110kV變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

- 1 - 1 廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 110kV變電站設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級(jí) 電力903 學(xué) 號(hào) 201090312 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 2011年 12 月 14 日 - 2 - 2 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工程教育最重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它是由我 們獨(dú)立完成的一項(xiàng)綜合性、創(chuàng)造性、設(shè)計(jì)性的大型作業(yè)。開(kāi)展畢業(yè) 設(shè)計(jì)課題至關(guān)重要并具有深遠(yuǎn)的意義，不僅培養(yǎng)我們分析和解決各 種實(shí)際問(wèn)題的能力，也進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知 識(shí)。 我們這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)某110kV降壓變電站的電氣部分進(jìn)行初 步設(shè)計(jì),包括了：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析、主變的選擇、電氣主接線方案選擇 、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)的選擇及CAD 制圖等內(nèi)容。 經(jīng)過(guò)五個(gè)星期的努力，我們A1組終于完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在 此過(guò)程中，我們從對(duì)變電站的生疏，到了解，再到深入研究， 我們有了不少的收獲，鞏固了在大學(xué)期間的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并對(duì)以前的 基礎(chǔ)理解的更加透徹，掌握的更加熟練；鍛煉了自己的實(shí)際應(yīng)用能 力，將課本上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系了起來(lái)；增強(qiáng)了自己 獨(dú)立解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)實(shí)事求是、全面科學(xué) 、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，為今后從事本專(zhuān)業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)牢固的基 礎(chǔ)。 但由于時(shí)間和水平的局限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有不妥之處，敬請(qǐng)老師多 批評(píng)指導(dǎo)。 - 3 - 3 目 錄 前言 第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .1 1.1.設(shè)計(jì)題目 .1 1.2.所址概況 .1 1.3.負(fù)荷資料： .1 1.4.畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)： .1 1.5.畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果要求： .2 第2章 主變壓器的選擇 .3 2.1.負(fù)荷計(jì)算 .3 2.2.變壓器臺(tái)數(shù)的確定 .3 2.3.主變?nèi)萘康拇_定 .4 2.4.主變相數(shù)的選擇 .4 2.5.主變繞組數(shù)量 .4 2.6.主變型號(hào)的選擇 .5 2.7.連接組別的選擇 .5 2.8.變壓器冷卻方式選擇 .5 第3章 電氣主接線的選擇 .7 3.1.電氣主接線的基本要求 .7 3.2.主接線的接線方式選擇 .7 3.2.1 110kV側(cè)主接線選擇方案 .9 3.2.2 35kV側(cè)主接線方案選擇 .10 3.2.3 10kV側(cè)主接線方案選擇 .11 3.2.4 變電站主接線圖 .11 第4章 短路電流計(jì)算 .13 4.1 .概述 .13 4.2.短路計(jì)算的目的及假設(shè) .13 4.2.1.短路計(jì)算的目的 .13 4.2.2.短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 .13 4.2.3.短路計(jì)算基本假設(shè) .14 4.2.4.基準(zhǔn)值的選取 .14 4.2.5.短路電流計(jì)算的步驟 .14 4.3.三相短路的計(jì)算 .16 4.3.1母聯(lián)斷開(kāi)和閉合時(shí)110kV側(cè)的情況是一樣的 .16 4.3.2 35kV側(cè) .17 4.3.3 10kV側(cè) .19 4.3.4結(jié)論 .20 - 4 - 4 第5章 電氣設(shè)備選擇 .21 5.1.概述 .21 5.1.1.一般原則 .21 5.1.2.技術(shù)條件 .21 5.2.斷路器的選擇 .22 5.2.1 對(duì)斷路器的基本要求 .22 5.2.2 斷路器選擇 .22 5.3.隔離開(kāi)關(guān)的選擇 .27 5.3.1隔離開(kāi)關(guān)的作用 .27 5.3.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 .27 5.4.互感器的選擇 .31 5.4.1. 互感器的概述 .31 5.4.2. 電流互感器選擇 .31 5.5母線的選擇 .36 5.6. 電纜的選擇 .38 第六章 保護(hù) .41 6.1. 繼電保護(hù)配置規(guī)劃 .41 6.1.1.變壓器的繼電保護(hù)： .41 6.1.2.主變壓器保護(hù)： .41 6.2. 防雷保護(hù)及其配置 .42 6.2.2.主接地網(wǎng) .44 6.6.3.主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) .44 主要參考文獻(xiàn)、資料： .46 致謝 .47 附錄1 .48 - 1 - 1 第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1.1.設(shè)計(jì)題目 某110kV降壓變電站電氣部分初步設(shè)計(jì) 1.2.所址概況 110kV 變電站坐落在一個(gè)工業(yè)園，有2回線與系統(tǒng)相連，變電站與系統(tǒng)的架空線長(zhǎng)度50 km，系統(tǒng)最大方式容量為3000MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.46，系統(tǒng)最小方式容量 為2500MVA,系統(tǒng)電抗為0.4（以系統(tǒng)容量及電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值）。 變電站地址條件較好，地勢(shì)較為平坦，屬于5級(jí)地震區(qū)，凍土層深1.8m，復(fù) 冰厚度10mm，最大風(fēng)速25m/s，年平均溫度5，最高氣溫38，最低氣溫 1。 1.3.負(fù)荷資料： 表1-1 35kV負(fù)荷情況表 用戶名 容量（MVA） 負(fù)荷性質(zhì) 距離（km） 水泥廠 10 2 15 化肥廠 10 2 10 機(jī)械廠 10 1 12 鋼鐵廠 5 1 12 表1-2 10kV負(fù)荷情況表 用戶 容量（MV A） 負(fù)荷性質(zhì) 線路類(lèi)型 距離（km ） 自來(lái)水廠 5 1 架空 2 糖廠 3.5 2 架空 2 醫(yī)院 1.0 1 電纜 1.5 紡織廠 3.0 3 架空 2 農(nóng)機(jī)廠 3.0 2 架空 1 造紙廠 1.0 2 架空 2 市政府 2.5 2 電纜 1 1.4.畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)： - 2 - 2 1） 進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇電氣主接線方案。 2） 選擇變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)、參數(shù)。 3） 計(jì)算短路電流，選擇電氣設(shè)備（斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電壓互感器、電流 互感器、避雷器）。 4） 變電站主接線圖 1張。 1.5.畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果要求： 1）變電所電氣主接線圖1張（A3紙）（包括避雷器、電流互感器、電壓 互感器等的配置）。（要求電氣CAD出圖）。 2）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（包括短路電流計(jì)算的過(guò)程及等值電路圖）。 - 3 - 3 第2章 主變壓器的選擇 主變壓器的選擇與變壓器的臺(tái)數(shù)、形式、連接組別、電壓等級(jí)、調(diào)壓等級(jí) 、冷卻方式、運(yùn)輸條件以及變電站的容量有關(guān)。