【正文】 .31 第二部分 附錄 ................................................................. 32 附錄一 短路電流的計算 ................................................ 32 附錄二 電氣設備的選擇 ................................................ 36 斷 路器的選擇 ....................................................................36 隔離開關(guān)的選擇 ................................................................39 電流互感器的選擇 ............................................................40 電壓互感器的選擇 ............................................................42 10kV 母線的選擇 ..............................................................42 10KV 出線電力電纜的選擇 ..............................................44 10KV 出線限流電抗器的選擇 ..........................................45 附錄三 防雷保護設計 ................................................... 47 避雷針保護范圍的計算 .....................................................47 避雷器的選擇 ....................................................................48 結(jié)束語 .............................................................................. 49 參考文獻 .......................................................................... 50 220kv 變電站電氣部分初步設計 1 第一部分 設計說明書 第一章 前言 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一，它是負責把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能的產(chǎn)業(yè)。不僅如此，目前我國的電力工業(yè)已開始進入“大電網(wǎng)”、“大機組”、“超高壓交、直流輸電”等新技術(shù)發(fā)展的新階段，一些世界水平的先進的高新技術(shù)，已在我國電力系統(tǒng)中得到了相應的應用。 220kv出線 6 回（其中備用 2 回）， 110kv 出線 8 回（其中備用 2 回）， 10kv出線 12 回（其中備用 2 回）。如果主變壓器容量造的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，運行和檢修不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 二、繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上原則，主變一般是 Y， D11 常規(guī)接線。 五、主變壓器冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。 二、所用變壓器容量的選擇 所用變壓器容量 tS （ KVA）的計算公式為： 1 1 2 3tS K P P P? ? ? 式中 1K — 所用動力負荷換算系數(shù)，一般取 1P 、 2P 、 3P — 所用動力、電熱、照明負荷之和， KW。 主接線可靠性的具體要求： （ 1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電； （ 2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要求保證對重要用戶的供電； （ 3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。 ，還應滿足電網(wǎng) 出故障時應處理的要求。 ② 35～ 63KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回。 4. 雙母線接線 1) 優(yōu)點：具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于試驗。 6. 雙母線分段接線 1) 優(yōu)點：出線回路數(shù)較多時，提高了雙母線工作的可靠性和靈活性 2) 缺點：占地面積大，增加投資 3) 適用范圍： 110KV 出線在 6 回以上， 220KV 出線在 4 回以上時，宜采用帶專用旁路 QF 的旁路母線。檢修任一母線 QS，只需斷開這一回路。 一、所用電源引接方式 1) 當所內(nèi)有較低電壓母線時 ,一般均較低電壓母線上引接 1～ 2 個所用變壓器 ,這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟和可靠性較高的特點。必須對電流的電動力和發(fā)熱進行計算。 ，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。即 N NSUU? 2) 額定電流 電氣設備的額定電流 NI ，或電氣設備的長期允許電流 alI ， 應不小于該回路在各種合理 運行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即： maxal NI KI I?? 3) 環(huán)境條件對設備選擇的影響 當電氣設備安裝地點的環(huán)境條件（如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰度等）超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。滿足動穩(wěn)定的條件為： sh esii? 或 sh esII? 