。校驗(yàn)結(jié)果如下。表4-3LW10-330的高壓六氟化硫斷路器校驗(yàn)項(xiàng)目 參數(shù)LW10-330產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)330kV330kV2500A440.9A40kA1.92kA4800kA2.s3.631kA2.s100kA12.546kA通過分析可以發(fā)現(xiàn)，其滿足要求。1.3.266kV側(cè)斷路器的選擇（1）額定電壓選擇:（2）額定電流:kA（3）額定開斷電流選擇：kA（4）額定關(guān)合電流的選擇：kA選擇高壓的六氟化硫斷路器，型號(hào)為LW14-66，參數(shù)如下。表4-4LW14-66高壓的六氟化硫斷路器額定電壓：66kV額定關(guān)合電流（峰值）：80kA額定電流：2000A動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）:80kA額定開斷電流：31.5kA3S熱穩(wěn)定電流：31.5kA固有分閘時(shí)間：0.025s燃弧時(shí)間：0.05s（5）進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn)定（對(duì)于后備保護(hù)來說，時(shí)間取為0.15秒）其中是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間；指后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；是固有分閘時(shí)間；是電弧持續(xù)時(shí)間。滿足熱穩(wěn)定需求（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：表4-5LW14-66高壓的六氟化硫斷路器校驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)LW14-66產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)66kV66kV2000A1323A31.5kA8.886kA2976.75kA2.s17.766kA2.s80kA22.659kA通過上面計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)滿足要求，所以可以選擇該型號(hào)。1.3.3750kV側(cè)斷路器的選擇（1）額定電壓選擇:kA（2）額定電流:kA（3）額定開斷電流選擇：kA（4）額定關(guān)合電流的選擇：kA通過上述參數(shù)，可以選擇LW16-750型號(hào)的六氟化硫少油的斷路器。表4-6LW16-750型號(hào)的六氟化硫斷路器額定電壓：750kV額定關(guān)合電流（峰值）：100kA額定電流：1600A動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）:63kA額定開斷電流：25kA4S熱穩(wěn)定電流：25kA固有分閘時(shí)間：0.15s燃弧時(shí)間：0.05s（5）進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn)定（對(duì)于后備保護(hù)來說，時(shí)間取為0.15秒）其中是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間；指后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；是固有分閘時(shí)間；是電弧持續(xù)時(shí)間。滿足熱穩(wěn)定需求（6）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：kA滿足要求其具體參數(shù)如下，型號(hào)為LN16-750。表4-7LN16-750六氟化硫斷路器設(shè)備項(xiàng)目LN16-750產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)750kV750kV1600A1247A25kA18.577kA63kA47.371kA2500kA2.s120.79kA2.s通過分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)其符合要求，故可以進(jìn)行選擇。1.4隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是系統(tǒng)中的重要設(shè)備，由于其不存在滅弧裝置，所以說不能夠切斷電流，無論是負(fù)荷電流還是短路電流均不可以，否則可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的事故，這是由于電弧不能夠熄滅，可能會(huì)產(chǎn)生飛弧現(xiàn)象，以此會(huì)危害設(shè)備，嚴(yán)重會(huì)帶來人員的危害以及傷亡。1.1.1330kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓選擇：kV（2）額定電流選擇：kA根據(jù)上述計(jì)算，初步選擇隔離開關(guān)的型號(hào)為GW10-330/1600，具體見下表。表4-9GW10-330/1600隔離開關(guān)額定電壓：330kV固有分閘時(shí)間：0.025s額定電流：1600A燃弧時(shí)間：0.05s動(dòng)穩(wěn)定電流峰值：100kA3s熱穩(wěn)定電流：40kA（3）進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn)定（對(duì)于后備保護(hù)來說，時(shí)間取為0.15秒）其中驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間固有分閘時(shí)間電弧持續(xù)時(shí)間滿足熱穩(wěn)定需求（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足要求。