KV变电站设计参考33

1、广西电力职业技术学院电力工程系 毕业设计说明书 题目110kV降压变电所电气一次部分初步设计 指导教师 签名） 留空） 专 业发电厂及电力系统 班 级 学 号 姓 名 教研室主任 一类负荷为重要负荷，必须由两个或两个以上的独立电源供电，当任何 一个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电。 (2二类负荷为比较重要负荷，一般要由两个独立电源供电，且当任何一个 电源失去后，能保证二级负荷的供电。 (3三类负荷一般指需要一个电源供电的负荷。 负荷情况： 1)35kV和10kV本期用户负荷统计资料见表1和表2。 最大负荷利用小时数Tma=5500h，同时率取0.9，线路损耗5% 35kV 用户负荷统计

2、资料 用户名称 下里变 武西变 雪岭变 糖厂 水泥厂 矿厂 纸厂 冶炼厂 容量 vKVA) 8135 3150 5000 4500 2000 2500 8000 5000 用户名称 最大负荷kW cos申 起沙 2800 0.85 盘江 2200 天星 2600 糖厂 6800 水泥厂 6500 农场 3000 陈村 2000 表2 10kV 用户负荷统计资料 1、35KV侧： 设35KV功率因数为0.85 艺 P1 = *0.53=20291.05Kvar 艺 S =8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+500638285KVA 2、10K V侧： 艺 180

3、0+900+2100+2400+2004 11200KW 艺 Q=(1800+900+2100+2400+2000 *0.53/0.85=6983.53Kvar 艺 S2= 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1020年的负荷发展.对于城郊变电所，主变压器容量应于城市规划相结 合. (2同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系 列化,标准化. Sc K 二二 P(1 aoo) cos a 0.9 43742.25 (1 0.05) 0.85 = 48631.09(KVA) 因为此变电站主变选择是两台变压器，单台变压器容量Se按一台主

4、变压器 停运时，其余变压器容量不应小于60-80%的全部负荷或全部重要负荷，并保证I 类、U类负荷的可靠性供电考虑： Se三 ScX 70% =48631.09 X 0.7=34041.76KVA 所以单台主变变压器的容量为 50000KVA 变压器额定电压规定：变压器一次绕组的额定电压等于用电设备的额定电 压。但是，当变压器的一次绕组直接与发电机的出线端相连时，其一次绕组的 额定电压应与发电机额定电压相同，即U1=1.05Ua变压器的二次绕组的额定 电压比同级电力网的额定电压高 10%,即U2=1.1Ue.但是10KV及以下电压等级 的变压器的阻抗压降在 7.5 %以下。若线路短，线路上压降

5、小，其二次绕组额 定电压可取1.05Ue。 因此，高压侧额定电压：110KV 中压侧额定电压：35 X 1.05%=36.75KV 低压侧额定电压：10X 1.05%=10.05KV 3. 型式 10 KV降压变一般可采用油浸式和干式两种 油浸式和干式相比较，油浸式过载能力强，维修简便，屋内外均可布置， 价格便宜。干式变压防火性能好，布置简单，屋内置，在电压开关柜附近，缩 短了电缆长度并提高供电靠性，干净，但过载能力低，绝缘余度小，价格贵。 根据各自特点，结合本站容量大，过载能力要强，且属于一般变电所，所 以主变适合用油浸式，站用变适用干式。 4. 冷却方式 主变压器一般采用的冷却方式有：自然

6、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循 环水冷、强迫导向油循环冷却。而冷却系统故障时，变压器允许的过负荷时 间，直接影响冷却系统的供电可靠性。 5. 选择组别号 常用变压器的组别号主要有 Y,dii; Ygii; Y, ynO Y,dii的三相电力变压器用于低压不小于0.4KV的线路中，可以抑制三次谐 波，保证电压波形接近正弦波，供电质量好。运行方式：中性点不接地。 YN,d ii的三相电力变压器用于11Okv以上中性点需接地的高压电路中。 Y, ynO的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供给动力和照明等 负载，一般用于配电终端10KV/400V变压器用，用于站用变。 根据以上所述，由此得知，选

