[院校资料]220KV区域降压变电所毕业设计改

1、南京工程学院继续教育学院毕业论文（2010届）南京工程学院继续教育学院上海电力学校教学辅导站毕业设计说明书(论文)作 者： 冯之磊 学 号：0734019215 辅 导 站： 上海电力学校教学辅导站 专 业： 发电厂及电力系统 题 目： 220kv区域降压变电所设计 指导者： 梁安江 2010 年 9 月 南京工程学院继续教育学院（专科）毕业论文开题报告no. 姓 名冯之磊学号0734019215班级zh电0792公司名称工作岗位上海上电电力工程有限公司闵行分公司电话（手机固）62834686指导老师梁安江e-mail115691871教学点上海电力学校教学辅导站论文

2、题目220kv区域降压变电所设计对该题目进行分析的重要意义 近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和

3、发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。- 40 -论文题目220kv区域降压变电所设计论文提纲前

4、 言内容摘要第一章 概述第二章 电气主接线第2.1节 主接线的设计原则和要求第2.2节 主接线设计方案第2.3节 主变压器选择第2.4节 所用电设计第三章 短路电流计算第3.1节 短路电流计算的目的、规定第3.2节 短路电流计算表第四章 主要电气设备选型第4.1节 电气设备选择的基础知识第4.2节 高压电气设备选择及校验第4.3节 设备选择表结论参考文献符号说明目 录前 言 （2） 内容摘要（3） 第一章概述（4）第二章电气主接线（5）第21节主接线的设计原则和要求（5）第22节主接线设计方案（6）第23节主变压器选择（12）第24节所用电设计（13）第三章短路电流计算（16）第31节短路电流

5、计算的目的、规定（17）第32节短路电流计算表（20）第四章主要电气设备选型（21）第41节电气设备选择的基础知识（21）第42节高压电气设备选择及校验（23）第43节设备选择表（32）结论（46）参考文献（46）符号说明（47）前 言此次设计的特点是：对专业知识进行更好的巩固与吸收，我们进行了为期九周的毕业设计。在这次设计中是对学习电力专业综合性很好的一次训练，通过三年的学习和两次简单的课程设计，为毕业设计打下了坚实的理论基础。设计题目“220kv/10kv变电所电气设计”，它主要包括电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选型、变压器各项整定计算等几个部分。通过这次设计巩固了“发电厂变电站电

6、气部分”课程的理论知识并掌握了电气设计基本方法，培养了独立分析和解决问题的能力，提高了工作能力和工程设计的基本技能。在设计过程中我们不但遇到了不少的难题，同时也发现了自己知识结构的薄弱环节，但在郭力萍老师精心指导和严格要求下圆满的完成此次设计，在这次设计中我们参考了电力工程电气设计手册1,2、发电厂电气设备教科书、变电运行技能培训教材、发电厂电气部分课程设计参考资料等书籍来完成这次设计，受益匪浅。使我得到了很大的进步，掌握了更多的专业知识。但是由于基础较差，设计中存在一些错误。望各位老师予以指正。内 容 摘 要本次设计是220kv/10kv变电所设计。着重培养学生对电力系统的基本设计能力，也特

7、别注重培养对三年来所学的综合应用。全部内容共分七章，第一章概述，第二章电气主接线设计，第三章短路计算，第四章主要电气设备选择，第五章电力变压器保护，第六章中央信号设计，第七章配电装置设计以及计算书和电气设备主接线图的绘制。计算书主要介绍了短路计算和设备选择和整定计算。设计图为电气主接线图，10kv配电图。通过本次设计，我学习了设计的基本方法，巩固三年以来学过的知识，培养独立分析，并加深对变电站的理解。 本次设计历时九周，查阅了大量的相关资料，在郭力萍老师的支持与帮助下，现已基本完成。在此对老师表示忠心的感谢！本人水平有限，有不足之处请各位老师见谅。关键词 电气主接线 短路计算 电气设备选择 变

