110kv降压变电所电气一次部分及防雷保护设计

1 设计说明 第 1 页 共 57 页 110KV 降压变电所电气一次部分降压变电所电气一次部分 及防雷保护设计及防雷保护设计 1 设计说明设计说明 1 1 环境条件环境条件 变电站地处坡地 土壤电阻率 1 79 10000 cm2 温度最高平均气温 33 年最高气温 40 土壤温度 15 海拔 1500m 污染程度 轻级 年雷暴日数 40 日 年 1 2 电力系统情况电力系统情况 系统供电到 110kv 母线上 35 10kv 侧无电源 系统阻抗归算到 110kv 侧母线 上 UB Uav SB 110MVA 系统 110kv 侧参数 X110max 0 0765 X110min 0 162 110kv 最终两回进线四回出线 每回负荷为 45MVA 本期工程两回进线 两回出 线 35kv 侧最终四回出线 全部本期完成 其中两回为双回路供杆输电 Tmax 4500h 负荷同时率为 0 85 10kv 出线最终 10 回 本期 8 回 Tmax 4500 h 负荷同时率 0 85 最小负荷为最 大负荷的 70 备用回路 3 MW 6 MW cos 0 85 计算 电压 等级 回路 名称 近期最大负 荷 MW 功率因数 cos 回路数 线路长度 km 供电方式 1 120 85125双回共杆 2 100 85125双回共杆 3 200 85123单回架空 35KV 4 100 85119单回架空 1 30 8515架空 2 40 8514架空10KV 3 20 8016架空 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 2 页 共 57 页 4 30 8015电缆 5 30 8513电缆 6 20 8017电缆 7 40 8016电缆 8 20 8518电缆 负荷增长率为 2 1 3 设计任务设计任务 变电站电气主接线的设计 主变压器的选择 短路电流计算 主要电气设备选择 主变保护配置 防雷保护和接地装置 无功补偿装置的形式及容量确定 变电站综合自动化 2 电气主接线的设计电气主接线的设计 2 1 电气主接线概述电气主接线概述 发电厂和变电所中的一次设备 按一定要求和顺序连接成的电路 称为电气主 接线 也成主电路 它把各电源送来的电能汇集起来 并分给各用户 它表明各种 一次设备的数量和作用 设备间的连接方式 以及与电力系统的连接情况 所以电 气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体 对发电厂和变电所以及电力系统的安 全 可靠 经济运行起着重要作用 并对电气设备选择 配电装置配置 继电保护 和控制方式的拟定有较大影响 2 1 1 在选择电气主接线时的设计依据在选择电气主接线时的设计依据 发电厂 变电所所在电力系统中的地位和作用 发电厂 变电所的分期和最终建设规模 负荷大小和重要性 2 电气主接线的设计 第 3 页 共 57 页 系统备用容量大小 系统专业对电气主接线提供的具体资料 2 1 2 主接线设计的基本要求主接线设计的基本要求 可靠性 灵活性 经济性 2 1 3 6 220KV 高压配电装置的基本接线高压配电装置的基本接线 有汇流母线的连线 单母线 单母线分段 双母线 双母分段 增设旁母线或 旁路隔离开关等 无汇流母线的接线 变压器 线路单元接线 桥形接线 角形接线等 6 220KV 高压配电装置的接线方式 决定于电压等级及出线回路数 2 2 110KV 侧主接线的设计侧主接线的设计 110KV 侧初期设计 2 回进线 2 回出线 最终 2 进线 4 回出线 由 电力工程电气设计手册 第二章第二节中的规定可知 110KV 侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式 110KV 侧采用单母线分段的接线方式 有下列优点 供电可靠性 当一组母线停电或故障时 不影响另一组母线供电 调度灵活 任一电源消失时 可用另一电源带两段母线 扩建方便 在保证可靠性和灵活性的基础上 较经济 故 110KV 侧采用单母分段的连接方式 2 3 35KV 侧主接线的设计侧主接线的设计 35KV 侧出线回路数为 4 回 由 电力工程电气设计手册 第二章第二节中的规定可知 当 35 63KV 配电装置出线回路数为 4 8 回 采用单母分段连接 当连接的电 源较多 负荷较大时也可采用双母线接线 故 35KV 可采用单母分段连接也可采用双母线连接 2 4 10KV 侧主接线的设计侧主接线的设计 10KV 侧出线回路数本期为 8 回 最终 10 回 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 4 页 共 57 页 由 电力工程电气设计手册 第二章第二节中的规定可知 当 6 10KV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时采用单母分段连接 故 10KV 采用单母分段连接 2 5 主接线方案的比较选择主接线方案的比较选择 由以上可知 此变电站的主接线有两种方案 方案一 110KV 侧采用单母分段的连接方式 35KV 侧采用单母分段连接 10KV 侧采用单母分段连接 方案二 110KV 侧采用单母分段的连接方式 35KV 侧采用双母 线连接 10KV 侧采用单母分段连接 此两种方案的比较 方案一 110KV 侧采用单母分段的连接方式 供电可靠 调度灵活 扩建方便 35KV 10KV 采用单母分段连线 对重要用户可从不同段引出两个回路 当一段母 线发生故障 分段断路器自动将故障切除 保证正常母线供电不间断 所以此方案 同时兼顾了可靠性 灵活性 经济性的要求 方案二虽供电更可靠 调度更灵活 但与方案一相比较 设备增多 配电装置 布置复杂 投资和占地面增大 而且 当母线故障或检修时 