毕业设计（论文）-二郎坝水电站110kV电气一次部分的设计.docVIP

目 录摘要（3）第一章 概 述 （4）第二章 电气主接线（6）2.1主接线设计要求（7）2.22.3对原始资料的分析：2.4主接线拟订2.5水电站厂用电特点及主接线（8）2.7水电站主变压器的选择（13）第三章 短路电流计算（17）3.1电力系统短路电流计算的目的3.2电力系统短路电流计算条件 （18）3.3短路电流计算点的确定和短路电流计算第四章 主要电气设备选择 （19） 4.1 高压断路器的选择 （21） 4.2 隔离开关的选择（22） 4.3 母线的选择（23） 4.4 电流互感器的选择（24） 4.5电压互感器的选择（26）4.6高压开关柜的选择（26）各主要电气设备选择结果一览表（29）第五章 配电装置第六章 变压器保护（19）5.1 概述（21）变压器保护配置 （21） 5.2二郎坝水电站110kv主变压器的保护配置（22）5.3 变压器保护整定计算详见副件二。（21）5.4 保护设备选择（21） 5.4.1 csc-326 系列数字式变压器保护装置（23） 5.4.2 df3232 变压器本体保护装置简介（24） 第六章 水电站计算机监控6.1 简介 （21）6.2计算机监控系统的控制对象（22）6.3系统结构6.4系统功能附录i 短路电流计算书计算书（30） 附录ii变压器保护整定计算（37）附录iii电气主接线草图及厂用电（39）致谢（40）参考文献（41）摘 要本文首先根据任务书上所给水电站各项电量参数，结合考虑将来电站的扩建情况，以及电站安全经济及可靠性等方面对电站主接线进行设计。确定了110kv，35kv，10kv以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kv电气一次部分的设计。关键词：水电站 电气主接线 选型 二次设计 变压器保护 概述：电力和能源是经济社会发展的重要物质基础。随着电力行业的快速发展，人们对中国一次能源的状况及电力与环境的关系日益关注、目前我们的电力结构当中，燃煤的机组占了75%左右，对环境保护、电力发展的压力比较大。今后要着力提高可再生能源、清洁能源和新能源在整个电力装机当中所占的比例。在优化火电的同时，加快发展水电，积极发展核电，大力发展可再生能源。第2章 电气主接线的设计2.1主接线设计要求：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重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四方面的要求。（1）可靠性。为了向用户供应持续、优质的电力，水电站主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分地做好调查研究工作显得尤为重要。主接线的可靠性不仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相对应的继电保护、自动装置等二次设备的可靠性。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定。（2）灵活性。电气主接线的设计，应当适应在运行、热备运、冷备运和剪袖等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不应向电网的正常运行和对其他用户的供电。（3）经济性。方案的经济性体现在以下三个方面：1）投资省。主接线要力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，得以选用价廉的轻型设备，节省开支。2）占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。3）电能损耗小。经济合理地选择变压器的类型（双绕组、三绕组、自耦变、有载调压等）、容量、数量和电压等级。（4）发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。2.2中小型水电站电气主接线特点对于中小型水电站,其电气主接线的主要的特点是: a.水电站接入系统接线较为简单、回路数较少，电压等级一般为110kv , 35kv，甚至也有10kv(小型水电站)，离负荷区较近。 b.除径流电站外，一般都担负地区电网的调峰任务，利用小时数较低，开停机较频繁。.