【正文】 檢查； 13 周 第 14 周：論文審核定稿； 6. 第 15 周 第 16 周： 答辯 。 建國(guó)以來，我國(guó)的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā) 展。根據(jù) 負(fù)荷分析、變電所接線方案比較、供電方式確定、短路電 流計(jì)算、完成 電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)以及防雷接地等 重要 內(nèi)容 。s power plants and intermediate links. The design of power system substation should depend on the knowledge of factory substation power engineering， relay protection and other professional ones as the basic theories． Design contents would include load analysis， scheme parison， powersupply modes ， shortcircuit， current calculation， electrical equipment selection and relay protection setting and lightningproof with grounding， etc． The design is refer to the part of 110kV electrical substation design. First of all, analyze the original data and choose the main transformer, and based on it, do plete the project requirements， design calculation specifications, and draw the main hookup. And design the main wiring and Shortcircuit calculation, at last choose equipment, then mine and the protection of earth and distribution device. Key Words: Substation Load analysis Shortcircuit Calculation Equipment Selection Electrical equipment selection III 目 錄 第 1 章 緒論 2 概述 7 主接線選擇的基本要求 7 各電壓等級(jí)線路的出線回?cái)?shù)選擇電氣主接線形式 10 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 17 10kV 母線的選擇與校驗(yàn) 24 母線保護(hù) 27 防雷設(shè)計(jì) 36 結(jié)論 其變電站的建設(shè)屬于設(shè)施中較重要的一類。電力用戶的直接利益。本課程設(shè)計(jì)主要是關(guān)于本變電站的一次設(shè)計(jì)，為了是變電站的一次設(shè)計(jì)能夠很好的接入電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，下面對(duì)本變電站做初步分析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計(jì)算負(fù)荷重要性 [3]。 容量選擇及檢驗(yàn)公式 ： ? ? 0 .7~ N ?? 30S （其中 n 為變電站設(shè)計(jì)中變壓器的臺(tái)數(shù)，在這次設(shè)計(jì)中， n=2） [6]。 15%時(shí)，通常采用雙繞組變壓器。 所以根據(jù)出線回?cái)?shù)電壓等級(jí)初步可以選擇雙母不分段接線和雙母帶旁路母接線。 經(jīng)濟(jì)： (1)設(shè)備少、投資小 (2)用母 線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 方案二：雙母線帶旁路 技術(shù)： (1)運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建。經(jīng)綜合分析，決定選雙母線帶旁路接線 方案為設(shè)計(jì)的最終方案，如圖 41 所示 。 所以選擇單母線分段帶旁路母線，如圖 42 所示 。 (2)短路關(guān)合電流的校驗(yàn) 所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為 80kA，流過斷路器的沖擊電流為，則短路關(guān)合電流滿足要求，因?yàn)槠鋭?dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動(dòng)穩(wěn)定 性 也滿足要求。 10kV，因此必須選擇額定電壓 110?eU kV 的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流 maxI = ??A。 則 ?Q 2kA .s，由于 QtIr ?2 ，所以熱穩(wěn)定滿足要求。 經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用 GW4— 110D 型高壓隔離開關(guān)。 短路熱效應(yīng)： ?Q ，則 QtIr ?2 ，熱穩(wěn)定滿足要求。 10kV母線的選擇與校驗(yàn) 由于安裝在室內(nèi)，選用硬母線 。 電流互感器的選擇 為防止電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)，即盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。 額定電流比 2020~6000/5 1S 熱穩(wěn)定倍數(shù) ： ?tK 50 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) ： ?esK 50 一次回路電壓 ： 110?NU kV 110?? eU kV 一次回路電流 ： 12020 ?NI A ?I A 二次回路電流 ： 2NI =5A 準(zhǔn)確度等級(jí) ： 級(jí) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： tQ = 21)( Nt IK ? = 2)( ? =15625 KQ = tI??2 = 2? = kA，tQ KQ ，滿足熱穩(wěn)定要求。運(yùn)行就得要求安全可靠電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。