【正文】 .................................................................................... 17 五、高壓熔斷器的選擇： .................................................................................................... 17 六、母線的選擇： ................................................................................................................ 17 第 5 章 變電所的防雷保護(hù)規(guī)劃 ........................................................................ 20 一、直擊雷的過電壓保護(hù)： ................................................................................................ 20 二、雷電侵入波的過電壓保護(hù) ............................................................................................ 20 三、避雷器的配置： ............................................................................................................ 20 四、避雷線的配置： ............................................................................................................ 20 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 22 附錄 ..................................................................................................................... 23 第一部分 計算書 .................................................................................................................. 23 第二部分 電氣主接線圖 ...................................................................................................... 34 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 5 第 1 章 主變選擇 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》中有關(guān)內(nèi)容，遵照《變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)對 110KV變電所進(jìn)行設(shè)計，其設(shè)計的方法和步驟如下： 一、原始資料分析 分析本變電站在電力系統(tǒng)中的作用： 本變電所的電壓等級為 110KV，為一降壓變電所，在系統(tǒng)中的地位比較重要，高壓側(cè)同時接收和變換 功率，供 60KV負(fù)荷和 35KV負(fù)荷，屬于地區(qū)一般變電所。 短路電流計算。大慶 2020 年 5 月 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 2 設(shè)計任務(wù)書 一、原始資料： 變電所性質(zhì)：區(qū)域性變電所。 2） 60KV側(cè)共 7回架空出線，最大綜合負(fù)荷 70MW。根據(jù)所給系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)阻抗及短路電流，并對主要電氣設(shè)備及導(dǎo)線進(jìn)行了選擇和校驗。 二、主變壓器的選擇 變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同 時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。它的調(diào)壓范圍較大，一般在 15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)不固定，而要 求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。2179。 ? 具有擴建和可能性。 （ 3）盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟合理，一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮： 投資?。? 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 8 ? 主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等次設(shè)備，降低投資。 二、主接線的基本接線形式 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式。每回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跑開與此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電。 二、無匯流母線的電氣主接線 變壓器一線路單元連接 （ 1）優(yōu)點：接線最簡單，設(shè)備最少，不需高壓配電裝置。 （ 2）外橋形接線 1）優(yōu)點：同內(nèi)橋形接線 2）缺點： ? 變壓器的切除和較復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回線路暫時停運； ? 連接橋斷路器檢修時，兩個回路 需解列運行； ? 出線斷路器檢修時，線路要在此期間停運。 故 35KV采用單母線分段連接。短路事故威脅著電 網(wǎng)的正常運行中，并有可能損壞電氣設(shè)備。非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減，其衰減時間常數(shù)為 。 ? 認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處 于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 ? 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 ,兩個容量相差很大的電源不能夠合并。 一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220KV 及以下時為 ；額定電壓為 330500kv時為 。 t2≥ Qk 式中： Qk—— 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)。 Ir2t 252179。 