毕业论文-阜蒙县太平乡66kv变电站电气部分设计

辽宁工程技术大学毕业设计(论文)1阜蒙县太平乡66kv变电站电气部分设计电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电所是电力工业建设中必不可少的组成环节。由于变电所的设计内容多、范围广、逻辑性强，因此要求要有较高的专业水平，并熟悉各种设计规程和设计原理，设计过程中要针对变电所的规模和形式，具体问题具体分析。本文是对太平66kv/10kv变电所提供的设计方案。本方案包括了对原始设计条件的分析，馈线的选择，无功补偿电容器的选择，主变压器的选择，电气主接线的确定，短路计算，各种电气设备的选择与校验，高压配电装置的规划设计，防雷保护的规划设计。并在后文中附有设计计算书用于完成包括计算变电所的最大负荷容量，无功补偿的计算，计算主变压器的容量，化简短路阻抗和计算短路电流，电气设备的校验，和防雷保护保护范围的计算在内的全部计算过程。在设计和选择设备中都充分考虑到了可靠性，灵活性和经济性。另外，各种断路器、隔离开关、电流互感器型号的选择要与高压配电装置的布置联系在一起考虑。关键词：电力系统，电气设备，变压器，继电保护太平66kV变电站电气部分设计2substationisindprocessforsubstationinsizeandform,concreteanalysisofcTheschemeincludestheanalysisowattlesscompensationequipment,planninganddcalculationofsubstationpeakloadcapacity,calculationofwattlesspowercompensation,calculationofmaintransformKeywords:powersystem;electricequipment;transformer;relayprotection辽宁工程技术大学毕业设计(论文)3目录1变电所设计原因……………错误!未定义书签。1.1所址选择和所区规划……………………错误!未定义书签。1.2电气部分设计原则………错误!未定义书签。2线路导线的选择……………错误!未定义书签。2.1按经济电流密度选择导线经济截面积…………………错误!未定义书签。2.2选择导线截面积的步骤…………………错误!未定义书签。3主变压器容量、台数和型式的选择……错误!未定义书签。3.1变压器选择的规定………错误!未定义书签。3.2主变压器容量和台数的选择……………错误!未定义书签。3.3变压器型式的选择………错误!未定义书签。4补偿电容器的选择…………错误!未定义书签。4.1求出变压器的功率损耗…………………错误!未定义书签。4.2补偿前平均功率因数计算公式…………错误!未定义书签。4.3补偿容量的计算…………错误!未定义书签。4.4确定电容器台数…………错误!未定义书签。4.5补偿后总平均功率因数计算公式………错误!未定义书签。5电气主接线方案设计………错误!未定义书签。5.1主接线设计的基本要求…………………错误!未定义书签。5.2主接线方案………………错误!未定义书签。5.3方案的比较与确定………错误!未定义书签。5.4主接线二次方案的说明…………………错误!未定义书签。6短路电流的计算……………错误!未定义书签。6.1发生短路的原因和短路的定义…………错误!未定义书签。6.2短路的分类………………错误!未定义书签。6.3计算短路电流的目的……………………错误!未定义书签。6.4短路电流的计算过程……………………错误!未定义书签。7电气设备的选择……………错误!未定义书签。太平66kV变电站电气部分设计47.1断路器的选择……………错误!未定义书签。7.2隔离开关的选择…………错误!未定义书签。7.3互感器的选择……………错误!未定义书签。7.4避雷器的选择……………错误!未定义书签。7.5高压开关柜的选择………错误!未定义书签。8继电保护……………………错误!未定义书签。8.1电力系统继电保护的作用………………错误!未定义书签。8.2主变压器的保护…………错误!未定义书签。8.3线路保护…………………错误!未定义书签。9防雷保护……………………错误!未定义书签。9.1避雷针的装设原则及接地装置的要求………………错误!未定义书签。9.2避雷针高度的计算………错误!未定义书签。10结论………………………错误!未定义书签。致谢……………错误!未定义书签。参考文献………………………错误!未定义书签。附录A设计计算书…………错误!未定义书签。附录B译文…………………错误!未定义书签。8附录C外文文献…………错误!未定义书签。5附录D开题报告……………错误!未定义书签。5辽宁工程技术大学毕业设计(论文)5阜蒙县太平乡供电区域内现有用电容量6775kV·A。由66kV于寺变电站配出的1回10随着太平乡经济的迅速发展和烤烟种植、铁选的不断扩大规模，将新增用电负荷为太平乡电压合格率低，原有的供电网络已趋于饱和，无法满足太平乡工、农业负荷快速增长的需要。因此需要新增66kV太平变电站为阜蒙县太平乡供电。本工程站址位于阜蒙县太平乡架木苏村西南，乡路北侧30米建设太平66kV变电站。站址处于负荷中心，供电半径小地势平坦。变电站位于乡镇，对噪音和外观无特殊要求。根据地区情况，66kV线路采用架空进线，10kV采用电缆、架空混合出线。之间，年平均降水在420-540mm之间。四季分明，雨热同季，光照充足，风多雨少。(1)工程地质和水文地质2-1层细沙为平均厚度0.9m,;2层为粉土平均厚度3.1m。综合评价该场地土类型为中硬场简单，分布连续，厚度稳定，物理力学性质均匀，无不良地质现象分布，适宜变电站的兴(2)水文气象平均年降水量727.5mm,日最多降水量215.5mm。历年最低气温月的最低平均气温为-12.0℃。30年一遇最大风速23.3M/S。年平均风速为3.0M/S。太平66kV变电站电气部分设计61.2电气部分设计原则1.2.1系统现状及近期发展系统现状阜蒙县农网隶属阜新电网，阜蒙县农网66kV供电系统主要有两大电源供电，即以阜新发电厂供电的220kV六家子一次变、水泉一次变、东梁一次变、松涛一次变和阿金一次变作为主要电源，以沈阳新民发电厂供电的220kV彰武一次变作为后备电源。农网现拥有66kV送电线路13回，66kV变电站18座，主变35台，主变容量266兆伏安，其中仅大巴、十家子、务欢池、张九店、泡子、东五一6座变电站为双电源，占变电站总数33.3%,剩余他本、福兴地等12座66kV变电站为单电源，不满足N-1准则要求，供电可靠率低，不扩大规模，原有的供电网络已趋于饱和，无法满足太平乡工、农业负荷快速增长的需要。阜蒙县太平乡供电区域2011年、2012年在建项目情况如下：7序号项目名称负荷名称设备容量需用系数计算负荷项目用途1阜新恒泰铁选厂加工车间冶炼2阜新恒泰铁选厂(采矿点)电动机类采矿3龙池有限公司铁选厂加工车间冶炼4荣和铁选厂采矿点电动机类采矿5增益、盛世有限公司铁选厂加工车间冶炼6太平乡现有负荷工农业生产及居民生活用电最大负荷合计综合最大负荷根据上述统计，至2012年上述工程竣工后，综合最大负荷为10.155兆瓦。年度年度负荷名称2013年2014年2015年2016年最大负荷本期取2013年至2017年全地区供电量基本部分的增长率4%,预测时考虑电力和电量以相同的速度增长，可算出到2016年最大供电负荷达到11.42MW。电网存在的主要问题太平乡没有独立的变电站，供电电源为66kV于寺变电站，于寺变不仅为太平乡供电而且还是于寺镇的供电电源。太平乡10kV线路的供电半径达到28.21km,供电半径已严重超标，供电可靠性比较差，用户电压低非常突出，供电能力不足，不能满足地方经济发展8的用电要求，严重制约该乡的经济发展。