它的確定除了依據(jù)基本原始資 料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電 壓等級(jí)及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。根據(jù)變電站 所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。 在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電站的自身特點(diǎn)，在滿足可 靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電站的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器 的臺(tái)數(shù)及容量。 2.1.負(fù)荷計(jì)算 1、35kV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類(lèi)負(fù)荷： MVAS150 二類(lèi)負(fù)荷： 2 2、10kV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類(lèi)負(fù)荷： VAS615 二類(lèi)負(fù)荷： M105.23. 三類(lèi)負(fù)荷： 表2-1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 電壓等級(jí) 一類(lèi)負(fù)荷 (MVA) 二類(lèi)負(fù)荷 (MVA) 三類(lèi)負(fù)荷 (MVA) 35 kV 15 20 0 10 kV 6 10 3 小計(jì) 21 30 3 匯總 54 (MVA) - 4 - 4 2.2.變壓器臺(tái)數(shù)的確定 1、選擇原則 （1）對(duì)于只供電給二類(lèi)，三類(lèi)負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺(tái)變壓器。 （2）對(duì)于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類(lèi)負(fù)荷的變電站，應(yīng)選用兩臺(tái) 相同容量的主變壓器。 2、主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 根據(jù)原始資料可知，本次所設(shè)的變電站是110kV降壓變電站，所設(shè)計(jì)變電站 的電壓等級(jí)為三個(gè)等級(jí)，分別為110kV、35kV、10kV，供電負(fù)荷大，一類(lèi)二類(lèi)負(fù) 荷占大部分，屬于有一類(lèi)負(fù)荷的重要變電站。 根據(jù)規(guī)定選擇兩臺(tái)主變時(shí)供電可靠性較高，所以選用兩臺(tái)主變壓器。 2.3.主變?nèi)萘康拇_定 1確定原則：主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。 2. 容量確定：根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì) 于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能 滿足全部負(fù)荷的60%70% ，S=54MVA或者用戶的一類(lèi)負(fù)荷和二類(lèi)負(fù)荷。由于上述條件限制，所以，兩臺(tái)主 變壓器各自承擔(dān)27MVA，當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)60%的負(fù)荷 ，單臺(tái)變壓器運(yùn)行也要滿足一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的供電MVAS4.325%60 需要，10+10+10+5+5+3.5+1+3+1+2.5=51MVA。故選擇兩臺(tái)63MVA的主變壓器就可 以滿足負(fù)荷要求 2.4.主變相數(shù)的選擇 在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_(tái) 三相式變壓器較同容量的3臺(tái)單相式投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié) 構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)比較方便。如果受到制造、運(yùn)輸條件等條件的限制時(shí)， 可選用單相變壓器組。而我們所設(shè)計(jì)的變電站，地址條件較好，不存在運(yùn)輸條 件限制問(wèn)題，故選擇三相電力變壓器 2.5.主變繞組數(shù)量 繞組的形式主要有雙繞組和三繞組 規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái) 三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電路和輔助設(shè)備，比兩臺(tái)雙繞組變壓器都較 - 5 - 5 少。 三繞組變壓器通常應(yīng)用下列場(chǎng)合： （1）在發(fā)電廠內(nèi)。除發(fā)動(dòng)機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)連接或向用戶 供電。 （2）在具有三種電壓等級(jí)的降壓變電站中，需要向高壓中壓和低壓供電或 高壓和中壓向低壓供電。 （3）在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級(jí)的系統(tǒng)需要相互連接。 （4）在星形星形接線的變壓器中，需要一個(gè)三角形連接的等三繞組。 本待建變電站具有110kV，35kV，10kV三個(gè)電壓等級(jí)，所以擬用三繞組變壓 器。 2.6.主變型號(hào)的選擇 本待建變壓器有一、二類(lèi)負(fù)荷，當(dāng)調(diào)整電壓時(shí)，需要帶負(fù)荷調(diào)整。所以采 用有載調(diào)壓變壓器，SFSZ9- 63000/110,額定容量63000kVA，高壓121kV，中壓38.5kV，低壓10.5kV。 表2-2 主變壓器型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 額定電壓（kV） 負(fù)載損耗（kW） 阻抗電壓(%)變壓 器型 號(hào) 額容 量VAk 高壓 中壓 低壓 空載 損耗 kW 高 中 高低 中 低 高 中 高 低 中 低 空載 電流 （%） SFSZ9 - 63000 /110 6300 0 110 81. 25% 38.5 2 2. 5% 10.5 51.5 270.0 降壓型 高中：10.5 高低：17.5 中低：6.5 0.32 注：該型號(hào)變壓器為三繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，它能在 負(fù)荷運(yùn)行條件下自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量。 2.7.連接組別的選擇 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系 統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型和三角型。我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組 都采用星型連接；35kV亦采用星型連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地，故本 變電站110kV側(cè)采用星型接線，35kV側(cè)采用星型連接，10kV側(cè)采用三角型接線。 即可確定本110kV降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為 接線。10ndyY - 6 - 6 2.8.變壓器冷卻方式選擇 （1）自然風(fēng)冷卻。無(wú)風(fēng)扇，僅借助冷卻器（又稱(chēng)散熱器）熱輻射和空氣自 然對(duì)流，額定容量在10000kVA及以下。 （2）強(qiáng)迫空氣冷卻。簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺(tái)電風(fēng)扇，使油迅速 冷卻，額定容量在8000kVA。 （3）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用風(fēng)扇對(duì)油管進(jìn)行冷 卻，額定容量在40000kVA及以上。 （4）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用水對(duì)油管進(jìn)行冷卻 ，額定容量在120000kVA及以上。由于銅質(zhì)量不過(guò)關(guān)，國(guó)內(nèi)已很少應(yīng)用。 （5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵 芯預(yù)先設(shè)計(jì)好的油道中進(jìn)行冷卻。 （6）水內(nèi)冷。將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)，將變壓器的熱 量帶走。 根據(jù)待設(shè)計(jì)變電站主變的容量為63000kVA，為使主變的冷卻方式既能達(dá)到 預(yù)期的冷卻效果，又簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，所以選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式 - 7 - 7 第3章 電氣主接線的選擇 3.1.