东港降压变电所电气部分初步设计说明书

本毕业设计论文是东港60KV降压变电所定，并对这些设备进行校验和产品有关简介。而根据本论文所简介的高压配电接线、平面图、断面图等)及表格以以便阅读、理解和应用。关键字：短路计算校验设备选择Thisgraduatedesigelectricshockanelectricitypartsograduatetodesignthebookoutside,returnedtheexpatiationeverykinbasicrequestthatequipmentschoosewiththetransformerincludes:Themaintechniqueinnumber,capacity,modelnumber…etc.insetdataofthemaintransformerreallysettles;Theelectricitylortointroduceprimarilytheelectricitylordconnectsthelineaaccordingto,thebasicrequesconnectthelineformconnectsthecalculationiscalculacalculationetc.knowledge,thichoiceprincipleofthebusbar,highpressurecircuitbreaker,isolationswitch,currenttransformer,voltagetransfequipmentsesestheschoolcheckwiththerelatedintroductiontogetherwiththedesignprinciple,requestthatelectricityequipaccordingtoththe60KV,10KV,decidemutuallymedium-sizedararranging.Relayingprotectionwiththeprthetotalaprotectionfor,automaticbusbar…etc.equipments,butchangedefendingthunderprotectionthenprimarilyaimingatlightningrodwithsurgearrester,lightningarrester.Inaddition,returnintheappradditionaldrawingpaper(thelordconnectstheline,plan,topographicalplan,cross目录2.1主变压器选择的规定…………………2.2主变压器的选择…………错误!未定义书签。3.2主接线的设计规定………错误!未定义书签。3.3主接线的选择……………错误!未3.4主接线确实定……………错误!未4.2电力系统短路电流计算条件………………4.3设计中应注意的问题……错误!未定义书签。4.4计算成果…………………错误!未定义书签。5.2断路器的选择……………错误!未定义书签。6.3变压器的保护……………错误!未定义书签。6.4线路的保护………………错误!未7.2设备的配置…………………接地刀闸的配置……………错误!7.3配电装置的选择…………错误!未定1.2主变压器的选择………………2.2所用计算公式……………错误!未定义书签。2.4冲击电流的计算…………错误!未定义书签。第一篇阐明书电网中。无人值班变电站已从35～110kv扩大到了220kv,甚至向更高电压等级在我国，无人值班运行管理不是个新话题，早在50年代末60年代初，许多班变电站，就据有关资料简介，到1996年终，全国已经有600余座无人值班变电站。而到1997年终已到达1000余座。近期负荷和远期负荷两种负荷方案。其10KV侧供电负荷出线共有(或研究)的综合性训练。也是我们未来走向工作岗为奠定良好基石的实践。2主变压器的选择时，其他变压器容量至少能保证所供电的所有一级负荷或为变电所所有负荷的60—75%。一般一次变电所为75%,二次变电所为60%。变电所的主变压器一般采用三相变压器，一般为了保证供电的可靠性，变电所都装设两台变压器，并且，当一台故障时，另一台可保证负荷的70%供电。变电所中的变压器在系统调压有规定时，一般采用带负荷调压变压器，如受设备制造限制时，可采用独立的调压变压器或预留位置。主变容量确实定应根据5-23年发展规划进行选择，通过对原始资料的分析，根据负荷及经济发展的规定，同步考虑负荷的同步系数和线损率等原因，可由公式S=k₀*(1+5%)*P/cosφ求得。分析原始资料P=21600KW线损率为5%负荷的同步系数为k=0.9将以上数据代入公式可得变压器的容量为28421.05KVA由《规程》得Se=70%S=19894.74K若选两台容量为20230KVA的变压器，当一台停运时，仍能保证70%的重要查《电力设备手册》选所选SF7—20230/63变压器的重要参数如表1.1所示：额定电压(KV)高压空载电流(%)负载损耗(KW)空载损耗(KW)连接组别3主接线形式的选择及阐明(1)考虑变电所在电力系统中的地位和作用。(2)考虑近期和远期的发展规模。(3)考虑负荷的重要性分级和出线回数的多少对主接线的影响。(4)考虑主变台数对主接线的影响。(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。3.2主接线的设计规定(1)可靠性1)应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。