电力系统自动化技术毕业设计.doc

毕业设计（论文） 题目 110kv 降压变电站电气一次部分设计 系 别 电气工程系电气工程系 专 业 电力系统自动化技术电力系统自动化技术 班 级 电力电力 10-210-2 班班 姓 名 宋佳庆宋佳庆 学 号 201003103125201003103125 指导教师（职称） 牛广文牛广文 日 期 20122012 年年 1212 月月 2626 日日 兰州工业学院毕业论文 - i 毕业设计（论文）任务书 电气工程电气工程系系 201201届届 电力系统自动化技术电力系统自动化技术 专业专业 毕业设计（论文）题目110kv 降压变电站电气一次部分设计 校内（外）指导 教师 职 称工作单位及部门联系方式 牛广文高工人事一、题目说明（目的和意义）： 当前电力工业的发展，融合着计算机、自动化、通信、远动等技术，以弱电控强电、 多学科交叉的电力网络正到广泛的应用。 变电站的设计涵盖一次部分二次部分，一次部分设计内容有电气主接线设计、电气设 备的选择、配电装置设计等；二次部分包括控制、保护、测量、信号自动装置等复杂内容， 采用综合自动化技术实现变电站二次部分的设计，从而使变电站实现功能综合化、结构微 机化、操作控制屏幕化、用行管理智能化等特征。 本次设计的内容只针对变电站一次部分。设计目的：（1）巩固和扩大所学的专业理 论知识，并在毕业设计的实践中得到灵活应用；（2）学习和掌握发电厂、变电站电气部 分设计的基本方法；（3）培养独立分析分析和解决问题的工作能力及解决实际工程设计 的基本技能；（4）学习查阅有关手册、规范及其他参考资料的技能。 兰州工业学院毕业论文 - ii 二、设计（论文）要求（工作量、内容）： 1.1.设计资料设计资料 （1）本站经 2 回 110kv 线路与系统相连，分别用 35kv 和 10kv 向本地用户供电。 （2）环境参数：海拔1000m,最低气温为 0，最高温度为 35，雷暴日 20 日每年。 （3）系统参数:110kv，据本站 65km,线路阻抗 0.4 欧km 计算。 (4) 35kv 出线 7 回，最大负荷 10000kva，cos=0.8, tmax=4000h；10kv 出线 10 回， 最大负荷 3600kva, cos=0.8, tmax=3000h,均为一般用户。 (5)站用电为 160kva. 2.2.设计内容设计内容 （1）根据设计任务书，分析设计资料，列出可能实现的两个方案，经过技术、经济 分析比较，确定一个比较优的方案。 （2）电气主接线的设计图。 （3）计算负荷，选择主变的容量和台数。 （4）短路电流的计算。 （5）选择和校验所需的电气设备。 （6）配电装置、防雷保护和接地装置设计。 3.3. 设计成果设计成果 (1)根据统一书写要求撰写毕业设计说明书一份，字数 15000 以上。 （2）用绘图工具 autocad 绘制 1#电气主接线一张。 三、进度表 日 期内 容 2012-2013 学年秋 十五周 十六周 十七周 十八周 十九周 二十周 2011-2012 春 第一周 第二周 查阅资料，熟悉设计内容 电气主接线设计、主变压器的选择 短路电流及系统负荷计算 电气设备的选择 配电装置、防雷保护和接地装置设计 撰写论文 答辩 答辩 兰州工业学院毕业论文 - iii 完成日期2013 年 1 月 11 日 答辩日期2013 年 2 月 25 日3 月 8 日 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量： 1.参考文献和技术资料 1王立舒.农村发电厂变电所电气一次设计手册.哈尔滨：东北农业大学出版社， 1998. 2周文俊.电气设备实用手册.北京：中国水利水电出版社，1999. 3王世新.农村发电厂电气部分.北京：中国农业出版社，1996. 4吴靓等主编.发电厂及变电站电气设备.北京：中国水利水电出版社，2005. 5于永源 杨崎雯.电力系统分析（第三版）.北京：中国电力出版社，2007. 6赵玉林.高电压技术.北京：机械工业出版社，2001. 7国家电力公司农电工作部.35kv 及以上工程.北京：中国电力出版社，2002. 8谈笑君，尹春燕.变配电所及其安全运行.北京:机械工业出版成，2000. 9工厂常用电气设备手册（第二版）.北京：中国电力出版社，1997. 2 翻译相关科技论文一篇（英文单词不少于 1000 字） 3 毕业设计地点设在学院人事处处长办公室。 教研室意见： 同意 教研室主任（签字）：程金鹏 2012 年 11 月 9 日 系审核意见： 同意 系主任（签字）：周征 2012 年 11 月 9 日 注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交研究室，一份打印稿交学生，电子稿交系 办。 兰州工业学院毕业论文 - iv 摘要 本文主要进行 110kv 变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷 的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及 可靠性的要求确定了 110kv、35kv、10kv 侧主接线的形式，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，从而得出各元件的参数，进行等值网络 化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流， 选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等， 并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整 定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线 图及 110kv 配电装置间隔断面图的绘制。 