廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題題 目目: 10KV 變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 專專 業(yè)業(yè): 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班班 級(jí)級(jí): 電力 904 班 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào): 姓姓 名名: 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: 如需圖紙，聯(lián)系如需圖紙，聯(lián)系 QQ153893706 2011 年年 11 月月 18 日日 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工程教育最重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它是由我 們獨(dú)立完成的一項(xiàng)綜合性、創(chuàng)造性、設(shè)計(jì)性的大型作業(yè)。開(kāi)展畢業(yè) 設(shè)計(jì)課題至關(guān)重要并具有深遠(yuǎn)的意義，不僅培養(yǎng)我們分析和解決各 種實(shí)際問(wèn)題的能力，也進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展所學(xué)的理論知識(shí)。 我們這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)某 110kV 降壓變電站的電氣部分 進(jìn)行初步設(shè)計(jì),包括了：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析、主變的選擇、電氣主接線方 案選擇、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、防雷設(shè)施以及 繼電保護(hù)的選擇等內(nèi)容。 經(jīng)過(guò)五個(gè)星期的努力，我終于完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此過(guò)程 中，我從對(duì)變電站的生疏，到了解，再到深入研究， 我有了不少的 收獲： 鞏固了以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并在以前的基礎(chǔ)上理解的更加透徹， 掌握的更加熟練；鍛煉了自己的實(shí)際應(yīng)用能力，將課本上學(xué)到的理 論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系了起來(lái)；增強(qiáng)了自己獨(dú)立解決問(wèn)題的能力以 及團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)實(shí)事求是、全面科學(xué)、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)， 為今后從事本專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)牢固的基礎(chǔ)。 但由于時(shí)間和水平的局限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有不妥之處，敬請(qǐng)老 師多批評(píng)指導(dǎo)。 2011 年 11 月 18 日 目 錄 前前 言言 第第 1 章章 原始材料原始材料1 1.1 變電站基本資料1 1.2 變電站負(fù)荷情況1 2.1 負(fù)荷的概述1 2.1.1 負(fù)荷分類.2 第第 2 2 章章 主變壓器的選擇主變壓器的選擇3 2.1 概述3 2.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的原則及選擇3 2.3 主變壓器容量的選擇4 2.3 主變壓器形式的選擇5 第第 3 3 章章 電氣主接線選擇電氣主接線選擇6 3.1 概述6 3.2 電氣主接線的基本要求6 3.3 變電站主接線基本接線方式7 3.4 變電站主接線選擇8 3.4.1 110kV 側(cè)主接線選擇方案.8 3.4.2 35kV 側(cè)主接線方案選擇.9 3.4.3 10kV 側(cè)主接線方案選擇.10 3.4.4 變電站主接線圖.10 3.4.5 變電站的站用電.11 3.4.6 最終電氣主接線方案.12 第第 4 4 章章 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算13 4.1 概述13 4.2 目的13 4.3 方法13 4.4 基本假定14 4.5 短路電流的計(jì)算步驟14 4.5.1 短路點(diǎn)的選擇.14 4.5.2 元件電抗.15 4.5.3 三相短路電流計(jì)算.16 第第 5 5 章章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)21 5.1 電氣選擇的一般條件21 5.2 斷路器的選擇和校驗(yàn)22 5.2.1 對(duì)斷路器的基本要求.22 5.6.2 斷路器選擇.22 5.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇25 5.3.1 隔離開(kāi)關(guān)的作用.25 5.3.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇.26 5.4 熔斷器的選擇28 5.5 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇29 5.6 架空導(dǎo)線、母線和電纜的選擇30 5.6.1 選擇原則.30 5.6.2110kV 架空導(dǎo)線選擇.31 5.6.3 10kV 側(cè)母線的選擇.32 5.6.4 10kV 側(cè)電纜的選擇.33 5.7 電氣設(shè)備匯總表34 第第 6 章章 互感器配置互感器配置34 6.1 概述34 6.2 互感器的配置要求35 6.3 電流互感器配置原則35 6.4 電壓互感器配置原則35 6.5 配置的結(jié)果36 6.5.1 電流互感器.36 6.5.2 電壓互感器.36 第第 7 7 章章 變電站的防雷保護(hù)變電站的防雷保護(hù)36 7.1 防雷保護(hù)的必要36 7.2 變電站的直擊雷保護(hù)37 7.3 變電站入侵波的保護(hù)37 7.4 變電站的進(jìn)線段保護(hù)38 第第 8 8 章章 繼電保護(hù)的配置繼電保護(hù)的配置38 8.1 概述38 8.2 繼電保護(hù)的重要性38 8.3 繼電保護(hù)的基本要求39 8.4 本變電站的保護(hù)配置39 8.4.1 變壓器保護(hù)配置.39 8.4.2 母線保護(hù).40 8.5 輸電線路的保護(hù)裝置41 8.6 自動(dòng)裝置41 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)43 致致 謝謝44 附錄附錄 1 1 變電站主接線圖變電站主接線圖.45 第 1 章 原始材料 1.11.1 變電站基本資料變電站基本資料 1、本變電所建成后主要向本地用戶供電，預(yù)計(jì)變電所今后不再擴(kuò)建； 2、本變電所與電力系統(tǒng)連接情況： 本變電所需設(shè) 110/35/10KV 三個(gè)電壓等級(jí)。 （1）110KV 側(cè)：設(shè)有兩回架空線路與 110KV 系統(tǒng)相連；110KV 系統(tǒng)可以視為無(wú) 限大電源。 （2）35KV 側(cè)：共有四回架空線路，其中兩回線路連至 35KV 側(cè)系統(tǒng)，35KV 系統(tǒng)總裝機(jī)容量為 87MVA，最大等值阻抗為 4.9，最小等值阻抗為 3.7（均 已歸算至 110KV） ，35KV 系統(tǒng)發(fā)電機(jī)主要為水輪發(fā)電機(jī)。 （3）環(huán)境情況：本變電站位于工業(yè)園區(qū)，地勢(shì)平坦，年最高溫度為 38.5，年 最低氣溫為2.8；海拔高度為 80.6 米；年平均雷暴日數(shù)位 77.5 日/年。 （4）變電所在系統(tǒng)中的地理位置如圖所示： 1.2 變電站負(fù)荷情況變電站負(fù)荷情況 1、35KV 側(cè)有兩回架空線路給某城鎮(zhèn)變電站供電，最大負(fù)荷為 12.5MW，且該變 電站無(wú)其他電源。 2、10KV 側(cè)有 26 回電纜出線，電纜長(zhǎng)度為 170km，最大綜合用電負(fù)荷為 35MW。 