kv变电站设计(上海电力学院)毕业论

' 本科毕业论文发电厂设计上海电力学院施春迎第一章主变及所用变的选择第一节主变压器的选择一、负荷统计分析1、35kV侧P21max/cos21−P21maxQ1max==100002/0.852−100002=6197.44KvarP2Q2max=2max/cos22−P22max=100002/0.852−100002=6197.44KvarP2Q3max=3max/cos23−P23max=60002/0.852−60002=3718.47KvarP2Q4max=4max/cos24−P24max=60002/0.802−60002=4500KvarP2Q5max=5max/cos25−P25max=60002/0.802−60002=4500Kvar0P35=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max=10000+10000+6000+6000+6000=38000(KW)0Q35=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max=6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35（KVar）S35MAX=P352max+Q352max=380002+25113.352=45548.66（KVA）Cos35=∑P35max=38000=0.8345548.66S35MAX 考虑到负荷的同时率，35kV侧最大负荷应为：S’35MAX=S35MAX×η35=45548.66×0.85=38716.36(KVA) 2、10kV侧:P21max/cos21−P21maxQ1max==25002/0.852−25002=1549.36KvarP22max/cos22−P22maxQ2max==20002/0.852−20002=1239.49Kvar P23max/cos23−P23maxQ3max==15002/0.802−15002=1125KvarP2Q4max=4max/cos24−P24max=20002/0.852−20002=1239.49KvarP25max/cos25−P25maxQ5max==20002/0.802−20002=1500KvarP2Q6max=6max/cos26−P26max=10002/0.852−10002=619.74KvarP27max/cos27−P27maxQ7max==10002/0.802−10002=750KvarP2Q8max=8max/cos28−P28max=10002/0.852−10002=620KvarP2Q9max=9max/cos29−P29max=15002/0.802−15002=1125KvarP210max/cos210−P210maxQ10max==15002/0.852−15002=929.62Kvar∑P10=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max+P6max+P7max+P8max+P9max+P10max=2500+2000+1500+2000+2000+1000+1000+1000+1500+1500＝16000（KW）∑Q10=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max+Q6max+Q7max+Q8max+Q9max+Q10max =1549.36+1239.49+1125+1239.49+1500+619.74+750+620+1125+929.62=10697.7（KVar）S10MAX=∑P102max+∑Q102max=160002+10697.72=19246.84（KVA） Cos10=∑P10=16000=0.83S10MAX19246.84考虑到负荷的同时率，10kV侧最大负荷应为：′×=×S10MAX=S10MAXη1019246.840.85=16359.81(KVA)3、110kV侧:S110MAX=(∑P×η35+∑P×η)2+(∑Q×η35+∑Q×η)235max10max1035max10max10=(38000×0.85+16000×0.85)2+(25113.35×0.85+10697.7×0.85)2=55076(KVA)考虑到负荷的同时率，110kV侧最大负荷应为： ′×η110=55076×0.85=46815(KVA)S110MAX=S110MAX 二、主变台数的确定根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。”三、主变容量的确定：根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。”故本设计满足两个条件：1、两台总容量∑S≧S110′MAX2、S≧（60－75）％S110′MAX本变电所按建成后5年进行规划，预计负荷年增长率为5%，因此：∑S＝S110′MAX（1+m）t=46815ﾗ（1+0.05）5=59749(KVA) 式中t为规划年限，m为增长率S=60%∑S＝0.6×59749=35849.4(KVA)查产品目录，选择两台变压器容量一样，每台容量为40000KVA。 四、主变型式1、优先考虑选三相变压器依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。该变电所主变压器为110kV降压变，单台容量不大（40000KVA），不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。2、具有三个电压等级S35′MAX/S110′MAX＝38716.36/46815＝0.83＞0.15S10′MAX/S110′MAX＝16359.81/46815＝0.35＞0.15根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.4条规定“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达该变压器容量的15％以上，主变压器宜采用三线圈变压器。”上述两式均大于15％，故选择主变为三圈变压器3、本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式（大电流接地系统），而中压电网为35kV（采用小电流接地系统）由于中性点具有不同的接地方式，而自耦变压器高低压侧之间有电的直接联系，要求高、低压绕组的中性点运行方式须一致，所以本所不 宜采用自耦变压器，选择普通的三绕组变压器。4、容量比 由上述计算可知：主变压器额定为40000KVA，35kV侧负荷占主变容量的97％，大于50％，为满足35kV侧负荷的要求与需要，故35kV侧容量取100％的额定容量。10kV侧负荷占额定容量的41％，小于50％，故10kV侧绕组容量取50％。从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/50。5、调压方式的选择根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。”而本设计110kV变电所110kV及35kV侧负有化工厂、变电所、医院等重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有有载调压方式的变压器，以满足供电要求。6、中性点接地方式的确定中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。本变电站为终端变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。