关键词关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择 兰州工业学院毕业论文 - v abstractabstract this paperdesign a 110kv substation.firstly,according to the gaved system, electricity line and the parameters of load ,which provided by the assignment book,through considering the substation which will be built and feeders,analysising load materials,confirming the main electrical wiring form of 110kv、35kv、10kv side based on security,economy and reliability,then conform the numbers,volume and type of the main transformer through load calulation and supply district,thus getting the parameters of all the component,simplify electric circuit,select short point carry on short circuit calculations operation circuit, select and check out electrical equipment, including bus,breaker, disconnect switch, voltage transformer, current transformer and so on,so that conform the distribution apparatus.configurating relay protection and setting-calculation for the electricity line,transformer and bus according to the load and short calculations.at the same time,this paper analyse simply lightning protection and grounding system.finally,two pictures be drawed which include main electrical wiring diagram and 110kv power distribution equipment sectional drawing interval. keywords: substation design,transformer,main electrical wiring,equipment election 兰州工业学院毕业论文 - vi 目录 1 绪 论.1 1.1 课题研究的背景.1 1.2 课题研究的目的及意义.1 1.3 课题设计的内容.1 2 主接线的设计3 2.1 电气主接线的基本原则及要求 .3 2.2 对原始资料的分析 .3 2.3 主接线的基本形式 .4 2.4 主接线的接线方案的设计 .4 2.4.1 110kv 侧主接线方案的设计4 2.4.2 35 kv 侧主接线方案的设计6 2.4.3 10 kv 侧主接线方案的设计8 2.4.4 最优方案的确定 10 3 变压器的选择.11 3.1 主变压器台数的确定 11 3.2 主变压器型号和容量的确定11 3.3 站用变压器的确定11 4 短路电流的计算.13 4.1 短路电流计算的目的及意义13 4.2 等值网络的绘制13 4.3 短路点的确定14 4.4 短路点短路电流的计算16 4.5 列出所计算的短路点的表格20 兰州工业学院毕业论文 - vii 5 电气设备的选择及校验.22 5.1 电气设备选择的一般原则 22 5.2 各电气设备的选择及校验 22 5.2.1 断路器的选择及校验 25 5.2.2 隔离开关的选择及校验 22 5.2.3 电压互感器的选择及校验 29 5.2.4 电流互感器的选择及校验 31 5.2.5 熔断器的选择及校验 36 5.2.6 母线与电缆的选择及校验 37 5.3 电气设备参数选择一览表.38 5.4 一次部分完整接线图 38 6 配电装置的设计.39 6.1 配电装置设计的基本原则39 6.2 配电装置的作用39 6.3 对配电装置的基本要求和设计步骤39 7 防雷保护的设计.42 7.1 变电站防雷保护的目的及意义 42 7.2 变电站直击雷保护的设计42 7.3 变电站入侵雷电波的保护设计43 8 接地装置的设计.46 8.1 接地装置的概述46 8.2 接地网型式的设计46 结论.47 致谢.48 参考文献.49 兰州工业学院毕业论文 - viii 附录附录 a 专业相关文献翻译专业相关文献翻译 50 附录 b .59 附录 c .60 兰州工业学院毕业论文 - 1 1 绪 论 1.1 课题研究的背景 110kv 变电站，向该地区用 35kv 和 10kv 两个电压等级供电。110kv 以双回路与 35km 外的系统相连。