220KV区域变电所电气部分设计 毕业论文

1、陕西能源职业技术学院陕西能源职业技术学院 毕业（毕业（ 论论 文文 ）设计）设计 设计题目： 220kv 区域变电所电气部分设计 姓 名： 学 号： 080433408 摘要摘要 本课程设计的目的是通过所学的电力系统知识来对某个区域的 220kv 变电所 电力网进行规划设计进行规划设计。首先，由变电所的原始资料来选定变电所母线 的接线方案以及对主变进行选择；其次，进行短路计算，根据短路电流参数计算并 确定变电所的主要电气设备；最后，对电气设备进行配置及对所用电设计。 关键字：接线方案议定 短路计算 电气设备配置 电气总平面布置 所用电 目录目录 第一章 主接线的选择.2 1.1 原始资料分析

2、.2 1.2 方案议定 .2 1.3 节电气主接线图 .4 第 2 章主变的选择.4 2.1 原始资料 .4 2.2 主变压器选择 .5 第三章 短路电流计算.6 3.1 短路计算概述 .6 3.2 相关参数计算 .7 3.3 短路点选择和计算(不计负荷影响).8 第四章 主要电气设备的选择和校验.11 4.1 断路器的选择 .11 4.2 母线 .17 4.3 支柱绝缘子及穿墙套管 .20 4.4 限流电抗器 .21 4.5 电缆 .23 4.6 互感器 .25 第五章 电气设备配置.28 5.1 继电保护配置规划 .28 5.2 避雷器配置规划 .30 5.3 互感器的配置 .32 第六章

3、 所用电设计.33 6.1 概述 .33 6.2 所用电的接线方式 .33 6.3 所用电接线 .34 结束语.35 参考文献.36 致谢.37 前言前言 毕业设计和毕业论文是大学生培养方案的重要环节，学生通过毕业设计，旨在 培养学生综合运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学员实际操作 的技能以及分析思维能力，使学员能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法， 提高学员阅读外文本书刊和进行科学研究的能力，在作毕业论文的过程中，所学知 识得到疏理和运用，它即是一次检阅，又是一次锻炼。 我毕业设计的课题是220kv 降压变电站电气部分设计 。电能生产的特点是发 电、变电、输电和用电是在同

4、一时刻完成的，具有同时性。220kv 降压变电站作为 供用网络中重要的变电一环，它设计质量的好坏直接关系到该地区的用电的可靠性 和地区经济的发展，同时也影响到该地区的用电可靠性和地区的经济发展，以及工 农业生产和人民生活。本次设计根据有关规定，依据安全、可靠、优质、经济、合 理等的要求，为保证对用户不间断地供给充足、优质又经济的电能设计方案。 由于水平有限及时间仓促等原因，设计中存在着许多不足和失误，敬请各位老 师批评指正，谢谢 第一章第一章 主接线的选择主接线的选择 1.11.1 原始资料分析原始资料分析 变电所规模及其性质： 1. 电压等级220/110/10 kv 2. 线路回数 220

5、kv 出线 6 回（其中备用 2 回） 110kv 出线 8 回（其中备用 2 回） 10kv 出线 10 回（其中备用 2 回） 区域变电所建成后与 110kv 和 220kv 电网相连，并供给近区用户供电。 3归算到 220kv 侧系统参数（=100mva,ub=230kv） b s 220kv 侧电源近似为无穷大系统，归算至本所 220kv 母线侧阻抗为 0.015( b s =100mva) 4归算到 110kv 侧系统参数（=100mva,ub=115kv） b s 110kv 侧电源容量为 500mva，归算至本所 110kv 母线侧阻抗为 0.36( b s =100mva) 5

6、110kv 侧负荷情况：110kv 侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为 75000kva，其他作为一些地区变电所进线，最小负荷与最大负荷之比为 0.65。 610kv 侧负荷情况： 10kv 侧总负荷为 38000kva，类用户占 60%，最大一回出线负荷为 4000kva，最小负荷与最大负荷之比为 0.65。 7. 各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为： 220kv 侧 小时/年90 . 0 cos4200 max t 110kv 侧 小时/年85 . 0 cos4500 max t 10kv 侧 小时/年85 . 0 cos4300 max t 8. 220kv 和 110kv