变电站接入系统方案本工程新建66kV变电所位于太平乡架木苏村，66kV新建线路由66kV大五家子变电站引出，向西北方向引入66kV太平变电站，新建单回线路亘长10.908千米，导线型号为变电所根据5～10年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台〈组〉主变压器；当技术经济比较合理时，330一500kV枢纽变电所也可装设3～4台(组)主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器。主变压器一般采用三相式变压器，装有两台及以上主变压器的变电所，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证70%的全部负荷，但应保证用户的一级和大部分二级负荷。变电所的主接线，是变电所设计的首要部分，应根据变电所在电力系统中的地位、回辽宁工程技术大学毕业设计(论文)9路数、设备特点及负载性质等条件确定，电气主接线设计要求概括地说应包括可靠性、灵一般采用分段单母线或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多，负荷大或污秽环一般不设旁路母线；如线路断路器不允许停电检修，可设置其他旁路设施。当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6kV和10kV配电装置66kV规模为2回66kV架空进线采用单母线接线方式，10kV侧采用单母线分段接线，10kV出线共6回，远期10回，本次设计以远期为标准。太平66kV变电站电气部分设计2线路导线的选择导线是架空线路的主要元件之一，在架空线路是将导线悬挂在杆塔上，由于架空线路具有建设投资少，施工、维护和检修方便等特点，因而被广泛采用。铜导线虽然导电性能好，机械强度高，在抗氧化、抗腐蚀能力。但价格较为昂贵，经济性较差，所以不宜采用铝导线虽具有很好的导电性，价格低廉，但由于机械强度较差，大约为铜的一半，此外铝易氧化，抗腐蚀性差，因此也不宜采用。架空线路要求有较高的机械性能，耐腐蚀和耐震性能，同时要考虑经济性，即符合国家电线产品的标准，也要符合经济性要求。因此本变电所的架空线路采用钢芯铝绞线。钢芯铝绞线(LGJ)是将多股铝线绕在钢芯外层，铝导线主要起到载流作用，机械荷载由钢芯和铝线共同承担，符号：LGJ—##,其中##为导线的标称截面(mm²)。导线截面选择过大，会增加线路的投资，导线截面过小，会增加导线运行中电压和电能损耗，使电能传输质量和运行的经济性变差，所以要选择合适的导线截面。2.1按经济电流密度选择导线经济截面积使年综合费用最小时所对应的母线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。导线截面积大小和电网的运行费用有密切关系，根据经济电流密度选择导线截面，可使用全年综合费用(包括年电能损耗费、导体投资和折旧费、利息等)最低，可以找到一个理想的截面积使年运行费用最低。这是对于电压较高、线路较长、最大负荷利用小时数较多的线路首选此方法。此外，从经济性的角度，可使电网处于最佳经济运行状态，故本次设计按经济电流密度选择导线。其计算公式如下。lmay线路正常运行时的最大负荷电流(A);J——经济电流密度(A/mm²),可根据经济电流密度曲线查取辽宁工程技术大学毕业设计(论文)2.2.110kV线路导线经济截面积计算2.2.2按电压损失校验导线截面太平66kV变电站电气部分设计当δ<10%时满足电压损失校。当δ>10%时，应选下一等级截面的导线，再进行电压损失校验，直到δ<10%为止，此时的导线即被选择。2.2.3按载流量校验导线截面积允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过的电流。线路的最大长期工作表2-110kV线路架空线参数序号负荷名称线路状况型号经济密度电阻值电抗值回数长度1增益、盛世有限公司铁选厂232龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点243阜新恒泰铁选厂(采矿154太平乡265阜新恒泰铁选厂183主变压器容量、台数和型式的选择在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输、电力交换的重要任务。合理地确定变压器容量是变电所安全可靠供电和电网经济运行的基本保证。3.1变压器选择的规定为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。根据《电力系统设计技术规程》SKJ161—85有关规定：凡有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变容量应保证供应该所全部负荷的70%,在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。根据《供配电设计手册》P50页规定，选择主变压器台数时应考虑下列原则：(1)应满足供电的可靠性要求。对供有在量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。(2)对季节负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器。(3)对于集中负荷较大的情况，虽为三级负荷，也应采用两台及以上的变压器。(4)在确定变电所主变压器参数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。综上所述，本变电所设计的主变压器台数应装设两台。3.2主变压器容量和台数的选择首先应确定变电所的总装设容量。本次变电所总装设容量的确定，根据《电力工程电一般按变电所建成后10～20年的远期规划负荷选择。其容量的大小应为低压侧母线的计算负荷的总和，可按下式确定：式中P--系统总的有功功率；Q--系统总的无功功率。其中，在总负荷的计算中要先计算线路上的功率损耗，再加上出线负荷，之后乘以同时系数，得出总负荷。线路上的功率损耗可根据《供用电工程》P41页，公式2-41及式2-42求出，其计算公P--负荷有功功率(kW);Q--负荷无功功率(kVar);U--线路额定电压(kV);R、X--线路电阻、电抗(Ω)。根据上述公式计算出Z△P、Z△Q。式中Kp--最大负荷时有功负荷的同时系数；K₀--最大负荷时无功负荷的同时系数。每台变压器的容量S的确定：根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有关规定：当变电所有两台主变压器时，一台故障或检修时，其另一台主变压器应保证供应全部负荷的70%。3.3变压器型式的选择(1)根据《电力工程电气设计手册》P216页规定：当不受运输条件限制时，在330kV有以下的发电厂和变电所均采用三相变压器。由于本次设计中电压等级为66kV/10kV,且变电所处于交通方便之地，故选用三相变压器。根据《电力工程电气设计手册》P217页规定35kV以上的绕组采用Y接线。35kV以下的变压器绕组采用△接线，所以本次设计采用的变压器联结组别为Ynd—11型。选择两台SF9-10000/66型有载调压变压器。主变压器主要参数见下表：辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表2-1SF9-10000/66有载调压电力变压器技术数据型号额定容量电压组合联接组别空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压尺寸(mm)高压分接范围低压长宽]9(2)其型号含义说明如下：4补偿电容器的选择系统无功平衡是一个重要的问题，为维持电压水平就必须为负荷点提供一定的无功功(1)引起线路电流增大，使线路中功率、电压、电能损失增加。