某变电站电气部分初步设计毕业论文.doc

Abstract 某变电站电气部分初步设计毕业论文某变电站电气部分初步设计毕业论文 目目 录录 绪论绪论 1 1 第第 1 1 章章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线设计及主变压器的选择 1 1 1 1 主接线的设计原则和要求 1 1 1 1 主接线的设计原则 1 1 1 2 主接线设计的基本要求 1 1 2 主接线的设计 2 1 2 1 设计步骤 2 1 2 2 初步方案设计 2 1 2 3 最优方案确定 3 1 3 主变压器的选择 4 1 3 1 主变压器台数的选择 4 1 3 2 主变压器型式的选择 4 1 3 3 主变压器容量的选择 5 1 3 4 主变压器型号的选择 5 1 4 站用变压器的选择 5 1 4 1 站用变压器的选择的基本原则 5 1 4 3 站用变压器型号的选择 6 第第 2 2 章章 短路电流计算短路电流计算 7 7 2 1 短路计算的目的 规定与步骤 7 2 1 1 短路电流计算的目的 7 2 1 2 短路计算的一般规定 7 2 1 3 计算步骤 7 2 2 变压器的参数计算及短路点的确定 8 2 2 1 变压器参数的计算 8 2 2 2 短路点的确定 8 2 3 各短路点的短路计算 9 2 3 1 短路点 d 1 的短路计算 110KV 母线 9 2 3 2 短路点 d 2 的短路计算 35KV 母线 9 2 3 3 短路点 d 3 的短路计算 10KV 母线 10 2 3 4 短路点 d 4 的短路计算 10 2 4 绘制短路电流计算结果表 11 第第 3 3 章章 电气设备选择与校验电气设备选择与校验 1212 3 1 电气设备选择的一般规定 12 3 1 1 一般原则 12 3 1 2 有关的几项规定 12 3 2 各回路持续工作电流的计算 12 3 3 高压电气设备选择 13 3 3 1 断路器的选择与校验 13 目 录 3 3 2 隔离开关的选择及校验 16 3 3 3 电流互感器的选择及校验 17 3 3 4 电压互感器的选择及校验 20 3 3 5 母线与电缆的选择及校验 21 3 3 6 熔断器的选择 23 第第 4 4 章章 无功补偿设计无功补偿设计 2525 4 1 无功补偿的原则与基本要求 25 4 1 1 无功补偿的原则 25 4 1 2 无功补偿的基本要求 25 4 2 补偿装置选择及容量确定 25 4 2 1 补偿装置的确定 25 4 2 2 补偿装置容量的选择 26 第第 5 5 章章 变电站配电装置的设计变电站配电装置的设计 2727 5 1 概述 27 5 2 高压配电装置的选择 28 5 3 电气总平面布置 29 5 3 1 电气总平面布置的要求 29 5 3 2 电气总平面布置 30 5 4 本变电站的配电装置 30 第第 6 6 章章 EDCS 6200EDCS 6200 型型 110KV110KV 变电站综合自动化装置变电站综合自动化装置 3333 6 1 EDCS 6200 型 110KV 变电站综合自动化装置的结构 33 6 1 1 现地单元层的设备配置原则 33 6 1 2 主控层硬件设备的配置 33 6 1 3 站级管理机的软件功能 34 6 2 1 基本功能 35 6 2 2 附加设备 36 第第 7 7 章章 EDCS 6200EDCS 6200 型综合自动化装置的布置型综合自动化装置的布置 3939 7 1 EDCS 6200 型 110KV 综合自动化装置的设备 39 7 2 综合自动化装置的附加设备 41 7 3 110KV 变电站的二次设备的布置 41 结结 论论 4343 致致 谢谢 4444 参考文献参考文献 4545 附附 录录 4646 绪 论 绪绪 论论 电力行业是国民经济的基础工业 它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成 败 它为现代工业 农业 科学技术和国防提供必不可少的动力 电力系统规划设 计及运行的任务是 在国民经济发展计划的统筹安排下 合理开发 利用动力资源 用较少的投资和运行成本 来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要 提 供可靠 充足 质量合格的电能 所以在本次设计中选择变电站电气部分的初步设 计 是为了更多的了解现代化变电站的设计规程 步骤和要求 设计出比较合理变 电站 根据设计要求的任务 在本次设计中主要通过变电站电气主接线 短路电流计 算 设备选择与校验 无功补偿 主变保护和配电装置部分的设计 使我对三年来 所学的知识更进一步的巩固和加强 并从中获得一些较为实际的工作经验 由于在 设计中查阅了大量的相关资料 所以开始逐步掌握了查阅 运用资料的能力 又可 以总结三年来所学的电力工业的部分相关知识 为我们日后的工作打下了坚实的基 础 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 第第 1 章章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线设计及主变压器的选择 变电站电气主接线是指变电站的变压器 输电线路怎样与电力系统相连接 从 而完成输配电任务 变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 主 接线的确定 对电力系统的安全 稳定 灵活 经济运行及变电站电气设备的选择 配电装置的布置 继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响 1 11 1 主接线的设计原则和要求主接线的设计原则和要求 1 1 11 1 1 主接线的设计原则主接线的设计原则 