7、侧出线主保护为瞬时动作，后备保护时间为 0.15s，10kv 出线 过流保护时间为 2s ,断路器燃弧时间按 0.05s 考虑。 9 该地区最热月平均温度为 28，年平均气温 16，绝对最高气温为 40，土 壤温度为 18。 1.21.2 方案议定方案议定 各种接线方式的优缺点分析： 1、单母线接线 单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电 装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修 时，均需使整个配电装置停电。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，才能恢复非故障段 的供电

8、，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。 单母接线适用于：110200kv 配电装置的出线回路数不超过两回， 3563kv，配电装置的出线回路数不超过 3 回，610kv 配电装置的出线回路数 不超过 5 回，才采用单母线接线方式 2、单母分段 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， 扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段

9、适用于：110kv220kv 配电装置的出线 回路数为 34 回，3563kv 配电装置的出线回路数为 48 回，610kv 配电装 置出线为 6 回及以上，则采用单母分段接线。 3、双母接线 它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会 停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条” ，则该回 路在检修期需要停电。对于，110k220kv 输送功率较多，送电距离较远，其断路 器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规 定，110kv220kv 双母线接线的配电装置中，当出线回路数达 7 回， （110kv）或 5 回（2

10、20kv）时，一般应装设专用旁路母线。 4、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，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在 11 回及以下时， 母线不分段。 为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修 及调试） ，不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。 当 110kv 出线为

11、 7 回及以上，220kv 出线在 4 回以下时，可用母联断路器兼 旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。 各供电侧主接线设计： 1、220kv 侧主接线的设计 220kv 侧出线回路数为 6 回，考虑到所要采用变压器的台数为两台以及供电负 荷属于重要负荷，为了提高供电可靠性，宜采用双母线接线 2、110kv 侧主接线的设计 110kv 侧出线回路数为 8 回，考虑到负荷比较重，年最大运行小时数为 4500 小时， 对供电可靠性要求比较高，所以可以采用双母线接线。 3、10kv 侧主接线的设计 10kv 侧出线回路数为 10 回，负荷比较轻，供电半径短，所以采用单母分段连 接就能满足要

12、求，故 10kv 采用单母分段连接 方案拟定： 方案220kv 侧 110kv 侧 10kv 侧主变台 数 方案 一 双母线不带旁 路 双母不带带旁 路 单母分段2 1.31.3 节电气主接线图节电气主接线图 图 1-1 电气主接线图 第第 2 2 章章主变的选择主变的选择 2.12.1 原始资料原始资料 1.110kv 侧负荷情况： 110kv 侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为 75000kva，其他作为一 些地区变电所进线，最小负荷与最大负荷之比为 0.65。 210kv 侧负荷情况： 10kv 侧总负荷为 38000kva，类用户占 60%，最大一回出线负荷为 4000kva，最

13、小负荷与最大负荷之比为 0.65。 2.22.2 主变压器选择主变压器选择 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。

14、容量选择： 本变电所选用两台变压器，按 110kv 侧的变电所的进线跳开，由 220kv 侧无穷 大系统来单供电给 110kv 和 10kv 侧的负荷，一台主变压器的容量不应小于 60%的 全部负荷。 110kv 侧的负荷： 两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为 75000kva，属于一类负荷。110 侧的 总负荷容量为 75mva 10kv 侧的负荷： 10kv 侧总负荷为 38000kva，最大一回出线负荷为 4000kva，有 10 回出线，其 中两回备用，类用户占 60%。 10kv 侧的总负荷为 38mva 10kv 侧的最大负荷，按 10 回来算为 10*4000kva=40mva

15、38mva，所以按 40mva 来算 10kv 的总负荷容量。 单台容量： （80mva+40mva）*0.7=84mva n s 同时还要保证用户的一、二级负荷 10kv 侧的一级、二级负荷为 40mva*60%=24mva 110kv 侧的一级、二级负荷为 80mva 总的一级、二级负荷为 24mva+80mva=104mva84mva 综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量： =120 mva，容量比 100/100/100 的变压器。 n s 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。当不受运输条件限制时，在 330kv

16、 及以下的发电厂和变电所，均应采 用三相变压器。 社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故 由以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器，同时，为了保障电压水平能 够满足用户要求，本所选用有载调压变压器。 变压器连接方式和中性点接地方式的选择: 变压器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，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。 我国 110kv 及以上电压，变压器绕组都采用 y0 连接；35kv 亦采用 y 连接，其 中性点多通过消弧线圈接地。35kv 及以下电压，变压器绕组都采用连接。同时 考虑到

