某企業(yè)35kV變電所電氣設(shè)計(jì)(一次部分) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文I某企業(yè) 35kV 變電所電氣設(shè)計(jì)(一次部分)摘 要本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“某企業(yè) 35kV 變電所電氣設(shè)計(jì)” ，主要是關(guān)于強(qiáng)電部分的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)分別從主接線、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇等幾個(gè)方面對(duì)變電站進(jìn)行了闡述，并繪制出電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、防雷與接地圖等相關(guān)圖紙。由于存在兩條獨(dú)立電源進(jìn)線，本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)主變壓器，并根據(jù)給定的計(jì)算負(fù)荷，選定額定容量為 8000kVA 變壓器 SZ11-8000/35。通過(guò)比較各種主接線方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定 35kV 電壓等級(jí)側(cè)采用線變組接線方式；6kV 電壓等級(jí)側(cè)采用單母分段式接線方式。在繪制

2、出電氣主接線簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上，分別選擇主變壓器高低側(cè)短路時(shí)作為短路點(diǎn)，計(jì)算出短路電流，從而作為選擇及校驗(yàn)主要電氣設(shè)備的依據(jù)。主要電氣設(shè)備包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、電流互感器、電壓互感器、母線、避雷器。按正常工作條件下選擇設(shè)備的額定電流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。在主要電氣設(shè)備都選定的基礎(chǔ)上，可以繪制出最終的電氣主接線圖、平面布置圖、防雷與接地圖。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：主變壓器，主接線方式，短路電流，電氣設(shè)備南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文IIAbstractThis graduation thesis is about “Electric

3、 design for an enterprise”. It is mainly about the design of heavy current system. This design separately from the main connection, short-circuit current calculation, the main electrical equipment selection and so on several aspects of substation were introduced, and map out the main electrical wiri

4、ng, electrical general layout, lightning protection and pick up the map and related drawings. Because there are two separate power lines, the design uses two main transformers, and according to the given load, rated capacity of up to 8000kVA transformers SZ11-8000/35 is selected. By comparing the va

5、rious advantages and disadvantages of main wiring scheme, finalize 35kV voltage line transformer connection 6kV voltage single-segment connection. Draw on the basis of main electrical wiring diagram, as a short circuit when you choose high and low-side short circuit of main transformer, calculation

6、of short circuit current, so as the basis for selection and check the main electrical equipment. Main electrical equipment including circuit breakers, disconnections, fuse, current transformers, voltage transformers, bus, lightning arrester. Under normal operating conditions the rated current, rated

7、 voltage and model of the device, by short circuit case calibration device of thermal stability, stability and the breaking capacity of the switch. Major electrical equipment were selected on the basis of, you can draw out the final electrical wiring diagram, floor plan, lightning protection and gro

8、unding.Key Words: The Main Transformer, the Electricity Lord Connects the Line, the Short-circuit Current, the Electrical Equipment南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目 錄摘 要.IABSTRACT .II第 1 章 緒論.11.1 本課題的研究意義及目的.11.2 本課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.3 本課題主要資料.21.4 本文所做的工作與論文結(jié)構(gòu).2第 2 章 電力負(fù)荷的分級(jí)和計(jì)算.32.1 負(fù)荷分級(jí)與供電要求.32.1.1 負(fù)荷的定義.32.1.

9、2 負(fù)荷分級(jí).32.2 電力負(fù)荷的計(jì)算.32.2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的.32.2.2 負(fù)荷計(jì)算方法.4第 3 章 電氣主接線和變壓器的選擇.63.1 電氣主接線的選擇.63.1.1 電氣主接線的基本要求.63.1.2 電氣主接線的形式.63.1.3 主接線方案的選擇.83.2 變壓器的選擇.93.2.1 變壓器類(lèi)型的選擇.93.2.2 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇.93.2.3 變壓器容量的選擇.9第 4 章 短路電流計(jì)算.114.1 短路電流計(jì)算的目的和意義.114.2 短路點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算方法.114.3 最大運(yùn)行方式下短路電流.124.4 最小運(yùn)行方式下短路電流.14第 5 章 電氣設(shè)備的選擇.

10、17南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5.1 高壓斷路器的選擇.195.1.1 35kV 進(jìn)線斷路器.195.1.2 6kV 進(jìn)線斷路器.205.1.3 6kV 出線斷路器.205.2 電流互感器的選擇.205.2.1 35kV 進(jìn)線電流互感器.215.2.2 6kV 進(jìn)線電流互感器.215.2.3 6kV 出線電流互感器.225.3 電壓互感器的選擇.225.3.1 35kV 線路側(cè)電壓互感器.235.3.2 6kV 線路側(cè)電壓互感器.235.4 高壓熔斷器的選擇.235.5 接地開(kāi)關(guān)的選擇.245.5.1 35kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān).245.5.2 6kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān).245.6

11、避雷器的選擇.255.6.1 35kV 側(cè)避雷器.255.6.2 6kV 側(cè)避雷器.265.7 母線的選擇.265.7.1 主變 35kV 母線.275.7.2 主變 6kV 母線.285.8 電源進(jìn)線和出線電纜的選擇.295.8.1 35kV 電源進(jìn)線.295.8.2 6kV 出線電纜.305.9 開(kāi)關(guān)柜的選擇.315.9.1 35kV 高壓開(kāi)關(guān)柜.315.9.2 6kV 高壓開(kāi)關(guān)柜.32第 6 章 防雷與接地.336.1 防雷及過(guò)電壓保護(hù).336.1.1 雷擊的危害.336.1.2 本變電所的防雷保護(hù).336.2 接地.366.1.1 接地的基本概念.366.1.2 接地的分類(lèi).366.1

12、.3 本變電所接地裝置布置.37南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文結(jié)束語(yǔ).39謝 辭.40參考文獻(xiàn).41附 錄.42南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1第 1 章 緒論1.1 本課題的研究意義及目的進(jìn)入 21 世紀(jì)后，我國(guó)電力仍將以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)仍很重。作為發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，變換和分配電能的重要組成部分，將面臨電力體制改革和技術(shù)創(chuàng)新能力的雙重挑戰(zhàn)，如何合理的設(shè)計(jì)一個(gè)變電所，使之在技術(shù)上、管理上適應(yīng)電力市場(chǎng)化體制和競(jìng)爭(zhēng)需要，促使電網(wǎng)互聯(lián)范圍的不斷擴(kuò)大，是這次設(shè)計(jì)的主要目的。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，一般安裝有變壓器及其

