110kV降压变电站及其配电系统的设计

1、郑州电力职业技术学院毕业生论文题目：110kV变电所及低压配电系统设计系 别专 业班 级!学 号姓 名论文成绩指导教师答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任目录第一章 电力系统及变电所总体分析错误！未定义书签。第二章变电站电气主接线设计及主变压器的选择错误!未定义书签。（一）主接线的设计原则和要求错误!未定义书签。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document .主接线的设计原则2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document .主接线设计的基本要求2（二）主接线的设计3 HYPERLIN

2、K l bookmark38 o Current Document .设计步骤3（.初步方案设计3.主变压器容量的选择错误!未定义书签。（三）站用变压器的选择错误!未定义书签。第三章短路电流计算9（一）变压器的参数计算及短路点的确定9 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document .变压器参数的计算9 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document .短路点的确定9 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document （二）各短路点的短路计算10（ HYPERLINK l bookmark

3、57 o Current Document .短路点d-1的短路计算（110kV母线） 10 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document .短路点d-2的短路计算（35kV母线） 10.短路点d-3的短路计算（10kV母线）错误!未定义书签。 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document .短路点d-4的短路计算 11 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 第四章电气设备选择与校验13 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document （

4、一）电气设备选择的一般规定13 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document . 一般原则13 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document .有关的几项规定 13% HYPERLINK l bookmark73 o Current Document .各回路持续工作电流的计算 13 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document （二）高压电气设备选择14 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document .断路器的选择与校验14 HYPERLIN

5、K l bookmark96 o Current Document .电压互感器的选择及校验 18第五章 配电装置及电气设备的配置与选择错误!未定义书签。（一）高压配电装置的配置错误!未定义书签。.高压配电装置的设计原则与要求错误!未定义书签。.高压断路器的配置错误!未定义书签。3所以 I*=18*=*二 1/Xjs1=1/二Ib=Sb/(J3XUb)=100/(J3X115) = (KA)In=IbXSn/Sb =X1000/100=(KA)I= I8=I*In=I8*In=*In=X = (KA)ich=XI=X = (KA)ich=XI=X = (KA)S二J3XIXUn=J3XX110

6、=(MVA).短路点d-2的短路计算(35KV母线)网络化简为:图2-3 d-2点短路等值图Xf2二乂$+钗1+乂2）路点d-3的短路计算（10kV母线）网络化简为：图2-4 d-3点短路等值图4.短路点d-4的短路计算网络化简只需在图上加站用变压器的电抗标幺值即可，如下图所示:Si口至弓，一二一 .N -1,4:一.：%- ,:图2-5 d-4点短路等值图Xf4=Xf3+X4=+50=Xjs2=Xf4 X Sn/Sb=X1000/100=I*=I8*=*二 1/Xjs3=Ib=Sb/(J3XUb)=100/(J3X = (KA)In=IbXSn/Sb =X1000/100=(KA)I= I8

7、=I*In=I8*In=*In=X = (KA)ich=XI=X = (KA)ich=XI=X = (KA)S=V3XIXUn=V3XX = (MVA)第四章电气设备选择与校验导体和电器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。(一)电气设备选择的一般规定. 一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。.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，并按环境条校 核电器的基本使用条件。(1)在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。表3-1 各回路持续工作电流回路

8、名称计算公式变压器回路1g5馈电回路I =P /J3U cos 6注：Pn，n等都为设备本身的额定值。.各回路持续工作电流的计算依据表，各回路持续工作电流计算结果见下表:表3-2各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式及结果110 kV母线=J3U=X31500/J3X115二110 kV进线I =P/J3Ucos6=31185/(J3X115X二35 kV母线=J3U=X31500/J3X二35 kV 出线火电厂一二S/ J 3U cos 6 =8000/(J3X37X 二火电厂二二S/ J 3U cos 6 =5000/(J3X37X 二10 kV母线=J3U=X31500/J3X二10

9、kV 出线化工厂二S/ J 3U cos 6 =3500/ J3XX 二铝厂(两回)二S/ J3U cos 6 =5000/ J3XX =医院(两回)=S/ J3U cos 6 =1500/ J3XX =97A氮肥厂=S/ J3U cos 6 =2000/ J3XX =印刷厂=S/ J3U cos 6 =1500/ J3XX =97AkV母线= J3U=X653/J3X =(二)高压电气设备选择.断路器的选择与校验断路器型式的选择，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6 220 kv的 电网一般选用少油断路器，

