平顶山工学院毕业设计(论文)

1、平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 1 -绪绪 论论毕业设计是专业学习的一个重要组成部分,做毕业设计的目的是通过设计实践,综合所学知识,贯彻学习我国电力工业有关的方针政策,培养理论联系实际,独立分析解决问题的能力。在本次设计中,首先温习了相关内容和有关学习资料,熟悉了设计中各个项目的要求和方法步骤,然后再进入实际设计阶段,力争做到有根据,有过程,有论证,简洁明快,条理清晰。.电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电

2、机） ，变换（变压器，整流器，逆变器） ，输送和分配（电力传输线，配电网） ，消费（负荷） ；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。我国目前电力工业的发展方针是：1.在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。2.电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。3.发挥水电优势，加快水电建设。4.建设大型矿口电厂，搞好煤，电，运平衡。5.在煤，水能源缺乏地区，有重点有步

3、骤地建设核电厂。6.政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。7.因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。8.节约能源，降低消耗 9.重视环境保护，积极防止对环境的污染。变电所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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：1.枢纽变电所枢纽变电所 位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为 330500kV 的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。2.中间变电所中间变电所 高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集 23 个电源，电压为

4、220330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。3.地区变电所地区变电所 高压侧一般为 110220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。4.终端变电所终端变电所 在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要

5、求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 2 -后，虽然继电器以被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词，则指各种具体的装置。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20 万 MW 及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化

6、系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 3 -目目 录录1 1 ZYB110KVZYB110KV 变电站电气一次部分设计变电站电气一次部分设计 .- - 5 5 - -1.1 电力系统及变电所总体分析 .- 5 -1.1.1 电力系统分析 .- 5 -1.1.2 变电所总体分析 .- 5 -1.1.3 负荷分析 .- 5 -1.2 电气主接线设计 .- 6 -1.2.1 主变选择 .- 6 -1.2.2 电气主接线设计的基本要求 .- 7

7、-1.2.3 电气主接线中考虑的基本问题 .- 8 -1.2.4 各电压级主接线型式选择 .- 8 -1.2.5 中性点接地方式选择 .- 9 -1.2.6 所用电选择 .- 10 -1.2.7 无功补偿 .- 11 -3 无功补偿容量及电容器接线方式.- 11 -1.3 短路电流计算 .- 12 -1.4 电气设备选择 .- 13 -1.4.1 电气设备选择的原则 .- 13 -1.4.2 电气设备选择的任务 .- 14 -1.4.3 正常运行时最大电流的计算 .- 14 -1.4.4 电气设备选择一览表 .- 15 -1.4.5 电气设备的校验 .- 17 -1.6 配电装置及总平面布置设

8、计 .- 21 -1.6.1 配电装置设计原则 .- 21 -1.6.2 各电压级配电装置选择 .- 22 -1.6.3 总平面布置设计注意事项 .- 23 -1.7 防雷设计 .- 24 -1.7.1 防雷设计原则 .- 24 -1.7.2 雷电侵入波保护 .- 26 -1.7.3 防雷设计计算结果 .- 27 -2 2 ZYB110KVZYB110KV 变电站电气二次部分设计变电站电气二次部分设计 .- - 2727 - -2.1 主变压器保护 .- 27 -2.2 线路保护.- 31 -2.2.1 线路保护的配置原则 .- 31 -2.2.2 线路保护的配置 .- 32 -2.2.3 距

9、离保护整定计算 .- 32 -2.2.4 电流保护整定计算 .- 34 -2.3 站用变压器保护.- 40 -2.4 电容器的保护.- 40 -平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 4 -2.4.1 故障类型 .- 40 -附录一附录一 短路电流计算短路电流计算.- - 4343 - -附录二附录二 设计图纸设计图纸.- - 5353 - -摘要.- 59 -平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 5 -1 ZYB110KV 变电站电气一次部分设计变电站电气一次部分设计1.1 电力系统及变电所总体分析电力系统及变电所总体分析1.1.1 电力系统

10、分析电力系统分析本所位于 ZY 市郊区。向市区工业，生活及郊区乡镇工与农业用户供电，属于新建变电站。110kV 侧有市系线与市甲线两回出线，并有两回备用线路。线路回数为：110 规划 4 回本期 2 回；35 规划 7 回，本期 5 回；10 规划 14 回本期 12 回。本所为 110kV 降压变电所，其电压等级为 110kV/35kV/10kV。1.1.2 变电所总体分析变电所总体分析1 地理位置本所位于市郊，毗邻公路，交通便利，周围是城市工业区。2 地形、地貌及地质所址海拔 200 米，地势平坦，非强地震区；全线为黄土层地带，地耐力为 2.4kg/cm2，天然容重 =291cm3，内摩擦