其在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果如下。表4-10GW10-330/1600的隔離開關(guān)校驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)GW10-330/1600產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)330kV330kV1600A440.9A4800kA2.s5.446kA2.s100kA12.546kA通過上述分析，因?yàn)槠錆M足要求，所以可以選擇該型號(hào)的隔離開關(guān)進(jìn)行運(yùn)行。1.1.266kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓選擇:=66kV（2）額定電流: kA初選隔離開關(guān)，型號(hào)為GW4-66/2000。表4-11GW4-66/2000隔離開關(guān)額定電壓：66kV固有分閘時(shí)間：0.025s額定電流：2000A燃弧時(shí)間：0.05s動(dòng)穩(wěn)定電流峰值：80kA4s熱穩(wěn)定電流：31.5kA（3）進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn)定（對(duì)于后備保護(hù)來說，時(shí)間取為0.15秒）其中是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間；指后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；是固有分閘時(shí)間；是電弧持續(xù)時(shí)間。滿足熱穩(wěn)定需求.（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足要求。隔離開關(guān)參數(shù)見表4-12。表4-12GW4-66/2000的隔離開關(guān)校驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)GW4-66/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)66kV66kV2000A1322.7A3969kA2.s17.766kA2.s80kA22.659kA通過上述分析，因?yàn)槠錆M足要求，所以可以選擇該型號(hào)的隔離開關(guān)進(jìn)行運(yùn)行。1.1.3750kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓選擇:（2）額定電流:初選隔離開關(guān)，型號(hào)GN4-750/2000，具體情況如下。表4-13GN4-750/2000隔離開關(guān)額定電壓：750kV固有分閘時(shí)間：0.025s額定電流：2000A燃弧時(shí)間：0.05s動(dòng)穩(wěn)定電流峰值：80kA4s熱穩(wěn)定電流：31.5kA（3）進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn)定（對(duì)于后備保護(hù)來說，時(shí)間取為0.15秒）其中是驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路時(shí)間；指后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；是固有分閘時(shí)間；是電弧持續(xù)時(shí)間。滿足熱穩(wěn)定需求.（4）檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：滿足要求.具體的參數(shù)依據(jù)如下。表4-14GN4-750/2000隔離開關(guān)設(shè)備項(xiàng)目GN4-750/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)750kV750kV2000A1247A80kA47.371kA3969kA2.s77.65kA2.s通過上述分析，因?yàn)槠錆M足要求，所以可以選擇該型號(hào)的隔離開關(guān)進(jìn)行運(yùn)行。1.5電流互感器的選擇1.5.1電流互感器配置（1）對(duì)于系統(tǒng)來說，一般會(huì)在變壓器以及母線等部分設(shè)有電流互感器，這樣做的好處以及主要目的就是為了方便進(jìn)行測量，同時(shí)還能夠起到保護(hù)電路的作用。對(duì)于一個(gè)大接地的電流系統(tǒng)來說，在配置時(shí)一般采用三相配置方式，比較分析對(duì)于小電流的接地系統(tǒng)來說，則可以根據(jù)實(shí)際的需要，選擇兩相或三相，對(duì)于指定的位置，應(yīng)該設(shè)有起計(jì)量作用的互感器。（2）在設(shè)置電流互感器時(shí)，一定要考慮死區(qū)的影響，盡可能的消除其帶來的后果，比如說如果系統(tǒng)內(nèi)存在著兩組電流互感器，在允許的情況下安裝時(shí)最好安裝在兩側(cè)，這樣才能夠交叉的保護(hù)，使斷路器一定處于被保護(hù)之內(nèi)。1.5.2330kV側(cè)電流互感器的選擇（1）一次回路額定電壓：（2）一次回路額定電流：根據(jù)上面兩點(diǎn)要求，初步選擇電流互感器是戶外型的，其型號(hào)為LCW-330。