6.135kV系统：Ic＝UN×l=35×(40+40+30×2+30×2+30×2)＝26(A)350350由电气专业资料可知：当35kV系统对地电容电流大于等于10A，应采用中性点经消弧线圈接地，所以本所35kV系统中性点采用经消弧线圈接地。6.210kV系统架空线：Ic1＝U350Nﾗl1=电缆线：Ic2＝0.1×UN× 10×(25×2+15+20+15+6×2+20×2+15×2)＝5.2(A)350l2=0.1×10×(10×2+5+10×2)=45(A)Ic＝Ic1+Ic2=5.2+45=50.2(A)由于Ic＞30A，由电气专业资料可知：当10kV系统对地电容电流大于30A，中性点必须接地，本所10kV系统对地电容电流大于30A，因此中性点需采用经接 地变压器接地。6.3接地变选择：S＝U3Ic＝103×50.2＝869.49KVA因此选择接地变压器为S＝1000KVA（Y/Yn11）额定电压组合联结阻抗空载空载损负载损型号电压电流容量高压低压标号耗（KW耗（KW）(％)(％)S9－1000KVA10kV0.4kVＹ,yn114.50.71.7010.301000/107、接线组别《电气设计手册》规定：变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。由于110kV系统采用中性点直接接地，35kV系统采用中性点经消弧线圈接地，10kV系统采用中性点经接地变压器接地，故主变的接线方式采用Y0/Yn0－118、绕组排列方式由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。因此选择降压结构，能够满足降压要求，主要根据的依据的《电力系统分析》，其绕组排列方式如下图所示：0中高根据以上分析结果，最终选择型号如下：SFSZ7－40000/110，其型号意义及技术参数如下：SFSZ7–40000/110高压绕组额定电压等级：110kV 额定容量：40000KVA性能水平代号有载调压方式 绕组数：三绕组冷却方式：风冷相数：三相外形尺寸：8180×5050×6160mm总重量：86.5吨参考价格：100.3万元 第二节所用变选择为保证所用电的可靠性，采用两台所用变互为备用，分别接于两台主变的两组10kV母线上，互为暗备用。一般选主变容量的（0.1－0.5）％为其容量，考虑到用电负荷不大，本设计以0.1％来选择，采用Y/Yn0接线组别单台所用变容量S所N=0.1％∑SN＝0.1％80000＝80（KVA）查产品目录，选所用变型号为Ｓ9－80/10，装于室内其主要技术参数如下：额定电压组合联结阻抗空载空载损负载损型号电压电流容量高压低压标号耗（KW）耗（KW）(％)(％)S9－80KVA10kV0.4kVＹ,yn041.80.241.2580/10外形尺寸：1210×700×1370mm总重量：0.595吨参考价格:1.173万元 第三节消弧线圈的选择一、经上述计算，35kV中性点电容电流Ic＝26A＞10A，采用中性点经消弧线圈接地1、根据额定电压选：UN＝Uω.n=35kV2、补偿容量：Q＝K×IC×UN＝1.35×26×35＝709.3（KVA）333、安装位置选择：按设计规程：在选择安装位置时，在任何形式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿，应尽量避免整个电网只装一台消弧线圈，并且不应将多台消弧线圈集中安装在一处。本设计选择一台XDJ－275/35及一台XDJ－550/35消弧线圈，两台消弧线圈并联在主变35kV侧中性点侧。4、调谐值和分接头选定消弧线圈各分接头补偿电流值如表：消弧线圈型号分接头12345序号XDJ－550/35实际补12.514.917.72125偿电流XDJ－275/356.27.38.710.512.5（A）550KVar的消弧线圈选III档，实际补偿电流为17.7A275KVar的消弧线圈选IV档，实际补偿电流为10.5A总补偿电流IL＝17.7+10.5＝28.2（A）＞26A脱谐度ν＝IC−IL＝26−28.2＝－0.085＝－8.5%，其ν＜10％，满足要求26IC中性点位移电压U0＝Ubd＝0.8UΦ＝8.11%U＜15%Ud2+ν20.052+(−0.085)2式中：Ubd——消弧线圈投入前电网的不对称电压，一般为0.8%U； d——阻尼率，35kV及以下架空线取0.05；ν——脱谐度因此选择上述分接头是合适的。 二、无功补偿电容的选择35kV采用分散补偿，电容装在下一级线路内10kV采用集中补偿，为了实现无功分压，就地平衡的原则，改善电网的功率因数，保证10kV侧电压正常，所以需在本所10kV母线上装设电容补偿装置，以补偿无功，并把功率因数提高到Cos=0.9，其负荷所需补偿的最大容性无功量为Q＝∑P10（tg10.1－tg10.2）＝16000×[tg(arcCos0.831)－tg(arcCos0.9)] ＝3002.9（KVar）式中∑P10－母线上最大有功负荷tg10.1－补偿前的最大功率因数tg10.2－补偿后的最小功率因数10kV电容器一般接成星形，查《常用高低压电器手册》，选用BGF-11/3-100-1型电容器，其型号意义如下：BGF–11/3-100-1单相额定容量：100KVar额定电压：UN=11/3kV纸膜复合介质浸渍剂：G表示苯甲基础油并联电容器其额定容量为100KVar,UN=11/3kV，标算电容C＝7.89µF，则每相并联个数n＝30023×100.9=10，故并联10只BGF-11/3-100-1型电容器，分别接于10kvI、II段母线上，即每段母线每相并联5只电容器。 第二章电气主接线的确定第一节电气主接线选择主接线设计依据：《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定03.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。03.2.2条当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。03.2.3条35－110kV线路为两回及以下时，宜采用挢形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大挢形、单母线的接线。35－63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。第3.2.4条在采用单母线、分段单母线或双母线的35－110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。一、110kV主接线的选择：从原始资料可知，110kV母线有2回进线，2回出线。根据设计规范第3.2.3条规定，主接线若采用双母线，必然供电可靠性较高，但占地大、投资大、操作易出差错，故不考虑；外桥接线虽然设备少，但线路没有跨越功率，倒闸操作很不方便，亦不考虑。现采用以下二种主接线进行比较：即内桥接线、单母线分段，分析表如下页。从以下分析可知,1、虽然内桥接线经济性优于单母分段，但可靠性、灵活性均不如单母线分段。从原始资料可知，本变电所是终端变，两回进线，只有两回出线，且110kV侧为双电源双回线供电，采用分段单母线接线其供电可靠性基本能满足要求，为了倒闸操作方便，同时提高本设计的经济性，考虑长期发展，应以单母线分段接线能基本满足要求。本变电所回路不多，且电源侧为双回路供电，不用增设旁路母线。