220kV变电站一线设计

1、i毕业设计（论文）题目：220kV终端变电站电气一次主接线及配电装置设计 毕业设计（论文）内容：220kV 终端变电站电气一次 与系统分析；220kV 终端变电站电气一次 电气主接线方案比较、设计，绘制电气 主接线图；短路电流计算；220kV 终端变电站电气一次 导体和电气设备选择设计；220kV 终端变电站电气一次 高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；220kV 终端变电站电气一次 过电压保护及防雷规划设计；220kV 终端变电气一次 继电保护配置规划设计，绘制保护配置图； 编制设计说明书。专题内容：设计题目220kV 终端变电站电气一次系统设计变电站设计参数：220kV 最终

2、两回进出线ii电压（kV）站用电率（%）电源距离（km）Tmax(h)系统容量（MV A）Xd*2200.6565600035000.45负荷数总负荷（MW）距离（km）电缆距离（km）cos110kV35kV110kV35kV110kV35kV35kV40.8546653050201设计自然条件：海拔：:1000m， 本地区污秽等级：2级， 地震烈度： ： :7级, 最大风速：2.5m/s，最高气温：38 C，最低气温：-2 C , 平均温度：15C目录目录.4摘要.5前言.6第一章 变电站主接线设计.7第二章 短路电流计算.19第三章电器设备及导体的选择.27第四章配电装置设计.54第五章

3、防雷保护.59第六章保护装置.68结论.72总结与体会.73谢 辞.74参考文献.753220KV 终端变电所工程电气一次初步设计，主要包括以下内容：在 对各种电气主接线比较后确定本站的电气主接线，主变压器和厂用变压 器的选择，再进行短路电流计算，根据短路计算结果表选择导体和一次 主要设备，画出主接线图，剖面图、防雷配置图和保护配置图。关键词：主接线短路计算设备选择防雷保护一设计目的意义毕业设计是在完成全部专业课程的基础上的最后一个理论与实践相联系的一个重要教学环节；是全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合训练；是培养学生综合素质和实践4能力的过程。对培养工作态度、

4、作风和独立能力具有深远的影响。通过 毕业设计，可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神。本次所设计的课题是某 220KV 变电所电气初步设计，该变电所是一 个地区性终端变电电所，它主要担任 110KV 及 35KV 两电压等级功率输 送，把接受功率全部送往 110KV 侧和 35KV 侧线路。系统容量 Sxt=3500MVA ;系统电抗Xxt=0.45 ;与系统连接的线路长度 65km ； COS =0.85 ； 110KV 出线 4 条；总负荷 65WM ;最大设备利用小时 Tmax=6000h。35KV 侧出线有 6 条，总负荷为30 WM，同时 35KV 侧作为 站用电源接两

5、台变，互为备用，110KV 到负荷地的距离为 50KM，35KV 到负荷地的距离为 20KM 电缆。接题目后，先审题，然后根据题目的要求查了大量的资料。第一步， 拟订初步的主接线图，列出可能的主接线形式，各种方案进行比较，最 后确定两个最有可能的主接线形式，再做经济性比较，最终确定方案。 第二步，经过精确的计算，然后选择了主变压器和厂用变压器。第三步， 短路计算和做短路计算结果表。第四步，导体和设备的选择及其校验， 做设备结果表。第五步，继电保护，配电装置和防雷接地的布置，通过 这次设计将理论与实践结合，更好的理解电气一次部分的设计原理。通过毕业设计应达到以下要求：熟悉国家能源开发的方针政策和

6、有关技术规程、规定、导则等，树立工程设计必须安全、可靠、经济的观点；巩固并充实所学基础理论和专业知识，能够灵活应用，解决实际问5题；初步掌握电气工程专业工程的设计流程和方法，独立完成工程设计、 工程计算、工程绘图、编写工程技术文件等相关设计任务，并能通过答辩；培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的作风。二设计原始资料分析本次的设计任务是：设计一座 220/ 110/35KV 终端变电站的电气主接 线和配电装置，防雷保护和接地装置、继电保护的配置规划。设计的重 点是对变电站电主接线的拟定以及配电装置的布置。设计的内容包括:1、电气主接线方案的设计；2、短路电流计算；3、导体、电气设备选择 及校验；4

7、、设计配电装置；5、设计防雷保护和接地装置 6、继电保护的 配置规划；7、按设计方案绘制电气一次主接线图、配电装置的平面布置图、断面图以及防雷图（图纸见附页）；8、写设计说明书一份。本次设计已知的基本条件：变电站的设计题目：设计一座110 /35/10KV 通过变电站的电气一次部分。110KV 出线有 4 回出线（末端无电 源），其总负荷为 65MW , 35kV 出线 6 回，总负荷为 30MW。1、系统容量： Sxt=3500MVA ； 2、系统电抗：Xxt=0.45 ； 3、与系统连接的线路长度 65km ； 4、最大设备利用小时 Tmax=6000h ； 5、站址 海拔：1000m ;