1 考虑变电站在电力系统的地位和作用 变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素 变电站是枢纽变 电站 地区变电站 终端变电站 企业变电站还是分支变电站 由于它们在电力系 统中的地位和作用不同 对主接线的可靠性 灵活性 经济性的要求也不同 2 考虑近期和远期的发展规模 变电站主接线设计应根据 5 10 年电力系统发展规划进行 应根据负荷的大小和 分布 负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布 并分析各种可能的运行方式 来 确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数 3 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 对一 二级负荷 必须有两个独立电源供电 且当一个电源失去后 应保证全 部一 二级负荷不间断供电 三级负荷一般只需一个电源供电 4 考虑主变台数对主接线的影响 变电站主变的容量和台数 对变电站主接线的选择将产生直接的影响 通常对 大型变电站 由于其传输容量大 对供电可靠性高 因此 其对主接线的可靠性 灵活性的要求也高 而容量小的变电站 其传输容量小 对主接线的可靠性 灵活 性要求低 5 考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 发 送 变的备用容量是为了保证可靠的供电 适应负荷突增 设备检修 故 障停运情况下的应急要求 电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同 例如 当断路器或母线检修时 是否允许线路 变压器停运 当线路故障时是否允 许切除线路 变压器的数量等 都直接影响主接线的形式 1 1 21 1 2 主接线设计的基本要求主接线设计的基本要求 根据有关规定 变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位 变电站的 规划容量 负荷性质线路变压器的连接 元件总数等条件确定 并应综合考虑供电 可靠性 运行灵活 操作检修方便 投资节约和便于过度或扩建等要求 1 可靠性 所谓可靠性是指主接线能可靠的工作 以保证对用户不间断的供电 衡量可靠 性的客观标准是运行实践 主接线的可靠性是由其组成元件 包括一次和二次设备 在运行中可靠性的综合 因此 主接线的设计 不仅要考虑一次设备对供电可靠性 的影响 还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响 同时 可靠性并 不是绝对的而是相对的 一种主接线对某些变电站是可靠的 而对另一些变电站则 可能不是可靠的 评价主接线可靠性的标志如下 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 1 断路器检修时是否影响供电 2 线路 断路器 母线故障和检修时 停运线路的回数和停运时间的长短 以 及能否保证对重要用户的供电 3 变电站全部停电的可能性 2 灵活性 主接线的灵活性有以下几方面的要求 1 调度灵活 操作方便 可灵活的投入和切除变压器 线路 调配电源和负荷 能够满足系统在正常 事故 检修及特殊运行方式下的调度要求 2 检修安全 可方便的停运断路器 母线及其继电器保护设备 进行安全检修 且不影响对用户的供电 3 扩建方便 随着电力事业的发展 往往需要对已经投运的变电站进行扩建 从变压器直至馈线数均有扩建的可能 所以 在设计主接线时 应留有余地 应能 容易地从初期过度到终期接线 使在扩建时 无论一次和二次设备改造量最小 3 经济性 可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求 它与经济性之间往往发生 矛盾 即欲使主接线可靠 灵活 将可能导致投资增加 所以 两者必须综合考虑 在满足技术要求前提下 做到经济合理 1 投资省 主接线应简单清晰 以节约断路器 隔离开关等一次设备投资 要 使控制 保护方式不过于复杂 以利于运行并节约二次设备和电缆投资 要适当限 制短路电流 以便选择价格合理的电器设备 在终端或分支变电站中 应推广采用 直降式 110 6 10kV 变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器 2 年运行费小 年运行费包括电能损耗费 折旧费以及大修费 日常小修维护 费 其中电能损耗主要由变压器引起 因此 要合理地选择主变压器的型式 容量 台数以及避免两次变压而增加电能损失 3 占地面积小 电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件 以便节约用地 和节省架构 导线 绝缘子及安装费用 在运输条件许可的地方 都应采用三相变 压器 4 在可能的情况下 应采取一次设计 分期投资 投产 尽快发挥经济效益 1 21 2 主接线的设计主接线的设计 1 2 11 2 1 设计步骤设计步骤 电气主接线设计 一般分以下几步 1 拟定可行的主接线方案 根据设计任务书的要求 在分析原始资料的基础上 拟订出若干可行方案 内容包括主变压器形式 台数和容量 以及各级电压配电装 置的接线方式等 并依据对主接线的要求 从技术上论证各方案的优 缺点 保留 2 个技术上相当的较好方案 2 对 2 个技术上比较好的方案进行经济计算 3 对 2 个方案进行全面的技术 经济比较 确定最优的主接线方案 4 绘制最优方案电气主接线图 1 2 21 2 2 初步方案设计初步方案设计 根据原始资料 此变电站有三个电压等级 110 35 10KV 故可初选三相三绕 组变压器 