13、控制和保護(hù)裝置，起著變換和分配電能的作用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求，高壓、超高壓變電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行系統(tǒng)必須適應(yīng)這種新形勢(shì)，因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電能力與可靠性以及綜合自動(dòng)化程度，以滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求是電力企業(yè)的首要目標(biāo)。變電所研究對(duì)工業(yè)生產(chǎn)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要的促進(jìn)作用。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)和研究，進(jìn)一步深化理論技術(shù)方面，培養(yǎng)自身實(shí)踐動(dòng)手能力、分析研究及科技創(chuàng)新能力。通過(guò)對(duì)本課題的研究，可以進(jìn)一步了解相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，緊跟時(shí)代脈搏，鍛煉自身科學(xué)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立研究等方面的能力。1.2 本課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)：現(xiàn)階段我國(guó)主要進(jìn)行的變電站典型設(shè)計(jì)，

14、是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有變電站樣本進(jìn)行評(píng)估、類(lèi)比、組合，形成典型化設(shè)計(jì)方案，并以新技術(shù)為依托，不斷優(yōu)化，形成一系列定制化產(chǎn)品，滿足城市、農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)需求。通過(guò)變電站典型設(shè)計(jì)，歸并工程流程,統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高工作效率，降低項(xiàng)目實(shí)施不確定性，加快工程建設(shè)進(jìn)度，降低將來(lái)運(yùn)行成本。變電站典型設(shè)計(jì)是將技術(shù)與管理相結(jié)合，通過(guò)典型化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高工程整體效益?，F(xiàn)在國(guó)家正在重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，形成全國(guó)統(tǒng)一的聯(lián)合電網(wǎng)。國(guó)際（國(guó)外）：目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家的電能極度緊缺，電力資源緊缺是制約他們發(fā)展的一個(gè)重要因數(shù)。為了滿足需求這些國(guó)家通過(guò)各種方式來(lái)降低電能的損耗，比如說(shuō)增高電壓就是一種比較方便、實(shí)用的方法，這些國(guó)家已經(jīng)形成了比較完善的變電

15、設(shè)計(jì)理論。比較完善的變電站設(shè)計(jì)理論是真正做到了節(jié)約、集約、高效等特點(diǎn)。總之，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)改善變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站功率損耗，盡可能地提高變電所的靈活性，最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21.3 本課題主要資料1.本變電所西南 8km 處有一區(qū)域變電所，新建總降壓變電所電源由區(qū)域變電所兩路 35kV 架空線供電，區(qū)域變電所 35kV 母線上的短路容量為980MVA，680MVA。系統(tǒng)要求新建變電所繼電保護(hù)時(shí)間不大于 2 秒，功率)3(maxKS)3(minKS因數(shù)。9 . 0cos2.負(fù)荷資料表 1-1 高壓電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定電壓(kV)額定容量(每臺(tái)kW)

16、效率%功率因數(shù)起動(dòng)倍數(shù)臺(tái)數(shù)線路長(zhǎng)度(M)異步電動(dòng)機(jī)YR5001-466300.90.854.54415異步電動(dòng)機(jī)Y4501-462500.90.844.24220同步電動(dòng)機(jī)T630M-4610000.9-0.95.32130表 2-2 車(chē)間變電所額定電壓（kV）計(jì)算容量(每臺(tái) T)變電所變壓器型號(hào)額定容量（kVA）高壓低壓臺(tái)數(shù)P(kW)Q(kvar)供電線路長(zhǎng)度（M）1 號(hào)S11100060.427004554002 號(hào)S11125060.428205402003 號(hào)S1180060.425804304004 號(hào)S11100060.427203801003.氣象、土壤資料按南京地區(qū)考慮；操作電

17、源：直流 220V；電能計(jì)量：采用高供高計(jì)，兩路 35kV 進(jìn)線各設(shè)置計(jì)量專(zhuān)用的電流、電壓互感器及計(jì)量屏；設(shè)計(jì)兩臺(tái)所用變。1.4 本文所做的工作與論文結(jié)構(gòu)本文以某企業(yè) 35kV 變電所設(shè)計(jì)為研究課題，著重介紹了 35kV 變電所電氣主接線、南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3電氣平面布置、設(shè)備選型、防雷接地等方面的設(shè)計(jì)。主要結(jié)合理論知識(shí)，分析原始材料，首先進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)功率因數(shù)要求進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。并進(jìn)行變壓器的選擇，確定總降壓變電所主接線形式。通過(guò)短路電流計(jì)算，選擇各種電氣設(shè)備，包括變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器和母線等，并對(duì)它們進(jìn)行校驗(yàn)。最后設(shè)計(jì)防雷和接地保護(hù)裝置。南京師范

18、大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4第 2 章 電力負(fù)荷的分級(jí)和計(jì)算2.1 負(fù)荷分級(jí)與供電要求2.1.1 負(fù)荷的定義負(fù)荷指發(fā)電機(jī)或變電所供給用戶的電力。其衡量標(biāo)準(zhǔn)為電氣設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器和線路中通過(guò)的功率或電流，而不是它們的阻抗。2.1.2 負(fù)荷分級(jí)按照用電設(shè)備對(duì)供電可靠性要求的不同，以及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)上所造成的影響和損失的大小，把電力負(fù)荷分為三級(jí)。1一級(jí)負(fù)荷：屬下列情況之一均為一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂者。一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：兩個(gè)獨(dú)立電源供電，特殊重要的由兩個(gè)獨(dú)立的電

19、源點(diǎn)供電，增設(shè)應(yīng)急電源。2二級(jí)負(fù)荷：屬下列情況之一均為二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成設(shè)備局部損壞、大量減產(chǎn)等。二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：兩回路供電，當(dāng)負(fù)荷較小或者兩回線有困難時(shí)，允許采用 6kV 及以上一回專(zhuān)用線路供電。3三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)、二級(jí)的負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：無(wú)特殊要求，可由一回線供電。2.2 電力負(fù)荷的計(jì)算2.2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的負(fù)荷計(jì)算主要是確定計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是進(jìn)行供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇變壓器容量、南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重