8、压器整定计算 10kv配电图第一章 概述大型公共建筑面积达十几万平方米至几十万平方米，用电负荷很大，对供电的安全性、可靠性和连续性要求较高。其供电的变电所都与城网供电相结合，设在公共建筑物中，一般多设在某一建筑物地下设备层。根据负荷容量供电电压为110kv或10kv，供电容量为十几万千伏安或几万千伏安，主变压器单台容量电压为110kv的可达31500kva，电压为35kv的可达10000kva。其主接线110kv双路电源时多为双母接线，三路电源时多为扩大内桥接线；10kv双路电源时多采用单母分段接线，也有采用内桥接线的。同时为确保对消防等一级负荷的供电可靠性，建筑物内还要设柴油发电机电源。在电

9、气设备选型时，要考虑设备的技术先进性、安全和可靠性，要求设备体积小以节省占地，运行维护工作量少，设备具有不燃性能。在室内或地下变电所不能采用可燃油绝缘的电气设备和电缆，因此110kv高压设备采用sf6绝缘封闭式组合电器、sf6绝缘变压器。压设35kv及10kv中备采用真空断路器或sf6断路器构成的开关柜，sf6绝缘、难燃矿物油绝缘或环氧树脂浇注的变压器，环氧树脂浇注绝缘的消弧线圈和接地变压器。高中压电力电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆。由于电气设备布置在地下设备层因此设计中要考虑设备的通风散热，变压器室、开关设备室、电缆层及电缆竖井、控制室等的通风非常重要，变压器室和电缆层最好是自然进风机械排风

10、，加大排风量以利电气设备的降温。在设计中应考虑建筑物和电气设备的防水、防洪、防火、抗震以及防噪音，防振动和防电磁干扰，甚至还要考虑防污染措施。在电气设备防火方面应设火灾报警和消防联动的灭火设施，电缆敷设中应设阻火隔火设施。在人身电气安全方面应严格遵守有关电气设计规范，特别是电力装置的接地设计规范的有关规定。第二章 电气主接线设计第2.1节主接线设计原则和要求变电所电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、和设备的控制方法的拟定

11、将会产生直接的影响。2.1.1、主接线设计原则第一变电所根据510年电网发展规划进行设计。在有一、二级负荷的变电所中宜采用双路电源供电装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设三台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主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。变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等要求。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度。主接线应满足在

12、调度，检修及扩建时的灵活性。主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理（即投资省、占地面积小，电能损失少）。35110kv线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组成或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或单母分段的接线。3563kv线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kv线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、单母线分段或双母线的35110kv主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当110kv线路为6回及以上时，3563为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器。主变压

13、器35110kv回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线。采用sf6断路器的主接线不宜设旁路设施。当变电所装有两台主变压器时，610kv侧宜采用单母线分段。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当635kv配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。2.1.2、主接线设计的基本要求在设计主接线时应使其满足供电的可靠性、灵活性和经济性三相基本要求：（1）可靠性供电可靠性是电力系统生产和分配的重要要求，所以研究主接线可靠性应满足要求是：重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析，主接线的可靠性的衡量标准是运行实践。其次，主接线的可靠性在很大程度

14、上取决予设备的可靠程度，采用可靠性高的用电设备可以简化接线。最后，要考虑设计的变电所在电力系统中的地位和作用。在短路器检修时，不宜影响对系统的供电。在短路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间的长短，应尽量保证对重要用户的供电，避免全部停电的可靠性。(2)灵活性主接线应满足在调度、检修和扩建时的灵活性。首先，调度时应灵活的投入和切除发电机、变压器和线路调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。其次，检修时可以方便的停运断路器、母线等进行安全检修而不致影响电力网运行和对用户的供电。最后，扩建时可以容易的从初期接线过度到最终接线。(3

15、)经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下作到经济合理。首先，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，适当限制短路电流以便选择价格合理的电器设备。其次，占地面积小电器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构架导线、绝缘子，及安装费用。最后，电能损耗小、经济合理的选择主变压器的形式、容量和台数避免两台变压而增加电能损失。 第2.2节主接线设计方案2.2.1、220kv电气接线的设计由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。220kv侧有电源进线回路数目为4回，可采用单母线分段接线；而双母线接线一般用于引出线和电源