其接线简图如下页： 内桥接线单母线分段1、当出线开关检修时，线路需要较1、当一段母线发生故障时，分断断可长时间停电，影响线路供电路器自动将故障切除，保证正常2、运行方式改变，对桥开关的继电母线不间断供电靠保护整定不利2、当出线开关检修，该回路停电性3、桥开关检修时，两个回路解列运3、继电保护简化，动作可靠性高行1、线路停电时，操作简单，主变停1、任一台开关检修或故障，操作都灵电时，操作复杂，需动作两台开较简单，且操作过程不影响其它活关，影响一回路的暂时运行出线正常运行性2、可以扩建，扩建后接线型式发生2、扩建裕度大，容易扩建变化01、共用三台开关，10台隔离刀闸，共用五台开关，10台隔离刀闸，投济投资较小资较大02、占地面积较小0变压器停电检修时，如＃1主变检主变检修时，断开相应的DL及拉0修，需断开DL1及DL3，拉开G1，开相应刀闸即可，不会影响线路的操＃1变才能检修，需要线路投入，运行作则配合上DL1及DL3线110kV主接线图如下：出ⅠⅠⅡⅡ110kVⅠ110KVII分段DL二、35kV母线接线的选择#1#2 35kV共有5回出线，有三路负荷采用双回路供电，依设计规范第3.2.3条规定，可采用双母线或单母分段式接线，35kV出线双回出线较多，变电所C、变电所D应有其它进线，若采用双母线设备多，投资大，继电保护复杂，倒闸操作易出现误操作，故单母线分段已满足要求，而重要负荷已有双回路供电，故不用增设旁路母线。接线简图如下：AⅠCⅠDⅠBⅡCⅡDⅡ35kVⅠM35kVⅡM分段DL#1#2 三、10kV母线接线选择10kV侧通常采用单母线或单母线分段接线，单母线虽使用设备少，经济性好，但可靠性差，本变电所10kV有化工厂等重要负荷，且出线多，故采用单母线分段接线，可靠性较好，操作方便，重要负荷已有双回线，故不考虑设置旁路母线，综上所述：本变电所最终选用单母分段。接线简图站如下：站站电电电配配配ⅠABDⅠEⅠⅠⅠⅠⅡACⅡEⅡⅡⅡⅡ10kVⅠM10kVⅡM分段DL#1#2 变电站主接线简图如下： 线 出ⅠⅠⅡ110kVⅠM分段DL#110kVⅠM分段DLⅡ110kVⅡM#210kVⅡM35kVⅠM变电所A变电所CⅠ变电所DI化工厂I分段DL变电所B变电所CⅡ变电所DⅡ化工厂Ⅱ35kVⅡM配配配配电电电电站站站站AIBDEIⅠⅠⅠⅠ配配配电电电站站站 AIICEIIⅡⅡⅡ炼油厂II 第三章短路电流计算第一节短路电流计算的目的及一般规定一、短路电流计算目的1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2、在选择电气设备时，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。二、短路电流计算的一般规定1、验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统5－10年的发展。2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。3、选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。4、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时，Id最大的点，对带电抗器的6－10kV出线应计算两点，电抗器前和电抗器后的Id。短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算。三、短路电流计算方法：实用短路电流计算法——运算曲线法假设：①正常工作时，三相系统对称运行；②所有电源的电动势相位角相同；③系统中的同步和异步电机均为理想电机；④电力系统中各元件磁路不饱和； ⑤短路发生在短路电流为最大值瞬间；⑥不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；⑦除计算短路电流的衰减时间常数外，元件的电阻不考虑； ⑧元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数误差和调整范围；⑨输电线路电容略去不计。 计算说明书一、短路电流计算短路点选择短路点选择（只选择六点）1、最大运行方式时，在110kV母线上发生三相短路d12、最大运行方式时，在35kV母线上发生三相短路d23、最大运行方式时，在10kV母线上发生三相短路d34、最大运行方式时，在10kV配电站B线路末端发生三相短路d45、最小运行方式时，在10kV配电站B线路末端发生两相短路d56、最小运行方式时，在10kV配电站B线路首端发生两相短路d6二、短路点选择示意图（详见后面一页图）三、绘制次暂态等值电路，用标么值计算，选择基准值Ｓj＝100MVA，Ｕj＝Ｕav， IB=S，XB=U2BBSB3UB1、125ＭＷ发电机组：ＳF＝125/0.85＝147.06（KVA）Ｘ１*＝Ｘ3*＝Xd×Sj＝0.18×100=0.12SF147.06UK%×Sj0.105×1002、150ＭＷ变压器：Ｘ2*＝Ｘ4*＝＝150＝0.07SB 3、100KM长线路：Ｘ5*＝Ｘ6*＝0.4×1002×100＝0.3115 4、80KM 长线路：Ｘ7*＝Ｘ8*＝0.4×802×100＝0.241155、U*＝1发电机：最大运行方式Ｘ9*＝Sj＝100＝0.05SDmax2000最小运行方式Ｘ10*’＝Sj＝100=0.06SDmin1800 短路点选择示意图2×125MWGGCSDmax=2000MVAσ*=U*=113.8KVσ*=SDmIN=1800MVAcosφ=0.85x’d=0.182×150MVATTUK%=10.513.8/121100KM110kv80KMd1(3)110kV35kVd2(3)d3(3)10kV d6(3)d4(3)d5(2) Pmax=2000KWcosφ=0.85L=15KM 配电站B 将计算结果标注于等值电路图中GGC1390.120.120.062T4T0.070.07560.30.3780.240.24d1(3)110kVd2(3)11130.260.261214d.3(3)0.160.1635kV10kVd6(3)305.44d4(3)d5(2) 配电站B 本设计选SB＝40000KVA＝40MVAUd高−低%=17，Ud高−中%=10.5，Ud中−低%=6.5，则XI%=1(Ud高−低%+Ud高−中%–Ud中−低%)=1×(17+10.5–6.5)=10.522XII%=1(Ud中−低%+Ud高−中%–Ud高−低%)=1×(6.5+10.5–17)=022XIII%=1(Ud高−低%+Ud中−低%–Ud高−中%)=1×(17+6.5–10.5)=6.5221×10.5×100UK%×Sj＝7、主变110kV侧计算电抗Ｘ11*＝Ｘ13*＝100＝0.2640SB1×6.5×100UK%×Sj＝＝0.16主变10kV侧计算电抗Ｘ12*＝Ｘ14*＝10040SB最大运行方式：两台发电机组满载，110kV线路双回运行，主变并列运行最小运行方式：Sdmin=1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台,100KM线路单回线运行用运算曲线法：（一）最大运行方式下，在110kV母线上发生d1点三相短路时，d1点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（C）： GGCGCGC1390.120.120.052415160.070.070.250.055181960.940.190.30.378170.120.240.24d1d1d1 (a)(b)(c) X15*＝（Ｘ１*+Ｘ2*+Ｘ5*）//（Ｘ3*+Ｘ4*+Ｘ6*）＝（0.12+0.07+0.3）//（0.12+0.07+0.3）=0.25X16*＝Ｘ8*＝0.05X17*＝Ｘ7*//Ｘ8*＝0.24//0.24＝0.12则：X18*＝X15*+X17*+X15*× X17* X16*＝0.25+0.12+0.25×X19*＝X16*+X17*+X16*×00..1205＝0.94X17* X15*＝0.05+0.12+0.05×00..1225＝0.191、发电厂对110kV侧短路电流求计算电抗Xjs.18*＝0.94×250/0.85＝2.76100 查汽轮发电机运算曲线，由t=0s,t=4s和Xjs.18*＝2.76得 I′′*（0s）＝0.39I′′*（4s）＝0.392则次暂态短路电流I′′＝0.39×250/0.85＝0.576（KA）3×115则I∞＝0.392×250/0.85＝0.579（KA）×11532、等值系统侧对110kV母线短路电流Xjs.19*＝0.19×2000/100＝3.8＞3.45 