8、 6、地震烈度：7 度以下；7、本地污秽等级：2 级；8、 年最高气6温 38C;年平均气温 15C;月平均最低气温-2C;9、风速： 2.5m/s ； 10、功率因数为：0.85。通过对变电所原始资料的分析，根据设计任务书的要、要求，利用 相关论文和参考资料，并结合设计工具书进行了电气主接线方案的论证 与技术经济比较，同时对可能引起系统故障的短路情况进行了计算；另 外由电气设备的选择校验技术条件和设计要求，用短路电流的计算结果，选择并校验了导体和电气设备；并根据变电站的类型和总体布置对选定 的主接线方案进行高压配电装置设计，进一步查阅电测量仪表技术 规程，对仪表规划设计，对主设备进行保护规划

9、配置设计，进行避雷器 的选择，接地网的设计。最终对本次设计的相关部分展开专题综述。编 制了设计说明书，计算书，绘制了主接线图，平面图和断面图。第一章电气一次主接线设计一.主接线的方案初步设计（一）原始资料分析已知待设计变电站：系统容量 Sxt=3500MVA ;系统电抗 Xxt=0.6 ;与系 统连接的线路长度 35km ; COS =0.85 ; 110KV 出线 4 条；总负荷 65WM ; 最大设备利用小时 Tmax=6000h。35KV 侧出线有 6 条，总负荷为 30 WM， 同时 35KV 侧作为厂用电源接两台厂用变，互为暗备用，变电站不受场地 限制，按标准状态设7计。通过对原始资

10、的分析，查阅相关设计手册，依 据设计任务书提供的技术参数，进行主接线方案的初步比较。据以上资料分析，该变电站属地区通过变电站，对所属电网的供电 可靠与否有十分重要的作用，全站停电后，将引起区域电网解列。依据 发电厂电气部分P21 页，对重要变电站，应考虑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允许时间内，应满足 I 类和 II 类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应 满足全部负荷的 70%-80%。通过对原始资料的分析，查阅相关设计手册， 结合该站供电负荷情况，220KV 系统电源进线选择两条。依据设计任务 书提供的技术参数，进行主接线方案的初步比较

11、。（二）主接线方案的初步比较。1、220kV侧主接线选择（表-1）方案名称优点缺点适用范围备注 1Ii、单接线简单清可靠性、灵活性较岀线回路少的中母线故障时晰、设备少，小型变电站全站失压，无、k-母线投资小、差，不利于设备检法满足该站接线运行操作方修，不能满足对I、A/TA便，有利可靠性要求。? T扩建和采用H类负荷供电可靠性rr成套设备的要求82、双供电可靠调度灵活扩建方便便于增加一组母线每回路就需增加母线隔离适用于大中型变电站、110母线扩建。轮流检修母线开关。当母220KV配电装置接线时，不会停止对用户线故障检修，隔离开出线回路数为5回的供电，工作关作为倒换操作电及以上岀线。母线发生故器

12、，易误操障时，能利作，为避免误操作，用备用母线需在隔离开关和断路使无故障电器间装设连锁装置。路迅速恢复岀线断路器检修或正常工作。故障时，线路无法供电。4、单用断路器把母线分当一段母线或母线适用于岀线回路母线段后，重要用户可以隔离开关故障或检修分段从不同段进行供电，时，该段母线的回路数为34回的中即两个电源供电任都要在检修期内停。型容量变电站。意母线故障，分段断当出线为双回路路器自动切除故障回时，常使架空线路岀路，保证正常段母线现交叉跨越。扩建不间断供电，不致重时需向两个方向均衡要用户停电。扩建。不适用于本站。适于本站2、110KV 侧主接线选择110KV出线4条，负荷65MW（表-2）方案名称

13、优点缺点适用范围备注91、单母线分段断路器把母线分 段，对重要用户可 从不同段进行供 电，即两个电源供电当 一母线段发生故 障，分段断路器自 动切除故障段，保 证正常段母线继续 间断，不使重要用 户停电，由此提高 供电的可靠性和灵活性。段数多故障停电 范围就小，但断路器 多且供电容量较小， 配电装置增多，运行 复杂当一母线段 或其隔离开关故障 检修时，该段母线的 回路在检修期间内 停。当出线为双回路时，架空线路常岀 现交叉跨越。扩建 时需向两个方向均 衡扩建。适用于110220KV配电装置中， 线路为34回路。可靠性能满足本站。2、双母线接线供电可靠，轮流 检修母线时，不会 停止对用户的供 电

14、，工作母线发生 故障时，能利用备 用母线使无故障电 路迅速恢复正常工 作。调度灵活便于扩建。使用设备多，配电装 置复杂，投资较多， 易发生误操作，设备 检修期间可靠性有 所降低。3、母联兼作旁路断路器节约专用盘路断路器和配电装置间隔整定复杂，增加母联 断路器的负担和隔 离开关切换工作量。 当电站为系统的主 要连接点时，有可能 减弱其联系，占地面 积大、投资大。适用于110KV出线为5回及以上变电站。不适用于本站岀线。适用于不适用于110KV及以本站岀线。上大中型但本厂可变电站5回及不装设旁以下岀线。路104、双加装旁路母线则6回以上岀线必装设适用于不适用于母线可避免检修断路器一台专用旁路断路1

