10kv中心变电所设计(共74页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘摘 要要变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这次设计以 10KV 降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计。关键词: : 变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-

2、专注-专业目 录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 2 2 章章 电气主接线设计电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.12.1 主接线接线方式主接线接线方式2.1.12.1.1 单母线接线单母线接线 优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装

3、置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：6-10KV 配电装置的出线回路数不超过 5 回；35-63KV 配电装置出线回路数不超过 3 回；110-220KV 配电装置的出线回路数不超过 2 回。2.1.22.1.2 单母线分段接线单母线分段接线优点：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。缺点：当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。

4、当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6-10KV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时；35KV 配电装置出线回路数为 4-8 回时；110-220KV 配电装置出线回路数为 3-4 回时。2.2.32.2.3 单母分段带旁路母线单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为 35-110KV 的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.2.42.2.4 桥型接线桥型接线1、内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的精选优质文档-倾情为你奉上专

5、心-专注-专业暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.2.2.52.5 双母线接线双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路

6、的母线隔离开关，只停该回路。2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：6-10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV 配电

7、装置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV 配电装置，出线回路数为 5 回及以上时，或 110-220KV 配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为 4 回及以上时。2.2.62.2.6 双母线分段接线双母线分段接线双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不同的母线上，对大容量且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优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在 11精选

8、优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业回及以下时，母线不分段。2.32.3 电气主接线的选择电气主接线的选择2.3.12.3.1 10kV10kV 电气主接线电气主接线 根据资料显示,由于 10KV 的出线为 9 回，其中所用电 2 回，且有一类负荷，可以初步选择以下两种方案：1)单母分段带旁母且分段断路器兼作旁路断路器, 610kV 配电装置出线回路数目为 6 回及以上时，如果有一类负荷可采用单母线分段带旁路接线, 如图2.1。图图 2.12.1 单母线分段带旁母接线单母线分段带旁母接线2)双母接线，一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合,如图 2.2。图

9、图 2.22.2 双母线接线双母线接线精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 2.12.1 10KV10KV 主接线方案比较主接线方案比较 方案 项目 方案 单母分段带旁母方案 双母接线技术 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，可以用利用旁路不会造成停电 扩建时需向两个方向均衡扩建供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少设备少可选择用分段断路器兼作旁路断路器设备多、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比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。在根据此变电站的用途,所以选用方案。2.3.22.3.2 35kV35kV 电气主接线电

10、气主接线根据资料显示,由于 35KV 的出线为 4 回，一类负荷较多，可以初步选择以下两种方案：1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，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。 图图 2.32.3 单母线分段带旁母接线单母线分段带旁母接线精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2）双母接线接线 图图 2.42.4 双母线接线双母线接线表表 2.22.2 35KV35KV 主接线方案比较主接线方案比较 方案项目 方案单母分段带旁母方案双母接线技术简单清晰、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

11、出线断路器，保证重要用户供电 扩建时需向两个方向均衡扩建 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设备多、配电装置复杂投资和占地面大虽然方案可靠性、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。2.3.32.3.3 110kV110kV 电气主接线电气主接线根据资料显示，由于 110KV 没有出线只有 2 回进线，可以初步选择以下两种方案： 1）桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业上述两种方案如图 2.5 及图 2.6 所示。 图图 2.52.5 内

12、桥接线内桥接线2）单母接线。图图 2.62.6 单母线分段接线单母线分段接线表表 2.32.3 110KV110KV 主接线方案比较主接线方案比较经比较两种方案都具有接线简单这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。可选用投资小的方案。方案内桥接线方案单母分段技术接线清晰简单调度灵活，可靠性不高 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济占地少使用的断路器少设备少、投资小精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 3 3 章章 主变压器的选择主变压器的选择变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减

13、少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。3.13.1 负荷计算负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷 10kV 负荷、35kV 负荷。由公式 1 （3.1）C1S(1%)cosntipK式中 某电压等级的计算负荷CS同时系数（35kV 取 0.9，10kV 取 0.9，35kV 各负荷与 10kV 各负荷之tK间取 0.9，站用负荷取 0.9） 。该电压等级电网的线损率，一般取 5%。%P、 各用户的负荷和功率因数。cos1、10k

14、V 负荷计算 =0.9(1+1.5+0.5+0.3+1.2+0.4+0.8)/0.85(1+5%)+0.0610KVP =6.337MVA+0.06MVA=6.397 MVA2、35kV 负荷计算 =0.9(3.5+4.3+1.8+7)/0.85(1+5%)35KVP=18.455MVA=+=6.337+18.455+0.06=24.842MVAP总10KVP35KVPP站3、考虑变电所未来 510 年的远期负荷(5 5%)(5 5%)24.842 2.718431.898NSSeMVA总精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.23.2 主变压器型式的选择主变压器型式的选择3.2.13.

