220 110 10KV变电站电气设计说明书 毕业设计论文.doc

摘要摘要 变电站是电力生产与分配的重要环节，变电站的作用是变换电压等级，汇集 电流，分配电能，控制电能的流向，调整电压。电力生产过程有别于其他工业生 产的一个重要特点，就是它的生产，输送，变换，分配，消费的几个环节是在同 一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡 生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持生产。因而电力生产与分 配是关系国民生计的重要环节，而变电站也起到了举足轻重的作用。电力工业在 国民经济中占有十分重要的地位，建国以来，我国的电力工业发展迅速。电力也 成为工农业不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电力 工业自动化水平正在逐步提高许多变电站以装设微机综合自动化，有些以实现无 人值班，电力系统已实现调度自动化。 本文主要是变电站一次部分设计。首先，根据任务书上所给系统、线路所给 负荷情况，通过对负荷的分析计算及供电范围确定主变压器的台数、容量及型号， 同时也确定站用变压器的容量及型号；其次，根据原始资料，通过对电力系统的 安全、可靠、灵活、经济运行等方面的考虑，确定了 220kv、110kv 及 10kv 侧的电气主接线；最后根据最大工作电流及短路电流的计算结果表，对断路器、 隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、导体等电气设备进行选型、 ，从 而完成 220kv 变电站电气一次部分的设计。 关键字：220kv 变电站、电气一次部分设计、变压器、主接线、电气设备选择。 1 目目 录录 上上 篇篇 220/110/10kv 变电站电气设计说明书变电站电气设计说明书 目录目录 1 1 第一章第一章 概述概述 3 3 1.1 原始资料分析4 1.2 主要工作5 第二章第二章 主变压器和站用变压器的选择主变压器和站用变压器的选择 5 5 2.1 主变的选择5 2.2 站用变的选择7 第三章第三章 电气主接线方案的确定电气主接线方案的确定 8 8 3.1 电气主接线的基本要求8 3.2 电气主接线的设计方案9 3.3 电气主接线图12 第四章第四章 短路电流的计算短路电流的计算 1313 4.1 短路计算的一般规定13 4.2 短路类型13 4.3 短路点的选择13 4.4 短路计算方法13 4.5 三相短路电流计算的运算曲线法14 4.6 等值网络14 第五章第五章 主要电气设备的选择主要电气设备的选择 1515 2 5.1 高压电气设备选择的一般规则.15 5.2 断路器和隔离开关的选择15 5.3 互感器的选择18 5.4 避雷器的选择20 5.5 导体的选择20 5.6 支持绝缘子的选择22 5.7 高压熔断器的选择22 第六章第六章 电气布置及配电装置电气布置及配电装置 2323 6.1 电气设备布置23 6.2 配电装置布置23 下下 篇篇 220/110/10kv 变电站电气设计计算书变电站电气设计计算书 第七章第七章 变压器容量的确定变压器容量的确定 2525 第八章第八章 短路电流计算短路电流计算 2525 8.1 系统等值网络图及参数计算25 8.2 系统在 k1 点短路.28 8.3 系统在 k2 点短路.30 8.4 系统在 k3 点短路.31 第九章第九章 电气设备的选择和校验电气设备的选择和校验 3333 9.1 断路器和隔离开关的选择和校验33 9.2 互感器的选择37 3 上篇 说明书 第一章 概述 一、设计题目：220/110/10kv 变电站电气部分设计 二、设计原始资料： 1.变电站性质：变电站性质：地区重要变电站，连接两个水火系统，并向地方负荷供电 2.地理位置：地理位置：位于某较大城市近郊 3.自然条件：自然条件： 站区地势平坦，海拔（300）m，交通方便，有铁路、公路从本站附近经过； 年最高气温（34），年最低气温（24 ），最热月平均最高气温（28 ）， 最大风速（5 ）m/s，覆冰厚度（ 10 ）mm，地震烈度（ 5 ）级；周围环境基 本无污染。 4.进线情况：进线情况： 220kv 侧共 4 回架空线与电网相连，可不考虑远期发展可能性。 5.负荷资料：负荷资料： 110kv 侧共 10 回架空出线，。85 . 0 cos 用户名称 最大负荷 （mw） 线路长度 （km） 回路数负荷级别 钢厂15*25021 汽车制造厂106012 市区变20*28021 化肥厂155012 机床厂155012 机修厂106012 机械厂107012 化纤厂105012 10kv 侧无出线，仅接无功补偿装置和站用变。 4 6.系统情况系统情况 7.其他条件其他条件 最大负荷同时系数，取 0.9；网损率，取 10%； 1.1 原始资料分析 1 变电站分析 本站连接两个水、火系统，并向地方负荷供电，构成环网，是系统能够更加 安全、可靠运行，且本站所属地区变电站在系统中处于较重要的地位。220kv 侧 共 4 回架空线路与电网相连，可不考虑远期发展可能性。110kv 侧共 10 回架空 出线，。10kv 侧无出线，仅接无功补偿装置和占用变。85 . 0 cos 2 系统分析 本系统有 2 台 ts1280/18060 型水轮发电机、qfqs2002 型汽轮发电机 和 2 台 sfp7240/220 和 ssp3260/220 型双绕组变压器。 3 负荷情况 220kv 侧共 4 回架空线路与电网相连，110kv 共 10 回架空线路。