根据变电站与系统连接的系统图知 变电站有两条进线 为保证供电可 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 靠性 可装设两台主变压器 为保证设计出最优的接线方案 初步设计以下两种接 线方案供最优方案的选择 方案一 110KV 侧采用双母线接线 35KV 侧采用单母分段接线 10KV 侧采用 单母分段接线 方案二 110KV 侧采用单母分段接线 35KV 侧采用双母线接线 10KV 侧采用 单母分段 两种方案接线形式如下 图 1 1 方案一 图 1 2 方案二 1 2 31 2 3 最优方案确定最优方案确定 1 技术比较 在初步设计的两种方案中 方案一 110KV 侧采用双母线接线 方案二 110KV 侧采用单母分段接线 采用双母线接线的优点 系统运行 供电可靠 系统调度灵活 系统扩建方便等 采用单母分段接线的优点 接线简单 操作方便 设备少等 缺点 可靠性差 系统稳定性差 所以 110KV 侧采用双母线接线 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 在初步设计的两种方案中 方案一 35KV 侧采用单母分段接线 方案二 35KV 侧采用双母线接线 由原材料可知 问题中未说明负荷的重要程度 所以 35KV 侧采用单母分段接线 2 经济比较 对整个方案的分析可知 在配电装置的综合投资 包括控制设备 电缆 母线 及土建费用上 在运行灵活性上 35KV 10KV 侧单母线形接线比双母线接线有很大 的灵活性 由以上分析 最优方案可选择为方案一 即 110KV 侧为采用双母线接线 35KV 侧为单母线形接线 10KV 侧为单母分段接线 其接线图见以上方案一 1 31 3 主变压器的选择主变压器的选择 在各种电压等级的变电站中 变压器是主要电气设备之一 其担负着变换网络 电压 进行电力传输的重要任务 确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和 网络经济运行的保证 因此 在确保安全可靠供电的基础上 确定变压器的经济容 量 提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义 1 3 11 3 1 主变压器台数的选择主变压器台数的选择 为保证供电可靠性 变电站一般装设两台主变 当只有一个电源或变电站可由 低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时 可装设一台 本设计变电站有两回电 源进线 且低压侧电源只能由这两回进线取得 故选择两台主变压器 1 1 3 21 3 2 主变压器型式的选择主变压器型式的选择 1 相数的确定 在 330kv 及以下的变电站中 一般都选用三相式变压器 因为一台三相式变压 器较同容量的三台单相式变压器投资小 占地少 损耗小 同时配电装置结构较简 单 运行维护较方便 如果受到制造 运输等条件限制时 可选用两台容量较小的 三相变压器 在技术经济合理时 也可选用单相变压器 2 绕组数的确定 在有三种电压等级的变电站中 如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器 额定容量的 15 及以上 或低压侧虽然无负荷 但需要在该侧装无功补偿设备时 宜采用三绕组变压器 3 绕组连接方式的确定 变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致 否则不能并列运行 电力系统 采用的绕组连接方式只有星接和角接 高 中 低三侧绕组如何组合要根据具体工 程来确定 我国 110KV 及以上电压 变压器绕组都采用星接 35KV 也采用星接 其中性点多通过消弧线圈接地 35KV 及以下电压 变压器绕组都采用角接 4 结构型式的选择 三绕组变压器在结构上有两种基本型式 1 升压型 升压型的绕组排列为 铁芯 中压绕组 低压绕组 高压绕组 高 中压绕组间距较远 阻抗较大 传输功率时损耗较大 2 降压型 降压型的绕组排列为 铁芯 低压绕组 中压绕组 高压绕组 高 低压绕组间距较远 阻抗较大 传输功率时损耗较大 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 3 应根据功率传输方向来选择其结构型式 变电站的三绕组变压器 如果以高 压侧向中压侧供电为主 向低压侧供电为辅 则选用降压型 如果以高压侧向低压 侧供电为主 向中压侧供电为辅 也可选用升压型 5 调压方式的确定 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头 从而改变其变比来实现 无励磁调压变压器分接头较少 且必须在停电情况下才能调节 有载调压变分接头 较多 调压范围可达 30 且分接头可带负荷调节 但有载调压变压器不能并联运 行 因为有载分接开关的切换不能保证同步工作 根据变电所变压器配置 应选用 无载调压变压器 1 3 31 3 3 主变压器容量的选择主变压器容量的选择 变电站主变压器容量一般按建站后 5 10 年的规划负荷考虑 并按其中一台停用 时其余变压器能满足变电站最大负荷的 50 70 35 110KV 变电站为 60 max S 或全部重要负荷 当 类负荷超过上述比例时 选择 即 MVANSSN 1 51 6 0 max 8 1 1 式中 N 变压器主变台数 1 3 41 3 4 主变压器型号的选择主变压器型号的选择 由所给材料可知 10KV 侧 MWPL6 3 max 35KV 侧 MWPL10 max 高压侧 MWPL 6 13106 3 min 变电站用电负荷为 Z P MWPZ16 0 所以变电站最大负荷为 max S MVAS76 1316 0 