220kv 变电所测试系统和虚 毕业设计论文
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太原科技大学毕业设计论文 I 摘 要 本论文分析了 220kv 变电所 的发展趋势， 介绍了 变电所综合自动化 的基本概念。过去 20 年来 变电所 综合自动化 的快速发展和应用，极大地促进 了电力，自动化 领域的变革。 变电所的综合自动化是一股新的 潮流 本论文的主要任务是对 220kv 变电所综合自动化的 实现。 本论文 选择变电所电气主接线，计算短路电流，选择电气设备，并设计了综合自动化 方案，最后，还 设计 了继电器的配置方案。 关键词 ： 变电所 ， 综合自动化 ， 电气设备，应用 nts太原科技大学毕业设计论文 II ABSTRACT This dissertation analyzed the general development trend of the 220 kv substation ,and gave a brief conception of Integrated Automation of substation. The rapid adoption of the Integrated Automation of substation in the last 20 years catalyzed a revolution in electricity and automation. Integrated Automation of substation becomes a new technology trends. The Integrated Automation of 220 kv substation is the main task of this dissertation. This dissertation cheese electrical main wiring of substation, calculated short circuit Current, cheese electrical device, and designed Integrated Automation programmer. Last designed configuration programmer of relay Keyword: substation, integrated automation, electrical device applying. nts太原科技大学毕业设计论文 III 目 录 第 1 章 引言 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 自动化系统的特点 . 1 1.3 自动化系统的功能 . 2 1.4 主变压器容量和台数的选择 . 3 1.5 所用电源的引接的原则 . 9 第 2 章 短路电流的计算 . 10 2.1 短路电流计算的目的及规定 . 10 2.1.1 短路电流计算的目的 . 10 2.1.2 短路电流计算的一般规定 . 10 2.2 短路电流的计算 . 10 第 3 章 电气设备的选择 . 14 3.1 选 择设计的一般规定 . 14 3.1.1 一般原则 . 14 3.1.2 有关的几项规定 . 14 3.2 电气设备的选择与校验 . 15 3.2.1 主变压器持续工作电流的计算 . 15 3.2.2 断路器及隔离开关的选择 . 15 3.2.3 母线的选择 . 18 3.2.4 220KV、 110KV 母线电压互感器及其熔断器的选择 . 20 3.3 全所电压互感器、电流互感器配置方案 . 21 3.3.1 电压互感器 的配置方案 . 21 3.3.2 电流互感器的配置方案 . 21 3.4 防雷保护方案设计 . 22 3.4.1 变电所的保护对象 . 22 3.4.2 电工装置的防雷措施 . 22 3.5 电气主要设备一览表 . 24 第 4 章 综合自动化方案设计 . 26 4.1 常规变电站的缺点 . 26 4.2 综合自动化变电站的优越性 . 26 nts太原科技大学毕业设计论文 IV 4.3 本站综合自动化方案简述 . 26 4.4 综合自动化系统结构框图 . 26 第 5 章 继电保护配置方案 . 28 5.1 主变压器保护配置方案 . 28 5.2 220KV 及 110KV 母线保护配置 . 29 5.3 35KV 出线保护配置方案 . 31 参考文献 . 33 致谢 . 34 nts太原科技大学毕业设计论文 1 第 1章 引言 1.1 概述 变电站综合自动化系统是利用微机技术，对变电站内二次设备 (包括保护、控制、测量、信号、自动装 配 及远动等 )的功能进行重新组合、优化设计，从而取代各种人工运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化 系统。 变电站综合自动化系统硬件由保护测控装置、站级监控计算机两部分组成。保护测控装置是系统的基本单元，完成就地信息采集、保护、测量、控翩、故障录渡等功能，并具有通讯接口。