17、为了降低绕组的绝缘要求，从而降低制造成本，为了给三次谐波电流提供通 道，避免正弦波电压的畸变故此变电所 220kv、110kv 侧宜采用 y0 接线，10kv 侧 采用接线，我国的 110kv 及以上电网一般采用中性点直接接地系统，在运行中， 为了满足继电保护装置灵敏度配合的要求，变压器的中性点不接地运行，所以，本 变电所主变 220kv、110kv 侧和 10kv 侧均采用中性点不接地方式。 变压器选择总结: : 综上所述，本变电所采用型号为 sfpsz7-120000/220 三绕组有载调压变压器。其主 要参数如下： 表 2-1 变压器参数列表 第三章第三章 短路电流短路电流 计算计算 3

18、.13.1 短路计算概述短路计算概述 一、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节。 其计算目的是： 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。 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。 额定电压（kv）阻抗电压 容量 mva 调压范围高压中压低压 空载损 耗 （k

19、w） 空载电 流（%） ui- 2% u1-3% u2- 3% 12081.5%22012110.51240.81422.67.4 联结组标号型号 yn，ynd，d 11 sfpsz7-120000/220 5、按接地装置的设计，也需用短路电流。 二、短路电流计算的一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按 工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成 后 510 年） 。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式， 而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中

20、，应考虑具有反馈作 用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接 线方式时短路电流为最大的地点。 4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。 三、短路计算基本假设 1、正常工作时，三相系统对称运行； 2、所有电源的电动势相位角相同； 3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小 发生变化； 4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 5、元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响； 6、系统短路时是金属性短路。 3.23.2 相关参数计算相关参数计算

21、变压器:%=0.5(%+%-%)=0.5(14+22.6-7.4)=14.6 1 u 12 u 13 u 23 u %=0.5(%+%-%)=0.5(14+7.4-22.6)=-0.6 2 u 12 u 23 u 13 u %=0.5(%+%-%)=0.5(22.4+7.4-13.5)=8 3 u 13 u 23 u 12 u 所以=%/(100)=14.6100/(100120)=0.12167 1t x 1 u b s n s = %/(100)=-0.6100/(100120)=-0.005 2t x 2 u b s n s = %/(100)=8100/(100120)=0.0667

22、3 t x 3 u b s n s 图 3-1 短路点分布图（不计及负荷影响） 3.33.3 短路点选择短路点选择和计算和计算( (不计负荷影响不计负荷影响) ) 短路点的选择和主要应用： d1:220kv 母线(短路电流可以用来校验 220kv 的母联断路器、隔离开关和母线等) d2:110kv 母线(短路电流可以用来校验 110kv 的母联断路器、隔离开关和母线等) d3:10kv 母线(短路电流可以用来校验 10kv 的母联断路器、隔离开关和母线等) 短路计算： 基准容量： = 100mva 冲击系数：= 1.8 b s ch k 如图 3-1 所示： 220kv 侧：电源的标幺值： =

23、 1，归算至本所 220kv 母线侧阻抗为=0.015( 1 e 1 x b s =100mva) 110kv 侧:电源的标幺值： = 1，归算至本所 110kv 母线侧阻抗为=0.36( 2 e 2 x b s =100mva) = xt1=0.12167 = xt2=-0.005 = xt3=0.0667 5 x 6 x 7 x = ， =， = 8 x 5 x 9 x 6 x 10 x 7 x 图 3-3 化简后的等值电路 可知 = / 2=0.12167/2=0.060835 = / 2=-0.005=-0.0025 12 x 5 x 13 x 6 x = / 2=0.0667=0.0

24、3335 14 x 7 x 图 3-2 等效变换后的等值电路图 d1 点短路时的情况： 等效电阻： = + + 21 x 2 x 12 x 13 x =0.36-0.0025+0.060835 =0.418335 短路电流的周期分量的标幺值为： = / + / 1d i 2 e 21 x 1 e 1 x =1/0.418335+1/0.015 =69.0571 d1 点是电流基准值为：=100/( b i )ka=0.251ka2303 短路电流的周期分量的有名值为：0.251ka=17.3333ka 1d i 冲击电流的有名值为： = 0.251=44.1235ka ch i ch k2 1

