【正文】 kV 變電站電氣一次部分設計計算書 第 1 章 負荷計算 ………………………………………………… 33 第 節(jié) 主變壓器負荷計算 ………………………………… 33 第 節(jié) 站用變 壓器負荷計算 ……………………………… 34 第 2 章 短路電流計算 …………………………………………… 36 第 節(jié) 三相短路電流計算 ………………………………… 36 第 節(jié) 站用變壓器低壓側短路電流計算 ………………… 43 筑龍網(wǎng) 第 3 章 線路及變壓器最大長期工作電流計算 ………………… 44 第 節(jié) 線路最大長期工作電流計算 ……………………… 44 第 節(jié) 主變進線最大長期工作電流計算 ………………… 45 第 4 章 電氣設備選 擇及校驗計算 ……………………………… 46 第 節(jié) 高壓斷路器選擇及校驗 …………………………… 46 第 節(jié) 隔離開關選擇及校驗 ……………………………… 48 V 第 節(jié) 電流互感器選擇及校驗 …………………………… 49 第 節(jié) 電壓互感器選擇及校驗 …………………………… 49 第 節(jié) 熔斷器選擇及校驗 ………………………………… 51 第 節(jié) 母線選擇及校驗 …………………………………… 52 第 5 章 防雷保護計算 ……………… …………………………… 55 第三部分 110kV 變電站電氣一次部分設計圖紙 電氣主接圖 ………………………………………………………… 57 電氣總平面布置圖 ………………………………………………… 58 110kV 進線間隔斷面圖 …………………………………………… 59 110kV 主變、 PT 間隔斷面圖 ……………………………………… 60 35kV 進線間隔斷面圖 …………………………………………… 61 35 kV 主變間隔斷面圖 …………………………………………… 62 站用電系統(tǒng)圖 …………………… ………………………………… 63 直流屏正面布置圖 ………………………………………………… 64 直流系統(tǒng)接線圖 …………………………………………………… 65 直擊雷防護圖 ……………………………………………………… 66 筑龍網(wǎng) 總結 …………………………………………………………………… 67 參考文獻 ……………………………………………………………… 68 致謝 …………………………………………………………………… 69 VI 前 言 變電站 是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換 和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。各個電壓等級分別采用單母線分段接線、單母線分段帶 旁母接線和單母線分段接線。本文是在 ***學電氣信 息工程學院 ***教授 的精心指導下完成的。 建站規(guī)模 (1)變電站類型： 110kV 變電工程 (2)主變臺數(shù)：最終兩臺 (要求第一期工程全部投入 ) (3)電壓等級： 110kV、 35kV、 10kV (4)出線回數(shù)及傳輸容量 ① 110kV 出線 6 回 本變 —長泥坡 15000kW 6km LGJ—120 本變 —雙溪變 15000kW km LGJ—120 本變 —系統(tǒng) 30000kW 72km LGJ—150 本變 —芷江 8000kW 36km LGJ—120 備用兩回 ② 35kV 出線 8 回 本變 —長泥坡 8000kW 6km LGJ—95 本變 —火電廠 10000kW 8km LGJ—95 筑龍網(wǎng) 本變 —中方變 5000kW 15km LGJ—95 本變 —水電站 10000kW 12km LGJ—120 (兩回 ) 本變 —鴨嘴巖變 5000kW 10km LGJ—95 備用兩回 ③ 10kV 出線 10 回 本變 —氮肥廠 2500kW 2km 本變 —化工廠 1500kW 3km 本變 —醫(yī)院 1500kW 5km (兩回 ) 3 本變 —印刷廠 2020kW 4km 本變 —造紙廠 2500kW 6km 本變 —機械廠 2500kW 4km 備用三回 (5)無功補償 采用電力電容兩組 , 容量為 24500kva 環(huán)境條件 (1)當?shù)啬?最高溫度為 40℃ , 年最低溫度為 5℃ ； (2)當海拔高度為 800 米； (3)當?shù)乩妆┤諗?shù)為 55 日 /年； (4)本變電站處于 “薄土層石灰?guī)r ”地區(qū)，土壤電阻率高達 1000Ω． М。d= ，最大運行方式下，該水電廠三臺 機組全部投入運行，并滿發(fā)，最小運行方式下，該水電廠只投入一臺機組。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接 方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務。在 110kV～ 220kV 配電裝置中，當出線為 5 2 回時，一般采用橋形接線；當出線不超過 4 回時，一般采用分段單母線接線。對裝設兩臺變壓器的變電站，每臺變壓器額 定容 量一般按下式選擇 Sn= PM為變電站最大負荷。 6 (4)為正確選擇接線和設備，必須進行逐年各級電壓 最大最小有功和無功電力負 荷的平衡。因此主接線設計，要同時考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。 ② 檢修安全：應能方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備 ，進行安全檢修而 不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。 第 節(jié) 主接線的設計步驟 電氣主接線的具體設計步驟如下： (1)分析原始資料 ① 本工程情 況 變電站類型，設計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量等。 (3)短路電流計算 對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。 