【導(dǎo)讀】教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定，同意參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。（論文）答辯委員會(huì)（小組）做出如下決議。電站的一次系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)。該110KV變電站各母線電壓等級(jí)。依次為：110KV，35KV，10KV。環(huán)境，氣象信息。無功功率補(bǔ)償裝置。進(jìn)行短路電流計(jì)算，從而選擇電氣設(shè)備。第六，擬建變電站大氣過電壓保護(hù)措施。

　　

【正文】 24 X 高 =1/2(X 13+ X12 X23)。 X 低 =1/2(X 13+ X23 X12)。 X 中 =1/2(X12+ X23 X13)。 且 X*＝ UK% Sd／ l00 SN， 那么主變壓器的各側(cè)電抗為： X 高 =1/200(18+) 100/40=； X 低 =1/200(18+) 100/40=； X 中 =1/200(+) 100/40=. 由于兩臺(tái)主變壓器采用并列方式運(yùn)行，那么根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可以確定 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)母線的短路電抗： 35KV 側(cè)： X35=X11+ X 高 /2+ X 中 /2=； 10KV 側(cè)： X10=X11+ X 高 /2+ X 低 /2=。 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果繪制變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖，如下圖 63 所示： 圖 63 110KV變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 綜合上述計(jì)算結(jié)果， K1 點(diǎn)短路時(shí)總電抗為： 。那么由此可得 K1 點(diǎn)的短路電流： Id1= Sd / 3 U d1= KA； IK1*=1/ X11= ； IK1= IK1* Id1= KA. 取沖擊系數(shù) Kch=,那么可 得短路沖擊電流： ich1 = 2 IK Kch= =21 KA K2 點(diǎn)短路時(shí)總電抗為： 。同理可得 K2 點(diǎn)的短路電流： Id2= Sd / 3 U d2= KA； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 IK2*=1/ X35= ； IK2= IK2* Id2= 8 KA. 取沖擊系數(shù) Kch=,那么可得短路沖擊電流： ich 2= 2 IK Kch= 8 =20KA K3 點(diǎn)短路時(shí)總電抗為： 。同理也可得 K3 點(diǎn)的短路電流： Id3= Sd / 3 U d3= KA； IK3*=1/ X10= ； IK3= IK3* Id3= 35 KA. 取沖擊系數(shù) Kch=,那么可得短路沖擊電流： ich 3= 2 IK Kch= 35 =88KA 最終計(jì)算結(jié)果如下表 63所示： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 表 63 三相短路電流統(tǒng)計(jì) 短路點(diǎn)： K1點(diǎn) K2 點(diǎn) K3點(diǎn) 短路回路電抗標(biāo)幺值： 短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流： KA KA KA 短路電流標(biāo)幺值： 短路電流有名值： KA 8 KA 35 KA 短路沖擊電流： 21 KA 20 KA 88 KA 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 電氣設(shè)備是變電站運(yùn)行的重要組成部分， 要求這些設(shè)備必須在系統(tǒng)正常情況或非正常情況下都能安全，可靠的運(yùn)行。合理選擇電氣設(shè)備是變電站以后向用戶提供優(yōu)質(zhì)電能，經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，因此具有重要意義。電氣設(shè)備的選擇一般是按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)過程只考慮有功功率在系統(tǒng)的傳輸，忽略無功功率，因此功率因數(shù)為 1。 變電站的電氣設(shè)備主要包括：母線，主變壓器引接線，絕緣 子，斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器和熔斷器等幾大類。在選擇過程中應(yīng)注意以下 4個(gè)問題： 1. 各設(shè)備的額定電壓，額定電流是否符合系統(tǒng)要求，一般 要 求設(shè)備額定電壓不應(yīng)低于電網(wǎng)電壓額定值，額定電流不應(yīng)低于于系統(tǒng)正常運(yùn)行的最大工作電流。 2. 各設(shè)備按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，要求短路電流通過設(shè)備時(shí)，其溫升不應(yīng)超過允許值。設(shè)備本身所能承受的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值不應(yīng)低于短路沖擊電流的幅值和有效值。 3. 按技術(shù)條件所選擇的電氣設(shè)備，應(yīng)盡可能的經(jīng)濟(jì)合理，占用空間少，充分節(jié)省金屬材料。同時(shí)，各設(shè)備應(yīng)該能方便 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 地進(jìn)行日后檢修維護(hù)工作和變電站的二期工程建設(shè)。 4．充分考慮自然環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響。比如，氣 溫，濕度，風(fēng)速，污穢等級(jí)，地震烈度，覆冰厚度等對(duì)設(shè)備正常工作的影響，應(yīng)采取有效措施避免設(shè)備因環(huán)境問題而引起的故障。 110KV 電氣設(shè)備 110KV 母線及主變引接線的選擇 本座變電站 ll0KV 母線及主變引接線均可按線路最大溫升來選取， 110KV 母線的電源進(jìn)線為 2 回，每回線路的最大輸送功率為 75000KVA，那么按照最大輸送功率來計(jì)算最大持續(xù)工作電流： IMAX =＝ SMAX/ 3 UN cosΦ =( 75000)/( 3 ll0 1)＝ 4l3 A 式中： — 線路損耗常數(shù) IMAX —— 最大持續(xù)工作電流 SMAX —— 最大輸送功率 cosΦ=1 通過查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，選擇 LGJ400/35 鋼芯鋁絞線作為 110KV 母線。