15、10KV及以本站岀线。带旁时造成短时停电，器，增加了投资和配上大中型但本厂可路接运行操作方便，电装置的占地面积。变电站5回及不装设旁线不影响双母线正常运行以上岀线。路3、35KV 侧主接线选择名称优点缺点适用范围备注单母接线简单清可靠性，灵活适用于岀线当母线故线接晰，设备少，性差，不利于回路少，并障时，全线形投资小，运行设备检修，不且没有重要站停电，式操作方便，有能满足对I，负荷的变电无法满足利于扩建和采n类负荷供站。该站可靠用成套设备。电可靠性的 要求。性要求。单母对重要用户可以单一段母线或隔广泛用于中该接线形线分从不同段进行供离开关故障或检式能满足段接电，任意母线故修小容量的变可靠性要线障

16、时，分段断路时，该母线上的电站的6求。器将自动切除故回路都将停电。障回路，供电的扩建时需从两个10kV接线可靠性和灵活性方向均匀扩建，中，重要负较高。岀线较多时会岀现交叉。荷的岀线较多、供电容量较大时不予采用11本设计是设计终端变电站，有三个电压等级，220kV, 110kV, 35kV。110kVW有4条负荷数，总负荷为65MWV35kV侧有6条负荷数，总负荷为30MVV由负荷数可以确定 该变电所主接线采用以下两种方案: 万案一220kV采用单母分段接线方式，当变压器发生故障或运行需要切除时，只需要断 开本回路的断路器，单母分段接线使用与于线路较短，变压器按经济运行需要经常切 换且有穿越功率

17、经过的变电所的功能。110kV母线上近期负荷为4回出线， 采用单母接线形式， 根据 发电厂电气部分可知，3560KVE电装置中，当线路为3回以上的，一般采用单母线或单母线分段接线。 若连接电源较多，出线较多，负荷较大时，可采用双母接线形式。35kV采用单母分段接线方式，根据电力工程电气设计手册第一册可知，在1035KV配电装置中，线路在6回及以上时，一般采用单母分段的接线方式，当短路电流较大，出线回数较多，功率较大等情况时，可采用双母分段接线形式。通常，不设旁路断路器。其接线特点：1) 110kV采用外桥接线方式，当变压器发生故障或运行需要切除时， 只需要断开本 回路的断路i双母有两条母线后，

18、设备多，投资适用于35不适用于线接可以在正常时轮大，配电装置60KV出线本站。线形换检修母线，而复杂，容易发数超过8回，式不致使供电中生误操作。或连接电源断，检修母线隔较大、负荷离开关时，不需 要检修的回路可 以正常工作，调 度灵活，扩建方 便。较大时。带旁供电可靠，装设大大增加了适用于岀线从可靠性路母旁路后使得检修投资，使用设数6回及以上分析适线的与它相连的任意备多。上。用本站，双母回路的断路器但本站可线接时，该回路都不不装设旁线形停电，运行操作路和双母式方便，不影响双线母线正常运行。12器，外桥接线使用与于线路较短，变压器按经济运行需要经常切换且有穿 越功率经过的变电所。2) 35kV采用

19、单母接线形式，供电可靠，轮流检修母线时，会停止对用户的供电，工作母线发生故障时，能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。3) 10kV出线比较多，所以也采用单母分段形式。单母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到相同的母线上， 对大容量且在需 相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优 点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积大，一般当连 接的进出线回路数在11回及以上时，一般采用分段接线形式。LL LL110kV采用内桥接线方式，当变

20、压器发生故障或运行需要切除时，只需要断开本回路 的断路器，内桥接线使用与于线路较短，变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功 率经过的变电所。35kV母线上近期负荷为6回出线，易采用双母接线形式，根据电力工程电气 设计手册第一册可知，3560kV配电装置中，当线路为3回以上的，一般采用单母线 或单母线分段接线。若连接13电源较多，出线较多，负荷较大时，可采用双母接线形式。10kV可采用单母分段接线方式，根据电力工程电气设计手册第一册可知，在610kV配电装置中，线路在6回以上时，一般采用单母分段的接线方式。其接线特点：1) 110kV采用外桥接线方式，当变压器发生故障或运行需要切除时，只需要断

21、开本回路的断路器，外桥接线使用与于线路较短，变压器按经济运行需要经常切换且 有穿越功率经过的变电所。2) 35kV采用双母接线形式，供电可靠，轮流检修母线时，不会停止对用户的供 电，工作母线发生故障时，能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。3) 35kVM采用单母线分段的接线形式，用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路；有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动 将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 但是，一段母线或 母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电， 而出线为双回 时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方

