220KV 变电站电气主接线设计要点word文档良心出品

1、110220220KV 变电站电气主接线设计、原始材料 .二、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择.三、负荷计算.四、短路电流的计算 .五、变电所一次设备的选择与校验 .六、变电所高、低压线路的选择.2线路回数 220kv本期 2 回交联电缆（发展 1 回）110kv本期 4 回电缆回路（发展 2 回）35kv30 回电缆线路，一次配置齐全近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1334；零序阻抗X0=0.1693近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1445；零序阻抗X0=0.2319远期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1139；零序阻抗X0=0.1488本期 4 回电缆线路最大负荷是 16

2、0MW最小负荷是 130MW远期 6 回电缆线路最大负荷是 280MW最小负荷是 230MW435kv 侧负荷情况：30 回电缆线路）远期 最大负荷是 240MW 最小负荷是180MW近期 最大负荷是 170MW 最小负荷是100MW220kv采取双母接线，不加旁路。110kv采取双母接线，不加旁路。35kv出线 30回，采用双母分段。原始资料1.1.11.1.1变电所规模及其性质：电压等级 220/110/35 kv本站为大型城市变电站2归算到 220kv 侧系统参数（ SB=100MVA,UB=230）KV3110kv 侧负荷情况：5.环境条件：当地年最低温度-24 C,最高温度+35 r

3、，最热月平均最高温度+25 r，海拔高度200m气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。主接线设计本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。3低压侧采用分列运行，以限制短路电流。4电气主接线图X15X155第二章 主变压器选择和负荷率计算原始资料1110kv 侧负荷情况：本期 4 回电缆线路最大负荷是 160MW最小负荷是 130MW远期 6 回电缆线路最大负荷是 280MW最小负荷是 230MW3.由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COS =O.85主变压器选择2.2.12.2.1 容量选择

4、 (1)(1)按近期最大负荷选：11O kv 侧：16O MW35 kv 侧：17O MW按最优负荷率 0.87 选主变压器容量 每台主变压器负荷110 kv 侧： 80 MW35 kv 侧： 85 MW按最优负荷率 0.87 选主变压器容量。SN=PL/(0.85 旳=(80+85)/(0.85 0.87)=209.6 MVA或 SN=0.6PM/0.85=0.6(160+170)/0.85=232.9 MVA选SN=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器 负荷率计算 由负荷率计算公式 :n =S/SB110kv 最大 ,最小负荷率 :235kv 侧负荷

5、情况：30 回电缆线路)远期 最大负荷是 240MW 最小负荷是180MW近期 最大负荷是 170MW 最小负荷是100MW6n =85/(0.85X 120)=83.3%n =50/(0.85 X 120)=49%n =(85+80)/(0.85 240)=80.9%n =(50+65)/(0.85 24X)=56.4%110kv最大负荷率:=93.3/(0.85 X 120)=91.4%35kv最大，最小负荷率=80/(0.85 X 120)=78.4%总负荷率:所以，综合以上讨论可知,n =80/(0.85X 120)=78.4% n =65/(0.85 X 120)=63.7%35kv

6、最大，最小负荷率总负荷率:(2)(2)按远期最大负荷选：(远期设三台主变压器)110 kv 侧：280 MW35 kv 侧：240 MW每台主变压器负荷110 kv 侧：93.3 MW35 kv 侧：80 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量。SN=PL/(0.85 X)=(93.3+80)/(0.85 0.87)=234 MVA选 SN=240MVA，容量比 100/50/50负荷率计算=(93.3+80)/(0.85 240)=84.9%从长远考虑选主变压器容量：SN=240 MVA，容量比100/50/50的变压器。因为：SN/SLMAX=(240X 0.85”(160+170)=61