系统最大方式的容量为 2900 mva，相应的系统电抗为 0.518；系 统最小的方式为 2100 mva，相应的系统电抗为 0.584， （一系统容量及电压为基准的标 么值） 。系统最大负荷利用小时数为 tm=5660h。35kv 电压级，架空线 6 回，3 回输送功 率 12mva；3 回输送功率 8mva。10kv 电压级，电缆出线 3 回，每回输送功率 3mw；架空 输电线 4 回，每回输送功率 4mw。随着经济的发展，电能已经成为各方面建设及人们生 活中不可缺少的能源，电能的使用已遍及各行各业，电力系统电能质量逐渐成为人们 关注的焦点，如何保证电力系统安全稳定运行成为重要研究对象，变电站作为电力系 统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，是电能传 输与控制的枢纽，其安全、稳定运行尤为重要。继电保护装置作为变电站重要二次设 备，对一次系统的运行状况进行监视，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进 行保护控制。 1.2 课题研究的目的及意义 当前电力工业的发展，融合着计算机、自动化、通信、远东等技术，以弱电控制强 电、多学科交叉的电力网络正确得到广泛的应用。 变电站电气部分设计涵盖一次部分与二次部分，一次部分设计内容有电气主接线设 计、电气设备选择，配电装置设计等；二次部分设计包括控制、保护、测量、信号、 自动装置等复杂内容，采用综合自动化技术实现变电站二次部分设计，从而使变电站 实现功能综合化、结构微机化、操作监控屏幕化、运行管理智能化等特征。 本次设计内容只针对变电站一次部分。设计目的：巩固和扩大所学的专业理论知 识，并在毕业设计实践中得到灵活应用；（2）学习和掌握发电厂、变电所电气部分设 计的基本方法；(3)培养独立分析和解决问题的工作能力及解决实际工程设计的基本技 能；（4）学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。 1.3 课题设计的内容 （1）根据设计任务书，分析设计资料，列出可能实现的 3 个方案，进过技术性、经济 性分析比较，确定一个较优方案。 兰州工业学院毕业论文 - 2 （2）电气主接线图设计。 （3）计数负荷，选择主变的容量和台数。 （4）短路电流计数。 （5）选择一次电气设备及各级导线型号和截面。 （6）配电装置、防雷保护和接地装置设计。 兰州工业学院毕业论文 - 3 2 主接线的设计 2.1 电气主接线的基本原则及要求 电气主接线的基本原则:电气主接线是变电所设计的首要任务，也是构成电力系统 的重要环节。主接线案的确定与电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密 切相关。并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影 响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经 济比较，确定变电所主接线的最佳方案。 变电所主接线设计的基本要求有以下几点： 1.可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满 足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个 环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接 线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是 对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。 2.灵活性 电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行 方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故 障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。 3.操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作 步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员 的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会 给运行造成不便，或造成不必要的停电。 4.经济性 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运 行费用最小，占地面积最少，使变电所尽快的发挥经济效益。 5.应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此， 在选择主接线时，应考虑到有扩建的可能性。 2.2 对原始资料的分析 变电站的电压等级为 110kv/35kv/10kv，设两台主变，变电站最终规模的进出线回 路数为： 110kv: 无限大系统 兰州工业学院毕业论文 - 4 35kv：7 回（终端用户） 10kv： 10 回（终端用户） 表 2-1 负荷情况表 电压等级最大负荷（mw）合计负荷（mw） 35kv1010 10kv3.63.6 站用电 0.160.16 线路长度 110kv： 架空线，65 公里 2.3 主接线的基本形式和特点 主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。 