电气主接线一般比较简单明了，容易实现自动化。 d.电站规模确定后，一般不考虑扩建，有的电站需考虑分期建设的问题。 e.电站的厂用电负荷较小，一般不从电站升高电压侧引接，有时备用厂用电源还考虑从地区配电网引接或保留施工用电来解决。但是，有的装机容量较小的水电站，为了厂用电源安全可靠、降低系统倒送电时的电能损耗和电压损失，有时也将一台厂用变压器接至升高电压侧的母线上。 f.电站多地处山区，地形地貌复杂，电气主接线的设备配置受到地形和工程土石方开挖量等因素的影响，有时不配置常规设备，而选用占地少能减少组合电器。 g.同一条河流的梯级水电站或分布在同一条河流的干流和支流的水电站，互相之间既有电的联系，又有水的联系，设计电气主接线时要充分考虑这一特点。h.电气主接线设计时，往往要考虑电站的近区负荷、坝区负荷和生活区负荷的供电间题。在设计中小型水电站时应该结合自身的特点才能做到所设计的电器主接线图能够从经济、可靠、灵活性上达到最佳。2.3对原始资料的分析：机组资料：二郎坝水电站最终装设4台水轮发电机组，总装机容量为30.5mw。其中一期工程装机24000kw已于1989年11月建成发电，二期工程装机211250kw采用sfj11.258/2840三相立轴悬式同步发电机。电力系统资料：电站与电力系统地连接：电站110kv系统短路容量约为20000mva，35kv系统短路容量约为500mva、110kv设备采用敞开式设备，开关站出线采用架空线出线。35kv侧进线二回，出线三回。另留二回预备出线。35kv设备采用手车式开关，出线采用架空线出线。发电厂的类型和规模：设计电厂为小水电，其容量（包括以建一期工程）为30.5mw，属于小型水电站。在电力系统中的位置：该电站是二郎坝引嘉入汉水利水电工程的第三段，年最大利用小时数为5000h，又因为其属于小电站，所以电站在丰水期承担基荷，枯水期承担峰荷，电站开停机比较频繁，主变压器投入与切除比较多，占电力系统中的容量的30.5*100%/（30.5+2000+500）=1.2%。2.4主接线拟订：由于该电站两台机组属于扩建机组，又因为只有两台小型机组，所以可以考虑扩大单元接线，而因为其有三个电压等级，考滤到它们之间联系，所以对主变压器采用三绕组变压器，一来能保证可靠性，二来可以保证经济性。对于110kv侧两回进线两回出线，所以可以采用单母接线或者桥型接线。对于桥型接线，选外桥接线较易，因为它属于水电站离用电区域远，又因为外桥适用于进出线回路进出线回路各两回，电站年利用小时数较低，主变压器投切频繁，线路短。35 kv对于侧，由于其与系统有三回线联系，且另有两条备用线，可见其在电站中地位比较重要，所以适宜用双母接线或者单母分段接线。根据以上分析，选择的几个草案如下所示：方案一（图见附录，下同）：1.发电机变压器接线方式为单元接线。这样，当某台机组出现故障时，不影响一台机组工作，故障影响范围小，可靠性高，同时接线简单清晰，运行灵活，发电机电压设备少，布置简单，维护工作量小，且继电保护简单。2.主变压器采用三绕组变压器是因为其最大机组容量小于125mw，有两种生压向电网供电，但考虑好两个绕组的通过容量应该大于该变压器额定容量的15%以上，且三绕组数不超过两台，不然屋外配电装置布置复杂。3.110 kv侧采用外桥接线，因为外桥相对于单母少一台断路器，且一台主变压器回路故障时不影响线路和另一主变压器运行；一回出线故障或检修时，电站一半功率可以暂时停止输出，待线路隔离开关拉开后，全部功率可以由另一回路送出，当桥型断路器检修时，两条出线解列运行。4.35 kv侧采用双母，这样考虑到其与系统强联系，单母分段可靠性高。方案二：1. 其1.2.3.同方案一同2. 35 kv侧采用双母接线，这种接线优点时供电可靠性高。通过两组母线开关倒闸操作可轮流检修一组母线而不至于使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路母线隔离开关，调度灵活，缺点是药增加一组母线与隔离开关，母线故障时或检修时，容易在倒闸时误操作。经济上投入比单母分段要多，这对于主要以经济性为考虑重点的小型水电站设计来说不利。方案三：1. 与方案1.2.同。2. 对于110kv侧采用单母接线，优点是接线简单清晰，设备少，操作简便，利于扩建或者采用成套配电设备，利于实现自动化控制和远方控制。缺点是不够灵活，任一元件故障时需要整个配电装置停电。3. 35kv采用单母分段，较之双母接线，少了一条母线和若干个隔离开关费用，经济性上有优势。