7、用YN,dn连接组别的三相电力变压器最适 合。 要求及维护工作量，根据本所主变压器的容量推荐选用自然风冷的冷却方 根据电气工程电气设计手册，冷却系统故障时，变压器允许的过负荷，油 浸风冷变压器，当冷却系统发生故障切除全部风扇时，允许带额定负荷运行的 时间不超过下表规定值。 环境温度C -15 -10 0 +10 +20 +30 额定负荷下允许的最长时间vh) 60 40 16 10 6 4 6.选型号 型号 额定容 量 损耗（KW 空载 电 流% 电压阻抗% 高 中 低 负载 空载 高中 高低 中低 SZ10- 50000/110 50000 121土 8 X 2.5% 38.5 2 X 2.

8、5% 10.5 6.3 184 37 0. 4 10.5 17.5 6.5 SSZ10- 50000/110 50000 121 8 X 2.5% 38.5 2 X 2.5% 10.5 6.3 213 44.1 0. 4 10.5 17.5 6.5 终上所述，选择 SSZ10-50000/110土2X 2.5%铜绕组有载调压变压器。之所 以选择它是因为铜的电阻率比铝的小，机械强度比铝好，热稳定和动稳定比铝 的好。在两种用途，结构及外形均相似的情况下，选择SSZ10-50000/110土 2X 2.5%更 好。 该型号变压器为铜绕组有载调压变压器，在电网电压波动时，它能在负荷 运行条件下自动或手

9、动调压，保持输出电压的稳定，从而提高供电质量，且该 变压器属节能型产品。 第 3 章 变电站主接线方式技术经济的比较 在电力系统的规划设计中，必须根据国家现行的有关方针政策和国民经济 发展计划，对电源布局和网络建设提出若干方案，然后对它们进行全面的技术 经济比较。通常的步骤是首先在可能的初步方案中筛选几个技术上优越而又比 较经济的方案，然后再进行经济计算，由此确定出最佳方案。 3.1 经济比较 1. 经济比较中需要考虑的费用 (1建设投资。建设投资是指为实现该方案，在建设期间需要支付的资金。 (2年运行费。年运行费是指该方案建成或建成时，在投运期间为维护其正 常运行每年需要支付的费用，通常包括

10、四个部分：设备折旧费；设备的经 常性小维修；设备的维护管理费；年电能损耗。 2. 技术经济比较 (1符合国家有关要求 (2便于过度并能适应远景的发展 (3 技术条件好，运行灵活可靠，管理方便 (4投资年运行费用低，并有分期投资的可能性 (5国家短缺的原料消耗少 (6建设工期短 3运行中的电能损耗 运行中的输变电设备，本身要产生一定的电能损耗，每年电能损耗的度数 按电价折算后也属于电力系统年运行费的一部分，称为年电能损耗折价费。年 运行费卩的计算为： i - 100 ai a?) 式中： B年运行费，远/年 a1基本折旧率，取4.8% a2 大修率,国产设备取1.4%，进口设备取1% 投资费，元

11、 A年电能损耗 B电价 (1效益。效益是指该方案运行期间内，每年可收入的费用。 正当经济效益相同时，进行经济比较只需计及投资总额与运行费用的大 小。 三在经济效益比较方案中，投资与年运行费最小的方案优先选用，若投资 大的方案而年运行费小，则应进一步计算比较分析。具体方法有静态和动态比 较的方法。 3.2经济最优方案的确定 计算出方案的相对综合投资和年运行费用后，若有一方案的综合投资和年 运行费用高，则该方案显然经济性差，应该淘汰。只有综合投资高而年运行费 用低的方案才有被比较的必要。 计算费用最小法。如技术上相当的方案多于两种时，为了便于计较，也常 采用计算最小法的方法。计算费用 可用下式计算

12、。 C厂Zi. T Ui(i=1,2,3,4) 可取T=58年，然后分别计算各方案的计算费用，其中最小的方案为最 佳方案 第 2 章 主接线的设计 2.1 电气主接线的设计原则 电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现 行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照 技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计 方案的可靠性、灵活性和经济性。 2.2 对主接线设计的基本要求 主接线应满足经济性、可靠性、灵活性和发展性等四方面的要求。 1 . 经济性。方案的经济性体现在以下几个方面。 (1投资省。主接线要力求简单，以节省一次设