25、d i 短路电流的全电流有效值为：= q i 0.251ka=26.1727ka 1) - (k 1) - (k 2 + 1 chch1d i 短路容量：=6905.71mva t s 1d i b s 图 3-4 化简后的等值电路 图 3-5 化简后的等值电路 d2 点短路时的情况： 等效电阻： = + + 22 x 1 x 12 x 13 x =0.015+0.060835-0.0025 =0.073335 短路电流的周期分量的标幺 值为： = / + / =1/0.073335+1/0.36=16.4138 2d i 1 e 22 x 2 e 2 x d2 点是电流基准值为：=100/(

26、)ka=0.502ka b i1153 短路电流的周期分量的有名值为：0.502ka=8.2397ka 2d i 冲击电流的有名值为： = 0.502=20.9749ka ch i ch k2 2d i 短路电流的全电流有效值为：= q i 0.502ka=12.4417ka 1) - (k 1) - (k 2 + 1 chch2d i 短路容量：=1641.38mva t s 2d i b s d3 点短路时的情况： 等效电阻： = + ( +) ( + ) / ( + + + ) 23 x 14 x 2 x 1 x 13 x 12 x 2 x 13 x 1 x 12 x =0.03335+

27、（0.36-0.0025） （0.015+0.060835）/（0.36-0.0025+0.015+0.060835） =0.09591 = ( * ( + ) + * ( + ) / ( + + +) 3 e 1 e 2 x 13 x 2 e 1 x 12 x 2 x 13 x 1 x 12 x =(1 ( + ) + 1 ( + ) / ( + + + ) 2 x 13 x 1 x 12 x 2 x 13 x 1 x 12 x =1 短路电流的周期分量的标幺值为： = / x23=1/0.09591=10. 4264 3d i 3 e d3 点是电流基准值为：=100/()ka=5.498

28、6ka b i 5 . 103 短路电流的周期分量的有名值为：5.4986ka=57.3308ka 3d i 冲击电流的有名值为： = 5.4986=145.9405ka ch i ch k2 3d i 短路电流的全电流有效值为： = q i 5.4986ka=86.5677ka 1) - (k 1) - (k 2 + 1 chch3d i 短路容量： =1042.64mva t s 3d i b s 短路计算总结： 表 3-1 短路点 的编号 基准容 量 （mva b s ） 基准电 压 vav（kv ） 稳态短 路电流 标么值 稳态短路 电流有名 值（ka） 短路电流冲 击值 (ka) c

29、h i 短路全电 流最大有 效值 (ka) q i 短路容 量 ( mva) t s d1 23069.057117.333344.123526.172769.0571 d2 11516.41388.239720.974912.44171641.38 d3 100 10.510.426457.3308145.940586.56771042.64 第四章第四章 主要电气设备的选择和校验主要电气设备的选择和校验 4.14.1 断路器的选择断路器的选择 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 6220

30、kv 的电网一般选用少油断路器，电压 110330kv 电网，可选用或空气 6 sf 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： -电网工作电压, -断路器的额定电压 g u n u g u n u （2）电流： -最大持续工作电流， -断路器的额定电压 maxg i n i maxg i n i （3）开断电流： pt i nbr i -断路器实际开断时间 t 秒的短路电流周期分量；-断路器额定开断电流 pt i nbr i （4）动稳定： ch i max i -断路器极限通过电流峰值；-三相短路电流冲击值

31、 max i ch i （5）热稳定： 2 kt qi t - 短路电流的热效应或热脉冲；- 断路器 t 秒热稳定电流 k q t i 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： （1）电压： -电网工作电压 g u n u g u （2）电流： -最大持续工作电流 maxg i n i maxg i （3）动稳定： ch i max i （4）热稳定： 2 kt qi t - 短路电流的热效应或热脉冲；- 断路器 t 秒热稳定电流 k q t i 4.1.14.1.1 主变

32、高压侧的断路器、隔离开关的选择和校验主变高压侧的断路器、隔离开关的选择和校验 主变高压侧的断路器： 短路点 位置 基准容 量 （mv b s a） 基准电 压 vav（k v） 稳态短 路电流 标么值 稳态短 路电流 有名值 （ka） 短路电流 冲击 值 (ka) ch i 短路全电 流最大有 效值 (ka) q i 短路容 量 ( mva) t s 主变高 压侧 100230 69.057 1 17.333344.123526.172769.0571 （1）选择 220 g ukv =1.05 （75+4 10）/(2220)=0.158ka maxmax 1.05/( 3) gn isu3