電氣主接線的基本要求 1、可靠性。安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，衡量電氣主接線運(yùn)行可靠性 的一般準(zhǔn)則： （1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電； （2）斷路器或者母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn) 時(shí)間并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電； （3）盡量避免變電所全部停運(yùn)。 2、靈活性。投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈 活： （1）調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路。 （2）檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢修而 不致影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，和對(duì)用戶的供電。 （3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)渡到最終接線。 3、 經(jīng)濟(jì)性。(1)投資少；(2)占地面積?。?3)電能損耗??；(4)發(fā)展性好。 3.2.主接線的接線方式選擇 表3-1 主接線常用基本接線方式 接線 方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 單母 線接 線 單母線接線簡(jiǎn)單、 清晰，采用設(shè)備少 ，操作方便，投資 少，便于擴(kuò)建。 （1）供電可靠性和靈活 性較差，在母線及母線隔 離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，各 支路都必須停止工作需使 整個(gè)配電裝置停電；（2 ）引出線的斷路器檢修時(shí) 適用于不重要負(fù)荷和 中、小容量的水電站 和變電站中。 - 8 - 8 ，該支路要停止供電。 單母 線分 段接 線 （1）當(dāng)母線發(fā)生故 障時(shí)，僅故障母線 段停止工作，另一 段母線仍繼續(xù)工作 。（2）兩段母線可 看成是兩個(gè)獨(dú)立的 電源，提高供電可 靠性，可對(duì)重要用 戶供電。 （1）當(dāng)一段母線故障或 檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該 段母線上的所有支路，使 之停止工作。（2）任一 支路斷路器檢修時(shí)，該支 路必須停止工作。（3） 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使 架空線路出線交叉跨越， 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡 擴(kuò)建。 (1) 610kV，每段母線容 量不超過(guò)25MW；35kV 配電裝置的出線回路 數(shù)為48回為宜。（2 ）110kV配電裝置的出 線回路數(shù)為小于8回。 單母 線分 段帶 旁路 母線 接線 與單母線分段相比 ，唯一的好處是出 線斷路器故障或檢 修時(shí)可以用旁路斷 路器代路送電，使 線路不停電。 （1）增加了配電裝置的 設(shè)備，增加了占地，也增 加了工程投資。（2）旁 路斷路器代替?zhèn)€回路斷路 器的倒閘操作復(fù)雜，容易 產(chǎn)生誤操作，釀成事故。 （3）保護(hù)及二次回路接 線復(fù)雜。 (1)用于出線不多，容 量不大的中、小型發(fā) 電廠；(2)35110kV 變電站；（3）主要用 于電壓為610kV出線 較多的而且對(duì)重要負(fù) 荷供電的裝置中。 雙母 線接 線 （1）可靠性高。 （2）靈活性好。 （3）擴(kuò)建方便。 （1）檢修出線斷路器時(shí) 該支路仍然會(huì)停電。 （2）設(shè)備較多、配電裝 置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔 離開(kāi)關(guān)切換電路，容易引 起誤操作；同時(shí)投資和占 地面積較大。 （1）電壓為610kV 短路容量大、有出線 電抗器的裝置。（2） 電壓為3560kV出線 超過(guò)8回或電源較多、 負(fù)荷較大的裝置。（3 ）電壓為110kV220k V出線為5回及以上或 者在系統(tǒng)中居重要位 置出線為4回及以上的 裝置。 - 9 - 9 雙母 線分 段接 線 具有更高的可靠性 和更大的靈活性。 增加母聯(lián)斷路器和分段斷 路器數(shù)量，配電裝置投資 較大。 （1）電壓為220kV進(jìn) 出線為1014回的裝 置。（2）電壓為61 0kV進(jìn)出線回路數(shù)或母 線上電源較多、輸出 功率較大、短路電流 較大的裝置。 橋形 接線 橋形接線配電裝置 的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單， 造價(jià)便宜，運(yùn)行中 具有一定的可靠性 、靈活性、便于擴(kuò) 展。 （1）內(nèi)橋接線正常運(yùn)行 時(shí)變壓器操作復(fù)雜。同時(shí) ，出現(xiàn)斷路器故障或檢修 時(shí)，造成該回路停電。(2 ) 線路投入與切除時(shí)，操作 復(fù)雜。 在具有兩臺(tái)主變壓器 的雙回線路中變電站 中得到廣泛應(yīng)用。 3.2.1 110kV側(cè)主接線選擇方案 根據(jù)發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備中可有：當(dāng)有兩臺(tái)主變壓器和兩回線路時(shí) 可采用橋式接，橋式接線可分為內(nèi)橋接線和外橋接線，以后隨著發(fā)展，過(guò)渡到 單母線分段和雙母線接線。本變電站110kV側(cè)有兩回進(jìn)線，初步擬定方案為橋式 接線,即有內(nèi)橋和外橋接線兩種方案。 跨 條跨 條 QSQSFF 圖3-2 方案1內(nèi)橋接線 圖3-3 方案2 外橋接線 方案1內(nèi)橋接線特點(diǎn)： (1)線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回 路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 (2)正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 (3)橋回路故障或檢修時(shí)兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同時(shí)，出現(xiàn)斷路器故障或 - 10 - 10 檢修時(shí)，造成該回路停電。為此，在實(shí)際接線中可采用設(shè)外跨條來(lái)提高運(yùn)行靈 活性。 內(nèi)橋接線使用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)、故障可能性較大和變壓器 不需要經(jīng)常切換的運(yùn)行方式的變電站中。 方案2外橋接線特點(diǎn)： (1)變壓器操作方便。 (2)線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。如線路檢修或故障時(shí)，需斷開(kāi)兩臺(tái)斷路 器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短 時(shí)停電。 (3)橋回路故障或檢修時(shí)全廠分裂為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同 時(shí)，出線側(cè)斷路器故障或檢修時(shí)，造成該側(cè)變壓器停電。此外，在實(shí)際接線中 可采用設(shè)內(nèi)跨條來(lái)提高運(yùn)行靈活性。 外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要 經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過(guò)的變電站中。 以上兩種方案比較：兩種方案均具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、造價(jià)低、易 于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為了節(jié)省投資，變電站建設(shè)初期，可先 采用橋形接線，并預(yù)留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。結(jié) 合原始材料可知待設(shè)計(jì)變電所有兩回進(jìn)線兩回出線，線路為50km屬于短距離輸 電線路，所以110kV側(cè)采用外橋接線方式。 注：長(zhǎng)距離輸電線路-線路長(zhǎng)度超過(guò)300km以上； 中距離輸電線路- 線路長(zhǎng)度在100km以上，300km以下的架空輸電線路和不超過(guò)100km的電纜線路； 短距離輸電線路-線路長(zhǎng)度不超過(guò)100km。 3.2.2 35kV側(cè)主接線方案選擇 根據(jù)實(shí)際情況初步擬定三種方案，如下各圖所示： L13QS0QFF21S 段 段L15QS253F0641QS2 段 段 L13QS4QF2L4 - 11 - 11 圖3-4 依據(jù)以上三種接線方式的特點(diǎn)作出主接線方案比較如下表所示： 接線方式 單母線分段接線（方案1） 單母線接線（方案2） 單母分段帶旁路接線（方案3） 優(yōu)、缺點(diǎn) (1)一段母線故障停止 工作，另一段母線仍 可工作。