7、.8% 60%所以每台主变压器可以带总负荷的 60%。SLMAX /SN=1.62经查表知事故过流允许负荷在过负荷 1.6倍时为15分钟，过负荷2.0倍的允许时间为4分钟。2.2.22.2.2变压器参数列表：容量调压范围电压KV空载损短路损阻抗电压变压器参数列表表2-17变压器:所以MVA耗(KW)耗(KW)UI-2%UI-3%U2-3%24O 2X 2.5%220/110/38.523O1O8O14249第三章短路计算第3.13.1节相关参数计算等值 220kv 系统：XSI=0.1134XSO=O.1693UI%=0.5(UI2%+UI3%-U23%)=0.5(14+24-9)=14.5U

8、2%=O.5(U I2%+U23%-U I3%)=0.5(14+9-24)=-0.5U3%=0.5(UI3%+U23%-UI2%)=0.5(24+9-14)=9.5XTI=UI%X SB/(100X SN)=14.5X 1OO/(1OOX 240)=0.06042XT2= U2%X SB/(100X SN)=0XT3= U3%X SB/(100X SN)=9.5X 1OO/(1OOX 24O)=O.O3968短路点选择图3-1短路点分布图F1点220kv进线断路器内侧F2点220kv母联断路器F3点220kv母线F4点主变压器高压侧910llOfcvF5点主变压器中压侧F6点110kv母线F7

9、点110kv出线F8点主变压器低压侧F9点35kv出线短路计算按近期最大运行方式所给参数进行短路计算:Xi=2X si=2 X 0.1334=0.2668XTI=0.06042XT3=0.0396IBI =SB/ 73 UBI=100/230 M3 =0.2510IB2=SB/ 73 UB2=100/II573 =0.5020I B3=SB/ J3 U B3=100/37 虫=1.56011标:IKI=E/XI=1/0.2668=3.748有:短路点F2F2: （220kv220kv母联断路器）22OkvXK标:IK2=E/XSI=1/0.1334=7.496图3-4有:图3-3IKI=IKI

10、 X IBI=3.748X 0.2510=0.941 KAIK2=E X IBI=7.496X O.251O=1.88KA短路点F3 （220kv母线）,F4 （主变压器高压侧）,与F2情况相同。3.3.43.3.4短路点F5F5:（主变压器中压侧）3.3.13.3.1短路点F1F1: （220kv220kv进线断路器内侧）IEIXi220kv12llOkv图3-5Xn13=0.1636有:XK=0.5 (X什XTI) =0.5 (0.2668+0.6042)标：IK5=E/ ( 2X XK) =0.5/0.1636=3.06有：IK5=I K5 X IB2=3.06X O.5O2O=1.53

11、6KA短路点F6F6: （110kv110kv母线）XK=0.5 (X什XTI) =0.1636标：IK6=E/XK=1/0.1636=6.11IK6=IK6 X I B2=6.11 X 0.5020=3.07 KA短路点F7F7 （110kv110kv出线）情况与F6F6相同。llOkv1恥IF110k7IKS14XK=0.5 (XT1+X1)+XT3=0.5 (0.06042+0.2668) +0.0396=0.203215有：I 8-稳态三相短路电流t dz短路电流发热等值时间dz。标：IK8=E/XK=1/0.2032=4.92IK8=IK8 X I B3=4.923 X 1.560=

12、7.68 KA短路点 F9(35kv 出线)情况与 F8 相同。主要电气设备选型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6 220kV的电网一般选用少油断路器，电压110 330kV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。断路器选择的具体技术条件如下：(1)电压：Ug Un U g-电网工作电压(2)电流：Ig.maxW I n Ig.max 最大持续工作电流3)开断电流： I p.tW I nbrI pt- 断路器实际开断时

13、间 t 秒的短路电流周期分量I nbr- 断路器额定开断电流(4)动稳疋：i chW i maxi max- 断路器极限通过电流峰值i ch- 三相短路电流冲击值(5)热稳定：I 82tdzUnC0S日)=(170+160)= 1.02 KA 220 x0.8573选择LW2-220 SF6断路器(2)热稳定校验:2I O tdzW其中 tdz=tz+0.05 P 由，3=1，/10=1短路电流计算时间t=tpr+tab=0.5+0.15+0.06=0.71(1pr为全保护时间，tab为固有全分闸时间，它包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等 值时间

