【正文】 變電所主體設(shè)備型號(hào)一覽表 ..................................................................................... 58 110kv 變電站設(shè)計(jì) 1 1 緒論 選 題背景 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計(jì)來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效 益的目的。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性 。 ： 35kV、 10kV 側(cè) 負(fù)荷情況見下表。 方案 二 （接線圖見：附錄 A） 1． 110kv 側(cè)采用橋形接線， 35kv 側(cè)和 10kv 側(cè)采用單母分段的接線。并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故過負(fù)荷能力，以變壓器正常的過負(fù)荷能力來承擔(dān)變壓器遭受的短時(shí)高峰負(fù)荷，過負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。 ： 考慮變壓器有 倍事故過負(fù)荷能力，則 *=78%，即退出一臺(tái)時(shí)，可以滿足78%的最大負(fù)荷。接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要短路電流。 11．計(jì)算短路電流沖 擊值。 6．選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。t=2125=2205 所以 I? 178。tdz==， It178。t=4=3969 所以 I? 178。tdzIt178。隔離開關(guān)的斷開點(diǎn)的動(dòng)靜觸頭之間，必須有足夠的絕緣距離，使其在過電壓或相間閃絡(luò)情況下，也不會(huì)被擊穿而危及工作人員的安全。t 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出 I? 178。t 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出 I? 178。tdz = It178。t=36210=12960 所以 I? 178。tdIt178。 110kv 變電站設(shè)計(jì) 27 ③ 取得零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護(hù)裝置使用。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。tdz≤(ImKt)2 由斷路器校驗(yàn)時(shí)已算出 I? 178。tdz≤(ImKt)2 由斷路器校驗(yàn)時(shí)已算出 I? 178。tdz≤(ImKt)2 由斷路器校驗(yàn)時(shí)已算出 I? 178。 3．電壓互感器的接線形式 電壓互感器的接線方式很多，較常見的有以下幾種： 110kv 變電站設(shè)計(jì) 33 （ 1） 用一臺(tái)單相電壓互感器測(cè)某一相間和相對(duì)地電壓的接線方式。目前以較少使用。 電壓互感器原邊應(yīng)設(shè)隔離開關(guān)以便電壓互感器檢修。 35KV 母線接避雷器的選擇及校驗(yàn) 由 Ug=35KV， 選 FZ35 型，如表 ： 表 35KV 母線接避雷器參數(shù)表 型號(hào) 組合方式 額定電壓 (KV) 滅弧電壓 (KV) 工頻放電電壓 (KV) 不小于 不大于 FZ35 2FZ15 35 41 84 104 檢驗(yàn) ： 1． 滅弧電壓： Umi≥kUxg 因?yàn)?kUxg=135/ 3 =， Umi= Umi kUxg 2． 工頻放電電壓下限： Ugfx≥ 因?yàn)?Ugfx=84KV， =35/ 3 = 所以 Ugfx 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。 2．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面： 查表 得， ==496A。 母線的選擇及校驗(yàn) 載流導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。 35kV 及以下互感器原邊也裝設(shè)熔斷器，該熔斷器的熔體按機(jī)械強(qiáng)度來選取，其額定電流比互感器額定電流許多倍，電壓互感器過負(fù)荷由裝在低壓側(cè)的熔斷器來實(shí)現(xiàn)。此種電壓互感器為磁系統(tǒng)具有 5 個(gè)磁柱的三相三繞組電壓互感器。特點(diǎn)是：只用兩個(gè)單相電壓互感器即可測(cè)得 3 個(gè)相線 電壓，但不能測(cè)相電壓。tdz (ImKt)2 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。tdz (ImKt)2 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。tdz (ImKt)2 型號(hào) 額定電流比 (A) 級(jí)次組合 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 (Ω) 10%倍數(shù) 1s 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 重量 (kg) 價(jià)格(元 ) 1 級(jí) 3 級(jí) 二次負(fù)荷(Ω) 倍數(shù) 油 總重 LCWD110 (50～ 100)～ (300～600)/5 1D D 2 30 75 150 125 500 4300 1 4 15 110kv 變電站設(shè)計(jì) 29 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。 （ 1）一次額定電流的選擇： 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3 左右，以保證測(cè)量?jī)x表有最佳工作，并在過負(fù)荷時(shí)，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此往往有斷路器與電流互感器緊鄰布置。 互感器的選擇及校驗(yàn) 互感器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一，它是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號(hào)以反應(yīng)一次系統(tǒng)的工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。t 經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。tdz It178。t=1425=980 所以 I? 178。t=1425=980 所以 I? 178。隔離開關(guān)在運(yùn)行中，經(jīng)常受到短路電流的作用，必須能夠承受短路電流熱效應(yīng)和電動(dòng)力沖擊，尤其是不能因電動(dòng)力作用而自動(dòng)斷開，否則將引起嚴(yán)重事故。 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。tdzIt178。t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。 各回路最大持續(xù)工作電流 表 最大持續(xù)工作電流表 回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果 110KV 母線 = 1103 ?????nnUS= KA 110KV 進(jìn)線 = 032/)8035(co s3 2/ ?? ???nUP= KA 35KV 母線 = 353 ?????nnUS= KA 110kv 變電站設(shè)計(jì) 18 35KV 出線 = 6c o s3 ????nUP= KA 10KV 母線 = 103 ?????nnUS= KA 10KV 出線 = 033co s3 ????nUP= KA 主設(shè)備選擇及校驗(yàn) 斷路器的選擇及校驗(yàn) 斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。 13．繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 2．短路點(diǎn)的確定，根據(jù)以上原則，選擇了 4 個(gè)短路點(diǎn)。在兩小時(shí)內(nèi)進(jìn)行調(diào)度，使主要負(fù)荷減至正常水平。 Sn＝ 。 