22、向均衡扩建。14二方案的经济比较:可靠性：两种接线形式110kV和35kV则接线方式是一样的，区别就在10kV侧上，第一 种方案采用双母线分段接线形式，可靠性比较高，检修一母线时，不会停止对用户连 续供电，而且还可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到 不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的。 灵活性：两种方案扩建都 比较的方便，且操作比较的简便。经济性：第二种方案经济性要好点，因为只有一条母线，节省了投资，还少了隔离开关，间隔的布置和继电保护的配置都简单。总结：因为首先要保证可靠性，综上所述变电站的主接线图在220kVM、110kV则、35kV侧都采用单母分段

23、的方案。15三 最优电气主接线图绘制（详见 220kV 变电站主接线图）四 主变压器和厂用变压器的选择1.主变台数由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是市郊区220kV通过变电所，它是 以220kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110kV及35kV母线上。若全 所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解， 影响整个市区的供电，因此选择主 变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。 当装设三台及三台以上时，变电 所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积， 和配电设备及用电保护的复

24、杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。 而且会造 成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。 适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器 可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。 故选择两台主变压器互为备用，提高供 电的可靠性。 在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均16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设 备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行

25、维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器，确定该站主变台数为2台。根据前述和变电站电气主接线，确定该站主变台数为2台。2、容量根据设计任务书所给的出线负荷和所选的接线方式，选择容量及型号相同的2台主变，容量按如下公式确定：主变容量SN三 Sjs= 0.8R +F2) =0.865 +30) =0.8 汉 95 = 76(MVA)来确定SN:所要选则的主变容量Sjs：按0.8倍的经验公式计算容量Pi:110kV供出有功负荷P2:35kV供出有功负荷3、 根据电力工程电气设计手册电气一次部份第1册第272页，因所给条件 没有说明运输的特别限制，按正常运输条件选则，故选择三相电力变压

26、器。4、绕组数的确定在电力系统中，三个及以上不同电压等级需要互相连接时， 或具有三种电压的降 压变电站，需要由高压向中压和低压供电，或高压和中压向低压供电时，应选用三绕 组变压器，故选用三绕组变压器。5、连接组别的确定变压器三相的接线组别必须和电力系统的相位一致，否则，不允许并列运行。我国110kV及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”连接。根据系统和或机组的同 步并列要求及限制三次谐波对电源的影响因数，所以，该站主变连接组别选定为：YN，yn，d1117&根据以上分析条件，查电力工程电气设计手册电气一次部份1上册P24018选择：SSPS-90000/220型变压器，参数如下:额定容量（k

27、VA）额定电压（kV ）阻抗电压（%）90000/90000/90000高压中压低压高冲高-低中-低2208X1.2512138.514247.5空载损耗（kW）88接线组别YN,yn,d11短路损耗（kW）280 （咼一中）质量（吨）油重 40空载电流（%）0.8器身 74.3参考价格（万兀）120运输重量 129外形尺寸14426X3080X7205总质量 1519轨距（横向/纵向）2000X2/1435贵阳变压器厂、站用变的选择:2、站用变压器容量按下式确定:存幣0-65%=0-726MV726kVA该站站用变考虑室外布置，则站用变压器容量的选择条件为:Sjs726SN一苜矿荷344(k

28、VA)式中：SN站用变容量（kVA）式中： Sjs厂用变计算负荷（MVA）P中压侧负何（MW）P2低压侧负何（MW）cos变电站平均功率因数Sjs二（P P2）站用电率COS 申19Kf布置系数，室外布置时 Kf取1.04,室内布置时取1.04Kt温度校正系数，室外布置时取0.97,室内布置时取0.99查电力工程电气设计手册 电气一次部份1上册P399页选用S9-800型标准变 压器两台，额定容量800kVA，高压侧电压38.5土5%kV低压侧电压0.4kV，联接组 别为Yyn0,其相关电气技术参数列表如下：额定容量（kVA）额定电压（kV）阻抗电压（%）8800高压低压空载损耗（W）38.5

29、5%0.4短路损耗（W）接线组别Y，yn0质量油重 685 公斤空载电流（%）器身 1615 公斤外形尺寸2310X1215X2662总质量 2525 公斤第二章短路电流计算1.各元件参数计算作如下图所示等值电路图，取基准容量 SB=100MVA,UB 二 Uav，导线平均电阻取R=0.4Q/km，按已知条件作各元件的阻抗计算:20系统阻抗:XdSBdSs= Xd.SB =0.45-1000.01293500电源线路阻抗:XLI= 0.4 Li%=0.4 65=0.0491UB(230)主变三侧阻抗:由主变参数可知：5/% =25.5;U% =14.9;U2A%=9.1，贝U11U1% (U1

30、% Uy% -U2；%)(25.5 14.9-9.1)=15.65221i1丄U2% (Uy% U2A% -Uy%)(3.1 25.5-14.9) =9.852211U3% (Uy% U2；%-U2%)(9.1 14.9-25.5) =-0.7522U1% SB15.65 100 =1汽 =x- =017410090X1X2100 SN1_ U2%SB _100 SN2進迦“10910090X3U3%SB-0.75 100=- -. =- -.-100SN310090 一 S02122110kV出线阻抗:SB100XL2=0.4 L2BT =0.4 502=0.151UB(115)35kV出线