不論那種電氣量變化，當(dāng)其測(cè)量值超過一定數(shù)值時(shí)，繼電保護(hù)將有選擇地切除故障或顯示電氣設(shè)備的異 常情況 ， 如 根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點(diǎn)，可構(gòu)成過電流保護(hù)， 利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)等。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。 ① 過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定 ： 由于低壓母線側(cè)三相短路電流為 )3(k ?I ，則 KA2 點(diǎn)發(fā)生 三相短路時(shí)的電流為： A12 5024 011kiwk ( 2 ) ???? ?IKKI 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 23 查故對(duì) KA2 的動(dòng)作電流整定為： 6A4 A12 ??? IIn 對(duì) KA2 點(diǎn)整定時(shí)限為 ， 則 KA2 的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為 39。 ③ 過負(fù)荷保護(hù)： 動(dòng)作電流 )(opolI 按躲過線路的額定一次電流 TNI .1 來整定，其計(jì)算為： 6 22 4 031op ..( o l )I ??? ， 動(dòng)作時(shí)間取 1015s。 電力線路的繼電保護(hù) 高壓線路側(cè)繼電保護(hù) ① 在此選用 DL110 型繼電器。2t += 的 10 倍動(dòng)作電流為 。2t =。實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)保護(hù)必須考慮在母線上一般連接較多的電氣元件，因此，就不能向發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)那樣，只能用簡(jiǎn)單的接線加以實(shí)現(xiàn)。 雙繞組在正常運(yùn)行時(shí)可能存在只有高、低壓繞組工作低壓繞組開路的情況，這在防雷中帶來了需要特別考慮的問題。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 倍。 根據(jù)避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器，變壓器中性點(diǎn)接地必須裝設(shè)避雷器，并接在變壓器和斷路器之間； 1 35kV 線路側(cè)一般裝設(shè)避雷器?？紤]到靜電分量將使低壓繞組三相的電位 同時(shí)升高，故只要在任意 相繞組直接出口處裝設(shè)一個(gè)避雷器即可 [8]。具體來說，就是電流流入的元件和電流流出的元件中電流的相位相反。1t = 39。 ② 過負(fù)荷保護(hù)： 動(dòng)作電流 )(opolI 按躲過線路的計(jì)算電流30I來整定，其計(jì)算為： 324 03130ir e lop ???? .IKK( ol )I ， 動(dòng)作時(shí)間取 1015s。下面對(duì)高壓母線處的過電流保護(hù)裝置進(jìn)行整定（高壓母線處繼電保護(hù)用電流互感器變比為 1200/5A） 。輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧觸點(diǎn)等組成 ,作用于信號(hào)。則 KA1 實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為 39。即不發(fā)生拒絕動(dòng)作也不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作 [7]。 (2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。所以選擇 LBJ—10 型電流互感器合格。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 19 110kV 側(cè)： 、母聯(lián)兼旁路電流互感器 110?eU kV ?I A 所以初選 LCWB6—110B 型電流互感器 額定電流比 ： （ 27? 75） ~（ 2? 600） /5 熱穩(wěn)定電流 ： tI =2? 11~2? 30kA/1s 動(dòng)穩(wěn)定電流 ： maxi =2? ~2? 76kA 一次回路電壓 : 110?NU kV 110?? eU kV 一次回路電流 : 12020 ?NI A 二次回路電流 : 2NI =5A 準(zhǔn)確度等級(jí) : 級(jí) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) : 36002 ?tI 22 ???? tI ,則滿足熱穩(wěn)定要求 。 maxI = ???? Ik A，滿足要求。 導(dǎo)線的選擇 本設(shè)計(jì)的 110kV 為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線 LGJ，而 10kV 采用屋內(nèi)配電裝置，故采用硬母線 [6]。 ，故選用戶內(nèi)式。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 16 隔離開關(guān)的選擇 110kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 ，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。 表 62 斷路器參數(shù) 型號(hào) 額定 電壓 kV 額定 電流 kA 額定 斷 開電 流 kA 動(dòng)穩(wěn)定 電流 kA 4S 熱穩(wěn)定電流 kA 固有分閘時(shí)間 s SN910 10 25 63 25 (1)斷流能力的校驗(yàn) 流過斷路器的短路電流 ?kI kA。則短路持續(xù)時(shí)間 t=1++ =。 各回路阻抗的計(jì)算 圖 52 電力系統(tǒng)化簡(jiǎn)圖 根據(jù)圖 52 所示選擇短路點(diǎn)， 取 100?BS MVA avB UU ? ， 最大運(yùn)行方式下 ： 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 11 /11 BS SXX ? ?1S 5 0 0/1 0 ?? /22 BS SXX ? ?2S 0 0/1 0 ?? 查表得單位長(zhǎng)度電抗平均值為 ?x Ω/km 3X )115115/( ????? 4X )115115/( ????? 5X )115115/( ????? 6X )115115/( ????? 根據(jù)所選變壓器的技術(shù)參數(shù)可以求變壓器的阻抗 TX ??? )1 0 0/(%21 NTBS SSV ?? 短路 計(jì)算 110kV 側(cè)短路 計(jì)算 圖形 的 化簡(jiǎn) ： 圖 53 110k