毕业论文-220 kV降压变电站电气部分初步设计

1220kV降压变电站电气部分初步设计通过大学四年的学习，在老师的指导下，对于电力方面的认知越发的深刻了，更加了解到电力系统的技术性和复杂性，而变电所是电力系统中的重中之重，它能对电力进行变换、输送，分配以及保护等，是电力送往用户和工厂的枢纽站，变电站也是我们专业中学习的重点。本次设计是为220kv降压变电站进行电气一次部分设计，它囊括了本专业所学的所有专业知识，也是对本专业所学知识的一次全面的应用。对于本次设计来说，其主要内容包括了：根据任务书所给出的原始资料来选择主变的型号；选出两种或两种以上主接线方案，进行经济技术比较，来选择比较经济适用、可靠的主接线方案；根据主接线画出等值电路图，选择合理的短路点，对其进行等值网络化简，然后对各个短路点进行对称、不对称的短路计算；依据所计算的正常工作状态来合理的选择本次设计的变电站所选用的母线以及电气设备，并在三相短路的情况下，对所选择的母线和设备进行校验；然后对变电站进行合理的继电保护整定计算；本次设计的重中之重在于对称和不对称的短路计算以及各类电气设备的选择与校验。关键词：主接线；短路计算；设备的选择与校验；继电保护PreliminaryDesignofElectricPart(220/110/10kV)ofThroughtheuniversityfouryearsofstudy,undertheguidanceoftheteacher,thepoweroftheunderstandingofthemoreprofound,andmoreunderstandingofthepowersystemofandthefactoryhub.SubstationisalsothefocusofourprofessionawiringtodrawtheequivalentcidesignofthesubstationreasonableRelayprotectionplanning;thedesignofthetoppriority IAbstract I第一部分设计说明书 1第一章主变压器的选择 11.1概述 11.2台数的选择 11.3容量的选择 1.4形式的选择 1.4.1相数的确定 11.4.2绕组数和结构的确定 11.4.3绕组接线组别的确定 21.4.4调压方式 21.4.5冷却方式 21.4.6变电站主变选择结果 2第二章电气主接线的选择 42.1电气主接线设计 42.1.1电气主接线的基本要求 42.1.2电气主接线的选择原则 42.2电气主接线的设计方案 42.2.1初期主接线方案设计 42.2.2技术经济比较及确定方案 5第三章短路计算 73.1短路的类型 73.2短路计算的目的 73.3短路计算的步骤 73.3.1三相短路电流计算 73.3.2不对称短路电流计算 73.4短路计算结果 7第四章导体与电气设备的选择 94.1电气设备选择的一般条件 94.1.1按正常工作条件选择电气设备 94.1.2按短路状态校验设备 94.2不同设备的选择与校验 94.2.1断路器 4.2.2隔离开关 4.2.4绝缘子和穿墙套管 4.2.5电流互感器 4.2.6电压互感器 4.2.7熔断器 4.2.8避雷器 第五章继电保护装置规划设计 5.1主变压器的保护 5.2变压器继电保护规划 5.2.1瓦斯保护 5.2.2纵差动保护 5.2.3复合电压起动的过电流保护 5.2.4零序电流保护 5.2.5过负荷保护 第六章配电装置 6.1配电装置的要求和设计原则 6.1.1基本要求 6.1.2设计原则 6.2分类及布置特点 6.3.1220kV高压配电装置 6.3.2110kV高压配电装置 6.3.310kV高压配电装置 第二部分设计计算书 7.1参数的计算 7.2短路计算 7.2.1三相短路短路计算 7.2.2单相短路接地短路计算 7.2.3两相短路短路计算 7.2.4两相短路接地短路计算 8.1.1220kV侧断路器 8.1.2110kV侧断路器 8.1.310kV侧断路器 8.2隔离开关 8.2.1220kV侧隔离开关 8.2.2110kV侧隔离开关 8.2.310kV侧隔离开关 8.2.4中性点隔离开关 8.3母线 8.3.1220kV侧母线 8.3.2110kV侧母线 8.3.310kV侧母线 8.4绝缘子 8.4.1220kV侧绝缘子 8.4.2110kV侧绝缘子 8.4.310kV侧绝缘子和穿墙套管 8.5电流互感器 8.5.1220kV侧电流互感器 8.5.2110kV侧电流互感器 8.5.310kV侧电流互感器 8.5.4中性点电流互感器 8.6电压互感器 8.6.1220kV侧电压互感器 8.6.2110kV侧电压互感器 8.6.310kV侧电压互感器 8.710kV侧熔断器 8.8避雷器的选择 8.8.1配置原则 8.8.2选择结果 第九章变压器保护的整定计算 9.1纵差动保护整定计算 9.2后备保护整定计算 参考文献 附录一外文原文 附录二外文翻译 附录三毕业设计任务书 错误!未定义书签。附录四开题报告 错误!未定义书签。1第一部分设计说明书第一章主变压器的选择主变压器的选择主要根据任务书所给的参数来选择台数并计算出主变压器所需要输送的功率来选择主变压器，并且至少要考虑五年内的规划负荷的发展需要，以及运行、检修和运行稳定性来合理选择主变压器。1.2台数的选择为了防止其中一台故障或者检查修理时影晌供电，本变电站用两台主变。因两台主变一同发生故障的概率较小，选择两台主变互为备用，一台检修或者故障，另一台可承担70%的负荷，提高变电站所供电能的质量以及供电的可靠性。