(2)由于电流增大，从而使系统中设备的容量增大，这样会增加总投资。为此，当系统功率因数过低的时候，应增设无功补偿设备来提高功率因数，根据《全国供电规则》规定“对于新建及扩建的电力用户其功率因数一律不应低于0.9,这与本次设计任务要求相一致，即变电所的功率因数在0.9以上。在电力系统中除了发电机能发出无功功率外，还有同步调相机、静电电容器和静止补偿器三种无功补偿装置。其中调相机、静止补偿器主要用于枢纽变电所中。而静电电容器由于其质量轻、安装方便、投资少、故障少、损耗少、易维护等诸多优点，主要将其安装在中、小型变电所。所以本次设计采用静电电容器作为无功补偿装置。并联电容器使系统总电流相量I与电压相量U的角度φ减小，因为容性电流i。与感性电流分量i恰好相反，从而抵消一部分感性电流。串联电容器的容抗可以补偿一部分系统电抗，从串联电容补偿的电压损耗计算公式来看，只有负荷蓄在数低，导线为较粗的架空线，采用串联补偿才合适。因此本次设计采用并联方式。并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电网电压，在本次变电所中可直接连接在低压侧的母线上。根据《并联电容器装置设计技术规定》第15页第2.2.1条规定“设计安装的10kV电容器应采用星形接线为宜。”三角形接线的主要问题是电容器发生故障时故障电流大，较星形接线发生相间短路的可能性较大。所以本次设计采用星形接线方式，被选择电容器的额定电压应为10kV。综合上述分析，选用TBB₃10-1500/1500型组合补偿电容设备。型号规格额定电压标称容量相数外形尺寸长*宽*高重量kg3辽宁工程技术大学毕业设计(论文)4.1求出变压器的功率损耗4.2补偿前平均功率因数计算公式太平66kV变电站电气部分设计4.3补偿容量的计算4.4确定电容器台数4.5补偿后总平均功率因数计算公式辽宁工程技术大学毕业设计(论文)5电气主接线方案设计变电所主接线是指变电所的变压器、输电线路在与电力系统相连接时的连接方式，从而完成输配电任务。变电所的主接线是变电所电气部分组成中的一个重要部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法等的拟定将会产生直接的影响。变电所的电气主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件进行灵活确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线应基本满足供电可靠性、运行灵活性和经济性。(1)可靠性所谓可靠性是指主接续线能可靠的工作，以保护对用户不间断地供电。评价主接线可靠性的标志是：1)断路器检修时是否影响供电；2)线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能保证对用户，特别是重要用户的供电；3)变电所全部停电的可能性。(2)灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求：1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2)检修要求。可以方便地停运断路器、母线及继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3)扩建的要求。可以容易的从补期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。(3)经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。太平66kV变电站电气部分设计5.2主接线方案根据系统和负荷性质的要求，主接线方案初步给出以下两种：第一方案：高压侧采用内桥接线，低压侧单母线分段的主接线，如图5-1所示。第二方案：高压侧采用单母线分段，低压侧单母线分段的主接线，如图5-2所示。图5-1高压侧采用内桥接线，低压侧采用单母线分段的主接线图5-2高压侧采用单母线分段，低压侧采用单母线分段的主接线辽宁工程技术大学毕业设计(论文)5.3方案的比较与确定以上两个方案中，主接线二次侧方案相同，只比较一次第一种方案的特点如下：变压器随负荷变化投切方便；线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回未发生故障线路运行，严重影响第二种方案的特点如下：变压器投切方便；在一次侧容易增设进出线数目，相对桥形从经济性来看，由于两种方案变压器型号和容量的选择均相同，所以只是比较综合造从改变运行方式灵活性来看，第二方案比第一方案投切变压器时，倒闸操作简便。通过以上分析比较，可以发现第一方案以占地面积小、投资少，供电可靠性高为主要优点。第二方案以改变运行方式灵活为主要优点，最为重要的是符合远期改造要求。考虑5.4主接线二次方案的说明主接线二次侧采用单母分段的目的是：对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电，可减小停电范围。但当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线回路都在检修期内停电。单母分段接线简单、经济、方便，而且供电可靠性太平66kV变电站电气部分设计6短路电流的计算6.1发生短路的原因和短路的定义所谓“短路”即是指载流导体相与相之间发生非正常接通的情况；在中性点直接接地的系统中，还有相与地之间的短路。发生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏，发生电力系统意外事故。其次还有气候条件恶化，例如雷击过电压造成的闪络放电，由于风灾引起架空线路断线或导线覆冰引起电杆倒塌等。再其次是人员过失，例如运行人员带负荷拉刀闸，检修线路或设备之后未拆除接地线就合闸供电等。最后是其他原因，例如挖沟损伤电缆、鸟兽或风筝跨接在载流裸导体上等。绝缘损坏的原因多因设备地电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成事故。6.2短路的分类在三相系统中短路的基本形式有：三相短路；两相短路；单相接地短路；以及两相接当三相短路时，由于短路回路阻抗相等，因此三相电流和电压仍是对称的，所以又称为对称短路。此时三相短路电流同速正常情况一样是对称的，只是线路中电流增大，电压降低而已，而电压和电流之间的相位差一般也较正常情况时大，除了三相短路这外，其它类型的短路皆为不对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其相位角也不同。在这些短路形式中，三相短路其后果一般最为严重。电力网在设计及运行时考虑最严重的故障情况下工作的可能性时，三相短路起着决定性的作用。故在设计中需要计算的是三相短路。6.3计算短路电流的目的短路电流的计算主要是为了解决以下几方面的问题：(1)作为选择电气设备(断路器、隔离开关、母线、互感器等)的主要依据。(2)继电保护的设计和整定辽宁工程技术大学毕业设计(论文)(3)进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等。此外在短路电流的计算中，为了能够在工程要求的准确度范围内方便和迅速地计算短(1)认为在短路过程中，所有发电机转速和电势相位相同；(2)在考虑磁路饱和，变压器励磁电流可略去不计；(3)一般不计元件的电阻和电容，仅在R>X/3时计入电阻，在超高压远距离输电时计6.4短路电流的计算过程图6-1系统等值阻抗图常用的归算公式如下：式中Sg--基准容量取1000MV·A;Sy--额定容量(MV·A);U₄%--短路电压百分数(%)。