本站供负荷 主要是城市的重要用户，停电后会造成很大的经济损失，因此本站必须有很高的 供电可靠性。 4 环境分析 本站建在城市地区，海拔 300m，地势较平坦，交通方便，有铁路和公路从本 站经过，因此可考虑选择廉价和较笨重的设备。周围环境基本无污染，可采用屋 外配电装置。考虑到土地的经济性、地表烈度、覆冰厚度的影响，屋外配电装置 待设变电站 2ts1280/18060 2sfp7240/220kv 2(200)km 2(100)km 2qfqs2002 2ssp3260/220kv (220)km 5 拟采用半高型布置。 最大风速 5m/s，因此屋外配电装置可不考虑风速对布置的影响。年最高气温 34，最低气温24，最热月平均温度 28，在此温度范围内普通变压器可 正常运行。 1.2 主要工作 1、分析原始资料 2、主变选择 3、电气设备选择 4、电气布置（图） 第二章 主变压器和站用变压器的选择 2.1 主变的选择 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器称为主变； 用于两种电压等级之间交换功率的变压器称为联络变压器；只用本站用的电压器 称为站用变压器。 1、台数的确定 变电站主变的台数，对于枢纽变电站在中低压已形成环网的情况下，变电站 设置两台主变为宜；对于地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可设 3 台主变压器，以提高供电的可靠性；对于不重要的较低电压等级的变电站，可 设一台主变压器。 规程规定：变电站中一般装设 2 台主变压器。 由于本站的二级负荷较多，在变电站出现故障或检修时，两台变压器可保证 一、二级负荷的供电可靠性，在变电站低压侧必须有足够的联络变压器作为备用， 且可以节约电能，考虑到 510 年的发展规划，因此本站选择两台主变三相式变 压器。 2、容量的确定 变电站中主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统 5-10 年的 发展规划进行选择。负荷在增长，变压器应有一定的余量，同时要考虑变压器的 正常过负荷能力，两种计算方法如下： a)选择两台主变时，当一台主变停运时，另一台主变容量应能保证全部负 荷的 70%-80% 6 即： max0 cos t p s ltk （1+k)k 式中： 全部负荷的最大值之和 maxp 最大负荷同时率取 0.9 0k 网损率取 0.1 lk 负荷系数取 0.75 tk 无功补偿后的功率因数取 0.75 cos b)选择两台主变时，一台容量应该满足全部一级负荷和大部分二级负荷的 需要。 即： 01max2max t cos +0.7 s pp lk （1+k) 式中 ：所有一级负荷的最大负荷之和 1 maxp 所有二级负荷的最大负荷之和 2 maxp 同（1）公式含义 0klkcos 3、 主变形式的选择 （1（ 在变电站一般选用三厢变压器且本电站 220/110/10kv 降压变电站，因此， 本次设计采用三相绕组变压器为宜。 （2）在电压波动范围大且电压变化频繁的变电站，故我国采用无载调压不能 满足电网和用户电压要求时，应尽量采用有载调压变压器，它可带电调分接头， 一般分接头数目多，且调压范围大。此次设计中选择有载调压。 （3）变压器内部绕组连接组别必须和系统电压相位一致，否则不能并联运行。 电力系统采用的绕组连接方式有 y 和，此次采用 ynd11 连接方式。a （4）主变冷却方式一般采用自然油循环风冷式、强迫油循环风冷式、强迫有 循环水冷式、强迫导向油循环冷却。采用强迫油循环风冷却式时，对冷却系统的 7 供电可靠性高，综上本站变压器容量小，因此采用自然油循环风冷式。 选择电力变压器如下： 型 号:sfpsz1-150000/220 容量比：150000/150000/75000 电压比：2208 1.5/121/10.5kv 00 接线组别：yn，yn0，d11 阻抗电压：=14.2 =22.9 0 (12) 0 ku 0 (13) 0 ku =7.1 0 (23) 0 ku 2、无功补偿配置 无功补偿配置类型普遍采用并联电容装置，装设在主变的主要负荷侧，可获 得显著的无功补偿效果。由于配套设备的原因，无功补偿装置装在 110kv 侧尚不 具备条件。采用集合式电容器成套装置，并联电容器装置中的干式容芯电抗器， 放电线圈、避雷器等由厂家成套供货。无功补偿装置具有如下方面的意义; (1)减小系统元件容量，换个角度是提高电网的输送能力。 (2)降低网络功率损耗和电能损耗。 (3)改善电压质量。 容性无功补偿容量，在不具备设计计算条件时，按规程要求按主变压器容量 的 10%-30%配置。推荐方案按 10%-15%配置。对进出线以电缆为主的 220kv 变电 站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补 偿装置容量不宜大于变压器容量的 20%。 2.2 占用变的选择 根据 dl1t2002220kv-500kv 变电站占用变设计设计规程规定，工程 设两个占用电源，分别引自两台主变压器低压侧。35kv、10kv 多采用户内干式 变压器，而 66kv 采用户外油寝式变压器。占用变压器容量必须满足占用电负荷 从电源获得足够的功率。因此，对占用高压工作变压器容量按占用高压计算负荷 的 110%与站用变低压计算负荷之后进行选择。小型站的站用变容量有几十千伏 安便满足要求（如 20kva,30kva,50kva 即可） ，大中型可选 250kva，400kva，500kva,630kva。