【正文】 YN， yn0， d11； U12=%，U13=17%， U23=%。連接至近區(qū)負荷。 設(shè)計規(guī)模 ⑴ 主變壓器容量： 2 63MVA，電壓等級 110/35/10kV。 ⑸ 設(shè)計和校驗?zāi)妇€系統(tǒng)。 ⑸ 待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖 l 待設(shè)計1 10 變電所2系統(tǒng)1 102020= 4( =100 )2835??10??G 1G 4G 3G 2 圖 1 待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖 變電所的設(shè)計內(nèi)容包括： ⑴ 選擇本變電所主變的型 號。 2．設(shè)計依據(jù) 原始資料要求： ⑴ 設(shè)計變電所在城市近郊，在變電所附近有地區(qū)負荷。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起，已擁有 4020 家，產(chǎn)品有水泥、雙氧水、空氣 炮、棉紡、造紙等，產(chǎn)值 億元。全縣有十萬畝優(yōu)質(zhì)蘋果、二十萬畝棉花，是優(yōu)質(zhì)果、棉生產(chǎn)基地和全國兔肉出口基地。 關(guān) 鍵 詞 110KV變電站、建設(shè) 前 言 為了適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展，解決電力供需矛盾，根據(jù)本縣國民經(jīng)濟發(fā)展的實際，通過對南樂縣自然概況、南樂縣電網(wǎng)狀況、張 果屯鄉(xiāng)供電區(qū)基本概況、電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的問題，初步確定了張果屯 110KV 變電站建設(shè)的可行 性。 第一部分 設(shè)計說明書 述 南樂縣基本概況 南樂縣位于河南省東北端，冀、魯、豫三省交界處，轄 9鄉(xiāng) 3鎮(zhèn)，南與清豐縣為鄰，東與山東莘縣隔河相望，西北分別與河北省魏縣、大名縣接連，境域 624 平方公里，其中縣城面積 10 平方公里，總?cè)丝?47 萬人，屬濮陽市管轄。工業(yè)有化工、輕工、紡織、電子、釀造、機電、食品、抽紗工藝、草制工藝品打入了國際市場。“三資”企業(yè) 11 家，以化工、釀造、草制品為主，年產(chǎn)值 1200 萬元，創(chuàng)匯 80 萬美元。 ⑵ 確定本變電所的電壓等級為 110／ 35／ 10kV， 110kV 是本變電所的電源電壓， 3kV 和10KV 是二次電壓。 隨風(fēng)整理 DOC 文檔資料 6 ⑵ 設(shè)計本變電所的電氣主接線，選出數(shù)個電氣主接線方案進行技術(shù)經(jīng)濟綜合比較，確定一個較佳方案。 ⑹ 進行繼電保護的規(guī)劃設(shè)計。 ⑵ 110kV出線：出線 4 回，不設(shè)備用出線，電源發(fā)電廠 2回，連接電力系統(tǒng) 2 回。 ⑸ 無功補償：裝于 10kV母線，容量 2 10MVar。 變壓器的選擇 ： 型號 容量 電壓組合及分接范圍 短路阻抗電壓 空載電流 容量比 連接組 別 SFSZ763000/110 63 MVA 高壓 中壓 低壓 高低 高中 中低 110? 8 % ? 2*% ,11 1718 100/100/50 .d11 110kV 接線 具體對電氣主接線的基本要求為：具有適 當(dāng)?shù)目煽啃?，有較好的靈活性（操作、調(diào)度、擴建），簡單清晰，便于操作，經(jīng)濟性好。初選兩種方案：方案一是單母線分段，方案二是雙母線。 有多種運行方式，調(diào)度靈活。 投資較大。 其示意接線圖如下： 無功補償 裝于 10kV 母線側(cè)，最終容量按 2 10MVar 配置， 1 段、 2段分別裝設(shè)一組。 隨風(fēng)整理 DOC 文檔資料 10 110kV 母線的最大短路電流是 110KV 母線三相短路的情況， 35kV 母線的最大短路電流是分段斷路器閉合運行時分段斷路器一側(cè)三相短路的情況。 35kV 斷路器 35kV 斷路器選用 LW1635/1600 型 SF6斷路器，額定電流 1600A，額定開斷電流 25kA，動穩(wěn)定電流 63kA，熱穩(wěn)定電流 25KA（ 4s）。 35kV 隔離開關(guān) 35kV 隔離開關(guān)選用 GN235T 型隔 離開關(guān)。 