3、正常運(yùn)行時(shí)，預(yù)計(jì)有穿越功率最小為 10MW，最大為 13MW，由 110KV 系統(tǒng)送 入 35KV 電網(wǎng)。 2.12.1 負(fù)荷的概述負(fù)荷的概述 由于電能的生產(chǎn)、輸送和使用本身所固有的特點(diǎn)，以及保證連續(xù)不斷地為 用戶提供電能。對(duì)用戶的分析及計(jì)算是必要的，是選擇變壓器、電氣主接線、 計(jì)算短路電流等提供依據(jù)。 2.1.1 負(fù)荷分析負(fù)荷分析 表 2-1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 電壓等級(jí)負(fù)荷(MW) 110KV13 35KV12.5 10KV35 匯總60.5 注：以上負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)是根據(jù)第一章的原始資料來(lái)匯總。 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析： 根據(jù)以上的得出結(jié)果，若中斷供電，可能影響人身或設(shè)備安全，使變 電站無(wú)法正常運(yùn)行或發(fā)電量大幅度下降，必須保證用戶供電可靠性，所以要求 有兩個(gè)及兩個(gè)以上獨(dú)立電源供電，當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部負(fù)荷不 間斷供電。 第 2 章 主變壓器的選擇 2.1 概述 主變壓器的選擇與變壓器的臺(tái)數(shù)、形式、連接組別、電壓等級(jí)、調(diào)壓等級(jí)、 冷卻方式、運(yùn)輸條件以及變電站的容量有關(guān)。它的確定除了依據(jù)基本原始資料 外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電 壓等級(jí)及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。根據(jù)變電站 所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。 在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電站的自身特點(diǎn)，在滿足可 靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電站的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器 的臺(tái)數(shù)及容量。 2.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的原則及選擇 1、選擇原則 （1）對(duì)于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類負(fù)荷的變電站，應(yīng)選用兩臺(tái)相同 容量的主變壓器。 （2）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，如果中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電 站以裝設(shè)兩臺(tái)為宜，對(duì)于地方性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性；對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變 電站，其變壓器的基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級(jí)設(shè)計(jì)。 2、主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 根據(jù)原始資料，有兩回架空線路與 110KV 系統(tǒng)相連，還有兩回架空線路與 35KV 系統(tǒng)相連，所以選擇兩臺(tái)變壓器。 2.3 主變壓器容量的選擇 1、變壓器容量選擇原則 （1）只有一臺(tái)主變壓器的變電站，選擇主變?nèi)萘?SNT應(yīng)大于總視在計(jì)算容量， 即 STS。 （2）對(duì)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電站，任一臺(tái)主變單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部總計(jì) 算負(fù)荷 70%的需要，即 ST=0.7S。 2、主變壓器容量的確定 （1）主變壓器容量一般按變電站內(nèi)建成后 5-10 年的發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷選擇，本變 電站主變壓器容量應(yīng)留有 10%的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用。 （2）容量計(jì)算過(guò)程： Cos P T ca S 式中 變電站計(jì)算負(fù)荷(kw)；ca P 平均功率因數(shù)，取 0.85。 Cos （選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備 ，P315 頁(yè)） MVAST18.71 85.0 5.60 考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有 10%的裕度，則有 MVAss T 298.781 . 118.71%)101 ( 任一臺(tái)主變單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部總計(jì)算負(fù)荷 70%的需要 MVAssT 8 . 54298.787 . 07 . 0 按單臺(tái)變壓器容量選擇為 ST=63MVA 驗(yàn)證： 因?yàn)榇俗冸娬局髯冞x擇是兩臺(tái)變壓器,單臺(tái)變壓器容量按一臺(tái)主變壓器停運(yùn) T S 時(shí),其余變壓器容量不應(yīng)小于 70%的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷大于MVAST63 ,滿足了任一臺(tái)主變單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部總計(jì)MVAS8 .54298.787 . 07 . 0 算負(fù)荷 70%的需要，則單臺(tái)變壓器容量的選擇為 63MVA。 2.4 主變壓器形式的選擇 1、主變相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330kV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而 選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。 本次設(shè)計(jì)的變電站，考慮運(yùn)輸?shù)臈l件和占地面積，選用三相變壓器。 2、主變繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級(jí)的變電站，如通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到 該變壓器容量的 15%以上的主變宜采用三繞組變壓器。 本次所涉及的變電站具有三種電壓等級(jí)，且通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率 均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，所以選用三繞組變壓器。 3、主變調(diào)壓方式的選擇 為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過(guò)變壓器的 分接頭開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)變壓調(diào) 整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%,但%5 . 22 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴。 對(duì)于 110kV 及以下的變壓器，宜考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào) 壓方式，所以本變電站采用有載調(diào)壓方式。 4、主變連接組別的選擇 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系 統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型和三角型。