站用变一般选择无载调压变压器。 8 1、接线方式 220kv 变电站站用变电源引接线方式： 引自最低一级电压母线居多数，大约占 40%左右；引自最低一级电压母线+所 外电源，大约占 25%左右；引自主变的第三绕组大约占 12.5%左右；引自主变第 三绕组+所外电源大约占 15%左右；引自所外电源，约占 7.5%。 2,、低压侧接线 站用变低压侧所用系统采用 380/220 中性点采用直接接地的三相四线制，动 力与照明合用一个电源，占用变低压侧多采用单母线接线方式。当有 2 台站用变 时，可用单母分段接线方式。 本设计中在 10kv 侧装设 2 台站用变压器（干式无载调压变压器） 型 号：scl2-400 电压比： 10/0.4 接线组别：dyn11 阻抗电压：%=4ku 第三章 电气主接线方案的确定 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主 要环节。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电 能的电路， 成为传输强电流、高电压的网络，故又称一次接线系统或电气主系 统。 主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络的重要 组成部分直接影响运行的可靠性、灵活性、电气选择、配电装置布置、继电保护、 自动装置和控制方式的拟定都有决定性关系。因此主接线的设计必须正确合理， 必须综合考虑各方面因素，经过技术经济论证比较后方可确定。 3.1 基本要求 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、 政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、 满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便、尽可能的节省投资，就近取 9 材，力争设备原件和设计的先进性与可能性，坚持可靠、先进、适用、经济、美 观的原则。因此电气主接线的基本要求可概括可靠性、灵活性、经济性。 1、 可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本要求。 停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来损失将更加严重，在经 济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的十倍，乃至数百倍，甚至导致人 身死亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以 估量。因此在分析电气主接线的可靠性时要考虑发电厂和变电站在系统的地位和 作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。 主接线可靠基本要求：断路器检修时不宜影响对的供电。 （1）断路器和母线故障以及母线检修时，尽量减小停运和回路数和停运时 间，并要保证对以及负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 （2）尽量避免发电厂、变电站全部停运的可能性。 （3）大机组超高压电气主接线应满足可能性的特殊要求。 2、灵活性 电气主接线能适应各种运行状态，并能灵活的运行方式的转换，包括操作的 方便性、调度的方便性、扩建的方便性。 3、 经济性 在设计主接线时，通常应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。主 要从节省一次投资、占地面积少、电能损耗少等方面考虑。 3.2 主接线设计 1、220kv 侧最终出线回路数为 4 回，主变为 2-4 台时，可采用双母线接线 或双母线分段接线。 双母线接线：供电可靠、调度灵活。扩建方便、便于检修，检修另一母线 不会停止对用户连续供电；增加一组母线使回路就需一组母线隔离开关，当母线 故障或检修时隔离开关作为倒换开关，容易误操作。 适用范围：出线带电抗器的 6-10kv 配电装置；35-60kv 出现数超过 8 回，或 链接电源较大、负荷较大时；110-220kv 出现数为 4 回及以上时。 如下图： 10 w2 w1 wl4 wl1 qf1 qf2 qfc 双母线分段接线：分段运行，可靠性高，缩小母线故障的停电范围。当一 段工作母线发生故障后，只是部分短时停电，而不必全部停电。但其投资高，增 加了母联断路器和分段断路器数量，配电装置投资大。 适用范围：广泛用于发电厂的发电机配电装置，在 220-500kv 大配电装置 中。 如下图： w2 w1 wl4 wl1 qf1 qf2 qfc 结论：由于双母线接线比双母线分段接线所用的断路器少，节约经济，故 220kv 侧采用双母线接线。 11 2、110kv 侧最终出线回路为 10 回时，宜采用单母线分段接线不设置旁路母 线或双母线接线。 单母线分段接线：断路器把母线分段后，对重要用户可能从不同段引出两 个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，可将其切除，保证供电正常。 当一段母线或母线隔离开关检修时，该母线的回路都要在检修期内停电；当出现 为双回时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：6-10kv 配电装置出线回路数为 6 回以上时：35-66kv 配电装置 出线回路数为 4-8 回时；110-220kv 配电装置出线回路数为 3-4 回时。 