15、2.1 主变台数的选择主变台数的选择由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个位于城镇边的 110KV 降压变电所，主要是接受 110KV 和 35KV 的功率，通过主变向 35KV 和 10KV 线路输送，是一个一般的地区变电站。由于出线中有多回类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。故可选择两台主变压器。3.2.23.2.2 主变压器容量的选择主变压器容量的选择根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主

16、变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的 6070%。=31.898MVA 由于上NS述条件所限制。所以，两台主变压器应各自承担 15.949MVA。当一台停运时，另一台则承担 70%为 22.328MVA。故选两台 25MVA 的主变压器就可满足负荷需求。3.2.33.2.3 主变相数的选择主变相数的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，特别是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸不超

17、过遂洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力，当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的变电所均应选用三相变压器。本次设计的变电站是一个 110KV 变电站，位于市郊，交通便利，不受运输条件限制，故可选择三相变压器3.2.43.2.4 绕组数的选择绕组数的选择在具有三种电压等级的变电站中，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，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比相对应的两台双绕组变压器的都较少。本次所设计的变电所具有三种电等级

18、，中、低压侧负荷容量均为主变压器容量的 15%以上，考虑到运行维护和操作的工作量，及占地面积等因素，因此选择三绕组变压器。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业普通三绕组变压器价格在自耦变压器和分裂变压器之间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的要求，又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动，它的供电可靠性也高。综上分析，本次设计的变电所选择普通三绕组变压器。3.2.53.2.5 主变调压方式的选择主变调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换称为无激磁调压，调整范围通

19、常在5%以内。另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达 30%。对于110KV 的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式，所以本次设计的变电站选择有载调压方式。3.2.63.2.6 连接组别的选择连接组别的选择变压器绕组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。我国 110KV 及以上电压，变压器绕组都采用 YO连接，35KV 亦采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV 以下电压，变压器绕组都采用连接。全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，且零序阻抗较大，对限制单相短路电流有利，同时也便于接入消弧线圈，但是由

20、于全星形变压器三次谐波无通路，因此将引起正弦波电压的畸变，并对通讯设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度有影响,采用接线可以消除三次谐波的影响。本次设计的变电所的三个电压等级分别为 110KV、35KV 和 10KV，所以选用主变的接线组别为 YN,yn0,d11接线方式。3.2.73.2.7 容量比以及冷却方式的选择容量比以及冷却方式的选择根据原始资料计算可知，35KV 和 10KV 侧负荷容量都比较大，所以容量比选择为 100/100/100。主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却,小容量变压器一般采用自然风冷却,大容量变压

21、器一般采用强迫油循环风冷却。在水源充足，为了压缩占地面积的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式的。强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸，其缺点是这样的冷却方式要有一套水冷却系统和有关附件，冷却精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业器的密封性能要求高，维护工作量大。本次设计的变电所位于郊区，对占地要求不是十分严格，所以应采用强迫油循环风冷却方式。综上所述，故选择主变型号为 SFSZ725000/110 变压器，其参数如表 3.1表表 3.13.1 110KV110KV 表压器参数表压器参数电压组合及分接范围损耗 KW阻抗电压空载负载空载电流连接组型号高压中

22、压低压高中高低中低SFSZ7-25000/11011081.25%38522.5%1051110.517-186.542.314814YN，yn0,d11精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 4 4 章章 所用电的设计所用电的设计变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决因建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电所安全，经济的运行。4.14.1 所用电接线一般原则所用电接线一般原则1)满足正常运行时的安全,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求。2)