站级监控 计算机则通过站内通讯网络收集信息，将所收集的信息进行处理、分类储存，完成各项集中控制操作，按照既定的通讯规约与远方控制中心 (地区调度中心 )的通讯，将收集的站内信息远传到控制中心，接收控制中心下达的各项命令。 变电站综合自动化系统的设计应满足电力装置的继电保护和自动装置设计规范 )(GB50062 92)、 、 (电力系统调度自动化设计技术规程 以及其它有关规程、规范的要 求 变电所电气主接线的确定 。 1.2 自动化系统的特点 变电站综合自动化系统采用的是面向对象的分布式的智能一体化结构，它将变电站内的每个一次设备 (如进线、主变、整流变、断路器、电容器、电动机等 )均作为一个控制对象，每个控制对象的保护测控装置相对独立，仅通过站内通讯网互连，并与站级监控计算机通讯 这种面向对象的智能一体化系统代表 l当今变电站综台自动化系统新的潮流和发展趋势。 变电站综合自动化系统广泛地应用于 10 kV-220 kV 电压等级的有人值守或无人值守变电站的电气设备保护测量与控制。它既适用于新建变电站，也适用 于老nts太原科技大学毕业设计论文 2 变电站改造。 变电站综合自动化系统保护测控装置集 保护、控制、测量、信号、通讯等功能于一体， 可集中组屏，也可分散安装，具有良好的灵活 性 。 其主要特点： （ 1） 系统可靠性高； （ 2） 数据共享性好； （ 3） 可扩充性好；（ 4） 抗干扰能力强； （ 5） 独立性强，局部故障不影响整个系统的运行，系统故障不影响保护测控装置的运行； （ 6） 具有 H52可编程逻辑控制功能，能实现各种过程控制功能 。 1.3 自动化系统的功能 1、 保护功能 变电站综合自动化系统保护功能由保护测控装鼍实现，不同型号的装置配有不同的保护。能满足变电站各种一次设备的保 护要求，满足现行电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （ G10062 92） 要求，并能实现常规继电保护难以实现的功能，保护的调试、整定及定值修改简便易行。 2、 控制功能 就地控制功能：断路器的就地操作，电气防误操作，备用电源自动投入及用户所要求的其它各种逻辑控制功能。远方控制功能：测控装置能接收站级监控计算机及远方控制中心的各种控制和调度命令，实现远方遥控操作。 3、 测量与遥信功能 可就地、远方测量电压、电流、功率、功率因数、电量等运行参数；就地、远方采集各种保护动作、断路器及刀闸位置等信息。 4、 故障景波功 能 每个装置都具有故障录渡功能，在后台监控主机可显示及打印故障前后电流、电压 波形。 5、 监控与管理功能 利用后台监控计算机对变电站设备进行集中监视和控制。显示变电站的主接线图及设备运行状态、运行参数，如断路器 、 刀闸状态、变压器分接头位置等。运行参数标在主接线图上，能自动更新 ， 并能自动改变颜色以表示不同的状态。nts太原科技大学毕业设计论文 3 对运行参数作表格式显示或图形显示。地区调度中心值班人员可 对本变电站设备进行遥控操作 ， 如断路器、刀闸、主变压器分接头调节 。 或无功电压双参数综合自动控制各种信号复位。可显示各种历史数据、故障记录各种能源 管理报表及图形；定时或设定打印各种报 表及记录。可与企业计算机管理连网，显示并打印各种数据、各种能源管理报表及图形等，提高企业的管理水平。 6、 通讯功能 站内通讯：全部装置均带有 RS485或 RS232通讯接口 远方通讯：变电站综合自动化系统同时能以不同的通讯协议 （ DNP3.0、 1801、 c870 5、 CATf或用户自定协议 ） 与远方调度中心和远方控制中心通讯。 1.4 主变压器容量和台数的选择 电气主接线是电力系统的重要组成部分，它的设计形式直接关系全所电气设备的选择和配电装置的布置。它的设计应以设计任务书为依据，以国家有关经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点来确定，要求安全可靠、稳定灵活、方便经济。 主变压器容量和台数的选择 主变压器的台数：待设计变电站为大型的城市变电站，负荷较重（本期最大负荷 150+210=360MVA,远期最大负荷 240+210=450MVA），又因是城市变电站，负荷较为重要，且为终端变电站，要求电压质量是可以调节的，现在市场上生产的变压器的容量，选择 2 台变压器不能满足负荷的要求，我选择 4 台相同容量的变压器。 主变压器容量：根据运行经验，变压器的容量应保证在有一台检修的情况下，其他变压器能带全部负荷的 70%，按任务书给定的资料（按远期最大负荷算），即3 台主变的容量应满足 70%的负荷需求，因此本设计的主变每 台应带负荷为：（ 240+210） 70%/3=10.5（ MVA），所以我们选择的主变容量为 120MVA 变压器。 主变型式：本设计 220KV 降压到 110KV 和 35KV两个电压等级，因此采用三绕组变压器。 