电气设计宗围民

摘要摘要关键词：变电站；短路电流；设备选ADESIGNOFADESIGNOFELETRICMAINFOR110kVThesubstationisasignificantpartoftheelectricpowersystem;accordingtosomemodesofconnection,itconsistsoftheelectricappliancesequipmentanddistributionnetwork.Byitsfunctionoftransformationandassignment,transportandprotection,itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem;ittransportsthepowertoeveryplacesafely,dependably,andWiththedevelopmentofscienceandtechnologyinChina,particularlycomputingtechnologyhasadvanced,thepowersystemdemandsonsubstationmoreandmore.Thestatementaboutthe110kVterminalsubstationdesign,discussedsomeelectricaltransformerstationsdesign(onepart)inpowersystemsengineeringoftheentireprocess.Throughthemaintransformerstationswiringdesign,stationswiringdesignstations,shortcircuitcurrentcalculations,checkelectricalequipmentmovingandthermalstability,setthemainelectricalequipmentmodelsandparameters,theoperatingmodedesignover-voltageprotectionandminedevices，designelectricgraphicanddistributiondevicesflood,andwithoutpowercompensation.substationdesigninpowerKeyWords:Substation；ShortCircuitCalculation；Equipment目录摘 11111222235555目录摘 11111222235555变电所的技术背景22.133.13.23.344.14.2K1K2当55.15.25.3110kV110kV67典型接地体接地电阻计 典型接地体接地电阻计 结 参考文 致 绪论11.1110kV是电力系统，电力系统相应的有发电厂、输电系统、配电系统及电力用户组成。绪论11.1110kV是电力系统，电力系统相应的有发电厂、输电系统、配电系统及电力用户组成。110kV变22.1主变压器台数22.1主变压器台数和容量的主变压器台数的选2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。5~10PMk0PM——变电所k0PST(0.7~因本变电所装有两台主变压器，每台变压器的容量ST应该同时满足以下条件：任一台变压器单独运行时，宜满足计算负荷PM的大约70%的需要，即：ST35kV侧：最大36MW，最小25MW，cosφ=10kV侧：最大18MW，最小12MW，cosφ=则S0.7(36MW18则S0.7(36MW18MW)T数SB变压器型号的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需设接，10kV采用Δ连接。普通型的变压器调压范围小，仅为5%（如逆调压）15%且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压载调压变压器。SFSZ7—50000/1102-1SFSZ7—50000/110型变压器参数数阻抗电压2-1SFSZ7—50000/110型变压器参数数阻抗电压高中低SFSZ7-110838.533110kV1234ⅠⅡW3-1方案(二 主接线采用不分段的双母线，其接线方式如图3-1234ⅡⅠW图3–2双母线接线（TQF-母线联络断路器1234ⅠⅡW3-1方案(二 主接线采用不分段的双母线，其接线方式如图3-1234ⅡⅠW图3–2双母线接线（TQF-母线联络断路器35kV侧的方案(一)3-1234ⅠⅡW3-335kV侧的方案(一)3-1234ⅠⅡW3-3方案(二 主接线采用不分段的双母线，其接线方式如图3-1234ⅡⅠ3–4双母线接线（TQF-母线联络断路器10kV方案(一 主接线采用单母线接线，其接线方式如图3-W方案(二 主接线采用不分段的双母线，其接线方式如图3-1234ⅡⅠ3–4双母线接线（TQF-母线联络断路器10kV方案(一 主接线采用单母线接线，其接线方式如图3-W3-5方案（二）3-1234ⅠⅡW3-5方案（二）3-1234ⅠⅡW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。44.1短路计算短路计44.1短路计算短路计算短路计算基本短路计算I"、II"ish──三相短路冲击电流，用来校验电器和母线的动稳定择图110kV4-14-1选取基准容量为SB100MVA以下均采用标幺值计算方法，省去“*1、SFSZ9—50000/110三绕组变压器高压、中图110kV4-14-1选取基准容量为SB100MVA以下均采用标幺值计算方法，省去“*1、SFSZ9—50000/110三绕组变压器高压、中压、低压的电抗值11变压器：UK1（UK12%UK13%UK232211UK2%（UK12%UK23%UK132211UK3%（UK23%UK13%UK1222XT1UK1%SB10.9100 XT2XT3UK3%SB6.9100 1 SX10.39510.39540100L2 连同所用电回路共选三个短路点，即：K1、K2、K3、如图。