在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过 4 回） ，为便于电能的汇集和分配，采用母 线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线 后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少， 占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、 单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线 有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接 线等。 2.4 主接线的接线方案的拟定 2.4.1 110kv 侧主接线的案设计 a 方案： 单母线接线（见图 2-1） 兰州工业学院毕业论文 - 5 qs qf qf qs qsqs qsqs qf qf . 图2-1 单母线接线 b 方案： 单母线分段接线（见图 2-2） qf qs qs qf qf qs qsqs qsqs qf qf 图 2-2 单母线分段接线 c 方案： 双母线接线（见图 2-3） qf qf qs qs qs qs qs qf qf qf qsqs 图 2-3 双母线接线 分析：a 方案的主要优、缺点： 兰州工业学院毕业论文 - 6 1.接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵 活性较差。 2.当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的 全部时间内停止工作。 3.出线开关检修时，该回路停止工作。 b 方案的主要优缺点： 1.母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作。 2.双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要 用户的供电。 3.一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这 样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电。 4.任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作。 5.出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越。 6.110kv 为高电压等级，一旦停电，影响下级电压等级供电，其重要性较高，因 此本变电所设计不宜采用单母线分段接线。 c 方案的主要优、缺点： 1.检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电。 2.检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路。 3.工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电。 4.可利用母联开关代替出线开关。 5.便于扩建。 6.双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大，运行中需要隔离开 关切断电路，容易引起误操作。 7.经济性差。 结论： b 方案一般适用于 110kv 出线为 3、4 回的装置中；c 方案一般适用于 110kv 出线 为 5 回及以上或者在系统中居重要位置、出线 4 回及以上的装置中。综合比较 a、b、c 三方案，并考虑本变电所 110kv 进出线共 2 回，且在系统中地位比较重要，所 以选择 b 方案双母线接线为 110kv 侧主接线方案。 2.4.2 35kv 侧主接线的方案设计 兰州工业学院毕业论文 - 7 a 方案： 单母线接线（见图 2-4） qs qf qf qs qsqs qsqs qf qf . 图 2-4 单母线接线 b 方案： 单母线分段接线 （见图 2-5） qf qs qs qf qf qs qsqs qs qs qf qf . 图 2-5 单母线分段接线 c 方案： 双母线接线（见图 2-6） 兰州工业学院毕业论文 - 8 qf qf qs qs qs qs qs qf qf qf qsqs 图 2-6 双母线接线 分析 a 方案的主要优缺点： 1.接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵 活性较差。 2.当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的 全部时间内停止工作。 3.出线开关检修时，该回路停止工作。 b 方案的主要优缺点： 1.当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作。 2.对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重 要用户的供电。 3.当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线， 这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电。 4.任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作。 5.