13、备的使用数量；继电保护和 二次回路在满足要求前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设 备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，选用价廉的轻型设备，节省 开支。 (2占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占 地面积。 (3 电能损耗小。经济合理地选择变压器的类型双绕组、三绕组、自耦 变、有载调压等)、容量、数量和电压等级。 (4发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过度到最终接线。在不影响 连续供电或停电时间短的情况下，完成过度期的扩建，且对一次和二次部分的 改动工作量最少。 2. 可靠性。主接线的可靠性不仅包括开关、母线等，而且包括相对的继电 保护、自动装置

14、等。 为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要 求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避 免决策事物，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充 分地作好调查研究工作显得尤为重要。 3. 灵活性。电气主接线的设计，应适合在运行、热备用、冷备用和检修等 各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和 线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线 及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的 供电 2.3待建变电站的主接线方式 拟定可行的主接线方案 3种，内容包括

15、主变的形式，台数以及各级电压配 电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术经济上论证各方案 的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案。 110kv侧的接线 方案(一 单母线分段接线 1_ .I_ L、 _F /弋 T 段|工段 1母劣 分段的单母线的评价为： (1优点 a. 具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。 b. 较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时 的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔 离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。 c. 运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开

16、运行。 d. 可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段 母线上。 (2缺点 a. 任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所 有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严 重的缺点。 b. 检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的 配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响 甚大。 方案（二 不分段的双母线 双母线接线的特点： 1. 可轮流检修母线而不影响正常供电。 2. 检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。 3. 工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。 4

17、. 可利用母联断路器替代引出线断路器工作。 5. 便于扩建。 6. 由于双母线接线的设备较多、配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电 路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。 方案（三单母分段带旁路接线 学单母线分段带旁路 单母分段带旁路接线的特点: （1优点 a.单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可 靠性比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kv的变电所的母 线。 b.旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的 SF6断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。 （2缺点 a.单母分段带旁路接线倒闸操作比较复杂，占

18、地面积比较大，花费比较 高。 以上三种方案比较：方案 一）主接线供电可靠性与灵活性高，用于 110KV,出线回路适合本站设计，因此此方案可行。方案二）由于双母线接线 具有较高的可靠性，这种接线在大、中型发点厂和变电站得到广泛的使用。用 于电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的场合。因此此方案不可行。方案 三）在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要求，但考 虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求 故110kv侧应采用方案 一）的接线 35kv侧的接线 方案（一 单母线分段接线 a/ 33 -段 单母分段 Ti 对用断路器分段的单母线的评价为： （1优点 1. 具

19、有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。 2. 较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时 的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔 离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。 3. 运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。 4. 可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段 母线上。 （2缺点 1. 任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所 有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严 重的缺点 2. 检修任一电源或出线断路器时，该回路必

20、须停电。这对于电压等级高的 配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响 甚大。 方案(二 内桥接线 L. L 内桥接线中，桥回路置于线路断路器内侧，此时线路经线断路器和隔离开关 接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经过隔离开关与桥接点相连，是 非独立单元。 内桥接线的特点为： (1线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回 路可继续工作，并保持相互的联系。 (2正常运行时变压器操作复杂。 (3桥回路故障或检修时全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系；同 时，出现断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用 设外跨条来提高运行灵

21、活性。 内桥接线使用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器 不需要经常切换的运行方式的变电站中。 方案 三)外桥接线 L.La T -一-丁 & 外桥接线的特点为： (1变压器操作方便。 (2线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路 器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短 时停电，这刚好与内桥相反，概括为“外桥外不便”。 (3桥回路故障或检修时全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系；同 时，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电。此外，在实际接线中 可采用设内跨条来提高运行灵活性。 外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较

22、短故障可能性小和变压器需要 经常切换，而且线路有穿越功率通过的变电站中。 以上三种方案比较：方案 一）虽此主接线供电可靠性与灵活性高，此方案 适合出线回路比较多的，因此此方案可行。方案 二）三）两回进线，两回出 线，但此方案适合 出线较多，因此方案不可行。 故35kv侧应采用方案 一）的接线 10kv侧的接线 （1优点： a接线简单清晰、设备少、操作方便。 b便于扩建和采用成套配电装置 （2缺点： a不够灵活可靠，任一元件 母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整 个配电装置停电。 b单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电, 在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段