兩段接線可 提高供電可靠性。(2) 當(dāng)一段母線故障時(shí)， 該母線上所有支路必 須斷開(kāi)，停電范圍較 大；任一支路斷路器 檢修時(shí)，該支路必須 停電 (1) 單母線接線簡(jiǎn)單、 清晰，采用設(shè)備少 ，操作方便，投資 少，便于擴(kuò)建。 (2)可靠性和靈活性 較差。在母線和母 線隔離開(kāi)關(guān)檢修或 故障時(shí)，各支路都 停電，引出線的斷 路器檢修時(shí)，該支 路要停電。 (1)單母線分段相比，唯 一的好處是出線斷路器故 障或檢修時(shí)可以用旁路斷 路器代路送電，使線路不 停電。(2)增加了配電裝 置的設(shè)備，增加了占地， 也增加了工程投資。 (3)旁路斷路器代替?zhèn)€回 路斷路器的倒閘操作復(fù)雜 ，容易產(chǎn)生誤操作，釀成 事故。(4)保護(hù)及二次回 路接線復(fù)雜。 可靠性 較好 較差 高 靈活性 較好 較差 較好 維護(hù)性 較好 較差 較好 技 術(shù) 比 較 二次保 護(hù) 一般 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 經(jīng)濟(jì)比較 略有增加 投資少 投資大 結(jié)論 通過(guò)以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性 和靈活性方面比單母線較好，維護(hù)方便性好。經(jīng)濟(jì)方面有點(diǎn)增加，但不 起主導(dǎo)地位；單母線分段接線方式與單母分段帶旁路接線相比，在可靠 性、靈活性和維護(hù)方面都差不多，但是單母分段帶旁路接線增加了配電 裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。所以綜合考慮，選擇單 母線分段接線（方案1）較為合理。 選擇方案 單母線分段接線（方案1） 3.2.3 10kV側(cè)主接線方案選擇 10kV側(cè)主接線方案選擇的分析過(guò)程同35kV側(cè)主接線方案選擇相同，故選擇 單母線分段接線比較合理 - 12 - 12 3.2.4變電站主接線圖 根據(jù)以上分析結(jié)果得出變電站主接線圖3-5所示 - 13 - 13 第4章 短路電流計(jì)算 4.1 .概述 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超 出規(guī)定值的大電流。主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三 相短路電流都大于兩相和單相短路電流。 短路電流的大小也是比較主接線方案，分析運(yùn)行方式時(shí)必須考慮的因素。 系統(tǒng)短路時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點(diǎn)處尤為嚴(yán)重，這將直接危害用戶供 電的安全性及可靠性。 選擇電氣設(shè)備時(shí)，通常用三相短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度時(shí)用兩 相短路、單相短路電流或或單相接地電流。工程設(shè)計(jì)中主要計(jì)算三相短路電流 。 4.2.短路計(jì)算的目的及假設(shè) 4.2.1. 短路計(jì)算的目的 1、選擇電氣設(shè)備：電氣設(shè)備，如開(kāi)關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須 具有充分的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 的校驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。 2、繼電保護(hù)的配置和整定：系統(tǒng)中影配置繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)裝置的參 數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析算。 3、電氣主接線方案的比較和選擇：在發(fā)電廠和變電站的主接線設(shè)計(jì)中，比 較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。 4、通信干擾：在設(shè)計(jì)110kV及以上電壓等級(jí)的架空輸電線時(shí)，要計(jì)算短路 電流，以確定電力線對(duì)臨近架設(shè)的通信線是否存在危險(xiǎn)及干擾影響。 5、短路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，計(jì)算軟導(dǎo) 線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。 4.2.2.短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng) 按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工 程建成后5- 10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式， 而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 - 14 - 14 2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋 作用的導(dǎo)部電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 3、選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常 接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。 4、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。 4.2.3.短路計(jì)算基本假設(shè) 短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： 1、正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。 2、所有的電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 3、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 4、不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 5、元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 6、輸電線路的電容略去不計(jì)。 4.2.4.基準(zhǔn)值的選取 每個(gè)元件電氣量的標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值都可以任意選定。若選取的基準(zhǔn)功率為 和基準(zhǔn)電壓為 ，由于4個(gè)電氣量?jī)H兩個(gè)是獨(dú)立量，其基準(zhǔn)電流 和基準(zhǔn)電BSBUBI 抗可通過(guò)功率關(guān)系和歐姆定律求得，即 和 。BUSI3BSUIZ23 4.2.5.短路電流計(jì)算的步驟 1.短路點(diǎn)的選擇 一般發(fā)生在母線上的短路電流較大，故短路點(diǎn)選擇在各側(cè)的母線上?？紤]1 0kV和35kV側(cè)母聯(lián)斷開(kāi)與閉合的情況，故作出短路系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值等效電路圖， 母聯(lián)斷開(kāi)時(shí)如圖4-1所示，母聯(lián)閉合時(shí)如圖4-2所示。 - 15 - 15 圖4-1 標(biāo)幺值等效電路圖 圖4-2 標(biāo)幺值等效電路圖 2.元件電抗 求各元件的電抗標(biāo)幺值： MVASB10kV15avUB 變電站與系統(tǒng)的架空線長(zhǎng)度50km，系統(tǒng)最大方式容量為3000MVA，相應(yīng)的系 統(tǒng)電抗為0.46。 (1)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的阻抗計(jì)算 015.346.01SBX (2) 線路總阻抗計(jì) (3) 變壓器各側(cè)阻抗計(jì)算 高壓側(cè)： 75.10).657.10(2%)(21%313 KKKUU 中壓側(cè)： 2,121 低壓側(cè)： .).()(2323 KKK 變壓器容量為 MVASNT617.0175.10BITUX4632%2 NTKS 0756.4.222BLL - 16 - 16 107.631075.%3NTBKTSUX48.2.21BT 59.010.22BTSX.47.223BTU 4.3.三相短路的計(jì)算 4.3.1母聯(lián)斷開(kāi)和閉合時(shí)110kV側(cè)的情況是一樣的 系統(tǒng)到110kV側(cè) MVASB10kV15avUB 當(dāng)在 （ ）處發(fā)生三相短路時(shí)1K4 最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖4-3所示 圖4-3標(biāo)幺值等效電路圖 電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： 096.75.01.1 LSfX 系統(tǒng)電阻為： 85.134.6. 