同时一母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证了母线上回路在检修期间要停电。方案四：1、与方案一的12同。2、与方案三的3同。3、与方案二的4同。根据以上的几个方案，记过比较可靠性、经济性以及水电站的开停机频繁，对系统的作用主要是调峰调频作用等因素，筛选方案一，二为更适宜的方案。接下来对方案一二各段进行经济性，可靠性，灵活性等比较，以确定最终方案。110kv侧单母接线和桥型接线比较各自优缺点：单母接线：1、 单母接线简单清晰。2、 每一条进线各自连接一组断路器，互不影响。3、 正常运行操作时由断路器进行，便于自动化，远动化，继电保护简单。4、 进出线可以不对应，电能由母线集中，分别向各出线回路供电，配置灵活。5、 断路器检修时需要整个回路停电。外桥接线：1、 接线简单，断路器比单母少一台。2、 开关站布置简单，如有必要可以改接为角形或单母。3、 主变压器故障只断开一台断路器，不影响线路与另一主变压器运行，但桥内断路器断线全厂停电。4、 适用于进出线各为两台的中型水电站，tmax小，线路故障低的电站。综上，单母接线和桥形接线各自优缺点，再考虑到水电站为小型水电站，考虑到经济性，可靠性，实用性，及自动化方面的应用，最终选择110kv侧采用单母接线。对于35kv,双母接线和单母分段接线优缺点比较：双母接线：1、 接线清晰。2、 进出线各接一组断路器，互不影响。3、 一组母线故障不影响另一组母线供电，将故障母线所联回路切换到另一组母线后可恢复供电，运行灵活。4、 两组母线可以根据线路负荷情况通过切换达到负荷大概平衡。5、 隔离开关多，切换母线操作过程较复杂，易造成误操作，不利于自动化。6、 与单母分段比较，增加了布置面积和投资。7、 适用于主接线出现回路大于等于8回的接线。对于单母分段接线：1. 单母接线简单清晰。2. 每一条进线各自连接一组断路器，互不影响。3. 正常运行操作时由断路器进行，便于自动化，远动化，继电保护简单。4. 进出线可以不对应，电能由母线集中，分别向各出线回路供电，配置灵活。5. 断路器检修时需要整个回路停电。6. 母线与所联设备检修时，全厂停电，当分段隔离开关拉开后另一母线可以恢复供电，全厂停电。综上比较单母分段和双母接线的优缺点后，考虑到经济性，水电站可靠性，和水电站征地的困难性，最后选择单母分段接线更合适与该水电站。2.5水电站厂用电特点：1. 厂用负荷小，厂用负荷容量占总装机容量的1%-3%左右，厂用设备一般用220-380v的低压设备。2. 水电站厂用负荷50%-70%容量不经常运转，最大年利用小时数低。3. 厂用电设备一般比较简单，厂用接线可以简化。4. 厂用负荷不但与水电站容量有关，还与其枢纽布置，机组形式及水头大小有关。5. 水电站易实现高自动化控制。6. 水电站建设周期较长，厂用电即能满足电站连续施工，或分期建设要求，又便于过渡。7. 当机组运行时，无论全部机组或者一台机组运行，应有两台或以上能独立的厂用电源。厂用电设计：（见副图）2.7水电站主变压器的选择变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。 1、主变压器台数： 为保证供电可靠性，水电站一般设有两台主变压器。 2、变压器容量： 装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。 3、在330kv及以下电力系统中，一般选三相为压器，采用降压结构的线圈，排列成铁芯低压中压高压线圈，高与低之间阻抗最大。 4、绕组数和接线组别的确定： 该变电所有三个电压等级，所以选用三绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，110kv以上电压，变压器绕组都采用y0连接，35kv采用y形连接，10kv采用连接。5、调压方式的选择：普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。6、冷却方式的选择：主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。