31、阻抗：站用变电抗:0.1389严242、各点短路电流的计算：0.0643、：d1点短路：_ Td1A转移电抗：xd1=xdXL1=0.0129 0.0245 0.1415 =0.1789 2计算电抗：Xjs=Xd1鱼=0.03743500=1.309V3jSB100查电力工程电气设计手册电气一次部份1上册P135表 I。* = 0.793 = 0.831I” =0.836 则有名值:I0*-0.7933500.3 230-6.49( kA)，XL3=0.4 L3罢=0.4 20 UB100(37 严0.584XT_Ud%鱼仝100 一SN100辱 100.80.06430.242-0.0198

32、-0.1660.0096d323I IB1= 0.83135001.732 230= 7.301(kA)=0.83635001.732 230= 7.345(kA)冲击电流：ish=2.55 l=2.55 6.49 =15.54(kA)短路容量：Sd =, 3UNI3 220 6.49二2472.94(MVA)全电流最大值：Ich=1.51| =1.51 6.49 =9.79(kA)d2点短路:11转移电抗：Xd2=Xd1(X1X) 0.0129 0.0245 (0.1740.109) =0.178922SS3500计算电抗：Xjs=Xd2=0.17896.262 3jSB100此时可将系统等

33、效为无限大系统，短路电流不衰减1 =5.589Xd20.1789S100lB2=5.589 =B=5.5891.403( kA)一 3UB2、3 1210.0643冲击电流：ish=2.55 I =2.55 1.403 = 3.578( kA)短路容量：SdT；3UNI”=$3 230 1.403 = 534.59(MVA)全电流最大值：Ich=1.511 =1.51 1.403 =2.12( kA)0.242d3点短路:转移电抗1 xd3=xd1-(X1Xj = 0.0129 0.1415 0.0245 =0.17892SS3500计算电抗：Xjs二 Xd3 =0.17896.262 3SB

34、100-0.01980.06430.2420.1389d32425此时可将系统等效为无限大系统，短路电流不衰减ID * =1*冷3=5.589 1.561 =8.72(kA)冲击电流：iSh=2.55 | =2.55 8.72 = 22.24(kA)短路容量：Sd= .3UNI “3 35 8.72 = 528.6(MVA)全电流最大值：Ich=1.511 =1.51 8.72 =13.17(kA)d4点短路:转移电抗：Xd4二 Xd2XL2=10.1789计算电抗：XjS= Xd4=10.1789 3500 - 356.26 3SB100,1I*=l2“ 二 I40.0982Xd410.17

35、8900=144.34( kA)-3UB2、3 0.4I=丨2=丨4二 I*IB3=0.0982 144.34 =14.19(kA)冲击电流：ish=2.55 I =2.55 14.19 = 36.18( kA)短路容量：Sd、3UNI = 3 0.4 14.19 =9.82(MVA)10.1789= 5.589100、 、 3 37=1.561( kA)此时可将系统等效为无限大系统，短路电流不衰减IB4二4：=1B3SB 3UB34d26全电流最大值：Ich=1.51| =1.51 14.19 =21.42( kA)27d5点短路:转移电抗：Xd5=Xd3XL3=0.1789 0.584 =

36、0.7629计算电抗:Xjs=Xd5-SS-0.76293500=26.7 3jSSB100此时可将系统等效为无限大系统，短路电流不衰减I 一12.1Xd510.7629= 1.31(kA)IB5二SB二10=1.56(kA)B3371：=2=丨4=1*lB3=1.31 1.56 =2.04(kA)冲击电流：ish=2.55 I =2.55 2.04 =5.2(kA)短路容量：=*31= $3 35 2.04 = 123.66(MVA)全电流最大值：Ich=1.51| =1.51 2.04 = 3.08(kA)d6点短路：转移电抗：Xd6=Xd3XT=0.3299SS3500计算电抗：XjS=

37、Xd6=0.329911.55 3jS d6SB100此时可将系统等效为无限大系统，短路电流不衰减” 1 1I*= 12 “= 143.031Xd60.3299I- II-rSB100-3.3011.52( kA)如 115II2I43UB4冲击电流：ish =2.55I= 2.55 1.52 =3.88(kA)短路容量：Sd= 3UNI3 110 1.52 = 289.59(MVA)28全电流最大值： 咕=1.511 =1.51 1.52 = 2.29(kA)三、短路电流热效应计算（采用辛卜生公式计算）：1、辛卜生公式短路电流带来的发热量：QK=QP QnP（kA2）QP：周期分量带来的发热

