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1、 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 二 年 月 日設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 任 務(wù)（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容為了滿足福州某郊縣負(fù)荷發(fā)展及電網(wǎng)電力交換的需要，優(yōu)化該縣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擬在縣城后山設(shè)計(jì)建設(shè)一座110kV降壓變電站。變電站容量為231.5MVA ，電壓等級(jí)110/10kV。二、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1、電力系統(tǒng)部分本變電站在電力系統(tǒng)中，為滿足本地區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。2、變電所的技術(shù)要求、設(shè)計(jì)參數(shù)（1） 變電所本期建設(shè)規(guī)劃主變?nèi)萘浚?31.5MVA，電壓等級(jí)110/10kV；主變中性點(diǎn)直接接地。主變型式：三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，有載調(diào)壓范圍在

2、11081.25/10.5kV無功補(bǔ)償：12Mvar。（2） 供電方式及要求110kV雙回路進(jìn)線，10kV側(cè)出線本期6回路，遠(yuǎn)期14回路。（3） 負(fù)荷數(shù)據(jù)和要求、全區(qū)用電負(fù)荷本期為27MW，6回路，每回按4.5MW設(shè)計(jì)；遠(yuǎn)期50MW，14回路，每回按3.572MW設(shè)計(jì)；最小負(fù)荷按70計(jì)算，供電距離不大于5KM。、 負(fù)荷同時(shí)率取0.85，功率因數(shù)為0.8，年最大利用小時(shí)數(shù)Tmax=4250小時(shí)/年。（4） 水文條件、海拔80米、常年最高溫度：40.3、常年最低溫度：1.7、雷暴日數(shù)62天/年、污穢等級(jí)為3級(jí)。（5）地理位置和交通情況：地理位置無限制，交通便利。課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容三、設(shè)計(jì)任務(wù)此次為

3、變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：（1） 主變壓器的選擇；（2）電氣主接線設(shè)計(jì)；（3）所用電設(shè)計(jì)；（4）短路電流計(jì)算；（5）主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)等；四、設(shè)計(jì)產(chǎn)品 1、設(shè)計(jì)說明書（包括計(jì)算書） 2、圖紙：（1）、變電站電氣主接線圖；（2）、主要電氣設(shè)備材料匯總表五、要求 1、按電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。 2、CAD制圖。六、參考文獻(xiàn)1 范錫普主編發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國電力出版社，2004.2 戈東方主編220kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)劃. 北京：中國電力出版社，2000.3 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算. 北京：中國電力出版社，2004.4 王士政，馮金光. 發(fā)

4、電廠電氣部分. 北京：中國水利水電出版社，2002.5 水利電力部西北設(shè)計(jì)院. 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一）、（二）、（三）. 北京：中國電力出版社，1989.6 萵靜康. 供配電系統(tǒng)圖集. 北京：中國電力出版社，2005.7 韋鋼電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)北京：中國電力出版社，2006.8 劉國亭電力工程CAD北京：中國水利水力出版社，2006.目錄第1章 概述51.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)51.2 電力系統(tǒng)概述51.3 110kV變電所各級(jí)電壓負(fù)荷情況分析61.4 110kV變電所的自然條件6第2章 電氣主接線72.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求72.2 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型式的選擇72.3 電氣主接線設(shè)計(jì)方案

5、的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較與確定 92.4 110kV變電所主接線圖 15第3章 所用電接線設(shè)計(jì)163.1 所用電設(shè)計(jì)的要求及原則163.2 所用變的確定及所用變接線的選擇 16第4章 短路電流計(jì)算194.1 短路電流計(jì)算的條件194.2 短路電流計(jì)算方法和步驟194.3 三相短路電流計(jì)算20第5章 電氣設(shè)備選擇 255.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件255.2 10kV配電裝置電氣設(shè)備選擇255.3 110kV配電裝置電氣設(shè)備的選型33參考文獻(xiàn) 41第1章 概述11設(shè)計(jì)的依據(jù)1.1.1依據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)的任務(wù)和原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。1.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容為了滿足該縣負(fù)荷發(fā)展及電網(wǎng)電力交換的需要，優(yōu)化該縣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，

6、擬在縣城后山設(shè)計(jì)建設(shè)一座250MVA 110/10的降壓變電所，簡(jiǎn)稱110kV變電所。1.2電力系統(tǒng)概述1.2.1本變電所與電力系統(tǒng)聯(lián)系#1 #2 #3 #4 #5 #610kV231.5MVA 110kV變電所電力系統(tǒng)Xx=0.0451,Sj=100MVA110kV110kV變DDDIAN1、接線圖 2、說明110kV變電所通過兩回110kV線路接至該變電所，再與電力系統(tǒng)相連。由于原始數(shù)據(jù)未提供電力系統(tǒng)XX、Sj及110kV變電所接線路長(zhǎng)度L。這里將XX取為0.0451, Sj取為100MVA;按供電半徑不大于5kM要求,110kV線路長(zhǎng)度定為4.8kM。1.2.2 110kV變電所在電力系