如下图： wl4wl1 双母线接线：同 220kv 侧双母线接线。 因此，经过比较 110kv 侧采用双母线接线。 3、10kv 宜采用单母线接线或单母线分段接线。 10kv 无出线时在实际工程中最常用单元制单母线接线，主要优点是接线简 单清晰设备少，操作方便，便于扩建但不够灵活可靠。 如下图： 12 单母线接线：操作方便、接线简单、设备少、经济性好、扩建方便，但可靠 性差、调度不方便。 因此经过比较 10kv 侧采用单元制单母线接线。 3.3 电气主接线 10回 13 第四章 短路电流计算 4.1 一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按 本工程的设计容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。确定短路电流时，应 按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运 行的接线方式。 2、选择导体和电器的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用 的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。 3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线 方式时短路电流为最大的地点。 对带电电抗器的 6-10kv 出线负荷回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板 前的引线和套管的计算短路电流点应选在电抗器以前，其余导体和电器的计算短 路点应选在电抗器以外，其余导体和电器的计算短路点一般选在电抗器后。 4、 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相适中计 算，若发电机出口两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器回路中的单相、 两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重计算。 4.2 短路类型 1、三相短路 2、两相短路 3、两相接地短路 4、单相接地短路 4.3 短路点选择 在主接线图，选出各级电压可能出现最大短路电流之点，最为短路计算点。 三个电压等级选择三个短路点。 4.4 短路计算方法 1、对无限大电源系统供电的三相短路电流计算法。 2、对非无限大电源系统供电的三相短路电流计算采用运算曲线法。 14 4.5 三相短路电流计算的运算曲线法 本变电站属于无限大电源供电系统，故短路电流计算应采用运算曲线法，其 计算 （1（绘制等值网络步骤如下： （2（进行网络变换，将网络电源合并成若干组，每组发电机用个等值发电机代 表，求出各等值发电机对短路点的转移阻抗； （3（将转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，得到各等值发电 机对短路点的计算阻抗； （4（由计算电抗根据计算曲线找出指定时刻 t 各等值发电机提供的周期短路电 流的标幺值； （5（计算短路电流周期分量有名值。针对具体工程要作站内几点的三相短路电 流计算。但算出的各级电压的三相短路电流有效值应限制在如下水平，否 则需采取必要的限制短路电流措施，以便能够选出相应的电气设备。 220kv 电压等级为 40ka 或 50ka 110kv 电压等级为 31.5ka 或 40ka 66kv 电压等级为 31.5ka 35kv 电压等级为 25ka 10kv 电压等级为 20ka 或 25ka 或 31.5ka 4.6 等值网络 1、等值网络 系统参数： ts1280/18060 型水轮发电机 =0.218, =0.85, =150 dxcos np qfqs2002 型汽轮发电机 =0.1444，=0.85，=200 dxcos np sfp7240/220kv 型变压器 =14 %ku ssp3260/220kv 型变压器 =14 %ku 线路 x=0.4/km 如下图所： 15 1 g x 1 g x 1 t x 1 t x 2 g x 2 t x 2 g x 2 t x 1 l x 1 l x 3 l x 2 l x 2 l x 3 t x 4 t x 5 t x 1 k 3 k 2 k 3 t x 4 t x 5 t x 10kv 220kv 110kv 第五章 电气设备的选择 5.1 高压电气设备选择的一般规则 1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2、应按当地环境条件校核； 3、应力求技术先进和经济合理； 4、与整个工程的建设标准应协调一致； 5、同类设备应尽量减少品种； 6、选用的新产品应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格； 5.2 断路器和隔离开关的选择 高压断路器和隔离开关是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压 断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行， 起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部 分正常运行，起着保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其 最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。