nts太原科技大学毕业设计论文 4 调压方式：根据地区及负荷的要求，变压 器选择有载调压方式根据以上原则，查阅有关资料，选择的主变压器技术数据如 表 1-1 所示 下： 表 1-1 主变压器技术数据表 型 号 SFPSZ7 -120000 / 220 容 量 120 MVA 容 量 比 120/120/120 额定电压 高压 220 8 1.25% 中压 121 低压 38.5 联结组标号 YN， yn0,d11 损 耗 空载 144 KW 负载 480 KW 空载电流 0.9 % 阻抗电压 高 -中 14 % 高 -低 24 % 中 -低 9 % 方案：（见图 1-1） 图 1-1 分析：因本 220KV 变电所不仅供本地区的负荷，还降压到 110KV 向另一终端nts太原科技大学毕业设计论文 5 变电所转供大量的负荷，所以方案在 220KV 高压侧采用“双母线带旁路接线”，它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点。 110KV 侧采用“双母线接线”。 35KV侧采用“单母线 分段带旁路接线”，便于分段检修母线及各出线断路器。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，两段母线同时故障的机率极小，可以不予考虑。 方案（见图 1-2） 图 1-2 分析：考虑 220KV 本期只有两条进线及本所只有两台主变压器，所以方案在 220KV 高压侧采用“单母线分段接线”， 采用“单母线分段接线”虽然使用断路 器数量少、布置简单、占地少、造价低，但在变压器故障时需停相应线路，且隔离开关又作为操作电器，所以可靠性差。 110KV 侧采用“单母线分 段接线”，四条出线从不同分段上引接以提高供电可靠性，此种接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，便于分段检修母线。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，两段母线同时故障的机nts太原科技大学毕业设计论文 6 率极小，可以不予考虑。当一条出线断路器故障或检修试验时，不会对另一终端变电所造成停电。 35KV 侧采用“单母线分段带旁路接线”，此接线的优缺点已在前文中叙述，不再赘述。 方案：（见图 1-3） 图 1-3 分析：方案在 220KV 高压侧采用“单母线分段接线”。 110KV 侧采用“双母线接线”，它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当母线系统故障时，需短时切除四条出线，使另一终端变电所全停。 35KV侧采用“单母线带旁路接线”，虽然对断路器检修试验等均有好处，但当母线故障时，会造成10KV 用户断电，可靠性差，故不宜采用。 方案 （见图 1-4） 分析：本方案在 220KV 侧采用“单母线接线”，虽简单清晰，设备少，投资小，但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。供电可靠性不好。 110KV 侧采用“双母线分段接线”，它同时具备双母线和单母线分段的特点 ，具有很高的可靠性和灵活性，但由于高压断路器及配电装置投资较大，只适合于nts太原科技大学毕业设计论文 7 610KV 电压等级。 35KV侧采用“双母线接线” 它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当出线断路器检修或故障时，无法将负荷及时送出，会造 成 重要用户的长时停电，故不宜采用。 方案：（见图 1-5） 图 1-4 图 1-5 nts太原科技大学毕业设计论文 8 分析：方案的 220KV 侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。 110KV 侧采用“双母线带旁路接线”，具有十分好的可靠性及灵活性，但使用设 备多，投资大。 35KV侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，但当母线出现故障或短路器检修试验时会造成 10KV 重要用户的长时间的停电。 由以上的分析，初步选定方案和方案为本设计的主接线方案，经详细的比较后选定最终方案。 我国变电所设计技术规程规定：“变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节约投资等要求”。现就方案和方案的可靠性、灵活性和经济性进行详细地比较，筛选出最佳方案。 1 供电 可靠性的比较 方案的 220KV 高压侧采用“双母线带旁路接线”，当一段母线出现故障时，及时将运行方式改变到另一母线上运行，只能短时造成全所停电及另一终端站的停电。而方案的 220KV 侧采用“单母线接线”，当母线出现故障时，就会造成全所及另一终端站的长时间的停电。 110KV 侧接线方式的可靠性基本相同，不需比较。 35KV 侧方案采用“单母线分段带旁路接线”，当一段母线发生故障时，保护装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，不会造成 35KV 的用户全部停电，且故障段的重要用户可经过旁路母线带出。方案中 35KV 侧采用“单母线接线”，当母线出现故障或出线短路器故障时会造成 35KV重要用户的长时间的停电。两方案的可靠性相比较，方案的可靠性远比方案的可靠性强。 2 灵活性的比较 220KV 侧：方案可选择任一段母线运行，随时检修任一组断路器及母线上的设备，方案的接线就只能一种方式运行。 