7、統(tǒng)中的地位和作用1、根據(jù)110kV變電所與系統(tǒng)聯(lián)系的情況來看，屬于終端變電所。2、110kV變電所主要供電給本地區(qū)用戶，用電負(fù)荷屬于類負(fù)荷。1.3 110kV變電所各級(jí)電壓負(fù)荷情況分析1.3.1供電方式110kV側(cè)：共有兩回進(jìn)線，由系統(tǒng)連接雙回線路對(duì)110kV變電所供電。10kV側(cè)：本期出線6回， 由110kV變電所降壓后供電。1.3.2負(fù)荷數(shù)據(jù)1、全區(qū)用電負(fù)荷本期為27MW，共6回出線，每回按4.5MW計(jì)；遠(yuǎn)期50MW，14回路，每回按3.572MW設(shè)計(jì)；最小負(fù)荷按70計(jì)算，供電距離不大于5kM。 2、負(fù)荷同時(shí)率取0.85，cos=0.8，年最大利用小時(shí)數(shù)Tmax=4250小時(shí)/年。3、所用

8、電率取1%。1.4 110kV變電所的自然條件1.4.1 水文條件1、海拔80M2、常年最高溫度40.33、常年最低溫度1.74、雷暴日數(shù)62日/年5、污穢等級(jí)為3級(jí)1.4.2 所址地理位置與交通運(yùn)輸情況 地理位置不限制，交通便利。第2章 電氣主接線2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)電氣主接線有以下幾方面的基本要求：1、根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。2、具有運(yùn)行、維護(hù)的靈活性和方便性。3、具有經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理。4、具有將來發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。2.2 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型式的選擇2.2.1 主變壓器的選擇原則1、主變壓器臺(tái)數(shù)1）為了保證供電可

9、靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。2）當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)。3）對(duì)于大型樞紐變電所，根據(jù)工程具體情況，可安裝2至4臺(tái)變壓器。2、主變壓器的容量1）主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)5至10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并考慮變壓器正常運(yùn)行和事故時(shí)的過負(fù)荷能力。2）對(duì)裝有一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足用電負(fù)荷的需要，按下式選擇：SnKSM或SnKPMcos。式中，Sn變壓器額定容量（kvA），SM， PM變電所最大負(fù)荷的視在功率和有功功率（kvA，KW），cos 負(fù)荷功率因子，K負(fù)荷同時(shí)率，可取0.85。3）對(duì)裝有兩臺(tái)變壓器的變電所中，當(dāng)一臺(tái)斷開時(shí)，

10、另一臺(tái)變壓器的容量一般保證70%全部負(fù)荷的供電，但應(yīng)保證用戶的一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷。每臺(tái)變壓器容量一般按下式選擇：Sn0.6SM或Sn0.6PM/ cos。4）主變壓器容量選擇還應(yīng)考慮周圍環(huán)境溫度的影響。Sn0.6SM/K式中，K周圍環(huán)境修正系數(shù)。3、主變壓器的型式1）一般情況下采用三相式變壓器。2）具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到15%Sn以上時(shí)，可采用繞組變壓器。3)主變調(diào)壓方式：4）冷卻方式：2.2.2 計(jì)算、選擇、校驗(yàn)1、總負(fù)荷計(jì)算根據(jù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，近期6回出線，每回按4.5MW計(jì)，近期總負(fù)荷PM=64.5=27MW。2、主變壓器臺(tái)數(shù)、容量選擇計(jì)算1）計(jì)算主

11、變?nèi)萘縎MSM=PMcos= 50/0.8=62.5MVA選擇主變?nèi)萘?、臺(tái)數(shù)a、SnKSM=0.8562.5=53.125MVAb、選兩臺(tái)主變壓器，則每臺(tái)主變?nèi)萘縎nKSM/2=26.5625MVA。查產(chǎn)品目錄，選每臺(tái)主變?nèi)萘縎n=31.5MVA26.5625MVA。c、校驗(yàn)：按主變壓器容量選擇原則第3點(diǎn)，要求任一臺(tái)主變Sn0.7 KSMS=0.753.125=37.1875MVA，大于所選的主變?nèi)萘?1.5MVA。結(jié)合系統(tǒng)對(duì)本變電所的技術(shù)要求，最終選擇110kV變電所主變?nèi)萘縎n=50MVA?？紤]周圍環(huán)境影響：=（max+min）/2=21K=（20）/100+1=0.990.7S0.753