23、的供电。 万案 )单母线分段接线 W I- 单母分 T. (1优点 a. 具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。 b. 较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时 的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔 离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停 电。 c. 运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。 d. 可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段 母线上。 (2缺点 a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所 有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路

24、数较多的配电装置仍是严 重的缺点。 b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的 配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响 甚大。 方案(三单母分段带旁路接线 (1优点 a.单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可靠性 比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kv的变电所的母线。 b.旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的 SF6断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。 (2缺点 a. 单母分段带旁路接线倒闸操作比较复杂，占地面积比较大，花费比较 以上三种方案比较：方案 一

25、）的虽接线简单、清晰、设备少、 操作方便，投资少，便于扩建，但供电可靠性差，不能满足对不允许停电的重 要用户的供电要求，方案 三）在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要 求，但考虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求，而方 案 二）恰好符合本站设计所须的可靠性与经济性的要求，所以 10kv 侧采用方 案二）的接线。 由以上分析比较，可得变电站的主接线方案为： 110KV 采用单母分段接 线，35KV采用单母分段接线，10KV采用单母分段接线。 第 5 章 短路电流的计算 51 短路的基本知识 所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超 出规定值的大电流。

26、 短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因素。 系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供 电的安全性及可靠性。为限制故障范围，保护设备安全，继电保护装置整定必 须在主回路通过短路电流时准确动作。 变电短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因 素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用 户供电的安全性及可靠性。为限制故障范围，保护设备安全，继电保护装置整 定必须在主回路通过短路电流时准确动作。 所中的各种电气设备必须能承受短路电流的作用，不致因过热或电动力的 影响造成设备损坏。例如：断路器必须能断开可能

27、通过的最大短路电流；电流 互感器应有足够的过电流倍数；母线要校验短路时承受的最大应力；接地装置 的选择也与短路电流大小有关等。 供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。 电力系统正常运行方式的破坏，多数是由短路故障引起的，系统中将出现比正 常运行时的额定电流大许多倍的短路电流，其数值可达几万甚至几十万安培。 变电所设计中不能不全面地考虑短路故障的各种影响。、 由于上述原因，短路电流计算成为变电所电气部分设计的基础。选择电气 设备时，通常用三相短路电流；校验继电保护动作灵敏度时用两相短路、单相 短路电流或或单相接地电流。工程设计中主要计算三相短路电流。 52 计算短路电流

28、的目的 短路故障对电力系统的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因 此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼尽量限制所影响的 范围。短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安 装、运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律， 掌握分析计算短路电流的方法。 短路电流计算具体目的是； ( 1) 选择电气设备。电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须 具有充分的电动力稳定性和热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热 稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。 2) 继电保护的配置和整定。系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置 的参数整定

29、，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不 仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分 布，并要作多种运行方式的短路计算。 3) 电气主接线方案的比较和选择。在发电厂和变电所的主接线设计中，往 往遇到这样的情况：有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的 电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取 限制短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和 评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。 4) 通信干扰。在设计 110KV 及以上电压等级的架空输电线时，要计算短路 电流，以确定电力线对临近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。 5

30、) 确定分裂导线间隔棒的间距。在 500KV 配电装置中，普遍采用分裂导线 18 / 48 做软导线。当发生短路故障时，分裂导线在巨大的短路电流作用下，同 相次导线间的电磁力很大，使导线产生很大的张力和偏移，在严重情况 下，该张力值可达故障前初始张力的几倍甚至几十倍，对导线、绝缘 子、架构等的受力影响很大。因此，为了合理的限制架构受力，工程上 要按最大可能出现的短路电流确定分裂导线间隔的安装距离。 (6)短路电流计算还有很多其他目的，如确定中性点的接地方式，验算接地 装置的接触电压和跨步电压，计算软导线的短路摇摆，输电线路分裂导 线间隔棒所承受的向心压力等。 5.3短路电流的计算步骤 5. 3

