电气10k2设计-220kv改正

概 短路计 220kV、110kV、10kV侧母线及其10kV侧电缆出线选择计 220kV侧母线的选 110kV侧母 10kV侧母 结束 参考文 致 毕业设计是在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予严格的要求。使的综合能力有一个整体的提高。它不但使巩固了本专业所学的专业知识，还使了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为以后的学习、工作打下良好的基础。的重点电能也是发展国民经济的基础是一种无形的不能大量的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满民经济发展的要求电力工业必须超前发展这是世界发展规律因此做好电：1主接线的设计2345变电站类型：220kV地区变电所电压等级：220/110/10负荷情况：110kV侧：最大120MW80MW，Tmax=6500小时，cosφ=10kV侧：最大20MW15MW，Tmax=5400小时，cosφ=出线情况：220kV：2回（线）LGJ-110kV：8回（线10kV：12回（电缆）系统情况：(1)系统经双回线给变电所供电220kV母线电压满足常调压要求，220kV母线短路电流标幺值为35（SB=100MVA）6．环境条件：(1)最高温度40℃，最低温度-30℃，年平均温度20℃土壤电阻率ρ<400欧米当暴日40日/

我国《变电所设计技术规程》SDJ2-79规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系可靠灵活经济投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、开关、电流和电压互感器、避绝缘子及安装费用。在不受条件，都采用三相变压器，以简化布置。单母线接单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减小功率在母线上的传输。伸，扩建方便。缺点：1、可靠性差。母线或母线开关检修或故障时，所有回路都要单母分段接电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用开间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使线路出现交叉，扩建时110～220kV3～4回，35～63kV可配电装置的出线回路数4～8回，6～10kV6回及以上，则采用单母分段接线。单母分段带旁路母线的接35～110kV桥形接一个半断路器（3/2）接双母接路器，有两组母线开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络通过母线检修期需要停电。对于，110～220kV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，停响较大，一般规程规定，110～220kV双母7回（110kV）5回（220kV）时，一般应装设专双母线分段接为了缩小母线故障的停电范围，可采母分段接线，用分段断路器将工作母线分为

1、主变容量一般按变电所建成后5～1010～20由原始资料可知，本次所设计的变电所是郊区220kV地区变电所，它是以220kV5～102060%～80%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：S总

当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220kV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，主变压器相数的选

S单台0.7S

(4-绕组数的选15%组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、变以及普通三绕组变压器：，变压器变压器约比同容量的普通变压器贵20%变压器，虽然它的：，路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以变受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择变压器。普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和变压器中间，安装以及调试灵活，满主变调压方式的选为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，110kV10%95%。95%～100%。30%。连接组别的选容量比的选主变压器冷却方式的选

态，最常见同时也是最的故障是发生各种型式的短路，因为它们会破坏对用户的正常此，都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环作，同时又力求节约，这就需要进行全面的短路电流计算。短路电流计算的一般规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（5～10年短路计算基本假基准

=基准电压：Uav 短路电流计算的步11

SISSS

ich

一般原技术条所选电器和电缆允许最高工作电压Ugmax不得低于回路所接电网的最高运行电压 UnUg

(6-110KV1.15Un，而实际电网运行的Ugmax1.1Un。Q0IyIg Iy≥Ig

(6-电器额定电流

=1.05In（InIyIyTMTMTMK为温度修正系数TM为最高工作温度

(6-T1为额定载流量基准下的环境温度C T2Iy对应于所选截面S、环境温度为+25CC载流量

I I

(6-

I

tdztz0.05tzII

(6-(6-由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，工作量更少，灭弧性能更35～220kVSF610kV电压等级，10kV采用真空断路器。按开断电流选INIgmax短路关合电流的选

IN

(6-在断路器合闸之前若线已存在短路故障则在断路器合闸过触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿，更易发生触头熔焊和电动力的损坏，且，由于开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作开关时，必须遵循倒闸操断路器的两侧均应配置开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧；中性点直接接地的普通型变压器均应通过开关接地接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设1—2组接地刀闸或接地器。63kV及以上断路器两侧的开关和线路的开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的开关；按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设开关当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设开关按额定电压选按额定电流选使二次设备与高电压部分，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身4）6－110kV电流互感器的选II 电流互感器10%误差曲线：是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互过-10%10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-102f关系曲线。按一次回路额定电压和电流选择电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3UNI1N选择必须满足：UNUgI1NIgmax，为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额种类和型式的选择据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）热稳定检验电流互感器热稳定能力常以tdzI1NKt