12、.125=37.5631MVAK0.99Sn=50MVA37.5631MVA故所選變壓器容量滿足要求。3、主變型式選擇按任務(wù)書要求并查110kV變電站設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)附錄2-3。近期主變壓器型式選擇SFZ731500/11081.25%；列表如下：型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）空載電流（%）空載損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)阻抗電壓(%)連接組別高壓低壓SFZ7-31500/1103150011081.25%10.51.142.214810.5YN,d112.3 電氣主接線設(shè)計(jì)方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較與確定2.3.1 各級(jí)電壓配電裝置接線方式的擬定根據(jù)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求及設(shè)計(jì)基本原則來擬定

13、各級(jí)電壓配電裝置接線方式。1、10kV電壓母線接線方式1） 單母線接線2） 單母分段接線2、110kV電壓母線接線方式1） 單母線接線2） 單母分段接線3） 橋式接線（因線路故障和操作的機(jī)會(huì)比變壓器多，選用可靠性較好的內(nèi)橋接線。）3、主變臺(tái)數(shù)為了保證供電可靠性，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。2.3.2 110kV變電所可能采用的電氣主接線方式如下：方案110kV單母線接線單母分段接線單母分段接線單母線接線內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線10kV單母線接線單母分段接線單母線接線單母分段接線單母線接線單母分段接線主變2臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)110kV變電所主接線方案簡(jiǎn)圖如下：圖二（二）圖一（一）#4#6#5#3#2#1110

14、kv10kvT1T2L1L2#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2110kv10kv方案: 方案：圖三（三）10kv#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2110kv#4#6#5#3#2#1T1T2L1L2110kv10kv圖四（四）方案： 方案：1L1L2圖六（六）10kvT1T2110kv#4#6#5#3#2L1L2圖五（五）10kv#4#6#5#3#2#1T1T2110kv方案： 方案：2.3.3 方案的技術(shù)比較1、六種方案的技術(shù)比較方案：110kV電壓母線采用單母線接線，這種接線方式簡(jiǎn)單、設(shè)備少、操作方便，但由于110kV變電所為終端變，一旦母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修，將造成全站

15、停電。順昌變電所地處海滄外商投資區(qū)，全所停電將在經(jīng)濟(jì)上及政治上造成較大影響，故不宜采用此接線。10kV電壓母線采用單母線接線，跟上述一樣，在母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)將中斷對(duì)用戶的全部供電。且這種接線方式不利于向重要用戶雙電源供電，故不宜采用此接線。方案：110kV電壓母線采用單母線分段接線，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能自動(dòng)把故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不至于造成用戶停電。缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，接在該母線上的回路都要在檢修期間停電?？梢钥紤]采用此接線方式。10kV電壓母線采用單母線分段接線，對(duì)重要用戶可以從不同段母線引出兩回路，有兩個(gè)電源供電，增加了

16、供電的可靠性。缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，接在該母線上的回路都要在檢修期間停電?？梢钥紤]采用此接線方式。方案：110kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。10kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。方案：110kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。10kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。方案：110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線，這種接線高壓斷路器數(shù)量少，造價(jià)低，容易發(fā)展為單母分段接線。缺點(diǎn)是變壓器的切除和投入教復(fù)雜，需要操作兩臺(tái)斷路器并影響一回線路暫時(shí)停運(yùn)。順昌變電所首期負(fù)荷較少，引出線數(shù)目不多，考慮到變

17、壓器的故障及操作比線路少，可以考慮采用此接線。10kV電壓母線采用單母接線，根據(jù)上述分析，不宜采用此接線。方案：110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。10kV電壓母線采用單母線分段接線，根據(jù)上述分析，可考慮采用。2、選用兩臺(tái)主變的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以滿足全部用電負(fù)荷的需要，供電可靠性高。缺點(diǎn)：投資大，占地面積大。3、從上述分析比較確定兩個(gè)較好方案：方案：110kV電壓母線采用單母線分段接線；10kV電壓母線采 用單母線分段接線。方案：110kV電壓母線采用內(nèi)橋接線；10kV電壓母線采用單母 線分段接線。2.3.4 方案的經(jīng)濟(jì)比較1、從電氣設(shè)備數(shù)目及配電裝置比較 方案項(xiàng)目方案方案