31、. 1系统图与等值电路图 待设计变电所与电力系统的连接情况如图5-1所示，220KV系统视为无穷 大电源系统，系统电抗忽略不计,110KV系统电抗XS待建变电所将来确定为单 元供电。按两台主变并列运行进行短路电流计算，系统等值电路图如下图5-2所 示： 220KV 56KM 宜宜吏 华支变 1102 ? X& llOkv j Xt 35kv X於 / k2 、 35kv ? Xt3- 10kv lOkv 图5-2 5.3.2宜宣变供电的短路电流计算 SjAU k% i Sj ! Sn =5000kvA X =X0I 2 XT*K - Ui1 2100Sn Sj =100MVA UK% =0.7

32、5 Sk=2000MVA Ij 110= J00=0.5KA Ij U3 15 35=100=1.561KA Ij .3 37 10=100=5.77KA .3 10.5 UT12% =10.5 UT13% =17.5 UT23% = 6.5 计算各元件的参数标么值： s 线路：XL1 =X1L1=0.4 56=0.169 U1115 11 Ut2%( Uti2% Ut23% Uti3%) = (10.5 6.5 -17.5) -0.25 22 11 Ut3%( Ut23% Ut13% -Ut12%)-(17.5 6.5 -10.5) = 6.75 22 XT1 Ut1% 100 Sj SN

33、10.75 X 100 100 50 = 0.215 Xt2 ,込% 100 Sn T1 必型0.005 10050 Xt3U S 100Sn 6.75 100 10050 = 0.135 当在K1处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为：Xk1.二Xl1, 0.169 短路电流周期分量的有名值 / lJ110.5 XK1 0.169 = 2.96(KA) 冲击电流 iimp =2.251 =2.25 2.96=6.66(KA) 短路全电流最大有效值 Iimp -1.5I 11 -1.5 2.96=4.44(KA) 短路容量算法 SK1 3Un|3 110 2.96 = 459.7(

34、MVA) 当在K2处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为： Xk2*=XL1. 0.5 (XT1XT2)=0.169 0.5 (0.215-0.005)=0.274 短路电流周期分量的有名值 / IJ351.56 Xk20.274 -5.69(KA) 冲击电流 iimp =2.251 =2.25 5.69=12.81(KA) 短路全电流最大有效值 Iimp =1.51 =1.5 5.69 =8.54(KA) 短路容量算法 g ：L3Un| = 3 35 5.69 = 344.53(MVA) 当在K3处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为： 0.344 XK歹=XL1O.

35、5(XT1XT2“) =0.169 0.5 (0.215 0.135) 短路电流周期分量的有名值 IJ105.5 I15.99( KA) X0.344 冲击电流 iimp =2.251 =2.25 15.99 = 35.97(KA) 短路全电流最大有效值 limp =1.51 =1.5 15.99 =23.99( KA) 短路容量算法 SK3 二. 351 = . 3 10 15.99 = 276.95(MVA) 5.3.3华支变供电的短路电流计算 短路电流计算图如下图所示: SN 二 5000kvA X 二 Xl 包 U1 Xt 5% Sj 100 Sn SK=2000MVA Sj =100

36、 MVA Uk% =0.75 Ij 110= 100 、3 115 =0.5KA Ij 35=00=1.561KA Ij 3 37 10=100 一 =5.77KA .3 10.5 Ut12 % =10.5U T13 % =17.5U T23 % =6.5 计算各元件的参数标么值： 系统： XS_SK _ 2000 一 0.05 线路： Xl2，X丄2 j2 =0.4 36 10(2 = 0.109 U121152 、 1 1 变压器： Uti %( Ut12% Uti3% -UT23%) = (105 J7.5 - 6.5) = 10.75 2 12 2 1 1 UT2% = ( Ut12%

37、 UT23% -Ut13%) (10.5 6.517.5)汗-0.25 22 11 Ut3%( Ut23% Uti3% -Uti2%) (17.5 6.5 -10.5) 6.75 22 Uti% Sj 10.75 100 XTi X X 0.215 100 Sn 100 50 Ut% Sj -.025 100 XT2 1 :X 0.005 100 Sn 100 50 XT3 = Ut3% 100 Sj Sn 6.75 100 10050 -0.135 当在KI处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为：XKi.y XL2. Xs. = 0.109 - 0.05 =0.114 短路电流周