我國(guó) 110kV 及以上電壓，變壓器繞 組都采用星型連接；35kV 亦采用星型連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地，故 本變電站 110kV 側(cè)采用星型接線，35kV 側(cè)采用星型連接，10kV 側(cè)采用三角型接 線。即可確定本 110kV 降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為 Ynyn0d11接線。 5、主變冷卻方式的選擇 （1） 自然風(fēng)冷卻，一般適用于 7500kVA 以下小容量變壓器。 （2）強(qiáng)迫風(fēng)冷卻，適用于容量大于等于 8000kVA 的變壓器。 （3）強(qiáng)迫油循環(huán)水（風(fēng)）冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺 寸等優(yōu)點(diǎn)，但是它要有一套冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高， 維護(hù)工作量較大。 （4）油浸風(fēng)冷，適用于容量在 8000kVA 以上的變壓器。 根據(jù)待設(shè)計(jì)變電站主變的容量為 63000kVA，為使主變的冷卻方式既能達(dá) 到預(yù)期的冷卻效果，又簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，所以選用油浸風(fēng)冷卻方式。 綜上可得該變電站的主變壓器型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表所示 表 3-1 主變壓器型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 額定電壓（KVA) 負(fù)載損耗 （KW） 阻抗電壓(%) 變壓器 型號(hào) 額定 容量 (KVA)高壓中壓低壓 空載 損耗 KW 高 中 高低 中 低 高 中 高 低 中 低 空載 電流 （%） SFSZ9- 63000 /110 63000 1108 1.25 % 38.52 25% 10.551.5270.0 降壓型 高中：10.5 高低：17.5 中低：6.5 0.32 (選自電力系統(tǒng)P269 附表 B-4） 注：該型號(hào)變壓器為三繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，它能在負(fù)荷 運(yùn)行條件下自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量。 第 3 章 電氣主接線及設(shè)計(jì) 3.1 概述 發(fā)電廠、變電站的電氣主接線是由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)備按 其功能要求，通過(guò)連接線連接而成的用于表示電能的生產(chǎn)、匯集和分配的電路， 通常也稱之為一次接線或電氣主系統(tǒng)。電氣主接線中一次設(shè)備的數(shù)量、類型、 電壓等級(jí)、設(shè)備之間的相互連接方式，以及電力系統(tǒng)的連接情況，反應(yīng)出該電 廠或變電站的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位。電氣主接線直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可 靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。 3.2 電氣主接線的基本要求 電氣主接線應(yīng)滿足一下基本要求：電氣主接線應(yīng)滿足一下基本要求： （1）保證必要的供電可靠性。 （2）具有一定的靈活性。 （3）保證維修及檢修似的安全、方便。 （4）盡量減少一次投資和降低年運(yùn)行費(fèi)用。 （5）必要時(shí)能滿足擴(kuò)建的要求。 3.3 變電站主接線基本接線方式 表 4-1 主接線常用基本接線方式 接線 方式 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍 單母線 接線 接線簡(jiǎn)單清晰， 設(shè)備少，操作方便， 投資少，便于擴(kuò)建。 供電可靠性和靈活性較 差，在母線及母線隔離開(kāi)關(guān) 檢修或故障時(shí)，各支路都必 須停止工作需使整個(gè)配電裝 置停電；引出線的斷路器檢 修時(shí)，該支路要停止供電。 適用于對(duì)供電可靠性 要求不高的中、小型發(fā)電 廠與變電站中。 單母線 分段 接線 （1）當(dāng)母線發(fā)生故障 時(shí)，僅故障母線段停 止工作，另一段母線 仍繼續(xù)工作。 （2）兩 段母線可看成是兩個(gè) 獨(dú)立的電源，提高供 電可靠性，可對(duì)重要 用戶供電。 （1）當(dāng)一段母線故障或檢修 時(shí)，必須斷開(kāi)接在該段母線 上的所有支路，停電范圍教 大。 （2）任一支路斷路器檢 修時(shí)，該支路必須停電。 (1) 610kV，出線 6 回 以上，每段母線容量不超 過(guò) 25MW；（2）3563KV, 出線回路數(shù)為 48 回為 宜。 （3）110220KV 配電 裝置的出線回路數(shù)為 34 回為宜。 單母線 分段帶 旁路母 線接線 與單母線分段相比， 唯一的好處是出線斷 路器故障或檢修時(shí)可 以用旁路斷路器代路 送電，使線路不停電。 （1）增加了配電裝置的設(shè)備， 增加了占地，也增加了工程 投資。 （2）旁路斷路器代替 個(gè)回路斷路器的倒閘操作復(fù) 雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成 事故。 （3）保護(hù)及二次回路 接線復(fù)雜。 用于電壓為 610KV 出線 較多且對(duì)重要負(fù)荷供電的 裝置中；35KV 及以上有重 要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用 戶時(shí)也采用。 雙母線 接線 （1）可靠性高。 （2）靈活性好。 （3）擴(kuò)建方便。 （1）檢修出線斷路器時(shí)該支 路仍然會(huì)停電。 （2）設(shè)備較多、配電裝置復(fù) 雜，運(yùn)行中需要用隔離開(kāi)關(guān) 切換電路，容易引起誤操作； 同時(shí)投資和占地面積較大。 （1）電壓為 610kV 短 路容量大、有出線電抗器 的裝置。 （2）電壓為 3560kV 出線超過(guò) 8 回或 電源較多、負(fù)荷較大的裝 置。 （3）電壓為 110kV220kV 出線為 5 回 及以上或者在系統(tǒng)中居重 要位置出線為 4 回及以上 的裝置。 雙母線 分段 接線 大大提高了主接 線系統(tǒng)的工作可靠性。 增加母聯(lián)斷路器和分段 斷路器數(shù)量，配電裝置投資 較大。 用于 220KV 線路 4 回 及以上出線或者 110KV 線 路有 6 回及以上出線的場(chǎng) 合 橋形 接線 橋形接線配電裝置的 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，造價(jià) 便宜，運(yùn)行中具有一 定的可靠性、靈活性、 便于擴(kuò)展。 （1）內(nèi)橋接線正常運(yùn)行時(shí)變 壓器操作復(fù)雜。同時(shí)，出現(xiàn) 斷路器故障或檢修時(shí)，造成 該回路停電。(2) 線路投入 與切除時(shí)，操作復(fù)雜。 在具有兩臺(tái)主變壓器的雙 回線路中變電站中得到廣 泛應(yīng)用。 （參照發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備 。 ） 3.4 變電站主接線選擇 3.4.1 110kV 側(cè)主接線選擇方案 當(dāng)有兩臺(tái)主變壓器和兩回線路時(shí)可采用橋式接，橋式接線可分為內(nèi)橋接線 和外橋接線，以后隨著發(fā)展，過(guò)渡到單母線分段和雙母線接線。本變電站 110kV 側(cè)有兩回進(jìn)線，初步擬定方案為橋式接線,即有內(nèi)橋和外橋接線兩種方案。 圖 4-1 方案 1 內(nèi)橋接線 圖 4-2 方案 2 外橋接線 方案 1 內(nèi)橋接線特點(diǎn)： (1)線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回 路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 (2)正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 (3)橋回路故障或檢修時(shí)全廠分裂為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同 時(shí)，出現(xiàn)斷路器故障或檢修時(shí)，造成該回路停電。