18、10kV配電裝置單母線分段單母線分段110kV配電裝置單母線分段內(nèi)橋接線主變臺(tái)數(shù)22高壓斷路器110kV10kV高壓隔離開關(guān)110kV10kV綜合投資（萬元）2、計(jì)算綜合投資Z=Z0(1+a/100)Z0主體設(shè)備投資，包括主變、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)及配電裝置綜合投資等。a附加投資，110kV電壓等級(jí)取90%。主體設(shè)備參考價(jià)格如下：主變壓器每臺(tái)投資125萬元SF6斷路器每臺(tái)投資65萬元GW4-110隔離開關(guān)每臺(tái)投資2.5萬元110kV單母分段投資559.73萬元內(nèi)橋投資303萬元方案：主體設(shè)備投資Z0=2125+565+82.5+559.73=1154.73萬元綜合投資Z= Z0(1+a/1

19、00)=1154.73(1+90/100)=2193.987萬元方案：主體設(shè)備投資Z0=2125+365+82.5+303=768萬元綜合投資Z= Z0(1+a/100)=768(1+90/100)=1459.2萬元3、年運(yùn)行費(fèi)用U年運(yùn)行費(fèi)用U=aA+ U1 + U2a電能電價(jià)A變壓器電能損失U1檢修維護(hù)費(fèi)，一般取（0.0220.042）Z，Z為綜合投資額。U2折舊費(fèi)，一般?。?.050.058）Z。取U1=0.042Z，U2=0.058Z，則年運(yùn)行費(fèi)U= aA+0.1U先計(jì)算電能損耗A:A=n(P0+KQ0)+1/n(P+ KQ)(S/SN)2tQ0=I0%（SN/100）Q=Ud%（SN/

20、100）查產(chǎn)品目錄，型號(hào)為SFZ7-31500/11081.25%，各參數(shù)如下：空載電流I0%=1.1空載損耗P0=42.2KW負(fù)載損耗P=148KW阻抗電壓百分?jǐn)?shù)Ud%=10.5Q0= I0%（Se/100）=1.1(31500/100)=346.5kvRQ= Ud%（Se/100）=10.5(31500/100)=3307.5kvAR無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量K取0.1A=2(42.2+0.1346.5)+1/2(148+3307.5)(645000.85/0.8)24250=674.78萬KW.H取a=0.4元/KW.H方案:U=aA+0.1Z=0.1674.78+0.12197.987=286.88

21、萬元方案: U=aA+0.1Z=0.1674.78+0.11459.2=213.4萬元2.3.5 最佳方案的確定從技術(shù)上講，110kV電壓母線主接線采用橋式接線，有一臺(tái)變壓器故障會(huì)影響到線路停電，但變壓器故障的幾率較小，從經(jīng)濟(jì)上分析采用橋式接線比采用單母分段接線減少了部分組件，減少了綜合投資額。年運(yùn)行費(fèi)用也節(jié)省許多。故優(yōu)先選用110kV母線接線為內(nèi)橋接線。因此，方案為最佳方案即110kV母線采用內(nèi)橋接線，10kV母線采用單母分段接線。2.4 110kV變電所主接線圖2.4.1 110kV變電所電氣主接線圖110kVT1T2110kV#4#6#5#3#2L1L22.4.2 110kV變電所電氣主

22、接線特點(diǎn)1、110kV母線接線110kV母線采用內(nèi)橋接線，其優(yōu)點(diǎn)是：高壓斷路器少，四個(gè)組件只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)是：1）變壓器的切除和投入較為復(fù)雜，需操作兩臺(tái)斷路器并影響一回線路暫時(shí)停運(yùn)。2）連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。3）出線斷路器檢修時(shí)，線路要在此期間停運(yùn)。2、10kV母線接線10kV母線采用單母分段接線，其優(yōu)點(diǎn)是：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致于使重要用戶停電。缺點(diǎn)是：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，連接在該段母線的回路都要在檢修期間停電

23、。2）當(dāng)母線為雙回路時(shí)，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡進(jìn)行。第3章 所用電接線設(shè)計(jì)3.1 所用電設(shè)計(jì)的要求及原則3.1.1 基本要求：1. 廠用電接線應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修維護(hù)方便。2. 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。3. 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，切換操作簡(jiǎn)便。4. 便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排。3.1.2 設(shè)計(jì)原則：1. 變電站設(shè)計(jì)電壓為380/220V。2. 母線接線方式A) 大型樞紐變電站采用單母線分段接線；B) 中小型變電站采用單母線接線。3.