20、要數(shù)據(jù)。在做供配電設(shè)計(jì)時(shí)，首先要知道用電量有多少，這就需要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。準(zhǔn)確的負(fù)荷計(jì)算，使設(shè)計(jì)工作建立在可靠的基礎(chǔ)上，做出來(lái)的設(shè)計(jì)方案比較經(jīng)濟(jì)合理。若負(fù)荷計(jì)算過(guò)大，將造成投資和設(shè)備器材的浪費(fèi)；負(fù)荷計(jì)算過(guò)小，則因設(shè)備承受不了實(shí)際的負(fù)荷電流而發(fā)熱，加速絕緣老化，直至損壞設(shè)備，影響安全供電。所以，電力負(fù)荷的計(jì)算是做供配電設(shè)計(jì)時(shí)首先要解決的問(wèn)題，應(yīng)想辦法把實(shí)際使用的負(fù)荷盡量正確地計(jì)算出來(lái)。2.2.2 負(fù)荷計(jì)算方法工廠負(fù)荷計(jì)算的方法主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電法。接自配電線路上用電設(shè)備組的多臺(tái)設(shè)備不可能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，即使都運(yùn)行的設(shè)備又不可能都是滿負(fù)荷，因此對(duì)工業(yè)用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算，

21、均采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算。需要系數(shù)法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，適用于方案估算并且接近實(shí)際負(fù)荷，故本廠的負(fù)荷計(jì)算一律用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用這種方法計(jì)算時(shí)，可由負(fù)荷到電源逐級(jí)計(jì)算，即首先按需要系數(shù)法求得車(chē)間低壓側(cè)有功及無(wú)功計(jì)算負(fù)荷加上本車(chē)間變電所變壓器的有功及無(wú)功損耗，即得本車(chē)間變電所高壓側(cè)負(fù)荷；其次將全廠各車(chē)間變電所高壓側(cè)負(fù)荷相加，同時(shí)加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時(shí)系數(shù)（有功及無(wú)功均取 0.9） ，便得工廠降壓變電站低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，然后再考慮無(wú)功影響及降壓變電站主變的功率損耗，其總和就是全廠計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 kW

22、Edca有功功率：（2-1） （2-wlLdKK2） kvar （2-tgQcaca無(wú)功功率：3） kVA （2-22cacacaQS視在功率：4） A （2-cos33NcaNcacaUUS計(jì)算電流：5）南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6負(fù)荷計(jì)算如下表 2-1 所示。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文7表 2-1 負(fù)荷計(jì)算用電設(shè)備組額定容量 Pe（每臺(tái)）kW/kva臺(tái)數(shù)功率因數(shù)costan 需要系數(shù)Kd有功計(jì)算負(fù)荷Pca（kW）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qca（kvar）視在計(jì)算負(fù)荷Sca（kVA）計(jì)算電流（A）車(chē)間變壓器有功損耗PT(kW)車(chē)間變壓器無(wú)功損耗QT（kvar）

23、異步電動(dòng)機(jī)YR5001-463040.850.620.820161249.922372.0454.3異步電動(dòng)機(jī)Y4501-525040.840.6460.8800516.80952.4126.0同步電動(dòng)機(jī)T630M-410002-0.9-0.4840.81600-774.401777.5581.5車(chē)間變壓器 1 號(hào) S11100021400910.001669.7676.525.05100.19車(chē)間變壓器 2 號(hào) S111250216401080.001963.6790.029.46117.82車(chē)間變壓器 3 號(hào) S1180021160860.001444.0266.221.6686.64車(chē)間

24、變壓器 4 號(hào) S11100021440760.001628.2574.624.4297.70車(chē)間10156.595004.66同時(shí)系數(shù)0.90.9主變低壓側(cè)9140.934504.2010190.40主變損耗305.711222.85總計(jì)算負(fù)荷9446.645727.0411047.08總功率因數(shù)0.86南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8第 3 章 電氣主接線和變壓器的選擇3.1 電氣主接線的選擇3.1.1 電氣主接線的基本要求對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。1安全性。必須保證在任何可能的運(yùn)行方式及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全。2. 可

25、靠性。能滿足各級(jí)用電負(fù)荷供電可靠性要求。對(duì)三級(jí)負(fù)荷采用單電源供電即可；對(duì)于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占大多數(shù)的用戶，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電；對(duì)特殊重要的一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。同時(shí)具備下列兩個(gè)條件的發(fā)電廠、變電所的不同母線就屬于獨(dú)立電源：（1）每段母線的電源來(lái)自不同的發(fā)電機(jī)；（2）每段母線之間無(wú)聯(lián)系，或雖有聯(lián)系但當(dāng)其中一段母線發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)供電。獨(dú)立電源點(diǎn)是指獨(dú)立電源來(lái)自不同地點(diǎn)，當(dāng)其中任一獨(dú)立電源點(diǎn)因故障停電時(shí)，并不影響其他電源繼續(xù)供電。3靈活性。主接線應(yīng)在安全、可靠的前提下，力求接線簡(jiǎn)單運(yùn)行靈活，應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式的要求。4經(jīng)濟(jì)性。在滿足以上要求的條件

26、下，力求達(dá)到最少的一次投資與最低的年運(yùn)行費(fèi)用。5可擴(kuò)展性。電氣主接線在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)要兼顧到從初期接線過(guò)渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地在保證供電的情況下完成過(guò)渡方案的實(shí)施。3.1.2 電氣主接線的形式變電所的主接線可以分為有匯流母線的主接線和無(wú)匯流母線的主接線兩大類(lèi)。有匯流母線的主接線又可分為單母線接線和雙母線接線；無(wú)匯流母線的主接線又可分為單元接線、橋式接線和多角接線。35110kV 變電所的主接線形式有多種，其中常見(jiàn)的有：1線路-變壓器組接線適用于只有一回進(jìn)線和一回出線，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器的場(chǎng)合。見(jiàn)圖 3-1。南京師范大學(xué)電氣

27、與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文9圖 3-1 線-變組接線2單母線接線所有電源和引出線回路都連接于同一匯流母線上。見(jiàn)圖 3-2。3單母線分段接線母線分段后，對(duì)于重要的用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時(shí)供電。在正常情況下，一般采用分列運(yùn)行方式，即正常時(shí)分段斷路器 QF3 是斷開(kāi)的，在 QF3 上裝有備用電源自動(dòng)投入裝置，當(dāng)任一電源失電后，QF3 自動(dòng)接通，保證全部線路繼續(xù)供電。見(jiàn)圖 3-3。 圖 3-2 單母線接線 圖 3-3 單母分段接線4橋式接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，可采用橋式接線。廣泛使用于及以下的變電所中，具有兩路電源的工廠企業(yè)變電所也普遍采用，還可以作為建設(shè)初期的過(guò)度接線