2s2SUs 電源至短路點(diǎn)的總電阻： .085.1f%6.85.1%0fsX45.372039.BSff - 17 - 17 所以110kV側(cè)為有限大系統(tǒng) T=0s時(shí)。 37.0B 短路周期分量的有效值： AUSBNf k678.53107.3 短路沖擊電流： kiMk 4.68.512f 短路最大有效值： AIf7.5.1 短路容量： MVfB 9.303f T=0.1s時(shí)。 6.0 短路周期分量的有效值： kAUSBNf 94.53165.03 短路沖擊電流： kiMk 97.4.812f 短路最大有效值： AIf5.5.1 短路容量： MVfB 3.03f T=4s時(shí)， 78.0B 短路周期分量的有效值： kAUSBNf 96.531078.3 短路沖擊電流： kAiMk 4.69.512f 短路最大有效值： If 8.5.1 短路容量： MVfB 37.3f 4.3.2 35kV側(cè) MVASB10kV7avUB 母聯(lián)閉合時(shí) 當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 5K 最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖4-4所示 - 18 - 18 圖4-4 標(biāo)幺值等效電路圖 電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： 1736.0)4.17.0(256.01. 2TLSf XX 電源至短路點(diǎn)的總電阻： 38.259.821085.21TLsf XX%3.038.5%10fS 45.2176.*f BNfI 所以35kV側(cè)是無(wú)限大系統(tǒng) 短路周期分量的有效值： 標(biāo)幺值： 76.513.0*f fI 有名值： kAUSBff 9.830. 短路沖擊電流： iMk .2.12f 短路最大有效值： kIf 6985.1 短路容量： MVAfB3.733f 母聯(lián)斷開(kāi)時(shí) 當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 2K 最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖4-5所示 - 19 - 19 圖4-5標(biāo)幺值等效電路圖 電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： 256.04.17.056.01. TLSf XX 短路周期分量的有效值： 標(biāo)幺值： 9.3256.0*ffI 有名值： kAUSBff 09.671. 短路沖擊電流： iMk 5.82f 短路最大有效值： kIf 26905.1. 短路容量： MVAfB.373f 4.3.3 10kV側(cè) MVASB10k5.10avUB 1、母聯(lián)閉合時(shí) 當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 6K 最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖4-6所示 圖4-6標(biāo)幺值等效電路圖 電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： 291.0)7.1.0(2756.01. 3TLSf XX - 20 - 20 電源至短路點(diǎn)的總電阻： 17.3025.48.1085.231TLsf XX%.607.85%10fS 45.387.13.*f BNfI 所以10kV側(cè)是無(wú)限大系統(tǒng) 短路周期分量的有效值： 標(biāo)幺值： 36.4291.0*f fI 有名值： kAUSBff 97.235.0. 短路沖擊電流： iMk 0.61.812f 短路最大有效值： kIf 43972.1 短路容量： MVAfB .5.503f 2、母聯(lián)斷開(kāi)時(shí) 當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 3K 最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖4-7所示 圖4-7標(biāo)幺值等效電路圖 電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： 367.01.7.056.01. TLSf XX 短路周期分量的有效值： 標(biāo)幺值： 2.673.0*ffI - 21 - 21 有名值： kAUSIBff 96.1435.072.3* 短路沖擊電流： iMk 08.8f 短路最大有效值： kIf 742961.2.1 短路容量： MVAfB .503f 4.3.4結(jié)論 經(jīng)過(guò)以上計(jì)算的結(jié)果，從中可以知道，當(dāng)母聯(lián)閉合時(shí)在最大運(yùn)行方式下的 三相短路電流值最大，所以根據(jù)母聯(lián)閉合時(shí)在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流 來(lái)選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備。 第5章 電氣設(shè)備選擇 5.1.概述 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇 電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行 電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理， 安全要可靠，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場(chǎng)的自然條件要求。所選設(shè)備正常時(shí) 應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。 5.1.1.一般原則 1、設(shè)備按照主接線形式進(jìn)行配置 2、按裝置位置及系統(tǒng)正常運(yùn)行情況進(jìn)行選擇，按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) 3、所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最?lèi)毫舆\(yùn)行方式下仍能可靠工作，動(dòng)作。 4、同類(lèi)設(shè)備盡量同一型號(hào)，便于設(shè)備的維護(hù)，訂貨和相互備用 5、考慮近期5年發(fā)展的要求 5.1.2.技術(shù)條件 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條 件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下， - 22 - 22 積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 1、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 （1）額定電壓 通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.11.15 倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般不超過(guò)電網(wǎng)的額定電壓的1.15 倍。即 (電網(wǎng)額定電壓)NSU （2）額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流NI 。 應(yīng)不小于該回路在各種合理方式下的最大持續(xù)工作電流 。NI maxI 2、按短路狀態(tài)校驗(yàn) （1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許 值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 。ktQI2 式中 -短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； 、t -I 電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。 （2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 或 。sheisheI 式中 -短路沖擊電流幅值及其有效值； -shIi、 esIi、 電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值。 5.2.斷路器的選擇 5.2.1 對(duì)斷路器的基本要求 1、工作可靠。斷路器應(yīng)能在規(guī)定的運(yùn)行條件下長(zhǎng)期可靠地工作，并能在正 常和故障情況下準(zhǔn)確無(wú)誤的完成關(guān)合和開(kāi)斷電路的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造 成嚴(yán)重的后果。 2、具有足夠的開(kāi)斷能力。斷路器的開(kāi)斷能力是只能夠安全切斷最大短路電 流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn) 定。 3、具有自動(dòng)重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時(shí)性的。為了提 - 23 - 23 高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式。 