综上，所以选用一台sfsz9-20000/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如表1：表1 主变压器技术参数表型号额定容量kva额定电压（kv）连接组标号阻抗电压%高压中压低压高-中高-低中-低sfsz9-20000/1102000011081.25%38.522.5%10.5yn,yn0,d1110.517.56.5第三章 短路电流计算3.1电力系统短路电流计算的目的1、电气主接线的比较与选择。2、选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求。3、为继电保护的设计以及调试提供依据。4、评价确定网络方案，研究限制短路电流的措施。5、分析计算送电线路对通讯设施的影响。3.2电力系统短路电流计算条件短路电流实用计算中，采用一下假设条件和原则：1、正常工作时，三相系统对称运行。2、所有电源的电动势相位角相同。3、系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120电气角度。3.3短路电流计算点的确定和短路电流计算短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个，即110kv母线短路（d1点），35kv母线短路（d2）点，10.5kv发电机出口处短路（d3点）。各点短路值计算结果:(详见见附录)第四章 主要电气设备选择由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。电气设备选择的一般原则为：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.应满足安装地点和当地环境条件校核。3.应力求技术先进和经济合理。4.同类设备应尽量减少品种。5.与整个工程的建设标准协调一致。6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.电压 选用的电器允许最高工作电压umax不得低于该回路的最高运行电压ug,即，umaxug2.电流选用的电器额定电流ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流ig ，即ieig校验的一般原则：1.电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。3.短路的热稳定条件qdt在计算时间ts内，短路电流的热效应（ka2s）itt秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ka2s）t设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间ts按下式计算t=td+tkd式中td 继电保护装置动作时间内（s）tkd断路的全分闸时间（s）4.动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：上式中 短路冲击电流幅值及其有效值 允许通过动稳定电流的幅值和有效值5.绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。4.1高压断路器的选择高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。型式选择：选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求：1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。1）对于110kv侧qf1进行选型：从上侧流向qf1电流为：id1=i110+0.5i35+0.5if =10.04+0.5*0.93+0.5*0.313 10.66ka从下侧流向qf1电流为：id20.5i35+0.5if=0.5*0.93+0.5*0.313=0.62id1id2,故按照id1校验冲击电流:=1.810.66=27.1ka最大电流有效值:=10.661.51=16.1ka短路容量:sd=10.66115=2123.3mva3.