28、。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文10按橋斷路器的位置可分為：（1）內(nèi)橋式接線。橋斷路器在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)（即變壓器側(cè)） 。適用于進(jìn)線線路較長(zhǎng)，負(fù)荷比較平穩(wěn)，變壓器不需經(jīng)常投切的場(chǎng)合。見(jiàn)圖 3-4。（2）外橋式接線。橋斷路器在進(jìn)線斷路器的外側(cè)（即進(jìn)線側(cè)） 。適用于進(jìn)線線路較短，負(fù)荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換或電網(wǎng)有穿越功率經(jīng)過(guò)的的場(chǎng)合。見(jiàn)圖 3-5。圖 3-4 內(nèi)橋式接線 圖 3-5 外橋式接線3.1.3 主接線方案的選擇1方案比較以上介紹的常見(jiàn)的幾種主接線形式其技術(shù)比較見(jiàn)表 3-1。表 3-1 主接線方案比較方案方案優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)線-變組接線接線簡(jiǎn)單清晰；所使用的設(shè)備少，

29、節(jié)約投資。主接線中任一設(shè)備（包括線路）故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將停電，可靠性差。單母接線接線簡(jiǎn)單清晰；便于進(jìn)出線；操作方便。母線或連接于母線上的任隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)都將響全部負(fù)荷的用電，可靠性和靈活性差。單母分段接線接線簡(jiǎn)單清晰；操作方便；便于擴(kuò)建；可靠性和靈活性高。增加了斷路器的數(shù)量，投資較大。內(nèi)橋接線接線簡(jiǎn)單清晰；四條回路使用三臺(tái)斷路器，線路投切比較方便。變壓器的投切比較復(fù)雜。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文11外橋接線裝置簡(jiǎn)單清晰；工作可靠靈活變壓器切換比較方便。不適用于線路需要經(jīng)常切換的情況。2方案確定從表中各種主接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)比較及其適用場(chǎng)合來(lái)分析，經(jīng)濟(jì)性最好的是

30、線-變組接線，一臺(tái)主變只用一個(gè)斷路器，且由于是雙線-變組接線，滿足 N-1 供電可靠性要求，在一臺(tái)主變停運(yùn)后均能向用戶正常供電，所以 35kV 側(cè)采用線-變組接線。6kV 側(cè)單母分段接線，用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時(shí)供電，當(dāng)任一祖母線故障或檢修時(shí)，用戶仍可通過(guò)正常母線繼續(xù)供電；而兩段母線同時(shí)故障檢修的概率很小，大大提高了對(duì)重要用戶的供電可靠性。3.2 變壓器的選擇3.2.1 變壓器類(lèi)型的選擇一般正常環(huán)境的變電站，可選用油浸式變壓器，且優(yōu)先選用 SL11 等系列低損耗電力變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)所用防塵型或者防腐蝕型變壓器，例如：SL15 等系列全

31、密封式變壓器，其具有防震、防塵、防腐蝕的性能，并能與爆炸性氣體相隔絕。多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，宜選用干式變壓器，例如環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器。本變電站屬于化工企業(yè)，選用油浸式低損耗系列變壓器。3.2.2 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)的選擇要依據(jù)以下原則：1為滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，根據(jù)負(fù)荷等級(jí)確定變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)具有大量一、二級(jí)負(fù)荷或只有大量二級(jí)負(fù)荷，宜采用兩臺(tái)及以上變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)仍能正常工作。2負(fù)荷容量大而集中時(shí)，雖然負(fù)荷只為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)及以上變壓器。3對(duì)于季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大時(shí)，從供電的經(jīng)濟(jì)角度考慮；為了方便、靈活地投切變壓器，也可選擇兩臺(tái)變壓器。由

32、于本變電站是兩路電源進(jìn)線，負(fù)荷多為一、二級(jí)負(fù)荷，因此需要兩臺(tái)變壓器。3.2.3 變壓器容量的選擇變壓器的選擇要考慮到負(fù)荷將來(lái)可能增加和改造的可能性，必要時(shí)最好留有一定的富余。在負(fù)荷系數(shù)較低的場(chǎng)合，實(shí)際應(yīng)用中一般都允許變壓器超過(guò)額定負(fù)荷為峰值提供電力，而不必為短時(shí)的峰值負(fù)荷讓變壓器選擇特別大的容量。實(shí)際應(yīng)用變壓器的南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文12選擇還要考慮到開(kāi)關(guān)電器的電流容量和分?jǐn)嗳萘恳约皩?dǎo)體的載流量。本站裝有兩臺(tái)主變壓器，且兩臺(tái)變壓器互為暗備用。每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷的 60%，一般選取為 70%，即)(773308.110477 . 07 . 0AkVS

33、ScaNT同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)不小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和。因此每臺(tái)主變壓器的容量可選為 8000kVA。綜上，可以選擇系列低損耗、低噪聲三相雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器,其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 3-2 所示。由于變壓器出線為短線路，僅需補(bǔ)償一、二次繞組 5%電壓損失，所以變壓器低壓側(cè)額定電壓為 6.3kV。表 3-2 變壓器 SZ11-8000/35 的技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓(kV)型號(hào)額定容量(kVA)高壓低壓空載電流(%)空載損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)阻抗電壓(%)連結(jié)組 標(biāo)號(hào)SZ11-8000/3580003532.5%6.30.669.842.67.5Yd11外形尺寸為長(zhǎng) 3980mm，寬 255

34、0mm，高 3500mm。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文13第 4 章 短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的和意義短路電流計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要用于解決以下問(wèn)題：1選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備，如斷路器、互感器、電抗器、母線等；2合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置；3作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù)。4.2 短路點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算方法短路一般用戶計(jì)算短路電流都是為了選擇設(shè)備的需要，設(shè)備安裝在哪里，哪里就是計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)。但當(dāng)一段導(dǎo)體的阻抗比較小，可以忽略不計(jì)時(shí)，某一范圍內(nèi)的短路電流值是近似相等的，如高壓母線、低壓母線、變壓器高壓側(cè)、變壓器低壓側(cè)、設(shè)備接入端等；

