【正文】 0kV 側(cè)準(zhǔn)確級，確定電流互感器的準(zhǔn)確級如下： 10P20/ 根據(jù) UN、 Imax以及安裝條件，查設(shè)備手冊，可選 LZZBJ910Q 型號 電流互感器。主要技術(shù)參數(shù) 見 表 。 （ 2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) minS = mmC KQ fK ??? 而 23 7 5 0101 2 53 mmS ???? 顯然 S＞ Smin 滿足要求。 選擇及校驗(yàn)計(jì)算過程 110kV 母線的選擇及校驗(yàn) （ 1）型號 的選擇 在當(dāng)?shù)爻?t=+16℃ 時最大持續(xù)工作電流為： AI g ? 根據(jù)公式 式中 K? —— 裸導(dǎo)體載流量在不同海拔高度及溫度下的綜合校正系數(shù)。 10kV 側(cè)隔離開關(guān) （ 1） 額定電壓的選擇 kVUU NSN 10?? （ 2） 額定電流的選擇 ?NI AI 3000)10max( ? （ 3） 極限通過電流選擇 kAii ?? 根據(jù) UN、 Imax、 ies 以及安裝條件，查設(shè)備手冊， GN1010T/3000 戶內(nèi)型高壓隔離開關(guān)。 （ 3） 隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的 熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 (5)動穩(wěn)定校驗(yàn) shes k?? 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選斷路器列表比較見表 表 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果 與所選斷路器參數(shù)比較表 計(jì)算結(jié)果 LW6110/1500 UNs (kV) 110 UN (kV) 110 Imax (A) IN (A) 1600 I? (kA) INbr (kA) Q k (kA)2 s I2t t(kA)2 s ish (kA) ies(kA) 80 由以上可知，所選斷路器校驗(yàn)全部合格。 考 慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。 短路點(diǎn)編號 基值電壓UB (kV) 基值電流 iB (kA) 短路電流標(biāo)幺值 (kA) 短路電流有名值 (kA) 短路電流沖擊值 ich (kA) 電流最大有 效值 Ioh (kA) 1d 115 2d 3d 115 4d 115 42059 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 最大持續(xù)工作電流計(jì)算 （Ⅰ） 110kV 側(cè) 電網(wǎng)額定電壓 kVUNS 110? 進(jìn)線最大持續(xù)工作電流 實(shí)際工程設(shè)計(jì)中需要考慮規(guī)劃遠(yuǎn)景母線穿越功率的因素，而根據(jù)《國家電網(wǎng)工 程典型設(shè)計(jì)》 110kV 穿越功率一般設(shè)定為 2 倍變壓器容量，則 AU SI NSg 3 1 50 a x ??????? 比較上述結(jié)果，考慮到在電器設(shè)備選擇中，同一電壓等級同類電器的型號不宜過多，可以選取其中最大值作為該側(cè)各回路的最大持續(xù)工作電流值，即： I(110)=。 1 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 6 9 0 . 5 3 E=3 圖 4d 點(diǎn)短路 等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò) 電抗的標(biāo)幺值： ])()[(*4 ??????X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值： *I? = ?*I =*31X = ? 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? =avBUSI3*? = 1 53 1 0 ??? 沖擊電流為： kAKIi msh 0 ??????? 短路全電流最大有效值為： ??? = ?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 短路容量為： IUS B?? 3 = M V ??? （Ⅲ） 短路電流計(jì)算結(jié)果表 表 短路電流計(jì)算結(jié)果 5 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 電氣設(shè)備選擇的一般原則 由于電氣設(shè)備 和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異 ,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。 （ 2） 短路種類：一般按三相短路計(jì)算，在三繞組變壓器回路中單相或兩相接 地短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗(yàn)。 （ 8） 以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值 3,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。 （ 4） 每一個電壓級采用平均電壓，這個規(guī)定在計(jì)算短路電流時，所造成的誤差很小。 為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 I″— 次暫態(tài)短路電流，用來 作 為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。 接線 簡單清晰， 操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小， 為以后的發(fā)展和擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。 綜合比較，本次設(shè)計(jì)在 110kV 母線上采用單母線分段 帶旁路母線 接線的形式。進(jìn)線斷路器故障時，不重要負(fù)荷停電時間較長。 110kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) （ 1） 初選方案 因本所 初期設(shè)計(jì) 2 回進(jìn)線 2 回出線，最終 2 回進(jìn)線 4 回出線 ，故 110kV 變電站電氣主接線 可 采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （ 2） 占地面積少。 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個方面： （ 1） 操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯 。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。 主接線的設(shè)計(jì)原則 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 1） 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加 30%～ 35%。由于一般電網(wǎng)變電所大約有 25%的非重要負(fù)荷，因此采用 式 mn PS ? 來計(jì)算 主變?nèi)萘?對變電所保證重要負(fù)荷來說是可行的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在 +5％ 以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到 +30％ 。 