23、尽量缩小所用电系统的故障影响范围,并尽量避免引起全所停电事故。3)充分考虑变电所正常,事故,检修,起动等运行下的供电要求,切换操作简便。4.24.2 所用变容量型式的确定所用变容量型式的确定站用变压器的容量应满足经常的负荷需要，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台所变压器停运时，其另一台变压器容量就能保证全部负荷的 6070%。由于=60KVA 且由于上述条件所限制。所以，两台所变压器应各自承担S站30KVA。当一台停运时，另一台则承担 70%为 42KVA。故选两台 50KVA 的主变压器就可满足负荷需求。考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式

24、变压器。表表 4.14.1 S9-50/10S9-50/10 变压器参数表变压器参数表电压组合型号高压高压分接范围低压连接组标号空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压S9-50/10105%10;6.3;60.4Y,yn00.170.872.844.34.3 所用电接线方式确定所用电接线方式确定所用电的接线方式，在主接线设计中，选用为单母分段接线选两台所用变压器互为备用，每台变压器容量及型号相同，并且分别接在不同的母线上,如图4.1。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1T2TQFDKV10V220/380QFD图图 4.14.1 站用主接线站用主接线4.44.4 备用电源自动投入装置备用电源

25、自动投入装置4.4.14.4.1 备用电源自动投入装置作用备用电源自动投入装置作用备用电源自动投入装置目标：为消除或减少损失，保证用户不间断供电。 BZT 定义：当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动的将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置简称备自投或 BZT 装置。4.4.24.4.2 适用情况以及优点适用情况以及优点1）发电厂的厂用电和变电所的所用电。2）有双电源供电的变电所和配电所，其中一个电源经常断开作为备用。3）降压变电所内装有备用变压器和互为备用的母线段。4）生产过程中某些重要的备用机组采用 BZT 的优点：提高供电的可靠性节省建设投资，简

26、化继电保护装置，限制短路电流，提高母线残压。4.4.34.4.3 BZTBZT 的工作过程及要求的工作过程及要求22BZT 装置应满足的基本要求：1）工作母线突然失压，BZT 装置应能动作。2）工作电源先切，备用电源后投。3）判断工作电源断路器切实断开，工作母线无电压才允许备用电源合闸。4）BZT 装置只动作一次，动作是应发出信号。5）BZT 装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业6）备用电源无压时 BZT 装置不应动作。7）正常停电时备用装置不启动。8）备用电源或备用设备投入故障时应使其保护加速动作。BZT 装置应由低电压启动部分和自动重合闸部

27、分组成，低电压启动部分是监视工作母线失压和备用电源是否正常；自动重合闸部分在工作电源的断路器断开后，经过一定延时间将备用电源的断路器自动投入。变电所 BZT 装置设计如图 4.2图图 4.24.2 变电所变电所 BZTBZT 装置设计装置设计变电所 BZT 装置工作过程：1）110KV 侧 BZT：当某一条 110KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切断工作电源，非故障侧母线与桥型母线上 BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非故障侧。2）35KV 侧 BZT: 当某一条 35KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切断工作电源， BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非故障侧。3）10KV

28、侧、所用电 BZT：当某一条 10KV 母线或所用电母线故障导致母线失压，故障侧断路器断开，BZT 动作，母联断路器合闸，将故障侧负荷切换到非故障侧。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 5 5 章章 短路电流计算短路电流计算在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。5.15.1 短路计算的目的短路计算的目的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

29、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。3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。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。5.25.2 短路计算过程短路计算过程5.2.15.2.1 110KV110KV 短路电流计算短路电流计算1）根据资料,110KV 火电厂的阻抗可归算为以下图图 5.15.1 110KV110KV 火电厂接线图火电厂接线图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图 5.25.2 110KV110KV 火电厂阻抗图火电厂阻抗图在短路计算的基本假设前提

30、下，选取=100MVA，UB=BSAVU=0.135=0.432123=XXX*BdNSXS100250.8各绕组等值电抗取 17，取 6，取 10.5S(1-2)U%S(2-3)U%S(3-1)U%S1S(1-2)S(3-1)S(2-3)1U % =U% + U%U%211710.56)10.752（） = （S2S(1-2)S(2-3)S(3-1)1U% =U% + U%U%21176 10.5)6.252（） = （S3S(2-3)S(3-1)S(1-2)1U % =U% + U%U%21(610.5 17)0.252 （） =0.179B45NUs1%S 100SXX10.75100=