38、量（kA2）QnP非周期分量带来的发热量（kA2）QP二 101 紀I；）（KA2S）辛卜生公式 12-2QnP二 I2T（KA2S）tk短路校验时间tk二 tjtdtj继电保护动作时间td断路器全开断时间因为本设计为220kV通过变，所以取tk=4S,而规程规定tk1S时，可不计 QnP, 此时QK=QP，完全采用辛卜生公式进行计算。2、各短路电流发热量的计算：QK1=如（1 +10ltk十 1 訂=2X（6.492+10 汉 7.3012十 7.3452） =104.83（KA2S）12712从前面的计算中可看知d2、d, d4、d5、d6点的 Xjs都大于3, I 丨 l2=l4,，贝U

39、：QK二 I2tk29Qk2二12tLk= 3.94(kA2S)Qk3二12tLk2-152.08( kA S)Qk4= 12tLk=402.7(kA2S)Qk5= 12ttk=8.32(kA2S)Qk6 =12tLk2= 4.62( kA S)、制作短路计算结果表:f-r、短路点 计算值、d1d2d3d4d5d6UN220110350.435115Xd0.03740.1780.178910.1780.76290.3299Xjs1.3096.2626.262356.2626.70211.55I (kA)6.491.4038.7214.192.041.52I1(kA)7.3011.4038.72

40、14.192.041.5212(kA)7.3451.4038.7214.192.041.52ish(kA)6.5493.87822.2436.185.23.88Ich(kA)9.7992.1213.1721.423.082.29Sd(MVA)2472.949534.59528.69.83123.66289.592Qk(kA S)104.833.94152.08402.78.324.6230第三章电器设备及导体的选择3-1电器设备及导体选择的一般要求断路器最主要的作用是正常时用来接通或断开电路中的负荷电流，故障时用 来切断短路电流，起到控制和保护的作用。因此，断路器的开断能力是表明其性能的 基本

41、指标。断路器按其灭弧介质和灭弧方式，分为多油断路器、少油断路器、压缩空 气断路、SF6断路器、真空断路器等。SF6断路器虽然价格相对较高，但因其运行噪 音低、维护工作量小、不检修间隔期长，运行稳定、安全可靠，目前在电力系统被广 泛应用。3-2最大长期工作电流的计算为了能按正常工作情况选择电气设备，首先必须进行各选择点最大长期工作电流的计算。1、因为在主接线中220kV采用单母线分段，所以进线通过电流Imaxl按下公式计算，其中k=1.5,n为进线回路数2：R65+30=KC0 -1.585= 175.98(A)3 Unn、3 220 22、桥通过最大长期工作电流Imax2-283.43(A)3

42、、主变220kV侧通过最大长期工作电流Imax3Imax3- Imax2二283.43( A)4、主变110kV侧通过最大长期工作电流Imax45、主变35kV侧通过最大长期工作电流Imax5maxi= 566.87(A)(k =1.2)Imax21.2 900003 220Imax41.2 90000、3 11031Sn1.2 汉 90000,叽二，335 859(A)(k，2)6、110kV母线通过最大长期工作电流Imax61max6二1max4二 566.87( A)7、35kV母线通过最大长期工作电流Imax7I8 = lmax5=1781.59( A)& 110kV出线通过最大长期工

43、作电流Imax812、绘制最大长期工作电流分布图:max 7P|COS:3 Un2n65 0.85.3 110 4= 120.41(A)9、35kV出线通过最大长期工作电流Imax9max9P2cos、3 Un3n30 0.853 35 6= 116.44( A)10、35kV站用变引流线通过最大长期工作电流Imax10Sn站800皿五05)11、站用变400V出线通过最大长期工作电流Imax11max10= 1.058003 0.4-1212.47(A)323-3导体的选择与校验一、220kV导体的选择：1、因220kV采用的是单母线接线，均为非汇流母线，按经济电流密度选择:Imaxi= I

44、max2= Imax3 =248A：1000A米用软导体由发电厂电气部分P114图4-26查得，Tmax=6000h 时，LGJ LGJQ型钢芯铝绞线的经济电流密度J=0.92A/mm 下同)175.982S计算-Imax1/ J187.21(mm )0.94查电力工程电气设计手册上册P412附表8-4得导体型号LGJ-210/10的钢芯铝绞线,，+70C时，lal为577A。2、热稳定校验：33I2175 982工作温度 v -帀(屯-山)与1二25 (70 -25)1_于=20.11(C)Ial577软导体取集肤效应系数Ks=1由发电厂电气部分P115页表4-6查得，9 =20.110C时

45、，热稳定系数C=99Smi-.;ksQk11000/C *1 104.83 1000/99 =103.42(mm2)：二210(mm2)热稳定校验合格4、动稳定校验：软导体不进行动稳定校验所以220kV导体均选择为LGJ-210/10的钢芯铝绞线。二、主变35kV侧引流导体选择：1、导体选择：因是汇流母线，不按经济电流密度选择Imax5=1781.59 A 1000A选择硬铝矩形导体单条平放，由发电厂电气部分P114图4-26查得，Tmax=6000h 时，查电力工程电气设计手册上册P334表8-3,选择铝材矩形导体，参数如下:截面尺寸(mm双槽导 体截面(mm)集肤效 应系数导体载流量(A)