2)主接线可靠性含一次部分和对应构成的二次部分运行中可靠性的综合。3)主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的4)要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。(2)灵活性1)高度规定，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，可2)检修规定，可以以便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检(3)经济性1)投资省b.要能使断电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。c.要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。2)占地面积小3)电能损失小采用单母接线。35—60kv配电装隔离开关：①出线超过8回，断路器停电检修机会多时。超过11回时可装设专接线方案：第一种方案是一次侧(60KV侧)采用单母分段的接线形式，二次侧(10KV侧)采用单母分段的接线形式；第二种方案是一次侧(60KV侧)采用单母线接线形式，二次侧(10KV侧)采用单母分段兼旁路的接线形式。一次侧(60KV侧)采用单母分段接线形式：图3.2一次侧(60KV侧)采用单母不分段接线形式4短路计算阐明(1).电气主接线比较；(2).选择导体和电器；(3).确定中性点接地方式；(4).计算软导体的短路摇摆；(5).确定分裂导线间隔棒的距离；(6).验算接地装置的接触电压、跨步电压；(7).选择继电保护装置和进出整定计算。(4).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(5).电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中5%负荷接在高压母线(9).除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电(1).验算导体和电器动、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按(2).选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有(3).选择导体和电器时，对不带电抗器回路的短路点，应选择在正常接(4).导体和电器动、热稳定以及电器的开断电流一般按两相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中的单项或两相接地短路较标么值法：取基准容量Sp=100MVA,基准电压U=U计算用公式：(1).按个别变化变换计算(2).按同一变化计算(1).无限大电源供应的短路电流当供电电源为无穷大或者计算电抗Xjs=3.45时，不考虑短(2).有限电源供应的短路电流先将电源对短路点的等值电抗Xx,归算到以电源容量为基准的计算电抗Xjs,然后按Xjs值查对应的发电机运三相短路发生后的半个周期(t=0.01s)短路电流的瞬时值达最大，称为冲计算短路电流的目的是为了对的选择和检查电气设备，整定继电保护装置I”--次暂态短路电流(即三相短路电流周期分量第一周期的有效值)用来ia--三相短路冲击电流(即三相短路电流第一周期全电电流幅值)用来校验(1).为何计算三相短路电流值?而不计算单相、两相短路时电流值?由于一般供电系统中已采用措施，使单相短路电流值不超过三相短路电流，而当短路点离电源较远时，也就是当X₄>0.6时，两相短路电流值一般不不小于三相短路电流值，因而在短路电流计算中应以三相短路电流计算作为基础。(2).应用运算曲线计算短路电流时，不一样类型的电源应怎样合并?在本次设计的变电所中，分别有三个电源点向变电所提供电源，一种为水电厂、一种为火电厂、一种为系统，这三个电源点属于不一样类型的发电机正常应分别求出对短路点的转移电抗，在通过查运算曲线求出各个在短路点的短路电流。但由于这三个电源到短路点的电气距离很大，故容许将不一样类型的发4.4计算成果计算成果可见下表短路电流计算数据一览表：名称₁₁基准容量Sj基准电压Uj短路电流标幺值I₀短路电流有名值I冲击电流ich5高压电气设备选择6、选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式验定合格。在特殊状况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级同意。5.1.2技术条件1:长期工作条件Umax≥Ug----------------------------(5Ug——系统最高运行电压Ie≥Igmax----------------------------Igmx——线路最大持续工作电流。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度比较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，因此在选择其额定电流时，应满足多种也许运行方式下回路最大持续工作电流的规定。2:短路稳定条件(1)电器在选定后应按最大也许通过的短路电流进行动、热稳定效验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重状况校验。