電壓等級： 110/10kV 線路回?cái)?shù)： 110kV： 2 回，備用 2 回 10kV： 13 回，備用 2 回 電力系統(tǒng)接線簡圖 ： 圖 電力系統(tǒng)接線簡圖 變電站規(guī)模和電力系統(tǒng)情況 （ 1）變電站性質(zhì)： 110kV 變電站。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn) 行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。 在本變電站的設(shè)計(jì)中，包括對變電站總體分析和負(fù)荷分析、變電站主變壓器的選擇 、電氣主接線、 電氣設(shè)備選擇、短路電流計(jì)算等部分的分析計(jì)算以及 防雷設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式 有 Y 和△ 型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個繞組是△型的，我國 110kV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇 NY 的連接方式，而 610kV 側(cè)采用△型的連接方式。社會日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 綜上所述根 據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)變電站主變確定為雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 表 主變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù) 變壓器型號 SFL731500/110 額定容量 (kVA ) 31500 額定電壓 (kV) 5102518110 .%/.?? 連接組標(biāo)號 YN， d11 短路阻抗 % 空載電流 % 空載損耗（ kVA） 負(fù)載損耗（ kVA） 148 變壓器的冷卻方式 根據(jù)變壓器型號的不同 ,其冷卻方式有：自 然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。 綜上所述， 110kV 變電站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 (電氣一次部分 ） 》 中有關(guān) 規(guī)定： “變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。 （ 2） 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)線 路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電 。 經(jīng)濟(jì)性 主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到 經(jīng)濟(jì)合理。 主接線方案的比較和確定 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 (電氣一次部分 )》的相關(guān)要求 ， 110kV 配電裝置出線回路數(shù) 4 回時 ， 可 采用單母線分段的接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線 ，10kV 配電裝置出線回路數(shù) 10 回及以上時， 可 采用單母線分段的接線 和 雙母線接線 ，在采用單母線分段或雙母線的 35～ 110kV 主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。任一段母線故障 時，將造成兩段母線同時停電，在判斷故障后，斷開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電 。運(yùn)行方式改變時，倒閘操作繁瑣，不夠靈活。 ④任一回路中的 QF，如拒動或因故不能操作時，可用母聯(lián)代替操作。因此，本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。 短路電流計(jì)算的規(guī)定 為了簡化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出 以 下規(guī)定： （ 1） 所有的電源電動勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。有關(guān)感應(yīng)電動機(jī)對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動機(jī)正在運(yùn)行時，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。 （ 2） 兩相短路電流的計(jì)算： ???? 21)2( 13 XXI d （ ） ?2X — 歸算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗 )2(dI — 兩相短路時短路點(diǎn)的全電流 其各序分量電流值為： ????? 21)2()2(1 1 XXII dd () )2(2)2(1 , dd II — 分別為兩相短路時，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量 （ 3） 兩相接地短路電流計(jì)算： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 )1,1(120202)1,1()(13 dd IXXXXI ???????? （ ） )1,1(dI — 兩相短路接地時，短路點(diǎn)故障相全電流 )1,1(1dI — 兩相短路接地時，短路點(diǎn)的正序電流分量 ????? 011)1,1(1 //1 XXXI d （ ） ??????200)1,1(1)1,1(2 XXXIIdd （ ） ??????202)1,1(1)1,1(0 XXXIIdd （ ）)1,1(0)1,1(2 , dd II — 分別為兩相接地短路時的負(fù)序和零序電流分量。 短路全電流最大有效值為： ??? = ?? 短路容量為： S= M V AIU B 0 7 ?????? （ 2） d2點(diǎn)短路時， UP=， 等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 。 （ 2）在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。 選擇及校驗(yàn)計(jì)算過程 （Ⅰ） 110kV 側(cè)斷路器 （ 1） 額定電壓的選擇 kVUU NSN 110?? UN—— 電氣設(shè)備額定電壓， UNS—— 電網(wǎng)額定工作電壓，電氣設(shè)備最高工作電壓 Umax≥ Ug=（ Ug為電網(wǎng)最高額定工作電壓）。 隔離開關(guān)的選擇 及校驗(yàn) 隔離開 關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以 拉、合小電流電路 。 （ 4） 根據(jù)熱穩(wěn)定要求 Kt QtI ?2 對選定隔離開關(guān)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)： skAtI t 222 3 96 ）（??? 取繼電保護(hù)后備保護(hù)動作時間為最不利時間 tpr =， tin =， ta=，計(jì)算時間為 tk=tpr+tin+ta=++=＞ 1s 所以可忽略非周期分量熱效應(yīng)，只需取周期分量熱效應(yīng)，即 QK = QP。 110