16、较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。上述两种方案如图1.1及图1.2所示。图1.1单母线分段接线图1.2双母线接线对图1.1及图1.2所示方案、综合比较，见表1-1表1-1 主接线方案比较项目 方案方案单分方案双技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修，该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少 设备少设备多、配电装置复杂投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上虽比方案好，但是为了保证高电压级电源进线供电的可靠性，所以选用可靠性更好的方案。2.2.2 110kv电气主接线的设计变电站110kv侧和35kv侧，均为单母

17、线分段接线。110kv220kv出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位，出线数目为4回及以上的配电装置。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kv110kv系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图1.3及图1.4所示。 图1.3单母线分段带旁母接线图1.4双母线带旁路母线接线对图1.3及图1.4所示方案、综合比较，见表1-2。表1-2 主接线方案比较表 项目 方案 方案方案技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 运行可靠、运行方式灵活、便于事

18、故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂，容易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 在技术上（可靠性、灵活性）第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第种方案为设计的最终方案。 2.2.3 35kv电气主接线的设计电压等级为35kv60kv，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限（35

19、kv60kv出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为23天。）所以，35kv60kv采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图1.5及图1.6所示。图1.5单母线分段带旁母接线图1.6双母线接线对图1.5及图1.6所示方案、综合比较。见表1-3表1-3 主接线方案比较项目 方案方案单方案双技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资

20、设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案。第2.3节 变压器的选择主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。主变压器容量一般按变电所、建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。在有一、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，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电

21、所，当断开一台时，其余主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。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器。110kv及以上电压的变压器绕组一般均为yn连接；35kv采用yn连接或d连接，采用yn连接时，其中性点都通过消弧线圈或小电阻接地。第2.4节 所用电的设计2.4.1、所用电设计要求所用电设计应按照运行，检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用经过试验鉴定是新技术和新设备，使设计达到技术先进，经济合理。所用电接线应满足正常运行的安全，可靠，灵活，经济和检修，维护方便等一般要求外，还应

22、满足下列特殊的要求：（1）尽量缩小所用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。（2）充分考虑发电厂正常，事故，启动等运行方式下的供电要求，切换操作简便。（3）便于全期扩建连续施工，对公用负荷的供电要结合远景规划。（4）所用电设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全所发展的规划，积极慎重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进，经济合理。（5）在选择所用电设备的形式时，应结合所用配电装置的布置。2.4.2、所用电的设计原则（1）当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接12个所用电源，这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上分别引接

23、两个所用电源，则更保证所用电的不间断供电。（2） 由主变压器的第三绕组引接，所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。（3） 所用电设备的布置应符合电力生产的工艺流程的要求，做到设备布局和空间利用合理。（4） 为变电所的安全运行和维护创造良好的工作环境，巡回检查道路畅通，设备的布置满足安全净距并符合防火、防爆防潮、防冻和防尘的要求。（5） 设备的检修和搬运不影响运行设备的安全。（6） 在选择所用电设备的形式时，应结合所用配电装置的布置特点，择优选用适当的产品。2.4.3、所用变压器的台数容量的确定（1） 枢纽变电所，总容量为60mva及以上的变电所，装有水冷却或强迫油循

24、环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，应装设两台所用变压器。如能够从变电所外引入可靠的备用电源，可只装一台所用变压器。应装设备用电源自动投入装置。（2） 对于本次设计总容量为60mva的变电所应装设两台变压器一台所用一台备用，应装设备用电源自动投入装置。当一台变压器出现故障时，另一台利用空气开关自动投入。所用变压器的选择：资料：所用变率为0.6%，pm -变电所的最大计算负荷s所=(0.6%pm)/cos=(0.00670)/0.88=477（kva）查发电厂电气部分课程设计参考资料p58表3-6.选sjl1500其参数如下:型号容量空载电流 阻抗电压（%）连接组sjl1-5002.14