6 13 max 则 MVANSSN198 12 12 76 136 0 1 51 6 0 max 8 由以上计算 查 发电厂电气部分 第 481 页 选择主变压器型号如下 表 1 1 主变压器型号及参数 损耗 KW 阻抗电压 额定电压 KV 型号及容量 KVA 高中低 连接组 空载 短 路 高中 高 低 中 低 空载 电流 SFSL1 15000 11012182 5 38 52 2 5 10 5YN yn0 d11 22 7 120 10 5 17 61 3 其容量比为 15000 15000 15000 1 41 4 站用变压器的选择站用变压器的选择 1 4 11 4 1 站用变压器的选择的基本原则站用变压器的选择的基本原则 1 变压器原 副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应 第 1 章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 2 阻抗电压及调压型式的选择 宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围 内 站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的 5 0 3 变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率 1 4 31 4 3 站用变压器型号的选择站用变压器型号的选择 参考 发电厂电气部分 第 475 页 选择站用变压器如下 表 1 2 站用变压器型号及参数 损耗 W 型号额定容量 KVA 额定电压 KV 连接组 空载短路 阻抗电压 空载电流 SC10 200 1020010 5 0 4Y yn0480186041 3 第 2 章 短路电流计算 第第 2 章章 短路电流计算短路电流计算 2 12 1 短路计算的短路计算的目的 规定与步骤目的 规定与步骤 2 1 12 1 1 短路电流计算的目的短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的电气设计中 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方面 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 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 3 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相对地的 安全距离 2 1 22 1 2 短路计算的一般规定短路计算的一般规定 1 计算的基本情况 1 电力系统中所有电源均在额定负载下运行 2 所有同步电机都具有自动调整励磁装置 包括强行励磁 3 短路发生在短路电流为最大值时的瞬间 4 所有电源的电动势相位角相等 5 应考虑对短路电流值有影响的所有元件 但不考虑短路点的电弧电阻 对异 步电动机的作用 仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑 2 接线方式 计算短路电流时所用的接线方式 应是可能发生最大短路电流的正常接线方式 即最大运行方式 不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式 2 1 32 1 3 计算步骤计算步骤 1 选择计算短路点 2 画等值网络图 1 首先去掉系统中的所有分支 线路电容 各元件的电阻 2 选取基准容量和基准电压 一般取各级的平均电压 b S b U 3 将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗 4 绘制等值网络图 并将各元件电抗统一编号 3 化简等值网络 为计算不同短路点的短路值 需将等值网络分别化简为以短 路点为中心的辐射形等值网络 并求出各电源与短路点之间的电抗 即转移电抗 nd X 4 求计算电抗 js X 5 由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值 运算曲线只作到 5 3 js X 第 2 章 短路电流计算 6 计算无限大容量 或 的电源供给的短路电流周期分量 3 js X 7 计算短路电流周期分量有名值和短路容量 2 22 2 变压器的参数计算及短路点的确定变压器的参数计算及短路点的确定 2 2 12 2 1 变压器参数的计算变压器参数的计算 基准值的选取 取各侧平均额定电压MVASb100 b U 1 主变压器参数计算 由表 1 1 查明可知 5 10 12 U17 13 U6 23 U 75 10 617 5 10 5 0 5 0 2313121 UUUU 25 0 176 5 10 5 0 5 0 1323122 UUUU 25 6 5 10617 5 0 5 0 1223133 UUUU 电抗标幺值为 72 0 15 100 100 75 10 100 1 1 N B S SU X 017 0 15 100 100 25 0 100 1 2 N B S SU X 42 0 15 100 100 25 6 100 3 3 N B S SU X 2 站用变压器参数计算 由表 1 2 查明 4 d U 25 16 0 100 100 4 100 4 N Bd S SU X 3 系统等值电抗 197 0 211 b U S lrX B S 2 2 22 2 2 短路点的确定短路点的确定 此变电站设计中 电压等级有四个 在选择的短路点中 其中 110KV 进线处短 路与变压器高压侧短路 短路电流相同 