系统为无限大容量，选SB100MVA当点发生三相短路X10.39510.39540100L2 连同所用电回路共选三个短路点，即：K1、K2、K3、如图。系统为无限大容量，选SB100MVA当点发生三相短路时的短路电流和容量的计XK1XSXL0.0250.060K1IB33K111 I0.502 Xish2.55IK12.555.9061.52IK11.525.90611 S100BX当K2点发生三相短路时的短路电流和容量的计4-3K2XT1XT0.0250.0600.218 X当K2点发生三相短路时的短路电流和容量的计4-3K2XT1XT0.0250.0600.218 XK 222K2IB33K211 IK XKish2.55IK22.558.041Ish1.52IK21.528.04111 S100KBXK当点发生三相短路时的短路电流和容量的计4-34-4K3XT1XT0.0250.0600.2180.138 XK 2222计算K3IB334-4K3XT1XT0.0250.0600.2180.138 XK 2222计算K3IB33K311 IK XKish2.55IK32.5520.907Ish1.52IK31.5220.90711 S100KBXK 110kV（K1点35kV母线上发生（K2点10kV母线上发生（K3点5一般有关的几5一般有关的几5-1注：①Pn,Un,In等都为设备本身的额定值I（AU（kVP（KWS（kA验算导体和110kV以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间5-2Igmax1.05In1.05 g 3Un断路器的选择与校6－220kV的电网110－330kVSF6或空气断路器，大容量机组釆Ug(电网工作电压)断路器的选择与校6－220kV的电网110－330kVSF6或空气断路器，大容量机组釆Ug(电网工作电压)（5-Igmax(最大持续工作电压)（5-II（5- ich（5- 1.05Sn1.0550000g 3 3n35kV变压 1.05Sn1.0550000g 3 3n 36/ g 3U 335n10kV变压 1.05Sn1.0550000g 3 3n 18 g 3U 310n I2 I（5- tdzI0.052，由 I2 I（5- tdzI0.052，由 It,从而计算出tdz断路器的电压：Ug(电网工作电压)各断路器的选择结果见下表5-3：5-35-25.3.1.2断路器的校额定断开电流电电SW6-35kV变压SW2-(小车式SW2-10kV变压①开断电流 IIII②动稳定：①开断电流 IIII②动稳定：ichI③热稳定：I2 I 取短路电流计算时间t112tdztz0.053.420.05I I2t15.824998.56[(KA)2tI ①35kV IIII②ichI③热稳定：I2 I ichI③热稳定：I2 I 取短路电流计算时间t112tdztz0.053.420.05I 8.04123.47224.362[(KA)2I2t24.8242460.16[(KA)2tI ① IIII②ich热稳定：I2 I③ I 取短路电流计算时间t112tdztz0.05I 取短路电流计算时间t112tdztz0.053.420.05I 8.04123.47224.362[(KA)2I2t24.8242460.16[(KA)2t则：I2 I ① IIII②ichI③ I 取短路电流计算时间ttz112tdztz0.054.380.05I 20.90724.431936.365[(KA)2I2t1202572000[(KA)2t则：I2 I ①I2t1202572000[(KA)2t则：I2 I ① IIII②ichI③ I 取短路电流计算时间ttztdztz0.054.380.05I 20.90724.431936.365[(KA)2I2t30254500[(KA)2t则：I2 I 隔离开关的选择及校隔离开关电压：Ug(电网工作电压)各隔离开关的选择结果见下表5-4；5-45-2隔离开关①110kV变压器侧隔离开关的隔离开关电压：Ug(电网工作电压)各隔离开关的选择结果见下表5-4；5-45-2隔离开关①110kV变压器侧隔离开关的校ichI② I 取短路电流计算时间ttztdztz0.054.380.05I 5.90624.38113.745[(KA)2GW2-35kV变压GW4-GW2-10kV变压GN10-GN1-I2t1425980[(KA)2tI2 I ①35kV变压器I2t1425980[(KA)2tI2 I ①35kV变压器侧隔离开关的校ich②热稳定：I2 I I 取短路电流计算时间t112tdztz0.053.420.05I 8.04123.47224.362[(KA)2I2t23.7242246.76[(KA)2tI2 I ①35kVichI② I 取短路电流计算时间ttdztz0.054.380.05I 取短路电流计算时间ttdztz0.054.380.05tz112I 8.04124.38283.201[(KA)2I2t1425980[(KA)2tI2 I ①10kV变压器侧隔离开关的校ich热稳定：I2 I② I 取短路电流计算时间ttztdztz0.054.380.05112I 20.90724.431936.365[(KA)2tI2 I 10kV①动稳定：ichI②热稳定：I2 IichI②热稳定：I2 I 取短路电流计算时间ttz112tdztz0.054.380.05I 20.90724.431936.365[(KA)2I2t20252000[(KA)2tI2 I 电流互感器的选择Ug（5-式中 Ig（5-当电流互感器使用地点环境温度不等于40CI0.51.50.5，与仪表相配0.51.50.5，与仪表相配器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。