短路的热稳定=(10.662+(10+0.5*0.327+0.93)2*10+(10+0.5*0.348+0.5*0.93) 2)*4/12=478 ka2s(取t=4s)qdt在计算时间ts内，短路电流的热效应（ka2s）由两台发电机容量为2*13.235mva有最大持续电流为imax=11.25*2/（*115*0.85）=132.9 a选择型号为sw4-110/1250的断路器与gw4-110/600/16型隔离开关计算数据sw4-110/1250型断路器gw4-110/600/1型隔离开关uns110kvun110kvun110kvimax132.9ain1000ain600ai10.7kainbr31.5ka_ish27.1kaincl80ka_qk478 ka2sit2t3969 ka2sit2t16*4=1024ka2sish27.1kaies80kaies50ka2)对于35 kv侧qf5选型：从上侧流向qf1电流为：id1=0.5i110+i35+0.5if=7.8+0.5*4.76+0.5+0.5*4.39=11.4ka明显上侧流向qf5电流id1要大于下侧流向qf5的电流冲击电流:=1.811.4=29.1ka最大电流有效值:=11.41.51=17.2 ka短路的热稳定=(11.42+10*(7.8+0.5*4.76+0.5*1.5)2+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.3)2)*4/12=481 ka2s最大持续电流为imax=11.25*1.05/（*115*0.85）=217 a选择型号为zn35-600/25的断路器考虑到35kv侧用高压开关柜，故该侧可以不用选择隔离开关计算数据zn35-600/25型断路器uns35kvun35imax217ain600ai11.4kainbr25ish29.1kaincl63 kaqk481 ka2sit2t2500 ka2sish29.1 kaies63 ka3）对于35 kv侧qf14:从上侧流向qf1电流为：id1=0.5i110+0.6i35+0.5if=0.6*7.8+0.5*4.76+0.5+0.5*2.39= ka明显上侧流向qf5电流id1要大于下侧流向qf5的电流冲击电流:=1.811.4=29.1ka最大电流有效值:=11.41.51=17.2 ka短路的热稳定=(11.42+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.5)2+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.3)2)*4/12=481 ka2s最大持续电流为imax=11.25*1.05/（*115*0.85）=217 a考虑到35kv侧用高压开关柜，选择型号为zn35-600/25的断路,故该侧可以不用选择隔离开关计算数据zn35-600/25型断路器uns35kvun35imax217ain600ai11.4kainbr25ish29.1kaincl63 kaqk481 ka2sit2t2500 ka2sish29.1 kaies63 ka4）对于10.5kv侧选型由发电机从下向上流过断路器的电流为id1=6.798.31/(8.31+1.19)=5.94kv上向下流过断路器qf2的电流为：id2185.9512.1ka同理，i215.80.8754.5711.8 kai415.70.8754.5311.7 ka按照id2校验短路冲击电流:=1.912.1=32.5ka最大电流有效值:=12.11.67=20.2ka短路的热稳定=(12.12+11.82+11.72)*4/12=558.6 ka2s最大持续电流为imax=11.25*1.05/（*10.5*0.85）=764 a选择型号为zn28g-12/1000/40的断路器考虑到10.5kv侧用高压开关柜，故该侧可以不用选择隔离开关计算数据zn28g-12/1000/40型断路器uns10.5kvun10.5 kvimax764ain1000ai12.1kainbr40 kaish32.5kaincl100 kaqk558.6 ka2sit2t6400 ka2sish32.5kaies100 ka4.2隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。6.带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。隔离开关选择见断路器选择。4.3 母线的选择：原则：1导体选型：硬导体截面常用矩形槽形和管形母线35kv及以下选择矩形母线（1）电流在4000a以下的配殿装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，用于40008000a配电装置；管型导体集肤效应系数小，机械强度高，用于8000a及以上电流母线或者要求电晕放电电压高的110kv以上配电装置中。