所以在此电压等级下只需选择一个短路点 在另外三个电压等级下 同理也只需各选一个短路点 依据本变电站选定的主接线方式 设备参数和短路点选择 网络等值图如下 第 2 章 短路电流计算 2 32 3 各短路点的短路计算各短路点的短路计算 2 3 12 3 1 短路点短路点 d 1d 1 的短路计算的短路计算 110KV 110KV 母线母线 网络化简如图 2 2 所示 图 2 2 d 1 点短路等值图 197 0 1 Sf XX 97 1 100 1000 197 0 11 b n fjS S S XX 因为 345 3 1 jS X 所以 290 0 45 3 11 1 2 0 jS X III 502 0 1153 100 3 KA U S I b b b 020 5 100 1000 502 0 KA S S II b n bn 55 2 020 5 508 0 2 02 0 KAIIIIIIIII nnn 50 6 55 2 55 2 55 2 KAIich 876 3 55 2 52 1 52 1 KAIioh 826 48511055 233MVAUIS n 2 3 22 3 2 短路点短路点 d 2d 2 的短路计算的短路计算 35KV 35KV 母线母线 网络化简为 第 2 章 短路电流计算 图 2 3 d 2 点短路等值图 18 0 017 0 72 0 017 0 72 0 197 0 21212 XXXXXX Sf 8 1 100 1000 18 0 22 b n fjS S S XX 56 0 8 1 11 2 2 0 jS X III 56 1 373 100 3 KA U S I b b b 6 15 100 1000 56 1 KA S S II b n bn 736 8 6 1556 0 2 02 0 KAIIIIIIIII nnn 28 22736 8 55 2 55 2 KAIich 29 13736 8 52 1 52 1 KAIioh 58 52935736 8 33MVAUIS n 2 3 32 3 3 短路点短路点 d 3d 3 的短路计算的短路计算 10KV 10KV 母线母线 网络化简为 图 2 4 d 3 点短路等值图 462 0 42 0 72 0 42 0 72 0 197 0 31313 XXXXXX Sf 62 4 100 1000 462 0 33 b n fjS S S XX 216 0 62 4 11 3 2 0 jS X III 第 2 章 短路电流计算 5 5 5 103 100 3 KA U S I b b b 55 100 1000 5 5KA S S II b n bn 904 1155216 0 2 02 0 KAIIIIIIIII nnn 355 30904 1155 2 55 2 KAIich 094 18904 1152 1 52 1 KAIioh 177 20610904 1133MVAUIS n 2 3 42 3 4 短路点短路点 d 4d 4 的短路计算的短路计算 网络化简只需在图 2 4 上加站用变压器的电抗标幺值即可 如下图所示 图 2 5 d 4 点短路等值图 462 2525462 0 4 f X 62 254 100 1000 462 25 44 b n fjS S S XX 00393 0 62 254 11 4 2 0 jS X III 34 144 4 03 100 3 KA U S I b b b 4 1443 100 1000 34 144KA S S II b n bn 669 5 4 144300393 0 2 02 0 KAIIIIIIIII nnn 46 14669 5 55 2 55 2 KAIich 617 8 669 5 52 1 52 1 KAIioh 731 3 38 0 669 5 33MVAUIS n 2 42 4 绘制短路电流计算结果表绘制短路电流计算结果表 总结以上各短路点短路计算 得如下短路电流结果表 表 2 4 短路电流计算结果表 短 路 点 编 号 基值 电压 kVUb 基值 电流 kAIb 支路 名称 支路计 算电抗 js X 额定 电流 0S 短路电流周 期分量 稳态短路电流0 2 短路电流 短路电流 冲击值 kAIch 全电流 有效值 kAIoh 短路容量 MVA S 第 2 章 短路电流计算 标 幺 值 I 有 名 值 kA I 标 幺 值 I 有 名 值 kAI 标 幺 值 2 0 I 有 名 值 2 0 kAI 公 式 b b U S 3 b n b S S I n II n II n II 2 0 2 55 2 7 I 1 52 1 62 I n U I 3 d 11150 502 110kv 1 975 020 5082 550 5082 550 5082 556 53 876485 826 d 2371 5635kv1 815 60 568 7360 568 7360 568 73622 2813 29529 58 d 310 55 510kv 4 62550 21611 9040 21611 9040 21611 90430 35518 094206 177 d 40 4144 34 0 4kv254 621443 40 00393 5 669 0 00393 5 669 0 00393 5 66914 468 6173 731 第 3 章 电气设备选择与校验 第第 3 章章 电气设备选择与校验电气设备选择与校验 导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一 正确地选择设备是使电气主 接线和配电装置达到安全 经济的重要条件 3 13 1 电气设备选择的一般电气设备选择的一般规定规定 3 1 13 1 1 一般原则一般原则 应满足正常运行 检修 