25、y/y0-12两台双绕组标准容量电力变压器,一台投入一台备用,接于10kv母线侧。第三章 短路电流计算第3.1节 短路电流计算的目的、规定和步骤短路是电力系统最常见的故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相或中性点接系统中相与地之间的短路。短路形成的原因：（1）设备绝缘损坏：正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但电气设备在制造时可能存在某些缺陷；在运输、保管和安装的过程中，绝缘可能受到机械损伤；长期低电压过电流运行的设备绝缘会迅速老化等原因，使电气设备的绝缘受到削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路。（2）恶劣的自然条件，大气过电压（雷击）引起闪络，大风

26、和复冰引起倒杆和短线等造成短路。（3）工作人员误操作如设备检修未拆除地线就加电压、运行人员带负荷拉刀闸等。其它原因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

27、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。（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）接地装置的设计，也需用短路电流。3.1.1、短路电流计算的目的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方面：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。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

28、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，需以各种短路时的短路电流为依据。接地装置的设计，也需用短路电流。3.1.2、短路电流计算的一般规定（1）计算的基本情况：电力系统中所有电源均在额定负载下运行。短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。所有电源的电动势相位角相等。应考虑对短路电流值有影响的所有元件。（2）接线方式：计算短路电流时所用的接线方式

29、，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。（3）计算容量：应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建成后510年）。（4） 短路种类：一般按三相短路计算（5） 短路计算点：在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的610kv出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。根据以上原则，可选各级电压母线、各出线为短路点。3.1.3、短路点的选择 变电站共分4个短路计算点，分别在22

30、0kv母线侧，10kv母连侧，10kv所用变侧，10kv出线侧。3.1.3、计算步骤(1)选择计算短路点(2)画等值网络（次暂态网络）图首先去掉系统中的所有负载分支、线路电容、电抗及元件的电阻 。选取基准容量sb和基准电压ub(一般取各级的平均额定电压)将各元件电抗换算为同一基准值的标么值。绘出等值网络图，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电流值，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xif。(4)求计算电抗xjs(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xjs=3.5)。(6

31、)计算无限大容量(或xjs3)的电源供给的短路电流周期分量。(7)计算短路电流周期分量有名值和短路容量。(8)计算短路电流冲击值。(9)绘制短路电流计算结果表。第3.2节 短路电流的计算方法3.2.1、基准值计算高压短路电流计算一般只计及元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，采用标么值计算。为了计算方便，通常取基准容量sb =100mva或sb =1000mva，基准电压ub一般取有名值的平均电压，当基准容量sb与基准电压ub选定后，基准电流:ib=sb/ub基准电抗:xb=ub/ib常用基准值电气量基 准 值sb(mva)100ub(kv)23010.5ib(ka)0.255.5第

32、3.3节 短路电流计算结果表第四章 电气设备的选择及校验导体和电器的选择设计，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、运行方便和适当留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。第4.1节 电气设备选择的基础知识4.1.1、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）扩建工程应尽量使新老电器型号一致。（5）选择导体时应尽量减少品种。（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，在特殊情况下用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。4.1.2、

33、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，并按环境条件校核。电器的基本使用条件。（1） 在正常运行条件下,按各回路最大持续工作电流选择。（2） 验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见节（短路电流）（3） 验算导体和110kv以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用后备保护动作。时间加相应的断路器全分闸时间。电器和110kv及以上充油电缆的短路电流计算时间，一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。（4） 验算短路热稳定时，导体的最高允许温度可参照发电厂电气部分课程设计参考资料p106表31所

34、列数值。导体种类和材料短路时导体允许工作温度（c0）导体最长允许工作温度（c0）热稳定系数c值母线（铝）2007087（5）验算短路动稳定时，硬导体的最大应力大于表所列数值。表32导体和电器的选择材料硬铜硬铝钢最大允许应力13710669106157106（6）环境条件。选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。4.1.3、电器选择的基本要求在选择导体和电器时，一般按发电厂电气部分课程设计104页表57所列各项进行选择和校验。1.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和过电流的情况下保持正常运行。长期工作条件：1)电压：选用的电器在允许最高工作电压umax不低于该回路的最高运