2截面选择：导体截面可以按照长期发热允许电流或者经济电流密度选择。对于tmax5000小时传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机，变压器连接体，截面按电流密度选择。而配电装置汇流母线常在正常运行方式下，传输容量不大，按长期允许电流选择。3电晕电压校验 对于110kv及以上裸导线按照晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体在临界电压ucr应大于最高动作电压umax.4热稳定校验 smin=5硬导体动稳定校验对于110kv侧母线及其进出线选择：1） 110kv侧母线：由最大持续电流imax=1.05*11.25*2/*115*0.85=145a由于imax不大，所以选择lf-21y30/25型铝锰合金管型导体，70c时长期工作电流为572a，环境温度40c时，温度校正系数为0.81，则导体长期载流量为 572*0.81=463a，所以满足。热稳定要求选择最小截面 110kv母线三相短路时周期分量为i=12.5ka。查（1）表11-14有热稳定系数c=87，假想时间ta，=0.2s，由smin=公式=61mm2216mm2 的导体截面，所以热稳定也满足。4电晕电压校验 查（1）表1116按照晴天不出现可见电晕要求，管母线最小截面为20mm,选择的管型母线型号为30/25，所以满足。2）110kv进线选择1母线类型选择 110kv主变压器出线选择lgj-70/40型钢芯铝绞线。2按110kv主变压器长期工作电流流选择imax=0.5*20/(*115*0.85)=59algj-70/40型钢芯铝绞线在环境温度25c时长期允许载流量在70时为307a ，加上温度校正系数c为0.81，所以长期允许载流量为0.81*307=249a59a,所以合理。3按照热稳定要求选择最小截面由- smin=92mm2选择导体两根截面为2*80=16092mm2，所以最小截面满足。4按经济电流密度选择：由tmax=5000h,的经济电流密度j查【1】表11-7有j=1.15,所以sj=ij/j=59/1.15=51.3mm2 ,而选择导体的截面为110mm251.3mm2所以满足5按电晕电压校验： 查1书表11-16按照晴天不出现可见电晕要求，最小导体型号为lgj-70,所以选择2*lgj-70/40满足要求。3）35kv侧母线选择： 选择lwb-50/6型矩形铝母线1 按长期工作电压选择 35kv主母线长期工作电流由（1）表111选择得lwb-50/6立放矩形母线在40c时长期允许电流为600a ，平放时乘0.95即600*0.95=570a，所以该母线满足35kv母线长期持续电流imax=11.25*1.05/(*37*0.85)=217a2 主母线动稳定校验35kv配电装置选用jyn 1-40。5型固定式开关柜，母线固定间距l=2000mm,相间距离a=300mm，查副表知短路冲击值为ib=6.8ka所以母线所受的电动力f=1.76 =1.76*6.82*200*10-2*9.8/30=53.2n由母线所受的力矩 m=53.2*200/10=1064ncm母线截面系数为w=0.167bh2=0.167*0.6*52=2.5所以母线最大应力为 =1064/2.5=425.6104pa此值小于（1）表1111规定的铝母线极限应力为6860104pa，所以满足要求。8 热稳定校验要求选择最小截面 由smin=59mm2,选择lwb-50/6矩形母线满足最小截面59mm2 ，所以满足要求。4）35kv侧进线选择35kv采用电缆进线。1. 电缆额定电压和结构类型：选择un=35kv型号为zlqf20的油浸纸绝缘三芯铝导体分相嵌套电力电缆，缆芯截面185mm2. 截面的选择tmax=5000h,所以按照最大持续电流选择。3. 由imax=13.235/*37=217a,查姚书附表2-4与2-6，选择s=95mm2,=25c时，=75，温度修正系数为=1.05查表2-9和2-10土壤修正系数k3=1.0直埋两根并列敷设导数k4=0.93, 所以允许载流量:ial=ktk3k4in=1.05*1*0.93*230=224.6217a,所以满足长期发热要求. 