II

(IK

(6-

2I1N）Kdw（电压互感器的选

ich

2I1N

(6-压应在（1.1～0.9）UN范围内变动。4-1选择。4-1接 型型二次绕组电压IVPT不完全100/100/100/3（相6～35kV屋内配110～220kV配电装置中一般采用半级式电导体的选择条件选择和校400A400～8000A时，一般母线及电缆截面的选Igmax应不大于Iy。不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度（JSIgJ

(6-ICtICtdzS (6-C—I—稳态短路电流

—短路等值时间支持绝缘子的选穿墙套管的选INImax

少工作量；④房屋建筑投资大。配电装置的设计必须执行国家基本建设方针和技术经济政策保证导体和电器在污秽、和高海拔地区的安全运行配电装置的整个结构尺寸是综合考虑到设备外形尺寸检修和搬运的安全距离，5-15-2（见下文）7-1屋外配电装置的安全净距20000C27000D22000的B、C、D值是在A值的基础上，加上运行、搬运和检修工具活动范围及施工误差220kV、110kV采用屋外配电装置，10kV采用屋内配电装置。7-2屋内配电装置的安全净距额 电压36J10-10-10-510-5C10-5D10-5E10-0注：110J、22J、330J、500J的式，而且运行方面和安装抢修方面积累了比较丰富的经验。半高型配电装置，它是将母线及母线开关抬高将断路器，电压互感器等电气设备占地面积中型布置减少节省了用地，减少检修工作量高型配电装置，它是将母线和开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型5%，但其耗钢多，安装检修及运行中条件均较差，一般适用下列情况：普通中型布置，具有运行、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠，不易误操作，各级电业部门无论在运行还是安装检修方面都积累了比较丰富

9220kV220kV110kV10kV44669-6869-220kV10kV110kV44669-220kV220kV6689- 220kV220kV110kV10kV44669-110kV110kV10kV44669-此方案220kV侧选用内桥接线，10kV侧选用单母线分段接线，可靠性和经济性都较高。110kV220kV2回出进线负荷功率由该无限大系0.80,220kV侧系统通过主变来传送。cosφ20MWcosφ

120

S单台0.7S总0.7158.333110kV

133.3333MVA10kV

S2n

13333.32

100%55.56%S3n0.8025MVAS3n

2

100%110KV10KVSSPSL1-120000/220，其额120000/120000/60000100/100/50。SSPSL1-120000/22011-1SSPSL1-120000/220 SSPSL1- 120100额定电压 耗空载电流1阻抗电压取基准容量，基准电压为SB计算变压器各绕组电取基准容量，基准电压为SBUK(1-2)%

=2K(1- K(1- K(2- K(2- UK1%=1UK(1-2)%+UK(1-3)%+UK(2-3)%=124.729.4-17.6= 110kV UK2%=1UK(1-2)%+UK(2-3)%+UK(1-3)%=124.717.6-29.4= 10kV

UK3%=1UK(2-3)%+UK(1-3)%+UK(1-2)%=129.417.6-24.7= UK1%

18.5100T

UK2%

6.45100T

11.2220kV35220kV220kV侧2回线为LGJ-240，长度为100km，查表得电抗为0.432km，100km线路电抗值为Xl1000.43243.2

lXl

43.2

d1点短路时：

11-1

d1点短路等值网络*I=1 =*I"I

X* 3 3

Ich1.52I1.523.618S 3IUn

33.618220d2点短路时：1

111-3d233

SI"I S

Ich1.52I1.522.9175S 3IUn

32.9175110d3短路时：

11-4d333

SI"I S

Ich1.52I1.5228.703短路容量S 3IUn

328.70310\

220kVFA212-1FA2220热稳定电流额定短路关合电流（峰值3

Ug220kV220kVIg

Igmax330.7A3150AIdtI3.618kA40kAIkd t0.05t0.05I

2.50.052.55I II 3.61822.5533.379340234800I

6110kVLW110（技术数据见下文6612-2LW1106电压（峰值kA3s流电流电流

Ug110kV110kVIg

Igmax661.3A3150AIdtI2.9175kA40kAIkdich7.4396kA100kAimaxtdztz0.05tz

2II

10kV侧：选定断路器型号为SN410G12-3SN410G/6000SN4

Ug10kV10kVIg

1.05IN

3UN3UN

t0.05t0.05I

4.40.054.45I II 28.70324.453666.18681202572000I

110kV出线侧：选定断路器型号为SW3110G12-4SW3110G1000流电流热稳定电流

Ug110kV110kV883110

n3Un3UN

Igmax87.48A1200AIdtI"2.9175kA15.8kA2.55I''2.552.91757.4396kA41kA t0.05t0.05I

3.40.053.45I I

I 2.9175210kV出线侧：选定断路器型号为SN410G12-5SN410G5000流电流热稳定电流SN410G/

Igmax

Ug10kV10kVn3n3UN

Igmax120.3A5000AIdtI"28.703kA105kA

tz0.05tz

I 28.7032 开关选择计变压器220kV侧：选定开关型号为GW4220（技术数据见下页表10-6开关型号为GW4220的技术数额定电流动稳定电流s（kA）GW4