而高压隔离开关的主要功能是保 证电器及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开端短路电 流，仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。 1、 断路器的选择 16 断路器形式的选择，除满足各项技术条件和环境要求外，还应便于安装调试 和运行维护中，并经济比较后确定。 根据我国当前生产制造情况，电压 6-220kv 的电网一般选用少油断路器，电 压 11-330kv 的电网，当少油断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫 或空气断路器或空气断路器；大容量机组采用封闭母线的。 断路器选择的技术条件简述如下： （1） 额定电压选择 高压断路器的额定电压应大于所在电网的额定电压，即： nu n s unu n s u （2） 额定电流选择 高压断路器的额定电流应大于或等于流过它的最大持续工作电流，即：nimiax nimiax （3）开断电流选择 高压断路器的额定开端电流，不应小于实际开端瞬间的短路电流周期分量inbr ，即：ipt inbript （4） 短路关合电流选择 高压断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值，即：inclshiinclshi （5）短路热稳定校验，即： 2 ti tkq 2、隔离开关的选择 隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情况下 ，分合电路。其主要 功能为：1、隔离电压 2、倒闸操作 3、分合小电流。 隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验 的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，无需进行开端电流和 关合电流校验。 3、断路器、隔离开关的计算选择结果 （1）220kv 侧 设备名称、型 号 计算数据 sw6-220/1200 断路器 gw6-220d/1000-50 隔离开关 17 ns u 220kv n u 220kv n u 220kv max i 0.41ka n i 1.2ka n i 1ka i 4.37ka nbr i 21ka sh i 11.7ka ncl i 55ka k q .s 2 85.6ka 2 t i t .s 2 1764ka 2 t i t .s 2 1764ka sh i 11.7ka es i 55ka es i 50ka 经校验动稳定、热稳定校验满足要求 （2）110kv 侧 设备名称、 型号 计算数据 4 110/1000sw 断路器 sw4-110d/1000-80 隔离开关 ns u 110kv n u 110kv n u 110kv max i 0.78ka n i 1.0ka n i 1.0ka i 4.84ka nbr i 18.4ka sh i 13ka mci i 55ka k q 2 94.5.ka s 2 t i t 2 2205.ka s 2 t i t 2 2311.ka s sh i13ka es i 55ka es i 80ka 经校验动稳定、热稳定校验满足要求 （3）10kv 侧采用高压开关柜（按额定电压选择） （1）进线柜采用 gc-10(f)-04 型手式高压开关柜 主要电气设备及参数 zn-10/1250 型真空断路器（12ka. 2000a. 3s 热稳 40ka,动稳 100ka） ad10i 型电磁操作机构 lfs-10 型电流互感器 jn1-10(g)型接地开关 gsn1-10 型显示装置 cb-10 型穿墙套管 18 （2）电容器柜采用 gc5-10(f)-53 型手车式高压开关柜 主要电气设备及参数 zn-10/1250 型真空断路器（12ka，1250a， 3s 热稳 31.5ka, 动稳 80ka） cd10型电磁操作机构m laj-10 电流互感器 （3）母线设备柜采用 gc5-10(f)-53 型手车式高压开关柜 主要电气设备及参数 rn2 型熔断器 jdzj 型电压互感器 y5w-17 45 型避雷器 5.3 互感器的选择 互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息 的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成（100、100/v）和电流3 （5、1a） ，其一次侧接在一次系统，二次侧测量仪表与继电保护等。 为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的每个二次绕 组必须有一可靠的接地，以防绕组间的绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。 互感器包括电流互感器和电压互感器两大类，主要是电磁式的。此外，电容式电 压互感器在超高压系统中也被广泛应用。 1、 电压互感器的选择 电压互感器的型式应根据使用条件选择： （1）6-20kv 屋内配电装置，一般采用油寖绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结 构的电压互感器。 （2）35-110kv 配电装置，一般采用油寖绝缘结构的电压互感器。220kv 及以上 配电装置，当容量的准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。 （3）在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器， 或具有第三绕组的单相电压互感器组 选择结果： 型号电压等级额定变比准确级 tyd-220-0.01 母线3220lv 2200.10.10.1 /0.1 3333 0.2/0.5/0.5/3p tyd-220-0.005 出线3220lv 2200.1 /0.1 33 0.5/0.5 19 tyd-110-0.02 母线3110kv 1100.10.1 /0.1 333 0.2/0.5/3p tyd-110-0.01 出线3110kv 1100.1 /0.1 33 0.5/0.5 2,、电流互感器的选择 （1）种类和形式的选择。 一次回路额定电压和电流的选择。一次回路额定电压和电流应满足nu1ni nunsu1nimiax （2） 准确级和额定容量的选择 （3） 热稳定和动稳定校验： 1、只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。电流互感器热稳 定能力常以 1s 允许通过的热稳定电流 it 或一次额定电流的倍数 kt 来表示，1ni 热稳定校验式为： 2 ti tkq 2、动稳定校验包括有同一相的电流相互作用产生的内部电动力校验，以及不同 相的电流相互作用产生的外部电动力校验。 内部动稳定校验式为： 或esishi21nieskshi 式中 、电流互感器的动稳定电流及动稳定电流倍数esiesk 外部动稳定校验式为 0.5 1.73l/aalf 7 10shi 式中 作用于电流互感器瓷帽端部的允许力，由制造厂提供alf l电流互感器出现端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距 a相间距离 0.5系数，表示互感器瓷套端部承受该跨上电动力的一半 选择结果： 型号电压等级额定电流比热稳定流动稳定电流 lcw-220220kv 母联侧 5a2 120050ka(3s)125ka lcw-220220kv 主变侧2 600 5a50ka(3s)125ka lcwb6-110110kv 母联侧5a2 120031.5ka(3s)80ka lcwb6-110110kv 主变侧2 600 5a31.5ka(3s)80ka 20 5.4 避雷器的选择 1、型式 选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平的使用特点。fz（电站用 普通阀型） 2、 额定电压 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致 3、灭弧电压 按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否 等于或小于避雷器的最大容许电压。 在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压，在中性点直接 接地的电网中应取设备最高运行线电压的 80%。 4、工频放电电压 工频放电电压应大于最大运行相电压的 3 倍，工频放电电压应大于灭弧电压 的 1.8 倍。 选择结果如下： 电压等级型号灭弧电压工频放电电压 220kv fz220j 220488536 110kv fz110j 110224268 10kv fz10j 12.72631 5、变压器中性点避雷器 电压等级型号型式 220kv fz110j 分级绝缘 110kv fz40j 分级绝缘 5.5 导体的选择 1、导体选择的原则 （1）母线的载流量按规划远期最大穿越功率考虑，按发热条件校验 21 （2）各级电压设备间连接按回路通过最大电流考虑，按发热条件校验 （3）母联回路导体选择按主母线穿越电流的 70%考虑 （4）220kv 出线回路导体截面按不小于送电线路截面考虑 （5）10kv 及以上电压等级导体截面应进行电晕校验 （6）主变回路导体由经济电流密度控制 2、导体截面的选择 导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择 （1）导体长期发热允许电流选择 计算式为 miax al ki 式中 导体所在回路中最大持续工作电流miax 在额定环境温度时导体允许电流 ali k与实际环境温度和海拔有关的综合校正系数 （2）按经济电流密度选择 按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。 计算式为 miax js j (3) 电晕电压校验 对 110lv 及以上裸导体，需要按晴天不发生全面电晕条件校验，即裸 体的临界电压应大于最高工作电压 crumaxu （4）热稳定校验 计算是为 min 1kf kf hw q k sq k c a a 式中 c热稳定系数 短路热效应kq 3、选择结果： 选用导体电压 （kv） 回路名称 根数 型号 导体截面选择的控制 条件 22 母线1 ldre-120/110由长期允许电流控制 主变压器1 lgj-500/45由经济电流密度控制 220 母联2 lgj-500/45由长期允许电流控制 母线1 ldre-100/90由长期允许电流控制 主变压器2 lgj-500/45由经济电流密度控制 110 母联2 lgj-500/45由长期允许电流控制 母线2 lmy-100/10由长期允许电流控制10 主变压器2 lmy-100/10由经济电流密度控制 5.6 支柱绝缘子的选择 支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，规程规定：屋外支柱绝缘子一般采用 棒式绝缘子，需要倒装时易用挂式绝缘子；屋内支柱绝缘子，一般采用联合胶装 的多棱式支柱绝缘子。 