11、角=23，土壤电阻率为 100cm，地下水位值较低，水质良好，无腐蚀性。3 水文、气象年最高气温+40，年最低气温20，年平均气温+15，最热月平均最高温度为+32，最大复水厚度 b=10mm，对大风速 25m/s，属于我国第六标准气象区。4 出线走向线路从系统 II110kV 母线出发至 ZY 变电所南墙上，全长 10km，在距系统II 北墙 0.25、5、8、9、9.8km 处转角 90、25、45、78。1.1.3 负荷分析负荷分析I 类负荷：凡是短时停电将造成人员伤亡或重大设备损坏的负荷，要求任何时候都不停电。II 类负荷：停电造成减产，使用户蒙受较大经济损失的负荷，供电要求可短停电几

12、分钟 。III 类负荷：I、II 类负荷以外的其它负荷，长时间停电不会造成太大的损失。平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 6 - 110kV 侧无负荷。35kV 侧：郊区用电一级负荷占 10%，二级负荷占 60%，水泥厂一级负荷占 30%，二、三级负荷占 4080%，属于较重要负荷。耐火厂一级负荷占15%，二级负荷占 3040%，且有两回备用线。10kV 侧：负荷较多，且一、二级负荷所占比重较大，对供电可靠性要求较高，其中棉纺厂中一级负荷占 40%，二级负荷占 80%；印染厂中一级负荷占 60%，二级负荷占 80%；毛纺厂中一级负荷占 20%，二级负荷占 40%；针

13、织厂中一级负荷占 20%，二级负荷占 40%；柴油机厂中一级负荷占 50%，二级负荷占80%；橡胶厂中一级负荷占 30%，二级负荷占 40%；市区中一级负荷占 40%，二级负荷占 80%；食品厂中一级负荷占 15%，二级负荷占 30%；还有两回备用线。1.2 电气主接线设计电气主接线设计1.2.1 主变选择主变选择1 容量选择（1） 主变容量选择一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 10-20 年发展。对城市变电站，主变容量应与城市规划结合。（2） 根据变电站带负荷性质和电网结构开确定主变容量。一台主变停运时，其余变压器能够满足变电所最大负荷 Sjmax 的 60%

14、-70%或全部 I,II 类负荷。（3） 统计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。2 主变台数的考虑原则（1） 为保证供电可靠性，一般选 2 台及以上。（2） 对规划只装两台主变的变电所，其主变按大于变压器 1-2 两级设计，以便负荷发展更换主变。3 主变容量与台数选择计算35kV 侧最大负荷 远期 Sjmax=0.8(+)=15.112MVA30.93.50.920.920.91.50.92.50.92.50.910kV 侧最大负荷远期Sjmax=0.8 (+*+50.7540.7820.7510.7540.81.50.7240.81.50.81.50.7

15、820.78)=25.42 MVA1.50.78综合最大负荷 Sjs=Kt(Sjs 中+Sjs 低)=0.85（14.175+22.425）=34.4522MVA 平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 7 -4 选择原则 （1）型式 相数：本所最高电压等级为 110KV，等级不高宜选用三相变压器 绕组数：采用三绕组变压器 接 z 线组别：110kVY 型 35kVY 型 10kV型（2）台数：为了保证供电可靠性一般选 2 台，本所选用 2 台（3）容量：按建成后 5-10 年考虑 SN=0.6Sjsmax/(N-1)=20.67MVA按一台主变停运时，其余变压器能够满

16、足变电所最大负荷的 Sjmax 的 60%-70%或全部 I,II 类负荷。SN=(S1+S2 )(N-1)=24.32MVA（4） 选择结果型号：S6-50kVA/10 额定电压：110/38.5/11 空载损耗：38.5kW空载电流：1.31%连接组别 YN-yn-d11 表 11高-中中-低高-低短路损耗138.8115146.5阻抗电压10.56.518外形:692047904940重量:器身 30.4,油 15.2,总重 56.51.2.2 电气主接线设计的基本要求电气主接线设计的基本要求1 可靠性（1）QF 检修时负荷和系统的影响（2）母线检修、母线 QS 检修时，停电回数多少、停