隔离开关作为操作电 器使用 容易误操作 由以上可知 在本设计中采用第一种接线 即 110KV 侧采用单母分段的连接方 式 35KV 侧采用单母分段连线 10KV 侧采用单母分段连接 方案一图 2 电气主接线的设计 第 5 页 共 57 页 110KV 110KV 35KV 10KV 方案二图 110KV 35KV 10KV 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 6 页 共 57 页 2 6 主接线中的设备配置主接线中的设备配置 2 6 1 隔离开关的配置隔离开关的配置 中小型发电机出口一般应装设隔离开关 容量为 220MW 及以上大机组与双绕组 变压器为单元连接时 其出口不装设隔离开关 但应有可拆连接点 在出线上装设电抗器的 6 10KV 配电装置中 当向不同用户供电的两回线共用 一台断路器和一组电抗器时 每回线上应各装设一组出线隔离开关 接在发电机 变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关 中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地 自耦变压器的中性点则 不必装设隔离开关 2 6 2 接地刀闸或接地器的配置接地刀闸或接地器的配置 为保证电器和母线的检修安全 35KV 及以上每段母线根据长度宜装设 1 2 组 接地刀闸或接地器 每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中 母线的接地刀闸宜装 设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上 也可装于其他回路母线隔离开 关的基座上 必要时可设置独立式母线接地器 63KV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地 刀闸 2 6 3 电压互感器的配置电压互感器的配置 电压互感器的数量和配置与主接线方式有关 并应满足测量 保护 同期和自动 装置的要求 电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时 保护 装置不得失压 同期点的两侧都能提取到电压 旁路母线上是否需要装设电压互感器 应视各回出线外侧装设电压互感器的情况 和需要确定 当需要监视和检测线路侧有无电压时 出线侧的一相上应装设电压互感器 当需要在 330KV 及以下主变压器回路中提取电压时 可尽量利用变压器电容式 套管上的电压抽取装置 发电机出口一般装设两组电压互感器 供测量 保护和自动电压调整装置需要 当发电机配有双套自动电压调整装置 且采用零序电压式匝间保护时 可再增设一 组电压互感器 2 电气主接线的设计 第 7 页 共 57 页 2 6 4 电流互感器的配置电流互感器的配置 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表 保护和自动装 置要求 在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器 发电机和变压器的中性点 发电 机和变压器的出口 桥形接线的跨条上等 对直接接地系统 一般按三相配置 对非直接接地系统 依具体要求按两相或三 相配置 一台半断路器接线中 线路 线路串可装设四组电流互感器 在能满足保护和测 量要求的条件下也可装设三组电流互感器 线路 变压器串 当变压器的套管电流 互感器可以利用时 可装设三组电流互感器 2 6 5 避雷器的装置避雷器的装置 配电装置的每组母线上 应装设避雷器 但进出线装设避雷器时除外 旁路母线上是否需要装设避雷器 应视在旁路母线投入运行时 避雷器到被保护 设备的电气距离是否满足要求而定 220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时 应在变压器附近增设一 组避雷器 三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器 下列情况的变压器中性点应装设避雷器 直接接地系统中 变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时 直接接地系统中 变压器中性点为全绝缘 但变电所为单进线且为单台变压器运 行时 接地和经消弧线圈接地系统中 多雷区的单进线变压器中性点上 发电厂变电所 35KV 及以上电缆进线段 在电缆与架空线的连接处应装设避雷器 SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器 110 220KV 线路侧一般不装设避雷器 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 8 页 共 57 页 3 主变压器的选择主变压器的选择 3 1 负荷分析负荷分析 3 1 1 负荷分类及定义负荷分类及定义 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏 且难以挽回 带来极大的 政治 经济损失者属于一级负荷 一级负荷要求有两个独立电源供电 二级负荷 中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱 且较长时间才能修复 或大量产品报废 重要产品大量减产 属于二级负荷 二级负荷应由两回线供电 但当两回线路有困难时 如边远地区 允许有一回专用架空线路供电 三级负荷 不属于一级和二级的一般电力负荷 三级负荷对供电无特殊要求 允 许较长时间停电 可用单回线路供电 3 1 2 35KV 及及 10KV 各侧负荷的大小各侧负荷的大小 35KV 侧 P1 12 10 20 10 52MW