500kv变电站设计

'500kv变电站的设计摘要变电站是直接影响整个电力系统的安全性和经济性的一个重要组成部分，它是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。111本次毕业设计针对500kV变电站的特点，以电气设计部分为核心，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。UK2]关键词：变电站；短路电流；电力系统 ABSTRACTSubstationistheimportantpartofpowersystem,itdirectlyinfluencesthewholepowersystemsafeandeconomicoperationofthepowerplantandtheuser，istheintermediatelink,playsaroleintransformationanddistributionofelectricity.Thegraduationdesignfor500kVthecharacteristicsofsubstation，electricaldesignasthecore，throughtheanalysisofthesubstationandtheorientationofalineandloaddatafromtheoriginal，reliability，safety,economicandotheraspectstoconsider，determinethemainelectricalwiringmode.Mainlyfromthemaintransformercapacity，quantitydetermination，loadanalysisandcalculation,andtheshortcircuitcurrentcalculationandsubstationmainelectricalequipmentselection(includingcircuitbreaker,isolatingswitch,transformerandsoon),andthechoiceofelectricalequipmentisnecessarytocalculateandcheck.Atthesametime,accordingtothedesign，completethedrawing.Keywords:Substation；Shortcircuitcurrent；Powersystem ABSTRACTTT1刖g2负荷统计及计算2.1负荷统计2.2负荷计算3主变压器及电气主接线的选择3.1主变压器的选择3.2主接线的设计4短路计筧4.1短路电流计算94.2短路电流和短路容量94.3短路电流所引起的后果94.4限制短路电流的措施104.5计算结果105电气设备的选择及校验115.1设备选择的一般原则115.2母线的选择125.3高压断路器的选择165.4隔离开关的选择185.5电流互感器的选择195.6电压互感器的选择215.7避雷器的选择236设计结论25参教献26P付327一、计算书27二、电气主接线图32致i射33 1刖目我国是世界能源消耗大国，煤炭消费总量居世界第一位，电力消费总量居世界第二位，但一次能源分布和生产力发展水平却很不均匀。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区。这种能源分布与消费的不平衡状况，决定了我国的能源配置上必须以大煤电基地、大水电基地为依托。实现煤电就地转换和水电大规模开发。而变电站担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务，是输送和分配电能的中转站，是供电系统的枢纽，在全国电网中占有特殊重要的位置。[3]本设计对变电站内最重要的电气设备如主变压器、导线、电气设备等元器件，进行了比较和选择，主变压器最终为2台，追求设备寿命期内最优的经济效益。站内主接线分为500kV、220kV、和35kV三个电压等级。各个电压等级分别采用1丄断路器接2线、双母线和单母线分段的接线方式。电气主接线是发电厂和变电站的重要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站投资大小的决定性因素。在短路电流方面，讲述了短路电流的危害以及三个电压等级处短路电流的计算。电气设备的选择以各种元器件如何选择参数为主，因为只要确定了器件的参数就能十分容易的根据电力手册查出元件型号。最后，还对导线截面的确定以及导线截面积的校验方法进行说明，使变电站电气一次部分基本完成。1.原始资料500KV变电站为枢纽变电所，有三个电压等级。其500KV双回路进线，220KV馈线2回，35KV馈线12回。电源距变电站距离300KM,两回路输电。220kv负荷资料：最大负荷60000KW,功率因数0.95,回路2回，距离变电站50KM；35KV负荷资料：分别为矿机厂、机械厂、汽车厂、电机厂、机车厂、煤矿厂回路各两回，功率因数都是0.95,距离变电站均按60KM计算，重要负荷均是65%,前5个厂最大负荷均按2500KW计算，煤矿厂最大负荷25000KW。最大负荷时间分别是500kv侧为3000小时/年，220kv侧为3600小时/年，35kv侧为5000小时/年。500kV保护动作时间0.08s，220kV和35KV为0.15S，断路器灭弧时间按0.06S考虑。2.设计要求(1)用标准符号绘制电气主接线图 (1)撰写计算书(负荷计算与短路计算)(2)选择高压设备2负荷统计及计算根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。线路中1〜2为500kV进线，3〜4为220kV馈线，5〜16为35KV馈线。