24、60MVA及以上變電站應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器3.2 所用變的確定3.2.1 所用電變壓器確定1. 所用電變壓器臺(tái)數(shù)：2臺(tái)2. 所用電變壓器容量： （1）所用電率1%（2）變?nèi)萘?：SN=nSBN=231500KVA=63000 kVA（3）所用電負(fù)荷SJS1=1%*SN=1%63000=630kVA（4）SNSjs/KtKf=(630/2)/(1.041.05)=288kVA選擇兩臺(tái)SN=315kVA3. 所用電變壓器的型式查110kV變電站設(shè)計(jì)指導(dǎo)附表2-8，選擇干式變壓器SC-315/10。變壓器參數(shù)如下表型號(hào)額定容量（kVA）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）高壓(kV)低壓(V)阻抗電壓(%)

25、SC-315/1031575033001040063.2.2 所用電接線方式：本變電站所用電母線采用單母線分段接線方式，平時(shí)分段運(yùn)行。為了節(jié)省投資，所用變高壓側(cè)（10kV）采用高壓熔斷器作為保護(hù)。3.2.3 所用電的電源1. 工作電源A) 為了滿足供電可靠性，變電所設(shè)計(jì)兩臺(tái)站用變做為所用電工作電源。B) 為更可靠保證所用電的不中斷供電，所用電工作電源分別從10kV、段母線引接，供給接在380V各段母線上的負(fù)荷。2. 備用電源方式： 兩臺(tái)所用電源互為備用，備用方式采用暗備用。3.3 110kV變電所的所用電接線110kV變電所的所用電接線特點(diǎn):110kV變電所所用電接線采用單母分段接線，平時(shí)分裂

26、運(yùn)行，以限制故障范圍，對(duì)重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路供電，增加了供電的可靠性。 #110kV#22I母母400V母 I母第4章短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的條件1、因?yàn)橄到y(tǒng)電壓等級(jí)較高，輸電線截面較大，電阻較小，在計(jì)算短路電流過程中忽略R，計(jì)及X。2、計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，按可能發(fā)生最大短路電流的正常運(yùn)行方式，而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3、計(jì)算容量按無窮大系統(tǒng)容量進(jìn)行計(jì)算。4、短路種類按三相短路進(jìn)行計(jì)算。5、短路計(jì)算點(diǎn)如下：d1110kV母線短路時(shí)的短路計(jì)算點(diǎn)d210kV母線并列時(shí)母線短路的計(jì)算點(diǎn)d310kV母分分列時(shí)母線短路的計(jì)算點(diǎn)d4所用電系統(tǒng)并列運(yùn)行時(shí)

27、母線短路的計(jì)算點(diǎn)d5所用電系統(tǒng)分列運(yùn)行時(shí)母線短路的計(jì)算點(diǎn)4.2 短路電流計(jì)算方法和步驟4.2.1短路電流的計(jì)算方法在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用運(yùn)算曲線法。4.2.2短路電流的計(jì)算步驟1、選擇計(jì)算短路點(diǎn)；2、畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖；1）選取基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj（kV）（一般取各級(jí)的平均電壓），計(jì)算基準(zhǔn)電流Ij= Sj/Uj（kA）。2）計(jì)算各組件換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗。3）繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各組件統(tǒng)一編號(hào)，分子標(biāo)各組件編號(hào)，分母標(biāo)各組件電抗標(biāo)么值。3、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖；1） 為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形的等值網(wǎng)絡(luò)。2） 求出各電源與短路

28、點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。4、求計(jì)算電抗Xjs，即將各轉(zhuǎn)移電抗換算為各電源容量（等值發(fā)電機(jī)容量）為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗Xjs1，Xjs2；5、由Xjs1，Xjs2值從適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算曲線中查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值（運(yùn)算曲線只作到Xjs=3）；6、計(jì)算無限大容量（Xjs3）的電源供給的短路電流周期分量；7、計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量；8、計(jì)算短路電流沖擊值；9、繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。4.3三相短路電流計(jì)算一、電力系統(tǒng)與110kV變電所接線圖110kV2315kVAUd(%)=6231.5MVAUd(%)=10.5d-4d-5d-3d-2d-1L=4.8kMX=0.4Si=10

29、0MVAX=0.045110kV400Vd-5d-4d-3d-2d-150.333371961940.333310.045130.014520.0145二、繪制等值電路圖三、基準(zhǔn)值的計(jì)算短路電流計(jì)算，通常采用標(biāo)幺值的近似計(jì)算。設(shè)取基準(zhǔn)容量為100MVA，各級(jí)基準(zhǔn)電壓，則各級(jí)電流及阻抗的基準(zhǔn)值計(jì)算如下：選=100MVA，=115kV，=10.5kV，=0.4kV （依此類推計(jì)算）四、網(wǎng)絡(luò)中各組件阻抗標(biāo)么值計(jì)算1、系統(tǒng)： =0.0451 (已知)2、線路：=0.44.8(100/1152)=0.01453、110kV變壓器： =10.5%(100/31.5)=0.33334、10kV變壓器： =6