31、 10060精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业S1B67NU %S0.25100 = 0.004100S10060XX 图图 5.35.3 110KV110KV 火电阻抗最简图火电阻抗最简图8123=/=0.144XXXX94657=(+)/(+)=0.0875XXXXX=10X98+=0.232XX即火电厂的阻抗为 0.232。2)又根据资料所得,可将变电所视为无限大电源所以取 1E *110BSIS”变110*6506.5100BSIS”变110*10.1546.5EXI变”同理:因 35KU 变电所的短路容量为 250MVA所以 35*2502.5100BSIKAS”变35*10

32、.42.5EXI变”火电厂到待设计的变电所距离 12KM，阻抗为每千米 0.4 欧精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业22100X= 12 0.40.032115BlSXU110KV 变电所到到待设计的变电所距离 9KM，阻抗为每千米 0.4 欧222100X= = 9 0.40.027 115BBllSSXXUU35KV 变电所到到待设计的变电所距离 7.5KM，阻抗为每千米 0.4 欧X= 221007.5 0.40.21937BlSXU待设计变电所中各绕组等值电抗 S1S(1-2)S(3-1)S(2-3)1U % =U% + U%U%216.5 1710.5)6.52（） = （S

33、2S(1-2)S(2-3)S(3-1)1U% =U% + U%U%216.5 10.5 17)02（） = （S3S(2-3)S(3-1)S(1-2)1U % =U% + U%U%21(10.5 176.5)10.52（） =B1NUs1%S 100STX10.5100= 0.52510020B2NUs2%S0100 = 0100S10020TXB3NUs3%S6.5100 = 0.325100S10020TX 该变电所的两台型号规格一样所以另一个变压器的阻抗和相同。T1T2T3XXX，根据主接线图可简化为以下图型精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图 5.45.4 主接线阻抗简化图

34、主接线阻抗简化图当 K1 点发生短路时将图四可转化为以下图行 图图 5.55.5 K1K1 点短路阻抗图点短路阻抗图13130.232+0.032=0.264XXX14240.154+0.027=0.181XXX 1556/0.263XXX1678/0.163XXX17910/0XXX181112=0.219+0.4=0.619XXX又因为 E1 是有限大电源(将 0.263 改为 0.264)精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业所以 2530.80.2640.248100jsX查短路电流周期分量运算曲线取 T=0S ,可得4.3241*I22*1415.5250.181EIX33*15

35、171811.1340.26300.619EIXXX=(4.324+5.525+1.134) =5.514KA1*2*3*()fBIIIII1003 115冲击系数取 1.85.5141.8=14.034KA22imfimIIk=(4.324+5.525+1.134) 100=1098.3MV.A1*2*3*()BSIIIS5.2.25.2.2 35KV35KV 侧短路计算侧短路计算根据图四进行变换Y 图图 5.65.6 星三角形转化图星三角形转化图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图 5.75.7 K2K2 点短路阻抗图点短路阻抗图1315131414151914XXXXXXXX=

36、0.9100.264 0.2630.264 0.1810.181 0.2630.18113151314141520130.264 0.2630.264 0.1810.181 0.263=0.6250.264XXXXXXXX 13151314141521150.264 0.2630.264 0.1810.181 0.263 =0.6270.263XXXXXXXX0.9100.9375=0.8532530.80.910100jsX查计算曲线取 T 为 0S ,可得1.2251*I 22*2011.60.625EIX33*1811.6160.619EIX =(1.225+1.6+1.616) =6.

37、930KA1*2*3*()fBIIIII1003 115精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业6.931.8=17.638KA22imfimIIk=(1.225+1.6+1.616) 100=444.1MV.A1*2*3*()BSIIIS5.2.35.2.3 10KV10KV 侧短路计算侧短路计算当 K3 点发生短路，将图 5.6 进行星网变换 图图 5.85.8 K3K3 点短路阻抗图点短路阻抗图211816192016181111()XXXXXXX =1.04511110.619 0.163()0.910.6250.1630.619 221916192016181111 ()1111