35、行电压ug,即umaxug2)电流：选用的电器额定电流in不得低于所在回路在各种可能方式下的持续工作电流ig,即：inig短路稳定条件：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稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，则应按严重情况校验。2)用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器，可不验算动、热稳定。2.短路的热稳定条件：ittitdzit-t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(ka)t-设备允许通过的热稳

36、定电流时间(s)校验短路热稳定所用的计算时间tdz按下式计算：tdz=tb+tdtb-继电保护装置后备保护动作时间（s）td-断路器全分闸时间（s）3.短路的动稳定计算：imaxichich-短路冲击电流峰值（ka）imax-电器允许的极限通过电流峰值（ka）电压互感器导线第4.2节 高压电气设备选择及校验4.2.1、高压断路器的选择断路器型式的选择：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

37、断路器，宜选用发电机专用断路器。（1）断路器选择的具体技术条件如下：电压：ugun ug-电网工作电压电流：ig.maxin ig.max-最大持续工作电流开断电流：ip.tinbript-断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量inbr-断路器额定开断电流动稳定：ichimaximax-断路器极限通过电流峰值ich-三相短路电流冲击值热稳定：itdzitti-稳态三相短路电流tdz-短路电流发热等值时间it-断路器t秒热稳定电流其中tdz=tz+0.05由=i/i和短路电流计算时间t，可从发电厂电气部分课程设计参考资料p112，图51查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出tdz。（具体选

38、择计算见毕业设计计算书）4.2.2、隔离开关的选择隔离开关形式的选择，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。参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。（1）选择的具体技术条件如下：电压： ugun ug-电网工作电压电流： ig.maxin ig.max-最大持续工作电流动稳定：ichimax热稳定：itdzitt（具体选择计算见毕业设计计算书）4.2.3、互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用：（1）一次回路的高电压

39、和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，并便于屏内安装。（2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。（1）电压互感器的选择电压互感器的配置原则：应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。母线：6220kv电压级的每相主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。线路：当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。主变压器：根据继电保护装置、自动装置

40、和测量仪表的要求，在一相或三相上装设。（2）型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择：620kv屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器。35110kv的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器。220kv以上，一般釆用电容式电压互感器当需要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，或有第三绕组的单相电压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕级连接成星形，以供电给测量表计，继器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号（绝缘检查）

41、继电器。（3）一次电压u1：1.1unu10.9unun为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围，即10% un。（4）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压。电压互感器二次额定电压选择表: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接地用于中性点不接地二次额定电压（v）100100/100100/3（5）准确等级应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。用于电度表准确度不低于0.5级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。（2）电流互感

42、器的选择根据电力工程电气设计手册1一次部分p71电流互感器的配置原则：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、出口。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。1） 型式：电流互感器的型式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，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，对于35kv及以上配电装置，一般用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽量釆用套管式电流互感器。2）参数选择：电流互感器的二次侧额定电流有5a和1a

43、两种，一般弱电系统用1a，强电系统用5a，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1a。a、一次额定电流的选择：当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。一次侧额定电流: i1nig.masi1n为电流互感器原边额定电流，ig.mas为电流互感器安装处一次回路最大工作电流。b、 一次侧额定电压：unugug为电流

44、互感器安装处一次回路的工作电压，un为电流互感器额定电压。c、 准确等级的选择：电流互感器准确等级的确定与电压互感器相同。需先知电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及以准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。用于电能测量的互感器准确级：0.5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。d、 热稳定

45、校验:电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流i1n来校验：(i1nkt)itdz kt为ct的1s热稳定倍数；e、 动稳定校验：内部动稳定可用下式校验：i1nkdwichi1n-电流互感器的一次绕组额定电流（a）ich-短路冲击电流的瞬时值（ka）kdw-ct的1s动稳定倍数4.2.4、高压熔断器的选择 (1)参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。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电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。(2)选择的技术条件：电压：ugun限流式高压熔

46、断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免过电压而使电网中的电器损坏，故应为ug=un断流容量：ich（或i）ikd式中，ich-三相短路冲击电流的有效值ikd-熔断器的开断电流说明：保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择，不必校验额定电流。（具体选择计算见毕业设计计算书）425、避雷器的选择避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于磁振荡所致。避雷器有两种：(1)阀型避雷器： 按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器；(2)管型避雷器： 利用