30、%100/(31510-3)=19五、化簡(jiǎn)等值電路并計(jì)算短路電流10.045130.014520.0145Xjs11、d-1：1）、計(jì)算電抗標(biāo)幺值：=0.0451+0.0145/2=0.05232）、d-1點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值：=1/0.0523=19.12有名值：=19.12100/(115)=9.6kA3）、短路沖擊電流：= kA50.333340.333310.045130.014520.0145Xjs22、d-2：1）、計(jì)算電抗標(biāo)幺值：Xjs2=0.0451+(0.0145+0.3333)/2=0.2192）、d-2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值：=I0.2= I=1/0.219=4.566有名值：I有

31、名=4.566100/(10.5)=25.11kA3）、短路沖擊電流：icj.有名=2.5525.11=64.03 kA50.333340.333310.045130.014520.0145Xjs3d-3： Xjs3=0.0451+0.0145/2+0.3333=0.3857=I0.2= I=1/0.3857=2.59I有名=2.59100/(10.5)=14.24KAicj.有名=2.5514.24=36.31KA50.333371961940.333310.045130.014520.0145Xjs4d-4:Xjs4=0.0451+(0.0145+0.3333+19)/2=9.72=I0.

32、2= I=1/9.72=0.103I有名=0.103100/(0.4)=14.87KAicj.有名=2.5514.87=37.92KA50.333371961940.333310.045130.014520.0145Xjs5d-5:Xjs4=0.0451+(0.0145+0.3333)/2+19=19.22=I0.2= I=1/19.22=0.052I有名=0.052100/(0.4)=7.5KAicj.有名=2.557.5=19.13KA六、短路電流計(jì)算結(jié)果表:短路點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓Ub(kV)短路地點(diǎn)計(jì)算電抗Xjs(標(biāo)么值)短路電流沖擊電流標(biāo)么值I*”有名值I”(kA)標(biāo)么值icj*有名值ic

33、j(kA)d-1115110kV母線0.052319.129.648.75624.48d-210.510kV母線(母合位)0.2194.56625.1111.6464.03d-310.510kV母線(母分位)0.38572.5914.246.636.31d-40.4400V母線(母合位)9.720.10314.870.262737.92d-50.4400V母線(母合位)19.220.0527.50.132619.13第5章電氣設(shè)備選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件5.1.1 按正常工作條件選擇1、允許電壓最高工作電壓2、允許電流最高持續(xù)電流5.1.2 短路狀態(tài)校驗(yàn)1、熱穩(wěn)定性：2、動(dòng)穩(wěn)定性：3

34、、短路電流計(jì)算條件為使所選的導(dǎo)體或電器具有可靠性和合理性，作校驗(yàn)用的短路電流應(yīng)按下列情況確定。1） 容量和接線；2）短路種類；3）計(jì)算短路點(diǎn)。4、短路計(jì)算時(shí)間熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間tk等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr和相應(yīng)斷路器的開斷時(shí)間tbr之和, tk= tpr+tbr52 10kV配電裝置電氣設(shè)備選擇5.2.1 10kV主母線選型按長(zhǎng)期允許電流選擇10kV母線1、根據(jù)分析可知，10kV母線最大持續(xù)工作電流不超過一臺(tái)主變過負(fù)荷時(shí)的工作電流，故母線最大持續(xù)電流：Igmax=1.0531500/(10.5)=1818.7A按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面 Igmax=1818.7A，選擇兩條8010mm矩形導(dǎo)

35、體，三相水平布置，平放Ial=2185A，Kf=1.3考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)KK= =0.87KIal=0.872185=1901AIgmax,所選鋁母線滿足長(zhǎng)期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：d-3點(diǎn)短路，=202.8取母線正常工作溫度，C=87，熱穩(wěn)定最小截面為： =186.6mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。3、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1）=0.080.012700=2.16 kg/m，=410-7 m4=281.47155Hz母線可不計(jì)共振影響。2）相間應(yīng)力計(jì)算：3）計(jì)算條間作用應(yīng)力：， 75頁，圖3-18得：k12=0.45臨界跨距：最大允許跨距：為了便于安裝：每跨絕緣子間設(shè)兩個(gè)襯墊，滿