17、电时间长短。（3）母线故障时，停电回路数多少、停电时间长短。（4）全所停电的可能性2 灵活性 电气主接线必须满足调度灵活，操作方便的基本要求，即能灵活地投、切某缜机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故、检修及特平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 8 -殊运行方式下的调度要求，不导致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。3 经济性主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前题下作到经济合理。（1）投资省（2）电能员耗小（3）占地面积小4 扩建性根据负荷发展需要，可能需要扩建。因此设计主接线堵死扩建。1.2.3 电气主接线中考虑的基本问题电气主接线中考虑

18、的基本问题1 变电所在系统中的地位和作用 变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应，该变电所用于连接两个系统 S1和 S2，供电可靠性要求高，所以其电气主接线应采取可靠性高的接线形式，该所属一般变电所。2 分期和最终的建设规模变电所分句 510 年电力系统发展规划进行设计，一般装设两台（组）主变压器。3 电压等级和出线回路数 110kV 本期 2 回，远景发展 4 回； 35kV 本期 5 回，远景发展 7 回； 10kV 本期 12 回。远景发展 14 回。4 接入系统的方式 该变电所通过线路直接与系统 2 联系，而同系统 1，中间则还经过了甲变电所。5 所址条件本所位于 ZY

19、 市近郊区，海拔 200m，地势平坦，非强震区，属于平原地带。1.2.4 各电压级主接线型式选择各电压级主接线型式选择根据工程手册和前辈们的经验总结,结合本变电所的实际情况(地点位置,作用,负荷性质,出线情况).作出以下方案以供选择.110kV:可选用单母线分段, 单母线分段带旁母35kV: 可选用单母线分段, 单母线分段带旁母10kV: 可选用单母线分段或双母线并可考虑加装旁路母线平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 9 -方案比较:110kV 和 35kV 和 10kV 表 1-2 方案比较单母线分段单母线分段带旁母可靠性简单清晰,一段母线故障可保证正常段供电检修

20、屮线 DL 时不致中断该线路的供电,提高了靠性灵活性运行操作简便,且有利于扩建具有足够的灵活性,易于扩建经济性设备少,占地小设备较多,占地较大投资较高接 线 简 图综合比较:110kV 选用单母线分段带旁母35kV 选用单母线分段带旁母10kV 选用单母线分段带旁母1.2.5 中性点接地方式选择中性点接地方式选择1 变压器的 110kV 侧采用中性点直接接地方式根据电气设计手册 I第 27 节中关于“主变压器中性点接地方式”的规定，电力网中性点的接地方式，决定了主变压器的中性点的接地方式。变压器中性点接地点的数量应使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比 X0/X13，以使单相接地时全

21、相上工频电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；X0/X11.5 以使单相接地时短路电流不超过三相短路电流.所有普通变压器的中性点都经隔离开关接地,以使运行调度灵活选择接地点.选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成中性点不接地的系统.2 主变压器 663kV 多用中性点不接地或经消弧线圈接地方式663kV 电网多采用中性点不接地方式,但当单相接地故障电流大于 30A( 610kV 电网)或 10A(2063kV 电网)时,中性点应经消弧线圈接地,用消弧线圈接地时应注意:消弧线圈应由系统统筹规划,分散布置,应避免整个电网中只装一台消弧线圈,也应避免在一个变电所中装设多台消弧线圈,在任何运行方式

22、下,电网不得失去消弧线圈的补偿。平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 10 -在变电所中,消弧线圈一般装在变压器中性点上 610kV 消弧线圈也可装在调相机的中性点上.当两台主变压器合用一台消弧线圈时,应分别经隔离开关与变压器中性点相连.3 设计原则110KV 侧中性点直接接地（一台接地）635KV 侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地单相接地电容电流大于等于 30A（610KV）或 10A（35KV）时采用消弧线圈4 计算方法架空线路的电容电流可按下式估算:3(2.73.3)10CIUeL2.7系数,适用于无架空地线的线路 3.3系数,适用于有架空地线的线路厂所母线增

23、加的 IC%值6kV 18%10kV 16%35kV 13%35kV 33.31013.398CIUeLC(1I %)15.14CZCII10kV33.3101.1385CIUeL C(1I %)1.32CZCII消弧线圈的补偿容量按下式计算:1.354133NCUQIKVA其中 K系数,过补偿取 1.35 UN电网或发电机回路的额定线电压(kV) IC电网或发电机回路的电容电流(A) 消弧线圈型式选择：油浸自冷式 XDJ 35KV 侧加消弧线圈 XDJ-550-35平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 11 -1.2.6 所用电选择所用电选择1 设计原则（1）所用电