式中Sg--基准容量取1000MV·A;X₀--线路电抗(Ω)(注：线路单位电抗取0.42/km);U₄v--线路所在电压等级平均标称电压(kV)。由于本次设计中电力系统电源为无限大，所以系统电压标么值为1。经网络化简后求出电源到适中短路点之间的总电抗标么值，计算出短路电流标么值。最后将电流标么值化为有名值，运用公式：式中Ug--平均标称电压(kV)。短路计算点：该点短路时，流过电器或导体的短路电流最大，称为短路计算点。由等值阻抗图可以看出，系统为并列运行，所以分别取d1、d2为短路点，计算出短路电流，为以后选择设备的校验的冲击电流提供数据。所以计算得出：d1点短路电流为3.2kA;d2点短路电流为8.52kA;负荷侧最大短路电流为4.01kA。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)电器设备的选择是变电所配电电气工程设计的主要内容之一。正确选择电气设备是保证电气主接线和配电装置的安全、经济、可靠运行的重要条件。在高压电器选择中的主要(1)高压电器应保证正常工作状态下的电压和电流的要求；(2)高压电器应保证安装地点和使用的环境条件要求；(3)高压电器应保证在短路条件下的热稳定和动稳定要求；(4)高压电器应充分考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质；(5)对于电流互感器的选择应计及其负载和准确度级别；(6)同类产品应尽量选择同一品种或同一厂家产品。7.1断路器的选择在各种电压等级变电所的设计中，断路器是最为重要的电气设备，它是通断故障电流和正常负荷电流的元件。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在短路条件下，对短路压缩空气断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器。高压断路器应根据断路器的安装地维护工作量小，故在3～220kV电压等级中被广泛采用。断路器的额定电压应满足：Un·ne--设备所在电力网的额定电压(kV)。7.1.2按额定电流选择断路器断路器的额定电流应满足大于系统长期最大工作电流的要求：7.1.3按开断电流选择断路器开断电流即在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流，它应满足下式：7.1.4按关合电流选择断路器表征断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流，一般取额定开断电流的1.8×式中i--冲击电流(kA);根据下式计算：7.1.5热稳定的校验断路器及其它的电器设备通过短路电流时，各部分温度不超过允许值，即应满足热稳辽宁工程技术大学毕业设计(论文)te--短路等值时间(S);I₄--t秒内允许通过的短时热电流(或短时耐受电流)。式中ig--短路冲击电流幅值(kA);irg--允许通过的动稳定电流幅值(kA)。Table7-1LW9-72.5/3150parametersofcircuitbreaker型号开断电流开断容量动稳定电流热稳定电流(kA)固有分闸时间合闸时间太平66kV变电站电气部分设计型号开断电流开断容量)极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间7.2.1按额定电压等级选择隔离开关7.2.2按额定电流选择隔离开关S--对于10kV侧时，S=Sx;即为变压器额定容量；对于66kV侧时，采用外桥接线时，S=S;若采用内桥接线时，应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷电流。7.2.3热稳定的校验隔离开关及其它的电器设备通过短路电流时，各部分温度不超过允许值，即应满足热式中I--短路电流(kA);I₄--t秒内允许通过的短时热电流(或短时耐受电流)。7.2.4动稳定的校验动稳定即导体和电器承受短路电流机械效应的能力。应满足的动稳定条件为：式中i--短路冲击电流幅值(kA);ipg--允许通过的动稳定电流幅值(kA)。经过计算和校验，66kV侧隔离开关选为GW5-72.5G。10kV侧隔离开关选为型号额定电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流N--室内型隔离开关；太平66kV变电站电气部分设计互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统的主要联络元件，分别用于向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，以正常反映电气设备的正常运行及(1)将一次回路的高压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。(2)使二次设备与高压部分隔离，且使互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身电压互感器的配置原则母线：一般除旁路母线外，工作及备用母线上都装有一组电压互感器用于同期、测量线路：35kV及其以上输电线路，当对端有电源时，为了监控线路有无电压，进行同期和设置重合闸，装有一台或三台单相电压互感器；10kV及其以下架空出线自动重合闸，可利用母线上的电压互感器。变压器：变压器的高压侧有时为了保护的需要，设有一组电压互感器。电压互感器的选择电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度级以及按副边负载辽宁工程技术大学毕业设计(论文)电压互感器一次绕组所接电力网电压应在(1.1～0.9)U范围内变动，即满足下列条电压互感器准确级的选择：其准确级要高于或等于仪表和继电保护装置的准确级，计量时不低于0.5级，测量时不低于1.0级，继电保护采用P级。6～20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构。在高压开关柜三相三柱式接线图无开口三角形。此种接线不能用于供电绝缘检查电压表，不允许将电压互感器高压侧中性点接地。由于10kV为中性点不接地系统，电压互感器除供测量仪表外，还用来作为电网对地绝缘监视，因此本次设计10kV侧采用JSJB--10型三相五柱式经过选择，66kV侧电压互感器为JCC5—66,10kV母线电压互感器为JSZW--10型。表7-3电压互感器的主要参数Table7-3mainparametersofvoltagetrans型号最大容量额定电压试验电压二次负荷剩余电压绕组初级次级剩余工频雷电输出准确度型号额定电压(kV)最大输出二次负荷(VA)连接组标号初级绕组次级绕组辅助绕组0.5级1级3级辅助绕组接成开口三角形(注：由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，因此不需要校验动稳定与热稳定。)电压互感器型号含义如下：5—设计序号；66-额定电压(kV)。JSJB-10型电压互感器：B--带补偿绕组；7.3.2电流互感器的选择电流互感器的选择应根据电压等级和电流互感器安装处的最大长期工作电流进行选电流互感器一次额定电压和电流必须满足下式：Ux,Ix--电流互感器的一次额定电压和电流；Imx--电流互感器一次回路最大工作电流；电流互感器的校验(1)热稳定校验电流互感器热稳定能力常以1S允许通过一次额定电流Ix₁的倍数K,来表示，故热稳定应按下式校验：(2)动稳定校验所以内部动稳定可用下式校验：电流互感器的配置(1)为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线、分段等回路设置电流互感器，一般按三相配置；10kV出线按两相配置。