1.3容量的选择根据一般按近期负荷和最少五年的规划负荷进行选择。1.4形式的选择以下机组单元接线的变压器和330kv及330kv以下的电力系统中，一般都选用三相变压器。因单相变压器组耗费资金大，占地面积大，运行损耗也比较大。同时配电结构复杂，也加大了维修工作。一台三绕组变压器投资较少，并且任务书上所给出的变电站具有三个不同的电压等级，经过运行维护、操作以及占地面积等多方面的考虑，选用三绕组变压器。2调压是切换分接头改变变比来实现的。切换方式有无载调压和有载调压。主变的冷却方式根据主变容量的不同选择不同的冷却方式。本变电站选用强迫油循环风本变电站选用两台SFPSZ7-150000\220三绕组变压器。表1-1变压器型号参数一型号额定容量容量比U连接组损耗空载电流高压中压低压短路空载3表1-2变压器型号参数二阻抗电压(%)高-低高-中中-低变电所所用变压器的型号选择，按主变的(0.5%-1%)选择所用变压器。表1-3所用变压器型号参数型号额定容量连接组损耗空载电流阻抗电压高压低压空载短路4第二章电气主接线的选择2.1电气主接线设计2.灵活性(1)满足运行检修和不正常情况下的要求，考虑长远发展。(2)适配于当地地理数据。(3)技术性高、经济性高。(4)减少同类设备的种类。2.2电气主接线的设计方案对于10ky侧接线方式，出线为四回，可采用双母线接线，调度灵活5高，也可采用单母线分段接线，但占地面积大，设备增多，增大投资，故不宜采用。对于10kv侧的接线方式，出线十回，可采用单母线分段接线。考虑到减小配电装2.2.2技术经济比较及确定方案表2-1技术经济比较方案U方案一方案二双母线接线双母线带旁路母线接线技术性运行方式灵活，检修母线时不中断供电，任一组母线故障时仅短时停电，扩建方便。工作母线发生故障时仅部分短时停电，但比双母线接线增加了两台断路器，投资有所增加。经济性双母线带旁路母线接线比双母线接线增加了旁路母线和断路器，投资增加。双母线接线单母线分段接线技术性运行方式灵活，检修母线时不中断供电，任一组母线故障时仅短时停电，扩建方便。两母线段可并列运行，也可分裂运行，重要用户可用双回路接于不同母线段保证不间断供电，减小停电范围。经济性单母线分段接线比双母线接线占地面积大，设备多，投资增加。单母线分段接线分段单母线带旁路母线接线技术性两母线段可并列运行，也可分裂运行，重要用户可用双回路接于不同母线段保证不间断供电，减小停电范围。检修任一接入旁路母线的进、出线的断路器时，可以用旁路断路器代替其运行，使该回路不停电。经济性分段单母线带旁路母线接线增加了旁路母线和断路器6图2-17第三章短路计算3.1短路的类型3.2短路计算的目的3.3短路计算的步骤(1)选择短路点位置。(2)画出等值电路图。(3)对网络进行简化(消去中间节点),得到各电源对短路点的转移电抗。(4)求各个电源的计算电抗。(5)由运算曲线查短路电流的标幺值。(6)求各电源对短路点电流的有名值之和。(7)计算冲击电流。(8)绘制计算结果表。(1)算出每个元件的零序阻抗，画出正序网络、负序、零序网络电路图。(2)用正序增广网络计算单相接地短路、两相短路、两相短路接地电流。3.4短路计算结果s,=1ooMr4,U,=U。(本次短路电流的计算对称短路按系统最大运行下计算，不对称短路按系统最小运行方式下计算)8表3-1对称短路计算结果短路编号短路位置′K母线母线K10kv母线表3-2不对称短路计算结果短路类型220ky侧母线110kv侧母线10kv侧母线单相短路接地电流(kA)0两相短路电流(k₄)两相短路接地电流(kA)9第四章导体与电气设备的选择4.1电气设备选择的一般条件(1)额定电压式中u、u、为设备、电网的额定电压。(2)额定电流式中1、是在额定温度o。下设备的长期允许电流。1。应大于等于最大持续工作电流I(3)环境对设备选择的影响在选择时还要考虑温度、湿度、污染、海拔、以及安装地点来合理的选择合适的设4.1.2按短路状态校验设备(1)热稳定校验式中-允许承受的热效应，a²·;(2)动稳定校验式中--回路的冲击电流，ka;4.2不同设备的选择与校验本次设计不同设备的选择与校验如下。选择与校验如下：(1)额定电压和电流选择1、1一为设备的额定电流和电网的最大负荷电流，a(2)开断电流校验式中:一断路器的额定开断电流，kA1一断路器实际开断瞬间的短路电流周期分量，k(3)动稳定和热稳定校验1,、,一允许通过的热稳定电流和时间；i。一允许通过的动稳定电流最大值。表4-1计算数据型号i表4-2技术参数型号IIi1'表4-3型号i表4-4型号!i表4-5型号',¹表4-6技术参数型号′i1表4-7型号U′',iQ表4-8技术参数型号UII′型号′i表4-10型号UI′i4.2.2隔离开关表4-11计算数据型号U表4-12技术参数型号表4-13型号Ui表4-14型号i主变和母联断路器回路隔离开关：表4-15计算数据型号′表4-16技术参数型号′i所用变压器和架空线隔离开关：表4-17计算数据型号uQ表4-18技术参数型号i电缆线路隔离开关：表4-19计算数据型号,表4-20技术参数型号I中性点隔离开关：变压器220ky和110ky侧表4-21技术参数型号i表4-22技术参数型号i4.2.3母线(1)母线的选择材料一般是铝或铝合金，铜导体一般用在位置窄或者对铝材料有很强腐蚀性的场所。硬导体截面以矩形、槽形和管形为常用的。②截面积(2)母线的校验硬导体需动稳定校验，软导体不需要。