14、tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。所以:tdz=tz+0.05 3=0.8 S2 2Qk= I o tdz=0.941 lt2XQk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich#maxich=2.55l ” =55 X 0.941=2.40Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验： i ch# maxich=2.55l” =55 X 1.88=4.79Un）= 160=0.988KA 110X0.85J3选择LW2-132 SF6断路器型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定短 路开断 电 流(ka)额定短 路关合 电 流(ka)额定峰 值耐受 电 流(ka)4秒热 稳定 电流(ka)全开断时间

15、(s)LW2-2202202.531.580100400.05表4-2LW2-220 SF6断路器参数表(2)热稳定校验：I cJtdzwIt19表4-3LW2-132 SF6断路器参数表额定短额定短额定峰4秒热型号额定电压(kv)额定电流(ka)路开断路关合值耐受全开断时间(s)20表4-4(ka)(ka)(ka)(ka)LW2-1321322.531.58010031.50.05(2)热稳定校验：I cJtdzwIt其中 tdz=tz+0.05 p”，3=l，/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8 S,忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 3=tz=0.8 SQk=

16、Io2tdz=3.07 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich# maxich=2.55l” =55 X 3.07=7.82Un)=1.323 KA选择LW2-132 SF6断路器其中 tdz=tz+0.05 8由，3=1/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 p=tz=0.8 S2 2 2Qk= I O2tdz=1.536 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich# maxich=2.55l” =55 X 1.536=3.92 imax=100KA满足动稳定要求。4.1.54.1.5变压器低压侧断路器(1)选

17、择Ug=35 KV_QCI gmax=PLMAX /( 73 COS。XUn)= -= =1.65KA350.8573选择LW2-132 SF6断路器其中 tdz=tz+0.05 P”，3=l，/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8，忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 p=tz=0.8 SQk= 102tdz=7.68 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich# maxich=2.55l” =55 X 7.68=19.6 imax=63KA满足动稳定要求。35kv35kv出线断路器(1)选择型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定短 路开断 电 流(ka)额定

18、短 路关合 电 流(ka)额定峰 值耐受 电 流(ka)4秒热 稳定 电流(ka)全开断 时间(s)ZN23-35351.6256363250.05LW2-132 SF6断路器参数表(2)热稳定校验：I ohdzwIt22Ug=35 KV23表4-6(3)(4)电压：U Un电流：I g.max I动稳定：ichU g电网工作电压n Ig.max-最大持续工作电流imax热稳定：l2tdzW It2tI gmax=1.05ln = 1.05 Sn/(J3 MUn)=1.323 KA选择ZN23-35断路器其中 tdz=tz+0.05 P”，3=l，/I运1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.

19、8，忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 p=tz=0.8 S2 2 2Qk= I 2tdz=7.68x 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich#maxich=2.55l” =55 X 7.68=19.6V imax=63KA满足动稳定要求。隔离开关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。选择的具体技术条件如下:220kv220kv隔离开关型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定短 路开断 电 流(ka)额定短 路关合 电 流(ka)额定峰 值耐受 电 流(ka)4秒热 稳定 电

20、流(ka)全开断 时间(s)ZN23-35351.6256363250.05ZN23-35断路器参数表(2)热稳定校验：I JtdzIt24(1)选择Ug=220 KVI gmax=1.05ln = 1.05XJn)=0 .661 KA选择GW4220隔离开关表4-7GW4220隔离开关参数型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定峰值耐受电流(ka)热稳定电流(ka)GW4-2202201.258031.5(2)热稳定校验：I 2tdzIt其中 tdz=tz+0.05 p”，3=l，/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8，忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 p=tz=0

21、.8 S2 2 2Qk= Io tdz=1.88 X 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich#maxich=2.55l ” =55 咒 1.88=4.79Un)=1.323 KA选择GW4 110隔离开关表4-8GW4110隔离开关参数表型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定峰值耐受电流(ka)热稳定电流(ka)GW4-1101100.635020(2)热稳定校验：I 2tdzIt25其中 tdz=tz+0.05 p”，3=l，/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8，忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 B=tz=0.8 S2 2 2Qk= 102tdz=1