2.1负荷统计根据任务书对负荷统计，见表2.1表2.1负荷统计表回路序号回路名称最大负荷功率因数线长供电回路1500KV进线甲线300km12500KV进线乙线300km13220KV馈线甲线60000kw0.9550km14220KV馈线乙线60000kw0.9550km1535KV煤矿厂甲线25()0()kw0.9560km1635KV煤矿厂乙线25000kw0.9560km1735KV矿机厂甲线2500kw0.9560km1835KV矿机厂乙线2500kw0.9560km1935KV机械厂甲线2500kw0.9560km11035KV机械厂乙线2500kw0.9560km11135KV汽车厂甲线2500kw0.9560km11235KV汽车厂乙线2500kw0.9560km11335KV电机厂甲线2500kw0.9560km11435KV电机厂乙线2500kw0.9560km11535KV机车厂甲线2500kw0.9560km11635KV机车厂乙线2500kw0.9560km12.2负荷计算本设计为500kV超高压变电所，负荷计算采用需用系数法。其优点是：公式简单，计算方便，对于不同性质的供电用户的需用系数值是经过几十年的统计积累，数值比较完整和准确，为供电设计创造了很好的条件。[4][9]率因数相同，则视在功率可表示为有功功率，采用需用系数法。计算过程详见附录计算书，当期变电站计算负荷*Se=209.61.MVA,远景最大计 算负荷s总=230.19MVA3主变压器及电气主接线的选择3.1主变压器的选择1.绕组数量的确定原则在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。2.主变压器台数的确定原则(1)对于大城市郊区的一次变电站在中低压侧己构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。(3)对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。[3]由前设计说明可知、正常运行时，变电站负荷由500RV系统供电，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，最终应采用两台变压器并联运行。3.变压器容量和型号确定主变压器容量一般按照变电站建成后五到十年规划负荷选择，并适当考虑到远期十到二十年的负荷发展。4.绕组连接方式的确定原则变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能进行并列运行。我国llOkV及以上电压，变压器都采用Y0连接；35kV及以下电压等级变压器绕组都采用△连接。根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为YO/Y0/△接线。接线组别为：YN， yO’dll。[6]1.调压方式的确定 为保证供电质量，电压必须维持在允许范围内，调压方式分两种，一种是不带电切换，称无激磁调压，调整范围通常在±2X2.5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围达30%,其结构比较复杂，价格较贵，只有以下几种情况予以选用：(1)连接到出力变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定而且要求变压器副边电压维持在一定水平时；(2)连接到时而为输送端，时而为接受端，具有可逆工作的联络变压器，为了保证供电质量，要求母线电压恒定时；(3)发电机经常低于功率因数运行时。181本变电所的变压器是具有可逆工作的联络变压器，正常情况下为降压方式运行，也可能短时内由220kV系统向500kV系统供电，固选有载调压方式。1.冷却方式电力变压器的冷却方式，根据容量和型式的不同，一般有以下几种类型：自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却。[1°]综上所述，装设两台主变压器并列运行的变电站，根据我国变电站运行实际经验,并参考经验，每台主变的额定容量：SN>0.7S岳=0.7x230.19MVA=161.14MVA综上所述，并考虑到本次设计的三个电压等级，查500kV三相三绕组电力变压器技术时数据表，选择变压器的型号为：表3.1变压器的参数酌7(KV極維(%)醐B繼紙顿晒/II高中Mr低扣低11擊-500O2150000/20000T25C00%52-2XV3±O23378•IX238.824.根据负荷统计计算容量Sn=161.14MVA可以选定主变的型号为0DFPSZ-250000/500(()-自耦、D-单相、F-风吹式、P-强迫油循环、S-三绕组、Z-有载调压)，参数如上表所示。 3.2主接线的设计发电厂和变电站的电气主接线是指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接而成的电路，也称为主系统或一次系统。171它的形式会影响配电装置布置、供电可靠性、电能质量、运行灵活性、二次接线和继电保护等，对发电厂和变电站以及电力系统的安全、可靠和经济运行起着重要作用。1.主接线设计的原则变电所的主接线要以任务书为依据，按照国家经济建设的方针政策及技术规定，在保证供电可靠性、灵活性的前提下，尽可能的节省投资实现先进、适用、可靠、经济、美观的设计原则。2.主接线方案的确定主接线是根据发电厂或变电所的设计任务书，原始资料以及设计要求和原则来进行设计的，在保证满足技术要求条件下，力求经济性。现初步选择三个方案进行可靠性、灵活性及经济性比较，确定最佳主接线方案。方案一：电气主接线采用双母线接线图3.1为双母线接线。