表 2： 110kV斷路器及隔離開關(guān)選擇結(jié)果表 項目 LW 110 GW 5 110GDU N 110(kV) U N 110(kV) 110(kV)I gmax 347(A) I N 1600(A) 1000(A)I〞 (kA) I br 40(kA) ——i sh (kA) i max 80(kA) 83(kA)Q k 51(kA 2 s ) I t 2 t 25 2 4 = 2 5 0 0 ( k A 2 s) 2976(kA 2 表 7：絕緣子選擇情況： 安裝地點 型號 額定電壓 110kV 戶外式配電裝置 ZS110 110kV 項目 SN1010II/1000 GN610T/1000U N 10(kV) U N 10(kV) 10(kV)I max (A) I N 1 000(A) 1 000(A)I〞 (kA) I br (kA) ——i sh (kA) i max 80(kA) 75 (kA)Q k (kA 2 他們將一次系統(tǒng)中的高電壓、大電流，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷海‰娏?，供測量、監(jiān)視、控制及繼電保護使用。 配電裝置 110kV 配電裝置 110kV 配電裝置為戶外普通中型布置，采用敞開式電器。 10kV 并聯(lián)電容器布置在 10kV 配電裝置的附近。 110kV 及以上線路――為了節(jié)約投資和占地面積，載波通信和電壓測量可共用耦合電容，故一般裝設(shè)電容分壓電壓互感器。所以，變電所必須設(shè)置防雷保護。 由于金屬氧化物避雷器沒有串聯(lián)間隙，正常工頻相電壓長期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不可超過它允許的持續(xù)運行電壓。 主變壓器保護 110kV 變電所的電力變壓器每組容量在 60~90000MVA，屬于大型變壓器是電力系統(tǒng)中的 重要電氣設(shè)備。故安裝安全可靠地繼電保護裝置。 變壓器重瓦斯保護 適用于油浸式變壓器，它反應(yīng)油箱內(nèi)的故障。 過負荷保護 對于 400KVA 以上變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行時，應(yīng)根據(jù)可能負荷情況安裝過負荷保護， 110kV 的保護 線路保護 裝設(shè)高頻距離保護作為主保護 電流保護作為后備保護 母線保護 完全電流差動母線保護為主保護 過電流保護為后備保護 35kV 保護 線路保護 裝設(shè)距離保護作為主保護， 電流保護作為后備。 第二部分 計算書 1． 短路電流計算 各元件參數(shù)計算 由題目已知條件，系統(tǒng)接線圖見圖 1： 2系統(tǒng)11 02020=( =100 )2810??35??110 圖 1 系統(tǒng)連線圖 發(fā)電廠 G G G G4電抗計算： 取 MVASB 100? ， avB UU ? ， 52 ??GS 1001 4 ?????????? NBd SSXXXXX ， %8765 ???????? Ndk SSUXXXX 2 50kM線路等效電抗： 1 5 1 1 51 0 22109 ??????? dBi USlXXX 2 80kM線路等效電抗： 隨風(fēng)整理 DOC 文檔資料 19 221312 ??????? ddi USlXXX 變壓器電抗計算： ? ? %1 ????kU ? ? %2 ????kU ? ? %3 ????kU 1 6 6 %11614 ?????? NBk SSUXX 1 0 %21715 ?????? NBk SSUXX 0631001000100 %39。39。39。39。 其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為： UN=110 kV， IN=1600 A， 額定開斷電流為： Ibr=40kA， 動穩(wěn)定電流： imax=80 kA， 熱穩(wěn)定電流（及時間）： It= kA（ 3s）， 固有分閘時間： tgf= s， 隨風(fēng)整理 DOC 文檔資料 25 燃弧時間： th= 選后備保護時間： tb2= 短路熱穩(wěn)定計算時間： tk=++=(s), 斷路切斷計算時間： t1=+=(s) 電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結(jié)果可得： I〞 = kA， ish= kA （ 2） 110kV 斷路器設(shè)備校驗 ①校驗開斷能力 因 t1=＞ （非周期分量衰減到 20%，對 It 影響很小，可以不考慮） ∴ I〞 = kA＜ 40kA ∴滿足要求 ②校驗動穩(wěn)定 ish= kA＜ 80 kA ∴滿足要求 ③ 校驗熱穩(wěn)定 tk=＞ 1s 所以可不計非周期分量的發(fā)熱影響 ? ? kk tIIIQ 2 10121 ????? ? ? 