35、人們也常用幾個(gè)代表性的點(diǎn)來(lái)說(shuō)明某一供電系統(tǒng)的整體短路水平，這幾個(gè)點(diǎn)就是常說(shuō)的計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)。因此選擇主變壓器高低壓側(cè)作為短路點(diǎn)。無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)的三相短路電流采用標(biāo)幺值法計(jì)算。取元件所在電壓等級(jí)的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，并可以近似認(rèn)為電氣設(shè)備（除電抗器外）的額定電壓與所在電壓等級(jí)的平均額定電壓相等。這樣對(duì)于多電壓級(jí)電路，各元件阻抗標(biāo)幺值無(wú)需進(jìn)行電壓換算。首先要根據(jù)原始數(shù)據(jù)計(jì)算短路回路中個(gè)元件的阻抗及短路回路中的總阻抗。設(shè)基準(zhǔn)功率為 SB，取元件所在電壓級(jí)的平均額定電壓 Uav為基準(zhǔn)電壓 UB。本變電站系統(tǒng)圖可簡(jiǎn)化如圖 4-1 所示。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文14圖

36、 4-1 變電站系統(tǒng)圖設(shè) SB=100MVA，UB=Uav，則有各元件的電抗標(biāo)幺值如下：1系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)電抗最小，短路電流最大。X1=X2=X*S1max= X*S2max=0.1020max.)3(KBSS980100當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)電抗最大，短路電流最小。X1=X2=X*S1min=X*S2min= =0.1471min.)3(KBSS68010035kV 架空進(jìn)線：X0=0.40/km，L1=8km。X3=X4=X*L1=X*L2=0.2337221037100840. 0avBUSLX2變壓器X5=X6=X*T =0.9375NTBkSSU10

37、0%81001005 . 7由以上計(jì)算可畫(huà)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的等值電路圖 4-2。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文15圖 4-2 等值電路圖4.3 最大運(yùn)行方式下短路電流系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下具有最大的短路電流，簡(jiǎn)化電路為：圖 4-3 最大運(yùn)行方式下等值電路圖主變高壓側(cè)短路電流計(jì)算：從上節(jié)的計(jì)算可知，當(dāng)主變的高壓側(cè)短路，即 K1 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)至主變高壓側(cè)的總電抗為：X*K1=X1+X3=0.1020+0.2337=0.3357K1 點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 IB為：IB=1.56(kA)avBUS3373100所以，K1點(diǎn)短路時(shí)，其短路電流的次暫態(tài)值為： IK1=4.65（kA)1KBXI33

38、57. 056. 1短路電流沖擊值為：南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16ish=KshIK1=2.554.65=11.86(kA)2次暫態(tài)短路功率為： S=Uav IK1=374.65=298.0(MVA)33主變低壓側(cè)短路電流計(jì)算主變低壓側(cè)短路，即 K2 點(diǎn)發(fā)生短路。K2點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 IB為： IB=9.16(kA)avBUS33 . 63100短路回路的總阻抗為：X*K2=X1+X3+X5=0.1020+0.2337+0.9375=1.2732所以，短路電流的次暫態(tài)值為：IK2=7.19(kA)2KBXI2732. 116. 9短路電流沖擊值為：ish=KshIK2=2.

39、557.19=18.33(kA)2次暫態(tài)短路功率為：S=Uav IK2=6.37.19=78.5(MVA) 33綜上所述短路電流計(jì)算結(jié)果如下表 4-1 所示表 4-1 最大運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算表短路地點(diǎn)短路點(diǎn)編號(hào)短路電流次暫態(tài)值（kA）I短路電流穩(wěn)態(tài)值 （kA）I短路電流沖擊值 （kA）shi次暫態(tài)短路功率S（MVA）35 kV 母線K14.654.6511.86298.06 kV 母線K27.197.1918.3378.54.4 最小運(yùn)行方式下短路電流系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下具有最小的短路電流，簡(jiǎn)化電路為：南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文17圖 4-4 最小運(yùn)行方式下等值電路圖主

40、變高壓側(cè)短路電流計(jì)算：從上節(jié)的計(jì)算可知，當(dāng)主變的高壓側(cè)短路，即 K1 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)至主變高壓側(cè)的總電抗為：X*K1=X1+X3=0.1471+0.2337=0.3808K1 點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 IB為：IB=1.56(kA)avBUS3373100所以，K1點(diǎn)短路時(shí)，其短路電流的次暫態(tài)值為： IK1=4.10（kA)1KBXI3808. 056. 1 短路電流沖擊值為：ish=KshIK1=2.554.10=10.46(kA)2次暫態(tài)短路功率為： S=Uav IK1=374.10=262.8(MVA)33主變低壓側(cè)短路電流計(jì)算主變低壓側(cè)短路，即 K2 點(diǎn)發(fā)生短路。K2點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 IB為： I

41、B=9.16(kA)avBUS33 . 63100短路回路的總阻抗為：X*K2=X1+X3+X5=0.1471+0.2337+0.9375=1.3183 所以，短路電流的次暫態(tài)值為：南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文18IK2=6.95(kA)2KBXI3183. 116. 9短路電流沖擊值為：ish=KshIK2=2.556.95=17.72(kA)2次暫態(tài)短路功率為：S=Uav IK2=6.36.95=75.8(MVA) 33綜上所述短路電流計(jì)算結(jié)果如下表 4-2 所示。表 4-2 最小運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算表短路地點(diǎn)短路點(diǎn)編號(hào)短路電流次暫態(tài)值（kA）I短路電流穩(wěn)態(tài)值 （kA

42、）I短路電流沖擊值 （kA）shi次暫態(tài)短路功率S（MVA）35 kV 母線K14.104.1010.46262.86 kV 母線K26.956.9517.7275.8最大最小運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算表 4-3 如下所示。表 4-3 短路電流計(jì)算表短路地點(diǎn)短路點(diǎn)編號(hào)運(yùn)行方式短路電流次暫態(tài)值（kA）I短路電流穩(wěn)態(tài)值 I（kA）短路電流沖擊值 shi（kA）次暫態(tài)短路功率S（MVA）最大運(yùn)行方式4.654.6511.86298.035 kV 母線K1最小運(yùn)行方式4.104.1010.46262.8最大運(yùn)行方式7.197.1918.3378.56 kV 母線K2最小運(yùn)行方式6.956.9517.727