选择的结果：220kv软母线：三相水平布置表4-23母线型号参数型号技术参数计算数据S110ky软母线及110kv架空母线：三相水平布置表4-24母线型号参数型号技术参数计算数据SSj主变和母联断路器回路：矩形导体、平放表4-25计算数据计算数据′5jL表4-26母线型号导体尺寸h×铝导体LMY双条平放架空线回路：矩形导体、平放表4-27计算数据计算数据ISjL表4-28母线型号导体尺寸hxb铝导体LMY双条平放电缆线回路：铝芯、三芯、交联聚乙烯绝缘、铜带铠甲表4-29计算数据计算数据′j表4-30电缆线技术参数型号U安装地点S(单根)电阻(单根)电抗(单根)载流量(单根)根数直埋地下24.2.4绝缘子和穿墙套管绝缘子的选择：软母线：悬式；硬母线：支柱式。(1)悬式绝缘子根据电网的电压来对绝缘子额定电压和片数进行选择。(2)支柱绝缘子①选择型式根据装设地理环境选择，选择满足使用要求的绝缘子型号。②选择额定电压支柱绝缘子的额定电压应比所在电网的额定电压大或者相等。③动稳定校验式中n,一底部导体距导体水平中心线的距离H一绝缘子高度F,一绝缘子抗弯破坏强度F一短路时，绝缘子受力选择结果如下：220kv悬式绝缘子表4-31绝缘子型号参数型号片数盘形悬式瓷绝缘子XP-70表4-32绝缘子型号参数型号片数盘形悬式瓷绝缘子XP-707表4-33绝缘子型号及参数设备名称类型型号绝缘子高度机械破坏负荷r。(n)F支柱绝缘子屋内式(1)型号初选①额定电压：Ux≥U②额定电流：/、21(2)热稳定校验(3)动稳定校验穿墙套管顶端所受电动力满足。t,——套管本身长度(m)。穿墙套管选择结果如下：表4-34主变与10ky母线间穿墙套管参数套管长度机械破坏负荷计算参数数据一般按三相式来配置。对toAv系统，母线分段和出线回路按两相式来配置。(1)种类和型式根据安装的方式和地点来选。(2)一次回路额定电压和电流1—一次回路额定电流，4(3)准确级应比所供测量仪器准确级高。(4)动稳定和热稳定校验选型如下：表4-35电流互感器型号参数U型号额定互感级次组合1:热稳定倍数动稳定倍数110(变压器回路及母联回路)110(出线回路)10(变压器回路及母联回路)10(架空出线)10(电缆出线)变压器220侧中性点变压器110侧中性点4.2.6电压互感器(1)种类和型式根据装设地点和使用条件选择。(2)一次和二次额定电压一次电压应据互感器的接线方式来确定。二次电压为供额定电压10γ的仪表和继电器用。(3)准确级按仪表和继电器接线形式来选择。选型如下:U型号额定电压比二次额定容量(va)最大容量准确级220(母线)1110(母线)110(母线)型号额定电压比二次额定容量(va)分压电容量(μF)准确级220(出线)1注：在分段母线两端上分别装设一台三相五柱式电压互感器。4.2.7熔断器选型如下：10kv高压熔断器表4-37熔断器型号参数型号最大开断容量(Mv₄)4.2.8避雷器避雷器是使设备避免受到线路或者内部过电压的伤害。。氧化锌避雷器是有最新技术的避雷器，其具有动作快、残压低、通流大等优点，并有很好的非线性。选型如下表4-38避雷器型号型号表4-39中性点避雷器型号型号第五章继电保护装置规划设计5.1主变压器的保护主变的故障会带来严重的损失。而主变容量越大价格越贵，所以，变压器的继电保护装置要根据它的容量和重要程度来装设。5.2变压器继电保护规划瓦斯保护分为轻瓦斯和重瓦斯保护，为油箱内故障的主保护。以上容量的变压器，整定容量为250～300mt为轻瓦斯保护。重瓦斯按通过气体继电器的油流速整定。纵差保护变压器内部故障的主保护。(1)空载投入或外部短路切除产生励磁涌流时，保护不误动作。(2)过励磁时，保护不误动作。(3)保护区域内发生非常严重的短路故障时，装设差电流速度辅助保护设备，从而(4)最小运行方式下，各侧引出线上的两相金属短路时，灵敏系数不应小于2。适用于灵敏性要求高的降压变压器中。是外部相间短路和内部短路的后备保护。110kr及以上的中性点接地的电网中的变压器应装设零序电流保护。变压器长期过负载，绕组绝缘性能降低，还需装设过负荷保护。单侧电源的三绕组降压变压器，若三侧容量相同，装在电源侧，若容量不同，装在小容量侧和电源侧。第六章配电装置6.1配电装置的要求和设计原则保证可靠性、安全性、经济性、便于进行巡检、便于扩建。满足巡检、安全净距以及噪声、场强等要求。6.2分类及布置特点可分为屋内和屋外式；装配和成套式。屋内式分为三层、两层、单层式。(1)屋内配电装置的特点：②巡检不受天气影响；③设备不受外界环境影响；④设备紧凑，散热差，不宜扩建；⑤房屋投资大。(2)屋外配电装置的特点：①无配电装置室，减少资金；②设备间距大，减少故障范围；③巡视设备方便清楚，且宜扩建；④天气突变使设备维修、操作难度变大；6.3选型双母线接线的1okv侧采用屋外普通中型布置。