35KV電壓互感器 選用 RN2—— 35型高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)： Ue=35KV， Le=， Sde=1000MVA。按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體截面的允許電流還必 須滿足 Igmax≤ kIal ⑵電暈電壓校驗 當(dāng) 110KV所選導(dǎo)線截面積大于 70mm2時，可不作電暈電壓校驗。 2) 主變 60KV側(cè)至 60KV母線連線的選擇 根據(jù)設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定一般選矩形鋁母線做變壓器至母線的連接線， Igmax =496A按經(jīng)濟電流密度選設(shè) Tmax=4500h，查有關(guān)資料得， J=，經(jīng)查有關(guān)設(shè)計手冊得：試選用 100179。 8）條矩形鋁母線平放時，長期允許載流量為 2298A，取綜合校正系數(shù) K=，則實際載 流量為 IXR =2298179。 一、直擊雷的過電壓保護(hù)： 裝設(shè)獨立避雷針，為防止雷直擊 變電設(shè)備及其架構(gòu)、電工建筑物，其沖擊接地電阻不宜超過 10歐，為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構(gòu)之間的空氣中的距離 SK不宜小于 5m，獨立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離 Sd應(yīng)大于 3m。其絕緣水平為 35kV等級，需在中性點上裝避雷器。 ％ /177。 ( U dⅡ Ⅲ % + U dⅠ Ⅱ % U dⅢ Ⅰ %) =(1/2) 179。 (Sj/Se) =() 179。 X2/( X1+ X2+ X7) = 179。 ≈ I2〃 = I3〃 =Ij179。 ≈ Ich1=179。 S) I2∞ tdz≤ I2rt滿足熱穩(wěn)定要求 b、動穩(wěn)定校驗： ich≤ idw ich=， idw=80KA 所以滿足要求 c、開斷電流校驗： Iekd＞ I// Iekd=， I//= Iekd＞ I//滿足要求 故所選 LW35— 110型斷路器符合要求 110KV 側(cè)隔離開關(guān)選 GW4— 110 型 Ie=1250A， Igmax= Ie≥ Igmax滿足要求 Ue= Ugmax=110KV所以 Ue≥ Ugmax 滿足要求 a、熱 穩(wěn)定校驗： I2∞ tdz≤ I2rt I2∞ tdz=179。 S) I2∞ tdz≤ I2rt滿足熱穩(wěn)定要求 b、動穩(wěn)定校驗： ich≤ idw ich=， idw=63KA， ich＜ idw所以滿足要求 c、開斷電流校驗： Iekd＞ I// Iekd=25KA， I//=， Iekd＞ I//所以滿足要求 故所選 ZN85— 60型斷路器符合要求 35KV 側(cè) A、主變側(cè)選 VS1— 12/3150A 型斷路器 Ie=3150A， Igmax=1819A所以 Ie≥ Igmax滿足要求 Ue= 12KV， Ugmax= Ue≥ Ugmax 滿足要求 a、 熱穩(wěn)定校驗： I2∞ tdz≤ I2rt 即： tjs= tb+ td =+=1s(不考慮非周期分量 ) 在β //=1時，查《發(fā)電廠電氣設(shè)備》中周期分量等值時間曲線，得 tdz= 所以 I2∞ tdz=179。 S) I2∞ tdz≤ I2rt滿足熱穩(wěn)定要求 b、 動穩(wěn)定校驗： ich≤ idw ich=， idw=80KA， ich＜ idw所以滿足要求 c、 開斷電流校驗： Iekd＞ I// Iekd=， I//=， Iekd＞ I//所以滿足要求 故所選 VS1— 12— 1250型斷路器符合要求 （三）電流互感器的校驗： 當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中工作電流大 1/3左右，以保證測量儀表 最佳工作，并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。變壓?35KV側(cè)最大持續(xù)工作電流為 ： 35KV最大負(fù)荷利用時間 TMAX為 4500h以上，由相關(guān)資料查的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為： J=則：線的經(jīng)濟截面為： 經(jīng)查有關(guān)設(shè)計手冊得：試選用 100179。 校驗在 d2(3)點，短路時的熱穩(wěn)定系數(shù) C=87,I∞ =。 35KV 側(cè)導(dǎo)線的選 35KV側(cè)母線的校驗： 按 d3(3)點短路條件進(jìn)行，動穩(wěn)定 和熱穩(wěn)定的校驗。 103)2 179。 W為截面系數(shù)， W= b=10 mm， h=125mm查有關(guān)資料得： 硬鋁絞線的最大應(yīng)力 ? y =69179。 AU SI e eg 2020 a x ??????AU SI e eg 1 8 1 93103 1 5 0 a x ??????21 4 7 3m a x mmJIgS j ???)( 2min mmtCISS dz ???? ?110KV 降壓變電 所 設(shè)計 33 熱穩(wěn)定校驗： 查有關(guān)資料得 C=87,I∞ = 設(shè)主保護(hù)動作時間為 ，斷路器全分閘時間為 ，則短路電流計算時間為 t=+=，β =1查短路電流周期分量等值時間曲線得： tz= tdz= tz+ = 故所選 LGJ— 150 型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，則同時也大于可 不校驗電暈的最小導(dǎo)體 LGJ— 70，故不進(jìn)行電暈校驗。 校驗在 d3(3)點，短路時的熱穩(wěn)定系數(shù) C=87設(shè)變壓器主保護(hù)動作時間為 ，斷路器合分閘時間為 。 179。 8 矩形鋁母線平放時，長期允許載流量為 2298A，取綜合校正系數(shù) K=，則實際載流量 IXR =2089179。則短路電流計算時間 t=+=，β //=1查短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線得 tz=； tdz =+= 所選鋁母線的截面為 100179。 = ＞ Igmax 校驗在 d2(3) 點短路時的動穩(wěn)定，取 L=1M， a=,iCH= 則作用在母線上的最大計算應(yīng)力按公式： ? max=179。 610=Igmax =174A。 S) I2rt=402179。 S) I2rt=179。 ≈ Ich2= Ich3 =179。 5 ≈ ich1 =179。 X7/( X1+ X2+ X7) = 179。 X2/( X1+X2+X7) = 179。 ( U dⅢ Ⅰ %+U dⅡ Ⅲ % U dⅠ Ⅱ %) =(1/2) 179。 ％ kV 容量比： 75/75/75 Ij=Sj/ 3 179。 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 21 避雷器選擇一覽表 型 號 安裝地點 數(shù)量 參 數(shù) 陡度沖擊電流下殘壓≤ kV 雷電沖擊電流下殘壓 ≤ kV 操作沖擊電流下殘壓 ≤ kV 直流 1mA參考電壓≥ kV YH10WZ— 102/266 110kV 母線 2 266 YH5WZ— 51/134 60kV側(cè)母線 2 154 134 114 73 YH5WZ— 17/45 35kV母線 2