(2)对于保护用电流互感器应尽量消除保护的死区。电流互感器经过选择校验，66kV侧电流互感器选择LCWD--66,用于安装在变回路和桥型回路。10kV侧电流互感器选用LAJ--10和LFZ1--10型电流互感器。LAJ--10用于变压器和母联回路，其额定电流比为1000/5。LFZ1--10用于不同的馈出线上。型号次级组合额定变流比准确级10%倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数二次负荷Ω倍数13(300~D14型号额定电压(kV)额定变流比次级组倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13太平66kV变电站电气部分设计66—额定电压(kV)。10—额定电压(kV)。7.4避雷器的选择过电压可分为大气过电压(或称雷电过电压)和内部过电压两种形式。7.4.2避雷器的作用(1)当冲击电压超过避雷器动作电压时，避雷器导通，将雷电流引入大地，避免了被保护设备的电压升高，从而保护了设备。(2)冲击电压过后，熄灭工频续流电弧。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)7.4.3避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。7.4.4避雷器的选择及型号含义FZ系列普通阀式避雷器，用于保护相应额定电压的交流变、配电设备的绝缘，以免受FS系列避雷器用于保护配电变压器和电缆头等电气设备免受大气过电压的损害。避雷达器只根据系统额定电压进行选择。本设计变电所66kV侧避雷器选用FZ—66型，10kV侧选用FS—10型避雷器。表7-5避雷器的主要参数Table7-5mainparametersofthesurgearrester型号额定电压有效值(kV)灭弧电压有效值(kV)工频放电电压有效值(kV)冲击放电电压峰值1.5/40μs)不8/20μ雷电冲击波残压峰值不大于泄漏或电导电流不小于不大于FZ—400~FS—66/10—额定电压(kV)。太平66kV变电站电气部分设计7.5高压开关柜的选择6～35kV高压开关柜主要用于6～35kV的电力系统中，作电能的接受、分配的通、断选择高压开关柜主根据使用环境决定选户内还是户外型。根据开关柜数量的多少和可靠性的要求，确定使用固定式还是手车式开关柜。固定式开关柜价格便宜，对开关柜台数少的变电所尽量选用固定式开关柜。结合本变电所主接线方案，结合控制、计量、保护、信号等方面要求选择10kV侧开关柜，使设备的型号尽量作到统一。10kV侧的所有出线架空线选用一个型号的开关柜。本设计初选六种开关柜，分别为变压器10kV侧出线回路柜、分段母联回路柜、架空出线柜、所用变压器柜、电压互感器及避雷器柜、补偿电容器柜。由《高压成套开关设备》P113页，表1.8.1选择KYN3-10型移开式金属封闭高压开关表7-6所选高压开关的主要技术参数名称单位主要技术参数额定工作电压额定工作电流A额定开断电流(有效值)额定关合电流(峰值)极限通过电流4S热稳定电流(有效值)外形尺寸(宽*高*深)辽宁工程技术大学毕业设计(论文)7.5.1主电路选取方案(1)进线柜、出线柜和母联柜表7-7进线柜、出线柜和母联柜的主电路方案及设备表方案编号主电路方案接线图额定电压(kV)用途电缆进线(2台)架空线出线(12台)母联(1台)额定工作电流(A)真空断路器11操动机构111电流互感器222零序电流互感器1高压避雷器接地开关1外形尺寸(宽×高×深)太平66kV变电站电气部分设计(2)电压互感器柜和所用变柜表7-8电压互感器柜和所用变柜的主电路方案及设备表Table7-8voltagetransformertankandthemaincircuitofvariablearkusedplanandeq方案编号主电路方案接线图额定电压(kV用途电压互感器、避雷器(2台)所用变(2台)额定工作电流(A)主电路主要高压电器高压熔断器33电压互感器1高压避雷器3干式变压器1低压断路器6外形尺寸(宽×高x深)7.6母线的选择母线起汇集和分配电能的作用。35kV及以下变电所的各种高压配电装置的母线，主要采用硬母线和软母线两种型式，其中硬母线有铜、铝两种材料。根据《导体和电器选择设计技术规定》第7页第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，宜选用矩形硬导体。矩形导体的散热和机械强度与母线的布置方式有关。三相水平布置导体竖放与三相水平布置导体平放相比，前者散热较好，载流量大，但机械强度低，而后者情况正好相反。若三相导体垂直布置且导体竖放时，散热较好，载流量较大、机械强度高，但配电装置的高度增加，安装困难，所以本变电所采用三相水平布置且导体平放。对于母线截面的选择按导体长期发热允许电流选择，即：式中Iw·max--所在回路最大工作电流(A)I₀--相对于母线允许温度和标准环境条件下导体长期允许电流(A);而对于66kV侧桥回路连线的选择，根据《供用电工程》P283的规定说明“除配电装置的汇流母线及较短导体(20m以下)按最大长期工作电流选择截面外，其余导体的截面一般按经济电流密度选择。”经过计算，母线初选为63×6.3硬铝母线，平放。导体的最小允许截面应小于Smin才能满足热稳定要求，其由下式确定：式中C--热稳定系数K--集肤效应系数，由《电力工程电气设计手册》查得K=1.02;t短路等值时间(S)7.6.2动稳定校验各种形状的母线通常都安装在支持绝缘子上，当冲击电流通过母线时，电动力将使母线产生弯曲应力，因此母线应按弯曲情况进行应力计算，校验母线的动稳定。按照母线在支持绝缘子上固定的形式，当跨数为2时，在电动力的作用下，母线所受式中L--支持绝缘子间的跨距(m)。本设计取绝缘子的跨距为开关柜的宽度：L=1.0m。f--单位长度母线上所受相间电动应力(N/m);式中i--三相短路冲击电流(A);为了避免导体产生危险的共振，对于重要的导体，应使其固有频率避开产生共振的频率范围。根据《电力工程电气设计手册》P342页中规定“对于单条母线和母线和母线组中的各单第母线其共振频率范围为35～135HZ;对于多条母线组及引下线的单条母线其共振频率范围为35～155HZ;槽形和管形母线其共振频率范围为30～166HZ。”若固有频率在上述范围之外，可取β=1。若在上述范围之内，在计算fm时，应考虑动态应力系数β。β可由《供用电工程》P276页，图9-13查得。其中母线固有频率f1可根据《供用电工程》P276页，公式9-51求出，即：式中f--母线固有频率(HZ);辽宁工程技术大学毕业设计(论文)太平66kV变电站电气部分设计8继电保护8.1电力系统继电保护的作用8.2主变压器的保护变压器是电力系统普遍使用的重要电气设备。它的安全运行直接关系到电力系统供电压器的故障和异常工作情况，根据其容量和重要程度，装设动作可靠，性能良好的继电保图8-1变压器纵联差动保护单相原理图Figure8-1transformerlo8.2.2变压器的瓦斯保护瓦斯保护分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护。重瓦斯保护动作于跳闸，而轻瓦斯保护动作于发警报信号。瓦斯保护范围应能反应油箱内部发生的各种故障，不能反应油箱以外的套管及引线等部位上发生的故障，因此瓦斯保护应于纵差动保护相互配合、相互补充。瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成，变压器内部发生轻微故障时，继电器触头闭合，发出瞬时“轻瓦斯保护动作”信号。