43、5.8南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文19第 5 章 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。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，選擇合適的電氣設(shè)備，盡量采用新技術(shù)，節(jié)約投資。電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不完全一樣，具體選擇方法也不完全相同，但其基本要求是一致的。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇設(shè)備的額定電流，額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。1按正常工作條件選擇電器（1）額定電壓的選擇在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定

44、電壓不低于裝置地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓的條件來(lái)選擇，即 （5-maxWNUU1）（2）額定電流的選擇電器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，電器的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 （5-caNII2）2按短路情況下校驗(yàn)電器（1）短路熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，電器各部分溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為： （5-tItItima223）式中 短路電流的穩(wěn)態(tài)值，kA；I 短路電流假想時(shí)間，一般取 1.1s；imat 電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間，kA；tI 設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間，一般廠家提供的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間為 3s 或 4s。t（2）短路動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)?zāi)暇?/p>

45、范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文20電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 （5-maxiish4）式中 短路電流沖擊值，kA；shi 電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流，kA。maxi下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：1）熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷器時(shí)間保證，故可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。2）采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。3）裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。（3）開(kāi)關(guān)設(shè)備斷流能力的校驗(yàn)對(duì)要求能開(kāi)斷短路電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備，如：斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即 （5-)3(maxmaxkOFFkO

46、FFIISS或5）式中 三相最大短路電流與最大短路容量；max)3(maxkkSI、 斷路器的開(kāi)斷電流與開(kāi)斷容量。OFFOFFSI、供配電系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于工作原理和特性不同，選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目也有所不同，常用高壓電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目如表 5-1 所示。表 5-1 高壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目短路電流序號(hào)設(shè)備名稱額定電壓（kV）額定電流（A）裝置類(lèi)型（戶內(nèi)/戶外）準(zhǔn)確 度級(jí)熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定開(kāi)斷能力（kA）二次容量1高壓斷路器 2電壓互感器3電流互感器 南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文214高壓隔離開(kāi)關(guān) 5高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān) 6高壓熔斷器7母線 各電壓級(jí)線路的計(jì)算電流

47、：35kV 線路計(jì)算電流為：)(4 .17237311047.083AUSIavcaca6kV 線路計(jì)算電流為：)(9343 . 6310190.403AUSIavcaca6kV 側(cè)出線最大計(jì)算負(fù)荷為)(8 .9815408202222kVAQPScacaca最大計(jì)算電流為)(903 . 638 .9813AUSIavcaca5.1 高壓斷路器的選擇斷路器是變配電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)電器，它不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置的作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。因此它對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行起著及其重要的作用。5.1.1 35kV 進(jìn)線斷路器35kV 側(cè)線路

48、工作電壓為 35kV，線路計(jì)算電流為 172.4A，短路電流為 4.65，短路電流沖擊值為 11.86。選用 VD4M-4012-25 手車(chē)式斷路器。選擇結(jié)果如下表 5-2 所示。表 5-2 35kV 進(jìn)線斷路器VD4M-4012-25 斷路器額定值關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓40.5kV線路工作電壓35kV合格額定電流1250A線路計(jì)算電流172.4A合格額定開(kāi)斷電流25kA短路電流4.65kA合格短路63kA短路電流沖擊11.86kA合格南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文22關(guān)合電流值熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA 222500425imartI2skA 228 .231 . 165

49、. 4滿足熱穩(wěn)定性要求5.1.2 6kV 進(jìn)線斷路器主變壓器低壓側(cè)選用 VD4/12-1250A-16kA 型真空斷路器。選擇結(jié)果如下表 5-3 所示。表 5-3 主變低壓側(cè)斷路器VD4 型真空斷路器額定值關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓12kV線路工作電壓6V合格額定電流1250A線路計(jì)算電流934A合格額定開(kāi)斷電流16kA短路電流7.19kA合格短路關(guān)合電流40kA短路電流沖擊值18.33kA合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA 221024416imartI2skA 229 .561 . 119. 7滿足熱穩(wěn)定性要求5.1.3 6kV 出線斷路器6kV 出線側(cè)選用 VD4/12-630A-16kA 型

50、真空斷路器。選擇結(jié)果如下表 5-4 所示。表 5-4 6kV 出線側(cè)斷路器VD4 型真空斷路器額定值關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓12kV線路工作電壓6V合格額定電流630A線路計(jì)算電流90A合格額定開(kāi)斷電流16 kA短路電流7.19kA合格短路關(guān)合電流40kA短路電流沖擊值18.33kA合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA 221600420imartI2skA 229 .561 . 119. 7滿足熱穩(wěn)定性要求南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文235.2 電流互感器的選擇選擇的電流互感器應(yīng)滿足變電所中電氣設(shè)備的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表及電能計(jì)量的要求。1電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)電流互感器

51、的準(zhǔn)確度級(jí)是在額定二次負(fù)載（一般為 5A）下的準(zhǔn)確級(jí)別，主要有0.2 級(jí)（一般用于精密測(cè)量） 、0.5 級(jí)（用于電能計(jì)量） 、1 級(jí)（用于盤(pán)式指示儀表） 、3級(jí)（用于過(guò)電流保護(hù)） 、10 級(jí)（用于非精密測(cè)量及繼電器） 、D 級(jí)（用于差動(dòng)保護(hù)） 。 2電流互感器的配置原則（1）凡裝有斷路器的回路均裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。（2）發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)側(cè)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口端和橋式接線的跨橋上等均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。（3）對(duì)大接地電流系統(tǒng)線路，一般按三相配置；對(duì)小接地電流系統(tǒng)線路，依具體要求按兩相或三相配置。5.2.1 35kV 進(jìn)線電流互感器35kV 線路側(cè)選擇 L

52、DJ1-35 型單相戶內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式電流互感器，準(zhǔn)確度級(jí)為0.2S（計(jì)量） ，0.5/10P10/10P10。選擇結(jié)果如下表 5-5 所示。表 5-5 35kV 線路電流互感器LDJ1-35 型電流互感器關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓35kV=線路工作電壓35kV合格額定電流400A線路計(jì)算電流172.4A合格極限通過(guò)電流峰值130kA短路電流沖擊值11.86kA合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA 223969163imartI2skA 228 .231 . 165. 4滿足熱穩(wěn)定性要求 5.2.2 6kV 進(jìn)線電流互感器6kV 線路側(cè)選擇 LZZBJ9-10 型單相戶內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式電流互感器，準(zhǔn)確