(2)用熔断器保护的电器可不验算热稳定；当熔断器有限流作用时，可不演算动稳定；用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2、短路的热稳定条件：I²t≥Qa------------------------Qa=(I'²+10Iv₂²+I₁²)×t/12-It、t——电器容许通过的稳定电流和持续时间式中ich——短路冲击电流幅值law——电器容许通过的动稳定电流的幅值4、下列几种状况下可不效验热稳定或动稳定1.用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定；2.采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不效验动稳定；3.装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。3:环境条件1、温度：按《交流高压电器在长期工作时的发热》(GB763-74)的规定，电器安装点的环境温度高于+40℃(但不高于+60℃)时，每增高1℃,提议额定电流减少1.8%;当低于+40℃时，每减少1℃,提议额定电流增长温度为38℃,冬季最低温度为-25℃摄氏度，年平均气温为10℃,应选用试验是在防止阳光直射的条件下进行的。假如制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选4、海拔：本电厂地区海拔高度为700米，可选择一般高压电器。5.2.2形式选择型号额定关合电流合闸时间分闸时间序60KV高压配电装置于采用分相中型配置，因此，母线隔离开关选用GW₄一表5-2GW—220规格如下表：型号额定电压热稳时间备注Ⅱ形水平回转式为了保证所供仪表的精确度，互感器的一次额定电流应尽量与最大工作3、按二次额定电流选择：一般弱电系统用1A,强电系统用5A,当配电装置距离控制室较远时亦可考虑用1A。4、按二次级数量选择：二次级的数量决定于测量仪表、保护装置和自动装置的规定。一般状况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不一样的二次绕组，否则应采用措施，防止互相影响。5.4.2型式的选择：35KV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘构造的独立式电流互感器。综上所述：本设计电流互感器选用安装地点型号额定电流比10%倍数欧姆60KV侧1秒热稳定倍数1.2(0.5级)1.2(0.5级)(D级)5.5.1参数的选择1、按一次回路电压选择：所接电网电压应在(0.8～1.2)U范围内变动。在满足二次电压和负荷规定的条件下，电压互感器应尽量采用简朴接线。主二次绕组连接成星形以供电给测量表计、继电器以及绝缘检查电压缘检查)继电器。表5-4电压互感器技术参数：安装地点型号原绕组60KV侧131、由于铝的导电性能好、成本低，因此，母线材料一般采用铝或铝2、常用的母线有软母线和硬母线，本设计60KV采用软母线。在空气中含盐较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量对于60KV及如下的配电装置，电晕对选择导线截面一般不起决定作用，持和悬挂式；支持式使用和母线工作电压的支5.6.2母线截面尺寸的选择1、负荷电流选择Igmax≤Klar----------------------------(6-1)K=[(θa₁-θ)/(θaI-0o)]1/2-----------K——修正系数。Oa——导体长期发热容许最高温度0o——导体额定环境温度0——安装地点实际环境温度2、电晕电压效验：电晕临界电压Ucr应不小于最高工作电压Umax,即Ucr>Umax管形导体外径不小于30mm时可不效验。4、动稳定效验按导体弯曲状况进行应力计算，软导体可不进行效验。5.6.3高下压侧母线选择型号容许载流量高压开关柜是制造厂成套供应的设备，每一回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭的金属柜内。制造厂生产出多种不一样电路的开关柜或原则元件，设计时可按照主接线选择对应电路的开关柜或元件，构成一手车柜型号主母线断路型号器操动机构额定操作循环形式AC,DC弹簧式合闸时间S固有分闸时间S机械寿命(次)电流互感器型号5l级次组合类型零序互感器型号电缆外径mm接地刀开关柜体外形尺寸略6继电保护及自动装置设计(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；(2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损(3)电力系统中部分地区的电压大大减少，破坏顾客工作的稳定性或影响(4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦(1)自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件(2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于(1)反应变压器内部故障的油面减少的瓦斯保护。(2)相间短路保护：反应变压器绕组和引出线的相间短路纵差动保护或速(3)后备保护：过电流是由于外部相间`引起的，(4)中性点直接接地电网中，降压变电所的变压器的两侧应装设零序电流(5)过负荷保护。