Q1 12 0 62 10 0 62 20 0 62 10 0 62 32 24MVar S1 522 32 242 1 2 61 18 MVA 10KV 侧 P2 3 4 2 3 3 2 4 2 3 6 32MW Q2 3 0 62 4 0 62 2 0 75 3 0 75 3 0 62 2 0 75 4 0 75 2 0 62 3 0 62 6 0 62 21 27MVar S2 322 21 272 1 2 38 42 MVA P 52 32 84 MW Q 32 24 21 27 53 51 MVar S 842 53 512 1 2 99 60 MVA 考虑同时系数时的容量 S 99 60 0 85 84 66 MVA 考虑到 2 的负荷增长率时的容量 S 84 66 1 02 86 353MVA 3 主变压器的选择 第 9 页 共 57 页 3 2 主变台数的确定主变台数的确定 对于大城市郊区的一次变电所 在中 低压侧已构成环网的情况下 变电所以 装设两台主变压器为宜 此设计中的变电所符合此情况 因此选择 2 台变压器即可 满足负荷的要求 3 3 主变容量的确定主变容量的确定 主变压器容量一般按变电所建成后 5 10 年的规划负荷选择 并适当考虑 到远期 10 20 年负荷发展 对城郊变电所 主变压器容量应与城市规划相结合 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量 对于有重要负荷 的变电所 应考虑到当一台主变压器停运时 其余变压器容量在计及过负荷能力后 的允许时间内 应保证用户的一级和二级负荷 对一般性变电所 当一台主变压器 停运时 其余变压器容量应能保证全部负荷的 70 80 有以上规程可知 此变电 所单台主变的容量为 S S 0 7 86 353 0 7 60 447MVA 所以应选容量为 63MVA 的主变压器 3 4 主变相数选择主变相数选择 主变压器采用三相或是单相 主要考虑变压器的制造条件 可靠性要求及运输条 件等因素 当不受运输条件限制时 在 330KV 及以下的发电厂和变电所 均应采用三相变 压器 社会日新月异 在今天科技已十分进步 变压器的制造 运输等等已不成问 题 故有以上规程可知 此变电所的主变应采用三相变压器 3 5 主变绕组数选择主变绕组数选择 在具有三种电压的变电所中 如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量 的 15 以上 或低压侧虽无负荷 但在变电所内需装设无功补偿装备时 主变压器 宜采用三绕组变压器 根据以上规程 计算主变各侧的功率与该主变容量的比值 高压侧 K1 52 32 0 8 63 1 07 0 15 中压侧 K2 52 0 8 63 0 66 0 15 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 10 页 共 57 页 低压侧 K3 32 0 8 63 0 41 0 15 由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组 3 6 主变绕组连接方式主变绕组连接方式 变压器的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 y 和 高 中 低三侧绕组如何要根据具体情况来确定 我国 110KV 及以上电压 变压器绕组都采用变压器绕组都采 Y0连接 35KV 亦 采用 Y 连接 其中性点多通过消弧线接地 35KV 及以下电压 变压器绕组都采用 连接 有以上知 此变电站 110KV 侧采用 Y0接线 35KV 侧采用 Y 连接 10KV 侧采用 接线 主变中性点的接地方式 选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题 它与电压等级 单相接地短路 电流 过电压水平 保护配置等有关 直接影响电网的绝缘水平 系统供电的可靠 性和连续性 变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰 主要接地方式有 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地和直接接地 电力网中性点的接地方式 决 定了变压器中性点的接地方式 电力网中性点接地与否 决定于主变压器中性点运 行方式 35KV 系统 IC 10A 10KV 系统 IC Qk tk tin ta 校验电气设备及电缆 3 6KV 厂用馈线电缆除外 热稳定时 短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间 动稳定校验 ies ish 用熔断器保护的电气设备和载流导体 可不校验热稳定 电缆不校验 动稳定 短路校验时短路电流的计算条件 所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算 并应考虑电力系统的 5 主要电气设备的选择 第 19 页 共 57 页 远景发展规划 计算电路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的接线方式 短路的种类一般按三相短路校验 对于发电机 出口的两相短路或中性点直接接地系统 自耦变压器等回路中的单相 两相接地短 路较三相短路更严重时 应按严重情况校验 5 2 110KV 侧断路器隔离开关的选择侧断路器隔离开关的选择 5 2 1 进线侧断路器 母联断路器的选择进线侧断路器 母联断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流 Imax 2 SN UN 2 63000 110 661 33 A 33 额定电压选择 UN UNs 110KV 