53、度級(jí)為0.5/10P10/10P10。選擇結(jié)果如下表 5-6 所示。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文24表 5-6 6kV 線路電流互感器LZZBJ9-10 型電流互感器關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓10kV線路工作電壓6kV合格額定電流8002500A線路計(jì)算電流934A合格極限通過(guò)電流峰值157.5 kA短路電流沖擊值18.33kA合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA 223969163imartI2skA 229 .561 . 119. 7滿足熱穩(wěn)定性要求5.2.3 6kV 出線電流互感器6kV 出線側(cè) 2 號(hào)變壓器選用 LZZBJ9-10 型單相戶內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式電流互感器，準(zhǔn)確度

54、級(jí)為 0.5/10P30。選擇結(jié)果如下表 5-7 所示。異步電動(dòng)機(jī) YR5001-4 電流互感器額定電流為 75A，異步電動(dòng)機(jī) Y4501-4 電流互感器額定電流為 50A，同步電動(dòng)機(jī)電流互感器額定電流為 150A，1 號(hào)變壓器電流互感器額定電流為 100A，3 號(hào)變壓器電流互感器額定電流為 100A，4 號(hào)變壓器電流互感器額定電流為 100A。表 5-7 6kV 出線電流互感器LZZBJ9-10 型電流互感器關(guān)系計(jì) 算 值結(jié)論額定電壓10kV線路工作電壓10kV合格額定電流150200A線路計(jì)算電流90A合格極限通過(guò)電流峰值56.5kA短路電流沖擊值18.33kA合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)tIt2skA

55、 2225.50615 .22imartI2skA 229 .561 . 119. 7滿足熱穩(wěn)定性要求5.3 電壓互感器的選擇35110kV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文251電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)由最大電壓比誤差和相位誤差來(lái)區(qū)分。電壓互感器用于主變壓器計(jì)量時(shí)應(yīng)選用 0.2 級(jí)，用于一般電能計(jì)量選用 0.5 級(jí)，用于測(cè)量控制選用 0.5 級(jí)，用于電壓測(cè)量不應(yīng)低于 1 級(jí)，用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于 3P 級(jí)。2電壓互感器的接線方式（1）一臺(tái)單相電壓互感器接線一臺(tái)單相電壓互感器接在兩相之

56、間，這種接線在三相線路上，只能測(cè)量?jī)上嘀g的線電壓，用于連接電壓表、頻率表及電壓繼電器等。為了安全起見(jiàn)，二次繞組有一端通常取 X 端接地。（2）兩臺(tái)單相電壓互感器接線兩臺(tái)單相電壓互感器 V/V 形接線。這種接線方式用于表計(jì)和繼電器的線圈接入 a-b和 c-b 兩相間的線電壓。（3）三臺(tái)單相電壓互感器接成 Y0/Y0選用三臺(tái)單相電壓互感器接成 Y0/Y0，在 10kV 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，這種接線方式用來(lái)測(cè)量線電壓、繼電保護(hù)及絕緣檢查。（4）三臺(tái)單相三繞組電壓互感器三相單臺(tái)三繞組 35kV 及以上的電壓互感器常采用主二次繞組接成星形，用于測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)及絕緣檢查。附加的二次繞組接成開(kāi)

57、口三角形。構(gòu)成零序電壓過(guò)濾器，供電給保護(hù)繼電器和接地信號(hào)繼電器。3電壓互感器的配置原則（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)能滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。（2）6220kV 電壓等級(jí)的每組主母線的三相均應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。5.3.1 35kV 線路側(cè)電壓互感器35kV 線路側(cè)選擇 JDZ9-35 型單相戶外環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式電壓互感器：額定一次、二次電壓比為 35/0.1/0.1kV 準(zhǔn)確度級(jí)為 3P/0.5/0.2。5.3.2 6kV 線路側(cè)電壓互感器6kV 線路側(cè)選擇 JDZJ-10 型單相戶內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂

58、澆筑式電壓互感器：額定一次、二次電壓比為、準(zhǔn)確度級(jí)為 3P/0.5/0.2。kV31 . 0/31 . 0/310南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文265.4 高壓熔斷器的選擇對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量?jī)身?xiàng)來(lái)選擇。35kV 高壓熔斷器，選用 XRNP1-40.5 型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器。1額定電壓：，合格；kVUkVUNSN355 .402斷流容量：,合格。AMVSMVASN29810006kV 高壓熔斷器，選用 RN2-6 型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器。1額定電壓：， 合格；kVUkVUNSN662斷流容量：， 合格。AMVSMVASN5 .78100

59、05.5 接地開(kāi)關(guān)的選擇高壓接地開(kāi)關(guān)的作用主要是對(duì)于電器設(shè)備的檢修。通常為了防止檢修過(guò)程當(dāng)中來(lái)電的突然性，所以必須要將檢修設(shè)備兩端全都接與地面。高壓接地開(kāi)關(guān)，基本都為輸出負(fù)荷接地，當(dāng)我們檢修人員對(duì)高壓配電柜負(fù)荷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)（比如拆裝電纜、緊固螺栓等） ，就必須要斷開(kāi)接地開(kāi)關(guān)，并且要合上配電柜上的接地開(kāi)關(guān)，這樣就可以避免突然來(lái)電而導(dǎo)致觸電事故發(fā)生的出現(xiàn)，另外最好要放盡電荷剩余量，這樣更有利于日常檢修的安全。5.5.1 35kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)35kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)選擇 JN22-40.5/31.5 戶內(nèi)高壓接地開(kāi)關(guān)。選擇結(jié)果如下表 5-8 所示。表 5-8 35kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)額定電壓kV4

60、0.5額定短時(shí)耐受電流kV31.5額定短路持續(xù)時(shí)間S4額定短路關(guān)合電流kA80額定峰值耐受電流kA80極間中心距mm280,300,3501min 工頻耐壓95額定絕緣水平雷電沖擊耐壓kV相對(duì)地及相間185南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文275.5.2 6kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)6kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)選擇 JN15-12/31.5 戶內(nèi)高壓接地開(kāi)關(guān)。選擇結(jié)果如下表 5-9 所示。表 5-9 6kV 側(cè)接地開(kāi)關(guān)項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)額定電壓kV12額定短時(shí)耐受電流kV31.5額定短路持續(xù)時(shí)間S4額定短路關(guān)合電流kA80額定峰值耐受電流kA80極間中心距mm150,210,2751min 工頻耐壓額定絕