為此，在實(shí)際接線中可采用 設(shè)外跨條來(lái)提高運(yùn)行靈活性。 內(nèi)橋接線使用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)、故障可能性較大和變壓器 不需要經(jīng)常切換的運(yùn)行方式的變電站中。 方案 2 外橋接線特點(diǎn)： (1)變壓器操作方便。 (2)線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。如線路檢修或故障時(shí)，需斷開(kāi)兩臺(tái)斷路 器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短 時(shí)停電。 (3)橋回路故障或檢修時(shí)兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系，出線側(cè)斷路器故障或檢修 時(shí)，造成該側(cè)變壓器停電，在實(shí)際接線中可采用設(shè)內(nèi)跨條來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要 經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過(guò)的變電站中。 兩種方案均具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、造價(jià)低、易于發(fā)展成為單母線分 段或雙母線接線，為了節(jié)省投資，變電站建設(shè)初期，可先采用橋形接線，并預(yù) 留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。 根據(jù)綜上所述，110kV 側(cè)采用方案 2 外橋接線方式。 3.4.2 35kV 側(cè)主接線方案選擇 根據(jù)實(shí)際情況初步擬定三種方案，如下各圖所示： 表4-2 主接線方案比較 接線方式單母線分段接線（方案 1） 單母線接線（方案 2）單母分段帶旁路接線（方案 3） 優(yōu)、缺點(diǎn) (1)一段母線故障停止工 作，另一段母線仍可工作。 兩段接線可提高供電可靠 性。(2)當(dāng)一段母線故障 時(shí)，該母線上所有支路必 須斷開(kāi)，停電范圍較大； 任一支路斷路器檢修時(shí)， 該支路必須停電 (1) 單母線接線簡(jiǎn)單、清 晰，采用設(shè)備少，操作方 便，投資少，便于擴(kuò)建。 (2)可靠性和靈活性較差。 在母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢 修或故障時(shí)，各支路都停 電，引出線的斷路器檢修 時(shí)，該支路要停電。 (1)單母線分段相比，唯一的好 處是出線斷路器故障或檢修時(shí) 可以用旁路斷路器代路送電， 使線路不停電。(2)增加了配電 裝置的設(shè)備，增加了占地，也 增加了工程投資。 (3)旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路 器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生 誤操作，釀成事故。(4)保護(hù)及 二次回路接線復(fù)雜。 二次保護(hù)一般簡(jiǎn)單復(fù)雜 維護(hù)性較好較差較好 靈活性較好較差較好 技 術(shù) 比 較 可靠性較好較差高 經(jīng)濟(jì)比較略有增加投資少投資大 通過(guò)以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性和靈活 性方面比單母線較好，維護(hù)方便性好。經(jīng)濟(jì)方面有點(diǎn)增加，但不起主導(dǎo)地位； 單母線分段接線方式與單母分段帶旁路接線相比，在可靠性、靈活性和維護(hù)方 面都差不多，但是單母分段帶旁路接線增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地， 也增加了工程投資。所以綜合考慮，選擇單母線分段接線（方案 1）較為合理。 3.4.3 10kV 側(cè)主接線方案選擇 10kV側(cè)主接線方案選擇的分析過(guò)程同35kV側(cè)主接線方案選擇相同，故選擇 單母線分段接線比較合理。 3.4.4 變電站主接線圖 根據(jù)以上分析結(jié)果得出變電站主接線圖4-6所示: 第 4 章 短路電流的計(jì)算 4.1 概述 所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地(或中性線） 之間的非正常連接。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、 兩相接地短路和單相接地短路。 選擇電氣設(shè)備時(shí)，通常用三相短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度時(shí)用兩 相短路、單相短路電流或或單相接地電流。工程設(shè)計(jì)中主要計(jì)算三相短路電流。 4.2 目的 短路電流計(jì)算主要是為了解決以下幾個(gè)問(wèn)題： （1）電氣設(shè)備的選擇。電力系統(tǒng)中的設(shè)備在短路電流的作用下會(huì)發(fā)熱，會(huì) 受到電動(dòng)力的沖擊，為此必須計(jì)算短路電流，以校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，并 保證所選擇的設(shè)備在短路電流熱效應(yīng)和力效應(yīng)作用下不受到損壞。 （2）繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定。電力系統(tǒng)中應(yīng)配置什么樣的保護(hù)，以及這些 保護(hù)裝置應(yīng)如何整定，都需要對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行分析和計(jì)算。在 這些計(jì)算中要知道故障支路的短路電流值，還要知道短路電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布 情況。有時(shí)還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。 （3）接線方案的比較和選擇。在設(shè)計(jì)電力網(wǎng)的接線圖和發(fā)電廠以及變電所 的電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否增加限制短路電 流的設(shè)備等，都必須進(jìn)行短路電流計(jì)算。 此外，在分析輸電線路對(duì)通信線路的干擾時(shí)，必須進(jìn)行短路電流計(jì)算。 4.3 方法 1、有名值法 2、標(biāo)幺值法 3、短路功率法 結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算較為方便，即標(biāo)幺值=實(shí)際 有名值基準(zhǔn)值（與實(shí)際有名值同相量）。 4.4 基本假定 短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： 1、正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 2、所有的電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 3、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 4、不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 5、元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 6、輸電線路的電容略去不計(jì)。 4.5 短路電流的計(jì)算步驟 4.5.1 短路點(diǎn)的選擇 一般發(fā)生在母線上的短路電流較大，故短路點(diǎn)選擇在各側(cè)的母線上。然而 當(dāng)母連開(kāi)關(guān)閉合時(shí)短路電流最大，如圖 5-1 所示： 圖 5-1 標(biāo)幺值等效電路圖 4.5.2 元件電抗 1 1、求各元件的電抗標(biāo)幺值、求各元件的電抗標(biāo)幺值： MVASB100 avB UU 變電站與 110KV 系統(tǒng)的架空線長(zhǎng)度為 55km，110KV 側(cè)為無(wú)限大電源;與 35KV 系統(tǒng)的架空線長(zhǎng)度為 47km，總裝機(jī)容量為 87MVA,最大等值阻抗為 4.9，最小等值阻抗為 3.7。 