(1)主保护：瓦斯保护、纵差保护(2)在复杂电网中，当电流电压保护不能满足选择性，敏捷性，及迅速性(3)对并列运行的平行双回路，可装设差动保。(2)保证电气设备的安全可靠运行，运行人员及时，精确的判断运行中的(2)用控制开关或通过遥控器将断路器断开时，自动重叠闸均不应动作。(3)自动重叠闸装置的动作次数应符合预先的规定。(4)自动重叠闸装置动作后应自动复归。(5)自动重叠闸装置应能实现重叠闸后加速继电保护动作。当断路器不处在(1)有当工作电源断开后来，备用电源才能投入。(2)工作母线上无论何种原因失去电压时，备自投均应投入。(3)备用电源自动投入装置只容许将备用电源投入一次。(4)当备用电源自投于故障母线时，应使其保护装置加速动作，以防扩大事7高压配电装置(1)保证工作的可靠性和防火性的规定。(2)保证工作人员的人身安全。(3)保证操作、维护、检修的以便。气绝缘距离等原因而决定的。多种间隔距离中最基本的是空气中的最小安全净(1)节省用电。(2)运行安全和操作巡视以便。(3)便于检修和安装。(4)节省材料，减少造价。(1)屋外配电装置的土建工程量少，施工时间短，节省建筑材料，减少了(2)相邻回路电器之间的距离较大，大大减少了事故蔓延的危险性。(3)巡视检查清晰，便于扩建和设备更新。(4)维护操作不以便由于隔离开关的操作以及对多种开关电器的巡视检(5)占地面积大。屋外配电装置根据电器和母线布置的高度可分为中型、高型和半高型等型超过1000公斤时，为了防止事故时，油的燃烧和蔓延，应在其下面设置能容纳20%油量的储油池，储油池的尺寸一般比变压器外壳尺寸大1米，池内铺设厚度(1)节省用地。(2)运行安全和操作巡视以便。(3)考虑检修和安装条件。(4)保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行。(5)节省三材，减少造价。(6)注意设备选型(1)接在变压器引出线上或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。(2)接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。(3)短路器两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器是隔离电流。(4)中性点直接接地的一般形变压器均宜配置隔离开关。(1)电压互感器的数量和配置与主接线有关，应满足测量、保护、同期和(1)凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、(2)在未装设断路器的发电机和变压器中性点，应装设电流互感器。电阻，60kv配电装置为5Ω。设置辅助的集中接地装置，其接地电阻不应不小8防雷保护的规划设计(3)在选择独立避雷针装设地点时，应尽量选择照明塔上装避雷针。(1)原则：在单相接地状况下，保护变压器中性点的设备不应动作。即规定保护设备的操作放电电压下限应高于单相接地时变压器中性点上的操作过电(2)保护变压器中性点的设备的工频放电电压上限和冲击放电电压上限应(3)采用避雷器保护时，避雷器的灭弧电压高于单相接地时变压器中性点9电容赔偿部分变压器，电抗器等。架空线路设备其功率因数都不不小于1,尤其是在轻载状况(1)增大电力网中输电线路上有功功率损耗，前者分析无功的量增长，那么这(2)使电力系统内的电气设备容量不能充足运用。由于发电机或变压器均有一定的额定电压和额定容量。在正常状况下，这些参数都是不容许超过的。由于P=√3UIcos9,若功率原因减少，则有功出力也将随之减少。从而使得设备容(3)功率原因过低将使得线路电压损耗增大，成果使负荷端的电压下降。甚至(1)对的选用异步电动机的型号和容量。数(2)采用无功赔偿的方式提高功率原因，即是采用静电器赔偿的方式(移相容器，电力电容器)作为无功赔偿以提高功率原因，已满足顾客的供电规定。(1)对于电网进行无功赔偿所带来的好处是功率原因，从而减少电压降改善了(2)增长电网输电能力，从而使电网内的电器得到充足的运用(3)电网的传播损耗减少，使电网的经济效率提高。(4)防止因功率原因过低而导致的电压瓦解，电网瓦解的事故发生，提高电网(5)顾客提高功率因数可以提高产品质量，减少电费开支，从而减少成本。第二篇计算书1负荷计算和变压器选择计算及电容赔偿功率原因回路长度(km)附注1红旗机械厂22辽北化肥厂23家用电器厂14农机厂15酒厂2有要重负荷6罐头厂17家俱厂188水泥厂2有要重负荷9住宅小区1设计时采用两台同型号并联变压器线路末端有功总和ZP=4500+4000+3500+1500+2500+2000+2500+2000+1500=24ZQ₁=ZPtanθ=24000×0.75=Pmax=ZPK,=24000×0.9=21Omax=2O,Kq=18000×0.K,--有功同步系数S=√PM²+O²=√22736.84²+1705所选变压器技术参数如下：额定电压(KV)高压空载电流(%)负载损耗(KW)空载损耗(KW)连接组别阻抗电压(%)变压器电阻变压器电抗最大负荷时变压器的有(无)功损耗：P.max=PMax+△P=22736.84+154.96=22891.3电容赔偿的计算赔偿前总平均功率因数：功率因数不满足0.9查表为0.32(kvar/kw)Q=aP₁q=0.75×21600×0.32=5184(kvar)那么每对应赔偿5184/3=1782(kvar/kw)表1.3电容器的参数型号额定电压偿原则电容重量334可1共选18台BAM10.5-334-1W型户外电容器赔偿后总平均功率因数：赔偿到的功率因数0.92