变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触头闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳开变压器两侧断路器。因重瓦斯继电器触头有可能瞬时接通，故跳闸回路中要加自保持回路。变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出轻“瓦斯动作”信号。8.2.3变压器的过电流保护瓦斯保护、纵差动保护为主变压器的主保护，动作后，独立出口跳主变压器一次、二次侧及电容器开关。对外部相间短路引起的变压器过电流，装设过电流保护作为变压器后备保护，保护动作后，应跳开变压器两侧的断路器。变压器的过电流保护主要是装设在降压变压器的高压侧.过电流保护的测量元件为电流继电器，延时元件时间继电器，其保护单相原理如图9.2所示.当短路电流达到或超过电流继电器的动作定值时，电流继电器动作并起动时间继电器，经给定的延时后时间继电器的动合触点闭合，出口继电器将变压器从运行的设备中切除保证电网的正常运行.过电流保护的电流互感器采用三相完全星形接线方式，这样可以提高灵敏度。动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即：(1)对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所产生的过负荷，如各台变压器容量式中n--并列运行变压器的最少台数；Ix--每台变压器的额定电流。(2)保护装置的灵敏度，按下式检验：被保护变压器低压母线发生短路时，要求K=1.5～2要求K>1.2。而在后备保护范围末端短路时，8.3线路保护对于10kV架空线出线的继电保护，主保护采用瞬时电流速断保护，后备保护采用定时限过电流保护。为反应单相接地故障，采用零序电流保护，以区分出故障线路与非故障线路，构成选择性保护。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)8.3.1瞬时电流速断保护保护范围校验：8.3.2定时限过电流保护(1)动作电流的整定：太平66kV变电站电气部分设计辽宁工程技术大学毕业设计(论文)9防雷保护雷击会使电力系统产生过电压，破坏电力系统的稳定和电气设备，为此变电所必须进行直击雷过电压保护。直击雷过电压保护可采用避雷针保护，避雷电流引入大地，从而保护了设备免受雷击。在变电所中，屋外配电装置，以及有金属的屋顶或钢筋混凝土结构建9.1避雷针的装设原则及接地装置的要求独立避雷针宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻不宜超过10Ω。当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，使两者的接地电阻都得到降低。但为了防止经过接地网反击35kV及以下设备与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得9.2避雷针高度的计算由于变电所最高设备为构架，高度为h=8.5m。水平面上相邻避雷针间保护外围宽度b,≥0时，即全面积受到保护，则避雷针选择高度合理，即则避雷针的实际高度为：h=ha+h(9-2)9.2.1保护半径计算在66kV侧9米高度上的保护半径的计算：太平66kV变电站电气部分设计所以r,=(h-h₄)p式中r;--避雷针在h₂水平面上的保护半径(m);9.2.2保护范围最小宽度和最小高度的计算：辽宁工程技术大学毕业设计(论文)所以b₄=h₀-h₄所以根据计算选择四支高25m的避雷针能保护变电所的全面积。本次毕业设计的题目是太平66kV太平66kV变电站电气部分设计。通过变电所的初步设计，从中得到了很大的收获。无论是对思考问题的方式，还是对知识掌握的程度都有很大的提高，给我在今后的工作中奠定了坚实的基础。首先设计开始是熟悉变电所的原始资料，并进行分析，查阅各种相关资料。在经过了毕业实习后，我对变电所中负荷分配情况，根据经济电流密度法确定变电所的所有10KV出线的导线截面；根据总的有功负荷与无功负荷计算出变电所的功率因数，并选择电容器进行无功补偿，使其功率因数达到0.9以上，以提高电能质量和减少电能损耗；根据总的负荷确定变压器的容量及台数，并计算变电所高压侧的功率因数，是否满足设计变电所进入电网的要求；根据变电所的负荷情况以及进出线情况高低压侧分别选择两种主接线方案，在可靠性、经济性、灵活性等方面进行比较后高低压侧分别确定出一种方案；根据主接线形式，选择短路点，进行运行方式分析，得出最大运行方式；根据设备在最大运行方式下的短路电流及其它条件选择电气设备，包括：断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器和10KV侧高压开关柜。完成所有高压电器选择后，根据变电所设备的外围情况设计防雷保护，安放避雷针。这次设计是大学期间的最后一次学习，也是大学入学以来最系统的一次对所学知识的理解和掌握，对所学的专业知识加深理解，在知识的实际应用上更加灵活，知识系统梳理的更加精致饱满，对变电所的设计知识有了更深刻的理解。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)致谢本设计在导师葛群老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计，无不凝聚着葛群老师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感受着葛群老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向葛群老师表示深深的感谢和崇高的敬意。我还要感谢曲春风老师、朴忠学老师、杨桢老师、刘健辰老师、程漠强老师、韩占岭老师在百忙之中对我的毕业设计的指导，我向老师们表示深深的感谢。我还要特别感谢辽宁电力有限公司阜新供电公司计经中心设计院的王思宇工程师，在我的实习期间，王工程师对我进行了悉心的教导并在毕业设计时为我答疑解惑，我对她表示深深的感谢。太平66kV变电站电气部分设计参考文献[4].DL755-2001电力系统安全稳定导则.[10].戈东方.电力工程电气设备手册(上、下册).中国电力出版社，1989[11]Q/CSG115003-201135kV～110kV配电网项目可行性研究内容深度规定.辽宁工程技术大学毕业设计(论文)附录A设计计算书1选择10kV输电线路导线已知线路长度为3km,双回线路供电，双回出线重要负荷率不超过66%,远期最大负荷为3000kW,计算功率2400kW,功率因数cosφ=0.85,最大负荷利用小时数1.1.1按经济电流密度选择导线截面R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/k1.1.2热稳定校验l=Kla₁=0.87×365=317.55>Imax=102.703A1.1.3电压损耗校验Rt=r₂₀[1+a(t-20)]=0.3058×[1+0.0036×(41.66-20)]=0.33Ω/km1.1.4线路功率损耗计算取线路的几何均距为1.5m时，LGJ-95/15型导线的电纳为：b=3.11×10-6S/km1.2选择龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点出线架空线型号已知线路长度为4km,双回线路供电，双回线路出线重要负荷率不超过66%,远期最大负荷为2990kW,计算功率2310.5kW功率因数cosφ=0.86,最大负荷利用小时数辽宁工程技术大学毕业设计(论文)1.2.1按经济电流密度选择导线截面R