1×100I∞＝I′′＝0.139×115＝2.64（KA）3、d1点短路电流I′′＝0.576+2.64＝3.216（KA）I∞＝0.579+2.64＝3.219（KA） （二）最大运行方式下，在35kV母线上发生d2点三相短路时，d2点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）→（d）：GGCGCGCGC1390.120.120.0516151624150.250.050.250.050.070.075624250.30.3171.750.35780.12230.240.240.251113220.260.26d20.13d2d2d2(a)(b)(c)(d)主变35kV侧计算电抗1×1×(10.5+6.5−17.5)×100Ｘ20*＝Ｘ21*＝UK%×Sj＝1002＝0SB40X22*＝Ｘ11*//Ｘ13*＝0.26//0.26＝0.13X23*＝X17*+X22*＝0.12+0.13＝0.25 则X24*＝X15*+X23*+X15*ﾗX23* X16*＝0.25+0.25+0.25ﾗ00..2505＝1.75X25*＝X16*+X23*+X16*×X23* X15*＝0.05+0.25+0.05ﾗ00..2525＝0.351、发电厂对35kV侧短路电流 求计算电抗Xjs.24*＝1.75ﾗ250/0.85＝5.15＞3.451001×100＝′′5.15＝（）I∞I=0.303KA3×372、等值系统侧对35kV母线短路电流 Xjs.25*＝0.35×2000/100＝7＞3.451×100＝′′＝0.35＝（）I∞I4.46KA3×373、d2点短路电流I∞＝I′′＝0.303+4.46＝4.763（KA）（三）最大运行方式下，在10kV母线上发生d3点三相短路时，d3点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）→（d）：GGCGCGC1390.120.120.0524151615160.250.050.250.050.070.070.350.3623780.250.240.242711130.330.260.262612140.160.160.08d3d3d3(a)(b)(c)X26*＝Ｘ12*//Ｘ14*＝0.16//0.16＝0.08X27*＝Ｘ23*+Ｘ26*＝0.25+0.08＝0.33 GC28292.230.446d3(d) 则：X28*＝X15*+X27*+X15*ﾗX27* X16*＝0.25+0.33+0.25ﾗ00..0533＝2.23X29*＝X16*+X27*+X16*×X27* X15*＝0.05+0.33+0.05ﾗ00..2533＝0.4461、发电厂对10kV侧短路电流求计算电抗Xjs.28*＝2.23ﾗ250/0.85＝6.56>3.451001×100I′′＝I∞=2.23=2.466（KA）3×10.52、等值系统侧对10kV母线短路电流Xjs.29*＝0.446×2000/100＝8.92＞3.451×100＝′′＝0.446＝（）I∞I12.33KA3×10.53、d3点短路电流I′′＝I∞=2.466+12.33＝14.8（KA）（四）最大运行方式下，在10kV侧配电站B线路末端发生d4点三相短路时，d4点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）： GCGCGC151615160.250.050.250.0527310.3332335.7734.876.97305.44d4d4d4(a)(b)(c)配电站B线路电抗：Ｘ30*＝0.4×15×2100＝5.4410.5 X31*＝Ｘ27*+Ｘ30*＝0.33+5.44=5.77 则X32*＝X15*+X31*+X15*ﾗX31* X16*＝0.25+5.77+0.25ﾗ50..7705＝34.87X33*＝X16*+X31*+X16*×X31* X15* ＝0.05+5.77+0.05ﾗ50..7725＝6.971、发电厂对d4点短路电流次暂态短路电流I′′＝I∞=341.87×3100×10.5＝0.16（KA）2、等值系统侧对d4点短路电流 I∞＝I′′＝6.197×3100×10.5＝0.79（KA）3、d4点短路电流I′′＝I∞=0.16+0.79＝0.95（KA）（五）最小运行方式下，在10kV侧配电站B线路末端发生d5点两相短路时，最小运行方式为：Sdmin=1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台，d5点两相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）：GC1100.120.06730.070.3570.24 11 0.26 12 0.16 305.44d5(a)X34*＝Ｘ10*=0.06 GCGC35340.490.06373856.416.91366.1d5d5(b)(c)X35*＝Ｘ1*+Ｘ3*+Ｘ5*＝0.12+0.07+0.3=0.49X36*＝Ｘ7*+Ｘ11*+Ｘ12*+Ｘ30*＝0.24+0.26+0.16+5.44=6.1 则X37*＝X35*+X36*+X35*ﾗX36* X34*＝0.49+6.1+0.49ﾗ06.06.1＝56.41 X38*＝X34*+X36*+X34*×X36* X35*＝0.06+6.1+0.06ﾗ06.49.1＝6.911、发电厂对d5点短路电流 次暂态短路电流I′′＝I∞=31100＝0.08（）2×56.41×3×10.5KA2、等值系统侧对d5点短路电流1100I∞＝′′＝3＝0.69（）2×6.91×I3×10.5KA 3、d5点短路电流I′′＝I∞=0.08+0.69＝0.77（KA）（六）最小运行方式下，在10kV侧配电站B线路首端发生d6点两相短路时，最小运行方式为：Sdmin=1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台，d6点两相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）：GCGCGC35340..490.0635340.490.06740410.246.540.8110.2639120.660.16d6d6d6 (a)(b)(c)X39*＝Ｘ7*+Ｘ11*+Ｘ12*＝0.24+0.26+0.16=0.66则X40*＝X35*+X39*+X35*ﾗX39*X34* ＝0.49+0.66+0.49ﾗ00..6606＝6.54X41*＝X34*+X39*+X34*×X39* X35*＝0.06+0.66+0.06ﾗ00..6649＝0.81、发电厂对d6点三相短路电流 求计算电抗Xjs.40*＝6.54ﾗ125/0.85＝9.62>3.45100 1×100I∞＝I′′＝6.534×10.5＝0.84（KA）2、等值系统侧对d6点三相短路电流Xjs.41*＝0.8×1800100＝18.8＞3.451×100 I∞＝I′′＝0.38×10.5＝6.87（KA）3、d6点两相短路电流I′′＝I∞＝23×（0.84+6.87）＝6.68（KA） 第四章电气设备选择第一节10kV系统电气设备选择电气设备一般是按正常工作条件选择，按最严重的短路情况校验，为方便安装、运行、维护及备品的储备，同一电压等级的设备应尽量选择同一型号。1、10kV侧各断路器及隔离开关采用同一种型号1×1.3×S1×1.3×40000主变回路：Iw.max=2＝2＝1429.63（A）3×U3×10.5′16359.81×(1+0.05)52母线分段回路：IWmax=Smax(10)==602.8（A）3U3×1010kV出线：IWmax=pmax(10)cos=25000.85=169.8（A）3U3×10选主变回路来进行选择校验。