33、 选择 lw2-220 sf6断路器 表 4-1 lw2-220 sf6 断路器参数表 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 （s） lw2-220/25002202.531.58010031.50.05 （2）热稳定校验： 2 kpnpt qqqi t , - 短路电流的热效应或热脉冲, 短路电流周期分量的热效应, k q p q np q 短路电流非周期分量的热效应 ； (可由发电厂电气部分 p73 页表 3- 222 /2 (10)/1

34、2 kk pktt qtiii 2 * np qti 3 查出)；- 断路器 t 秒热稳定电流 t i 短路计算时间： kprbr ttt - 后备保护动作时间；- 断路器全开断时间 pr t br t =0.15+0.05=0.2s 137.253(ka)2 s 2 t i t k q 满足热稳定要求 （3）动稳定校验： maxch ii -断路器极限通过电流峰值；-三相短路冲击值。 max i ch i =44.1235 ka () kpnp qqq 2 t i t k q 满足热稳定要求 （3）动稳定校验： maxch ii =44.1235 ka =50kach i max i 满足动

35、稳定要求 4.1.24.1.2 主变中压侧的断路器、隔离开关的选择和校验主变中压侧的断路器、隔离开关的选择和校验 主变中压侧的断路器： 短路点 位置 基准容 量 （mv b s a） 基准电 压 vav（k v） 稳态短 路电流 标么值 稳态短路 电流有名 值（ka） 短路电流 冲击 值 (ka) ch i 短路全电流 最大有效 值 (ka) q i 短路容 量 ( mva) t s 主变中 压侧 1001159.59584.818112.26517.2753959.58 （1）选择 ； =1.05 75/(2110)=0.207ka220 g ukv maxmax 1.05/( 3) gn

36、isu3 选择 lw2-110/2500 sf6断路器 表 4-3 lw2-110/2500 sf6断路器参数表 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 （s） lw2-110/25001102.531.58012531.50.05 （2）热稳定校验： 2 kpnpt qqqi t , - 短路电流的热效应或热脉冲, 短路电流周期分量的热效应, k q p q np q 短路电流非周期分量的热效应 ； (可由发电厂电气部分 p73 页表 3-

37、222 /2 (10)/12 kk pktt qtiii 2 * np qti 3 查出)；- 断路器 t 秒热稳定电流 t i 短路计算时间： kprbr ttt - 后备保护动作时间；- 断路器全开断时间 pr t br t =0.15+0.05=0.2s 13.231(ka)2 s 2 t i t k q 满足热稳定要求 （3）动稳定校验： maxch ii -断路器极限通过电流峰值；-三相短路冲击值。 max i ch i =12.2651ka 2 t i t k q 满足热稳定要求 （3）动稳定校验： maxch ii =12.2651ka =80kach i max i 满足动稳定

38、要求 4.1.34.1.3 110kv110kv 侧最大一回负荷出线的断路器、隔离开关的选择和校验侧最大一回负荷出线的断路器、隔离开关的选择和校验 110kv 侧最大一回负荷出线的断路器： 短路点 位置 基准容 量 基准电 压 稳态短 路电流 稳态短 路电流 短路电流 冲击 短路全电 流最大有 短路容 量 （mv b s a） vav（k v） 标么值有名值 （ka） 值 (ka) ch i效值 (ka) q i ( mva) t s 110kv 侧最大 一回负 荷出线 100115 16.413 8 8.2397 20.974 9 12.44171641.38 （1）选择 ； =1.05 7

39、5/(2110)=0.207ka220 g ukv maxmax 1.05/( 3) gn isu3 选择 lw2-110/2500 sf6断路器 表表 4-54-5 lw2-110/2500 sf6断路器参数表 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 （s） lw2-110/25001102.531.58012531.50.05 （2）热稳定校验： 2 kpnpt qqqi t , - 短路电流的热效应或热脉冲, 短路电流周期分量的热效应,