24、负荷一般都比较小，其可靠性不如发电厂高；（2）小型所用变大多只装一台所用变压器；（3）大中型变电所或装有调相机的变电所，通常装设两台所用变；（4）接线方式一般选用单母线分段。2 所用电源数量的确定 规范第 3.3.1 条 在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同的互为备用的所用变压器。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用、所用电源时，亦可装设一台所用变压器。当 35kV 变电所只有一回电源进线及一台主变压器时，可在电源进线之前装设一台所用变压器。3 所用电源的引接方式 所用电源的引接方式有以下几种情况：（1）当有发电机电压母线时发电机电压母线为 6.3kV 时，一般用电抗器从主母线

25、引接一个备用电源。当电厂有与电力系统连接的 35kV 母线时，根据装机容量及其在系统中的作（如 6.3kV 主母线上的发电机总容量超过系统容量的 20时） ，为了在全场停电时迅速取得的备用电源，也可由 35kV 母线引接。发电机电压母线为 10.5kV，并具有两个电源（包括本厂电源）的 35kV母线时，可有 10.5 或 35kV 母线引接，决定于技术经济比较。如无 35kV母线或 35kV 母线上仅有一个电源时，则应由 10.5kV 主母线引接一个备用电源。（2）发电机与主变压器单元接线。（3）大容量机组安装在断路器出口4 变压器选择台数：2 台型式：油浸自冷式容量选择标准：Se 大于等于

26、K1P1+P2 K1：系数 P1 动力负荷 P2 照明负荷5 所用电源数量的确定 规范第 3.3.1 条 在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同的互为备用的所用变压器。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用、所用电源时，亦可装设一台所用变压器。当 35kV 变电所只有一回电源进线及一台主变压器时，可在电源进线之前装设一台所用变压器。6 本所的选择结果 型式：油浸自冷式 S6-50kVA/10 阻抗电压 2.5% 台数：2 台平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 12 -1.2.7 无功补偿无功补偿无功补偿方式有两种：即高压集中补偿和低压分散补偿本所是地区变

27、电所采用 10KV 侧补偿方式1 补偿装置分类：串联补偿装置和并联补偿装置。2 补偿作用（1）对 110kV 及以下电网中的串联电容补偿装置：用以减少线路电压降，降低受端电压波动，提高供电电压，在闭合电网中，改善潮流分布，减少有功损耗。（2）在变电所中，并联电抗补偿装置常接在主变压器的低压侧，对调相机，并联电容补偿装置和静止补偿装置都直接连接或通过变压器并接于需补偿无功的变电所、换流站的母线上，也可连接在变电所 110kV 电压母线上。（3）补偿装置设置于发电厂、变电所、配电所、换流站或开关站中大部分连接在这些厂站母线上，也有的补偿装置是关联或串联在线路上。3 无功补偿容量及电容器接线方式根据

28、并联电容器装置设计技术规程SDJ25851.0.2 条 电容器装置的设计须执行国家的技术经济政策，并根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等合理地选择接线方式，布置型式和控制、保护方式，做到安全可靠、经济合理和运行检修方便。1.0.3 条 电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对 35110kV 变电所中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则，可按主变压器容量的 10%30%考虑。4 并联电容器的选择1容量：主变容量的 10%30% 22510%=5000KVA2台数： 100ZDQnQ 选单 Y 型 取三的倍数即 102 台

29、3型式 BWF211/350BWF 1.3 短路电流计算短路电流计算1 根据电力工程电气设计手册知，短路计算的目的为:1.电气主接线比选2.选择导体和电器平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 13 -2 选择继电保护装置及进行整定计算3 短路电流计算结果详细计算见附录 表 1-3 短路电流计算结果电压短路点I”ItkI0.5tkIish110KVK146704750475047901191035KVK2469047504750475011960K3116701167011670116702976010KV9040904090409040904023050平顶山工学院毕

30、业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 14 -1.41.4电气设备选择电气设备选择1.4.1 电气设备选择的原则电气设备选择的原则1 选择导体和电器的一般原则（1）应力求技术先进、安全适用，经济合理（2）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。（3）按当地环境条件校核（4）应与整个工程的建设标准协调一致（5）选择的导体品种不宜太多（6）选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格2 选择导体和电气设备的技术条件： 在选择导体和电气设备是都是按照正常条件选定，按照短路条件校验。（1）按照长期工作条件选择：导体和电气设备选择技术规定第 1