（1）最大长期工作电流计算Iw.max=1429.63（A）因为10kV配电装置为户内配置，按正常工作条件，查表选择SN10－10Ⅲ/2000断路器及GN2－10/2000隔离开关,其参数列表如下： 极限通过电热稳定电流固开断电流有流ip（KA）（KA）固有UNINIbr.N合型号分闸(kV)(A)闸有效峰时间（KA）4S10S时值值间SN10－10Ⅲ10200043.313043.3≤≤0.20.06GN2－10200050853610/2000计算值1429.6314.8 已知I′′＝I∞＝14.8KA由上表可知：断路器IN＝2000A＞Iw.max=1429.63AIbr.N=43.3KA＞I′′＝14.8KA隔离开关IN＝2000A＞Iw.max=1429.63A（2）按短路条件校验动稳定校验断路器iimp＝2.55ﾗ14.8＝37.74KAip＝130KA＞iimp隔离开关iimp＝2.55ﾗ14.8＝37.74KAip＝85KA＞iimp动稳定满足要求热稳定校验断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设10kV末端有变压器，其过流保护整定为1S，10kV线路过流保护整定为1.5S，10kV母联开关整定为2S，则主变10kV侧过流保护整定为2.5S，所以保护动作时间t=2.5S。短路存在时间：tbr＝2.5+0.06+0.05＝2.61（S）β′′=I′′＝1查等值时间曲线得tep＝2.2S，teq＝tep+tea＝2.2S,I∞t＞1S，可不计tea，则Qsc＝I∞2×tep＝14.82×2.2＝481.88（KA2S）断路器允许热脉冲Qp＝43.32ﾗ4＝7499.56（KA2S）＞Qsc隔离开关允许热脉冲Qp＝362ﾗ10＝12960（KA2S）＞Qsc热稳定满足要求所以选择SN10－10Ⅲ断路器及GN2－10/2000隔离开关是合适的。2、10kV母线的选择 已知IW.max=1429.63A，最热月平均最高温度：35℃母线的安装采用单条平放，根据安装条件及Iw.max查手册 选择100*8单条铝母线平放，其中Ip＝1547A＞Iw.max′′＝1，tep＝2.2S温度校验系数K＝70-(35+5)＝0.8270-25 IN＝Ip=1429.63＝1743.45(A)Kθ0.82（1）热稳定校验：teq＝2.2S，S=100×8＝800(mm2)，Ks＝1.01Smin＝IC∞teq×KS＝14800872.2×1.01＝253.6（mm2）＜S＝800mm2所以热稳定满足要求（2）动稳定校验已知iimp＝37.74KA，b＝100mm＝0.1m，h＝8mm＝0.008m，σp＝69*106帕并且取相间距a＝0.5m，绝缘子跨距选择L＝1.5m则max＝1.038ﾗiimp2ﾗL2×10－7ab2h＝1.038ﾗ（37.74ﾗ103）2×1.52×10－7＝8.313×106(帕)0.5×0.12×0.008即max＜p＝69ﾗ106帕故动稳定满足要求通过以上的计算及校验可知10kV母线选择单条100*8铝母线平放是可以的3、10kV绝缘子及穿墙套管选择（1）10kV绝缘子户内型选ZNB－10，户外型选ZS－10其抗受破坏负荷分别为Fp＝750×9.8=7350N和Fp＝500×F＝1.75L×i2×10−7＝1.75×1.5×(37.74×103)2×10−7maxaimp0.5 9.8＝4900N＝747.76（N） 即户内：0.6ﾗFp＝4410N＞Fmax＝747.76N满足户外：0.6ﾗFp＝2940N＞Fmax＝747.76N满足（2）10kV穿墙套管：采用铝导体穿墙套管UN＝10kV，安装环境温度≤40℃，不需要进行温度修正，即要求套管IP≥Iw.max选型号为CLD－10，IN＝2000A，机械负荷Fp＝2000N校验：①热稳定校验I∞2teq＝14.82×2.2＝481.9（KA2S）It2t＝402×5＝8000（KA2S）即It2t＞I∞2teq，满足要求②动稳定校验套管帽所受力为套管到第一个支持绝缘子所受力的一半 Fmax=12×1.73×La×iimp2×10−7＝12×1.73×10..55×(37.74×103)2×10−7＝369.6（N）Fp＝2000N，0.6Fp＝0.6×2000＝1200（N）故Fmax<0.6Fp，满足要求通过以上计算及校验，上述所选型号满足要求。4、10kV电压互感器的选择(1)电压互感器的配置a.除旁母外,所有母线均设置一组PT,采用Y/Y/，用于同期、测量仪表和保护装置。b.35kV及以上线路当对端有电源时，为了同期的需要和设置重合闸，加一台单相PT 根据配置原则，本变电所10kV、35kV、110kV每段母线上均装一组PTc.准确度等级和二次负荷计费用的电度表0.5级（本次选用）监视用的功率表、继电器需1级 估测用需3级根据安装地点电网使用条件，选择PT的额定电压、结构方式、准确级、最后验算PT最大一相副线圈所供的伏安数应满足所选准确级和允许伏安数，本设计不对所选PT全部验算，仅对10kV母线PT进行校验（2）10kVPT的选择：根据负荷平均分配的原则，10kV16回线路平均分在I、II段母线上（各8回），每段母线上还有一回主变分支，一回电容器，一回站用变。其中站用变的计量装在低压侧。其它回线表计配置如下，以I段母线为例，主变分支配有有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表各一只。8回10kV线路配有有功电度表、无功电度表各一只，电容器分支装有无功电度表一只，测量母线的电压表一只，装在A、C相间，三个测量相对地电压的绝缘监视电压表。所配表计型号及数量列表如下：电压线圈仪表仪表名称线圈型号线圈电每相功率损耗数目压COSφ相数（VA）（只）（V）有功功率表16D1－W1000.6122无功功率表16D1－Var1000.6121电压表16T1-V1000.2114三相有功电度表DS11001.50.3828三相无功电度表DX11001.50.38282×W1×VAR8×Wh8×VARh4VAaBbCc 即PT二次侧每相所带负载为Pab=(8+8)×1.5×0.38+(2+1)×0.6=10.92(W)Qab＝(8+8)ﾗ1.5ﾗ1−0.382+0=22.2(Var)Sab=P2+Q2=10.922+22.22=24.74(VA)ababab=Cos−1Pab=Cos−110.92=63.8°Sab24.74 Pbc=(8+8)×1.5×0.38+(2+1)×0.6+0.2=11.12(W)Qbc＝(8+8)×1.5×1−0.382+0=22.2(Var)Sbc=Pbc2+Qbc2=11.122+22.22=24.83(VA)bc=Cos−1Pbc=Cos−111.12=63.39°Sab24.83则P＝SabCos（63.8−30）+P＝24.74Cos33.8+0.2＝12.07（W）a3va3Qa＝SabSin（63.8−30）＝24.74Sin33.8＝7.95(Var)33Sa=P2+Q2=12.072+7.952=14.45(VA)aaPb=1[SabCos(φab+30)+SbcCos(φbc−30)]+Pvb3=1[24.74Cos(63.8+30)+24.83Cos(63.39−30)]+0.2=11.02（W）3Qb=1[SabSin(φab+30)+SbcSin(φbc−30)] 3=1[24.74Sin(63.8+30)+24.83Sin(63.39−30)]=22.14(Var)3 Sb=P2+Q2=11.022+22.142=24.73(VA)bbPc=1[SbcCos(φbc+30)]+Pvb=1[24.83Cos(63.39+30)]+0.2=0（W）33Qc=1[SbcSin(φbc+30)]=1[24.83Sin(63.39+30)]=14.31(Var)33=14.31(VA)Sc=P2+Q2=02+14.312cc由以上计算可知：B相负荷最大，即Sb=24.73VA查手册选用三个单相PT，其型号为JDZJ1－10，其技术参数如下：数量额定电压（kV）额定容量（VA）型号最大容量（VA）UN1UN2UN3（只）0.5级1级3级10/0.1/JDZJ1－106330.1/35080200400由上表可知，所选用的PT每相额定容量（0.5级）SN＝50VA＞2SN2＝49.46VA由于PT一次侧额定电流极小（毫安级），高压侧的熔断器，只能由机械强度能允许的最小截面来选，选用专用于保护电压互感器的RN2－10型熔断器，其额定电流为0.5A，最大切断电流为50KA，大于母线短路电流I′′=14.8KA，能满足要求。