40、k q p q np q 短路电流非周期分量的热效应 ； (可由发电厂电气部分 p73 页表 3- 222 /2 (10)/12 kk pktt qtiii 2 * np qti 3 查出)；- 断路器 t 秒热稳定电流 t i 短路计算时间： kprbr ttt - 后备保护动作时间；- 断路器全开断时间 pr t br t =0.15+0.05=0.2s 38.699(ka)2 s 2 t i t k q 满足热稳定要求 （3）动稳定校验： maxch ii -断路器极限通过电流峰值；-三相短路冲击值； max i ch i =20.9749ka 2 t i t k q 满足热稳定要求 （

41、3）动稳定校验： maxch ii =20.9749 ka 316a 40al i （2）热稳定校验：=0.15+0.05=0.2s , kprbr ttt 用全电流来校验，d1 短路时=26.1727ka q i q i =26.172720.2=137.002ka2s 2 kk k qi t 正常运行时得导体温度：=40+(70-40)3162/4692=53.6 22 00max ()/ alal ii 查表得：c=94 =/94125.8(mm2)216mm2 min sckq fk /110002.137 6 满足热稳定 (3)动稳定校验： 查表得频率系数 =3.56(发电厂电气部分

42、表 3-5) f n =3.56/1.52=29.7hz35hz 2 1 / f fnej m l08 . 4 /1006 . 2 107 810 可见到该母线可不计共振影响 =44.1235 (ka) ch i 母线相间应力： =1.7310-7 =1.7310-744.12352/0.75=449n/m ph f 2 / ch ia =4491.52/(101.3710-6)=7.37107pa413a 40al i （2）热稳定校验：=0.15+0.05=0.2s , kprbr ttt 用全电流来校验，d1 短路时=12.4417ka q i q i =12.441720.2=30.9

43、59ka2s 2 kk k qi t 正常运行时得导体温度：=40+(70-40)4132/4692=63.3 22 00max ()/ alal ii 查表得：c=90 =/90(mm2)61.8mm2 min sckq fk /110959.30 6 满足热稳定 (3)动稳定校验： 查表得频率系数 =3.56(发电厂电气部分表 3-5) f n =3.56/1.52=29.7hz35hz 2 1 / f fnej m l08 . 4 /1006 . 2 107 810 可见到该母线可不计共振影响 =20.9749 (ka) ch i 母线相间应力： =1.7310-7 =1.7310-72

44、0.97492/0.75=101n/m ph f 2 / ch ia =1011.52/(101.3710-6)=1.66107pa8107pa 2 /(10) phph flwa 满足动稳定 4.2.34.2.3 主变低压侧母线桥的选择主变低压侧母线桥的选择 设备名称 s(mm2) 放置方式 al i (a)(32) (106pa) 母线桥2（6310）矩形铝 排 平放 145870 4.34.3 支柱绝缘子及穿墙套管支柱绝缘子及穿墙套管 支柱绝缘子按额定电压和类型选择，进行短路时动稳定校验。穿墙套管按额定 电压，额定电流和类型选择，按短路条件校验动、热稳定。 （1）按额定电压选择支柱绝缘子

45、和穿墙大管。支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压 大于等于电网的额定电压，即： nns uu 发电厂与变电所的 320kv 屋外支柱和套管，当有冰雪和污秽时，宜选择高一 级的产品。 （2）按额定电流选择穿墙套管。穿墙套管的额定电流 in大于或等于回路最大持续 电流 imax,即： k inimax 式中 k温度修正系数。 对母线型穿墙套管，因本身无导体，不必按此项选择和校验热稳定，在需保 证套管的型 式和穿过母线的尺寸相配合。 （3）支柱绝缘子和套管的种类和型式的选择。根据装置地点，环境现在屋内，屋 外或防污式及满足使用要求的产品型式。 （4）穿墙套管的热稳定校验。套管耐受短路电流的热效应，大于或等

46、于短路 2 t i t 电流通过套管所产生的热效应，即： k q 2 tk i tq （5）支柱绝缘子和套管的动稳定校验。在绝缘子和套管的机械应力计算中应注意， 发生短路时，支柱绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘子相邻跨导体上电动力的平 均值。另外，由于导体电动力 fmax是作用在导体截面中心线上的，而支柱绝缘子的 抗弯破坏强度是按作用在绝缘子高度 h 处给定的，可将绝缘子的力折算为： maxmax1/ ()ffhh n 式中 h1绝缘子底部到导体水平中心线的高度，mm。 对于屋内 35kv 及以上水平安放的支柱绝缘子，在进行机械计算时，应考虑导 体和绝缘子的自重以及短路电动力的复合作用。屋外支