主接線方案比較 綜上所述，由于方案二采用橋形接線， 使 用的斷路器比 方案 一少 ， 主變臺(tái)數(shù)、型號(hào)、參數(shù)均相同，同時(shí)又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和設(shè)計(jì)規(guī)程的要求，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇方案二比較合適，達(dá)到了工程造價(jià)較低，同時(shí)考慮了變電站隨著負(fù)荷的增加，進(jìn)行擴(kuò)建和增容的可能性，因?yàn)闃蚴浇泳€在負(fù)荷增加時(shí)，可很方便的改造為單母線分段， 以適應(yīng)負(fù)荷增加和供電可靠性的要求。 2． 35110kv 線路為兩回以下時(shí)，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。通過對(duì) 110KV 降壓變電所電氣部分 的 設(shè)計(jì)，使我明白其目的在于使我們通 過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)加深 對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運(yùn)用。電氣主接線是 發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠 電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。 摘要 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計(jì)來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本 、 提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，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。 本設(shè)計(jì)針對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。 表 負(fù)荷情況表 電壓等級(jí) 負(fù)荷級(jí)別 最大負(fù)荷（ MW） 合計(jì)負(fù)荷（ MW） 35kV I 8 20 II 8 III 4 10kV I 7 16 II 5 III 4 110kv 變電站設(shè)計(jì) 3 站用電 I ： 110kV：架空線， 170 公里 35kV：架空線， 76 公里 10kV：架空線， 27 公里 110kv 變電站設(shè)計(jì) 4 2 電氣主接線設(shè)計(jì) 及短路電流計(jì)算 電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器容量選擇 根據(jù) GB5005992《 35110kv 變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》 ， 設(shè)計(jì)任務(wù)書中站給資料中要求，變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建，同時(shí)應(yīng)滿足以下條件： 1．當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電站高壓側(cè)宜采用 斷路器較少或不用斷路器的接線。 2． 主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇： 2 臺(tái)主變?nèi)萘?相同 。通常每 臺(tái)變壓器容量應(yīng) 是 在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì) 60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時(shí)可承擔(dān) 100%的負(fù)荷。本站主要負(fù)荷占 60%，在短路時(shí)（ 2 小時(shí)）帶全部主要負(fù)荷和一半左右 Ⅰ 類負(fù)荷。 110kv 變電站設(shè)計(jì) 7 短路電流的計(jì)算目 的 1．電氣主設(shè)備的選擇和比較 2．電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn) 3．繼電保護(hù)整定計(jì)算 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定 1．確定原則：計(jì)算短路電流時(shí)，短路點(diǎn)的選擇，應(yīng)使站選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流。 12．計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)攻擊的短路電流。 校核電器的基本使用條件 1．在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流 ； 2．按短路電流的有關(guān)規(guī)定來驗(yàn)算導(dǎo)體和電器設(shè)備； 3．驗(yàn)算 110kv 以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，斷路器全分閘時(shí)間和電弧燃燒。tdzIt178。t=4=128 所以 I? 178。tdzIt178。t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。 ③ 具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。tdz = It178。tdz = It178。t=5= 所以 I? 178。tdzIt178。t 經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。 電流互感器的配置原則 （ 1)每條支路的電源側(cè)均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路的測(cè)量、保護(hù)使用。 電流互感器的二次側(cè)額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用 1A。tdz = (ImKt)2=（ 75） 2= 所以 I? 178。tdz = (ImKt)2=（ 75） 2=2025 所以 I? 178。tdz = (ImKt)2=（ 275） 2=22500A= 所以 I? 178。 （ 2） 兩臺(tái)單相電壓互感器接成 V V 形接線，此種接線又稱不完全接線，用于測(cè)量各相間電壓。 （ 5） 三相五柱式電壓互感器接線形式。檢修時(shí)還需拔除副邊熔斷器，以免其它低壓經(jīng)二次回路串入電壓互感器后經(jīng)電壓互感器至原邊傷人。 10KV 母線接避雷器的選擇及校驗(yàn) 由 Ug=10KV， 選 FZ10 型，如表 ： 表 10KV 母線接避雷器參數(shù)表 型號(hào) 組合方式 額定電壓 (KV) 滅弧電壓 (KV) 工頻放電電壓 (KV) 不小于 不大于 FZ10 單獨(dú) 元件 10 26 31 檢驗(yàn)： 1． 滅弧電壓： Umi≥kUxg 110kv 變電站設(shè)計(jì) 37 因?yàn)?Uxg=10/ 3 =， Umi= Umi Uxg 2． 工頻放電電壓下限： Ugfx≥ 因?yàn)?Ugfx=26KV， =10/ 3 = 所以 Ugfx 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。 按 Tmax=6000h/a， 可得 ： 經(jīng)濟(jì)電流密度 J=， 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj=選 LGJ185 型，如表 ： 表 110KV 母線參數(shù)表 長(zhǎng)期允許截流量 (A) +70 +80 LGJ185 510 531 LGJ185，在 Qy=70℃ ,Q0=25℃ 時(shí)， Iy=510A 導(dǎo) 體 最 高 允 許 溫 度 ℃ 導(dǎo) 線 型 號(hào) 110kv 變電站設(shè)計(jì) 38 綜合校正系數(shù) K0＝ K0Iy=510= 所以 K0Iy 3．熱穩(wěn)定校驗(yàn)： S≥Smin= dztCI? （ 36） tdz 為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間 即 tdz=+= 其中熱穩(wěn)定系數(shù) C=87，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為 : Smin= dztCI? = = mm2 （ 37） S=185 mm2≥Smin= mm2 35KV 母線的