表4-16LCW-330型瓷絕緣戶外型的電流互感器型號(hào)額定電流比A級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定準(zhǔn)確等級(jí)0.2V.A0.5135P10P二次負(fù)荷倍數(shù)電流kA倍數(shù)電流kA倍數(shù)ΩV.ALCW-3304300/5D/DD/0.5D0.51.2241.2306060（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：電流互感器的額定一次電流，A；：電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)；t：一般取值為一秒，表示電流通過的時(shí)間。由前面計(jì)算可得滿足熱穩(wěn)定要求。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：額定一次電流，A；：電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)；：短路沖擊電流瞬時(shí)值，kA。kA=12.546kA完全滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過上述的分析以及計(jì)算，所以可以選擇該型號(hào)的電流互感器，是滿足要求的。1.5.566kV側(cè)電流互感器的選擇（1）一次回路額定電壓：kV（2）一次回路額定電流：kA初選LCWD-66型，其參數(shù)如下。表4-17差動(dòng)保護(hù)用電流互感器LCWD-66（瓷絕緣的戶外型）型號(hào)額定電流比A級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定準(zhǔn)確等級(jí)0.2V.A0.5135P10P二次負(fù)荷倍數(shù)電流kA倍數(shù)電流kA倍數(shù)ΩV.ALCW-66(2×50)～(2×600)/5D1/D20.5D1D20.51.241.21.2201575130（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：電流互感器的額定一次電流，A；：電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)；t：一般取值為一秒，表示電流通過的時(shí)間。由前面計(jì)算可得滿足熱穩(wěn)定要求。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：額定一次電流，A：電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：短路沖擊電流瞬時(shí)值，kAkA kA完全滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過上述的分析和考慮，最終選擇了該型號(hào)的電流互感器作為最終選擇。1.5.6750kV側(cè)電流互感器的選擇（1）一次回路額定電壓：kV（2）一次回路額定電流：kA初選電流互感器，其型號(hào)為LZZB7-750（Q），為差動(dòng)保護(hù)用：表4-18LZZB7-750（Q）型的差動(dòng)保護(hù)用電流互感器額定一次電流/A準(zhǔn)確級(jí)組合額定二次輸入/VA短時(shí)熱電流（1s）/kA額定動(dòng)穩(wěn)定電流/kA0.20.510P1010P1515000.2/10P0.5/10P0.2/0.510P/10P5050605072130（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：電流互感器的額定一次電流，A；：電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)；t：一般取值為一秒，表示電流通過的時(shí)間。由前面計(jì)算可得滿足熱穩(wěn)定要求。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的條件：：額定一次電流，A：電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：短路沖擊電流瞬時(shí)值，kAkAkA完全滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。通過上面的分析和考慮，該型號(hào)的電流互感器完全符合要求。1.6電壓互感器的選擇在進(jìn)行電壓互感器的相應(yīng)選擇時(shí)，除了要滿足額定的電壓條件外，還必須考慮容量以及準(zhǔn)確度等級(jí)等相關(guān)方面的影響，要考慮與保護(hù)以及自動(dòng)裝置進(jìn)行匹配，在分配負(fù)荷時(shí)要求電位盡可能平衡。1.6.1330kV側(cè)電壓互感器的選擇型式：可以測量及電能，同時(shí)供給繼電保護(hù)進(jìn)行使用，采用了電壓互感器為電容式的。電壓：準(zhǔn)確等級(jí)：不僅可以起到保護(hù)作用，同時(shí)還可以用于測量，0.5級(jí)的準(zhǔn)確等級(jí)，通過查閱資料，最終選型號(hào)為YDR-330。參數(shù)詳見表4-19。表4-19YDR-330的單相電容式的電壓互感器型號(hào)額定電壓KV二次繞組1額定容量二次繞組2額定容量最大容量(V.A)一次繞組二次繞組輔助繞組(V.A)(V.A)0.20.5133P6PYDR-3300.1150500100020001.6.266kV側(cè)電壓互感器的選擇型式：可以測量及電能，同時(shí)供給繼電保護(hù)進(jìn)行使用，采用了電壓互感器為串級(jí)式的。電壓：kV準(zhǔn)確等級(jí)：不僅可以起到保護(hù)作用，同時(shí)還可以用于測量，0.5級(jí)的準(zhǔn)確等級(jí)，通過查閱資料，最終選型號(hào)為JCC2-66。.表4-20JCC2-66的串級(jí)式的瓷絕緣電壓互感器型號(hào)額定電壓