47、柱绝缘子尚应计及风和冰雪 的附加作用。 220kv 母线的支柱绝缘子及穿墙套管的选择 表 4-7 zc-220 支柱绝缘子 表 4-8 cr-220 穿墙套管 4.44.4 限流电抗器限流电抗器 为了选择 10kv 侧各配电装置，因短路电流过大，很难选择轻型设备，往往需 要加大设备型号，这不仅增强投资，甚至会因断流容量不足而选不到合乎要求的电 器，选择应采取限制短路电流，即在 10kv 侧需加装设电抗器。一般按照额定电压、 额定电流、电抗百分数、动稳定和热稳定来进行选择和检验。 1、额定电压和额定电流的选择应满足 nns uu maxng ii 、 电抗器的额定电压和额定电流 n u n i

48、、 电网额定电压和电抗器最大持续工作电流 ns u maxg i 2、电抗器百分数的选择 型号额定电压（kv）绝缘子高度(mm)机械破坏负荷 (kg) zc-220220210250 热稳定电流(ka) 不少于 型号 额定电 压（kv） 额定电 流(a) 套管长 度（mm）铜导体 （10s） 铝导体 (5s) cr-22022060055001212 (1)电抗器的电报百分数按短路电流限制到一定数值的要求来选择，设要求短路电 流限制到 iz，则电源至短路点的总电抗标公值 u 为 基准电流 * / j xii j i 电抗器在其额定参数下的百分电抗 * 1 %(/)/100% kjndnd xi

49、ixi uu i (2)电压损失检验：普通电抗器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的 5%，即： sin/5%,sin 负荷功率因数一般 0.6 max % k vxia n i (3)母线残压检验，为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线 残压不能于电网额定值的 6070% 即：6070% %/ rekn vxiia 3、热稳定和动稳定检验应满足下式 2 tk i tq esch ii 10kv 侧限流电抗器的选择和校验 10kv 侧采用单母分段的接线方式，一、二级负荷可以从两段母线上取电，在 没有安装限流电抗器 10kv 侧发生短路时，流经主变低压侧断路器的短路电流和冲

50、 击电流分别为 28.8665ka 和 72.9699ka，母线短路和负荷出线短路时短路电流和冲 击电流分别为 57.3308ka 和 145.9405（由前面的短路计算得出）,为了提高经济性 在主变低压侧安装限流电抗器，这样主变低压侧和负荷就可以选用轻型设备。 =10kv nns uu =1.05(410/2)/(10.5)=1.15ka maxng ii3 根据额定和可以选择型号为 cks(q)-1300/10 的限流电抗器 ns u maxg i 表 4-9 cks(q)-1300/10 限流电抗器的参数 型号额定 容量 （kvar） 线路 电压 （kv） 端子 电流 (a) 电抗 （%

51、） 损耗 （w） 动稳 定流 （ka） 1s 热 稳定电 流 （ka） cks(q)-1300/10130010.511906740038.2534 短路电流的校验： * 1 %(/)/100% kjndnd xiixi uu i =100/(10.5)=5.5ka j i 3 =5.5/28.8665=0.19 * / j xii 6%=（5.58/ -0.19）119010.5/（10.55500） 1 i 安装电流限抗器后在 10kv 侧发生短路流经主变低压侧短路电流周期分量最大值和 冲击电流分别为：=12ka ， 1.8=30.55ka 2 t it a k q 满足热稳定要求 动稳定

52、检验: =38.25ka=30.55ka es i ch i 满足动稳定校验 4.54.5 电缆电缆 电缆应按下列选择及校验 1、型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式。 （1）明敷（包括架空、隧道、沟道内等）的电缆，一般选用裸钢带铠装或塑料外 护层电缆。 在易受腐蚀地区应选用塑料外护电缆。在需要使用钢带铠装电缆时， 宜选用二级外护层型式。 （2）直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。在潮湿或腐蚀性土壤的地区，应带有 塑料外护层。 （3） 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护外层采用一端接地时，在潮湿地 区，外护层宜选用塑料挤包的型式。电力电缆除充油电缆外，一般采用三芯铝芯电 缆。 2、按额