22、.536 x 0.8Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：ich# maxich=2.55l” =55 X 1.536=3.92Un)=0.155 KA其中 tdz=tz+0.05 8由，3=1，/10=1查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8，忽略短路电流非周期分量。tdz=tz+0.05 p=tz=0.8 S2 2 2Qk= Io tdz=7.68 X0.8V IttIt2Qk满足热稳定要求。(3)动稳定校验：i ch maxich=2.55l” =55 7.68=19.6 imax=52KA满足动稳定要求。型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定峰值耐受电流(ka)热稳定电流(ka)G

23、N1-35350.65220选择GN1-35隔离开关表4-9GN1-35隔离开关参数表(2)热稳定校验：I 2tdz=1.02 KA准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择LCLWD1-220额定变比4X 300/5，热2760动稳定：lch=2.40 KA,4242 I chKd= 4242 X 1.2 X60=101.82 KA, 4242 I chKd I ch热稳定：Qk =0.708 KA 2 2 2 2S ,(l INKT) =(1.2 X60) =5184 KA2 SQk (I 1K)2满足(4)Qk I ch热2 2 2 2稳定：Qk =2.83 KA S ,(I 1NKT)

24、=(1.2 X35) =1764 KA S110kv110kv出线，母联处电流互感器形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流：I g - maX=0.247 KA准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择LCW-110,额定变比400/5，热稳定倍数75，动稳定倍数150校验：电压：Ug=Un28电流：Ig - max In动稳定:热稳定:(1)形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式(3)电流：I g - ma)=0.988 KAI ch=32.201 KA, 血 I chKd= 4 42 2 X 0.4 X 150=84.852 KA, 貶 I chKd I ch22Qk =7.54 KA 2

25、S ,(I 1NKT) =(0. 4X 75) =900 KA2 S变压器中压侧电流互感器电压：Ug=110 KV准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择LCWD-110额定变比2X 600/5，热稳定倍数75 ,动稳定倍数130 校验：电压：Ug=Un电流：I g max In动稳定：I ch=3.92 KA, 4 42 2 I chKd=运 X 1.2 X 130=220.6 KA丁2 I ChKd I ch2 2热稳定：Qk =1.89 KA 2 S ,(I iNK) =(1.2 X 75) =8100 KA2 S2Qk (I1NKT)满足35kv35kv电流互感器35KV电缆侧电流互感

26、器的选择:(1)形式：采用树脂浇注绝缘结构的独立式结构(2)电压：Ug=35 KV(3)电流：Ig-maF1.56KA(4)准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择LCW-35,额定变比1000/5 ,热稳定倍数65 , 动稳定倍数100 校验：电压：Ug=UnQk (I 1K)2满足29Qk I ch热稳定：Qk =47.2KA2 S ,(l1NKT)=(0.2 X 120)=576KA2 S电压互感器电压互感器的选择:35- 110KV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

27、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，主二次绕组连接成星形，以供电给测量表计，继电器以及绝缘电压表，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)继电器。(1) 一次电压U： 1.1UnU0.9Un, U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% U。(2)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。表4-10JCC-220 互感器参数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

28、直接接地系统中用于中性点不接 地或经消弧线圈 接地系统中二次额定电压(V)100100/V3100100/3(3)准确等级电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。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。30(4)二次负荷S是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。S2是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相的负荷和电压互感器一相的额定容量相比较。220kv220kv母线处电压互感器22OKVM母线所连的电压互感器的选择，选用 JCC-220

29、型电压互感器:11OKVM母线所连的电压互感器的选择，选用 JCC-110型电压互感器:35KVM母线所连的电压互感器的选择，选用 JDX6-35型电压互感器:型式额定变比在下列准确等级下的额定容量最大容量(VA0.513屋外单相JCC- 220220000 100 100亦443 3 350010002000表 4-11型电压互感器参数表JCC-220110kv110kv电压互感器型式额定变比在下列准确等级下的额定容量最大容量(VA0.513屋外单相JCC- 110110000 ,100,10073 443 3 3500100020002000表 4-12型电压互感器参数表JCC-11035