0.50.2级互感器；1.0级有电度表及3.0级无功电度表，可配用1.0级级互感器。 2I1n（5-KdI (I（5- 1ntdzKt——t电流互感器的一次回路电压：Ug(电网工作电压))电流互感器的2I1n15.060KA15060(一次回路电压：Ug(电网工作电压))电流互感器的2I1n15.060KA15060( 2(100~600)135(19091~114551)(2I1nich②热稳定：I (I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tz流比110kVLQZ-22D/35kV33LCWDL-DD10kVLBJ-0.5/D1DLA-及13tz0.050.800.05I (I1nKttz0.050.800.05I (I1nKt)[(0.1~0.6)65] (42.25~1521)[(KA)2I K 1n20.505KA20505( 2(15~1000)100(2121~141421)(2I1nich②热稳定：I (I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tztz0.050.800.05I 8.04120.8554.96[(KA)2(I1nKt)[(0.015~1)65] (0.95~4225)[(KA)2I K 1n35kV出线侧电流互感20.505KA20505( 2(15~600)135(2863~114551)(2I1nich②热稳定：I (I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tz②热稳定：I (I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tztz0.050.800.05I 8.04120.8554.96[(KA)2(I1nKt)[(0.015~0.6)75] (1.27~2025)[(KA)2I K 1n 2(2000~6000)90(254558~763675)(2I1nichI(I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tztz0.050.800.05I 20.90720.85371.54[(KA)2(I1nKt)[(2~6)50] (10000~90000)[(KA)2I K 1n10kV 2(300~400)135(57275~2I110kV 2(300~400)135(57275~2I1nich②热稳定：I (I 1nI 取短路电流计算时间t查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112 得：tztz0.050.800.05I 20.90720.85371.54[(KA)2(I1nKt)[(0.3~0.4)75] (506.25~900)[(KA)2I K 1n电压互感器的选择一次电压U11.1UnU1（5-式中：Un——电压互感器额定一次线电压，其允许波动范围为二次电压U2n：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按《发电厂电气二次负荷S2S2（5-S2装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110～220kV配电装置中一般采用半级式电110kV侧电压互感器选社）选择型号为TYD110/3-0.01H(电容式电压互感器)，技术数据如表5-6； TYD110/3-0.01HS2装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110～220kV配电装置中一般采用半级式电110kV侧电压互感器选社）选择型号为TYD110/3-0.01H(电容式电压互感器)，技术数据如表5-6； TYD110/3-0.01H的技术数35kV侧电压互感器选型号为JDZX9-35(环氧树脂浇注绝缘全封闭支柱式电压互感器)，技术数据如表5-7； 10kV侧电压互感器选型号为JDZX9-10(环氧树脂浇注绝缘全封闭支柱式电压互感器)：技术数据如表5-8； JDZX9-10的技术数下额定容量JDZX9-35/0.1/0.1/ 下额定容量JDZX9-35/0.1/0.1/ 下额定容量TYD110 3110/0.1/ 母线的选择及母线的选择及Ig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—经济电流密度（J），导体的经济截面可由下式：S（5-J3)S，还应校验其在短路条件下的热稳定CSt式中：CI——稳态短路电流（KAtdz——短路电流等值时间（s110kV母线的选择1)按经济电流密度选择母线截面，110kV最大持续工作电流Igmax276(A又S276306.67(mm2J（）期允许载流量为Iy1129A(又S276306.67(mm2J（）期允许载流量为Iy1129A(y70C,025C)因实际环境温度020CK1.05KIy1.0511291185.45AIgmax276I2)热稳定校验：St查书，C=87，取tdzI59603.47于是，tSSmin3)动稳定校验：截面系数：W0.167h2b0.167106326628.23mm36.63cm3自振频率：f 