110KV 侧：两方案都具有很高的灵活性，虽然方案的灵活性要高一些，即每条出线断路器的检修、试验都可随时进行，但是四条出线向另一终端站送电，没有必要选择此种灵活性。 nts太原科技大学毕业设计论文 9 35KV侧：两方案运行调度灵活，四台主变可以单独并列运行，也可 全部并列运行。但是主变解列运行时方案的负荷可分别由四台中的两台主变带出，方案的负荷只能由其中两台主变带出，另两台主变空载。 3 经济性的比较 在主接线设计时，主要矛盾往往发生可靠性与经济性之间，因此在满足供电可靠，运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。方案比方案 220KV、 35KV设备多。但 110KV 设备方案比方案少一些。二者相比，方案比方案投入的资金要多一些。 虽然方案比方案投入资金多，但从可靠性和灵活性综合的看，方案显然优于方案的设计。因此本设计最终确定的方 案为设计方案。 1.5 所用电源的引接 的原则 1 负荷的种类 本变电所的所用电负荷 主要是 1：变压器强迫油循环冷却装置的油泵、风扇；蓄电池充电设备；油处理设备；采暖通风；照明及供水泵用电等。 2 负荷的重要性 因本所两台主变压器为强迫油循环冷却的变压器，要求所用变分别接在两个不同的电源上，以保证在变电所所内停电时，仍能使所用电得到不间断的供电。 3 所用变的供电电压及型号、容量 所用电属于低压用户，本站属大型的 220KV 变电站，其供电电压为 380V 三相四线制，用电容量都较 110KV 大，因此将供电电压选为 35KV。选择 SL7-500/35，低压 0.4KV， 容量 500KVA 变压器两台。 4 供电方式 供电可靠性是所用电的首要保证，在本供电系统中所用电应为 3 级用户。结合其供电电压及其容量，可将一台所用变压器引接于 35KV段母线上，另一台所用变压器引接于 35KV 段母线上。两所用电源采用明备用方式，并且装设备用电源自动投入装置来保证其可靠性。 nts太原科技大学毕业设计论文 10 第 2章 短路电流的计算 2.1 短路电流计算的目的及规定 2.1.1 短路电流计算的目的 在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。在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障情 况下都能安全、可靠地工作，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值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。 2.1.2 短路电流计算的 一般规定 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； 短路种类：一般以三相短路计算； 接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 短路电流计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。 计算容量：应按工程设计规划容量计算，并考虑系统发展规划。 2.2 短路电流的计算 取基准容量为 2： Sj=100MVA，基准电压为 Uj=Up 又依公式： Ij=Sj/ 3 Uj ； Xj=Uj2/Sj，计 算出基准值如下表 3-1 所示： （ Sj=100MVA） 表 3-1 Uj（ KV） 230 115 37 Ij（ KA） 0.251 0.502 1.56 Xj（） 529 132 13.7 （ 1）计算变压器电抗： UK1 %=1/2UK（ 1-2） %+UK（ 3-1） %-UK（ 2-3） % nts太原科技大学毕业设计论文 11 =1/214+24-9 =14.5 UK2%=1/2UK（ 1-2） %+ UK（ 2-3） %- UK（ 3-1） % =1/214+9-24 =-1 0 UK3%=1/2UK（ 3-1） % +UK（ 2-3） %- UK（ 1-2） % =1/29+24-14 =9.5 XT1*= (UK1%/100) (Sj/Se)= 14.5/120=0.1208 XT2*= (UK2%/100) (Sj/Se)= 0 XT3*= (UK3%/100) (Sj/Se)= 9.5/120=0.079 系统电抗 （ 根据原始资料 ）： 近期 ： Xmax1*=0.1334； Xmax0*=0.1753； Xmin1*=0.1245; Xmin0*=0.2319; 远期： Xmax1*=0.1139； Xmax0*=0.1488； （ 3） 系 统计算电路图及等值网络图如图 2-1、图 2-2 和图 2-3 图 2-1 nts太原科技大学毕业设计论文 12 图 3-2 等值为 图 3-3 （ 4） 短路计算点的选择： 选择如图 3-2 中的 d1、 d2、 d3 各点。 （ 5） 短路电流计算 1d1 点短路时： Up=230kv 流经进线回路的短路电流的计算： I”*=I* =1/X1*=1.0/0.1139=8.78 每个回路的三相短路电流为： I”=（ I”* Ij ） /4=（ 8.78 *0.251） /4=1.1KA 两相短路电流分别为： 0.866*1.1=0.95 KA nts太原科技大学毕业设计论文 13 冲击电流为： ich=2.55 I”=2.55 1.1=2.805（ KA） 短路容量为： S= 3Uj I” =1.732 230 1.1=438.2（ MVA） Ich=1.51* I”=1.51 1.1=1.66（ KA） d2 点短路时 Up=115kv 流经主变回路的短路电流的计算： I”*=I* =1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0)=6.94 每个回路的三相短路电流为： I”=（ I”* Ij ） /4=（ 6.94 *0.502） /4=0.87KA 两相短路电流分别为： 0.866*0.87=0.754 KA 冲击电流为： ich=2.55 *I”=2.55 0.87=2.218（ KA） 短路容量为： S= 3Uj *I” =1.732 115 0.87=173.28（ MVA） Ich=1.51 *I”=1.51 0.87=1.31（ KA） d3 点短路时 Up=37kv 流经主变回路的短路电流的计算： I”*=I* =1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0.01975)=6.105 每个回路的三相短路电流为： I”=（ I”* Ij ） /4=（ 6.105 *1.56） /4=0.855KA 两相短路电流分别为： 0.866*0.855=0.74 KA 冲击电流为： ich=2.55 *I”=2.55 0.855=2.18（ KA） 短路容量为： S= 3Uj *I” =1.732 37 0.855=54.79（ MVA） Ich=1.51 *I”=1.51 0.855=1.29（ KA） （ 6） 将所计算最大方式下短路电流值列成下表： 名称 短路点 基准电压 （ KV） I”（ KA） 三相 I”（ KA） 两相 ich （ KA） Ich （ KA） S （ MVA） d1 230 1.1 0.95 2.805 1.66 438.2 d2 115 0.87 0.754 2.218 1.31 173.28 d3 37 0.855 0.74 2.18 1.29 54.79 nts太原科技大学毕业设计论文 14 第 3章 电气设备的选择 3.1 选择设计的一般规定 电气设备的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并 应做到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便和适当的留有余地，以满足电力系统安全经济运行的需求。电气设备的选择，应依据以下规定： 3.1.1 一般原则 1 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； 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 选择导体时应尽量减少品种； 5 扩建工程应尽量使新老设备型号一致； 6 选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格 。 3.1.2 有关的几项规定 电气设备应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条件校核设备的基本使用条件 ； 正常运行条件下，各回路的持续工作电流应按规定公式计算； 验算电气设备时，所用短路电流的值一定要是在规定的条件下求得； 验算导体短路热稳定时，所用的时间一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间，同时要考虑到主保护的死区；电气设备的短路电流计算时间，一 般采用后备保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间； 环境条件：选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。当气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的规定时，应通过技术经济比较后分别采取下列措施： 向制造部门提出补充要求，订制符合当地环境的产品； nts太原科技大学毕业设计论文 15 在设计或运行中采取相应的防护措施如采用屋内配电装置，加减震器等。 