36、足要求。5.2.2 主變壓器低壓側(cè)支母線選型5.2.3 10kV饋線電纜選型按長(zhǎng)期允許電流選擇10kV饋線電纜1、根據(jù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，每回出線電纜負(fù)荷為4.5MW。Igmax=1.054500/(310.5)=324.8A查110kv變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-7，選用：240 mm2，交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜（YJLQ-10/3240），長(zhǎng)期允許載流量為375A。土壤熱阻系數(shù)為80.cm/w，e=25。2、按長(zhǎng)期允許電流校驗(yàn)電纜載流量修正系數(shù)Kt=0.954查110kV變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-9，交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜長(zhǎng)期允許工作溫度為90。土壤熱阻系數(shù)為80.cm/w，截面為240 mm2的電纜，載流量的校正系數(shù)

37、k3=1,所以K=Ktk3=0.954IXU(28)= kIe(28)=0.954375=357.8Ig.max故所選電纜滿足長(zhǎng)期工作發(fā)熱要求3、熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路持續(xù)時(shí)間td=tfd+tb=0.20.5=0.7S/ I1，由td及” 查周期分量等值時(shí)間曲線得：tjz0.6s由于0.1td1取tjf0.05” 2=0.05s等效發(fā)熱時(shí)間tj=tjz+tjf=0.6+0.05=0.65s熱穩(wěn)定性最小截面為：Smin=I/CKstj=（25.11103/87）10.65=232 mm2所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。4、電壓降校驗(yàn)查110kV變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-14： X=0.069u=173

38、IgmaxL(r cosrsin)/U=173X324.8X2X0.069X0.6/10=0.475滿足要求5.2.4 10kV高壓斷路器選型1、主變進(jìn)線斷路器的選型Igmax=1.0531500/310.5=1818.7A短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）QK=202.8U(kV)Igmax(A)I”(kA)ish(kA)ish(kA)Qk(kA2S)101818.714.2436.3136.31202.8計(jì)算數(shù)據(jù)表:額定電壓Ue(kv)額定電流Ie (A)額定開斷電流INbr (kA)額定短路關(guān)合電流 INcl (kA)動(dòng)穩(wěn)定電流 ies (kA)I2t(kA2S)102000401001004

39、022查變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表3-7，選擇ZN5-10/2000-40型高壓斷路器。由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選斷路器合格。2、10kV分段斷路器的選型（同上）3、10kV饋線斷路器的選型Igmax=1.054500/310.50.8=324.8A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)I”(KA)ich(KA)ich(KA)Qk(KA2S)10324.825.1164.0364.0325.1120.25額定電壓Ue(kv)額定電流Ie (A)額定開斷電流IeWS (KA)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)額定短路關(guān)合電流 (KA)I2t(KA2S)10125031.5808031.522查變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表

40、3-7，選擇ZN5-10/1250-31.5型高壓斷路器。由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選斷路器合格。5.2.5 10kV高壓隔離開關(guān)選型1、主變進(jìn)線隔離開關(guān)的選型Igmax=1.0531500/310.5=1818.7A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)Qk(KA2S)ich(KA)101818714.2420.336.31選擇GN10-10T/3000型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：U(kv)Ie(A)Qk(KA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)10300090由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。2、10kV分段隔離開關(guān)的選型3、10kV饋線隔離開關(guān)的選型Igmax=1.054500/

41、310.50.8=324.8A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)Qk(KA2S)ich(KA)10324825.1120.364.03查變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表6-8，選擇GN19-10/1000-31.5型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為:U(kv)Ie(A)Qk(KA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)10100031.52480由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。4、10kV母線PT及BL隔離開關(guān)的選型5.2.6 其余電氣設(shè)備型號(hào)參見圖紙5.3 110kV配電裝置電氣設(shè)備的選型5.3.1 110kV軟母線的選型1、根據(jù)分析可知，110kV母線最大持續(xù)工作電流不超過兩臺(tái)主變的工作電流，故母線最大持

42、續(xù)電流：Igmax=1.05231500/(3115)=332A查110kV變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-2選擇 LGJF-240/30型母線 ，主要參數(shù)如下：計(jì)算截面積275.96；外徑=21.6mm；70時(shí)長(zhǎng)期允許載流量為655A 考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K：K=0.87Ixu=KIe=0.87655=570AIgmax,故所選鋁母線滿足長(zhǎng)期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)固校驗(yàn)d-1點(diǎn)短路，=92.16取母線正常工作溫度，C=87，熱穩(wěn)定最小截面為：=55mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。3、電暈電壓校驗(yàn)：所選LGJF-240/30型母線外徑=21.6mm，大于LGJF-70/20。故不進(jìn)行電暈