38、期分量的有名值 / |Jiio 0.5 Xki0.114 -4.39( KA) 冲击电流 iimp =2.251 =2.25 4.3 9.87(KA) 短路全电流最大有效值 Iimp =1.51 =1.5 4.39=6.59(KA) 短路容量算法 Ski 二 3Un| :110 4.39 = 835.42(MVA) 当在K2处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为: XK2* =Xl20.5(Xti XT2)=0.109 0.5 (0.215 0.005) = 0.214 短路电流周期分量的有名值 |J351.56 I7.29(KA) Xk2“0.214 冲击电流 iimp =2.2

39、51 =2.25 7.29 = 16.40(KA) 短路全电流最大有效值 limp =1.51 =1.5 7.29 =10.94(KA) 短路容量算法 Sk2 .3Un|3 35 7.29=441.41(MVA) 当在K3处发生三相短路时： 电源至短路点的总电抗的标么值为： XK3* =XL2 0.5(XT1XT2)=0.109 0.5 (0.215 0.135) =0.284 短路电流周期分量的有名值 / |J1o _ 5.5 Xk30.284 = 19.37(KA) 冲击电流 iimp =2.251 =2.25 19.37 = 43.58(KA) 短路全电流最大有效值 Iimp =1.51

40、 =1.5 19.37 =29.06(KA) 短路容量算法 Sk 3 = 3Un| J ；3 10 19.37 二 335.10(MVA) 5.3.4短路电流计算结果表 宜宣变短路电流计算结果表: 短路点 短路电流周 冲击电流 全电流 短路容量 期分量有名 值I KA iimp KA I imp KA SMVA K1 2.96 6.66 4.44 459.7 K2 5.69 12.81 8.54 344.53 K3 15.99 35.97 23.99 276.95 华支变短路电流计算结果表: 短路点 短路电流周 期分量有名 值KA 冲击电流 iimpVKA 全电流 imp KA 短路容量 S

41、31.5(3S 额定开断电流KA 4.39 31.5 2)额定电压的选择为：Ue =110KV _Uew =110KV 动稳定的校验条件：4 = 9.87乞idw = 80 KA (6热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： Qdt i ：-1说=4.392 0.63 = 12.14 KA2 s Qr = |t2t =31.52 3 =2976.75 KA2 s 故：Qr =2976.75KA2 s - Qdt =12.14KA2 s SFMkt11

42、0/2000的断路器，可满足技术条件要求 6.3.2 35kV侧断路器的选择 1)预选LW8-40.5的断路器 表5-1 LW8-40.5断路器参数 型号 工程 LW8-40.5 计算数据 技术参数 额定电压kV) 35 35 额定电流A 628 1600 动稳定电流KA 16.40 63 热稳定电流KA) 7.29(0.63S 25(4S 额定开断电流KA) 7.29 25 V2)额定电压的选择为：Ue =35KV _Uew =35KV 3)额定电流的选择为： Imax=Pn=Sn = 38.28 1.05 =0.628KA,故：le = 1600A _ 628A v3U ac COS 咄瓦

43、 ac 、；3 汉 37 4)额定开断电流的检验条件为：I t= I =7.29KA乞lek二25KA (5动稳定的校验条件：ich = 16.40 Gdw =63KA (6热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： Qdt = I ：2tima 二 7.292 0.63 二 33.48 KA2 s Qr=|t2t=252 4 =2500 KA2 s 故：Qr =2500KA2 s - Qdt =33.48KA2 s LW8-40.5的断路器，可满足技

44、术条件要求 6.3.310kV侧断路器的选择 1)预选ZN12-10的断路器 表5-1 ZN12-10断路器参数 型号 工程 ZN12-10 计算数据 技术参数 额定电压kV) 10 10 额定电流A 648 1250 动稳定电流KA) 43.58 80 热稳定电流KA) 19.37(0.63S 31.5(4S 额定开断电流KA) 19.37 31.5 2)额定电压的选择为：Ue =10KV _Ue10KV 3）额定电流的选择为： Imax=Pn= Sn=11.2.05=0.648KA,故：J = 1250A _ 648A l3UacC0S 血ac J3S0.5 4）额定开断电流的检验条件为：