第二部分设计计算书第七章短路电流计算7.1参数的计算图7-1求各原件的电抗标幺值：等值网络的简化：图7-2X=X+X₂=0.023+0.04X=Xma+X₂=0.0457.2短路计算7.2.1三相短路短路计算在220kv,1104v,10xw选取短路点f,f,,x,图7-3X=X=0.068r;-0.845,(2)110kr侧f,点短路故障分量网络图图7-4r,-0.484,图7-57.2.2单相短路接地短路计算(1)短路点在220kv侧母线上图7-6图7-7图7-8Xg=3X₂+X=3×Xza₁=XgX=0.1840.107=0.067图7-9X=X+Z=0.09+0.157=0.247当t=0s时，1…=0.328,当t=2s时，1…=0.328,,',-3′,…,=3.087ka(2)短路点在110xv侧母线上图7-10图7-11零序网络化简图：图7-12正序增广网络图：X,=Xm+X+Z₄=0.09+0.0任何T时刻均有：图7-13(3)短路点在10ky侧母线上正序网络化简图：图7-14零序网络化简图：图7-157.2.3两相短路短路计算按系统最小方式容量下计算，容量为s=1250,x=0.09(1)短路点在220kv侧母线上x=0.09,Z,=x==0.09,M=√5正序增广网络图：图7-16查汽轮机运算曲线得：当t=4s时，1,=0.459,(2)短路点在110kv侧母线上正序增广网络图：图7-17查汽轮机运算曲线得：当t=4s时，:…=0.299,(3)短路点在10kv侧母线上Z₄=xx=0.197,M=√3正序增广网络图：图7-18X=X+Z、=0.197+0.197任何T时刻均有：u,1,-√5,.-=24.171(1)短路点在220xv侧母线上图7-19查汽轮机运算曲线得：(2)短路点在110kv侧母线上正序增广网络图：图7-20查汽轮机运算曲线得：当t=2s时，1,…=0.374,(3)短路点在10kv侧母线上正序增广网络图：图7-21任何T时刻均有：第八章导体与电气设备的选择8.1断路器(1)型号初选电器温度系数K按年最高温度计算：θ=39c时K=1+(40-θ)×0.05=1.005②额定电流：最大长期工作电流：初选型号为LW1-220/2000表8-1的断路器，具体参数如下：断路器型号参数型号Ii分闸时间(2)切断能力校验1=m+1=0.05+0.06=0.11,〉0.1,,不计非周期分量的影响(3)动稳定校验短路冲击电流：=9.701ka<i。,满足动稳定。(4)热稳定校验短路热稳定计算时间，,-4s不计非周期分量产生的热效应(1)型号初选初选型号为LW-110I/2500的断路器，具体参数如下：表8-2断路器型号参数型号Ii分闸时间(2)切断能力校验1=+=0.05+0.06,〉0.1,,不计非周期分量的影响。(3)动稳定校验短路冲击电流；=11.608ka<i,满足动稳定。(4)热稳定校验短路热稳定计算时间：=4s不计非周期分量产生的热效应1.变压器和母线联络断路器回路断路器选择(1)型号初选②额定电流：流过断路器的最大长期工作电流：初选断路器型号为ZN4-10具体参数如下：表8-3断路器型号参数型号/固有分闸时间(2)切断能力校验(3)动稳定校验短路冲击电流；=73.282ka<i,(4)热稳定校验短路热稳定计算时间t=4s不计非周期分量的影响，即1>1,,故满足条件。满足动稳定。不计非周期分量产生的热效应Q.<1'.,满足热稳定2.变电所所用变压器回路和架空线路断路器选择(按回路最大工作电流选择)(1)型号初选所用变压器回路流过断路器的最大长期工作电流：架空线回路流过断路器的最大长期工作电流初选断路器型号为ZN22-10具体参数如下：表8-4断路器型号参数型号/′。固有分闸时间(2)切断能力校验(3)动稳定校验即不计非周期分量的影响。>1,故满足条件。(4)热稳定校验短路热稳定计算时间t,=4s所以不计非周期分量产生的热效应Q.<1².,满足3.电缆线路断路器的选择(1)型号初选②额定电流：最大长期工作电流：初选断路器型号为ZN12-10具体参数如下：表8-5断路器型号参数型号′i固有分闸时间(2)切断能力校验,-1m+=0.05+0.0%5=0.115,〉0.1,,不计非周期分量的影响(3)动稳定校验短路冲击电流；=73.282ka<;,满足动稳定。(4)热稳定校验短路热稳定计算时间t=4s所以不计非周期分量产生的热效应Q.<1².,满足8.2隔离开关8.2.1220kV侧隔离开关(1)型号初选电器温度系数K按年最高温度计算：θ=39c时K=1+(40-θ)×0.05=1.005②额定电流：最大长期工作电流：初选隔离开关型号为GW4-220(D),具体参数如下：表8-6隔离开关型号参数型号′。(2)动稳定校验短路冲击电流=9.701ka<;,满足动稳定(3)热稳定校验短路热稳定计算时间：=4s所以不计非周期分量产生的热效应(1)型号初选②额定电流：最大长期工作电流：初选隔离开关型号为GW4-110/1250(D),具体参数如下：表8-7隔离开关型号参数型号UI(2)动稳定校验短路冲击电流；=11.608k4<;,满足动稳定。(3)热稳定校验短路热稳定计算时间=4s所以不计非周期分量产生的热效应Q.<1′.,满足1.变压器回路和母线联络断路器回路隔离开关(1)型号初选②额定电流：流过隔离开关的最大长期工作电流初选隔离开关型号为GN2-10,具体参数如下：表8-8隔离开关型号参数型号(2)动稳定校验(3)热稳定校验短路热稳定计算时间：=4s所以不计非周期分量产生的热效应2.所用变压器回路和架空线路隔离开关(1)型号初选②额定电流：所用变压器回路流过隔离开关的最大长期工作电流：架空线回路流过隔离开关的最大长期工作电流初选隔离开关型号为GN2-10,具体参数如下：表8-9隔离开关型号参数型号U(2)动稳定校验(3)热稳定校验短路热稳定计算时间=4s不计非周期分量产生的热效应1²=40²×5=8000(kd)²·s3.电缆线路隔离开关的选择(1)型号初选①额定电压选择：②额定电流选择：流过隔离开关的最大长期工作电流A初选隔离开关型号为GN2-10,具体参数如下：表8-10隔离开关型号参数型号/。