Ug220kV220kVIg

33

Igmax330.7A600A t0.05t0.05I

3.40.053.45I I I 3.61823.4545.1615.824998.56 变压器110kV侧：选定开关型号为GW4110 开关型号为GW4110/1000的技术数GW4110

Ug110kV110kVIg

1.05I

1.05SN

33

Igmax661.3A1000AI t0.05t0.05I

3.40.053.45I I I 2.917523.4529.365723.7242246.76 变压器10kV侧：选定开关型号为GN10表12-8开关型号为GN1010T的技术数

Ig

10kV10kV1.051.053

Igmax3637A5000A t0.05t0.05I

4.40.054.45I II 28.70324.453666.18681002550000I 110kV出线侧：选定开关型号为GW4110G/ 开关型号为GW4110G/600的技术数压A热稳定电流

Ug110kV110kVn3Un3UN

Igmax87.48A600A831102.55I''2.552.91757.439683110 t0.05t0.05I

4.40.054.45I I I 2.917524.451425980I 10kV出线侧：选定开关型号为GN10表12-10开关型号为GN1010T的技术数压A热稳定电流

Igmax

Ug10kV10kVn3UNn3UN12310

Igmax120.3A3000A2.55I''2.5528.70373.1927kA160kAt

t0.05t0.05I

4.40.054.45I II2tdz28.70324.453666.1868752528125It主变压器SSPSL1- 84.6万元×2 11.63万元×5断路器LW6 4.76万元×3断路器SN410G开关GW4开关GN10

1.55万元×30.34万元×80.34万元×60.51万元×6

SN410G/

4.746万元×81.55万元×12开关GW4110G

0.14万元×16开关GN10总投资：325.26万元Z：

0.51万元×24ZZ1a

0

uA104u 2(123.11则uA104u1主变压器SSPSL-120000/

84.6万元×2 11.63万元×3断路器LW6 4.76万元×3断路器SN4

1.55万元×3开关GW4开关GW4开关GN10

0.34万元×80.34万元×60.51万元×6

SN410G/

4.74万元×81.55万元×12开关GW4110G

0.14万元×16开关GN10总投资：302万元Z：

0.51万元×24ZZ1a3021

0

uA104u 2(123.11则uA104u1220kV侧母线的选220kVhb63 IgmaxKI3Iy为该母线布置方式和环境温度为+20度时的导体长期允许载流量，K3

Ig

Igmax661.328915.61.05872KIy12-12K70度,05按经济电流密度J选择：公式 S

Igmax(mm2JJSSj12-13最大负荷利用小时数3000500035按

=6500J则SjIgmax(mm2661.328734.809396.9mm2636.3S （4）

S

minICtdzICtdzSminCIItdztS636.353.552917.5 t 33S

I"I

短路电流等值时间：s t0.05"t0.05I"2.50.05I I热稳定系数CC12-14稳定系数热稳定系数（C铝铜5）动稳定校验：maxy式中：为母线材料的允许应力，硬铝为69106y2max为作用在母线上的最大计算应力，其值与母线的截面形状有关,500-700。2

8

2

1.73

aW

1.73107.440

20.1676.363269106ich：短路冲击电流(kA),110kV母线侧ich2.55I2.552.9175L：支柱绝缘子间的跨距a：相间距离W：母线截面系数10kV侧母初步选择型式：槽形铝导体（12- IgmaxKIuIu为该母线布置方式和环境温度为+20度时的导体长期允许载流量，KK=1.05（10-12-15KWahbcr68212-167005

Ig

1.05I

1.05SN

3Igmax3637.33769.51.053950KIJSIgmax(mm2 式中：J（10-13查出S应尽量接近经济计算的截面Sj。按

=4500J则SjIgmax(mm23637.33162.872020mm2S ICtdzSICtdzSSminCIItdzt则S2020695.972870 tSS