短路和过电压情况下的要求 并考虑远景发展的需要 3 1 23 1 2 有关的几项规定有关的几项规定 导体和电器应按正常运行情况选择 按短路条件验算其动 热稳定 并按环境 条校核电器的基本使用条件 1 在正常运行条件下 各回路的持续工作电流 应按下表计算 表 3 1 各回路持续工作电流 回路名称计算公式 变压器回路 nnng USII305 1 05 1 max 馈电回路 COSU P I n n g 3 2 max 注 等都为设备本身的额定值 nnn IUP 3 23 2 各回路持续工作电流的计算各回路持续工作电流的计算 依据表 4 1 各回路持续工作电流计算结果见下表 表 3 2 各回路持续工作电流结果表 回路名称计算公式及结果 110KV 母线 Ig max 82 67A 1103 1500005 1 3 05 1 n n U S 110KV 进线 Ig max 89 23A 85 0 1103 2 10 6 310 2 cos3 2 2 3 n U P 35KV 母线 Ig max 259 82A 353 1500005 1 3 05 1 n n U S 35KV 出线 Ig max 58 92A 8 0353 7 10102 cos3 7 2 3 n U P 10KV 母线 Ig max 454 68A 103 750005 1 3 05 1 n n U S 10KV 出线 Ig max 51 96A 8 0103 10 106 32 cos3 10 2 3 n U P 第 3 章 电气设备选择与校验 0 4KV 母线 Ig max 255 25A 38 0 3 16005 1 3 05 1 n n U S 3 33 3 高压电气设备选择高压电气设备选择 3 3 13 3 1 断路器的选择与校验断路器的选择与校验 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 6 220kV 的电网一般选用少油断路器 断路器选择的具体技术条件如下 1 电压 3 1 ng UU 电网工作电压 2 电流 3 2 ng II max 最大持续工作电压 3 开断电流 3 3 kddt II 式中 断路器实际开断时间 t 秒的短路电流周期分量 dt I 断路器的额定开断电流 kd I 4 动稳定 3 4 max iich 式中 断路器极限通过电流峰值 ch i 三相短路电流冲击值 max i 5 热稳定 3 5 tItI tdz 22 式中 稳态三相短路电流 I 其中 由和短路电流计算时间 t 可从 发电厂 2 05 0 zdz tt I I 电气部分课程设计参考资料 第 112 页 查短路电流周期分量等值时间 t 从而计算 出 dz t 2 断路器的选择 根据如下条件选择断路器 电压 ng UU 电网工作电压 电流 各回路的见表 3 2 ng II max 最大持续工作电流 max g I 各断路器的选择结果见下表 表 3 3 断路器的型号及参数 性能指标 位置 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A 额定断 开电流 KA 动稳定 电 流 KA 热稳定 电 流 KA 固有分 闸时间 s 合闸 时间 s 110KV 侧 OFPI 110110125031 58031 5 3 0 03 12 0 变压器 35KV 侧 HB35361250258025 3 0 06 0 06 第 3 章 电气设备选择与校验 35KV 出线侧 HB35361250258025 3 0 06 0 06 变压器 10KV 侧 HB 101012504010043 5 3 0 06 0 06 10KV 出线侧 ZN4 10C1060017 329 417 3 4 0 05 0 2 站用 DW5 400380 400400 其中 OFPI 110 号断路器见 发电厂电气部分 第 491 页 HB35 号断路器见 发电厂电气部分 第 490 页 HB 10 号断路器见 发电厂电气部分 第 489 页 ZN4 10C 号断路器见 电力工程电气设备手册 电气一次部分 第 649 页 3 断路器的校验 1 校验 110KV 侧断路器 开断电流 kddt II 55 2 KAIdt 5 31KAIkd kddt II 动稳定 max iich 50 6 KAich 80 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 1 55 2 55 2 I I 03 2 03 0 2st 查 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 112 页 得 65 1 stz 70 1 05 065 1 05 0 stt zdz 24 2070 1 904 11 22 sKAtI dz 75 29763 5 31 222 sKAtIt 则 tItI tdz 22 经以上校验此断路器满足各项要求 2 校验变压器 35KV 侧断路器 开断电流 kddt II 736 8 KAIdt 25 KAIkd kddt II 动稳定 max iich 28 22KAich 80 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 第 3 章 电气设备选择与校验 1 736 8 736 8 I I 06 2 06 0 2st 查 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 112 页 得 65 1 stz 70 1 05 0 65 1 05 0 stt zdz 85 1470 1 736 8 222 sKAtI dz 1875325 222 sKAtIt 则 tItI