47、绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。用于线路作为防雷保护。阀型避雷器应按下列条件选择：a、 额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。b、 灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）；在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的80%。（具体选择计算见毕业设计计算书）。426、限流电抗器选择及校验(1)电抗器的作用：短路电流直接影响选择和安全运行，电力系统的短路电流随系统中单机容量和总装机容量的加大而增长。在大容量发电厂和电力网中，短路电流可达很大

48、数值，一致使在选择发电厂和变电所的断路器及其它配电设备时面临困难，要使配电设备能承受短路电流的冲击，往往需要提高容量等级，这不仅使投资增加，甚至还可能因断流容量不足而选不到合乎要求的断路器。所以发电厂和变电所的接线设计中，常需采用限制短路电流的措施，减小短路电流，以便采用价格较便宜的轻型电器及截面较小的导线。这时就应当选取限流电抗器。(2)限流电抗器应按下列技术条件选择：电压： ugun ug-电网工作电压电流： ig.maxin ig.max-最大持续工作电流动稳定：ichidw 电抗器的动稳定电流ich-电抗器后三相短路电流冲击值热稳定：i2tdzit2t电抗百分值：普通电抗器按以下条件选

49、择：为将短路电流限制到要求值i”则应满足：xk（%）（ib/i”-x）inub/ibun100xk（%）电抗器百分电抗值。ib、ub基准电流（a），基准电压（kv）in、un电抗器的额定电流，额定电压。x，以ib、ub为基准值计算至所选用电抗器前的网络电抗标幺值(3)电抗器的安装：发电厂中，在发电机电压母线分段回路中安装电抗器。变压器分裂运行。变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。采用低压侧为分裂绕组的变压器。出线装设电抗器。本次220/10kv降压变电站采用了在10kv母线处安装电抗器和出线处安装电抗器.10kv侧安装限流电抗器,其参数:型号额定电流(a)额定电压(kv)额定电抗(

50、%)稳定性电抗标幺值nkl-10-2000-320001010动稳定51000(a)1s热稳定71200(a)0.2624.2.7、母线的选择电力系统的运行情况发生突变而产生电(1)选型载流导体一般都采用铝质材料，工业上常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线散热好，有一定的机械强度，便于固定连接，但集肤效应系数大，一般只用于35kv及以下，电流在4000a及以下的配电设备中;槽形母线机械强度较好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于4000-8000a配电装置中；管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，可用于8000a以上的大电流母线，另外，由于圆管形表面光滑，电晕放电电压高，

51、可用于110及以配电装置母线。110kv及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。(2)截面选择软母线的截面选择：按照经济电流密度选择的母线都能满足导体长期发热条件，故按经济电流密度选择：s=imax/jimax-正常工作时的最大持续工作电流j-经济电流密度。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数tmax，将有不同取值。硬母线的截面选择：硬母线一般用于电压较低的配电装置中，所以，可以按最大持续工作电流选择导线截面积：igmaxkiyiy-相应于某一母线布置方式和环境温度为+25oc时的导体长期允许载流量。k-温度修正系数。(3)热稳定校验软母线不需热稳定的

52、校验硬母线的热稳定校验：smin=sqrt(qkks)/cc-热稳定系数。与导体材料及温度有关。(4)动稳定校验软母线无需动稳定校验。硬母线的动稳定校验：各种形状的硬母线通常都安装在支柱绝缘子上短路冲击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算。110及以上单根圆管母线上产生的应力不能忽略不计。导体种类和材料短路时导体允许工作温度（c）导体最长允许工作温度（c）热稳定系数c值母线（铝）2007087多条母线的应力计算：当母线由多条组成时，母线上最大机械应力由相间作用应力xj和同相各条间的作用力tj合成，所以：max=xj+tj1）多条矩形母线的条间应力计算：由于同相条间距离很近，条件作用力大，为了减少tj，条间通常设有衬垫，为了防止同相各条矩形导体在条间作用力下产生弯曲而互相接触，衬垫间允许的最大跨距-临