31、.1.3 条规定：选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的持续工作电流，用公式表示如下：UalmUsm 式中 Ualm电器的最高工作电压，取 1.15 UN Usm电网的最高运行电压，取1.1 UNS实际上当满足 UNUNS时即可满足上述要求。导体和电气设备选择技术规定第 1.1.4 条规定：选用的导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开关断路器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能的持续工作电流的要求。用公式表示为： 在选择导体时： IalImax 在选择电器时： INImax式中 Ial导体的长期允许电流 IN导体的额定电流 Imax在各种合理运行方式下

32、最大持续工作电流 在断路器、隔离开关、空气自然冷却限流电抗器等电器各部分的最大允许发热温度不超过交流高压电器在长期工作时的发热GB76374 所规定的数值情况下，当这些电器使用在环境温度高于+40（但不高于+60）时，环境温度每增高 1，减少额定电流 1.8%；但使用在环境温度低于+40时，环境温度每降低 1，增加额定电流 0.5%，但其最大过负荷不得超过额定电流的20%。（2）按照经济电流密度选择导体 按照经济电流密度选择导体截面可使得年计算费用最低。对应不同种类的平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 15 -导体和不同的最大负荷利用小时数 Tmax ，将有一个年计

33、算费用最低的电流密度，称为经济电流密度 J，导体的经济截面 S = Imax / J 上式中Imax正常工作时的最大持续电流。根据导体和电器选择技术规程第 2.1.6 条规定，除配电装置的汇流母线以外较长导体的截面应按照经济电流密度来选择，选择后应按照长期发热来校验。根据导体和电器选择技术规程第 2.3.1 条规定 20kV 及以下回路的正常工作电流在 4000A 及以下时，宜选用矩形导体，在 40008000A 时，宜选用槽形导体。110kV 及以上高压配电装置，当采用硬导体时，宜用铝合金管形导体，也可选用软导体，如钢芯铝铰线，组合导线等。1.4.2 电气设备选择的任务电气设备选择的任务1

34、导体和绝缘子（各电压级汇流主母线、主变引下线、出线及与之相应的绝缘子）2 断路器、隔离开关、熔断器（选择校验）3 电压互感器、电流互感器（不做准确级校验）4 穿墙套管5 开关柜1.4.3 正常运行时最大电流的计算正常运行时最大电流的计算1汇流主母线110kV 电压级 Imax=0.38kA2110110 3SeScS35 kV 电压级 Imax=0.25KAmax35 3S10 kV 电压级 Imax=1.47kAmax10 3S2 旁路回路110kV 电压级 Imax=0.118kA180.8110 3平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 16 -35 kV 电压级

35、 Imax=0.25kA3.50.935 310 kV 电压级 Imax=1.47kA2.50.7510 33 主变引下线 Imax=1.05IT110kV 电压级 Imax=0.138kA251.05110 335 kV 电压级 Imax=0.433kA251.0535 310 kV 电压级 Imax=1.52kA251.0510 34 出线 单回线 Imax 等于线路的最大负荷电流 双回线 Imax 等于（1.22）倍线路的最大负荷电流 5 分段回路Imax =1.05IT(0.50.8)35 kV 电压级 Imax=0.80.433=0.35kA10 kV 电压级 Imax=0.81.5

36、2=1.21kA6 10kV 并联电容器Imax=1.3Ic=375.317所用变Imax=1.05IT=1.05=3.031A.5010 31.4.4 电气设备选择一览表电气设备选择一览表温度修正系数裸导体：屋内：该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均温度加班加5 度 屋外：最热月平均最高温度电器 ： 屋内：该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均温度加班加5 度 屋外：年最高温度平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 17 - 导体 K1=0.92alalo70327025 K2=0.860alalo70377025 电器 K1=0.82alalo7040

37、7025K2=0.75alalo70457025导体的经济截面 S = Imax / J选择结果1母线的选择： 表 1-4 母线的选择结果电压级Ial=ImaxK导体 Ks110KV0.413LGJ-150135KV0.29254 矩形导体110KV1.7110010 矩形导体1082旁母的选择 表 1-5 旁母的选择结果 电压级Ial=ImaxK导体 Ks110KV0.128LGJ-35135KV0.074254 矩形导体110KV0.224254 矩形导体13主变引下线 表 1-6 主变引下线的选择结果电压级JS导体 Ial110KV0.91152LGJ-15044535KV0.91476