3.2 电气设备的选择与校验 3.2.1 主变压器持续工作电流的计算 220KV 高压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/ 3UN =1.05 120000/1.732 220 =330.67（ A） 110KV 中 压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/ 3UN =1.05 120000/1.732 110 =661.35（ A） 35 KV低 压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/ 3UN =1.05 120000/1.732 35 =2078.52（ A） 3.2.2 断路器及隔离开关的选择 1、 220KV 断路器及隔离开关的选择 额定参数及短路电流计算数据 断路器 隔离开关 SW6-220/1200 GW4-220D/1000 UN=220（ KV） 220 220 Igmax=330.67（ A） 1200 1000 I”=1.1（ KA） 21 23.7 ich=2.805（ KA） 55 80 Ich=1.66（ KA） 21 S=438.2（ MVA） 6000 断路器校验 ： 动稳定 : ich=2.805（ KA） iman=55（ KA） iman ich 故合格 热稳定 : nts太原科技大学毕业设计论文 16 =1 tdt=0.85 t=1S I2tdz=1.1*1.1*0.85 It2t=55*55*1 所以： I2tdz It2t 所选型号符合要求 隔离开关校验 : 动稳定： ich=2.805（ KA） iman=80（ KA） iman ich 故合格 热稳定： I2tdz It2t 所选型号符合要求 2、主变 110KV 及 35KV 侧断路器及隔离开关的选择 110KV 侧 额定参数及短路电流计算数据 断路器 隔离开关 SW4-110/1000 GW4-110D/1000 UN=110（ KV） 110 110 Igmax=661.35（ A） 1000 1000 I”=0.87（ KA） 18.4 23.7 ich=2.218（ KA） 55 80 Ich=1.31（ KA） 21（ 5s） S=173.28（ MVA） 3500 断路器校验 : 动稳定 :ich=2.218（ KA） iman=55（ KA） iman ich 故合格 热稳定 : =1 tdt=0.85 t=1S I2tdz=0.87*0.87*0.85 nts太原科技大学毕业设计论文 17 It2t=55*55*1 所以： I2tdz It2t 所选型号符合要求 隔离开关校验 : 动稳定： iman ich 热稳定： I2tdz It2t 所选型号符合要求 35KV侧 : 额定参数及短路电流计算数据 断路器 隔离开关 HB-35/3150 GW4-35D/4000 UN=35（ KV） 35 35 Igmax=2078.52（ A） 3150 4000 I”=0.855（ KA） 40 40 ich=2.18（ KA） 100 104 Ich=1.29（ KA） 40(5S) S=54.79（ MVA） 2425 断路器校验 ： 动稳定 :ich=2.18（ KA） iman=100（ KA） iman ich 故合格 热稳定 : =1 tdt=0.85 t=1S I2tdz=0.855*0.855*0.85 It2t=100*100*1 所以： I2tdz It2t 所选型号符合要求 隔离开关校验 : 动稳定： iman ich 热稳定： I2tdz It2t nts太原科技大学毕业设计论文 18 所选型号符合要求 3、 35KV 出线、旁路及所变断路器及隔离开关的选择 35KV 出线、旁路及所变断路器选择 SW2-35 型，主要参数如下： 型号 SW2-35 额定电压 35KV 最大电压 40.5KV 额定电流 1500A 额定开断电流 24.8KA 断开容量 1500MVA 热稳定电流 24.8KA（ 4S） 极限通过电流 63.4KA 35KV 出线、旁路及所变隔离开关选择 GW4-35D，主要参数如下： 型号 GW4-35D 额定电压 35KV 额定电流 1000A 热稳定电流 23.7KA（ 4S） 动稳定电流 80KA 断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应 考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较才能确定，根据当前我国生产制造情况，3220KV 电网一般采用少油断路器。 35KV 因要求容量大，采用六氟化硫断路器。 隔离开关型式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用等因素，进行综合的技术经济比较后确定。本方案对 35KV 侧采用屋内式，对 110KV、 220KV 采用屋外式。 220KV 进线、主变、母联断路器及隔离开关采用相同型号。 110KV 主变、母联、出线断路器及隔离开关采用相同型号。 35KV 主变、分段断路器及隔离开关采用相同型号。 3.2.3 母线的选择 型式：载流导体一 般采用铝质材料，对于持续工作电流在 4000A 及以下时，一般采用矩形导体；在 110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导体；当采用硬导体时，宜选用铝锰合金的管形导体。 母线截面的选择： 除了配电装置的汇流母线及较短导体按导线长期发热允许电流选择外，其余导体的截面一般按经济电流密度选择。本设计要求选择的 35KV 母线属于配电装置的汇流母线，故应按导线长期发热允许电流选择。即： Igmax K Iy Iy 相应于某一母线布置方式和环境温度为 +25时的导体长期允许载流量，此nts太原科技大学毕业设计论文 19 值由表中查出。 