>0.9此种选择措施合格2短路计算Q无穷大系统图2.1电力网落图2.2所用计算公式Ux%-变压器的短路电压百分值X₄%-发电机的电抗百分值0.4—线路的单位长度电抗值(Ω/km)X₇₃=Xr₄=U₁%*Sg/(100Sv)=14.4×100/(100×6X₇₅=X₇₆=U₁%*Sg/(100Sv)=9×100/(100×2X₃=0.4L*Sg/U²=0.4×100×100/230²2.3应用计算曲线的各点短路值Xc₁c₂)=XG1G₂)*Swz/S=0.84×50×2/100=0.840秒2秒4秒X₉(a₁c₂)=X₄GtG₂)*Swz/Sg=1.728×50×2/100=1.728表2.2不一样步刻的短路电流有名值时间0秒2秒4秒可计算出各时刻的短路电流4秒时的短路电流2.4冲击电流的计算d图2.5简化图当d1点短路时的冲击电流：K—短路冲击系数当d2点短路时的冲击电流：计算成果可见下表短路电流计算数据一览表：表2.3短路点的计算电流名称d₂”基准容量SB(MVA)基准电压UB(KV)短路电流标幺值I*短路电流有名值I(KA)冲击电流Ich(KA)3电气设备的选择(1)根据安装地点的工作电压，最大长期工作电流选择安装地点的工作电压为60KV,制造厂所保证断路器的最高工作电压应不小于由此根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，本设计可初步选用少油断路器，其型号为三SW2-63/1600型。有关技术数据见表3.1.型号额定电最高工分闸时压(kv)作电压电流流(kA)时间电网电压U=60KV额定电流I₂=1600A热效应Q=165.14KA²S热稳定：31.52²*4KA²S3.260KV侧隔离开关选择与校验(1)根据安装地点的工作电压和最大长期工作电流选择工作地点的工作电压为60kv,制造厂所保证断路器的最高工作电压应不小于由此根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，本设计可初步选用型号为GW4-63/630双柱水平启动式。母线同出线选用同一种隔离开关。有关技术数据见表3.3.表3.360KV隔离开关有关技术数据表安装地点型号热稳定电流60KV母线(2)各数据比较动稳定电流idw=80kA>iimd1=16.2kA热稳定校验Qz=6.362*4.08=165.14KA²S因此该隔离开关符合规定。有关技术数据见表3.4电网电压Uw=60KV热效应Q=165.14KA²S热稳定：20²*4KA²S根据电流互感器的工作电压和最大工作电流工作电压Ue=60KV60KV侧的进出线上电流互感器均用LCW-60型。有关技术数据见表3.5。安装地点型号额定电流比10%倍数欧姆60KV侧1秒热稳定倍数1.2(0.5级)1.2(0.5级(D级)Kr—1s热稳定倍数Iei—电流互感器一次侧的额定电流满足热稳定规定。经校验满足动稳定规定。电压互感器的种类及型式应根据安装地点和使用条件进行选择，60KV采用JCC-60型各项技术性能优良，具有多种负荷及双重保护的特殊功能，用于60KV中性点有效接地的电力系统中作电压的测量、电能计算、继电保护和控制装置用。按电压互感器安装位置的工作电压来选择：本设计选用JCC-60型电压互感器有关技术数据见表3.6。安装地点型号原绕组60KV侧13表3.7避雷器型号及技术数据型号额定电压工频放电电1.2/50冲击电放电电压标称电流下残压KA最大负荷运用小时数为5000h.为了母线长期运行经济性，一般均应按经济电流密度选择导体截面，这样可使年计划费用最低。查表得经济电流密度j=1.08A/mm²经济截面Ssec=|gmax/j=404.16A/1.08A/mm²=374.22mm²根据经济截面和最大长期工作电流可初选LGJ-400的钢芯铝绞线型号裸导体载流量在不一样海拔高度及环境温度下的综合修正系数K=1热稳定校验C—热稳定系数S—所选导线的表面积短路电流热效应Qa=165.14KA²s查表得C=66*10⁶以上所述满足热稳定规定。LGJ-40选择合格。(2)10KV侧母线选择最大负荷运用小时数5000小时，查表得经济电流密度j=0.78A/mm²经济截面Ssec=|gmax/j=2309.5A/0.78A/mm²=2960.9mm²初选导线型号如下：容许载流量裸导体载流量在不一样海拔高度及环境温度下的综合修正系数K=1C—热稳定系数S—所选导线的表面积短路电流热效应Qd=1819.9KA²s查表得C=97*10⁶以上所述满足热稳定规定。三相水平布置，母线在绝缘子上平放，母线容许应力δ=6860N/cm²,每相母线的截面尺寸180*10*3mm²,母线支持绝缘子之间的跨距L=1.5m,母线的相F=9.8K(i₂1b)×10²=9.8×0.07×(53.763²/10)×10~²=1.98(N/cm²)δ=F²1²1hb²=1.98²×150²/(100×1δ=1.73×10³×(L²/a)×i²×β=1.73×10³×(150²/65)×53.763²δ=1730.9+8.82=1739.3.7开关柜的选择型号额定电压(kv)最高工作电压(kv)由此根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，本设计可初步选用真空断路器，其型号为ZN12—10型。有关技术数据见表3.11.型号额定电压(kv)最高工作电压流(kA)分闸时间(s)额定短路开断电流Iebr=31.5kA>itd2=21.12kA动稳定电流idw=80kA>iimd2=53.763kA短路