支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行短路时动稳定校验，软导线不 用动稳定校验；穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验 动、热稳定。 选择型号如下： 电压等级型号片数 220kvxwp-714 110kvxwp-710 10kvzld-10 5.7 高压熔断器的选择 1、高压熔断器形式的选择 按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌开式、屋内式。 2、高压熔断器额定电压选择 对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。nunsu 3、高压熔断器额定电流选择 23 （1）熔管额定电流选择。为了保证熔断器壳不致损坏，高压熔断器的额定电流 应大于或等于熔体的额定电流nftinfsi （2）熔体额定电流选择。 熔体的额定电流应根据电力变压器回路最大工作电 流选择miax 4、熔断器选择性校验 为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源保护装置之间动作的选择性， 应进行熔体选择性校验。 保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。 当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电阻。 选择结果如下： 型号额定电压最大切断电流电流 rn2-10/0.512kv 电压互感器50ka0.5a rn1-10/0.510kv 站用变14ka2a 第六章 电气布置及配电装置 6.1 电气设备布置 根据变电站假定的进出线方向，设定 220kv 户外配电装置在变电站北侧，平 行布置方案 110kv 户外配电装置在变电站南侧，10配电装置及电容器组布 置在变电站西侧，主变压器场地位于站区中央，变电站进站道路从东接入，主控 制楼位于进站道路入口处以南。 6.2 配电装置布置 高压配电装置的设计，必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级办法的 有关规定，规范及技术规定，并根据电力系统的要求，合理制定布置方案和选用 设备。积极慎用的选用新设备、新材料、新结构，使配电装置不断创新，做到技 术领先，经济维护方便。 24 在确定配电装置形式时，必须满足以下要求： （1） 节约用地 （2） 运行安全和操作方便 （3） 便于检修和安装 （4） 节约材料，降低造价 根据电气设备出线布置的高度、屋外配电装置可分为高型、半高型、中型。 1、 中型配电装置 特点：（1）所有的电气安装在同一水平面上，并安装在一定高度的基础上， 使带电部分对地保持绝缘。 （2）母线所在水平面稍高与电气所在水平面。 2、高型和半高型 特点：（1）凡是高型和半高型配电装置的母线和电气分别安装在几个高度 不同的水平面上，并重叠布置。 （2）凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的称为高型配电装置。 （3）将母线与断路器、电流互感器等重叠布置的称为高型配电装置。 本设计中 220kv、110kv 配电装置均采用分相中型布置，10kv 配电装置 采用屋内成套开关柜布置。 25 下篇下篇 计算书计算书 第 7 章 变压器容量的计算 1、选两台主变时，当一台主变停运时，另一台主变容量应能保证全部负荷 70%80%。 即： max0 (1) 140 0.7(1 0.1) 0.9 114.14 cos0.85 tl t pkk k smva 式中：全部负荷的最大值之和； max p 最大负荷同时率取 0.9； 0 k 网损率取 0.1； l k 负荷系数取 0.7； t k 无功补偿后的功率因数取 0.85；cos 2、在选两台主变时，一台容量应该满足全部一级负荷和大部分二级负荷。 即： maxmax0 0.7(1) cos iiil t ppkk s 700.7 700.9 (1 0.1) 138.6 0.85 mva 式中：所有一级负荷的最大负荷之和 maxi p 所有二级负荷的最大负荷之和 maxii p 、同（1）公式含义； 0 k l kcos 选择的电力变压器如下： 型号：sfpsz1150000/220 容量比：150000/150000/75000kva 电压比：22081.5%/121/10.5kv 接线组别：yn, yn0, d11 阻抗电压： , (1 2)% 14.2 k u (1 3)% 22.9 k u (2 3)% 7.1 k u 第 8 章 短路电流的计算 26 8.1 系统参数的计算系统参数的计算 系统等值电路图如下： 1 g x 1 g x 1 t x 1 t x 2 g x 2 t x 2 g x 2 t x 1 l x 1 l x 3 l x 2 l x 2 l x 3 t x 4 t x 5 t x 1 k 3 