38、LGJ-40043510KVIal1.65210010 矩形导体108平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 18 -4. 35kV 出线的选择 表 1-7 35kV 出线的选择结果Imax TmaxJS型号载流量郊一00556000096573LGJ-50210郊二006460000966667LGJ-70265水泥厂0073336000096764LGJ-70265耐火厂002756000096286LGJ-351755. 10kV 出线的选择 表 1-8 10kV 出线的选择结果Imax TmaxJS型号载流量棉纺厂03665500096377400835印染厂0

39、2825000104271240610毛纺厂01475000104141120380针织厂0111450011496595330柴油机厂02751000124241240610橡胶厂0115450011510095330市区02752500161718150445食品厂01034000 831702656. 断路器和隔离开关的选择 表 1-9 断路器和隔离开关的选择电压等级断路器隔离开关110kVSW4-110/1000GW5-110D/600-7235kVZN12-35/1250 GN2-35T/1000-70SN10-10/3000GN10-10T/300-16010kVSN10-10/6

40、30GN6-10/6007. 电流互感器和电压互感器的选择 表 1-10 电流互感器和电压互感器的选择CTPT110kVLCWB6-110BJCC2-11035kVLCBW-35JDJJ-3510kVLMC-10JDJ-108. 墙套管的选择 35kV 选择 CWB-35/60010kV 选择 CWB-10/15009.绝缘子的选择 支柱绝缘子 110kV 选择 ZSW2-110/400 35kV 选择 ZSQ1-35/400平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 19 - 10kV 选择 ZSW1-10/400悬式绝缘子 XWP1-16 耐污型 110kV 7 片 3

41、5kV 3 片 10kV 1 片1.4.5 电气设备的校验电气设备的校验1 母线的校验（1） 110kV 母线热稳定校验 短路持续时间为 tk=0.05+0.09=0.14s查运算曲线得Tk0.5tkI10.40.4I21.21.2I0.14=I0.07=0.4I1b+1.2I2b=4.29kA周期分量的热效应Qp=0.14=2.582224.2910 4.294.2912因 t1s,故应计算非周期分量热效应Qnp=2=4.360.2 4.67 Qk=Qp+Qnp=6.94 正常运行时导体的温度0.8542 =60 2m002I()30(7030)axalalI查发电厂电气部分 P115 表

42、4-6 得 C=89满足热稳定的最小截面积为Smin= =28.3150kSQ KC满足热稳定的要求 （2） 35KV 母线热稳定校验 短路持续时间为 tk=0.05+0.1=0.15查运算曲线得Tk0.5tk平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 20 -I101470147I2038038I0.14=I0.07=0.147I1b+0。38I2b=4.63KA周期分量的热效应Qp=0.15=3.2162224.6310 4.634.6312因 t1s,故应计算非周期分量热效应Qnp=4.420.2 4.69 Qk=Qp+Qnp=7.62 正常运行时导体的温度12 =7

43、0 2m002I()30(7030)axalalI查发电厂电气部分 P115 表 4-6 得 C=91满足热稳定的最小截面积为Smin= =32.21000kSQ KC满足热稳定的要求 （3） 10KV 母线热稳定校验 短路持续时间为 tk=0.05+0.09=0.14s查运算曲线得tk0.5tkI10.10310.1031I20.2880.288I0.14=I0.07=0.1031I1b+0.288I2b=11.67KA周期分量的热效应Qp=0.14=2.5822211.6710 11.6711.6712因 t1s,故应计算非周期分量热效应Qnp=2=27.20.2 11.67 Qk=Qp+

44、Qnp=46.12 正常运行时导体的温度0.9462 =66.6 2m002I()30(7030)axalalI查发电厂电气部分 P115 表 4-6 得 C=91满足热稳定的最小截面积为Smin= =88.081 取 1)2)两个中的较小者 Zdz2=5.92平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 36 -(2)动作时间 t=0.5s(3)保护范围 lmin%=5.921.481.254满足要求3 距离 III 段的整定 动作阻抗按躲开最小负荷阻抗整定。Zfmin表示当线路流过最大负荷电流时且母线上电压最低，在线路始端得到计算值，即 Zfmin=Vfmin/Ifmin

45、 一般地，Vfmin=0.9Ve，考滤到外部故障切除后，电机自起动条件下，保护 III 段须立即返回的要求有 Z dz=(1/kkkzqkh)= Zfminmin1113.4fkzqhZk k k 式中 kk可靠系数取 1.2-1.3kzq自起动系数取 1-1.2kh返回系数取 1.05-1.10 灵敏度校验 113.428.442.2.4 电流保护整定计算电流保护整定计算（1）35KV 线路以郊一为例线路阻抗的标幺值 X*=210000.4 122.263 35最大方式下线路末端短路时系统的等效电路为平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 37 - 计算电抗为：Xjs