额定电流选择 IN Imax 661 33A 开断电流选择 INbr I 7 22KA d1 点短路电流 在本设计中 110KV 侧断路器采用 SF6高压断路器 因为与传统的断路器相比 SF6高压断路器具有安全可靠 开断性能好 结构简单 尺寸小 质量轻 操作噪音 小 检修维护方便等优点 已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用 110KV 的配电装置是户外式 所以断路器也采用户外式 从 电气工程电器设备手册 上册 中比较各种 110KVSF6高压断路器的应采 用 LW11 110II 型号的断路器 其技术参数如下 极限 通过电 流 KA 热稳定 电流 KA 断路器 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A 最高 工作 电压 KV 额定 断流 容量 KA峰值 3S 固有 分 闸时 间 S LW11 110II110315012631 5100400 03 热稳定校验 It2t Qk It2t 402 3 4800 KA 2S 电弧持续时间取 0 04S 热稳定时间为 tk 0 15 0 03 0 04 0 22 Qk 满足热稳定校验 动稳定校验 ies 100KA ish 18 41KA 满足动稳定校验 因此所选断路器合适 具体参数如下表 计算数据LW11 110II UNs 110KVUN 110KV Imax 661 33AIN 3150A I 7 22KAINbr 31 5KA ish 18 41KAies 100KA Qk 18 04 KA 2s It2t 402 3 4800 KA 2s 5 2 2 主变压器侧断路器的选择主变压器侧断路器的选择 Imax 1 05 SN UN 1 05 63000 110 347 20 A 33 额定电压选择 UN UNs 110KV 额定电流选择 IN Imax 347 20A 开断电流选择 INbr I 7 22KA d4 点短路电流 由上表可知 LW11 110II 同样满足主变侧断路器的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 2 3 进线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择进线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择 额定电压选择 UN UNs 110KV 额定电流选择 IN Imax 661 33A 极限通过电流选择 ies ish 18 41KA d1 点短路电流 选用 GW4 110D 型隔离开关 其技术参数如下 5 主要电气设备的选择 第 21 页 共 57 页 极限通过 电流 KA 热稳定 电流 KA 隔离开关 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A峰值4S GW4 110D110100062 525 热稳定校验 It2t Qk It2t 252 4 2500 Qk 14 08 KA 2S 动稳定校验 ies 62 5KA ish 18 41KA 满足动稳定和热稳定要求 具体参数如下表 计算数据GW4 110D UNs 110KVUN 110KV Imax 661 33AIN 1000A Qk 14 08 KA 2S It2t 252 4 2500 KA 2S ish 18 41KAies 62 5KA 5 2 4 主变压器侧隔离开关的选择主变压器侧隔离开关的选择 额定电压选择 UN UNs 110KV 额定电流选择 IN Imax 347 20A 极限通过电流选择 ies ish 18 41KA d4 点短路电流 由上表可知 GW4 110D 同样满足主变侧隔离开关的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 3 35KV 侧断路器隔离开关的选择侧断路器隔离开关的选择 5 3 1 出线侧断路器 母联断路器的选择出线侧断路器 母联断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流 Imax 2 SN UN 2 63000 35 2078 46 A 33 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 22 页 共 57 页 额定电压选择 UN UNs 35KV 额定电流选择 IN Imax 2078 46A 开断电流选择 INbr I 7 64KA d2 点短路电流 选用 SW4 35I 型断路器 其技术参数如下 极限通过 电流 KA 热稳定 电流 KA断路器 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A 最高 工作 电压 KV 额定 断流 容量 KA 峰值4S 固有分 闸时间 S SW4 35I35125040 51640160 08 热稳定校验 It2t Qk It2t 162 4 1024 KA 2S 电弧持续时间取 0 04S 热稳定时间为 tk 0 15 0 08 0 06 0 29 Qk 满足热稳定校验 动稳定校验 ies 40KA ish 19 48KA 满足动稳定校验 因此所选断路器合适 具体参数如下表 计算数据SW4 35I UNs 35KVUN 35KV Imax 2078 46AIN 1250A I 7 64KAINbr 16KA 5 主要电气设备的选择 第 23 页 共 57 页 ish 19 48KAies 40KA Qk 19 85 KA 2s It2t 162 4 1024 KA 2s 5 3 2 主变压器侧断路器的选择主变压器侧断路器的选择 Imax 1 05 