k 2 k 3 t x 4 t x 5 t x 10kv 220kv 110kv 其中：、：水轮机电抗标幺值： 1 g x 1 g x 、：汽轮机电抗幺值 2 g x 2 g x 、：sfp7 240/220kv 型变压器电机电抗标幺值 1 t x 1 t x 、：ssp3 260/220kv 型变压器电机电抗标幺值 2 t x 2 t x 、：主变压器高压绕组电抗标幺值 3 t x 3 t x 、：主变压器中压绕组电抗标幺值 4 t x 4 t x 、：主变压器低压绕组电抗标幺值 5 t x 5 t x 、：200km 架空线路电抗标幺值 1 l x 1 l x 27 、：100km 架空线路电抗标幺值 2 l x 2 l x ： 220km 架空线路电抗标幺值 3 l x 基准值，100 b smav bav uu 1、水轮机 11 (%)100 0.2180.124 100176.5 gb gg n xs xx s 2、汽轮机 22 (%)100 0.14440.0614 100235.3 gb gg n xs xx s 3、双绕组变压器 11 (%)14100 0.0583 100100240 kb tt n us xx s 22 (%)14100 0.0538 100100260 kb tt n us xx s 4、架空线路 11 22 100 10.4 2000.1563 230 b ll avn s xxxl u 22 22 100 20.4 1000.078 230 b ll avn s xxxl u 33 22 100 30.4 2200.172 230 b ll avn s xxxl u 5、三相变压器 33 (1 2)(1 3)(2 3) 1 1 % % 2 100100 kkk kbb tt nn uuu uss xx ss 1 14.222.97.1 100 2 0.1 100150 44 (1 2)(2 3)(1 3) 2 1 % % 2 100100 kkk kbb tt nn uuu uss xx ss 28 1 14.27.1 22.9 100 2 0.0053 100150 55 (2 3)(1 3)(1 2) 3 1 % % 2 100100 kkk kbb tt nn uuu uss xx ss 1 7.122.9 14.2 100 2 0.053 10075 8.2 系统在系统在 k1点短路点短路 1 g x 1 g x 1 t x 1 t x 2 g x 2 t x 2 g x 2 t x 1 l x 1 l x 3 l x 2 l x 2 l x 1 k 220kv 220kv 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 1 x 2 x 6 x 7 x 8 x 9 x 10 x 11 x （a） (b) (c) 其中：（a）图： 11 1 0.1240.0583 0.09 22 gt xx x 29 22 2 0.06140.0538 0.06 22 gt xx x 3 3 0.172 l xx 1 4 0.1563 0.078 22 l x x 2 5 0.078 0.039 22 l x x （b）图：ya 43 6 435 0.172 0.078 0.046 0.1720.0780.039 xx x xxx 35 7 435 0.172 0.039 0.023 0.1720.0780.039 xx x xxx 45 8 435 0.078 0.039 0.011 0.1720.0780.039 xx x xxx （c）图：y a 1682781627 11* 27 ()()()()xx xxxxxxxx x xx (0.090.046) 0.011 (0.060.023) 0.011 (0.090.046)(0.060.023) 0.060.023 0.165 1682781627 10* 16 ()()()()xx xxxxxxxx x xx (0.090.046) 0.011 (0.060.023) 0.011 (0.090.046)(0.060.023) 0.090.046 0.1 则水轮机和汽轮机的计算电抗分别为： 水轮机 11 3 176.5 0.1650.87 100 n js b s xx s 汽轮机 10 3 235.3 0.10.71 100 n js b s xx s 查短路电流运算曲线: 电源计算电抗短路电流标幺值 30 0s2s4s 水轮机0.871.331.381.38 汽轮机0.711.481.581.7 各时刻短路电流有名值： 230 av ukv 000 3 176.53 235.3 1.331.484.37 332303230 nq ns tsq av av s s iiika uv 222 3 176.53 235.3 1.381.584.63 3332303230 nq ns tsq avav s s iiika vu 444 3 176.53 235.3 1.381.74.83 3332303230 nq ns tsq avav s s iiika vu 8.3 系统在系统在 k2点短路点短路 110kv 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 12 x 13 x 14 x 15 x 1 x 2 x 6 x 7 x 8 x 16 x 17 x 110kv 1 x 2 x 6 x 7 x 8 x 18 x （a） (b) (c) 19 x 20 x21 x (d) 其中：(a)图：