(2)动稳定校验(3)热稳定校验短路热稳定计算时间t=4s所以不计非周期分量产生的热效应8.2.4中性点隔离开关1.220kv侧中性点隔离开关校验与220kv侧相同。表8-11隔离开关型号参数型号!2.110kv侧中性点隔离开关校验与110ky侧相同。表8-12隔离开关型号参数型号U!i8.3母线(1)型号初选(按正常工作条件选择)裸导体按最热月平均最高温度来选择：①材料：钢芯铝绞线②布置方式：三相水平布置按最大长期工作电流选择母线截面：查母线载流量表，初选母线型号为普通型LGJ-400表8-13220kv侧母线型号参数型号参数(2)母线校验①电晕校验：导体截面积为400mm²,不必进行电晕校验。②热稳定校验满足热稳定的最小截面积根据导体正常运行的温度：热稳定系数s>s。满足热稳定8.3.2110kV侧母线(1)型号初选(注：110ky架空线选与110kv母线选择相同)①材料：钢芯铝绞线②布置方式：三相水平布置③截面积选择：按经济电流密度选择：4,查母线载流量表，初选型号为具体参数如下：表8-14110kv侧母线型号参数型号技术参数S要求。(2)母线校核①电晕校验：导体截面积为800mm’,不必电晕校验。②热稳定校验满足热稳定的最小截面积,实际导体的s≥s,便为热稳定根据导体正常运行的温度：热稳定系数软导体的集肤效应系数k,=1,S>s…,即满足热稳定。8.3.310kV侧母线1.变压器回路和母线联络断路器回路母线(1)型号初选(按正常工作条件选择)①材料：铝材料，矩形母线②布置方式：三相水平，导体平放③截面积选择按经济电流密度选择母线截面：查母线载流量表，初选矩形母线的具体参数如下：表8-1510kv侧母线型号参数导体尺寸h×b铝导体LMY双条平放(2)母线校核①热稳定校验满足热稳定的最小截面积,实际导体的s≥s,便为热稳定根据导体正常运行的温度：软导体的集肤效应系数k,=1.45,Q-1,³1=28.788²×4=3314.996(kA)²·ss>s,即满足热稳定②共振校验m=2hbp=2×0.125×0.01×2700=6.75kg/m由,由,取n,=3.56,f,=160,代入：选取L=2.02m<t,则β=1③动稳定校验：初选相间距离a=0.35m根据《发电厂电气部分》图2-15,得2.架空线(1)型号初选①材料：铝材料、矩形母线②布置方式：三相水平、导体平放③截面积选择：按经济电流密度选择母线截面：r=5250π,查载流导体的经济电流密度曲线可得：J=0.75a/m查母线载流量表，初选矩形母线的具体参数如下：表8-1610kv侧母线型号参数导体尺寸h×b铝导体LMY双条平放要求。(2)母线校核①热稳定校验根据导体正常运行的温度：m=2hbp=2×0.125×0.01×2700=6.75kg/m③动稳定校验：初选相间距离a=0.35m相间应力同相条间应力：临界跨距为：3.电缆线路的选择(1)结构类型的选择①电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般选铝芯。②35kv及一下三相三制交流用三芯电缆。电缆初选用交联聚乙烯绝缘，铝芯，聚氯乙烯套，铜带铠甲YJLV22型电缆。(2)额定电压选择(3)截面选择按经济电流密度选择母线截面：初选电缆结果：表8-17所选电缆技术参数型号U安装地点SRX载流量根数直埋地下2温度修正系数,k~kK,K,,K=K,K₃K=0.945×0.93×0.92=0.809(4)允许电压损失校验(5)热稳定校验电缆的热稳定校验与裸母线一样，但其中k,=1n=0.93,0=0.59,(cm¹∵c),a=4.03×10,K,=1.035,p=3.108.4.1220kV侧绝缘子8.4.2110kV侧绝缘子8.4.310kV侧绝缘子和穿墙套管型号安装地点绝缘子高度机械破坏负荷屋内式(1)型号初选U套管长度L₂机械破坏负荷(2)热稳定校验短路热稳定计算时间：=4。,不计非周期分量产生的热效应Q,<1·,满足热稳定(3)动稳定校验2455.356v<0.6Fd=4500x,满足动稳定。8.5电流互感器所有断路器的回路均应装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置要求。(1)型号初选电器温度系数K按年最高温度计算：θ=39c时K=1+(40-θ)×0.05=1.005②额定电流选择：初选型号为LCW-220,具体参数如下：表8-20220kv侧电流互感器型号参数型号U额定电流比级次组合1,热稳定电流倍数动稳定电流倍数(2)热稳定校验(3)内部动稳定校验1.高压侧电流互感器(1)型号初选初选型号为LB1-110,具体参数如下：表8-21110kv侧电流互感器型号参数型号额定电流比级次组合1s热稳定倍数动稳定倍数(2)热稳定校验(3)内部动稳定校验2.出线侧电流互感器(1)型号初选满足热稳定初选型号为LB-110,具体参数如下：表8-22110ky侧电流互感器型号参数型号U额定电流比级次组合1s热稳定倍数动稳定倍数(2)热稳定校验(K,1.₁K)²-(75×0.2)²=225(ka)'·s>e,满足热稳定(3)内部动稳定校验8.5.310kV侧电流互感器1.变压器侧电流互感器选择(1)型号初选②额定电流选择：初选型号为LBJ-10,具体参数如下：表8-2310ky侧电流互感器型号参数型号额定电流比级次组合1,热稳定倍数动稳定倍数(2)热稳定校验(3)内部动稳定校验-√2×1.5×90=190.919ka2.