38、0.91 0.163() =1.5500.910.6250.1630.619XXXXXXX 232016192016181111()1111 0.625 0.163()=1.0650.910.6250.1630.619XXXXXXX2530.81.5501.55 0.93751.453100jsX查计算曲线可得:0.711*I22*2110.9571.045EIX精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业33*2310.9391.065EIX=2.606=14.330KA1*2*3*()fBIIIII1003 10.514.3301.8=36.473KA22imfimIIk=100=260.6

39、MVA1*2*3*()fBIIIII1*2*3*()BSIIIS2.606表表 5.15.1 短路计算结果短路计算结果参数短路点基准电压Uav(KV)短路电流有名值Id(KA)短路电流冲击值 ich(KA)短路容量Sd(MVA)d11155.51414.0341098.3d2376.93017.638444.1d310.514.33036.473260.6 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 6 6 章章 设备选择设备选择导体和设备的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠

40、的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。6.16.1 选择设备的一般原则选择设备的一般原则和基本要求和基本要求331、基本要求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的型号一致；6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。2、按正常工作条件选择导体和电气设备1）电压：所选电器和电缆允许最高工作电压不得低于回路所接电网的最高运行NU电压即 (6.1)NSUNSUNU一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电

41、压在 220KV 及以下时为，而实际电网运行的一般不超过 1.1。1.15NUNSUNU2）电流导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度 Q 0下，导体和电器的长期允许电流应不小于该回路的最大持续工作电流。eImaxgI即 (6.2)maxgIeI由于变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的 = maxgI1.05 （为电器额定电流） 。eIeI (6.3)max1.053NgNSIU3）按当地环境条件校核精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业当周围环境温度 Q 和导体额定环境温度 Q 0不等时，其长期允许电流 I 可按下式修正 (6.4)0alalealII导体或电气设备

42、长期发热允许温度al我国目前生产的电气设备的额定环境温度=40，裸导体的额定环境温0度为+25。3、按短路情况校验设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验算热稳定。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回路，可不验算动、热稳定动稳定.1）热稳定校验式为 (6.5)2tKI tQ上式中：短路电流的热效应（KA2S）kQt 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S）tIt设备允许通过的热稳定电流时间（s）2）动稳定校验式为 或 (6.6)esshiiesshII上式中: ,短路冲击电流幅值及其有

43、效值esiesI ,-厂家给出的动稳定电流的幅值和有效值shishI6.26.2 高压断路器的选择高压断路器的选择高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。6.2.16.2.1 断路器选择的具体技术条件断路器选择的具体技术条件111）电压选择同式(6.1)2）电流选择同式(6.2)由于高压开断器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，及取最大持续工作电流。maxgI精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3)开断电流选择高压断路器的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期NbrI分量即 (6.7)PtIP

44、tNbrII当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算可用进行选择，NbrINbrII为短路电流值。I4)短路关合电流的选择为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流不NclI应小于短路电流最大冲击电流值shi即 (6.8)NclIshi5)热稳定校验式同(6.5)6)动稳定校验式同(6.6)6.2.26.2.2 断路器选择断路器选择及校验及校验1、110KV 进线侧断路器选择1）额定电压选择： =110 NUN SUNUKV2）额定电流选择： maxegII考虑到电源进线发生故障，所以相应回路的 gmaxe=2II即： =0.262KAmaxgI2 253 1103）按开断电

45、流选择：5.514 KA 即5.514KANbrIINbrI4）按短路关合电流选择：14.034KA 即14.034KANclshiiNcli根据以上数据可以初步选择 LW11110 型 SF6 断路器其参数如表 6.1 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 6.16.1 110KV110KV 断路器参数表断路器参数表热稳定电流(kA)型号额定电压Ue(kV)最高工作电压额定电流Ie(A)额定开断电流 (kA)动稳定电流峰值(kA)额定短路关合电流(kA)4s固有分闸时间(ms)全开断时间(ms)LW11110110KV126160030.5808031.50.040.075）校验热

46、稳定，取后备保护为 1.5S,全开断时间 0.07s=1.5+0.07=1.57Skprbr = + ttt2tKI tQ=36.229 KASKQ222/2( 10)12kkktttIII=31.53=2976.75 KAS2tI t即满足要求2tKI tQ6）校验动稳定： esshii=80kA14.034KA 满足要求esi故选择户外 LW11110 型 SF6 断路器能满足要求，由上述计可列出下表： 表表 6.26.2 110KV110KV 断路器计算结果表断路器计算结果表LW11110 型 设备项目产品数据计算数据NUN SU110KV110KVmaxegII1600A262Aess