当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论： b 方案一般速用于 35kv 出线为 4-8 回的装置中。综合比较 a、b 两方案，并考虑本 变电所 35kv 出线为 7 回，所以选择 b 方案单母线分段接线为 35kv 侧主接线方案。 c 方案的主要优、缺点： 1.检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电。 兰州工业学院毕业论文 - 9 2.检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路。 3.工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电。 4.可利用母联开关代替出线开关。 5.便于扩建。 6.双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大，运行中需要隔离 开关切断电路，容易引起误操作。 7.经济性差。 2.4.3 10kv 侧主接线方案的设计 a 方案： 单母线接线（见图 2-7） qs qf qf qs qsqs qsqs qf qf . 2-7 单母线接线 b 方案： 单母线分段接线（见图 2-8） 。 qf qs qs qf qf qs qsqs qs qs qf qf . 图 2-8 单母线分段接线 分析： 兰州工业学院毕业论文 - 10 a 方案的主要优缺点： 1.接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活 性较差。 2.当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修或故障消除前的全 部时间内停止工作。 3.出线开关检修时，该回路停止工作。 b 方案的主要优缺点： 1.母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作。 2.对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要 用户的供电。 3.当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，样 减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电。 4.任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作。 5.当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论： b 方案一般适用于 10kv 出线为 6 回及以上的装置中。综合比较 a、b 两方案，并考 虑本变电所 10kv 出线为 10 回，所以选择 b 方案单母线分段接线为 10kv 侧主接线方案。 2.4.4 最优方案的确定 通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种 待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接线方案。 即确定了本次设计主接线的最优方案（主接线图见附图） 兰州工业学院毕业论文 - 11 3 变压器的选择 3.1 主变压器台数的确定 变压器设计规范中一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比 较合理时，可装设两台以上的主变压器，如变电所中可由中、低压侧电力网取得足够 容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及两台以上主变压器的变电所， 当断开一台时，其余变压器的容量不应小于 60%的全部负荷并应保证用户的一、二级负 荷。已知系统情况为本站经 2 回 110kv 线路与系统相连，分别用于 35kv 和 10kv 向本 地用户供电。在该待设计变电所供电的负荷中，同时存在有一、二级负荷。故在本设 计中选择两台主变压器。 3.2 主变压器型号和容量的确定 考虑变压器有 1.3 倍事故过负荷能力，则 0.6*1.3=78%，即退出一台时，可以满足 78%的最大负荷。本站主要负荷占 60%，在短路时（2 小时）带全部主要负荷和一半左 右类负荷。在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。 sn=0.6pmax/ （3-1） cos =0.6(10+3.6)/0.85 =9.6mva=9600kva 选 sspsl-25000 型，选择结果如表 3-1： 表 3-1 主变压器参数表 兰州工业学院毕业论文 - 12 损耗(kw) 阻抗电压 (%) 短路 型号及容量 (kva) 额定电压 高/中/低 (kv) 连接组 空 载 高 中 高 低 中 低 高 中 高 低 中 低 空 载 电 流 (%) 运输 重量 (t) 参考 价格 （万 元） sfsl-10000110/38.5/11 y0/y/-12-1117 918969 17.510.5 6.5 1.525 12.42 3.3 站用变压器的确定 由主变压器容量为 10000kva，站用电率为 0.5%，可选用变压器容量。 