4. 允许电压损失校验:查表2-11有r=0.17(/km),x=0.113(/km)=173*217*1*(0.17*0.85+0.113*0.527)2.2%5%,满足要求5. 热稳定校验： =20+（75-20）(217/230)2=42.3c6. 热稳定系数:=165.6 (在3kv时取)4.4电流互感器选择原则：应该满足电器设备的继电保护，自动装置测量仪表，电能计量要求。一、 额定电压的选择：umax大于或者等于ug,其中umax为电流互感器最高工作电压，ug为回路工作电压，或称为标称电压。二、 一次额定电流选择：1、 用于测量计量的，其一次额定电流比回路大1/3左右为最佳。2、 注意双电流比，以及扩建的要求。电力变压器中性点电流互感器一次额定电流大于变压器元件ibp的1/3倍。3、 二次电流选择：对于强电系统选用5a，对于弱电系统或者配电装置离控制室远时，选用1a三、 按照电流互感器额定二次符合选择： 推荐值：对于仪表及保护用选择30va，已经满足.四、 准确级选择：对于精密测量选用0.2级；对于电能计量选用0.5级；对于插动保护选用d级。准确值表达：如电流互感器额定容量为15va,在20倍额定一次电流时允许最大负荷电流比误差为10，功率因素为0.8，表示为15va,cos=0.8,10p20.五、 形式选择：对于110kv及以上，可以选择lb7型油纸绝缘电容型且带金属膨胀器全密封电流互感器；lb6型油箱瓷套式电容型；sf6气体绝缘型电流互感器。六、 对于35kv室内：lcz系列环氧树脂浇注半封闭支柱式或者lzzb环氧树脂全封闭电流互感器。各级电流互感器的选择：110 kv侧：1、 型号选择：110 kv侧选择lb6-110型户外式电流互感器10.5 kv侧选择-2、 额定电压选择：110 kv侧选择电流互感器额定电压126 kv，大于系统121 kv，满足要求。3、 按照额定电流选择 110 kv侧系统按照最大运行方式时146a，选择的电流互感器为2*200a，满足要求4、 电流互感器级次组合选择 110 kv电流互感器级次组合为10p30/10p30/10p30/2s5、 动稳定校验 选择的110 kv册动稳定电流为50ka大于d1点短路时的11.28 ka所以动稳定满足要求。6、 热稳定校验 选用的110kv侧热稳定电流为202*4s=1600 ka2s511 ka2s，所以满足要求。35kv侧：1、 型号选择：选择lcz-35（q）型浇注式绝缘加强型电流互感器作保护测量用。2、 按照额定电压选择：所选电流互感器绝缘水平为42/95/185kv，所以42kv37的系统平均电压。3、 额定电流选择：35kv侧进线电流为1.05*20/(*37*0.85)=310a,选择计量测量的电流互感器为ie=600a4、 准确等级：选用lcz-35（q）型浇注式绝缘加强型电流互感器0.2级25kv为计量，0.5级40va为测量，10p15级50va为保护。5、 动稳定校验：lcz-35（q）型浇注式绝缘加强型电流互感器一次侧ie为 600-1200a时，对应的动稳定为120ka大于35kv侧冲击电流ich=38ka,满足要求6、 热稳定校验：lcz-35（q）型浇注式绝缘加强型电流互感器一次侧额定电流为600a时，短路电流周期分量为48ka，大于35kv侧热稳定电流14.95ka. 综上35kv选用的lcz-35（q）型浇注式绝缘加强型电流互感器满足要求。电压互感器选择一、 电压互感器正常工作时，按照一次回路电压，二次电压，二次负荷，准确级，机械负荷等选择。二、 形式选择：35110kv一般选用油浸绝缘结构电磁式电压互感器形式选择：1、 35kv110kv一般选用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。2、 220kv一般选用电容式。3、 110kv侧线路有载波通信时，选用电容式电压互感器。按照额定电压选择：通常一次绕组接于电网线电压时，二次绕组额定电压为100v；一次绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压为100/ v。