10、断路器选择的具体技术条件如下：(1)电压： TOC o 1-5 h z Ug(电网工作电压)WUn(3-1)(2)电流：(最大持续工作电流)Win(3-2)(3)开断电流：IdtWikd(3-3)式中：Idt断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；Ikd 断路器的额定开断电流。动稳定：ichWimax(3-4)式中：ich 断路器极限通过电流峰值；imax三相短路电流冲击值。热稳定：l82tdzWlt2t(3-5)式中：I8稳态三相短路电流；B其中：JB其中：J0.053 2，由18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第112页，查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出九

11、。断路器的选择根据如下条件选择断路器：电压：Ug (电网工作电压) Un电流：1g3最大持续工作电流)&，各回路的1g.max见表。各断路器的选择结果见下表：表3-3 断路器的型号及参数性能指标位置型号额定 电压(kV)额定 电流 (A)额定断 开电流 (KA)动稳定 电流 (KA)热稳定 电流 (KA)固有 分闸 时间 (s)合闸 时间(s)变压器110 kv侧OFPI-110110125080(3) 0.12变压器35 kv侧HB35361250258025(3)35 kv出线侧HB35361250258025(3)变压器10 kv侧HB-1010125040100(3)10 kv出线侧Z

12、N4-10C10600(4)站用DW5-400380-400400其中：OFPI-110号断路器见发电厂电气部分第491页;HB35号断路器见发电厂电气部分第490页；HB-10号断路器见发电厂电气部分第489页；ZN4-10C号断路器见电力工程电气设备手册一电气一次部分第649页。 断路器的校验(1)校验110kV侧断路器开断电流：IdtWlkdIdt=(KA)Ikd=(KA)IdtIkd动稳定：ichWimaxich=(KA)imax=80(KA)ichimax热稳定：I82tdzWIt2tB =I/I8=1t=2+=(s)查发电厂电气部分课程设计参考资料第112页 得：tz=(s)tdz

13、=tz+ B =+=(s)182tdz=X = (KA) 2sIt2t=X=(KA) 2s则：I82tdzWIt2t经以上校验此断路器满足各项要求。校验变压器35KV侧断路器开断电流：IdtWIkdIdt=(KA)Ikd=25(KA)IdtIkd动稳定：ichWimaxich=(KA)imax=80(KA)ichimax热稳定：l82tdzWlt2tB =I/I8=1t=2+=(s)查发电厂电气部分课程设计参考资料第112页 得：tz=(s)tdz=tz+ B =+=(s)182tdz=X = (KA) 2sIt2t=252X=(KA) 2s贝U： l82tdzWlt2t经以上校验此断路器满足

14、各项要求。(3)校验35KV出线侧断路器此断路器与35kV变压器侧断路器型号相同，且短路电流与校验35kV变压器侧断路 器为同一短路电流，则：校验过程与校验35KV变压器侧断路器相同。(4)校验变压器10kV侧断路器开断电流：IdtWlkdIdt=(KA)Ikd=40(KA)IdtIkd动稳定：ichWimaxich=(KA)imax=100(KA)ichimax热稳定：I82tdzWIt2tB =I/I8=1t=2+=(s)查发电厂电气部分课程设计参考资料第112页 得：tz=(s)tdz=tz+ B =+=(s)182tdz=X = (KA) 2sIt2t=X=3898 (KA) 2s则：

15、l82tdzWlt2t经以上校验此断路器满足各项要求。(5)校验10KV出线侧断路器开断电流：IdtWlkdIdt=(KA)Ikd=(KA)IdtIkd动稳定：ichWimaxich=(KA)imax=(KA)ichU1(3-10)式中：Un电压互感器额定一次线电压，其允许波动范围为10%式中：Un电压互感器额定一次线电压，其允许波动范围为(2)二次电压U2n：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按发电厂电气部分课 程设计参考资料第H8页、表538进行选择。(3)准确等级：电压互感器应在那一准确等级下工作，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。(4)二次负荷S2：

16、S2WSn(3-11)式中：S2二次负荷；Sn 对应于在测量仪表所要求的最高准确等级下，电压互感器的额定容 量。电压互感器的选择由电压互感器选择的技术条件及各侧使用情况：(1)110kV 侧：Un=110(kV)U2n=100/J3(V)(2)35kV 侧U：Un=35(kV)U2n=100(V)(3)10kV 侧：Un=10(kV)U2n=100(V)第五章 配电装置及电气设备的配置与选择（一）高压配电装置的配置.高压配电装置的设计原则与要求高压配电装置的设计必须认真贯彻国家技术经济政策，遵循上级颁布的有关规程、 规范及技术规定，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修，施工方面的要求，