SN UN 1 05 63000 35 1091 19 A 33 额定电压选择 UN UNs 35KV 额定电流选择 IN Imax 1091 19A 开断电流选择 INbr I 6 12KA d5 点短路电流 由上表可知 SW4 35I 同样满足主变侧断路器的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 3 3 出线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择出线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择 Imax 2 SN UN 2 63000 35 2078 46 A 33 额定电压选择 UN UNs 35KV 额定电流选择 IN Imax 2078 46A 极限通过电流选择 ies ish 19 48KA d2 点短路电流 选用 GW4 35DW 型隔离开关 其技术参数如下 极限通过 电流 KA 热稳定 电流 KA 隔离开关 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A峰值4S GW4 35DW3512506331 5 热稳定校验 It2t Qk It2t 31 52 4 3969 Qk 19 85 KA 2S 动稳定校验 ies 63KA ish 19 48KA 满足动稳定和热稳定要求 具体参数如下表 计算数据GW4 35DW 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 24 页 共 57 页 UNs 35KVUN 35KV Imax 2078 46AIN 1250A Qk 19 85 KA 2S It2t 31 52 4 3969 KA 2S ish 19 48KAies 62 5KA 5 3 4 主变压器侧隔离开关的选择主变压器侧隔离开关的选择 Imax 1 05 SN UN 1 05 63000 35 1091 19 A 33 额定电压选择 UN UNs 35KV 额定电流选择 IN Imax 1091 19A 极限通过电流选择 ies ish 15 61KA d5 点短路电流 由上表可知 GW4 35DW 同样满足主变侧隔离开关的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 4 10KV 侧限流电抗器 断路器隔离开关的选择侧限流电抗器 断路器隔离开关的选择 5 4 1 限流电抗器的选择限流电抗器的选择 由于短路电流过大需要装设限流电抗器 额定电压选择 UN UNs 10KV 额定电流选择 IN Imax 1 553KA Imax S2 70 UN 38420 70 10 1 553KA 33 设将电抗器后的短路电流限制到 I 20KA 将短路电流限制到要求值 此时所必须的电抗器的电抗百分值 XL 按下式计算 IB 6 048KA 0 0765 0 183 0 183 0 0765 0 0915 0 168 SB 110MVA S UBI 10 5 20 363 72MVA33 选用 XKK 10 4000 12 型电抗器 其技术参数如下表 5 主要电气设备的选择 第 25 页 共 57 页 热稳定 电流 KA 电抗器 型号 额 定 电压 KV 额定 电流 A 电抗 率 动稳 定 电流 峰值 KA4S 固有 分闸时间 S XKK 10 4000 1210KV400012 204800 17 电压损失和残压校验 当所选电抗值大于计算值时 应重算电抗器后短路电流 以供残压校验 0 12 1 553 0 6 4 2 80 60 70 热稳定校验 It2t Qk 电弧持续时间取 0 06S 热稳定时间为 tk 2 0 17 0 06 2 23ish 91 77KA 满足动稳定要求 根据以上校验 所选电抗器满足要求 具体参数如下表 计算数据XKK 10 4000 12 UNs 10KVUN 10KV Imax 1553AIN 4000A QK 2953 23 KA 2s QK 802 4 25600 KA 2s ish 91 77KAies 204KA 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 26 页 共 57 页 5 4 2 出线侧断路器 母联断路器的选择出线侧断路器 母联断路器的选择 限流后 I 20KA ish 2 55 20 51KA 流过断路器的最大工作电流为 Imax 2 S2 UN 2 38420 10 4436 36 A 33 额定电压选择 UN UNs 10KV 额定电流选择 IN Imax 4436 36A 开断电流选择 INbr I 20KA 加装限流电抗器后 d3 点短路电流 选择 SN4 10G 5000 型断路器 其技术参数如下表 极限通 过电流 KA 热稳定 电流 KA断路器 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A 断流 容量 MV A 额定 断流 容量 KA 峰值4S 固有 分闸 时间 S SW4 10G 500010500018001053001200 15 热稳定校验 It2t 1202 4 57600 KA 2S 设后备保护时间为 2S 灭弧时间为 0 06S tk 2 0 15 0 06 2 21S 1S 因此不计短路电流的非周期分量 2 21 12 202 12 884 KA 2S It2t Qk 因此所选断路器满足热稳定要求 动稳定校验 ies 300KA ish 51 KA 满足动稳定要求 因此 所选断路器合适 具体参数如下 计算数据SN4 10G 5000 UNs 10KVUN 10KV 5 主要电气设备的选择 第 27 页 共 57 页 