222 ????? = kA2 s＜ 252 4=2500kA2s ) 25 2 4 = 2 5 0 0 ( k A 2 s ∴滿足要求 由以上計算表明，選擇 LW1635型 SF6斷路器可滿足要求。 35kV斷路器及隔離開關(guān)選擇結(jié)果表 10kV 斷路器選型和校驗 10kV 母線斷路器選型和校驗 （ 1） 10kV 母線斷路器選型： 初選斷路器型號： 主變壓器 10KV側(cè)系統(tǒng)最大長期工作電流由公式： 1 8 1 a x ??????NNg USI A 項目 LW 16 35/1600 GW 5 35/1000U N 35(kV) U N 35(kV) 35(kV)I gmax 992(A) I N 1600(A) 1000(A)I〞 (kA) I br 25(kA) ——i sh (kA) i max 63(kA) 70(kA)Q k 166(kA 2 其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為： UN=10 kV， IN=2020A， 額定開斷電流為： Ibr=， 動穩(wěn)定電流： imax=130kA， 熱穩(wěn)定電流（及時間）： It= kA（ 4s）， 固有分閘時間： tgf= s， 燃弧時間： th= 選后備保護時間： tb2= 短路熱穩(wěn)定計算時間： tk=++=(s), 斷路切斷計算時間： t1=+=(s) 電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結(jié)果可得： I〞 = kA，ish= kA （ 2） 10kV 母 線斷路器設(shè)備校驗： ①校驗開斷能力 因 t1=＞ （非周期分量衰減到 20%，對 It 影響很小，可以不考慮） ∴ I〞 = kA＜ ∴滿足要求 ②校驗動穩(wěn)定 ish= kA＜ 130 kA ∴滿足要求 ③ 校驗熱穩(wěn)定 tk=＞ 1s 所以可不計非周期分量的發(fā)熱影響 ? ? kk tIIIQ 2 10121 ????? ? ? 222 ????? = kA2 其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為： UN=10 kV， IN=1000A， 額定開斷電流為： Ibr=， 動穩(wěn)定電流： imax=80kA， 熱穩(wěn)定電流（及時間）： It= kA（ 2s）， 固有分閘時間： tgf= s， 燃弧時間： th= 選后備保護時間： tb2= 短路熱穩(wěn)定計算時間： tk=++=(s), 斷路切斷計算時間： t1=+=(s) 電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結(jié)果可得： I〞 = kA，ish= kA （ 2） 10kV 出線斷路器校驗： ①校驗開斷能力 因 t1=＞ （非周期分量衰減到 20%，對 It 影響很小，可以不考慮） ∴ I〞 = kA＜ ∴滿足要求 ②校驗動穩(wěn)定 ish= kA＜ 80 kA ∴滿足要求 ③ 校驗熱穩(wěn)定 tk=＞ 1s 所以可不計非周期分量的發(fā)熱影響 隨風(fēng)整理 DOC 文檔資料 31 ? ? 121 222 ????? = kA2 s＜ 752 5=28125kA2 s ∴滿足要求 由以上計算表明，選擇的 GN610T型隔離開關(guān)可滿足要求。s)電流計算結(jié)果 10kV出線斷路器及隔離開關(guān)選擇結(jié)果表 項目 ZN 28 10/2020 GN 30 10/2020U N 10(kV) U N 10(kV) 10(kV)I max (A) I N 1 000(A) 1 000(A)I〞 (kA) I br (kA) — —i sh (kA) i max 80(kA) 75 (kA)Q k (kA 2 110kV母線的選擇 母線的材料 常用的母線材料有銅、鋁和鋁合金三種。為了有利于散熱和保證短路時母線的動穩(wěn)定，本工程 110kV母線選擇硬裸母線，管型母線的集膚效應(yīng)系數(shù)最小，機械強度也比較高。這種布置方式散熱性好，母線在流量大?？紤]到本變電所年平均負荷較大，選用按經(jīng)濟電流密度的選擇方式。 s 查《發(fā)電廠電氣部分》表 3－ 2： 短路前，材料的長期發(fā)熱允許溫度 70℃代替短路前導(dǎo)體的實際溫度θ ω 故θ ω ＝ 70℃，查表得 C=87 按照熱穩(wěn)定要求的母線