sn=96000.5%=48kva 选 sjl150 型，选择结果如表 3-2 表 3-2 站用变压器参数表 损耗(kw) 型号及容量 (kva) 低压侧额定电 压(kv) 连接组 空载短路 阻 抗 电 压 (%) 空载电流 (%) 总重 (t) 参考价格 （万元） sjl1500.4y/y0-120.221.154 5.4 0.3 4 0.19 兰州工业学院毕业论文 - 13 4 短路电流的计算 在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算 的目的主要有以下几个方面： 在选择电气主接线时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地 工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时 刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短 路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以 校验设备动稳定。在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相 对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流 为依据。接地装置的设计，也需要短路电流。 4.1 短路电流计算的目的及意义 1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限 制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地 工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全 距离。 兰州工业学院毕业论文 - 14 4.在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 5.按接地装置的设计，也需用短路电流。 4.2 等值网络的绘制 在此变电所设计中，电压等级由四个，等值网络图如图 4-1 所示： 4.3 短路点的确定 1.短路点 k1的确定 4-2 图 4-2 k1 等值网络图 2.短路点 k2的确定 兰州工业学院毕业论文 - 15 图 4-3 k2 点等值网络图 3.短路点 k3的确定 图 4-4 k3 点等值网络图 4. 短路点 k4 的确定： kauav37 兰州工业学院毕业论文 - 16 图 4-5 k4 点等值网络图 4.4 短路点短路电流的计算 基准值选取 sb=100mva,ub 为各侧的平均额定电压 1.主变压器参数的计算 ： 由表 2-1 查明，选 sfsl-10000 型号参数： ud(1-2)%=17 ud(1-3)%=10.5ud(2-3)%=6 ud1%= 1/2(ud(1-2)%+ ud(1-3)%- ud(2-3)%) =1/2(17+10.5-6) =10.75 ud2%= 1/2(ud(1-2)%+ ud(2-3)%- ud(1-3)%) =1/2(17+6-10.5) =6.25 ud3%= 1/2(ud(2-3)%+ ud(1-3)- ud(1-2)%) =1/2(6+10.5-17) =-0.25 xb*.1=1.75 (4-1) 10 100 100 75.10 100 % 1 n bd s su xb*.2=0.625 (4-2) 10 100 100 25 . 6 100 % 2 n bd s su xb*.3=0.025 (4-3) 10 100 100 25 . 0 100 % 3 n bd s su 3.站用变压器的计算： 由表 2-2 查明：选 sjli50 型号参数：ud%= 兰州工业学院毕业论文 - 17 xb*.4=80 05 . 0 100 100 4 100 % n bd s su 3. 线路参数计算 110kv 线路：xl*1 =xol1=65 0.4=0.196 (4-4) 2 b b u s 2 115 100 4. 基准值计算 取基准容量为,基准电压为，又依公式：;mvasb100 avb uu b b b u s i 3 。计算出基准值如下表 4-1 所示： b b b s u x 2 mvas b 100 表 4-1 基准值 )(kvub 1153710.5 )(kaib 0.5521.7166.048 )( b x 120.2312.451.00 k1 短路点的计算： x *=xs= xl*1=0.196 xjs=xmd= 0.517 (4-5) 100 233 517 . 0 b n s s 因为 xjs=0.517 3 所以查表得： * =1.913 “ i * =1.655 “ 2 . 0 i * =1.953 i * =1.635 “ 1 i = 0.502 ka (4-6) b i 1153 100 3 b b u s =1.170 ka (4-7) n i b i 100 233 502 . 0 b n s s = * =1.9131.170=2.238 ka (4-8) “ i “ i n i 兰州工业学院毕业论文 - 18 = * =1.6651.170=1.947 ka (4-9) “ 2 . 0 i “ 2 . 0 i n i = * =1.9531.170= 2.285 ka (4-10) i i n i = * =1.6351.170= 1.913 ka (4-11) “ 1 i “ 1 i n i ich=2.55=2.552.238=5.707 ka (4-12) “ i ish=1.52=1.522.238=3.402 ka (4-13) “ i =un=2.238110=426.384 mva (4-14)“s3 “ i3 k2 短路点的计算： x *=x3=xs+ =0.233 (4-15) 2 625 . 0 75 . 1 196 . 0 2 21 xx xjs=xmd=0.543 100 233 233 . 