式中： shi 和 shI — 三相短路沖擊電流幅值和有效值 esi 和 esI — 電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值和有效值 4) 短路計算時間 驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 t 為繼電保護動作時間 prt 和相應斷路器的全分閘時間 abt 之和，即： pr abt t t?? prt 一 般取保護裝置的后備保護動作時間 第二節(jié) 斷路器的選擇 變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流，故障時，斷路器通常繼電保護的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 為保證互感器的準確度級，其二次側(cè)所接負荷 2S 應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量 2NS ，即： 22NSS? 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s允許通過的熱穩(wěn)定電流的峰值與一次額定電流之比來表示，應滿足條件為： 2tIt或 ? ?21t N kK I Q? 式中， tK — t 時間的熱穩(wěn)定倍數(shù)， t =1s 電流互感器的動穩(wěn)定能力，常以內(nèi) 部允許通過極限電流的的倍數(shù)峰值與一次額定電流之比來表示，應滿足條件為： esi 或? ? ? ?312es N shK I i?? 二、電流互感器的選擇結(jié)果 電壓等級 型號 額定電流比（ A） 準確級 1S熱穩(wěn)定電流（ KA） 額定動穩(wěn)定電流（ KA） 額定輸出（ VA） 220KV LCLWD3—220 600∕ 5 35 65 50 110KV LCLWB6—110 1000∕ 5 45 115 50 10KV進線 LZZBJ9—10 1000∕ 5 80 130 30∕ 40 10KV出線 LFZD2—10 200∕ 5 120(倍數(shù) ) 210（倍數(shù)） — 220kv 變電站電氣部分初步設計 19 第五節(jié) 電壓互感器的選擇 一、電壓互感器的選擇原則 電壓互感器的裝置種類和型式應根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇。矩形導體一般只用于 35KV 及以下電流在 4000A 及以下的配電裝置中；槽形導體機械220kv 變電站電氣部分初步設計 21 強度好，載流量大，集膚效應系數(shù)小，一般用于 4000～ 8000A 的配電中。 一、電抗器的選擇原則 1) 額定電壓和額定電流的選擇應滿足 NL NSUU? maxNLalI KI I?? NLU 、 NLI — 電抗器的額定 電壓和額定電流 NSU 、 maxI — 電網(wǎng)額定電壓和電抗器回路最大持續(xù)工作電流 K — 溫度修正系數(shù) 2) 電抗器百分數(shù)的選擇 （ 1） 電抗器的電報百分數(shù)按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇，設要將短路電流限制到 ??3I?? ，則電源至短路點的總電抗標么值 X?? 為 ? ?3BIX I?? ? ?? BI — 基準電流 LX X X?????? ? ? X??? — 電源至電抗器前系統(tǒng)電抗標么值 電抗器在其額定參數(shù)下的百分電抗： % 1 0 0 %N L BLL B N LIUXX IU? ? ? （ 2） 電壓損失檢驗： %% s in 5 %fhL NLIUX I ??? ? %LX — 選出的電抗器的百分電抗。 二、配電裝置的設計要求 1）節(jié)約用地； 2）保證運行安全，工作可靠和操作巡視方便； 3）便于檢修和安裝； 4）在保證上述條件要求下，采取有效措施節(jié)約材料，減少投資。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運行方面和安裝檢修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗。 第八章 防雷保護的設計 第一節(jié) 概述 一、直擊雷過電壓保護 變電所的直擊雷過電壓保護可采用避雷針、避雷線、避雷帶和鋼筋焊成網(wǎng)狀。 35KV 及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。 第三節(jié) 避雷針的選擇 一、多支避雷針保護范圍的確定方法 220kv 變電站電氣部分初步設計 29 1）將多支避雷針的多邊形，劃分成若干個三支避雷針的三角形，劃分時必須是相鄰近的三支避雷針。500避雷器標稱放電電流下的殘壓， KV Y5WZ17∕ 45 中： Z用于發(fā)、變電站 第九章 繼電保護配置 第一節(jié) 概述 一、繼電保護的作用 1）自動快速有選擇地將故障元件切除，保證其他非故障元件迅速恢復正常運行。 變 壓器的零序過流保護 對于大接地電流的電力變壓器，一般應裝設零序電流保護，用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。 第二部分 附錄 附錄一 短路電流的計算 一、短路計算等值電路圖： 二、短路電流的計算 1. 選取基準值 在短路計算的基本假設前提下，選取 jS? 100MVA， jU 為各級電壓平均值（ 230， 115， ） 2. 系統(tǒng)電抗 由原始材料可知，在 Sj=100MVA 下 Xs1＝ ， Xs2＝ 220KV 110KV Xs2 Xs1 S1 X1 X2 X3 10KV S2 d1 d2 d3 220kv 變電站電氣部分初步設計 33 3. 計算變壓器各繞組電抗 各繞組等值電抗 12%U ＝ ％， 13%U ＝ ％， 23%U ＝ ％ 1%kU = 12 （ 12%U + 13%U － 23%U ） = 2%kU = 12 （ 12%U + 23%U － 13%U ） =－ 3%kU = 12 （ 13%U + 23%U － 12%U ） = 各繞組等值電抗標么值為： X1 = 1%100kU SjSN = 100120 ＝ X2 = 2%100kU SjSN ＝ ? 100120 ＝－ X3 = 3%100kU SjSN ＝ 100120 ＝ 4. 各短路點短路計算 1) d1 點短路 10KV 母線側(cè)沒有電源，無法向 220KV 側(cè)提供短路電流，即可略去不計，等值電路可化簡為圖 1，進一步可化簡為圖 2 220KV 110KV Xs2 Xs1 S1 X1 X2 d1 圖 1 S2 220kv 變電站電氣部分初步設計 34 其中， 2SX =， ? ?4 1 1 212SX X X X? ? ?= 計算電抗： 41,4 0 .3 7 3 1 0 0 0 3 .7 3100js jXSX S ?? ? ? ∵ ,4jsX ﹥ ，可近似認為短路電流周期分量已不隨 時間變化。 二、 110KV線路保護 由于 110kV 側(cè)有兩回出線供給遠方大型冶煉廠，其他作為一些地區(qū)變電所進線，所以 穩(wěn)定性要求較高，所以， 110KV 線路保護配置如下： 距離保護和零序電流保護（中性點直接接地系統(tǒng)）