1121.821.55104219.41(35~155)Hz，故，1m2L21081.7315.06021061081.221060.71.22106Pa69106110kV出线的选择实际环境温度为20C，查书，综合修正系数K=1.05KIy1.05531557.55AIg110kV出线的选择实际环境温度为20C，查书，综合修正系数K=1.05KIy1.05531557.55AIgmax276热稳定校验：StC查书，C=87，取tdz59063.47t于是，CS185mm2 35kV母线的选择1)按经济电流密度选择母线截面，35kV最大持续工作电流Igmax866(A又S866962.22(mm2)J（10010）Iy1663A(y70C,025C因实际环境温度020CK1.05KIy1.0516631746.15AIgmax866I2)热稳定校验：St查书，C=87，取tdzI3.47于是，tS100101000mm2 3)稳定校验：相间作用应截面系数：W0.167h2b0.16710100216700mm316.70cm3S100101000mm2 3)稳定校验：相间作用应截面系数：W0.167h2b0.16710100216700mm316.70cm3自振频率：f 1122.891.55104348.41(35~155)Hz，故，1m1.73i2L21081.7320.50521061080.901060.716.70.90106Pa6910635kV出线的选择这里选用钢芯铝绞线，型号LGJ-185，标称面积为185mm2，80C长期允31A实际环境温度为20C，查书，综合修正系数K=1.055KIy1.05531557.55AIgmax117热稳定校验：StC查书，C=87，取tdz3.47t于是，CS185mm2 10kV母线的选择1)按经济电流密度选择母线截面，10kV最大持续工作电流Igmax3301(A又S33012276.55(mm2J（12510）Iy3152A(y70C,025C)因实际环境温度020CK1.05KIy1.05S33012276.55(mm2J（12510）Iy3152A(y70C,025C)因实际环境温度020CK1.05KIy1.0531523309.6AIgmax期允许载流量为I2)热稳定校验：St查书，C=87，取tdz209073.47t于是，CSSmin3)0.333h2b0.33310125252031mm3自振频率：f 1123.611.55104435.20(35~155)Hz，故，1，m1.73i2L21081.7353.31321061081.941060.7由b 0.08，2bb21010b 10 K120.30 2.5Ki211082.50.3053313211082131.72 b2b(p 1.94106 f44hf1003c22131.722b(p 1.94106 f44hf1003c22131.72f 2102s1.941066.031067.9710Pa6910666610kV出线电缆的选择及校型式：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纸绝缘铝芯电缆，技术数据如表5-9；表5-9ZLQ2KIIgTMKTM其中：K为温度修正TM为电缆最高工作温度T1为额定载流量基准下的环境温（C）;T2Iy对应于所选电缆截面S、环境温度为+25C允许载流量（ATM 60K1.14，这里T202T60 IyKIy1.14325芯数截面25C时电缆度，C3Ig108AKIyCSt查表可得C=95，取 209073.47则StCSSmin限流式熔断器的选Ig108AKIyCSt查表可得C=95，取 209073.47则StCSSmin限流式熔断器的选11 S100KBXKRW9-35，技术数据如5-5-10RW9-35型熔断器参11 S100KBXKRN2-10，技术数据如5-5-11RN2-10型熔断器额定电压额定电流断流容量RN2-额定电压额定电流断流容量RW9-避雷器的最大运行相电压的3.5 避雷器的最大运行相电压的3.5 110kV侧选用FZ—110型号避雷器，技术数据如表5-5-12FZ-110型避雷器的技术数35kV侧选用FZ—35型号避雷器，技术数据如表5-5-13FZ-35型避雷器的技术数10kV侧选用FZ—10型号避雷器，技术数据如表5-5-14FZ-10型避雷器的技术数绝缘子和穿墙套管额定电压灭弧电压工频放电电压FZ-额定电压灭弧电压工频放电电压FZ-额定电压灭弧电压工频放电电压FZ-外穿墙时使用，6～35kV为瓷绝缘，60～220kV为油浸纸绝缘电容式。110kV侧选用屋外ZS－110外穿墙时使用，6～35kV为瓷绝缘，60～220kV为油浸纸绝缘电容式。110kV侧选用屋外ZS－110型号的绝缘35kV侧选用ZS－35型号的的绝选CWLB－10型号的穿墙套管。消弧线圈认为，对3～60kV网络容性电流超过下列数值时，中性点应装设消弧线圈。消弧线圈宜装于星形-三角形变压器中性点上，装于Y0接线双绕组或Y0Y0接线的Y0Y接线变压器的中性点上(例如单相变压器组)。选择XDJ-275/35，技术数据如表5-各分接头容许电流XDJ-66配电装置的最小安本变电站三个电压等级：110kV、35kV、10kV。根据《电力工程电气设计手册》本所110kV、35kV采用屋外配电装置，10kV采用屋内配电装置。屋外配电中型配电半高型配高型配电半高型配高型配电 7变电所中出现的雷电过电压有两个来源：①雷电直击变电所在被保护物高度hx水平面上的保护半径rx，可按下式计算当h7变电所中出现的雷电过电压有两个来源：①雷电直击变电所在被保护物高度hx水平面上的保护半径rx，可按下式计算当hh时，rhhphxxxa2当hhr1.5h2h