47、hii80KA14.034KANbrII30.5KA5.545KANclshii80KA14.034KA精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2tKI tQ2976.75 KAS36.229 KAS2、35KV 断路器选择1）额定电压选择： =35NUN SUNUKV2）额定电流选择： maxegII即： =0.433KAmaxgI1.05 253353）按开断电流选择：6.930KA 即6.930KANbrIINbrI4）按短路关合电流选择：17.638KA 即17.638KA 根据以NclshiiNcli上数据可以初步选择 LW835 型 SF6 断路器其参数如表 6.3表表 6.36

48、.3 35KV35KV 断路器参数表断路器参数表热稳定电流(kA)型号额定电压Ue(kV)最高工作电压额定电流Ie(A)额定开断电流(kA)动稳定电流峰值(kA)额定短路关合电流(kA)4s固有分闸时间(ms)全开断时间(ms)LW83535KV40.51600256363250.040.065）校验热稳定: ，取后备保护为 1.5S,全开断时间为 0.06s2tKI tQ=1.5+0.06=1.56Skprbr = + ttt=73.697 KAS =254=2500KASKQ 222/2( 10)12kkktttIII2tI t即 满足要求。2tKI tQ6）检验动稳定： esshii=1

49、7.638KA63KA 满足要求。esi由以上计算表明选择户外 LW835 型断路器能满足要求，列出下表：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 6.46.4 35KV35KV 断路器计算结果表断路器计算结果表LW835 型 设备项目产品数据计算数据NUN SU35KV35KVgmaxeII1600A433Aesshii63KA17.638KANbrII30.5KA6.930KA Nclshii63KA17.638KA2tKI tQ2500KAS73.697KAS3、10KV 断路器选择1）额定电压选择：NUN SU NU=10KV 2）额定电流选择：gmaxeII 即：max1.05

50、 251 5163 10gIKA.3）按开断电流选择：NbrII14.330KA 即NbrI14.330KA4）按短路关合电流选择：Nclshii36.473KA 即Ncli36.473KA 根据以上数据可以初步选择 ZN-10/1600-31.5 型真空断路器其参数如表 6.5表表 6.56.5 10KV10KV 断路器参数表断路器参数表热稳定电流(kA)型号额定电压Ue(kV)最高工作电压额定电流Ie(A)额定开断电流Iekd(kA)动稳定电流峰值(kA)额定短路关合电流(kA)2s固有分闸时间(ms)合闸时间(ms)ZN-10/1600-31.510KV11.5160031.580803

51、1.50.050.15）校验热稳定: ，取后备保护为 1.5S,固有分闸时间为 0.05s,取灭2tKI tQ弧时间为 0.04S = 1.5+0.09=1.59S kprbr = + ttt精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业=356.058KASKQ222/2( 10)12kkktttIII=31.52=1984.5KAS2tI t即 满足要求2tKI tQ6）校验动稳定： esshii=36.473KA0.9UUU3、按二次回路电压选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求，电压互感器二次侧额定电压可按下表选择,如表 6.20表表 6.206.20 电压互感器

52、型号选择表电压互感器型号选择表接 线 型 式电网电压（KV）型 式二次绕组电压（V）接成开口三角形辅助绕组电压 IV一台 PT 不完全接线方式3-35单相式100无此绕组110J-500J单相式100/31003-60单相式100/3100/3Yo/ Yo/ Yo3-15三相五柱式100100/3（相）4、电压互感器及型式的选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在635KV 屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110220KV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。220KV 及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。5、按容量的选

53、择互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级） ，Se2应不小于互感器的二次负荷 S2，即：Se2S2 (6.14)S2= (6.15)(po)2 + (Qo)2Po、Qo仪表的有功功率和无功功率6.5.26.5.2 电压互感器选择电压互感器选择1、110KV 侧电压互感器精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 6.216.21 110KV110KV 电压互感器参数表电压互感器参数表额定电压（V）二次绕组额定输出（VA）电 容 量型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5 级1 级高压电容中压电容载 波耦 合电 容YDR-110/3100/3100150VA300VA12.550102、3