按照鋼芯鋁絞線的最大溫升 70℃時(shí)，該型母線可最高通過的最大工作電流為 720A＞ 413 A，因此滿足要求。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 110KV 主變壓器的引接線同樣按最大溫升來選取。主變壓器的最大持續(xù)工作電流 仍按最大輸送功率來計(jì)算，即 IMAX =413 A。通過查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，此處選擇 LGJ300/40 型鋼芯鋁絞線作為主變 110KV 側(cè)的引接線。按照鋼芯鋁絞線的最大溫升 70℃時(shí)，該型線路可通過的最大工作電流為 568 A＞ 413 A，因此滿足要求。 110KV 絕緣子的選擇 根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境調(diào)查，站址污穢等級(jí)為Ⅳ級(jí)。通過查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》， 110KV 母線選擇 XWP7 防污型盤形懸式絕緣子。 ll0KV 斷路器的選擇 根據(jù)短路計(jì)算， 110KV 母線在 K1點(diǎn)的短路電流為 KA。短路沖擊電流 21KA。 同時(shí) 110KV 母線的最大持續(xù)工作電流為413 A。據(jù)此查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，選擇 LW35l26 型 SF6戶外斷路器。該斷路器參數(shù)如下：額定電壓 l26KV ，額定電流 3l50A， 3S短路開斷電流 kA，額定關(guān)合電流 100kA。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： IMAX＝ 4l3 A＜ IN ich＝ 21 kA＜ idw＝ l00 kA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Qd＝ Qz十 Qf 式中： Qd—— 短路電流熱效應(yīng) Qz—— 周期分量熱效 應(yīng) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 Qf—— 非周期分量熱效應(yīng) 假設(shè)短路電流作用時(shí)間 Teq= 那么 Qz＝ Teq (I2+l0I t/22+I t2)／ l2 ＝ (+l 0 )／ l2 =34 kA2 S 查閱《發(fā)電廠電氣部分》表 33： 當(dāng)短路電流切除時(shí)間大于 時(shí)，非周期時(shí)間 t取 S Qf＝ IK2 t 那么 Qf＝ ＝ Qd＝ Qz十 Qf =34+＝ kA2 S Q 承受 ＝ IK2 T＝ 3＝ 2977 kA2 S Q 承受 ＞ Qd 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 因此斷路器滿足要求。 110KV 隔離開關(guān)的選擇 根據(jù) 110KV 母線的最大持續(xù)工作電流為 413 A。查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，選擇 GW4l26 型隔離開關(guān)。該型隔離開關(guān)參數(shù)如下： 額定電壓 l26KV，額定電流 1250A，動(dòng)穩(wěn)定電流 80kA， 3S 熱穩(wěn)定電流 . 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： IMAX＝ 4l3 A＜ IN ich＝ 21 kA＜ idw＝ 80 kA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：同樣假設(shè)短路電流作用時(shí)間 Teq= 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 那么 Qz＝ 34 kA2 S Qf＝ kA2 S Qd＝ Qz十 Qf =34+＝ kA2 S Q 承受 ＝ IK2 T＝ 3＝ 2977 kA2 S Q 承受 ＞ Qd 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 該型隔離開 關(guān)滿足要求。 110KV 主變側(cè)電流互感器選擇 按照主變壓器的額定容量計(jì)算最大持續(xù)工作電流，來選取電流互感器。 IMAX =＝ SMAX/ 3 UN cosΦ =( 40000)/( 3 ll0) ＝ 220 A 35KV 以上配電裝置一般采用瓷絕緣式電流互感器。查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，選擇 LCWD110 型瓷絕緣式戶外電流互感器。該型電流互感器為主變壓器的差動(dòng)保 護(hù)提供信號(hào)。熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)為 150。額定電流比 300／ 5A。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：利用公式 2 I1n Kdw ＞ ich 式中 I1n 一次側(cè)額定電流 Kdw 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) ich 短路沖擊電流 那么 ich＝ 21kA Iln＝ Kdw＝ 150 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 2 I1n Kdw＝ 2 150＝ 64 kA＞ 21kA 因此動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：利用公式 (I1n Krw) 2＞ Qd 式中 I1n 一次側(cè)額定電流 Krw 熱穩(wěn)定倍數(shù) Qd 短路熱效應(yīng) 那么 Qd＝ kA2 S (I1n Krw) 2＝ ( 75) 2＝ 506 kA2 S＞ kA2 S 因此熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 該型電流互感器滿足要求。 110KV 出線側(cè)電流 互感器選擇 按照最大輸送負(fù)荷 75000KVA 計(jì)算最大持續(xù)工作電流 4l3 A 來選取電流互感器。作為強(qiáng)電系統(tǒng)，電流互感器二次側(cè)電流為 5A。查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》，選擇 LCW— ll0 型瓷絕緣式戶外電流互感器。該型電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)為 75，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)為 150。額定電流比 600／ 5A。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ich＝ 21 kA Iln＝ Kdw＝ 150 2 I1n Kdw＝ 2 l50＝ l27 kA ich≤ 2 I1n Kdw 因此動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)