由于選擇的變壓器型號(hào)為 SFSZ963000/110,查表可得： 5 . 10% 12 k U5 . 6% 23 K U 5 . 17% 13 K U 110KV 線路電抗： (電力系統(tǒng)P41)1664 . 0 554 . 0 115115 100 121 B B U S LXXX 75.10) 5 . 6 5 . 175 .10(%)%(% 2 1 2313122 1 1 KKKK UUUU 25. 0) 5 .175 . 6 5 . 10(%)%(% 2 1 1323122 1 2 KKKK UUUU 25. 0) 5 .175 . 6 5 . 10(%)%(% 2 1 1213232 1 3 KKKK UUUU 變壓器高壓側(cè)電抗： 171 . 0 63 100 100 75.10 100 % 43 1 T BK S SU XX 變壓器中壓側(cè)電抗： 004 . 0 63 100 100 25 . 0 100 % 65 2 T BK S SU XX 變壓器低壓側(cè)電抗： 1071. 0 63 100 100 75 . 6 100 % 87 3 T BK S SU XX 35KV 線路電抗： 687 . 0 474 . 0 3737 100 2 1 9 X 2、求各短路點(diǎn)在、求各短路點(diǎn)在 t 等于零和無(wú)窮大時(shí)的短路電流、短路沖擊電流等值等于零和無(wú)窮大時(shí)的短路電流、短路沖擊電流等值。 （1）當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在 K1 時(shí)，如圖 52 所示： 圖 52 K1 的短路點(diǎn) 35KV 系統(tǒng)本身電抗標(biāo)幺值： （電力系統(tǒng)P36 頁(yè)） 235 . 0 22 37 7 . 387 10 B BB U ZS X 110KV 側(cè)： 0832. 01664. 0 2 1 12 1 110 XX kv 35KV 側(cè)： 0055. 1235 . 0 687. 0 )004 . 0 171 . 0 ()004 . 0 171 . 0 ( )004 . 0 171 . 0 )(004. 0171 . 0 ( 109)()( )( 35 6453 6453 XXX XXXX XXXX kv 875 . 0 0055. 1 100 87 35 35 B kv S S kvjs XX 因?yàn)?110KV 系統(tǒng)可視為無(wú)限大電源，35KV 系統(tǒng)發(fā)電機(jī)主要為水輪發(fā)電機(jī)， 由電力系統(tǒng)P22 表圖 D8 可查 t=0 時(shí),3.1 * I )(064 . 8 029. 2035 . 6 3 . 1 373 100 1153 100 0832 . 0 1 1 KAI f 當(dāng)時(shí)，由表圖 D9 可查，t6.1 * I )(532. 8497. 2035. 66 . 1 373 100 1153 100 0832. 0 1 1 KAI f 當(dāng) t=0 時(shí)，穩(wěn)態(tài)短路電流 )(064 . 8 1 KAI f 短路沖擊電流： )(53.20064 . 8 8 . 122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值： )(18.12064. 851 . 1 ) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )( 2 . 1606064 . 8 11533 1 MVAIUS favf 當(dāng)時(shí)，穩(wěn)態(tài)短路電流t )(532 . 8 1 KAI f 短路沖擊電流： )(72.21532.88.122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值： )(88.12532. 851. 1) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )( 5 . 1699532 . 8 11533 1 MVAIUS favf （2）當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在 K2 時(shí)，如圖 53 所示： 圖 53 K2 的短路點(diǎn) 110KV 側(cè)： 1667. 0 3334 . 0 3334 . 0 3334 . 0 3334 . 0 )()( )( 110 642531 642531 XXXXXX XXXXXX KV X 35KV 側(cè)： 922 . 0 235 . 0 687 . 0 10935 XXX KV 802 . 0 922 . 0 100 87 35 35 N S S KVjs XX 因?yàn)?110KV 系統(tǒng)可視為無(wú)限大電源，35KV 系統(tǒng)發(fā)電機(jī)主要為水輪發(fā)電機(jī)， 由電力系統(tǒng)P277 圖 D8 可查。當(dāng) t=0 時(shí)，。35. 1 * I )(119. 535 . 1 373 100 1153 100 1667. 0 1 1 KAI f 當(dāng)時(shí)，。t75 . 1 * I )(743. 575 . 1 373 100 1153 100 1667 . 0 1 1 KAI f 當(dāng) t=0 時(shí),穩(wěn)態(tài)短路電流)(119 . 5 1 KAI f 短路沖擊電流： )(03.13119. 58 . 122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值： )(730 . 7 119 . 5 51 . 1 ) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )(06.328119. 53733 11 MVAIUS favf 當(dāng)時(shí)，穩(wěn)態(tài)短路電流。t)(743 . 5 1 KAI f 短路沖擊電流： )(59.14743 . 5 8 . 122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值： )(672 . 8 743 . 5 51 . 1 ) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )(05.368743. 53733 1 MVAIUS favf （3）當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在 K3 時(shí)，如圖 54 所示： 圖 54 K3 的短路點(diǎn) 110KV 側(cè)： 2223 . 0 0536 . 0 1687. 0 110 KV X 35KV 側(cè)： 9736.0536.092.0 35 KV X 847.09736.0 100 87 js X 因?yàn)?110KV 側(cè)可視為無(wú)限大電源，35KV 系統(tǒng)發(fā)電機(jī)為水輪發(fā)電機(jī)，由電力 系統(tǒng)P275 圖 D9 可查，當(dāng) t=0 時(shí)，。3 . 1 * I )(287 . 4 3 . 1 373 100 1153 100 2223 . 0 1 1 KAI f 當(dāng)時(shí),由表 D6 可查。t6 . 1 * I )(755. 46 . 1 373 100 1153 100 2223 . 0 1 1 KAI f 當(dāng) t=0 時(shí)，穩(wěn)態(tài)短路電流)(287.4 1 KAI f 短路沖擊電流： )(91.10287 . 4 8 . 122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值: )(473 . 6 287. 451 . 1 ) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )(97.77287. 4 5 . 1033 1 MVAIUS favf 當(dāng)時(shí),穩(wěn)態(tài)短路電流t)(755.4 1 KAI f 短路沖擊電流： )(102.12755. 48 . 122 11 KAIKi fmm 短路電流最大有效值： )(180 . 7 755. 451 . 1 ) 1(21 1 2 1 KAIKI fmm 短路容量： )(47.86755. 4 5 . 