53、定电压选择： maxgn uu 3、按最大持续工作电流选择电缆截面 s： 或, = max1ga iki 12t kk k k 34t kk k k t k)/()( 12 tttt mm 温度修正系数;，修正系数 t k 12 ,k k 34 k k 电缆芯最高工作温度（） ； m t 对应于额定载流量的基准环境温度（） ； 1 t 实际环境温度； 2 t 对应于所选用电缆截面 s、环境温度为+25时，电缆长期允许载流量（a） 。 1a i 4、按经济电流密度选择导体截面以及允许电压降的校验，与裸导体计算相同。 5、热稳定校验：ssmin= fkk q /c , c=10-2 )20(1 )

54、20(1 ln 2 . 41 20 w h f k q 式中 c热稳定系数。 （其他相关系数可以在发电厂电气部分 p207 查出） 10kv 最大一回负荷出线电缆的选择与校验： =10kv；=1.054/(10.5)=0.23ka n u maxg i3 （1）型式： 热阻系数为 80cm/w, =325a,直埋敷设,截面积 240mm2，缆芯最高工作温度为 n i +60的粘性浸渍绝缘三芯（铝）电力电缆。 （电力系统分册 附表 10） （2）校验： 电压：=10kv gn uu 电流：=0.76 t k 1 2 tt tt m m )2560( )4060( =1.09 , =1（发电厂电气

55、部分附表 18、19） 3 k 4 k =0.761.091=0.83 34t kk k k =0.83325a=269a =230a 1a ki maxg i （3）热稳定： = (1.5112)2(0.15+0.05)=65.7 (ka)2 22 1 (1.51)() kqkprbr qititta s (按装设电抗器后的热效应) 正常运行时得导体温度：=40+(60-40) 22 00max ()/ alal ii 2302/2692=54.62 c=10-2=57.6 )20(1 )20(1 ln 2 . 41 20 w h f k q smin= fkk q /c103/57.6=1

56、400.9，为电压互感器额定一次线电压， n u 1 u n u n u 1.1 和 0.9 是允许的一次电压波动范围，即10% 。 n 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 4-11 二次额定电压 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） 100 100/ 3 100100/3 （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

57、 级，用于继电保护不应低于 3 级。 （4）二次负荷：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 n s 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。 10kv主母线电压互感器 10kv侧母线所连的电压互感器的选择，选用jsjw-10型电压互感器： 表4-12 jsjw-10型电压互感器参数表 型式额定变比 在下列准确等级下的额 定容量 最大容 量 （va） 0.513 三相（屋内） jsjw-10 10000/100/ 3 100 1202004

58、80 960 4.6.24.6.2 电流互感器电流互感器 电流互感器的选择和配置应按下列条件： (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 620 kv 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 35 kv 及以上 配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量 采用套管式电流互感器。 （2）一次回路电压： gn uu 为电流互感器安装处一次回路工作电压，为电流互感器额定电压。 g u n u （3）一次回路电流： max1ng ii 为电流互感器安装处一次回路最大工作电流，为电流互感器原边额定 maxg i 1n

59、 i 电流。当电流互感器使用地点环境温度不等到于+40时，进行修正。修正的方法 与断路器的修正方法相同。 n i （4）准确等级： 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接 测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。 （5）动稳定： 内部动稳定 ch idnki12 式中电流互感器动稳定倍数，它等于电流互感器级限通过电流峰值与一 d k dw i 次绕组额定电流峰值之比，即 1n i =/() d k dw i2 1n i (6) 热稳定： 2 1 () knt qi k 为电流互感器的 1 秒钟热稳定倍数。 t k 10kv 出线电流互感

60、器 （1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式 （2）电压：=10kv g u （3）电流：=1.054/(10.5)=0.23ka maxg i3 （4）准确等级：采用 0.5 级 根据计算结果可以选择型号为 lfz1-10 的电流互感器，其主要参数如下： 表 4-13 lfz1-10 的电流互感器参数(电力系统分册附表 41) 型号 额定电流比 （a） 准确度 1s 热稳定倍 数 动稳定倍数 lfz1-10300/50.575130 校验： 电压： gn uu 电流： maxgn ii 动稳定： =1.8=30.55ka(按装设电抗器后的冲击电流) ch i2 1 i = 0.3130=5