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/km1.2.2热稳定校验1.2.3电压损耗校验R₁=r₂o[1+a(t-20)]=0.3058×[1+0.0036×(41.29太平66kV变电站电气部分设计1.2.4线路功率损耗计算1.3选择阜新恒泰铁选厂(采矿点)出线架空线型号1.3.1按经济电流密度选择导线截面根据输送功率计算最大长期工作电流：查《电力工程电气设计手册》411页，附表8-4:LGJ钢芯铝绞线规格及长期允许载流量，选用LGJ-95/15型架空线，其参数为：R=0.3058Ω/km,X=0.38Ω/k1.3.2热稳定校验1.3.3电压损耗校验导线工作时的实际温度：R=r₂o[1+α(t-20)]=0.3058×[1+0.0031.3.4线路功率损耗计算阻抗损耗：太平66kV变电站电气部分设计1.4选择太平乡出线架空线型号已知线路长度6km,双回线路供电，双回线路出线重要负荷率不超过66%,远期最大负荷为6775kW,计算负荷4065kW,功率因数cosφ=0.88,最大负荷利用小时数1.4.1按经济电流密度选择导线截面R=0.1542Ω/km,X=0.38Ω/km1.4.2热稳定校验1.4.3电压损耗校验Rt=rz₀[1+α(t-20)]=0.1542×[1+0.001.4.4线路功率损耗计算太平66kV变电站电气部分设计1.5选择阜新恒泰铁选厂出线架空线型号1.5.1按经济电流密度选择导线截面R=0.4217Ω/km,X=0.38Ω/k1.5.2热稳定校验辽宁工程技术大学毕业设计(论文)1.5.3电压损耗校验R=r₂o[1+a(t-20)]=0.4217×[1+0.00361.5.4线路功率损耗计算太平66kV变电站电气部分设计则线路损耗为：=64.53kV·A表1-110kV线路架空线参数Table1-110kvlin序号负荷名称线路状况型号经济密度电阻值电抗值回数长度1增益、盛世有限公司铁选厂232龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点243阜新恒泰铁154太平乡265阜新恒泰铁选厂18辽宁工程技术大学毕业设计(论文)2选择主变压器的台数、容量、型号=18.28+22.07+47.61+4=22.72+27.43+59.12+121.62+45.00-0.5-0=93.30+105.78+75.30+132.2线路所有负荷的总功率=2823.53+2686.63+1764.7+46192.3计算变压器二次侧总功率 =7215.42kVar2.4选择变压器型号SN=70%·Sa=70%×12194.35故选两台容量为12500kVA的变压器并列运行。所选变压器参数如下表所示：表2-1SF9-10000/66有载调压电力变压器技术数据型号额定容量电压组合联接组别空载损耗负载损耗流流阻抗电压尺寸(mm)高压分接范用低压长宽高9辽宁工程技术大学毕业设计(论文)3选择补偿电容器的容量、台数、型号3.1计算变压器功率损耗3.2计算变压器高压侧功率Pr=P+△P₁=10321.425+77.24=10398.665kWQr=Q+△Qr=6493.878+8863.3计算无功补偿前系统的功率因数则系统的功率因数为：3.4计算需要补偿的无功容量Qc=P(tanφ₁-tanφ₂)=10398.665×(0.72-0太平66kV变电站电气部分设计3.5选择电容器查《电力工程电气设备手册》986页，续表9-1-2选用TBB₃10-150Table3-1TBB_310-1500/1500型号规格额定电压标称容量相数外形尺寸长*宽*高重量kg3辽宁工程技术大学毕业设计(论文)按规程规定选取各电压等级的主接线方案，结合本设计的实际情况，分析各方案的利弊，最终确定主接线方案如下：66kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母分段接线。图4-1变电所电气主接线图太平66kV变电站电气部分设计5短路电流的计算5.1画系统等值阻抗图5.2求各元件等值电抗架空线的电抗为0.38Ω/km,取系统的基准容量为Sg=100MV·A。(1)66/10kV变压器电抗标幺值则两台变压器并联运行时的电抗标幺值为：(2)66kV输电线路的电抗标幺值则两条线路并联运行时的总电抗标幺值为：(3)负荷侧输电线路的电抗标幺值负荷侧增益、盛世有限公司铁选厂输电线路的电抗标幺值为：负荷侧龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点输电线路的电抗标幺值为：负荷侧恒泰铁选厂(采矿点)输电线路的电抗标幺值为：负荷侧太平乡输电线路的电抗标幺值为：负荷侧恒泰铁选厂输电线路的电抗标幺值为：5.3计算各点发生短路时的短路电流(1)当d₁点发生三相短路时，计算短路电流和冲击电流(2)当d₂点发生三相短路时，计算短路电流和冲击电流短路电流有名值为：(3)当d₃点发生三相短路时，计算短路电流和冲击电流1)系统在最大运行方式时：则短路电流标幺值为：2)系统在最小运行方式时：(4)当d₄点发生三相短路时，计算短路电流和冲击电流1)系统在最大运行方式时：短路电流有名值为：2)系统在最小运行方式时：Xg=XL₁+Xr₁+Xj₂=0.09+0.9+1.39=2.38=1.52la₄=1.52×2.36=3.57kA(5)当d₅点发生三相短路时，计算短路电流和冲击电流1)系统在最大运行方式时：辽宁工程技术大学毕业设计(论文)X2=Xzn+X2r+Xj₃=0.045+0.in=1.52las=1.52×2.03=5.47kAX₂=Xzt+X2r+Xj4=0.045+0Xz=Xi₁+Xr₁+Xj4=0.092)系统在最小运行方式时：X2=Xi₁+Xr₁+Xis=0.09+0isn=1.52la₇=1.52×1.48=2.26kA6电气设备的选择6.1断路器的选择6.1.166kV侧断路器的选择主接线采用内桥接线，变压器一次侧断路器的最大长期工作电流为：查《电力工程电气设备手册》621页，表4-1-3,选择2台LW9-72.5/3150其技术数据如下表所示：型断路器。型号开断电流开断容量动稳定电流热稳定电流(kA)固有分闸时间合闸时间因为电源为“无限大”系统，β=1,!周期分量的影响。太平66kV变电站电气部分设计表6-2断路器计算数据比较表计算数据LW9-72.5/3150的参数Ai6.1.210kV侧断路器选择Table6-3ZN28-10IV1000circuitbreakerparametertable型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间短路时间tg=3s>1s,导体的发热主要由短辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表6-4断路器计算数据比较表计算数据ZN28-10II/1000的参数i型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间太平66kV变电站电气部分设计表6-6断路器计算数据比较表计算数据ZN28-10I/630的参数型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表6-8断路器计算数据比较表计算数据ZN28-10I/630的参数③阜新恒泰铁选厂(采矿点):Table6-9ZN28-10I/630circuitbreakerparametertable型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间太平66kV变电站电气部分设计所选断路器技术数据与线路计算数据对照如下表所示：表6-10断路器计算