1033 1 MVAIUS favf 3、綜上所得三相短路電流計(jì)算結(jié)果如下綜上所得三相短路電流計(jì)算結(jié)果如下 表 5-1 三相短路電流計(jì)算值 短路電流周期分量 有效值（KA) 短路沖擊電流 （KA) 短路容量 （MVA) 短 路 點(diǎn) 編 號(hào) 短路點(diǎn) 額度電 壓 （KV) 短路 點(diǎn)平 均電 壓 （KV) t=0tt=0tt=0t K11101158.0648.53220.5321.721606.21699.5 K235375.1195.74313.0314.59328.06368.05 K31010.54.2874.75510.9112.10277.9786.47 4、結(jié)論結(jié)論 經(jīng)過(guò)以上表格的對(duì)比，從中可得當(dāng)時(shí)三相短路電流值最大，所以根據(jù)t 時(shí)的三相短路電流值來(lái)選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備。t 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 5.1 電氣選擇的一般條件 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條 件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下， 積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 1、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 (1)額定電壓； （2）額定電流。 2、按短路狀態(tài)校驗(yàn) （1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)； （2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 5.2 斷路器的選擇和校驗(yàn) 5.2.1 對(duì)斷路器的基本要求 1、工作可靠。斷路器應(yīng)能在規(guī)定的運(yùn)行條件下長(zhǎng)期可靠地工作，并能在正常和 故障情況下準(zhǔn)確無(wú)誤的完成關(guān)合和開(kāi)斷電路的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成嚴(yán) 重的后果。 2、具有足夠的開(kāi)斷能力。斷路器的開(kāi)斷能力是只能夠安全切斷最大短路電流的 能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 3、具有自動(dòng)重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時(shí)性的。為了提高電 力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式。 4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還考慮到經(jīng)濟(jì)性，故要求 斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格合理。 5.2.2 斷路器選擇 1、110KV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(715.166 11032 1000 5 . 60 05 . 1 32 05 . 1 ImA U S N C ax 110kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電流KAIf532 . 8 最大值為 。KAim72.21 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 LW25-126 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-1 110kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P333 頁(yè)） 型號(hào) 額定 電壓 (KV) 最高工 作電壓 (KV) 額定 電流 （A ） 額定開(kāi) 斷電流 （KA） 額定短時(shí) 耐受電流 KA（4s） 額定峰值 耐受電流 （KA） 額定關(guān) 合電流 （KA ） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開(kāi)斷 時(shí)間 （s） LW25-126 110126125031.531.580800.10.06 （1）斷路器最高工作電壓 126kV 大于系統(tǒng)額定電壓 110kV； （2）斷路器額定電流 IN=1250A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI715.166 max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流三相短路周期分量有效值KAIke 5 . 31 KAI f 532 . 8 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值，即kAi80 max KAim72.21 滿足要求。 m ii max （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) ste4 0 ttt re r t 時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值，則有 e t It2t= Ike2t=31.524=3969(kA2s) 時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) e t)(18.2914532 . 8 22 2 SKAtIQk 則 It2t ，即滿足要求。 k Q 故LW25-126的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。 2 2、 35kV 側(cè)側(cè)斷路器選擇斷路器選擇 35kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(256.108 3532 1000 5 . 1205 . 1 32 05 . 1 ImA U S N N ax 35kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電流KAIf743 . 5 最大值為。KAim59.14 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 LW8-40.5 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下: 表 6-2 35kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P333 頁(yè)） 型號(hào) 額定 電壓 (KV) 最高工 作電壓 (KV) 額定 電流 （A ） 額定開(kāi) 斷電流 （KA ） 額定短時(shí) 耐受電流 KA（4s） 額定峰值 耐受電流 （KA） 額定關(guān) 合電流 （KA ） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開(kāi)斷 時(shí)間 （s） LW8-40.5 3540.51600252563630.10.06 （1）斷路器最高工作電壓 40.5kV 大于系統(tǒng)額定電壓 35kV； （2）斷路器額定電流 IN=1600A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI256.108 max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流三相短路周期分量有效值KAIke25KAIf743 . 5 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值，即kAi63 max KAim59.14 滿足要求。 m ii max （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) ste4 0 ttt re r t 時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 e t ，時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng))(2500425 22 22 SKAtItI ket e t )(928.1314743 . 5 22 2 SKAtIQk 則 It2t ，即滿足要求。 k Q 故LW8-40.5的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。 3 3、10kV10kV 側(cè)斷路器選擇側(cè)斷路器選擇 10kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(91.1060 1032 100035 05 . 