tdz 22 经以上校验此断路器满足各项要求 3 校验 35KV 出线侧断路器 此断路器与 35KV 变压器侧断路器型号相同 且短路电流与校验 35KV 变 压器侧断路器为同一短路电流 则 校验过程与校验 35KV 变压器侧断路器相同 4 校验变压器 10KV 侧断路器 开断电流 kddt II 904 11KAIdt 40 KAIkd kddt II 动稳定 max iich 355 30KAich 100 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 1 904 11 904 11 I I 06 2 06 0 2st 查 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 112 页 得 65 1 stz 70 1 05 0 65 1 05 0 stt zdz 9 24070 1 904 11 222 sKAtI dz 75 56763 5 43 222 sKAtIt 则 tItI tdz 22 经以上校验此断路器满足各项要求 5 校验 10KV 出线侧断路器 开断电流 kddt II 904 11KAIdt 3 17KAIkd kddt II 动稳定 max iich 第 3 章 电气设备选择与校验 355 30KAich 4 29 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 1 904 11 904 11 I I 05 2 03 0 2st 查 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 112 页 得 65 1 stz 70 1 05 0 65 1 05 0 stt zdz 77 16470 1 904 11 222 sKAtI dz 16 11974 3 17 222 sKAtIt 则 tItI tdz 22 经以上校验此断路器满足各项要求 3 3 23 3 2 隔离开关的选择及校验隔离开关的选择及校验 隔离开关是高压开关的一种 因为没有专门的灭弧装置 所以不能切断负荷电 流和短路电流 但是它有明显的断开点 可以有效的隔离电源 通常与断路器配合 使用 隔离开关型式的选择 其技术条件与断路器相同 应根据配电装置的布置特点和使 用要求等因素进行综合的技术经济比较 然后确定 其选择的技术条件与断路器选 择的技术条件相同 1 隔离开关的选择 根据如下条件选择隔离开关 电压 ng UU 电网工作电压 电流 各回路的见表 3 2 ng II max 最大持续工作电流 max g I 各隔离开关的选择结果见下表 表 3 4 隔离开关的型号及参数 开关编号型号 额定电压 KV 额定电流 A 动稳定电流 KA 热稳定电流 s KA 110KV 侧 GW2 1101106005014 5 35KV 变压器侧 GW4 353510008023 7 4 35KV 出线侧 GW8 3535400155 6 5 其中 GW2 110 型号隔离开关见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 165 页 GW4 35 型号隔离开关见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 165 页 GW8 35 型号隔离开关见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 165 页 2 隔离开关的校验 1 110KV 侧隔离开关的校验 动稳定 max iich 5 6KAich 50 max KAi max iich 第 3 章 电气设备选择与校验 热稳定 tItI tdz 22 由校验断路器可知 054 1170 1 55 2 222 sKAtI dz 980514 222 sKAtIt tItI tdz 22 经以上校验此隔离开关满足各项要求 2 35KV 变压器侧隔离开关的校验 动稳定 max iich 28 22KAich 80 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 由校验断路器可知 197 3270 1 736 8 222 sKAtI dz 76 22464 7 23 222 sKAtIt tItI tdz 22 经以上校验此隔离开关满足各项要求 3 35KV 出线侧隔离开关的校验 动稳定 max iich 28 22KAich 34 max KAi max iich 热稳定 tItI tdz 22 由校验断路器可知 74 12970 1 736 8 222 sKAtI dz 8 15656 5 222 sKAtIt tItI tdz 22 经以上校验此隔离开关满足各项要求 3 3 33 3 3 电流互感器的选择及校验电流互感器的选择及校验 3 电流互感器选择的具体技术条件如下 1 一次回路电压 3 6 ng UU 式中 电流互感器安装处一次回路工作电压 g U 电流互感器额定电压 n U 2 一次回路电流 3 7 ng II max 式中 电流互感器安装处的一次回路最大工作电流 max g I 电流互感器原边额定电流 n I 第 3 章 电气设备选择与校验 当电流互感器使用地点环境温度不等于时 应对进行修正 修C 40 n I 正的方法与断路器的修正方法相同 n I 3 准确级 准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑 互感器的准等级不得低于所供仪 表的准确级 当所供仪表要求不同准确级时 应按其中要求准确级最高的仪表来确 定电流互感器的准确级 与仪表连接分流器 变送器 互感器 中间互感器不低于下要求 