I"I

3短路电流等值时间： t0.05t0.053

4.40.054.45I I热稳定系数C10-14查出C=87。5）动稳定校验：maxyy式中：为母线材料的允许应力，硬铝为69106y,22

8

2

aW

2yy

69106ich：短路冲击电流(kA),10kV母线侧ich2.55I2.5528.703L：支柱绝缘子间的跨距a：相间距离W：母线截面系数10kV型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式，初步选择型号ZLQ2表12-17ZLQ2芯数截面25C时电缆度，C3按额定电压：因为Ugmax=10kV，Un所以UgmaxIgmaxKITMTMTMCCn3UN12310T2n3UN1231010kV

gmax

TMTM6060TMTM6060CIyKIy1.14325IgmaxKIy3tdz公式tdz查下表可得C12-18电缆热稳定系数温度,度,热稳定系数10kV油 t0.05t0.05I

0.780.05I ISII"I S

33

=287030.83tdz因 S=3支持绝缘子的选电压：U220kV

UnZS-22012-19ZS-220110kVZS-11012-20ZS-11010kVZLD-1012-21ZS-10穿墙套管的选110kV

UgUnIgmaxIn8311083110nn3UN

Igmax

CLB-11012-22额定电流荷CLB-10kVPn3UNPn3UN12310

gmanx

CLD-1012-23CLB-10额定电流荷CLD-工作电压：UgUnSSdnS：ts短路容量Sdn：设备额定断流容量10kVRN2-12-24RW2-10断流容量（三相，MA

3IUn

328.70310497.15051200MVA220kVLCLWD212-25LCLWD2220额定电流比0.5LCLWD20.5D1D13

Ug220kV220kVIg

ich9.226kA64.49kA

21.238

2I1NKdw t0.05t0.05I

0.780.050.83I II 3.61820.8310.865635.041.221)2 K)2

110kVLCWD110（12-12-

LCWD11010%1s级13（2（2D34

3Ug110kV3

Ig

1.05I

1.05SN

Igmax661A(100~1200)A

2(0.1~1.2)130

2I1NKdw t0.05t0.05I

0.780.050.83I II 2.917520.837.065(56.25~81000.1~1.2)75]2 K)210kVLBJ12-27LBJ-10

10%1s热稳定级131D

Ug10kV10kVIg

1.05I

1.05SN

1.051.053

ich73.1927kA(245.228~76.3675)kA

2(2~6)90

2I1NKdw t0.05t0.05I

0.780.050.83I I I 28.70320.83683.80610000~900002~6)50]2 110kVLCWD12-

LCWD11010%1s级13（2（2D33883110

Ug110kV110kVn3UNn3UN

Igmax87.48A100~1200)AI1Nich7.4396kA(18.385~220.617)kA

2(0.1~1.2)130

2I1NKdw, t0.05t0.05I

0.780.050.83I II 2.917520.837.065(56.25~81000.1~1.2)75]2 K)2,则满

10kVLDZ110(10-Ug10kV10kV

LDZ11010%1s热稳定0.513Ω31212310

n3UNn3UN

Igmax120.3A600~1500)AI1Nich73.1927kA(76.368~127.279)kA

2I1NKdw t0.05t0.05I

0.780.050.83I I I 28.70320.83683.806(900~2500)[(0.6~1)50)2 220kVJCC

,则满

JCC2200.513JCC 100

1.1UN1.1220231U11980.9220110kVJDJ212-31JDJ2110量0.513JDJ2—一次电压：1.1UN1.111012110kVJDJ

JDJ100.513JDJ—1）选择型式：60kV，110kV性点直接接地，不用选择消弧线圈。10kV10-35NKL-10-200-3额定电流动稳定1秒热稳定NKL-10-300-电压：Ug10kV10kV

gmanxINPn3UPn3UN

73.19276.099kA

t0.05t0.05I

0.780.05I III

2.39220.834.74917.15021220kV由Un

kVFZ-220J13-113-1FZ-220JkVkV灭弧电压：UmikUxg,其中Uxgk为系数（当导线对地相电压最大时1）

kUxg=1×220/3=127.02kV，Umi200UmikUxgUgfx3.5Uxg

Ugfx=448kV，3.5Ugfx=3.5×220/3Ugfx110kV由Un110kVFZ-110J13-213-2FZ-110J压工频放电电压灭弧电压：Umi

kUxg=1×110/3=64.71kV，UmiUmikUxgUgfx3.5Uxg因 Ugfx=254kV，3.5Uxg=3.5×110/3=222.28所 Ugfx10kV由Un10kVFZ-1013-3FZ-10kVkV

Umi因 Uxg=10/3=5.882kV，Umi所 Umi

Ugfx因 Ugfx=26kV，3.5Uxg=3.5×10/3所 Ugfx