数据比较表Table6-10circuitbreakercalculation计算数据ZN28-10I/630的参数表6-11ZN28-10I/630断路器参数表型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表6-12断路器计算数据比较表计算数据ZN28-10I/630的参数Table6-13ZN28-10I/630circuitbreakerparametertable型号开断电流开断容量极限通过电流峰值动稳定电流热稳定电流(4S)固有分闸时间合闸时间太平66kV变电站电气部分设计表6-14断路器计算数据比较表计算数据ZN28-10I/630的参数1i6.2隔离开关的选择6.2.166kV侧隔离开关的选择根据最大长期工作电流Imax=91.85A,查《电力工程电气设备手册》790页，表5-2-9表6-15GW5-72.5G隔离开关参数型号额定电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表6-16计算数据与隔离开关参数比较计算数据经上表数据比较可知，所选GW5-72.5G型隔离开关满足要求。根据最大长期工作电流Imax=145.5A,查《电力工程电气设备手册》790页，表5-2-9型号额定电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流表6-18计算数据与隔离开关参数比较计算数据GN6-10T/1000的参数太平66kV变电站电气部分设计经上表数据比较可知，所选GN6-10T/1000型隔离开关满足要求。(2)龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点：表6-19GN6-10T/1000隔离开关参数型号额定电压额定电流热稳定电流表6-20计算数据与隔离开关参数比较Table6-20comparedwi计算数据GN6-10T/1000的参数经上表数据比较可知，所选GN6-10T/1000型隔离开关满足要求。(3)阜新恒泰铁选厂(采矿点):根据最大长期工作电流Imax=90.94A,查《电力工程电气设备手册》790页，表5-2-9型号额定电压额定电流热稳定电流辽宁工程技术大学毕业设计(论文)表6-22计算数据与隔离开关参数比较计算数据GN6-10T/1000的参数(4)太平乡：型号额定电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流隔离开关安装地点计算数据与隔离开关技术数据比表6-24计算数据与隔离开关参数比较计算数据GN6-10T/1000的参数(5)阜新恒泰铁选厂：根据最大长期工作电流Imax=61.11A,查《电力工程电气设备手册》790页，表5-2-9太平66kV变电站电气部分设计型号额定电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流表6-26计算数据与隔离开关参数比较计算数据GN6-10T/1000的参数6.3电压互感器的选择按额定电压、装置种类、构造形式、准确度等级及副边负载选择电压互感器。66kV侧电压互感器经查《电力工程电气手册》587页，表3-2-3,选取JCCS5-66电压互感表6-27JCC5-66型电压互感器参数型号最大容量额定电压试验电压二次负荷剩余电压绕组初级次级剩余工频雷电输出准确度型号额定电压(kV)最大输出二次负荷(VA)连接组标号初级绕组次级绕组辅助绕组0.5级1级3级辅助绕组接成开口三角形6.4电流互感器的选择6.4.166kV侧电流互感器的选择(1)根据电压等级和电流互感器安装处最大长期工作电流Imax=91.85A,查《电力工程电气设备手册》484页，表3-1-1,选用LCWD-60型电流互感器，将LCWD-60型电流互感器安装于变压器回路。其技术数据如下表所示：型号次级组合额定变流比准确级次10%倍数二次负荷2S热稳定倍数动稳定倍数二次负荷Ω倍数13(300~D14(2)动稳定校验√2IN₁·Kp=√2×300×150=63.64kA>46.73KA动稳定校验合格。(3)热稳定校验故所选电流互感器满足要求。6.2.210kV侧电流互感器的选择(1)母联断路器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax=606.24A进行选择，经查《电力工程电气设备手册》,524页，表3-1-24和532页，表3-1-29,选用LAJ-10型电流互感器，其额定电流比为1000/5。两种电流互感器的技术数据如下表所示：型号额定电压(kV)额定变流比次级组准确级倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13①动稳定校验动稳定校验均合格。②热稳定校验ß·teq=11.11²×3=370.30[(kA)²·S]故所选用的两种电流互感器满足要求。(2)增益、盛世有限公司铁选厂出线电流互感器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax=145.5A进行选择，经查《电力工程电气设备手册》,524页，表3-1-24和532页，表3-1-29,选用LFZ1-10型电流互感器，其额定电流比为200/5。两种电流互感器的技术数据如下表所示：型号额定电压(kV)额定变流比次级组倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13①动稳定校验②热稳定校验故所选用的两种电流互感器满足要求。(3)龙池有限公司铁选厂与容和铁选厂采矿点出线电流互感器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax=150.95A进行选择，经查《电力工程电气设备手册》,524页，表3-1-24和532页，表3-1-29,选用LFZ1-10型电流互感器，其额定电流比为200/5。两种电流互感器的技术数据如下表所示：型号额定电压(kV)额定变流比次级组准确级倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13①动稳定校验√2Iw₁·Kp=√2×200×160=45.25kA>7.43KA②热稳定校验故所选用的两种电流互感器满足要求。(4)阜新恒泰铁选厂(采矿点)出线电流互感器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax=90.94A进行选择，经查《电力工程电气设备手册》,524页，表3-1-24和532页，表3-1-29,选用LFZ1-10型电流互感器，其额定电流比为200/5。两种电流互感器的技术数据如下表所示：型号额定电压(kV)额定变流比次级组准确级倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13①动稳定校验②热稳定校验故所选用的两种电流互感器满足要求。(5)太平乡出线电流互感器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax=246.43A进行选择，经查《电力工程电气设备手册》,524页，表3-1-24和532页，表3-1-29,选用LAJ-10型电流互感器，其额定电流比为200/5。两种电流互感器的技术数据如下表所示：表6-34LAJ-10型电流互感器参数型号额定电压(kV)额定变流比次级组准确级倍数二次负荷1S热稳定倍数动稳倍数13①动稳定校验动稳定校验均合格。②热稳定校验故所选用的两种电流互感器满足要求。(6)阜新恒泰铁选厂出线电流互感器10kV侧电流互感器根据安装地点的最大长期工作电流Imax