17、合理制定布置方案和使用设备，积极慎重地选用亲布置新设备、新材料、新结构，使配 电装置设计不断创新做到技术先进，经济合理运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所的配置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因 地制宜，节约用地并结合运行检修和安装要求通过技术经济比较予以确定，在确定配电 装置形式时，必需满足下列4点要求。A、节约用地B、运行安全和操作巡视方便。以便于检修和安装。D、节约材料、降低造价。2、设计要求A、满足安全净距要求。B、施工、运行和检修要求。C、噪声的允许标准及限制措施。D、静电感应的场强水平和限制措施。E、电晕条件无线电干扰的特性和控制。.高压断路器的配置（1）、110

18、kV侧由于采用外桥式接线，故选用三台断路器。（2）、35 kV. 110 kV侧的变压器至每一条母线均分别安装一台断路器；母线分段 也各安装一台断路器。（3）、35 kV、110 kV侧每条出线均安装一台断路器。高压断路器按下列条件进行选择和校验（1）、选择高压断路器的类型，按目前我国断路器的生产情况，少油断路器的构造 简单、价格便宜、维护工作量少，6 220热一般选用少油断路器。（2）、根据安装地点选择户外式或户内式。（3）、断路器的额定电压不少于装设电所所在电网的额定电压。（4）、断路器的额定电流不少于通过断路器的最大持续电流。（5）、校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于

19、或等于断路器 触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开断电 流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。（6）、按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额定关合电流不少于短路冲击 电流ish，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。（7）、动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一 般在产品目录是给出的极限过电流峰值。（8）、热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在tK时间内的允许 热效应。（9）、根据对断路器操作控制要求、选择与断路器配用的操作机构。按上述原则选择和校验断路器（二）110四侧断路器的

20、选择该回路为110 kV电压等级，故可选用少油断路器。断路器安装在户外，故选户外式断路器。回路额定电压UeN110 kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的48.12最大持续电流ImaX二X I二，则断流能力满足要求。(2)短路关合电流的校验所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为41kA,流过断路器的冲击电流为， 则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样，因而动稳定 也满足要求。(3)热稳定校验设后备保护动作时间，所选断路器的固有分闸时间，选择熄弧时间t=。则短路 持续时间t =+ =2s。因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于1s而忽略不计，

21、则 短 路热效应Qk = I 2t = X 2=允许热效应Ir2t = X 4 =Ir2tQk 热稳定满足要求。以上各参数经校验均满足要求，故选用SW3- 110G型少油断路器。(4)断路器配用CD5-XG型电磁操作机构。.电压互感器的选择变电所每组母线的三相上均安装电压互感器。详见电气主接线图。电压互感器应按工作电压来选择：110 kv电压互感器选择 3XJCC111035 kv电压互感器选择3XJDJJ3510 kv电压互感器选择3XJDZJ10.电流互感器的选择凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量符合测量仪表、保护和自动装置的要求。电流互感器配置详见电气主接线图。110 kV电流

22、互感器的选择选择电流互感器型号:LCWD110,变比如下：31500(1)线路侧：I=2X 3110二 则取变比取：400/531500(2)联络断路器处：I二3110二 则取变比取：200/535kV电流互感器的选择选择电流互感器型号:LCWD35W,变比如下：(1)变压器至母线及母线分段断路器处：31500I=Y338.5 =472A则取变比为：600/5线路处，(3) 取最大负荷的线路选取：15500iI二 338.5 =232A则取变比为：300/510KV电流互感器的选择选择10KV侧电流互感器型号:LZZ110,变比如下:(4)变压器至母线及母线分段断路器处：31500I= 131

23、1 =1635A 则取变比为：2000/5线路处，(6) 取最大负荷的线路选取：2500I= y311=131A则取变比为：200/5(三)避雷器的选择.避雷器的配置(1)、配电装置的每组母线上，均装设避雷器。(2)、三绕组变压器的低压侧一相上设置一组避雷器。(3)、变压器高、低压侧中性点均装置避雷器。变电所避雷器的配置详见电气产接线图。.避雷器的选择(1)、110 kV 选择：FZ-110 (FZ 20 + 5XFZ15)。(2)、35 kV 选择：FZ 35 (2XFZ 15)。(3)、10 kV选择：FZ 10 (单独元件)。.接地刀闸的配置1、为保证电气设备和母线检修安全，35kV及以上每段根据长度装设