【正文】 ............................ 21 10 高壓電器的選擇與校驗 ........................................................................ 27 最大持續(xù)工作電流計算 .............................................................. 27 斷路器的選擇及校驗 .................................................................. 27 隔離開關(guān)的選擇及校驗 .............................................................. 30 電流互感器的選擇及校驗 .......................................................... 31 限流電抗器的選擇及校驗 .......................................................... 35 電壓互感器的選擇及校驗 .......................................................... 35 導(dǎo)體的選擇及校驗 ...................................................................... 37 絕緣子及穿墻套管的選擇 .......................................................... 39 總結(jié) ............................................................................................................. 40 參考資料 ..................................................................................................... 41 致謝 ............................................................................................................. 42 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一部分 設(shè)計說明書 1 原始資料 變電站的基本情況 變電站建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模 本 站 位于 蒙城 邊緣，供給城市和近郊工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用電，系新建 變電 站 。 （ 3） 10kV 出線最終 15 回，本期 13 回，備用 2 回， Tmax=5500 小時 ，負(fù)荷同時率 ， 備用總負(fù)荷 4MW,COS? =。 （ 2）調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。 變壓器相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。 所以每臺變壓器的額定容量按 mn PS ? ，其中 mP 為變電所最大負(fù)荷選擇，即 nS = = 這樣當(dāng)一臺變壓器停用時，也保證 70%負(fù)荷的供電。當(dāng)裝設(shè)三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號，并按 工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。應(yīng)根據(jù) 負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式來確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回數(shù)。通常對大型變 電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此對主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。例如，畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 主接線設(shè)計的基本要求如下： 可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對用戶不間斷供電。可能一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能就不是可靠的。 （ 4） 大型機(jī)組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。尤其是火電廠，在設(shè)計主接線時應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 （ 3） 電能損耗少。當(dāng)110kV 線路 6 回及以上， 35～ 6kV 線路 8 回及以上時，可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。 ② 兩段母線同時發(fā)生故障的機(jī)率甚小，可以不予考慮 。 ② 任一出線斷路器故障時，通過倒閘操作，可在較短時間內(nèi)恢復(fù)對該線路的供電。 ④ 正常運(yùn)行時， QFd 作為分段斷路器工作，一段母線故障， QFd 跳開，不會影響正常段母線供電。 （ 3） 方案確定 從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足 110kV 級供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴(kuò)建方便的優(yōu)點， 但由于斷路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷次數(shù)都需 要檢修，為了使檢修時不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。 ② 一組母線故障后，該母 線上的所有進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。 （ 3）方案確定： 10kV側(cè)采用單母線分段接線， 供電距離短，且對重要負(fù)荷采用雙回路供電。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。 短路電流計算的目的 計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電器設(shè)備，避免在短路電流作用 下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計算。 I — 三 相短路電流有效值，用來檢驗電器和母線的熱穩(wěn)定。 （ 3） 輸電線路的分布電容略去不計。只有在短路點總電阻大于總電阻的 1/3 時才加以考慮，此時采用 阻抗等于電抗計算 。 （ 7） 在簡化系統(tǒng)阻抗時，距短路點遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。 具體短路電流計算詳見計算說明書。 （ 4） 單相接地短路電流的計算： 短路點各序分量電流為： （ ） 01)1(2)1(1 2 1 xxII dd ???畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 5 高壓電器選擇 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和 檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點。 選擇 隔離開關(guān) 時應(yīng)滿足以下基本要求 ： （ 1） 隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔 開。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 （ 5） 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠 。 根據(jù)設(shè)計要求， 本變電所 10kV的最終回路較多，因此 10kV 母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜 。 （ 1） 容量和準(zhǔn)確級選擇 電壓互感器的額定二次容量（對應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級），應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷，即 SN2=S2，而二次負(fù)荷 2S = ? ? ? ?2s in02c os0 ?? ??? SS = ? ? ? ?2020 ?? QP （ ） 3畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 式中， 0S 、 0P 、 0Q 、 ?cos 分別為各儀表的視在功率、用功功率、無功功率、功率因數(shù)。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時，保護(hù)裝置不得失壓，周期點的兩側(cè)都能提取到電壓。 電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇 : （ 1）準(zhǔn)確度等 級。 避雷器的選擇 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)工作電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 （ 4） 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 （ 4） SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 配電裝置的基本要求 (1)保證運(yùn)行安全可靠； (2)便于操作、巡視和檢修； (3)保證工作人員的安全； (4)力求提高經(jīng)濟(jì)性； (5)具有擴(kuò)建的可能性。 綜上所述本變電站配電裝置設(shè)計如下： 本變電站有二個電壓等級， 110kV側(cè)單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置 ,架空進(jìn)出線； 10kV側(cè)單母線分段母線接線，采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置，電纜出線。因此變電站要對侵入波過電壓進(jìn)行防護(hù)，主要手段是避雷器； (3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴(yán)重后果；另一方面，這些設(shè)備的修復(fù)困難，需要花費(fèi)很長時間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 所以每臺變壓器的額定容量按 mn PS ? 選擇，即 nS = =。 （ 3） 短路計算點的選擇：短路計算點是指在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。 短路全電流最大有效值為： ??? = ?? 短路容量為： S= M VAIU B 0 7 1 57 3 ?????? （ 2） d2 點短路時， UP=，等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 10kV 側(cè) 電網(wǎng)額定電壓 kV10?NSU 由于 10kV 側(cè)加上了電抗器，工作電流按電抗器額定電流確定，則進(jìn)線最大持續(xù)工作電流為 AII 電 抗器Ng 3 0 0 0m a x ?? 出線最大持續(xù)工作電流 應(yīng)按 本側(cè) 最大負(fù)荷進(jìn)行考慮和選擇 AU PI NS fg 30 o s3 a x ??? ??? ? 即： I(10)=3000A。 (5)動穩(wěn)定校驗 shes k?? 校驗計算結(jié)果與所選斷路器列表比較見表 表 校驗計算結(jié)果與所選斷路器參數(shù)比較表 計算結(jié)果 LW6110/1500 UNs (kV) 110 UN (kV) 110 Imax (A) IN (A) 1500 I? (kA) INbr (kA) Qk (kA)2 s I2t t(kA)2 s 4800 chi (kA) ies(kA) 80 由以上可知，所選斷路器校驗全部合格。 表 校驗計算結(jié)果與所選斷路器參數(shù)比較表 計算結(jié)果 ZN12/315040 UNs (kV) 10 UN (kV) 10 Imax (A) 3000 IN (A) 3150 I? (kA) INbr (kA) 40 Qk (kA)2 s I2t t(kA)2 s 4800 chi (kA) esi (kA) 100 由以上可知，所選斷路器校驗全部合格。 表 校驗計算結(jié)果與所選隔離開關(guān)列表比較表 計算結(jié)果 GW4110D/1000080 UNs (kV) 110 UN (kV) 110 Imax (A) IN (A) 1000 Qk (kA)2 s I2t t(kA)2 s 3969 chi (kA) esi (kA) 80 由以上可知 ，所選隔離開關(guān)校驗全部合格。 表 校驗計算結(jié)果與所選隔離開關(guān)列表比較表 計算結(jié)果 GN1010T/3000 UNs (kV) 10 UN (kV) 10 Imax (A) 3000 IN (A) 3000 Qk (kA)2 s I 2t t(kA)2 s 4800 chi (kA) esi (kA) 160 由以上可知，所選隔離開關(guān)校驗全部