4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還考慮到經(jīng)濟(jì)性，故 要求斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格合理。 5.2.2 斷路器選擇 1、110kV側(cè)斷路器選擇 110kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(60.29713540.5.I 3m AUSNax 式中 -指變電站總負(fù)荷的容量，MVA。 110kV側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為 kA，沖擊678.5fI 電流最大值為 kA。45.1mi 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為L(zhǎng)W24-126的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5- 1所示： 表5-1 110kV側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定 電壓 (kV) 最高 工作 電壓( kV) 額定 電流 （A ） 額定 開(kāi)斷 電流 （kA ） 額定短 時(shí)耐受 電流kA （4s） 額定峰 值耐受 流（kA ） 額定 關(guān)合 電流 （kA ） 額定 合閘 時(shí)間 （s） 全開(kāi) 時(shí)間 （s） LW24-126 110 126 1250 31.5 31.5 80 80 0.1 0.06 （1）斷路器最高工作電壓126kV大于系統(tǒng)額定電壓110kV； （2）斷路器額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作 ；AIN1250 AI60.297max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流 三相短路周期分量有效值k.3keAIfk678.5 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值 ，即kAi80max kAim45.1 滿足要求。miax （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste40ttrer 0t - 24 - 24 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值，則有etsk39645.122 AIt 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)e sk5.12946.5224fk AtQ 則 ，即滿足要求。ktQI2 故LW24-126的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求 2、 35kV側(cè)斷路器選擇 35kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 AUSIN21.60350.135.max 式中 -指變電站 35kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 35kV側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為 ，沖擊電AIfk9.8 流最大值為 。Aimk8.2 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為ZN12-40.5的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5- 2所示： 表5-2 35kV側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定 電壓 (kV) 最高 工作 電壓( kV) 額定 電流 （A ） 額定 開(kāi)斷 電流 （kA ） 額定短 時(shí)耐受 電流kA （4s） 額定峰 值耐受 電流（k A） 額定 關(guān)合 電流 （kA ） 額定 合閘 時(shí)間 （s） 全開(kāi) 斷時(shí) 間（s ） ZN12-40.5 35 40.5 1250 25 25 63 63 0.1 0.06 （1）斷路器最高工作電壓40.5kV大于系統(tǒng)額定電壓35kV； （2）斷路器額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作AIN1250 AI21.60max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流 三相短路周期分量有效值keAIfk9.8 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值 ，即kAi63max kAim8.2 滿足要求。miax - 25 - 25 （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste40ttrer 0t 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 skAIt 25042 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)et s8.349.8t2 IQk 則 ，即滿足要求。kQI2t 故ZN12-40.5的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。 3、10kV側(cè)斷路器選擇 10kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 AUSNax 8.150395.10.I 3m 式中 -指變電站 10kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 10kV側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為 ，沖擊電kAIf97.23 流最大值為 。kAim02.61 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為ZN11-12的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5- 3所示： 表5-3 10kV側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定 電壓 (kV) 最高 工作 電壓( kV) 額定 電流 （A ） 額定 開(kāi)斷 電流 （kA ） 額定短 時(shí)耐受 電流kA （4s） 額定峰 值耐受 流（kA ） 額定 關(guān)合 電流 （kA ） 額定 合閘 時(shí)（s ） 全開(kāi) 斷時(shí) 間（s ） ZN12-12 10 12 1250 31.5 31.5 80 80 0.06 0.03 （1）斷路器最高工作電壓12kV大于系統(tǒng)額定電壓10kV； （2）斷路器額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作 ；AIN1250 AI8.15max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流 三相短路周期分量有效值.3ke ；AIfk97. （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值kAi80max ，即 滿足要求。im02.61miax - 26 - 26 （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè) ,其中 ste40ttre ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間)rt 0 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值etsk39645.122 AIt 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)e skAtIQk 2224.987.3 則 ，即滿足要求，故ZN12-12的斷路器符合要求。kQtI2 4、選擇校驗(yàn)結(jié)果列表如下 表5-4 110kV側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇LW24-126 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓 kV 系統(tǒng)電壓 110 額定電壓 110 合格 最大持續(xù)工作電流 A 最大持續(xù)工作電流 297.60 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA 短路沖擊電流最大值 14.45 額定峰值耐受電流 80 合格 熱穩(wěn)定校 sk短路電流的熱效應(yīng) kQ129.5 tI23969 合格 額定開(kāi)斷電流（kA ） 三相短路周期分量有效 值 5.678 額定開(kāi)斷電流 31.5 合格 表5-5 35kV側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇ZN12-40.5 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓kV 系統(tǒng)電壓 35 額定電壓 35 合格 最大持續(xù)工作電流 A 最大持續(xù)工作電流 606.21 額定電流 1250 合格 - 27 - 27 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)kA 短路沖擊電流最大值 22.88 額定峰值耐受電流 63 合格 熱穩(wěn)定校 skA短路電流的熱效應(yīng) kQ323.28 tI22500 合格 額定開(kāi)斷電流（kA ） 三相短路周期分量有效 值 8.99 額定開(kāi)斷電流 25 合格 表5-6 10kV側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇ZN12-12 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓（kV） 系統(tǒng)電壓 10 額定電壓 10 合格 最大持續(xù)工作電流 A 最大持續(xù)工作電流 1151.8 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)kA 短路沖擊電流最大值 61.02 額定峰值耐受電流 80 合格 熱穩(wěn)定校 sk短路電流的熱效應(yīng) kQ2298.42 tI23969 合格 額定開(kāi)斷電流（kA ） 三相短路周期分量有效 值 23.97 額定開(kāi)斷電流 31.5 合格 5.3.