43、電壓校驗(yàn)。5.3.2 主變110kV側(cè)支母線的選型按長(zhǎng)期允許電流選擇主變110kv側(cè)支母線支母線最大持續(xù)電流：Igmax=1.05231500/(3115)=332A查110kv變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-2選擇 LGJF-240/30型母線。校驗(yàn)同110kV軟母線。5.3.3 110kV進(jìn)線的選型按長(zhǎng)期允許電流選擇110kV進(jìn)線1、110kV進(jìn)線最大持續(xù)工作電流不超過兩臺(tái)主變的工作電流，故母線最大持續(xù)電流：Igmax=1.05231500/(3115)=332A查110kV變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表1-2選擇 LGJF-240/30型母線 ，主要參數(shù)如下：計(jì)算截面積275.96；外徑=21.6mm；70時(shí)

44、長(zhǎng)期允許載流量為655A。 考慮環(huán)境溫度的修正系數(shù)K：K=0.87Ixu=KIe=0.87655=570AIgmax,故所選鋁母線滿足長(zhǎng)期工作發(fā)熱要求。2、熱穩(wěn)定校驗(yàn)d-1點(diǎn)短路，=92.16取母線正常工作溫度，C=87，熱穩(wěn)定最小截面為：=55mm2。所選截面大于Smin，滿足熱穩(wěn)定要求。3、電暈電壓校驗(yàn)：所選LGJF-240/30型母線外徑=21.6mm，大于LGJF-70/20。故不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。5.3.4 110kV高壓斷路器的選型1、110kV進(jìn)線斷路器的選型考慮一條線路停運(yùn)或檢修時(shí)，流過進(jìn)線斷路器的Igmax=1.05231500/3115=332AU(kV)Igmax(A)I

45、”(kA)ich(kA)ich(kA)Qk(kA2S)1103329.624.4824.488.420.3計(jì)算數(shù)據(jù)表:查變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表3-12，選擇LW11-110/1600-31.5型高壓斷路器。額定電壓Ue(kV)額定電流Ie (A)額定開斷電流IeWS (kA)動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA)額定短路關(guān)合電流 (kA)I2t(kA2S)110160031.5808031.523由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選斷路器滿足要求。2、橋斷路器的選型考慮一條線路停運(yùn)或檢修時(shí)，流過橋斷路器的Igmax=1.0531500/3115=166AU(kV)Igmax(A)I”(kA)ich(kA)ich(kA)

46、Qk(kA2S)1101669.624.4824.488.420.3計(jì)算數(shù)據(jù)表:查變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)附表3-12，選擇LW11-110/1600-31.5型高壓斷路器。額定電壓Ue(kV)額定電流Ie (A)額定開斷電流IeWS (KA)動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA)額定短路關(guān)合電流 (kA)I2t(kA2S)110160031.5808031.523由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選斷路器滿足要求。5.3.5 110kV高壓隔離開關(guān)的選型1、主變110kV側(cè)隔離開關(guān)的選型Igmax=1.05231500/(3115)=332A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)Qk(KA2S)ich(KA)1103328

47、.420.324.48選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：U(kv)Ie(A)Qk(KA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)110630202450由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。2、110kv進(jìn)線隔離開關(guān)的選型Igmax=1.05231500/3115=332A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)Qk(KA2S)ich(KA)1103328.420.324.48選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：U(kv)Ie(A)Qk(KA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)110630202450由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。3、110kV母分隔離開關(guān)的選型I

48、gmax=1.0531500/3115=166A計(jì)算數(shù)據(jù)表:U(kv)Igmax(A)Qk(kA2S)ich(KA)1101668.420.321.42選擇GW4-110DW型隔離開關(guān),其技術(shù)參數(shù)為：U(kv)Ie(A)Qk(kA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)110630202450由上表可知各項(xiàng)條件均滿足,故所選隔離開關(guān)符合要求。4、110kV母線PT及BL隔離開關(guān)的選型PT所帶的都是二次負(fù)荷，它的工作條件近似于開路。流經(jīng)PT及BL隔離開關(guān)的最大負(fù)荷電流很小。因此，選用GW4-110DW型隔離開關(guān)即可。技術(shù)參數(shù)如下：U(kV)Ie(A)Qk(kA2S)動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA)110630202450

49、5.3.6 其余電氣設(shè)備型號(hào)參見圖紙參考文獻(xiàn):1 范錫普主編發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國電力出版社，2004.2 戈東方主編220kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)劃. 北京：中國電力出版社，2000.3 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算. 北京：中國電力出版社，2004.4 王士政，馮金光. 發(fā)電廠電氣部分. 北京：中國水利水電出版社，2002.5 水利電力部西北設(shè)計(jì)院. 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一）、（二）、（三）. 北京：中國電力出版社，1989.6 萵靜康. 供配電系統(tǒng)圖集. 北京：中國電力出版社，2005.7 韋鋼電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)北京：中國電力出版社，2006.8 劉國亭電力工程CAD北京：中國水利水力出版社，2006.32