5、10kV电流互感器的选择（1）电流互感器的配置a．只要有DL，就要有CT，以满足测量和保护装置的需要，一般装设在远离母线侧。b．一般情况下大接地电流系统三相配置，35kV及以下可三相也可以两相（2）电流互感器的选择 CT应按正常工作条件选择，按短路条件校验。本次设计仅对10kV馈线(配电站BPmax=2000KW)进行校验。 10kV线路属小电流接地系统，无特殊要求，故采用不完全星形接线，装于A、C两相，其二次侧接有计费用电度表、监视用电流表、保护用的电流继 电器线圈，控制屏、保护屏、仪表屏距CT约40m。CT相间距离a=0.5m，电流互感器至最近一个绝缘子的距离l=1.0m。a.因考虑到5年发展，该线路最大负荷电流 Iw.max=(1+0.07)5×2000/0.8＝224.2（A）3×10×0.85则根据In＞Iw.max的原则，初步选定LFC－10（L—电流互感器，F—复匝，C—瓷绝缘）屋内型电流互感器，300/5的CT，变比为300/5，供给测量、计费用的选0.5级，保护回路选用D（或B）级。 其参数如下表：(户内复匝瓷绝缘式)额定二次负荷（Ω）1s热稳动稳定型号0.5级Fp(N)电流比D级定倍数倍数LFC－10300/50.67516573610kV线路CT采用两相不完全星形接线，装在A、C相b.CT的二次负载列于下表仪表电流线圈名称A相C相电流表（46L1－A）0.6功率表（46D1－W）0.60.6电度表（DS1）0.50.5总计1.71.1AWWhLJLJ选择CT连接导线截面Sn2=Inr2tn2=52ﾗ0.6=15(VA) r=Pmax＝1.7=0.06（Ω）1maxIN252r4=0.1Ω设导线为铜材料，=1.75ﾗ10−8Ω/m，长度为40m，不完全星形接线，则接 线系数K＝3时，连接导线的截面积为ρLK=1.75×10−8××40=2.76×10−6Smin=3(m2)Zn2−r1−r40.6−0.06−0.1选导线截面为4mm2的铜导线校验：（1）热稳定校验β′′=I′′＝1tbr=1.6s，查等值时间曲线得teq＝1.2SI∞1I∞=14.8×103×=16213(As−2)teq1.211KtIN1=75×300×1=22500(As−2)＞16213（As−2）1 故热稳定满足要求（2）动稳定校验内部动稳定：2×IN1Kem=2×0.3×165=70(KA)iimp=2.55I′′=2.55×14.8=37.74(KA)＜70KA满足要求外部动稳定：设相间距a＝0.5m，互感器至第一个绝缘子距离L＝1m，绝缘子允许应力为736N，则Fmax=12×1.73×La×iimp2×10−7＝12ﾗ1.73ﾗ01.5ﾗ(37.74ﾗ103)2ﾗ10−7＝246.4（N）＜736N故满足要求即10kV所有馈线电流互感器选用LFC－10型，变比为300/5。主变10kV侧CT及10kV母联CT的选择：已知主变最大工作电流 Iw.max=1429.63A，可选用LFZJ－10型户内绝缘浇注式CT，变比为1500/5，0.5/D。6、10kV馈线电缆选择：（不需校验动稳定）以剧院为例，考虑5年发展，则 Iw.max=1.5×(1+0.07)5×1000/0.85=136.1(A) 3×10.5并已知L=5km，Tmax＝5500h因为Tmax＞500h，按经济电流密度选取。经济截面Se=Iw.max Je查《电力工程设计手册》的最大负荷利用小时Tmax＝5500h＞5000h时23Iw.max181.46Je=1.54A/mm2，则Se===90.73mm21.54Je查表得10kV交联聚乙烯绝缘，三芯电缆直埋地下，=25ｰc，S＝185mm2时Ip＝325A，根据原始资料提供的最热月平均温度θ′=25°c，θp−θ′则I′=I=32590°−25°=325(A)（10kV电缆缆心最高允许温度ppθp−θ90°−25°θp=90°）所以选YJV－10，Sp=185mm2的电缆，交联聚乙烯绝缘，聚氧乙烯内护层，采用直埋方式。热稳定校验：对单根无中间接头头电缆应按末端短路校验。由于电缆x0=0.08Ω/km，10kV线路最长的电缆长度为5km，其Xl=x0l=0.08×5=0.4Ω，归算至110kV侧的电抗标么值为Xl=Xl=Xl=0.4×100=0.003，其值很小，对于短路UB2SB1152XB发生在10kV线路首端还是末端，其短路电流值相差不大，故按10kV线路首端短路电流值进行校验。 β′′=II′′＝1，短路存在时间tbr=t0+t1+t2=1.6s，由些查得等值时间曲线teq＝1.2s ∞I∞14.8×1032截面Smin=teq=1351.2=120(mm)C即Smin＜Sp，热稳定满足要求。 第二节35kV系统电气设备选择本设计只对10kV侧的电气设备进行校验，35kV侧对断路器及隔离开关设备进行选择校验，其它设备只做选择不做校验。一、35kV侧断路器及隔离开关的选择主变回路：Iw.max=40000×1.3=779.8(A)3×38.5线路：Iwmax=Pmax(35)=10000=194.07A3UCos3×35×0.85选主变侧回路最大长期工作电流：Iw.max=779.8(A)由于35kV侧开关操作不频繁，为节省投资，拟定采用少油开关。查手册选择户内少油开关SN10－35，IN＝1000A由于IN＝1000A，大于其主变最大工作电流，本设计拟定少油开关选用SN10－35/1000，隔离开关选用GN2－35T/1000，各参数如下表：设备技术数据SN10－35GN2－35T计算数据UN(kV)353535IN(A)10001000779.8额定开断电流(KA)16允许通过极限电流热稳定电流（）热脉冲pt（）已知I′′＝4.763KA，I∞＝4.763KA由上表可知：断路器IN＝1000A＞Iw.max=779.8A＞′′＝Ibr.N=16KAI4.763KA隔离开关IN＝1000A＞Iw.max=779.8A按短路条件校验：动稳定校验：断路器iimp＝2.55ﾗ4.763＝12.15KAip＝40KA＞iimp隔离开关iimp＝2.55ﾗ4.763＝12.15KAip＝70KA＞iimp动稳定满足要求 热稳定校验断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设35kV侧过流保护整定为 4S，所以保护动作时间t=4S。短路存在时间：tbr＝4+0.06+0.05＝4.11（S）β′′=I′′＝4.763=1，查等值时间曲线得tep＝，teq＝tep+tea＝3.5S,I∞4.7633.5St＞1S，可不计tea，则Qsc＝I∞2×tep＝4.7632×3.5＝79.4（KA2S）断路器允许热脉冲Qp＝162ﾗ4＝1024（KA2S）＞Qsc隔离开关允许热脉冲Qp＝27.52ﾗ5＝3781.25（KA2S）＞Qsc热稳定满足要求所以选择SN10－35/1000断路器及GN2－35T/1000隔离开关是合适的。