隔離開(kāi)關(guān)的選擇 5.3.1隔離開(kāi)關(guān)的作用 高壓隔離開(kāi)關(guān)是在無(wú)載情況下斷開(kāi)或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對(duì)被 檢修的高壓母線、斷路器等電氣設(shè)備與帶電的高壓線路進(jìn)行電氣隔離的設(shè)備； 其作用如下： （1）隔離電源、保證安全，利用隔離開(kāi)關(guān)將高壓電氣裝置中需要檢修的部 分與其它帶電部分可靠隔離。使工作人員可以安全的進(jìn)行作業(yè)，不影響其余部 分的正常工作。 （2）倒閘操作，隔離開(kāi)關(guān)經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘操 作。 （3）接通或切斷小電流電路，可以利用隔離開(kāi)關(guān)接通或切斷下列電路：電 壓互感器、避雷器、長(zhǎng)度不超過(guò)10km的35kV空載線路或長(zhǎng)度不超過(guò)5km的10kV空 載線路、35kV/1000kVA及以下和110kV/3200kVA以下的空載變壓器。 隔離開(kāi)關(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合 的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，再根據(jù)其校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果后確定。 5.3.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 - 28 - 28 1、110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 110kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 AUSNax 60.29713540.5.I 3m 式中 -指變電站 10kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 110kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 kA，沖擊電流 kA678.5fI 45.1mi 。 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為GW5-110D630的隔離開(kāi)關(guān)。 其技術(shù)參數(shù)如下表5-7所示： 表5-7 110kV側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電 壓(kV) 最高工 作電壓( kV) 額定 電流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（kA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流kA（4s ） GW5-110D630 110 126 630 50 20 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓110kV等于系統(tǒng)額定電壓110kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作 ；IN630 AI60.297max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 kAi50max ，短路沖擊電流最大值 ，即 滿足要求。i4.1miax （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste0ttrer 0t 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 skAtI221640 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)e skAtIQfk 5.12946.5224 則 ，即滿足要求，故選擇GW5-110D630的隔離開(kāi)關(guān)kQtI2 2、 35kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇 35kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 - 29 - 29 AUSIN21.60350.135.max 式中 -指變電站 35kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 ，沖擊電流kIf9.8kAim8.2 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為GN16- 35G1250的隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下表5-8所示： 表5-8 35kV側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電 壓(kV) 最高工 作電壓( kV) 額定 電流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（kA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流kA（4s ） GN16-351250 35 37 1250 63 25 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓35kV等于系統(tǒng)額定電壓35kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作 ；IN1250 AI12.60max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 kAi63max ，短路沖擊電流最大值 ，即 滿足要求。i8.2miax （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste0ttrer 0t 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 skAtI2254 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) ，則e skAtQ222k 8.349.8 ，即滿足要求，故選擇GN16-351250的隔離開(kāi)關(guān)。kQtI2 3、10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇 10kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 AUSNax 8.150395.10.I 3m 式中 -指變電站 10kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 10kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 ，沖擊電流Ifk97.23Aimk02.61 - 30 - 30 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為GN22- 102000的隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下表5-9所示： 表5-9 10kV側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電 壓(kV) 最高工 作電壓( kV) 額定 電流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（kA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流k（4s ） GN22-102000 10 10.5 2000 100 40 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓10kV等于系統(tǒng)額定電壓10kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 最大持續(xù)持續(xù)工作IN20 AI8.15max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 kAi1max ，短路沖擊電流最大值 kA，即 滿足要求。