变电所所用变压器回和架空线电流互感器选择(1)型号初选表8-2410kv侧电流互感器型号参数型号额定电流比级次组合1s热稳定倍数动稳定倍数(2)热稳定校验(3)内部动稳定校验(1)型号初选②额定电流选择：表8-2510kv侧电流互感器型号参数型号U额定电流比级次组合1s热稳定倍数动稳定倍数(2)热稳定校验(K,Lx)²=(50×1.2)²=3600(kA)²·s>e,满足热稳定(3)内部动稳定校验ka,√Zr,K=√2×1.2×90=152.7358.5.4中性点电流互感器1.220kv侧中性点电流互感器选择选择原则与校验与220kv侧相同。表8-26220kv侧电流互感器型号参数型号额定电流比级次组合1,热稳定电流倍数动稳定电流倍数2.110kv侧中性点电流互感器选择选择原则与校验与110ky侧相同。表8-27110kv侧电流互感器型号参数型号U额定电流比级次组合1,热稳定倍数动稳定倍数8.6电压互感器8.6.1220kV侧电压互感器表8-28电压互感器型号参数U型号额定电压比二次额定容量(va)最大容量准确级220(母线)1U型号额定电压比二次额定容量(va)分压电容量(μF)准确级220(出线)1表8-29电压互感器型号参数U型号额定电压比(y)二次额定容量(v₄)最大容量准确级台数110(母线)l28.6.310kV侧电压互感器电压互感器型号参数U型号额定电压比(kv)二次额定容量(va)最大容量准确级台数28.710kV侧熔断器型号最大开断容量(Mva)(2)校验切断能力8.8避雷器的选择(1)每组母线上，都应装设避雷器。(2)220kv以下变压器必须装设避雷器，且尽量接近本体。(3)中性点的避雷器可选用中性点间隙接地保护成套设备。表8-32避雷器型号型号表8-33中性点避雷器型号型号第九章变压器保护的整定计算9.1纵差动保护整定计算表9-1计算数据名称数值额定电压额定电流：电流互感器的接线方式Ddy电流互感器一次电流计选用电流互感器的变比电流互感器二次额定电以220kv为基本侧。(1)差动保护一侧动作电流①躲过外部短路故障的最大不平衡电流1=K(Af+△U+0.1KK)1,=1.3×(0.05+0.1+0.1×1.5×1)×3811=14824②躲过变压器最大励磁涌流③躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流I=K综上所述，基本侧一次动作电流，=886.6₄(2)确定差动继电器的实际动作电流和基本侧差动线圈的匝数②差动线圈匝数差动线圈匝数取整为6匝。(3)确定非基本侧平衡线圈匝数①110kv侧的线圈匝数②10kv侧的线圈匝数选取整数匝数，都取1匝。(4)计算由于整定匝数与计算匝数不等产生的误差①110kv侧取整数匝数为2匝。(5)灵敏度校验9.2后备保护整定计算③低电压继电器一次动作电压整定值④灵敏系数校验(3)10kv侧复合电压启动过电流保护整定计算①电流继电器一次动作电流整定：②负序电压继电器动作电压整定值：③低电压继电器一次动作电压整定值：④灵敏系数校验[8]陈跃主编.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册[M].中国水利[9]韩笑主编.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册[M].中国水利[10]邱关源主编.电路(第5版)[M].高等教育出版社，2006[11]胡仁喜，刘昌丽，富士延主编.中文版AutoCAD2012电气[15]3kV～110kV高压配电装置设转眼之间，我们即将离开学校了，在大学的最后一段时光里，自己过得很充实，在此期间，在两位老师的帮助下，经过14周的努力，完成了毕业设计，在此特别感谢两位老师对我在做毕业设计期间所遇到的问题的解答，以及每日两位老师在教室里面为我们讲解大部分同学所遇到的问题、注意事项等。从开始的没有一点点头绪，在两位老师的指导下到现在毕业设计的完成，其中的过程使我受益良多。在做毕业设计的过程中，又使我对电气工程的专业知识有了更加深刻的理解，我相信此次毕业设计所学到的东西在今后的工作学习中会给我带来很大的帮助。最后感谢老师和同学一直以来的帮助，在临近毕业的时候，祝愿老师和同学们身体健康、万事如意!附录一外文原文tovoltage-controlproblems,generatingharmoniccurrents,andheatingofthetransformerinternalcomponents,leadingtogasrelayalarm/operationandpossibledpresentsananalogphysworkestablishesnotonlythatitispossibletomodelthebehaviorofmagneticvariablesandtonon-linearbehaviorofGICsduetoasymwaveforms,magneticcorepointofoperation,thebehaviorofthestrayflow,instantaneouspowerandcoretemperatAllRightsReservedCtheCreativeCommonsCCLicenseBY-Keywords:Geomagneticcurrents;ScaTransformerswithstarconnectionsandgroundednethatflowthroughthetransmissiSeveralundesirableeffects,producedbyGICsineduetoGICsaremainlydiinternalresonantfrequenciesofthetransformerchange.Varma,&Marti,2011).Moreover,harmonicsarecontributedEffectsonthetransformersarerelatedtotherelativepermittivityofthemagneticcoreandthemagnetizationimpedanceFig.1.SchematicdiagramoftheGICsflowinout,duetothebigmagnitudesofthecurrentsandpowersinvolved.Thisproblemwasresolvedbyusingapproximatenumericalsolutions.However,onlyrealmeasurementsarecapableofvalidatingeachtypeoftransformer(Egorov,2007).TheapproachproposedinthisworkconsidersaofGICsandtheuseofinstrumentationformeasuringkeyvariables.Tomanufacturetransformerscaledmustcbehaviorisascloseaspossiblemagneticcoreisdesiredtobeequaltotherealtrintendedtobeanalyzed.Asinglephaseofathreephasetransformerbankscaledmanufacturedtosimulatdiagramofthesimulator.thevoltagelimitsofthedataacquisitioexternalportionofthecore,atthecentrallegandparalleltothemagnmeasurementinthemagneticcoreistodeterminetheincreaseofheatproducedbyharmonicsassociatedwithGICs.TheDCmeterwerepoweredwithanindependentAC/DCsourcingraphicallanguageallowstheinstrumenttoacquirethewaveformsoffrequencydomain.Thefrequencyspectrumofthemeasuredwavprogramalsoshowsthebehaviorofthesaturationcurveforlow-impedancesource.Theprimarycurrentshowssignificantincreasesinthesecondary.Theaveragevalueoftheprindicateshalf-waveasymmetry.Thepeakvalueofthecurrentishigherbyahalf-wavecurrentwaveformsoftwoconditionsonthesecondary,withandwithoutIDCcurrentthatweremeasuredontransformer3.2.Thebehaviorofthegeneratedharmonicsofhalf-waveandareassociatedwithsymmetricsaturationofthemagneticcore.Thisbehavioronlyhasodd-harmoniccomponents.Thus,theharmoniccomponentsofrepresentthecomponentsthatpossessthesewaveformsandsatisfythefollowingproperty:whereTistheperiodoftheperiodicsignal.WhentheGICsflowthrouproductofasymmetricnonlinearityandthemagnitudeoftheoddharmoniccomponentsandsecondaryvoltage.Figure5showstheharmonandwith-outGICs,depictedassolidredandbluecurves,respectivchangingmagnitudesofthelargestharmon-icsasafunctionthemagnitudesoftheIDCs.Fig.6.BehavioroftheharmonicsmagnitudeasafunctionoftheDCcurrentmagnitude.magneticcircuit.Oncealldomainshavebeenaligned,thesaturationpfsimilartothecurrentwaveformmeasuredinprimaryofthetransformer(Fig.3).Therefore,correspondstothepresenceofGICs,andthecurveinredcorrespondstotheabsenceofGICs.Themagneticfluxdenslossesinthecriticalmechanicalpartsofthetransformercanbeestimated.magnitudewhentheGICsoccur.WhenFig.8.StraymagneticfluxwaveformswFig.9.Impedanceofprimarywindingasafunctionofiwhichresultsinatime-dependentfunctioabsenceoftheIDC.However,whentappearsintheinstantaneouspowerandoddharmoniccomponents.