容量和准确级选择由以上过程选择有：各电压等级电压互感器选择如下表所列：电压等级类型型号额定电压一次/二次（kv）额定绝缘水平准确级及容量选择110 kv侧jcc6-110kv选择最高电压126kv，查表选择绝缘耐压185kv,额定雷电冲击全波耐受电压450 kv计量：250va/0.2级测量：250va/0.5级保护：100va/3p级35kv侧jdzx9-35型全封闭环氧树脂选择最高电压40.5kv，查表选择绝缘耐压95kv,额定雷电冲击全波耐受电压200kv计量：40va/0.2级测量：80va/0.5级保护：100va/6p级10.5kv侧jdzj11(16)12选择最高电压12kv，查表选择绝缘耐压42kv,额定雷电冲击全波耐受电压75kv计量：30va/0.2级测量：90va/0.5级保护：100va/6p级避雷器选择原则：1、 额定电压选择 ：ubnusn 其中ubn ：避雷器额定电流 usn：系统标称称定电压2、 按照持续运行电压选择uby uxg3、 按照雷电冲击残压选则：校核陡坡冲击电流下的残压：ublebil/kc=1.15bil/kc按照操作冲击残压选择us1.35ugs/kc由参考书【1】p584知发电厂变电站常用氧化锌避雷器，型号如下：10kv母线选择yh5wz-17/45;35kv母线以及进出线路选择yh5wz-53/134；110 kv主变压器进出线，母线选择y10w5-100/260。成套开关柜的选择高压开关柜是以断路器开关等为主要元件组成的成套配电装置，他用于配电系统，作接受和分配电能之用。这类装置的组成元件，按主接线的要求，以一定顺序布置在一个或者几个金属柜中，有占地少，安装使用方便，适用于大量生产等特点，应用广泛。因此，合理选择开关柜十分重要。开关柜有固定式和移开式两种。目前35kv配电装置中，一般选用固定式开关柜，因为电网道闸比较频繁，而固定式开关柜操作方便，但断路器检修时停电时间长。金属铠装移开式开关柜在真空断路器大量应用后得到广泛发展。它是全封闭结构，各功能小室相互隔开，正常操作性能和防误操作功能更加完善，运行安全可靠，检修维护方便。因此，拟定35kv侧选用间隔移开式高压开关柜，10.5kv用铠装移开式高压开关柜。按工作电压选择选择的高压开关柜要大于额定的回路系统标称额定电压，开关柜最高工作电压应大于系统的最高工作电压。标称额定电压为10kv时，选用12kv电压等级的开关柜，35kv时选用40.5kv的开关柜。一）35kv侧高压开关柜的选择1、柜型选择 35kv侧选jyn1-40.5型移开式开关柜，用单母分段线路，配用zn*-40.4型断路器其技术参数如下表所示：2、按照开关柜电压选择35kv母线进线侧额定电压35kv，查1书表3-14得开关柜应耐受冲击电压为185kv，工频1min内应耐受电压为95kv，查表有10.-54开关柜额定电压40.5kv额定雷电冲击电压185kv，工频1min内应耐受电压为95 kv，所以满足要求。3、按照持续工作电流选择in=2*11.25*2/(*37*0.85)=433a,所以选择开关柜额定电流1000a，满足要求。4、按照开断电流选择35kv侧系统短路电流周期分量14.95ka，所以选择开关柜额定短路开断电流25 ka,满足要求。5、按照动稳定校验 35kv侧冲击电流为38 ka，查表10-54有开关柜额定峰值耐受电流imax=63 ka,所以动稳定也满足。6、热稳定校验35 kv系统母线短路电流周期分量稳态值为11.95 ka，选择的开关柜4s内额定短时耐受电流i=25 ka,所以热稳定也满足。7开关柜电气主接线方案选择如下：主接线方案编号2289104331122282主接线方案断路器zn40.5（台）1111电流互感器lcz-35（台）3333熔断器rn2-35（台）33避雷器fz3-35（台）(fz3-35)3(fyz1-35)3电压互感器jdzx9-35（台）33ct操作机构（台）1111二）10.5kv侧开关柜选择。1、柜型选择 选用kyn3-12型开关柜，选用zn78型真空断路器，配永磁机构，开关柜技术参数如1书表10-23，10-242、按照开关柜电压选择 发电机出口电压额定值为10.5kv，查表有10kv开关柜额定雷电冲击耐受电压峰值为12kv，额定峰值耐受电压相间及对地为75kv，断口电压84kv，工频1min内应耐受电压相间及对地电压42kv，断口间电压48kv，所以选择的开关柜符合相关电压要求。3、按照持续工作电流选择 所联发电机的容量13.235mva10.5kv侧额定电流ie=1.05*13.235/（*10.5）=764a，而发电机侧选择的开关柜选择额定容量为1600a，考虑当变压器作为变电站用时，能满足开关柜工作电流要求。4、按额定短路开断电流选