二、35kV母线的选择Iw.max=400003×35×1.3=857.78(A)，最热月平均最高温度：35℃母线的安装采用单条平放，根据安装条件及Iw.max查手册选择80*8单条铝母线平放，其中Ip＝1249A 温度校验系数K＝70-(35+5)＝0.8270-25IN＝Iw.max=857.78＝1046.07(A)＜Ip0.82Kθ 三、35kV侧绝缘子及穿墙套管选择（1）35kV绝缘子户内型选ZB－35，户外型选ZS－35其抗受破坏负荷分别为Fp＝750×9.8=7350N和Fp＝600×9.8＝5880N （2）35kV穿墙套管：采用户外铝导体穿墙套管UN＝35kV，选型号为CLB－35，IN＝1500A四、35kV侧电压互感器的选择1、35kV系统为小电流接地系统，PT除供测量外，还作电网绝缘监视用，查手册，选用JDZJ－35，环氧树脂浇注式绝缘PT。接线方式Y/Y/，额定电压为35/0.1/0.1KV，333 0.5级对应的额定容量为150VA，选用专用于保护电压互感器的RN2－10型熔断器，其额定电流为0.5A，断开容量为1000MVA，由于35kVPT要配置一刀闸150×10−3IN＝＝2.474（A），查手册选用GN2－35T/300型，IN＝400A，ip=52KA33×35×102、由于35kV线路为馈线，无需装设同期装置，不设线路PT。五、35kV侧电流互感器的选择1、35kV侧为中性点不接地系统，故其出线CT可只配置A、C相，但主变为满足差动要求，按三相配置。2、各回路出线CT按5年发展来考虑选择LDZB－35B，变比为300/5，0.5/B，额定动稳定电流为140KA3、主变及母联回路CT选择LDZB8－35B，变比为1000/5，0.5/B 第三节110kV系统电气设备选择本设计只对10kV侧的电气设备进行校验，110kV侧对断路器及隔离开关设备进行选择校验，其它设备只做选择不做校验。一、110kV侧断路器及隔离开关的选择1、主变侧回路最大长期工作电流：Iw.max=400003×110×1.3=272.93(A)2、母联回路最大长期工作电流：Iw.max=272.93A3、进线最大长期工作电流：Iw.max=800003×110=419.9(A)查手册选择户外少油开关SW7－110和隔离开关选用GW4－110D/600，各参数如下表：设备技术数据SW7－110GW4－110D/600计算数据UN(kV)353535IN(A)1200600419.9额定开断电流允许通过极限电流热稳定电流（）热脉冲Qp=It*t（KAS）1764980已知I′′＝3.216KA，I∞＝3.219KA由上表可知：断路器：IN＝1200A＞Iw.max=419.9A＞′′＝Ibr.n=15.8KAI3.216KA隔离开关IN＝600A＞Iw.max=419.9A按短路条件校验动稳定校验：断路器iimp＝2.55ﾗ3.216＝8.2KAip＝55KA＞iimp隔离开关iimp＝2.55ﾗ3.219＝8.21KAip＝50KA＞iimp动稳定满足要求热稳定校验： 断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设110kV侧过流保护整定为4S，所以保护动作时间t=4S。短路存在时间：tbr＝4+0.06+0.05＝4.11（S） β′′=I′′＝3.216=0.999，查等值时间曲线得tep＝3.5S，teq＝tep+tea＝3.5S,I∞3.219t＞1S，可不计tea，则Qsc＝I∞2×tep＝3.2192×3.5＝36.3（KA2S）断路器允许热脉冲Qp＝212×4＝1764（KA2S）＞Qsc隔离开关允许热脉冲Qp＝142×5＝980（KA2S）＞Qsc所以热稳定满足要求所以选择SW7－110断路器和GW4－110D/600隔离开关是合适的。4、110kVPT及避雷器隔离开关：选用GW4－110D/600型5、110kV主变中性点隔离开关：选用GW4－110D/600型二、110kV母线的选择1、采用软导线2、Igmax=1.05×50×103=441(A)3×110选用单条LGJ－240型钢芯铝绞线，Ie＝610A（70℃）由于该设计所处最高温度为40℃Kθ＝7070--4250＝0.816，则Ip＝0.816×610＝498（A），故满足要求。三、110kV电压互感器的选择1、出线PT：选用电容式PT，型号为YDR－110，其K=1100003/1003/100，最大容量为1200VA，二次绕组与相应的额定输出 准确级0.513额定容量（VA）1502204402、母线PT：选择型号为JCC2－110型，其K=1100003/1003/100，最大容量为2000VA，接线方式为Y/Y/，由于110kVPT要配置一刀闸2000×10−3IN＝＝10.5（A），查手册选用GW4－110D/600型，IN＝600A，ip =50KA1033×110× 四、110kV电流互感器的选择1、110kV侧为大电流接地系统，CT应按三相配置2、各侧CT按最大工作电流并考虑5年发展(1)系统侧及母联侧CT：选用LCWB6－110型，其K＝400/5(2)主变回路CT：选用LRL－110－B－110型，其K＝300/5 第五章防雷保护规划一、变电所的防直雷保护1、110kV出线全线架设双避雷线，防雷击于线路上2、在变电所内安装４根避雷针，使变电所内所有设备与建筑都在其保护范围内二、变电所侵入波保护由于线路落雷频繁，这样雷电波会沿着架空线侵入变电所，入侵的雷电波会受到线路绝缘的限制其峰值可能超过电气设备的冲击绝缘水平，故应装设避雷器来限制雷电波电压峰值，保护设备安全。1、在110KVI、II段母线上各安装一组FZ－110J型阀型避雷器2、在35KVI、II段母线上各安装一组FZ－35型避雷器3、在10KVI、II段母线上各安装一组HY5WS－12.7/50型避雷器。三、主变防雷保护1、为了防止当低压绕组开路运行时，高压或中压侧有雷电波作用会在低压绕组上感应静电藕合电压，危及低压绕组绝缘，在低压侧出线上各装一台FZ－10阀型避雷器，一般装Ｂ相。2、110kV侧变压器中性点为分级绝缘结构，有可能不接地运行，故在主变110kV中性点安装一台FZ－40型阀型避雷器。3、35kV中性点为全绝缘结构，但为保护消弧线圈，则应装FZ－15及FZ－10两台避雷器。四、变电所进线段保护虽然变电所110kV出线采用全线保护，但为了减少临近变电所1－2KM内雷电的绕击和反击，应考虑变电所的进线段保护，在进线段装设管型ＧＸＳ避雷器。管型ＧＸＳ避雷器作用：DL在开断状态，又有雷电波入侵时，由于反击电压上升02×U50%，使断路器或隔离开关绝缘对地放电而引起短路。010kV电缆出线采取电缆外壳接地，架空线路在进线上装设一组FS－10型避雷器。 第六章变电所的总体布置简图变电所的总体布置应根据所处的地理位置等外部条件决定，根据《35-110kV变电所设计规范》中关于“节约用地，不占或少占耕地，变电所总体平面布置应紧凑合理。”的规定，拟定本设计变电所35kV配电装置和10kV配电装置采用室内布置，110kV若采用双层结构，这样110kV配电室造价较高，从投资利益上考虑，110kV拟定户外布置。大门传达室110KV配电装置35KV配电装置主控010KV配电装置 第七章继电保护及自动装置规划及校验第一节继电保护的配置一、继电保护装置是一种能反映电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置，它的任务是（1）发生故障时，自动、迅速、有选择性地将故障设备从系统切除，以保证非故障设备继续正常运行，此外，防止故障设备继续遭到破坏。（2）反映电气设备的不正常工作状态，根据不正常工作状态的种类和设备运行维持的条件，动作于发出信号，减负荷或跳闸，反映不正常工作状态的继电保护，允许带一定的延时动作。继电保护装置应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。