1 32 05. 1 ImA U SN ax 10kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電流KAIf755 . 4 最大值為 。KAim102.12 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 ZN18-12 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表: 表 6-3 10kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P334 頁(yè)） 型號(hào) 額定 電壓 (KV) 最高工 作電壓 (KV) 額定 電流 （A ） 額定開(kāi) 斷電流 （KA ） 額定短時(shí) 耐受電流 KA（4s） 額定峰值 耐受電流 （KA） 額定關(guān) 合電流 （KA ） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開(kāi)斷 時(shí)間 （s） ZN18-121012125031.531.580800.060.03 （1）斷路器最高工作電壓 12kV 大于系統(tǒng)額定電壓 10kV； （2）斷路器額定電流 IN=1250A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI91.1060 max （3）斷路器額定開(kāi)斷電流三相短路周期分量有效值；KAIke5 .31KAIf755 . 4 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值kAi80 max ，即滿足要求。KAim102.12 m ii max （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器 ste4 0 ttt re r t 分閘時(shí)間) 時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 It2t= Ike2t=31.524=3969(kA2s)； e t 時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)。 e t)(44.904755 . 4 22 2 SKAtIQk 則 It2t ，即滿足要求，故 ZN18-12 的斷路器符合要求。 k Q 5.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 5.3.1 隔離開(kāi)關(guān)的作用 (1)隔離電源。 (2)倒換線路或母線。 (3)關(guān)和與開(kāi)斷小電流電路。 12KV 的隔離開(kāi)關(guān)，容許關(guān)和和開(kāi)斷 5km 以下的空載架空線路；40.5KV 的隔 離開(kāi)關(guān)，容許關(guān)合和開(kāi)斷 10km 以下空載架空線路和 110KVA 以下的空載變壓器； 126KV 的隔離開(kāi)關(guān)，容許關(guān)合和開(kāi)斷 320KVA 以下的空載變壓器。 5.3.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 1 1、110kV110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 )(715.166 8 . 011032 8 . 010005 .60 05 . 1 cos3 05 . 1 ImA U P N N ax 110kV 側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流。KAIf532 . 8 KAim72.21 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 GW5-110D(W)的隔離開(kāi)關(guān)。 其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-4 110kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P335 頁(yè)） 型號(hào) 額定電 壓(KV) 最高工作 電壓(KV) 額定電 流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（KA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流 KA（4s） 操動(dòng)機(jī)構(gòu) GW5-110D(W)1101266305020V 形 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓 110kV 等于系統(tǒng)額定電壓 110kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 IN=630A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI715.166 max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 ，短路沖擊電流最大值，即kAi50 max KAim72.21 滿足要求。 m ii max （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器 ste4 0 ttt re r t 分閘時(shí)間)時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 e t ；時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng))(1600420 22 22 SKAtItI ket e t 。)(180.2914532 . 8 22 2 SKAtIQk 則 It2t ，即滿足要求，故 GW5110D(W)的斷路器符合要求。 k Q 2 2、 35kV35kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇 35kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(256.108 8 . 03532 8 . 01000 5 . 12 05 . 1 cos3 05. 1 ImA U P N N ax 35kV 側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流KAIf743 . 5 KAim59.14 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 GW4-35 的隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-5 35kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P335 頁(yè)） 型號(hào) 額定電 壓(KV) 最高工作 電壓(KV) 額定電 流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（KA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流 KA（4s） 操動(dòng)機(jī)構(gòu) GW4-353540.56305020雙柱式 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓 35kV 等于系統(tǒng)額定電壓 35kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 IN=630A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI256.108 max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 ，短路沖擊電流最大值，即滿足要kAi50 max KAim59.14 m ii max 求。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器 ste4 0 ttt re r t 分閘時(shí)間)時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 e t ；時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng))(1600420 22 22 SKAtItI ket e t 。則 It2t ，即滿足要求，故 GW4)(93.1314743 . 5 22 2 SKAtIQk k Q 35 的斷路器符合要求。 