Imax 4436 36AIN 5000A I 20KAINbr 105KA QK 884 KA 2s It2t 1202 4 57600 KA 2s ish 51KAies 300KA 5 4 3 主变压器侧断路器的选择主变压器侧断路器的选择 Imax 1 05 S2 UN 1 05 38420 10 2329 09 A 33 额定电压选择 UN UNs 10KV 额定电流选择 IN Imax 2329 09A 开断电流选择 INbr I 29 82KA d6点短路电流 由上表可知 SW4 10G 5000 同样满足主变侧断路器的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 4 4 出线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择出线侧隔离开关 母联断路器隔离开关的选择 Imax 2 S2 UN 2 38420 10 4436 36 A 33 额定电压选择 UN UNs 10KV 额定电流选择 IN Imax 4436 36A 极限通过电流选择 ies ish 91 77KA 加装限流电抗器后 d3 点短路电流 选用 GN10 10T 5000 200 型隔离开关 其技术参数如下 极限通过 电流 KA 热稳定 电流 KA 隔离开关 型号 额定 电压 KV 额定 电流 A峰值5S GN10 110T 5000 200 105000200100 热稳定校验 It2t Qk It2t 1002 5 50000 KA 2s 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 28 页 共 57 页 所以 It2t Qk 884 KA 2s 满足热稳校验 动稳定校验 ies 200kA ish 51kA 满足校验要求 因此 所选隔离开关合适 具体参数如下表 计算数据GN10 10T 5000 200 UNs 10KVUN 10KV Imax 4436 36AIN 5000A QK 884 KA 2S It2t 1002 5 50000 KA 2S ish 51KAies 200KA 5 4 5 主变压器侧隔离开关的选择主变压器侧隔离开关的选择 Imax 1 05 S2 UN 1 05 38420 10 2329 09 A 33 额定电压选择 UN UNs 10KV 额定电流选择 IN Imax 2329 09A 极限通过电流选择 ies ish 76 04KA d6 点短路电流 由上表可知 GN10 10T 5000 200 同样满足主变侧隔离开关的选择 其动稳定 热稳定计算与母联侧相同 5 5 电流互感器的选择电流互感器的选择 电流互感器的选择和配置应按下列条件 型式 电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择 对于 6 20KV 屋内配电装置 可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器 对于 35KV 及 以上配电装置 一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器 有条件时 应尽量采用套管式电流互感器 一次回路电压 gn uu 一次回路工作电压 一次回路电流 maxm g II 一次回路最大工作电压 原边额定电流 5 主要电气设备的选择 第 29 页 共 57 页 准确等级 要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的 要求 并按准确等级要求高的表计来选择 二次负荷 22 nnn SIZVA 2 222nn SIZ 动稳定 sh i m dw 2I K 式中 是电流互感器动稳定倍数 dw K 热稳定 2 dz It 2 m t I K 为电流互感器的 1s 热稳定倍数 t K 5 5 1 110KV 侧电流互感器的选择侧电流互感器的选择 主变 110KV 侧 CT 的选择 一次回路电压 110KV 二次回路电流 4 63000 3 UN 440 89A3 根据以上两项 初选 LCW 110 600 5 户外独立式电流互感器 其参数如下 二次负荷 准确等级 10 倍 数 1S 热 稳定 动稳定 0 513 电流 互感器 型号 额定 电流 A 级次 组合 准 确 级 次 二 次 负 荷 倍 数 电 流 倍 数 电 流 倍 数 0 51 22 4 LCW 110 600 50 5 111 241 21575150 动稳定校验 2 I shmdw iK 600 150 127 28KA ish 18 41KA 满足动稳定要求 热稳定校验 2 dz It 2 m t I K 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 30 页 共 57 页 Im Kt 2 600 75 2 2025 KA 2s Qk 14 08 KA 2s 满足热稳定要求 综上所述 所选 LCW 110 600 5 户外独立式电流互感器满足要求 具体参数如下表 LCW 110 600 5 设 备 项 目产品数据计算数据 un ug 110KV110KV egmax II 600A440 89A 2 m I t K k Q2025KA S 2 14 08KA S 2 m 2 I dw K sh i127 28KA18 41KA 110KV 母联 CT 由于 110KV 母联与变高 110KV 侧的运行条件相应 故同样选用 LCW 110 600 5 型 CT 5 5 2 35KV 侧电流互感器的选择侧电流互感器的选择 主变 35KV 侧 CT 的选择 一次回路电压 35KV 二次回路电流 4 63000 3 UN 1385 64A3 根据以上两项 