46、1=1500/10007.64=11.46Xjs2=200/100020.56=4.112 (3)max1150012002.84511.644.112373373I最小方式下线路末端短路时系统的等效电路为 计算电抗为：Xjs1=1300/10007.5=9.75Xjs2=170/100023.49=3.99(3)max1130011702.749.753.99373373I(2)max2.44IKA电流一段Idz1=：kkIdcmax=3.414Idcmax为最大运行方式下，母线三相短路电流。 kk可靠系数，取 1.21.3平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 38

47、 - 动作时限 t1=0s最小方式下线路 15%处短路时系统的等效电路为计算电抗为：Xjs1=1300/10004.97=6.46Xjs2=170/100015.56=2.6453.414(3)max1130017015%0.384.146.46373373I校验：按最小保护范围与全长百分比是否大于 15%来判定。因为3.414(3)max1130017015%0.384.146.46373373I所以满足要求线路末端加一变压器 Se-6300/35 7.5%U*10000.07511.96.3X 变压器后短路时平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 39 -计算电抗为

48、：Xjs1=1500/10005.26=7.9Xjs2=200/100038.1=7.62(3)max1150012003.377.97.62373373I(3)max3.71dzKIK I2.440.663.71lmK不满足要求电流三段 定时限过电流保护max0.055fIKAmax0.093kzqdzfhK KIIKAK灵敏度为 2.4426.20.093lmK(2)10KV 线路以棉纺厂为例线路阻抗的标幺值 X*=210.50.4 3.50.1541000最大方式下线路末端短路时系统的等效电路为 平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 40 -计算电抗为：Xjs1

49、=1500/10006.67=10Xjs2=200/100017.96=3.59 (3)max11500120011.3103.59373373I最小方式下线路末端短路时系统的等效电路为 计算电抗为：Xjs1=1300/10006.57=8.545Xjs2=170/10003.5=3.5(3)max11300117011.138.5453.5373373I(2)max9.64IKA电流一段Idz1=：kkIdcmax=13.56Idcmax为最大运行方式下，母线三相短路电流。 kk可靠系数，取 1.21.3 动作时限 t1=0s最小方式下线路 15%处短路时系统的等效电路为计算电抗为：Xjs1

50、=1300/10006.4=8.32Xjs2=170/100020.1=3.42(3)max11300117015%11.338.323.42373373I校验：按最小保护范围与全长百分比是否大于 15%来判定。因为13.56(3)max11300117015%11.338.323.42373373I平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 41 -不满足要求 所以采用线路变压器组保护线路末端加一变压器T-4000/10 5.5%U*10000.05513.84X 最大方式下变压器后短路时系统的等效电路为计算电抗为：Xjs1=1500/100025.6=38.4Xjs2=

51、200/100067=13.4(3)max1150012002.9638.413.410.5310.53I电流一段Idz1=：kkIdcmax=3.256Idcmax为最大运行方式下，母线三相短路电流。 kk可靠系数，取 1.21.3 动作时限 t1=0s灵敏度为 9.642.963.46lmK电流三段定时限保护max0.366fIKAmax0.568kzqdzfhK KIIKAK灵敏度为 平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 42 - 9.6411.970.568lmK 2.3 站用变压器保护站用变压器保护站用变压器型号S6-50kva/1010KV 电力变压器属小

52、型变压器，一般没有过电流保护、分定时限保护和反时限保护两种。Ie=Se /Ue =50/1.05=2.89A33由于变压器的额定电流较小，直接用熔断器进行保护即可。熔断器电流为 Ik=1.8Ie=5.202采用 RN1 型熔断器2.4 电容器的保护电容器的保护2.4.1 故障类型故障类型对地 10kV 及以上电压级的并联补偿电容器，有以下常见故障1）电容器组与断路器之间的接线短路2）电容器内部故障及引出线故障3）电容器组某一电容器切除时，其余电容器上电压升高可能超过允许值。4）电容器整组过电压5）母线残压6）电容器单相接地故障2.4.2 不同故障应装设的保护不同故障应装设的保护（1）应装设无时

53、限或带时限的电流保护动作于跳闸。（2）采用下列保护之一：a.如果电容器台数较多，可接电容器容量的大小和溶断器的断流容量将电容器分组，在每组装设熔断器。b.将电容器分成两组，装设横差保护、动作于跳闸。平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 43 -（3）装设横联差动保护或利用电容器组内部故障而动作的横差保护。装置未超过允许值，可作用于信号，超过允许值作用于跳闸。（4）对单相接地故障，根据具体条件装设单相接地保护2.4.3 保护的计算整定保护的计算整定1)定时限过电流保护（段、整组保护）Ie=Q/*UN=4.55A nlh=20/53一组电容器额定电流为Iec=3*Ie=1