二、110kV保护配置1、110kV进线保护配置（1）双回线（电源侧）主保护：电流方向横差保护零序电流方向横差保护后备保护：阶段式距离保护阶段式零序电流方向保护阶段式接地距离ZCH：检无压－同期三相自动重合闸（2）单回线 三段式距离保护三段式零序电流方向保护ZCH：检无压－同期三相自动重合闸2、110kV母线采用电流相位比较式母线差动保护（即使两段母线分列运行时，也能有选择性动作）三、35kV侧保护配置1、变电所A、变电所B两线路保护配置采用二段式电流保护（电流速断保护+定时限过电流保护）+三相一次ZCH2、变电所C、变电所D、化工厂三线路保护配置主保护：电流方向横差保护后备保护：二段式电流保护三相一次ZCH 3、35kV母线设有绝缘监察装置，不设专用母线保护，用主变过电流保护兼作母线保护四、10kV保护配置1、10kV出线回路保护配置（1）采用二段式电流保护（相间短路）I段：电流速断保护，保护线路全长80%II段：定时限过电流保护 Pmax＝2000KW，Cos＝0.85，线路全长15公里 （2）线路出线线路装设三相一次自动重合闸（3）电缆出线装设过负荷保护，动作于信号2、10kV母线设有绝缘监察装置，不设专用母线保护，用主变过电流保护兼作母线保护五、主变保护配置1、瓦斯保护 （1）重瓦斯保护：动作于跳主变三侧开关（2）轻瓦斯保护：动作于发信号2、纵差保护：反应变压器绕组、套管和引出线上的相间短路，110kV绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路3、复合电压闭锁过电流保护电压取35kV母线PT目的：防备外部相间短路所引起的过电流并作为瓦斯与纵差的后备保护I时限跳主变低压侧开关II时限跳主变高、中压侧开关4、零序电流电压保护变压器专门设置接地保护作为纵差保护的后备保护。由于本变电所一台主变中性点接地运行，另一台主变不接地运行，两台主变中性点运行方式可以改变，为了保护两台主变并列运行且外部发生单相接地运行时，如母联差动拒动时，能够首先断开中性点不接地运行的变压器。故每台主变应装设零序电流和零序电压保护，零序电压保护的整定时间小于零序电流保护的整定时间。零序电压保护接于变压器中性点引出线的CT上，零序电压保护接于母线PT的开口三角形线圈上。5、过负荷保护：动作于发信号第二节10kV保护整定计算本设计选择10kV出线配电站B作为整定计算配电站B已知（由短路电流计算而得来）配电站B线路首端在最小运行方式下Id(2min)配电站B线路末端在最大运行方式下Id(3min) ＝6.68KA＝0.95KA配电站B线路末端在最小运行方式下Id(2min)＝0.77KA根据保护配置10kV出线有电流速断和过电流配合保护一、无时限电流速断保护1、动作电流：（1）按躲过线路末端最大短路来整定 （2）躲过变压器的励磁涌流考虑到CT、继电器的误差，为保证选择性，选择一个可靠性系数KK,一般在1.15－1.25之间，现按1.25选择。IdzI.1=KK×Id(3max)=1.25×0.95=1.2(KA)IKjxI1×1.2×1000=20(A)继电器动作电流Idz.j.1=×Idz.1=nL300/5 式中Kjx为接线系数，两相不完全星形、三相不完全星形接线其值为1选DL－11/50继电器，其整定范围在12.5－50A。2、灵敏度检验 KlmI.1=Id.min=6.68=5.6>2，满足灵敏度要求。1.2IdzI.j二、定时限过电流保护1、起动电流整定（1）正常时保护不起动，即Idz>Ifh.max（2）当外部故障后，保护应能可靠地返回，其返回电流必须大于外部故障切除后流过保护的最大自起动电流即Ih>Izq.max以上两点是过流保护起动电流Idz必须满足的条件If.max=Pmax=2000=151.12(A)3Umincos3×0.9×10×0.85IdzIII.1=1.2×1.3×151.12=277.35(A)0.85式中KK为可靠系数，取1.2Kzq为自起动系数，取1.3 Kh为恢复系数，取0.85IIIKjxIII1×277.35=4.62(A)继电器动作电流Idz.j.1=×Idz.1=nL300/5选用DL-11/10，整定范围在2.5－10A 2、灵敏度校验近后备：用本线路末端最小短路电流来校验灵敏度 KlmIII.1=I(2)0.77=3.4>1.5d.min=，满足灵敏度要求。0.227IdzIII.1 3、动作时限整定按阶梯原则与相邻过电流保护中最大的动作时限配合，取相邻保护时间为1St1III=1+∆t=1.0+0.5=1.5(S)选用DS－112型时间继电器整定范围0.25－3.5S 第八章专题：备自投装置第一节概述自动装置是保证电力系统安全运行，防止事故扩大而提高供电可靠性的一种装置。备用电源自动投入装置是当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源投入工作，或将用户换到备用电源上去，使用户不致于停电的一种装置。一、备用电源自动投入装置的优越性：1、BZT装置结构简单、动作成功率高，可大大提高供电可靠性2、造价和运行维护费用低3、可以简化系统一次接线，并使继电保护简化二、对BZT的基本要求：1、工作电源不论因任何原因失电时（如工作电源故障或被误断开等），BZT装置均应起动。2、工作电源断开后，备用电源才能投入。此要求主要考虑了以下两个因素：（1）防止两个不同期的电源非同期并列。（2）防止将备用电源投入到故障元件（如工作电源故障）上，造成事故扩大。3、BZT装置只允许动作一次，以避免备用电源投入到永久性故障时继电保护动作将其断开后又重新投入。4、BZT装置的动作时间应尽量短些，以利于电动机的自起动。5、BZT装置在电压互感器二次侧的熔断时，不应动作。6、备用电源无电压时，BZT装置不应动作。第二节母线分段断路器的BZT装置正常运行时，本站两台主变同时运行，分段断路器3DL断开，两台主变同时运行，分段断路器3DL断开，两台主变互为备用。 一、各继电器的作用1BJ、2BJ－保证BZT只动作一次；1ZJ、2ZJ－电压回路断线监视继电器；3ZJ、4ZJ－合闸部分中间继电器；1YJ、2YJ－I段工作母线低压继电器；4YJ、5YJ－II段工作母线低压继电器；3YJ、6YJ－I、II 段工作母线过压继电器；JSJ―加速继电器 二、工作原理简述1、正常运行I、II段工作母线均有电压，1YJ、2YJ、3YJ、4YJ、5YJ、6YJ的常闭接点打开， 而其常开接点闭合，回路3、4、5和7、8、9均不通，1ZJ、2ZJ均不动作。回路2、5均通，1BJ、2BJ带电，为起动作好准备。2、I段母线失电1YJ、2YJ的常闭接点闭合，1ZJ励磁，起动了时间继电器1SJ（回路1通），1SJ延时闭合，1XJ励磁，跳开1DL，从而使回路7中3ZJ动作，接通了3DL合闸回路，备用电源即投入。3、1DL因故断开 起动3ZJ（回路7通），使3DL合闸，备用电源即投入。4、两个低电压继电器的常闭接点串联，保证当一个熔断器熔断时，BZT装置不会误动。5、1DL（或2DL）常闭接点串联在3DL合闸回路中，保证了先断开工作电源，再合备 用电源。6、保证自投一次的回路由闭锁继电器1BJ（2BJ）及1DL（2DL）的辅助常闭接点所组成。当BZT动作后，1BJ（2BJ）的延时返回的常开接点经0.5S－0.8S打开，断开了BZT的合闸回路，保证了BZT只自投一次。7、3YJ、6YJ保证备用电源无电压时，BZT不动，所以其常开接点串接于低压起动回路中。母线分段断路器的BZT原理接线图如下所示：B1B21DL3DL2DL1G2G1YH2YH +KM-KM1G1DL1控制小母线及熔断1BK1ZJ1YJ32YJ36YJ31SJ131BJ1DL2BZT起动1BK571YJ11YJ2闭锁继电器1ZJ2YJ12YJ21YH低压3YJ23YJ1及断线闭2BK2G2ZJ4YJ35YJ33YJ32SJ2DL1BZT起动132DL22BK2BJ574YJ2闭锁继电器4YJ15YJ22ZJ5YJ12YH低压6YJ26YJ1及断线闭1BK1DL31BJ3ZJ911备1BK2DL32BJ4ZJBZT投入用11电93ZJ15ZJ源自4ZJ1加速继电器投1SJ1XJ1BK151LP1DL低压跳闸回132SJ2BK2XJ2LP152DL低压跳闸133ZJ23XJ3LP3DL合闸4ZJ21YMa1YJ1YMb2YJ1YMc1YH电压回路3YJ2YMc2YMa2YMb5YJ4YJ2YH电压回路6YJ'