初选 LCWDI 35 1500 5 户外独立式电流互感器 其参数如下 二次负荷 准确等级 10 倍 数 1S 热 稳定 动稳定 0 513 电流 互感器 型号 额定 电流 A 级次 组合 准确 级次 二 次 负 荷 倍 数 电 流 倍 数 电 流 倍 数 5 主要电气设备的选择 第 31 页 共 57 页 LCWDI 35 1500 51500 50 5 B0 5 B2215302 5 30 动稳定校验 2 I shmdw iK 1500 2 5 30 159 10KA ish 19 48KA 满足动稳定要求 热稳定校验 2 dz It 2 m t I K Im Kt 2 1500 30 2 2025 KA 2s Qk 19 85 KA 2s 满足热稳定要求 综上所述 所选 LCWDI 35 1500 5 户外独立式电流互感器满足要求 具体参数如下表 LCWDI 35 1500 5设 备 项 目产品数据计算数据 un ug 35KV35KV egmax II 1500A1385 64A 2 m I t K k Q2025KA S 2 19 85KA S 2 m 2 I dw K sh i159 10KA19 48KA 35KV 母联 CT 由于 35KV 母联与变高 35KV 侧的运行条件相应 故同样选用 LCWDI 35 1500 5 型 CT 5 5 3 10KV 侧电流互感器的选择侧电流互感器的选择 主变 10KV 侧 CT 的选择 一次回路电压 10KV 二次回路电流 4 38420 3 UN 2957 57A3 根据以上两项 初选户外独立式电流互感器 10 11000 5 LMZD 其参数如下 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 32 页 共 57 页 二次负荷 准确等级 10 倍 数 1S 热 稳定 动稳定 0 513 电流 互感器 型号 额定 电流 A 级次 组合 准 确 级 次 二 次 负 荷 倍 数 电 流 倍 数 电 流 倍 数 LMZD 10 11000 5 11000 5 0 5 D0 51 21 2204090 动稳定校验 2 I shmdw iK 11000 90 1400 07KA ish 91 77KA 满足动稳定要求 热稳定校验 2 dz It 2 m t I K Im Kt 2 11000 40 2 KA 2s Qk 2953 23 KA 2s 满足热稳定要求 综上所述 所选户外独立式电流互感器满足要求 10 11000 5 LMZD 具体参数如下表 10 11000 5 LMZD 设 备 项 目 产品数据计算数据 un ug 10KV10KV egmax II 11000KA2957 57A 2 m I t K k QKA S 2 2953 23KA S 2 m 2 I dw K sh i1400 07KA91 77KA 10KV 母联 CT 由于 10KV 母联与变高 10KV 侧的运行条件相应 故同样选用 5 主要电气设备的选择 第 33 页 共 57 页 型 CT 10 11000 5 LMZD 5 6 电压互感器的选择电压互感器的选择 电压互感器的选择和配置应按下列条件 型式 6 20KV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构 的电压互感器 35KV 110KV 配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器 220KV 级以上的配电装置 当容量和准确等级满足要求 一般采用电容式电压互感器 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 一次电压 为电压互感器额定一次线电压 1 u n u 二次电压 按表所示选用所需二次额定电压 2n u 绕组主二次绕组附加二次绕组 高压侧接入 方式 接于 线电压上 接于 相电压上 用于中性点 直接接地系 统中心 用于中性点 不接地或经 消弧线圈接 地 二次额定 电压 100 100 3 100 100 3 准确等级 电压互感器在哪一准确等级下工作 需根据接入的测量仪表 继电 器和自动装置等设备对准确等级的要求确定 规定如下 用于发电机 变压器 调相机 厂用馈线 出线等回路中的电度表 及所有计 算的电度表 其准确等级要求为 0 5 级 供监视估算电能的电度表 功率表和电压继电器等 其准确等级 要求一般为 1 级 用于估计被测量数值的标记 如电压表等 其准确等级要求较低 要求一般为 3 级即可 在电压互感器二次回路 同一回路接有几种不同型式和用途的表计时 应按要 求准确等级高的仪表 确定为电压互感器工作的最高准确度等级 负荷 S2 S2 Sn 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 34 页 共 57 页 5 6 1 110KV 侧母线电压互感器的选择侧母线电压互感器的选择 型式 采用串联绝缘瓷箱式电压互感器 作电压 电能测量及继电保护用 电压 额定一次电压 U1n 110KV U2n 0 1 KV 3 准确等级 用于保护 测量 计量用 其准确等级为 0 5 级 查相关设计手册 选择 PT 的型号 JCC 110 最大容量 2000VA 额定变比 110 0 1 0 1 33 KV 5 6 2 35KV 侧母线电压互感器的选择侧母线电压互感器的选择 型式 采用串联绝缘瓷箱式电压互感器 作电压 电能测量及继电保护用 电压 额定一次电压 U1n 35KV U2n 0 1 KV3 准确等级 用于保护 测量 计量用 其准确等级为 0 5 级 查相关设计手册 选择 PT 的型号 JDJJ 35 最大容量 1500VA 额定变比 110 0 1 0 1 33 KV 5 6 2 10KV 