45、I t= I =19.37K动稳定的校验条件：G =43.58乞idw -80KA 6热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVU短路电流热稳定电流为： Qdt =1 rtima -19.372 0.63=236.37 KA2 s Qr = It2t = 31.52 4 = 3969 KA2 ” s 故：Qr =3969KA2 s - Qdt -236.37KA2 s ZN12-10的断路器，可满足技术条件要求 6.4隔离开关的选择 隔离开关的用途: V1）倒闸操作，投入备用

46、母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开 关配合断路器，协同操作来完成 2）隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压 隔离，以确保检修的安全。 20(4S 2)额定电压的选择为：Ue =110KV _Uew =110KV 3)额定电流的选择为： 1 max Pn Sn 3U ac cos , 3U ac 2 50 3 115 1.05 =0.527KA,故：le = 1250A_527A (4动稳定的校验条件：G二9.87乞idw二50 KA (5热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=

47、0.6+0.03=0.63s 110KVU短路电流热稳定电流为： 22 2 Qdt = I ：tima = 4.390.63 = 12.14 KA s Qr=|t2t=202 4 =1600 KA2 s 故：Qr =1600KA2 s - Qdt =12.14KA2 s 根据上述计算110kV可选用：GW牛1102000的隔离开关，可满足技术 条件要求。 6.4.2 35kV侧隔离开关的选择 20(4S V2)额定电压的选择为：Ue =35KV _Uew =35KV 3)额定电流的选择为： I max Pn 3U ac COS 、3U ac S38 28 n -1.05 =0.628KA,故：

48、I e = 1250A _ 628A 3 37 (4动稳定的校验条件：4 =16.4oGdw =50KA (5热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： 2 2 2 Qdt = I ： ： tima = 7.290.63 = 33.48 KA s Qr=lt2t=202 4 =1600 KA2 s Qr =1600KA2 s - Qdt =33.48KA2 s 根据上述计算35kV可选用：GW4-35125啲隔离开关，可满足技术条件要 求。 6.4.3

49、 10kV侧隔离开关的选择 1)预选GN2-102000的隔离开关 GN2-102000的隔离开关参数 型号工程 GN2-102000 计算数据 技术参数 额定电压kV) 10 10 额定电流A) 648 2000 动稳定电流kA) 43.58 85 热稳定kA) 19.37(0.63s 36(4s V2)额定电压的选择为：Ue =10KV _Uew =10KV 3)额定电流的选择为： ps 112 Imax=n=n=1.05=0.648KA,故：Ie = 2000A _ 648A 3UacC0S，3Uac 3 10.5 (4动稳定的校验条件：G二43.58乞idw二85 KA (5热稳定的校

50、验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： Qdt = I ：气ma -19.372 0.63 = 236.37 KA2 s 2 2 2 Qr = It t =364 =5184 KA s 故：Qr = 5184KA2 s - Qdt 二 236.37KA s 根据上述计算10kV可选用：GN2-1(的隔离开关，可满足技术条件要求。 6.5电流互感器的选择 6.5.1、110kV进线及母联电流互感器选择： 预选LB7-110型号 额定一次电流A) 额定电压KV

51、4s热稳定电流 有 效值kA) 动稳定电流 峰值， kA) 1200 110 31.5 80 LB7-110型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数: 额定电流比 :准确级次 额疋二次负载 准确限值系数 1200/5 ：0.5 50 20 1)额定电压的选择为：Ue =110KV _Uew =110KV 2)额定电流的选择为: 1 max Pn 3U ac COS 3U Sn = 250i.o5=o.527KA,故：|e ac 3 115 = 1200A_527A (3动稳定的校验条件：4二9.87 Idw = 80 KA (4热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断

52、路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： 2 2 2 Qdt = I ：tima = 4.390.63 = 12.14 KA s Qr = |t2t =31.52 4 =3969KA2 s 故：Qr =3969KA2 s - Qdt =12.14KA2 s 经校验所选的电流互感器附合要求。 6.5.2、35kV进线及母联电流互感器选择 预选LB7-35型号 额定一次电流A) 4s热稳定电流 有效值kA) 动稳定电流 峰值，kA) 1250 31.5 40 LB7-110型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数:

53、 额定电流比 准确级次 额疋二次负载 准确限值系数 500/5 0.2 40 20 V1)额定电压的选择为：Ue =35KV _Uew =35KV 2)额定电流的选择为: 1 max Pn 3U ac cos, 3Uac -.3 S38 28 n1.05 =0.628KA,故：I e = 1250A _ 628A 37 (3动稳定的校验条件：ich = 16.40乞idw二40 KA (4热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时 间to=0.03s,则 tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110K则短路电流热稳定电流为： 2 2 2 Qdt =

54、 I ： ： tjma 二 7.290.63 = 33.48 KA s 2 2 2 Qr = |t t =31.54 = 3969 KA s Qr = 3969KA2 s - Qdt 二 33.48KA2 s 经校验所选的电流互感器附合要求。 6.5.3、10kV进线及母联电流互感器选择 预选LZZBJ9-10型号 额定一次电流A) 1s热稳定电流 有效值kA) 动稳定电流 峰值，kA) 2500 100 80 LZZBJ9-10型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数: 额定电流比 准确级次 额疋一次负载 准确限值系数 2500/5 0.5 40 20 V1）额定电压的选择为：Ue JOK

55、V _Uew JOKV 2）额定电流的选择为： Imax=Pn= Sn =11.2.05=0.648KA,故：le = 2500A _ 648A *3UacCOS3U ac 动稳定的校验条件：iCh二43.58乞idw二80 KA (4热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间 时间to=0.03s,贝则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s 110KVW短路电流热稳定电流为： 2 2 2 Qdt = I ： ： tima 二 19.372 0.63 二 236.37 KA - s 2 2 2 Qr =|t t =1001 -10000 KA s 故：

56、Qr = 10000KA2 s - Qdt 二 236.37KA2 s 经校验所选的电流互感器附合要求。 第4章继电保护的配置 4.1继电保护的基本知识 在变电所的设计和运行中，当电力系统发生故障和不正常运行的可能性， 如设备的相间短路、对地短路及过负荷等故障。 为了保证用户的可靠供电，防止电气设备的损坏及事故扩大，应尽快地将故障 切除。这个任务靠运行人员进行手动操作控制是无法实现的，必须由继电保护 装置自动地、迅速地、有选择性地将故障设备切除，而当不正常运行情况时， 要自动地发出信号以便及时处理，这就是继电保护的任务。 4.2 线路的继电保护配置 4.2.1 110kV 侧继电保护配置 1.

57、 反映相间短路的保护配置：装设相间短路后备保护 相间距离保护）和 辅助保护 电流速断保护） 2. 反映接地短路的保护配置：对110kV ,装设全线速动保护。 3. 距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的， 较少受运行方式的影响，在110220kV电网中得到广泛的应用。 故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段 保护范围为本线路长度的80%-85 %, TI约为0.1S，第二段的保护范围为本 线路全长并延伸至下一线路的一部分， T U约为0.5 0.6S，距离第一段和第二 段构成线路的主保护。距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远 后备保护，

58、和本线路第一段和第二断保护的近后备。 110kV以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网，在中性点直接接地电 网中，当线路发生单相接地故障时，形成单相接地短路，将出线很大的短路电 流，所以要装设接地保护。 4.2.2 35kV 、10kV 侧继电保护配置 从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在35kV、10kV则 无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远后 备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到运后备作用，还必 须装设第三套电流保护，即定时限过电流保护。 4.3 变压器的继电保护 变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性

59、和系 统的正常运行带来研总的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元 件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的 继电保护装置。 变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障，油箱内部故障包括相 间短路，绕组的匝数短路和单相接地短路，外部故障包括引线及套管处会产生 各相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷 引起的过电流油面降低和过励磁等。 对于上述故障和不正当工作状态，根据DL400-91 继电器保护和安全起 动装置技术规程的规定，变压器应装设以下保护： 1、瓦斯保护 为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的保护。它反应于油箱 内

60、部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开 变压器各侧电源断路器。 2、纵差动保护或电流速断保护 为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组 和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速动保护。 3、纵差动保护适用于 并列运行的变压器，容量为 6300KVA 以上时；单独运行的变压器，容量为 10000KVA以上时；发电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为 6300KVA以上时。电流速断保护适用于1000KVA以下的变压器，且其过电流保 护的时限大于 0.5S 时。 4、过流保护 过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定