0 b n s s 因为 xjs=0543 3 所以查表得： * =0.985 “ i * =0.910 “ 2 . 0 i * =1.067 i * =1.003 “ 1 i =1.56 ka b i 373 100 3 b b u s = =3.635 ka n i b i 100 233 56. 1 b n s s = * =0.9853.635=3.580 ka “ i “ i n i = * =0.9103.635=3.308 ka “ 2 . 0 i “ 2 . 0 i n i = * =1.0673.635=3.879 ka i i n i = * =1.0033.635=3.646 ka “ 1 i “ 1 i n i ich=2.55=2.553.580=9.129 ka “ i 兰州工业学院毕业论文 - 19 ish=1.52=1.523.580=5.442 ka “ i =un=3.58035=217.020 mva“s3 “ i3 k3 短路点的计算： x *=x4= (4-16) 311331 31131 )( xxxxxx xxxxx x d d s = 025 . 0 75 . 1 62 . 2 025 . 0 75 . 1 )025 . 0 75 . 1 )(62 . 2 025 . 0 75. 1 ( 196 . 0 =1.40 xjs=xmd=3.26 100 233 40 . 1 b n s s 因为 xjs=0.517 3 所以查表得： * =0.540 “ i * =0.511 “ 2 . 0 i * =0.550 i * =0.550 “ 1 i =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =0.54012.812=2.238 ka “ i “ i n i = * =0.51112.812=6.547 ka “ 2 . 0 i “ 2 . 0 i n i = * =0.55012.812=7.047 ka i i n i = * =0.55012.812=7.047 ka “ 1 i “ 1 i n i ich=2.55=2.556.918=17.641 ka “ i ish=1.52=1.526.918=10.515 ka “ i =un=6.91810=119.820 mva“s3 “ i3 兰州工业学院毕业论文 - 20 k4 点的计算 x *=x4= (4-17) 2 311331 31131 )( d d d s x xxxxxx xxxxx x =565 . 1 025 . 0 75 . 1 62 . 2 025 . 0 75 . 1 )025 . 0 75 . 1 )(62 . 2 025 . 0 75. 1 ( 196 . 0 =2.965 xjs=xmd=6.91 100 233 965 . 2 b n s s 因为 xjs=6.91 3 所以 *=*=*=*= =0.180 “ i “ 2 . 0 i i “ 1 i js x 1 544 . 5 1 in= ib=4.95ka 100 90 5 . 5 b n s s i= i= i0.2=in= i*in= i0.2*in=0.0724.95=0.355ka “ i =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =0.18012.812=2.331 ka “ i “ 2 . 0 i i “ 1 i “ i n i ich=2.55=2.552.331=5.893 ka “ i ish=1.52=1.522.331=3.513 ka “ i =un=2.33110=40.027 mva“s3 “ i3 4.5 列出所计算的短路点的表格，如表 4-2 表 4-2 名称 短路点 基准点压 (kv) x”*(ka) （ka） i ich (ka) (ka) sh i (mva)“s k1 1150.1962.2385.7073.402426.384 k2 370.2333.5809.1295.442217.020 k3 10.51.402.23817.64110.515119.820 兰州工业学院毕业论文 - 21 k4 4.22.9652.3315.8933.51340.027 兰州工业学院毕业论文 - 22 5 电气设备的选择及校验 导体和电气的选择，必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到到技术先进合 理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需 要。 5.1 电气设备选择的一般原则 1.应满足正常运行、检修、短路和过电压状态下的要求，并考虑远景发展。 2.应力求安全使用、技术先进、质量合格和经济合理。 3.应按当地环境条件长期工作条件下选择，按短路条件下校验，保证任何过电压 情况下能正常运行。 4.应与整个工程的建设标准协调一致。 5.选择同类设备的品种不宜过多。 6.选用新产品应积极慎重，新产品应具有可靠的实验数据，并经过正式鉴定合格。 在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。 5.2 各电气设备选择及校验 5.2.1 断路器的选择及校验 断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试 和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压 6220kv 的电网一般选用少油断路器，电压 110330kv 电网，可选用 sf6或空气断路器，大容 量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。 （一）母线断路器 110 的选择及校验 1电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.138ka138a 选出断路器型号为 sw41101000 型，如表 5-1： 表 5-1 110kv 母线断路器参数表 电压 (kv) 断开容量 (mva) 极限通过 电流(ka) 热稳定电流 (ka) 重合性能 型号 额 定 最 大 额定 电流 (a) 额定 断开 电流 (ka) 额定重新 * 最大有效2s 3s 4s 5s 合闸 时间 (s) 固有分 闸时间 (s) 电流休 止时间 (s) 重合 时间 (s) sw4- 110 110126 1000 18.4 35003000 5532.21 0.250.060.30.4 兰州工业学院毕业论文 - 23 因为 in=1000aig.max=138a 所以 ig.max 1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9792=1.898 (5-5)“ 因为 i tdz=2.28521.898=9.910 itt=2125=2205 所以 i tdz1s “ 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9232=1.893“ 因为 i tdz=3.87921.893=28.483itt=6.624=128 所以 i tdz1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9822=1.898“ 因为 i tdz=7.04721.898=94.255itt=31.524=3969 所以 i tdz1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.0512=1.9“ 因为 i tdz=2.31121.9=10.147itt=2024=1600 兰州工业学院毕业论文 - 26 所以 i tdzu10.9unu1=110kvun=110kv 2二次电压 u2n：u2n=100/ 3 3准确等级：1 级 选择 jcc110 型，如表 5-10： 表 5-10 110kv 母线电压互感器参数表 在下列准确等级 下额定容量(va)型式额定变比 1 级3 级 最大容 量(va) 连接组 单相 (屋外式) jcc-110 100 3 100 3 110000 500100020001/1/1-12-12 (一) 35kv 母线电压互感器的选择 1一次电压 u1：1.1unu10.9unu1=35kvun=35kv 2二次电压 u2n：u2n=100/ 3 3准确等级：1 级 选择 jdj35 型，如表 5-11： 表 5-11 110kv 母线电压互感器参数表 在下列准确等级 下额定容量(va)型式额定变比 0.5 级1 级3 级 最大容量 (va) 单相 (屋外式) jdj-35 3 100 / 3 100 / 3 35000 1502506001200 (二) 10kv 电压互感器的选择 兰州工业学院毕业论文 - 31 1一次电压 u1：1.1unu10.9unu1=10kvun=10kv 2二次电压 u2n：u2n=100 3准确等级：1 级 选择 jdz10 型，如下表 5-12： 表 5-12 110kv 母线电压互感器参数表 在下列准确等级 下额定容量(va)型式额定变比 0.5 级1 级3 级 最大容量 (va) 单相 (屋外式) jdz-1010000/10080150300500 5.2.4 电流互感器的选择及校验 互感器是发电厂和变电所的主要设备之一，它是变换电压、电流的电气设备，它 的主要功能是向二次系统提供电压、电流信号以反应一次系统的工作状况，前者称为 电压互感器，后者称为电流互感器。 1互感器的作用： 对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员的安全。 由于互感器原、副绕组除接地点外无其它电路上的联系，因此二次系统的对地电 位与一次系统无关，只依赖于接地点与二次绕组其它各点的电位差，在正常运行情况 下处于低压的状态，方便于维护、检修与调试。 互感器副绕组接地的目的在于当发生原、副绕组击穿时降低二次系统的对地电位， 接地电阻愈小，对地电位愈低，从而保证人身安全，因此将其称为保护接地。 三相电压互感器原绕组接成星形后中性点接地，其目的在于使原、副绕组的每一 相均反应电网各相的对地电压从而反应接地短路故障，因此将该接地称为工作接地。 将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和继电器小 型化和标准化；使二次设备的绝缘水平可按低电压设计，从而结构轻巧，价格便宜； 使所有二次设备能用低电压、小电流控制电缆联接，实现用小截面电缆进行远距离测 量与控制，并使屏内布线简单，安装方便。 取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。 2电流互感器的配置原则 （1)每条支路的电源侧均应装设足够数量的电流互感器，供该支路的测量、保护 兰州工业学院毕业论文 - 32 使用。此原则同于开关电器的配置原则，因此往往有断路器与电流互感器紧邻布置。 配置的电流互感器应满足下列要求： a、一般应将保护与测量用的电流互感器分开； b、尽可能将电能计量仪表互感器与一般测量用互感器分开，前者必须使用 0.5 级 互感器，并应使正常工作电流在电流互感器额定电流的 2/3 左右； c、保护用互感器