30、kv35kv电压互感器型式额定变比在下列准确等级下的额定容量最大容量(VA(屋内式)JDX60.513三相3535000 ,100 ,1004 43 3 亦31502506001200表 4-13型电压互感器参数表JDX6-3531t dz短路电流等值时间(S)。(5)动态稳定校验：(T maxW (T y母线母线应根据具体使用情况按下列条件选择和校验:(1)型式：载流导体一般采用铝质材料，回路正常工作电流在4000A及以下时，一般选用矩形导体。在4000800CA时，一般选用槽形导体。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)按最大持续工作电

31、流选择导线载面 S,即I g maxW KQI y式中I y相应于某一母线布置方式和环境温度为 +25C时的导体长期允许载流量。KB温度正系数(3)按经济电流密度J选择:在选择导体载面S时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在 20 m以上的导体，其截面S一般按经济电流密度选择。即Sj=l*max(mnn) J式中J 导体的经济电流密度，按此条件选择的导体截面S,应尽量接近经济计算截面Sj。当无合适规格导体时，允许小于 S。(4)热稳定校验：按上述情况选择的导体截面 S,还应校验其在短路条件下的热稳定。母线的校验公式为：SSmin =-寸tdz (mm)式中Smin -根据稳定决

32、定的导体最小允许截面 (mm)；C热稳定系数;IN稳态短路电流(KV；32式中(T y母线材料的允许应力(硬铝 T y为69X 106Pa,硬铜为157X 106)；(T mix作用在母线上的最大计算应力。对于输电线路应校验线路电压损失。 对于发电厂、变电所内的导体，由于相对距离较短,电压损失不严重，所以可不较验。35KV35KV侧母线由断路器最大回路电流值可知，Ig. ma=3.3KA回路正常工作电流在4000A以下，选用矩形导体。条件为相间距a=0.75m,绝缘子跨距l=1.2m，母线保护时间tpr=0.5s，选hX b=125X 10 ,三条平放，长期允许载流量3903A查表知集肤效应系

33、数为Ks=1.8 ,环境温度为29C，查表知温度修正系数 K=1.0,则Ial29 C C=1.0 X 3903=3903A 3637A热稳定校验：t k=t pr +t kd+t a=0.5+0.15+0.02=0.67s(3 =I / I 处=1 t z=0.9s.22t dz=tz+0.05 3=0.9+0.05 X 1.0 =0.95s2 2 2Q k= I K t dz =7.68 X 0.95 =56.0 KA - S正常运行时得导体温度：0 =0 0+( 0 al-、2 20 0)1max/Ial=25+(70-25)33002 2/3903 =57.2 rSmin= 屈=昼亘C

34、92.122 2=109 mm 3750 mmI=bh3.375查表得：C=92.12动稳定校验：导体自振频：n=h X bXp 3 =0.125 X 0.1 X 2700=3.375kg/m33-64/12=0.01 X 0.125 /12=1.63 X 10 m按汇流母线为两端简支多跨梁查表可知，Nf=3.56则1=冀但=逬止垃沁皿 =454.5HZ 155HZ I2 V m 1.22 V33冲击系数K=1.9,17000为了便于安装，每跨绝缘子中设三个衬垫:Lb=L/4=1.2/4=0.3m110KV侧母线，由断路器最大回路工作电流I g ma=0.988KA，选择 LGJ-120220KV侧母线，由断路器最大回路工作电流lg5ax=1.02KA，选择 LGJ-120sh=1.9 I ” =2.69 X 7.68=20.66KA母线相间应力:-72-72ph=1.73 X 10 i sh/a =1.73 X 10 X 20660 /0.75=98.5N/m22-6 3导体截面系数：3 =0.5bh =0.5 X 0.01 X 0.125 =78.12