46、截面系数W0(cm?)惯性半 径ry0(cm)hb125810001.0819202、电晕校验：电压等级低于110kV,且硬导体截面远大于70mm可不进行电晕校验3、热稳定校验:34由发电厂电气部分P115页表4-6查得，9 =62。350C时，热稳定系数C=89max5al二25 (70 - 25)1781.5919202-62.35(0C)35Smin十氏Qk31000/C =1.08152.08 1000/89 =144.04（mm2）：业=1000mm2热稳定校验合格4、动稳定校验：自振频率：fm=112再;=11221.55 104=20.63(Hz)L180一为惯性半径L为导体支柱

47、绝缘子间的跨距,取1.8m；为材料系数,铝取 1.55 104fm不在3560 Hz的范围内,所选矩形导体振动系数B=1条间应力*16171482疋10 4.169!00.仆 58 心 07523.7= 6.83 105(Pa)单位长度上的电动力（下式中,a为导体的相间距离，取1m）相间应力ecc6总应力二max二ph=2.84 106.83 10 =9.67 10 (Pa) 1.8米动稳定校验也合格所以，所选导体合格。2. 35kV站用变的400V出线导体选择导体选择：因为非汇流母线，按经济电流密度选择Imax5=1212.47 A 1000A选择硬铝矩形导体单条平放，由发电厂电气部分P11

48、4图4-26查得，Tmax=6000h 时，查电力工程电气设计手册上册P334表8-3,选择铝材矩形导体，参数如下:截面尺寸(mm矩形导 体截面(mm)集肤效 应系数KS导体载流量(A)截面系数W0(cmi)惯性半 径ry0(cm)hb8086401.0412492、电晕校验：电压等级低于110kV,且硬导体截面远大于70口市可不进行电晕校验3、热稳定校验:由发电厂电气部分P115页表4-6查得，9=62。350C时，热稳定系数C=87Smin二、ksQk31000/C二1.04 402.7 1000/87二235.2(mm2)：S选=640mm2max52ai=15 (70-15)1212.

49、4721249= 66.7(0C)38热稳定校验合格4、动稳定校验:39自振频率:r8仏仁=112爲；=11221.55 10=6.77(Hz)L21202一为惯性半径L为导体支柱绝缘子间的跨距,取1.2m；为材料系数,铝取 1.55 104fm不在3560 Hz的范围内,所选矩形导体振动系数B=1条间应力总应力二max =；ph=2.841056.83105=9.67105(Pa)：70106Pa（硬铝的最大允许应力为 70 106Pa）动稳定校验合格再用求最大跨距法校验：相间允许应力：；匚厂6一6珂700-6.83） 106.93 107（匕）矩形导体截面系数W=2W绝缘子间最大跨距：6

50、=4.16ich2L2hWy10= 4.162 2361801.20.1 58 10610 亠= 4.1689.53 101075 23.7-6.83 105(Pa)单位长度上的电动力（下式中,a为导体的相间距离，取1m）2_7ichfPh=1.73 10 匹a= 1.73 1017.1482106x-1=50.09( N/m)相间应力PhfPhL210WY50.9 1.8210 58 10“= 2.84 105(Pa)40Lmax fl 10=phaiW/ fph=：10 6.93 1 072 58 1 0“/50.9 =39.7( m) 1.2米动稳定校验也合格所以，所选导体合格。3-4电

51、器设备的选择与校验一、断路器的选择：断断路器的选择必须满足以下五个条件：（1）、额定电压：UNUNS；（2）、额定电流：INZlmax；（3）、额定开断电流：iNbdl；（4）、热稳定校验：l；tAQk；（5）、通过电流极值：les兰 ich。按以上五个条件，采用表格直接进行各断路器的选择和校验：1、220kV侧高压进线、分段和出线断路器的选择：查常用高低压电器手册P524页得SW6220/1200型断路器的相关参数:计算值设备参数UNs(kV)220UN(kV)220kV1max1( A)175. 98IN(A)1200Al(kA)6.491Nbr(kA)21kAQk1(kA2S)104.8

52、32 2itt(kA S)12002X2(KA2S)ich(kA)16.54les(kA)55(kA)2、110kV母联和主变压器断路器选择：查电力工程电器设备手册P673页41得.SW4110/1000断路器的相关参数:42计算值设备参数UNs(kV)110UN(kV)110kV1max 4( A)566.87IN(A)1000(A)l(kA)1.403INbr(kA)18.42Qk2(kA S)534.592 2Itt(kA S)18.42X3=2976.75(KA2S)ich(kA)3.578Ies(kA)55(kA)3、110kV出线断路器的选择：查电力工程电器设备手册P673页得SW