雾is68%whenIDCispresent.Consequently,therealpowerattheinputthetrans-formerVARs(underthesameconditions),whichcorrespondstoanincreaseof66%intheabsenceoftheIDC.Incontrast,thepeakinstantaneouspowervaluesincreaseby29%.Ifweconsidertheproductofthe“RMS”voltageandcur-rent,themagnitudeoftheapparentpowercanbeobtained.ThebehavioroftheapparentpowerbasedontheIbehaviorthatissimilaTheamountofheatgeneratedbythecorelosses(inthewindingsandfinon-uniformtemperatureincreasesinthetransformer.However,ifthtemperatureofthetransformerincreases.TheperformanceofthecoretemperaturewithandwithouttheIDapproximatedbyusingthefollowingwhereTrepresentsthetemperature(C)andtistime(min).Eq.timeintervalof0<t<52,whileEq.(5)isonlyvalidfort>52.Thetimetheheatproducedby"eddycurrentslosses"onthecoreandwindings.ofthetransformerduetotheGICs,whichmaandmechanicaldesigninwhichthecharacteristicsofthematerialsareveryimptheirbehaviorundertheinfluenceoftheGICs.Furtherestablishmentoftestmethodsforevaluatingtheper电力变压器地磁感应电流的铁心饱和效应摘要电力系统中变压器的磁芯的饱和是可归因于太阳能地磁感应电流(GIC)的重要效应。这种饱和可能导致电压控制问题，产生谐波电流和变压器内部组件的加热，导致气体继电器报警/操作和可能的损坏。本文提出了电力变压器中GIC的模拟物理缩小模型。用于进行本研究的仪器包括单相小型变压器，可控电流源，电阻负载和数据采集系统。该工作不仅建立了可以模拟磁性变量的行为并将结果外推到大型全尺寸电力变压器，而且还提供对GIC产生及其对电力变压器的影响的了解。获得的结果与GIC的非线性行为有关，这是由于电力变压器中的磁芯的不对称饱和，其中计算模型模拟不能给出可接受的结果。讨论了几个GIC的大小的结果，包括电压，电流，谐波波形，磁芯操作点，杂散流的行为，瞬时功率和核心温度。电流与太阳风暴活动相关，并在电网中产生流过传输线的电流。这些电流具有0.01-0.001Hz(准直流)的非常低的频率，平均幅度为10-15A,峰值高达100A,1-2如图1所示，由长传输线连接的具有星形连接和接地中性点的变压器由于流经传输线的感应电流和接地以闭合电路的中性点而易受GIC问题的影响。通叠加在AC磁通上时，变压器中的磁芯不对称地饱和(Lahti电流和无负载损耗增加。反应负载吸收可导致电网不稳定(Berge,Varma,&Marti,对变压器的影响与磁芯的相对容性有关，磁化阻抗显着降低(Bolduc,Gaudreau,与增加的杂散通量和均匀谐波的出现相关的涡流的影响，配件和箱中的热量增加(Picher,Bolduc,Dutil,&Pham,1997;Walling&Khan,1991;Zhigang图1电网传输线中GIC流量的示意图缩小的函数模型对这些操作关系的模拟提供关于变压实际的电力变压器中，由于涉及的电流和功率的大幅度，这些测试非常难以进行。这定的模型(Egorov,2007)。本工作中提出的方法考虑了一个制造小的减小规模的变压2.缩小模型和GICs模拟器图2.单相变压器GIC模拟器框图2.1缩小规模的变压器制造变压器必须考虑几个设计参数，使其行为尽可能接近实际的变压器。例如，期望磁芯的工作点等于实际的变压器。磁芯和绕组的截面积必须根据变压器的功率进GIC中模拟制造的三相变压器组的单相。2.2GIC模拟器的结构该模拟器包括一个具有单相缩小比例的变压器，具有三个支路，一个可控电流源，拟GIC,磁芯外部的密度杂散磁通和不同工作点的变压器磁芯的温度。图2示出了模拟器的简化示意图。标定的单相变压器设计为在初级和次级6.0V中馈送120V的电压，并且在次级中馈送100mA的负载电流和壳型构造。考虑了50的电阻负载，其是额定的变压器负载。该模拟器的目的