侧母线电压互感器的选择侧母线电压互感器的选择 型式 采用树脂浇注绝缘结构 PT 用于同步 测量仪表和保护装置 电压 额定一次电压 12 100 1 nn UKVUKV 准确等级 用于保护 测量 计量用 其准确等级为 0 5 级 查 发电厂电气部分 选定 PT 型号 JDJ 10 额定变比为 10 0 1KV 5 7 10KV 侧熔断器的选择侧熔断器的选择 5 7 1 熔断器选择概述熔断器选择概述 高压熔断器是一种保护电器 当其所在电路的电流超过规定值并经一定时间后 它的熔体熔化而分断电流 开断电路 熔断器主要用来进行短路保护 用来保护线路 变压器及电压互感器等设备 有的熔断器具有过负荷保护功能 熔断器由熔体 支持金属体的触头和保护外壳三部分组成 熔断器是最简单的保护电器 它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害 5 主要电气设备的选择 第 35 页 共 57 页 在本站中 熔断器只用于保护电压互感器 其只需按额定电压及断流容量 S 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 3 N U nbr I 阻 项目参数 正常工作条件电压 电流 技术条件保护特性断流容量 最大开断电流 熔断 特性 最小熔断电流 环境条件环境温度 最大风速 污秽 海 拔高度 地震烈度 短路时各级保护设备之间应选择动作 其配合要求如下 熔断器与熔断器配合 一般按上 下级熔件正负误差叠加 并计及 10 配合裕度计算配合级差 断路器与断路器配合 断路器过流脱扣器配合级差可取 0 1 0 2s 即负荷断路器为瞬动 厂用变 压器和低压侧无分支时 低压电源短路器可不装保护 则利用高压侧保护跳低 压侧断路器 或仅装延时动作欠电压保护 断路器与熔断器配合 断路器与熔断器配合时 应将其保护曲线与熔断器曲线进行比较 以保证 可能出现的各种短路电流下能选择行动作 5 7 2 10KV 侧熔断器的选择侧熔断器的选择 额定电压 UN大于或等于电网的额定电压 UNs 额定电压选择 UN UNs 10KV 熔管的额定电流 INft大于或等于熔体的额定电流 INfs 额定电流选择 INft INfs 选用 RN2 10 0 5 型熔断器 其技术参数如下表 熔断器 型号 额定 电压 额定 电流 开断 容量 熔 管 最大 开断 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 36 页 共 57 页 KVA不小 于 MVA 数电流 KA RN2 10 0 510KV0 51000150 电流校验 额定开断电流 INbr大于或等于冲击电流有效值 Ish INbr 50KA Ish 54 34KA 满足电流校验条件 5 8 母线的选择母线的选择 5 8 1 导体选择的一般要求导体选择的一般要求 裸导体应根据具体情况 按下列技术条件分别进行选择和校验 工作电流 电晕 对 110KV 级以上电压的母线 动稳定性和机械强度 热稳定性 同时也应注意环境条件 如温度 日照 海拔等 导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择 除配电装置的汇流母线外 对于年负荷利用小时数大 传输容量大 长度在 20M 以上的导体 其截面一般按经 济电流密度选择 一般来说 母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分 载流导体构成硬母线和 软母线 软母线是钢芯铝绞线 有单根 双分和组合导体等形式 因其机械强度决 定支撑悬挂的绝缘子 所以不必校验其机械强度 110KV 及以上高压配电装置一般 采用软导线 5 8 2 母线型式母线型式 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 5 主要电气设备的选择 第 37 页 共 57 页 5 8 3 母线截面的选择母线截面的选择 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 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 5 8 4 110KV 母线的选择母线的选择 采用圆管形铝锰合金线导体 Imax 2 SN UN 2 63000 110 661 33 A 33 按最大持续工作电流选择查设备手册选圆管形铝锰合金线导体 其技术参数如下表 导体最高温度为 下值时的 载流量 A 导体 尺寸 D1 D2 mm 导体 截面 S mm2 截面 系数 W cm3 惯性 半径 ri cm 70 80 惯性矩 J cm4 40 352942 601 337707125 20 已知环境条件温度最高平均气温 33 年最高气温 40 土壤温度 15 温度修正系数 0 91 0 91 770 700 7 Imax 661 33 热稳定校验 正常运行时导体温度 110KV 降压变电所电气一次部分及防雷保护设计 第 38 页 共 57 页 40 70 40 661 332 770 72 62 09 查发电厂电气部分表 C 90 则满足短路时发热的最小导体截面为 Qk 14 08 KA 2s Kf 1 106 Smin 41 69 mm2 Ug 1 05 110 115 5KV 满足电晕电压要求 5 8 5 35KV 母线的选择母线的选择 采用圆管形铝锰合金线导体 Imax 2 SN UN 2 63000 35 2078 46 A 33 按最大持续工作电流选择查设备手册选圆管形铝锰合金线导体 其技术参数如下表 已知环境条 件温度最高 平均气温 33 年最 高气温 40 土壤温度 15 温度修正系数 0 91 0 91 2569 2337 79 Imax 2078 46 导体最高温度为 下值时的 载流量 A 导