3 3、10kV10kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇 10kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(91.1060 8 . 01032 8 . 0100035 05 . 1 cos32 05 . 1 ImaxA U P N N 10kV 側(cè)三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流。KAIf755 . 4 KAim102.12 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 GN2210 的隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-6 10kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P335 頁(yè)） 型號(hào) 額定電 壓(KV) 最高工作 電壓(KV) 額定電 流 （A） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（KA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流 KA（4s） 操動(dòng)機(jī)構(gòu) GN22-101011.5200010040 （1）隔離開(kāi)關(guān)額定電壓 10kV 等于系統(tǒng)額定電壓 10kV； （2）隔離開(kāi)關(guān)額定電流 IN=2000A最大持續(xù)持續(xù)工作；AI91.1060 max （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流 ，短路沖擊電流最大值，即滿足kAi100 max KAim102.12 m ii max 要求。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè),其中(為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器 ste4 0 ttt re r t 分閘時(shí)間)時(shí)間內(nèi)電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值 e t ；時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng))(6400440 22 22 SKAtItI ket e t 。則 It2t ，即滿足要求，故)(4401.904755 . 4 22 2 SKAtIQk k Q GW2210 的斷路器符合要求。 5.4 熔斷器的選擇 高壓熔斷器按額定電壓、額定電流、額定開(kāi)斷電流和選擇性等項(xiàng)來(lái)選擇和校 驗(yàn)。 1、額定電壓的選擇:額定電壓必須大于等于電網(wǎng)的額定電壓UNS N U 2、額定電流的選擇:熔斷器開(kāi)斷電流校驗(yàn): mNbr II 3、熔斷器選擇性校驗(yàn)：對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓 及斷流容量?jī)身?xiàng)來(lái)選擇。 表 6-7 高壓熔斷器選擇結(jié)果表(選自發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備P336 頁(yè)） 型號(hào) 額定電壓 （KV） 額定電流（KA） 斷流容量 S（MVA） 備注 RN2-10100.51000 保護(hù)戶內(nèi)電壓互感器用 RW9-35350.52000 保護(hù)戶外電壓互感器用 3、高壓熔斷器的校驗(yàn) （1）開(kāi)斷電流的校驗(yàn) 1) 35kV側(cè) 沖擊電流的有效值=14.59(KA),熔斷器開(kāi)斷電流 所以mI)(57 35 2000 KAI N N U S Nbr ,滿足條件。 mNbr II 2)10kV側(cè) 沖擊電流的有效值=12.102（kA）熔斷器開(kāi)斷電流mI 所以，滿足條件。)(100 10 1000 KAI N N U S Nbr mNbr II 5.55.5 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 1、高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 對(duì)于110kV變電站，其10kV側(cè)通常采用室內(nèi)布置形式。在這里選用了GFC- 10型手車式開(kāi)關(guān)柜，操作方便，斷路器維修方便，具有一定的限制故障擴(kuò)大的 能力。 開(kāi)關(guān)柜配裝ZN18真空斷路器，與之前所選的10kV側(cè)斷路器型號(hào)匹配，其技 術(shù)參數(shù)如下表： 表6-8 開(kāi)關(guān)柜技術(shù)參數(shù)表 型號(hào) GFC10 額定電壓10kV 最高工作電壓12kV 額定電流2000A 額定開(kāi)斷電流31.5kA 操作方式彈簧 2、高壓開(kāi)關(guān)柜的校驗(yàn) 由于對(duì)10kV測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜只對(duì)斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，其情況如下： （1）對(duì)電壓：最高工作電壓；12kV10kV 符合條件； N UU （2）對(duì)電流：最大持續(xù)工作 )(88.1060 1032 100035 05 . 1 32 05 . 1 10 max A U S I N kVN 額定電流；即2000A1060.88A ，符合條件； max IIe （3）熱穩(wěn)定電流 ；額定開(kāi)斷電流, 符合條)(638.27 )3( kAIIf kAIkA Ir 638.27 5 . 31 )3( 件。 故選用了GFC10型固定式開(kāi)關(guān)柜。 5.6 架空導(dǎo)線、母線和電纜的選擇 5.6.15.6.1 選擇原則選擇原則 1、母線及電纜的選擇 敞露母線一般按下列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方法；導(dǎo) 體截面；機(jī)械強(qiáng)度；電暈；熱穩(wěn)定；動(dòng)穩(wěn)定。電纜則按額定電壓、電暈導(dǎo)體材 料、類型和敷設(shè)方法、導(dǎo)體截面及允許的電壓降選擇和校驗(yàn)。 2、敞母線及電纜的選擇 35kV及以下，一般用三相鋁芯電纜；110kV及以上采用單相充油電纜；直 埋地下，一般選用鋼帶鎧裝電纜；敷設(shè)在高差較大地點(diǎn)，應(yīng)采用不滴流或塑料 電纜。 3、 母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)線按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體 截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。部分導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度,見(jiàn)下表: 表6-9 導(dǎo)線、母線及電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度（）J 2 /mmA 最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) max T 導(dǎo)體材料 3000以下300050005000以上 鋁裸導(dǎo)線及母線1.651.150.9 鋁芯電纜1.921.731.54 表 6-10 溫度校正系數(shù) K 值 母線最高允許溫度（70）實(shí)際環(huán) 境溫度 （） -505101520253035404550 K1.291.241.201.15.1.111.051.000.940.880.810.740.67 表 6-11 母線、電纜線、導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù) C 值（Amm2）S 母線材料最大允許溫度（）C 值 銅 320175 鋁22097 不直接與設(shè)備連接42066 直接與設(shè)備連接32062 注：以上表格出自變電所及電力網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用-中國(guó)電力出版社 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面由決定，正常工作是