2.60i miax （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste0ttrer 0t 時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 skAtI22640 時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) ，則e skAtQ222k 4.987.3 ，即滿足要求。kQtI2 故GN22-102000的隔離開(kāi)關(guān)，可滿足技術(shù)條件要求。 4、選擇校驗(yàn)結(jié)果列表： 表5-10 110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān) 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇GW5-110D600 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓kV 系統(tǒng)電壓 110 額定電壓 110 合格 最大持續(xù)工作電 流 A 最大持續(xù)工作電流 297.60 額定電流 630 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)kA 短路沖擊電流最大值 14.45 動(dòng)穩(wěn)定電流 50 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)sk 短路電流的熱效應(yīng) kQ129.5 tI21600 合格 - 31 - 31 表5-11 35kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān) 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇GN16-351250 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓kV 系統(tǒng)電壓 35 額定電壓 35 合格 最大持續(xù)工作電 流 A 最大持續(xù)工作電流 606.12 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)kA 短路沖擊電流最大值 22.88 動(dòng)穩(wěn)定電流 63 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)sk 短路電流的熱效應(yīng) kQ323.28 tI22500 合格 表5-12 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān) 校驗(yàn)項(xiàng)目 計(jì)算參數(shù) 選擇GN22-102000 校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓（kV） 系統(tǒng)電壓 10 額定電壓 10 合格 最大持續(xù)工作電 流A 最大持續(xù)工作電流 1151.8 額定電流 2000 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)kA 短路沖擊電流最大值 61.02 動(dòng)穩(wěn)定電流 100 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)sk 短路電流的熱效應(yīng) kQ2298.42 tI26400 合格 5.4.互感器的選擇 5.4.1. 互感器的概述 互感器是變換電壓、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)也反映一次系統(tǒng)地工作狀況，前者稱(chēng)為電壓互感器，后者稱(chēng)為電 流互感器。 互感器包括電流互感器和電壓互感器兩類(lèi)。前者將大電流變成規(guī)定的小電 流（5A或1A）；后者將高電壓變成規(guī)定的低電壓（100V）。測(cè)量?jī)x表和繼電器 的線圈與互感器的二次線圈相連，互感器的二次線圈應(yīng)有可靠的接地。采用互 感器的目的，除了將二次回路與一次回路隔離，以保證運(yùn)行人員和設(shè)備的安全 外，還使由它供電的二次設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，從而個(gè)給運(yùn)行維護(hù)提供方便。 5.4.2. 電流互感器選擇 在110kV側(cè)每條進(jìn)線路上和變壓器110kV側(cè)與斷路器之間裝設(shè)四組三相電流互 感器，一組用于測(cè)量，一組用于計(jì)量，一組用于保護(hù)，另一組備用。在變壓器35k V側(cè)及其每條出線路上和母聯(lián)斷路器分別裝設(shè)三組電流互感器，一組用于測(cè)量，一 - 32 - 32 組用于保護(hù)，另一組計(jì)量。在變壓器10kV側(cè)及其每條線路和母聯(lián)斷路器上分別裝 設(shè)兩組電流互感器，只裝在線路的A、C相上，在不同的線路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí) ，可統(tǒng)計(jì)2/3的幾率只切除一條線路，另一條線路可繼續(xù)運(yùn)行，提高供電可靠性， 而且比三相都安裝電流互感器簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，廣泛采用 兩只在A、C相上安裝電流互感器的形式。 1.110kV側(cè)電流互感器的選擇 (1)110kV側(cè)屬于戶外配電裝置 (2)110kV側(cè)額定電壓 =110kVU (3)110kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 A6.29731054.305.1ImaxNS 式中 -指變電站 110kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 110kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 ，沖擊電流Ifk69.5Aimk48.1 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為L(zhǎng)B1- 110W1300的電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下表5-13所示： 表5-13 110kV側(cè)的電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電流 (A) 級(jí)別組合 額定 輸出V A 10%倍數(shù) 1s熱穩(wěn)定試 驗(yàn)電流kA 1s動(dòng)穩(wěn)定電流kA LB1-110W1300 2 300/50.5/10P/10P /10P 40 15 21 55 (4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)sk69.3.01222 A75tfkkt 2 符合要求 (5) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA3.25.02eskAik48.1 - 33 - 33 es2ki 符合要求 通過(guò)以上校驗(yàn)可知，選擇LB1-110W1300電流互感器符合要求 2.35kV側(cè)電流互感器的選擇 (1)35kV側(cè)屬于戶內(nèi)配電裝置 (2)35kV側(cè)額定電壓 =35kVU (3)35kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 A21.60350.1305.1ImaxNS 式中 -指變電站 35kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。 35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 ，沖擊電流Ifk9.8Aimk8.2 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為L(zhǎng)AB- 35800的電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如下表5-14所示： 表5-14 35kV側(cè)的電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電 流(A) 級(jí)別組 合 額定 輸出V A 10%倍數(shù) 1s熱穩(wěn)定試 驗(yàn)電流kA 1s動(dòng)穩(wěn)定電流kA LAB-35800 2 800/50.5/10P 0.2/10P 40 15 16.5 42 (4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)s4.178.0516222 kA9tfkkt 2 符合要求 (5) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA5.4728.02eskAik. - 34 - 34 es2ki 符合要求 通過(guò)以上校驗(yàn)可知，選擇LAB-35800電流互感器符合要求 3.10kV側(cè)電流互感器的選擇 (1)10kV側(cè)屬于戶內(nèi)配電裝置 (2)10kV側(cè)額定電壓 =10kVU (3)10kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 A8.153095.130