53、4110/1000断路器的相关参数:计算值设备参数UNs(kV)110UN(kV)110kVImax8( A)69IN(A)1600(A)I(kA)3.288INbr( kA)80Qk4(kA2S)43.24It2t (kA2S)31.5x3=2976.75(KA2S)ich(kA)8.38Ies(kA)80(kA)4、主变35kV侧及母联断路器的选择：查常用高低压电器手册P509页得LW663型断路器的相关参数计算值设备参数UNs(kV)35UN(kV)63kVImax5( A)1781.59IN(A)2500(A)43l(kA)8.721Nbr( kA)31.5Qk3(kA2S)152.0

54、8It2t(kA2S)25002X4(KA?S)ich(kA)22.24les(kA)80(kA)5、35kV出线断路器的选择查电力工程电器设备手册得SW35/600的相关参数：计算值设备参数UNs(kV)35UN(kV)35kVImax9( A)116.44IN(A)600(A)I(kA)2.04INbr(kA)6.6Qk5(kA2S)8.32It2t(kA2S)6002X2(KA2S)ich(kA)5.2Ies(kA)17(kA)6、35kV站用变高压侧断路器的选择，查电力工程电器设备手册得SW235/1000的相关参数：计算值设备参数UNs(kV)35UN(kV)35kVImax10(

55、A)13.85IN(A)1000(A)I(kA)14.19INbr( kA)24.82Qk3(kA S)402.72 2Itt(kA S)10002X2(KA2S)ich(kA)36.18Ies(kA)63.4(kA)447、站变低压侧断路器的选择,查供电实用手册选用DW91(AH系列框架式自动空气开关DW91牛4000(AH-40。，主要参数:计算值设备参数UNs(kV)0.4UN(kV)0.661max11( A)1212.47IN(A)4000I(kA)14.191Nbr( kA)50Qk6(kA2S)9.83It2t(kA2S)10000ich(kA)21.42Ies(kA)100、隔

56、离开关的选择隔离开关的选择基本上同断路器，见参数表项目参数技术条件正常工作条件电压、电流、频率、机械荷载短路稳定性动、热稳定电流和持续时间承受过电压的能力对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距操作性能分合小电流、旁路电流和母线环流、单柱式隔离开关的接触区、接地刀、操作机构环境条件环境环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、污秽、海拔高度、地震烈度环保电磁干扰本设计在选择隔离开关时仍延用相应断路器的计算数据，并按以下四个必须条件进行选择和校验:45(1)、额定电压：UN-UNS；(2)、额定电流：I|N max ?(3)、热稳定校验:i：tQk；(4)、极限电流：Ies ich。1、220kV隔离开关的

57、选择：查常用高低压电器手册P569页选择双接地GW4220D/1000-80隔离开关相关参数：计算值GW4220D2UNs(kV)220UN(kV)220kVImax1( A)175.98IN(A)1000A2Qk1(kA S)104.832 2Itt(kA S)10002X2(KA2S)ich(kA)16.5Ies(kA)80(kA)2、110kV母联和主变压器断路器两侧隔离开关选择： 查常用高低压电器手册P569页选择双接地GW4110D隔离开关相关参数:计算值GW4110D2UNS(kV)110UN(kV)110kVImax 4( A)429.8IN(A)1250(A)Qk2(kA2S)

58、43.24It2t(kA2S)212X5=2205(KA2S)ich(kA)8.38Ies(kA)55(kA)463. 110kV出线断路器两侧隔离开关的选择：查常用高低压电器手册P569页选择双接地GW4-110D隔离开关（相关参数：计算值GW4-110DUNs(kV)110UN(kV)110kV1max8( A)566.87IN(A)1000(A)2Qk4(kA S)534.592 2Itt(kA S)ich(kA)3.578Ies(kA)80(kA)3、主变35kV侧及母联断路器两侧隔离开关的选择： 查常用高低压电器手册P566页选择双接地GW12-35隔离开关相关参数：计算值设备参数U

59、Ns(kV)35UN(kV)35kVImax5( A)1781.59IN(A)4000(A)Qk3(kA2S)152.08It2t(kA2S)ich(kA)22.24Ies(kA)125(kA)4、35kV出线断路器两侧隔离开关的选择：查常用高低压电器手册P566页选择双接地SW2-35/600隔离开关相关参数:计算值设备参数UNs(kV)35UN(kV)35kV471max9( A)116.44IN(A)600(A)Qk5(kA2S)8.32It2t(kA2S)ich(kA)5.2 (kA)72(kA)5、35kV站用变高压侧断路器两侧隔离开关的选择，查常用高低压电器手册P566页选择双接地

60、SW235/1000隔离开关相关参数：计算值设备参数UNs(kV)35UN(kV)35kV1max10( A)13.8IN(A)600(A)2Qk3(kA S)402.72 2Itt(kA S)ich(kA)14.19les(kA)72kA)三、互感器的选择：（一）、电流互感器的选择电流互感器配置的一般原则：为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变 压器、出线、母线分段及母联断路器中、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对 于中性点直接接地的系统，一般按三相配置，对于中性点非直接接地的系统依具体情 况按两相或三相配置。对于保护用电流互感器的装设地点应尽量能消除保护装置的死 区来设置。为了防止