54、3.65 Idzjg=KkKbwKjxIec/KfnCH =1.25*1.25*1* Iec/0.8*4 =6.66A 其中 Kbw波纹系数 Iec电容器额定电流 T=0.2-0.5s最小运行方式下两相短路电流为 Imin(2) =Imin(3) */2=697A3 Klm=697/6.66=104.651.25 满足要求2)限时电流速断（I 段）整组保护Idzjs=（2-2.5）Idzjg=2.5*6.66 =16.65A Klm= I(2)dmin/ Idzjs=697/16.65=41.871.25 满足要求t=0.2s 以上两种保护主要用来作为相间短路的保护3）定时限过电压保护 Vdz

55、j=110-115V tgg30s平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 44 -4)低压保护（电流闭锁保护） 动作电压 Vdzj=50-60V 动作电流 Idzj=(0.2-0.5) Iec/nCH =0.5*100/*10.5*200=0.014A35)零序电流保护（单三角接线） 反应单三角内部故障，按躲三相不平衡电流计算 Idzj=KkKbp/ nCH=0.15 Iec/nCH Iec每相电容器的额定电流 T=0.2s6)零序电压保护（单星型） Vdzj=0.15Ve/npt/10-15V T=0.2s平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计-

56、 45 -附录一附录一 短路电流计算短路电流计算 一、计算步骤1短路计算点 各电压级汇流母线处2求计算用的参数 1.基本值的选取：Sb=1000MVAUb=Up 平均电压（115/37/10。5）2.各元件参数标幺值 发电机 1 1*10000.60.41500GX1*10000.650.51300GX 发电机 2 2*10000.73.5200GX 2*10000.754.412170GX 线路 *2150010 0.40.3115Xl *2150050 0.41.5115Xl *2150070 0.42.1115Xl 变压器 11000(10.5 186.5)%4.425X 21000(1

57、0.56.5 18)%0.2025X 31000(186.5 10.5)%2.825X 所用变压器 224221111010002.5%500.51110.5X 3网络化简求转移电抗4求相应的计算电抗5查运算曲线6求短路电流有名值7求冲击电流及其它电流二、计算经过平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 46 -1画出系统最大运行方式下的等效电路进一步化简为：（1）当变电所 110KV 母线短路时计算化简过程对系统等效电路进行化简平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 47 -tk=5.1s 0.5tk=2.55s计算电抗为：Xjs1=1500/1

58、0001.525=2.2875 Xjs2=200/10004.1=0.82查运算曲线得：0stk0.5tk1*I0.450.460.460.462*I1.21.281.281.32基准值：I1b=1500/(1.732115)=7.531 I2b=200/(1.732115)=1.0短路值：Id= 0.45I1b+1.2I2b=4.67KA Itk= I1/2tk= 0.46I1b+1.28I2b=4.75KA I=0.46I1b+1.32I2b=4.79KA ish=2.55Id=11.91KA（2）当变电所 35KV 母线短路时计算化简过程 平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工

59、学院毕业设计- 48 -tk=3.6s 0.5tk=1.8s计算电抗为：Xjs1=1500/10004.54=6.8 Xjs2=200/100012.22=2.45查运算曲线得：0stk0.5tk1*I0.1470.1470.1470.1472*I0.40.420.420.42基准值：I1b=1500/(1.73237)=23.4 I2b=200/(1.73237)=3.121短路值：Id= I1b0.147+ I2b0.4=4.69 Itk= I1/2tk= I= I1b0.147+ I2b0.42=4.745 ish=2.55Id=11.96（3）当变电所 10KV 母线并列运行短路时计算

60、化简过程平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计平顶山工学院毕业设计- 49 -tk=2.06s 0.5tk=1.03s计算电抗为：Xjs1=1500/10006.46=9.7Xjs2=200/100017.39=3.48查运算曲线得：0stk0.5tk1*I0.10310.10310.10310.10312*I0.2880.2880.2880.288基准值：I1b=1500/(1.73210.5)= 82.5 I2b=200/(1.73210.5)= 11短路值：Id= I1b0.147+ I2b0.4=4.69 Itk= I1/2tk= I= I1b0.1031+ I2b0.288=11.