61、緣水平雷電沖擊耐壓kV對(duì)地、相間/級(jí)間42/48 75/855.6 避雷器的選擇金屬氧化避雷器是國(guó)際上 90 年代的高科技產(chǎn)品。其采用了非線性伏-安特性十分優(yōu)異的氧氣鋅電阻片，故而避雷器的徒坡，雷電波，操作波下的保護(hù)特性均比傳統(tǒng)的碳化硅避雷器有了極大的改善。特別是氧化鋅電阻片具有良好的徒坡響應(yīng)特性，對(duì)陡坡電壓無(wú)遲延，操作殘壓低，沒(méi)有放電分散性等優(yōu)點(diǎn)。從而克服了碳化硅避雷器所固有的因陡坡放電遲延而引起的陡坡放電電壓高，操作波放電分散性大而導(dǎo)致操作波放電電壓高等缺點(diǎn)，使得坡，操作波下的保護(hù)裕度大大地提高，而且在絕緣配合方面，能夠作到陡坡，雷電波，操作波的保護(hù)裕度接近一致，從而對(duì)電力設(shè)備提供最佳的保

62、護(hù)，進(jìn)而提高了保護(hù)的可靠性。氧化鋅避雷器同時(shí)具有吸收雷電過(guò)電壓，操作過(guò)電壓和工頻暫態(tài)過(guò)電壓的能力。復(fù)合外套金屬氧化鋅避雷器是國(guó)際 90 年代的高科技產(chǎn)品。采用整體硅橡膠模壓成型，密封性能好，防爆性能優(yōu)異，耐污穢免清洗，并能減少霧天濕閃發(fā)生，耐電蝕抗老化，體積小重量輕，耐碰撞，便于安裝和維護(hù)。是瓷套避雷器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。5.6.1 35kV 側(cè)避雷器35kV 側(cè)避雷器選擇 HY5WZ-51/134。選擇結(jié)果如下表 5-10 所示。南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文28表 5-10 35kV 側(cè)避雷器型號(hào)系統(tǒng)額定電壓(kV)避雷器額定電壓(kV)持續(xù)運(yùn)行電壓(kV)直流參考電壓（U1

63、mA）陂波沖擊電流下殘壓(kV)雷電沖擊電流下殘壓(kV)操作沖擊電流下殘壓(kV)方波通流容量（2ms）大電流沖擊耐受(A)HY5WZ-51/134355140.873.01541341144001005.6.2 6kV 側(cè)避雷器6kV 側(cè)避雷器選擇 HY5WZ-10/27。選擇結(jié)果如下表 5-11 所示。表 5-11 6kV 側(cè)避雷器型號(hào)系統(tǒng)額定電壓(kV)避雷器額定電壓(kV)持續(xù)運(yùn)行電壓(kV)直流參考電壓（U1mA）陂波沖擊電流下殘壓(kV)雷電沖擊電流下殘壓(kV)操作沖擊電流下殘壓(kV)方波通流容量（2ms）大電流沖擊耐受(A)HY5WZ-10/276108.015.031.0

64、2723.0150655.7 母線的選擇裸露母線的選擇應(yīng)考慮到母線的材料、類(lèi)型和敷設(shè)方式，選出截面積并校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性，對(duì) 110kV 以上母線還應(yīng)校驗(yàn)電暈電壓。1母線材料和類(lèi)型的選擇母線材料通常為銅、鋁。銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料，但價(jià)格貴，多應(yīng)用在空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置中。鋁的電導(dǎo)率為銅的 30%，機(jī)械強(qiáng)度較差，但它輕、價(jià)格便宜，所以廣泛用于工廠企業(yè)的變電所中。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流的大小、使用場(chǎng)合及經(jīng)濟(jì)等因素綜合考慮，確定母線的材料。母線的截面形狀有矩形、槽型和管型。矩形母線散熱條件較好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，一般只

65、用于 35kV 及以下的配電裝置中；槽型母線機(jī)械強(qiáng)度較高，載流量較大，集膚效應(yīng)較小，一般用于 40008000A 的配電裝置中；管型母線的集膚效應(yīng)更小，機(jī)械強(qiáng)度又高，管內(nèi)可以通風(fēng)又通水，通常用于8000A 以上的大電流母線。同時(shí)矩形母線的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與放置方式有關(guān)。當(dāng)三相南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文29母線水平布置時(shí)，母線立放比平放的散熱好，允許電流大，但機(jī)械強(qiáng)度較低，而平放則相反。2母線的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，母線上最高溫度不應(yīng)超過(guò)母線短時(shí)允許的最高溫度。母線的熱穩(wěn)定校驗(yàn)方法為 （5-imatCISSmin6）式中母線截面積及最小允許截面積，minSS、2mm

66、熱穩(wěn)定系數(shù)，一般銅母線為 171，鋁母線為 87；C短路電流的假想時(shí)間，一般取 1.1s；imat短路電流的穩(wěn)態(tài)值，。IA3母線的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)當(dāng)短路沖擊電流通過(guò)母線時(shí)，母線將承受很大的電動(dòng)力，如果母線間的電動(dòng)力超過(guò)允許值，會(huì)使母線彎曲變形，因此必須校驗(yàn)固定于支柱絕緣子上的每跨母線是否，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)方法為：（1）計(jì)算單位長(zhǎng)度母線上的電動(dòng)力： （5-721101732. 1aiFsh7）式中三相短路電流的沖擊值，A；shi a母線的相間距離,m。在 10kV 小容量裝置中，母線水平布置時(shí)，相間距離約為 250mm 350mm；35kV 母線水平布置時(shí)，約為 500mm。（2）計(jì)算母線的抗彎矩。（3）計(jì)算最大容許跨距： （5-8）lFWlal1max10式中母線的允許抗彎應(yīng)力，一般銅母線為 137.29MPa,鋁母線為 68.6 al南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文30MPa； 母線實(shí)際跨距。l5.7.1 主變 35kV 母線1按允許載流量選擇母線35kV 母線上的計(jì)算電流。Alca4 .172在周?chē)h(huán)境溫度為 38 時(shí)，立放的銅母線 TMY-253 的允