K - 温度修修正系数，此值由表 中查出。 对于屋外配电装置的裸导体，最高环境温度取最热月份平均最高温度。 对于屋内配电装置的裸导体，最高环境温度取该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月份平均最高温度加 5。 35KV母线的选择、校验 已知最热月份平均最高温度 +30，故环境温度按 +35计算，查表得出综合修正系数 K=0.88 求 Igmax=1.05IN =1.05SN/ 3UN =1.05 210000/1.732 35 =3637.4（ A） 依 Igmax K Iy 得 Iy Igmax / K = 3637.4 / 0.88 = 4133.4（ A） 查表选用四条竖放矩形铝母线，导体尺寸为 125 10（ mm2）（载流量 4225A）。 热稳定校验 按短路条件下的电流校验导体热稳定的校验公式为： S Smin=I tdzkf / C C2=Kln（ t+t2） /（ t+t1） 10-4 K=222 106 . / .cm4 t=245； t1=30； t2=200 C2= 222 106ln（ 245+200） /（ 245+30） 10-4 C=103.37 tr= tb+ tgu+=0.5+0.15=0.65 =IZ /I =1 查表得 ： tdz=0.4； kf=1 Smin=24490 0.63/103.37=149.3（ mm2） S Smin=149.3（ mm2）满足要求。 nts太原科技大学毕业设计论文 20 动稳定校验 按短路条件下的电流校验导体动稳定的校验公式为： max y y 硬铝母线材料的允许应力为 6.9 106Pa 单条矩形母线 max=1.73ich2 L2/a 10-8Pa 支柱绝缘子跨距 L 取 1.5m 母线相间距 a 取 0.35m 母线自振频率 fm=112 ri/l2 =112 0.829 8/1502 1.55 104 =511.70（ Hz） 单条母线共振频率范围为 35-135Hz fm 不在其范围内，故可取 1 查表得 =0.167bh2=0.167 1 82=10.69 10-6 max=1.73ich2 L2/a 10-8Pa =1.73 62.492 1 1.52/（ 0.35 10.69 10-6） 10-8Pa =40.63（ Pa） 显然 max y满足动稳定要求 。 3.2.4 220KV、 110KV母线电压互感器及 其熔断器的选择 型式： 220KV、 110KV 选用油浸结构电磁式电压互感器； 接线方式的选择要求在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线； 电压选择按额定及二次系统所需选择； 准确度及二次负荷应满足计量和继电保护的需求； 根据以上各项要求，本设计选择的 220KV、 110KV 母线电压互感器列入下表： 电压等级 220KV 110KV 型号 JCC1-220W1 JCC1-110W1 电压比（ KV） 220/ 3 0.1/ 3 0.1/3 110/ 3 0.1/ 3 0.1/3 nts太原科技大学毕业设计论文 21 准确 级次及 容量（ VA） 最大； 3 级； 1 级； 0.5 级 2000； 1000； 500； 250 最大； 3 级； 1 级； 0.5 级 2000； 1000； 500； 250 接线组别 1/1/1-12-12 1/1/1-12-12 熔断器的选择 220KV 电压互感器熔断器选择为 RDW-220/0.5，额定电流 0.5A。 110KV 电压互感器熔断器选择为 RDW-110/0.5，额定电流 0.5A。 3.3 全所电压互感器、电流互感器配置方案 3.3.1 电压互感器的配置方案 220KV 系统电压互感器的配置方案 3：由于 220KV 采用双母 线接线方式，所以每段母线各有一组电压互感器，即 220KV 配置两组， 6 只电压互感器； 110KV、 35KV系统的配置情况基本与 220KV 系统的配置一样。 电压互感器配置 安装位置 额定电压 （ KV） 型 号 电 压 比 220KV 母线 220 JCC1-220W1 220/ 3 0.1/ 3 0.1/3 110KV 母线 110 JCC1-110W1 110/ 3 0.1/ 3 0.1/3 35KV 母线 35 JDZ-35 35/ 3 0.1/ 3 0.1/3 3.3.2 电流互感器的配置方案 根据电流互感器的选 择原理，按电流互感器最大工作电流选择全所的电流互感器，配置情况列表如下： 220KV 系统电流互感器的配置 计算数据 （ A） 额定电压 （ KV） 型号 电流比 Igmax=330.67 220 KV LCWD-220 600/5 110KV 系统电流互感器的配置 计算数据 （ A） 额定电压 （ KV） 型号 电流比 Igmax=661.35 110 KV LCWD-110 1000/5 35KV系统电流互感器的配置（出线除外） 计算数据 （ A） 额定电压 （ KV）
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