本變電站 110kV 線路有 6 回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如 圖 所示。方案一供電可靠、調(diào)度靈活，但是倒閘操 作復雜，容易誤操作，占地面積大，設備多，配電裝置復雜，投資大。方案二簡單清晰，調(diào)度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供 電，設備少，投資和占地小。 站用變壓器低壓側接線 站用電系統(tǒng)采用 380/220V 中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個 電源，站用變壓器低壓側接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障 范圍，提高供電可靠性。 主變壓器臺數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。 380V 站用電母線可采用低 壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。 (3)在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校 驗軟導線的相間和相對地的安 全距離。若發(fā)電機出 口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自 耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情 況進行校驗。 按網(wǎng)絡變換的原則，將網(wǎng)絡中的電源合并成若干組，例如，共有 g 組，每組用一 個等值發(fā)電機代表。 (7)計算短路容量和短路電流沖擊值。39。因為蓄電池組的故障，總是首先在個別電池中發(fā)生，而且其發(fā) 展過程緩慢，易于及時發(fā)現(xiàn)和消除，不致波及整個蓄電池組。 一些弱電系統(tǒng)采用 48V。由于浮充電接在直流母線上，所以當蓄電池回路開關 被誤斷時，直流母線不致失電。 用于完成交直流轉(zhuǎn)換、電源進線饋電、自動檢測、信號報警等多種功能，并將有 關直流電源操作、保護、檢測等設備組裝在相應屏、柜內(nèi)，以實現(xiàn)預期功能的直流設 備的總稱叫直流屏 (柜 )。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進 行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。高壓斷路器是開關電器中最為完善的一種 設備。s) (kA) UN IN INbr iNcl I2ts) (kA) I2ts) (kA) 筑龍網(wǎng) (2)35kV：選擇 GW435D/100083 計算數(shù)據(jù) 35(kV) (A) (kA2 本變電站電流互感器選擇： 110kV 線路側及變壓器側選用 LCWB6110 型瓷絕緣戶外電流互感器，校驗合格。 10kV 母線電壓互感器選用 RN210/ 型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器保護，校驗合格。 (5)安裝和擴建方便。因此變電站要對侵入波過電壓進行防護，主要手段是避雷器。 侵入波過電壓防護： 已在輸電線上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電 站的母線上，并對與 母線有聯(lián)接的電氣設備構成威脅。 30 。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 29 第 8 章 防雷保護設計 變電站的防雷保護具有以下特點： (1)變電站屬于 “集中型 ”設計，直接雷擊防護以避雷針為主。 (3)便于檢修、巡視和操作。 筑龍網(wǎng) 第 節(jié) 高壓熔 斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設備免受過載和短路電流的損害。 互感器的作用是：將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷? (100V)和小 電流 (5A 或 1A)，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構小 巧、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝。 (3)分、合小電流 因隔離開關具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力， 故一般可用來進行以下操作： ① 分、合避雷器、電壓互感器和空載母線； ② 分、合勵磁電流不超過 2A 的空載變壓器； ③ 關合電容電流不超過 5A 的空載線路。s) ish (kA) M 80(kA) (4)10kV 變壓器側：選擇 KYN28A12(Z)/ 型高壓開關柜。s) 80(kA) (2)35kV 線路側及變壓器側：選擇 型真空戶外斷路器。驗算熱穩(wěn)定 的計算時間 tk為繼電保護動作時間 tpr和相應斷路器的全開斷時間 tab之和，即 tk= tpr+ tab 24 而 式中 tab——斷路器全開斷時間； tpr——后備保護動作時間； tab= tin+ ta tin——斷路器固有分閘時間； ta——斷路器開斷時電弧持續(xù)時間。滿足動穩(wěn)定的條 件為 ies≥ ish 或 Ies≥ Ish 式中 ish、 Ish——短路沖擊電流幅值及其有效值； ies、 Ies——電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程 實際情況，在保證安全、可靠的前提 下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資， 選擇合適的電器。選用 PZ61 直流屏。 權衡利弊，直流系統(tǒng)額定電壓宜按下列要求確定： ① 控制負荷專用蓄電池組的電壓采用 110V； 筑龍網(wǎng) ② 控制負荷、動力負荷和直流事故照明負荷專用蓄電池組的電壓采用 220V 或 110V； ③ 當采用弱電控制或信號時，裝設較低電壓等級的專用蓄電池組。 20 第 節(jié)