与仪表相 配合分流器 变压器的准确级为 0 5 级 与仪表相配合的互感器与中间互感器的准 确级为 0 5 仪表的准确级为 1 5 时 与仪表相配合分流器 变压器的准确级 0 5 与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级 0 5 仪表的准确级为 2 5 时 与仪表 相配合分流器 变压器的准确级 0 5 与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级 1 0 用于电能测量的互感器准确级 0 5 级有功电度表应配用 0 2 级互感器 1 0 级有功电度表应配用 0 5 级互感级 2 0 级无功电度表也应配用 0 5 级互感器 2 0 级 有功电度表及 3 0 级无功电度表 可配用 1 0 级级互感器 一般保护用的电流互感器可选用 3 级 差动距离及高频保护用的电流互感器 宜选用 D 级 零序接地保护可釆用专用的电流互感器 保护用电流互感器一般按 10 倍 数曲线进行校验计算 4 动稳定校验 3 8 dmch KIi2 式中 短路电流冲击值 ch I 电流互感器原边额定电流 m I 电流互感器动稳定倍数 d K 5 热稳定校验 3 9 22 tmdz KItI 式中 稳态三相短路电流 I 短路电流发热等值时间 dz t 电流互感器原边额定电流 m I t 秒时的热稳定倍数 t K 4 电流互感器的选择 根据如下条件选择电流互感器 一次回路电压 ng UU 电网工作电压 一次回路电流 ng II max 最大持续工作电流 见表 3 2 max g I 各电流互感器的选择结果见下表 表 3 5 电流互感器的型号及参数 二次负荷 10 倍数参数 位置 型号 额定电 流比 A 级次 组合 准确 级次 0 5 级1 级 二次负荷 倍数 1S 热稳 定倍数 动稳 定倍 数 第 3 章 电气设备选择与校验 110KV 进线侧LB 110 2300 5 0 5 B B B 0 5B2 02 01570183 变压器 35KV 侧 LCW 35 15 1000 50 5 30 5 32422865100 35KV 出线侧 LB 35300 5 0 5 B1 B2 0 5 0 5 B2 B2 B2 B2 0 5 B1 B2 2 02 01555140 变压器 10KV 侧 LBJ 101000 5 0 5 D 1 D D D 0 5 1 D 0 5 105090 10KV 出线侧 LA 10300 5 0 5 3 1 3 0 5 1 3 0 41075135 其中 LB 110 型号电流互感器见 发电厂电气部分 第 498 页 LCW 35 型号电流互感器见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 194 页 LB 35 型号电流互感器见 发电厂电气部分 第 498 页 LBJ 10 型号电流互感器见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 187 页 LA 10 型号电流互感器见 发电厂电气部分课程设计参考资料 第 186 页 5 电流互感器的校验 1 110KV 进线侧电流互感器 动稳定 dmch KIi2 65005 6AKAich 155280183300222AKI dm dmch KIi2 热稳定 22 tmdz KItI 由校验断路器可知 054 1170 1 55 2 222 sKAtI dz 1764 703 02 222 sKAKI tm 22 tmdz KItI 经以上校验此电流互感器满足各项要求 2 变压器 35KV 侧电流互感器 动稳定 dmch KIi2 2228028 22AKAich 16 141421 11 707100 1000 5 22AKI dm dmch KIi2 热稳定 22 tmdz KItI 由校验断路器可知 197 3270 1 276 3 22 sKAtI dz 4225 651 222 sKAKI tm 22 tmdz KItI 经以上校验此电流互感器满足各项要求 3 35KV 出线侧电流互感器 第 3 章 电气设备选择与校验 动稳定 dmch KIi2 8354354 8 AKAich 5939714030022AKI dm dmch KIi2 热稳定 22 tmdz KItI 由校验断路器可知 197 3270 1 276 3 22 sKAtI dz 25 272 553 0 222 sKAKI tm 22 tmdz KItI 经以上校验此电流互感器满足各项要求 4 变压器 10KV 侧电流互感器 动稳定 dmch KIi2 25105105 25AKAich 190919 127279 90 1500 1000 22AKI dm dmch KIi2 热稳定 22 tmdz KItI 由校验断路器可知 77 9164 24070 1 904 11 222 sKAtI dz 5625 2500 50 5 1 1 222 sKAKI tm 22 tmdz KItI 经以上校验此电流互感器满足各项要求 5 10KV 出线侧电流互感器 动稳定 dmch KIi2 11904904 11AKAich 76368 57276 135 400 300 22AKI dm dmch KIi2 热稳定 22 tmdz KItI 由校验断路器可知 90 24070 1 904 11 222 sKAtI dz 900 25 506 75 4 0 3 0 222 sKAKI tm 22 tmdz KItI 经以上校验此电流互感器满足各项要求 3 3 43 3 4 电压互感器的选择及校验电压互感器的选择及校验 1 电压互感器选择的具体技术条件如下 1 一次电压 1 U 3 10 nn U