54、5KV 侧电压互感器表表 6.226.22 35KV35KV 电压互感器参数表电压互感器参数表额定电压（V）二次绕组额定输出（VA）最大容 量型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.2 级JDX-3535000/3100/3100/3100VA2000MVA3、 10KV 侧电压互感器表表 6.236.23 10KV10KV 电压互感器参数表电压互感器参数表额定电压(v)型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组最大容量JDJ-1010000/3100/3640MVA6.66.6 各级电压母线的选择各级电压母线的选择6.6.16.6.1 裸导体选择的具体技术条件裸导体选择的具体技术条件1）型式：载流导体一般

55、采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难时，以及对铝有较严重的腐蚀场所，可选用铜质材料的硬导体。回路正常工作电流在 40008000A 时，一般选用槽型导体。110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导线。2）按长期发热允许电流选择导线截面 S (6.16)maxalIK I精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业式中：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alI许载流量；温度修正系数；K为导体在回路的长期持续工作电流maxI3）电晕电压效验电晕放电引起电能损耗和无线电子干扰，对于 110KV 及以上的各种规格导体

56、，应按晴天不出现电晕的条件效验，使导体的临界电晕电压大于最高工作电压。 (6.17)crmaxUU式中，为临界电晕线电压有效值。crU4）热稳定校验：裸导体热稳定校验公式为：（mm） (6.18)minKfQ KSSC式中： 根据热稳定决定的导体最小允许载截面（mm）minS 热稳定系数C 短路电流的热效应（KA2S） （KA）KQ 集肤效应系数fK6.6.26.6.2 母线的选择计算母线的选择计算1、110KV 侧母线的选择1）按最大负荷持续工作电流选择： =0.262KAmaxgI2 253 110按以上计算选择和设计任务要求可选择 LHBGJ-150 型钢芯铝绞线，最高允许温度为 70，

57、长期允许载流量为 310A，基准环境温度为+25，外径为 d=17mm ，其中钢芯外径 6.6mm。,考虑到环境温度的修正系数：070340.8947025yKy =3100.894=277.14AIgmax25CKIao精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2）热稳定校验 =36.229KAS222/2( 10)12kkkttKtIIIQ运行时导体最高温度：=34+(70-34)(262/310) =59.760max200()()gyyII2查表得 C =91 =1 满足短路时发热的最小导体截面fK=66.2minKfQ KSSC2mm上式中：小于所选导体截面 ,由以上数据表明，选择

58、LHBGJ-150 型min S钢芯铝绞线能满足要求2、35kv 母线选择1）按最大负荷持续工作电流选择：=0.433KA maxgI1.05 25335按以上计算选择和设计任务要求可选择 LHBGJQ-300 型钢芯铝合金绞线，最高允许温度为 70，长期允许载流量为 486A，基准环境温度为+25，外径为 d=25.3mm ，其中钢芯外径 10mm。070340.8947025yKy =4860.894 =434.484A Igmax25CKIao满足长期负荷发热的要求。2)热稳定校验： =73.697KAS222/2( 10)12kkkttKtIIIQ运行时导体最高温度：=34+(70-3

59、4)(433/486) = 62.55=63max200()()gyyII2查表得 C=90 =1 满足短路时发热的最小导体截面fK精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业=95.4 Igmax满足长期负荷发热的要求。2）热稳定校验：=356.058 KAS222/2( 10)12kkkttKtIIIQ运行时导体最高温度： =34+(70-34)(1516/1920)max200()()gyyII2 = 62.465=63查表得 C =90 Kf=1.08 满足短路时发热的最小导体截面=217.8861000minKfQ KSSC2mm小于所选导体截面能满足要求。3)动稳定校验相间距 a=0

60、.25m冲击电流 ies=36.473KA 单位长度上的相间电动力:7211.73 10()xshfiNa N/M 7211.73 10364731920.5540.25 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业按弯矩 N/M22920.554 1.2132.561010 xf LM22350.008 0.125()2.08 1066bhWm55132.5663.73 102.08 10phMPAW对于硬铝,满足要求670 10phalpa满足动稳定要求的绝缘子最大允许跨矩 max10alphWLf 6510 70 102.08 103.98920.554m而 L=1.2m3.98m 满足求