双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一次/二次）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。和单母线相比，它的优点是供电可靠性大，可以在不切断电源的情况下实现母线的轮流检修，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线上，就可迅速恢复供电，还具有调度、扩建、检修方便的优势；其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的占地面积和投资费用都有了相应的增加；同时配电装置也变得复杂，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误操作，而且不宜实现自动化；特别是当母线故障时，要在短时间内切除较多的电源和线路，这在特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。[IQ] 方案二：电气主接线采用3/2断路器主接线图3.2所示为一个半断路接线，每2回路经3台断路器接至2组母线上，又称3/2接线。两个回路共用3台断路器，正常运行时，所有断路器都接通，两组母线保持同时工作状态。当任何一组母线检修，或任何一台断路器检修时，各回路任然可以按照原接线方式运行，不需要切换任何回路，避免了大量通过隔离幵关进行的倒闸操作。当任一母线检修时，只有与故障母线相连的断路器自动分开闸，任何回路不会停电。甚至当一组母线检修，另一组母线故障时，功率能继续保持输送；只有在联络断路器发生故障时，与其相连的两回线路短时停电。所以这种接线操作简单，运行灵活，可靠性高，适合作为500kv电气主接线。[1°]图3.2—个半短路器主接线方案三：电气主接线采用单母线带旁路母线接线图3.3为单母线分段主接线，就是在单母线的基础用分段断路器进行分段。单母线 分段接线当一段母线发生故障或检修，仅停该段母线，非故障段母线仍可继续工作。缺点主要是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的回路必须全部停电；任何一个回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。此种接法适用于用35kv及以上的接线。图3.3单母线分段主接线双母线接线和3/2断路器主接线在运行方面的比较如下: 项S双母线主接线3/2断路器主接线可靠性1）供电可靠，通过倒母线检修一组母线而不影响供电。2）母线故障和断路器失灵切除该段母线所荇设备，影响面大。3）断路器误跳影响该回路供电。1）供电可靠，检修母线或者任一单台断路器不影响供电。2）母线故障不影响供电，断路器失灵仅仅影响本串内线路供电。3）断路器偷跳不影响该回路供电。灵活性1）运行灵活，双同路或者环路可以接至不同母线运行。2）刀闸作为操作电器，运行方式改变和事故处理都需要倒闸操作。1）运行灵活，任一台断路器断开都不影响供电。2）刀闸仅作为检修电器，不作为操作电器，事故处理仅需要操作断路器，处理迅速。经济型投资较省投资较大运行维护1）设备布置清晰，停电范围容易确认。2）二次同路、保护及通信回路较简单，没有远方跳闸需要，各间隔具有独立性，运行维护方便。1）设备布置紧凑，停电范围不够够晰。2）二次回路、保护及通信回路较复杂，有远方跳闸需要，通讯设备维护量大，运行维护有一定难度。综合上述比较可以看出，3/2断路器接线比双母线在可靠性、灵活性更有优势，虽然经济投入比较大，但与一旦造成系统重大事故的经济损失相比，也是合适的。所以本设计中500千伏侧采用一个半断路器主接线，220千伏侧接线采用双母线主接线，35千伏侧接线采用单母线分段接线。 4短路计算4.1短路电流计算短路电流计算中，容量和接线均按最终规模计算，短路种类按系统最大运行方式下三相短路较验。本设计设备选择的短路电流是按变电所最终规模及500千伏、220千伏系统阻抗进行计算的。4.2短路电流和短路容量电力系统在运行中，相与相之间或相与地之间发生的非正常连接时流过的电流叫短路电流。三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路时的三相回路是对称的，所以称为对称短路；其他几种短路时三相电路都是不对称的，故称为不对称短路。当回路短路时，电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，会严重的增大短路电流并可能使其超过回路额定电流的数倍，从而造成设备的损坏。短路电流的大小由短路点距电源的电气距离而决定。[10][12]反映电力系统某一供电点电气性能的一个特征量叫做短路容量。表达式为：Wk=UnIk式中，wk—短路容量，MVA；1^一短路点正常运行故障前的线电压，kVIk一发生三相短路故障时的短路电流，kA若UN、IK取标么值和IK*、则该点短路容量的标么值为Wk二unm"ik由于UN接近于1，所以WK的倒数即该供电点的短路阻抗标么值为:Xsk二Z+N二4.3短路电流所引起的后果(1)短路电流往往会伴随产生电弧，电弧不但会烧坏故障元件本身，还可能会烧坏周围设备伤及周围人员。(2)当巨大的短路电流通过导体时，不但会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，还会产生巨大的点动力，使导体变形或损坏。(3)短路会引起系统电压大幅度降低，尤其是靠近短路点处的电压，这将导致用户 的供电遭到破坏。网络电压的降低，还会使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导 致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。(1)电力系统中出现短路故障时，系统电压的严重下降和功率分布的突然变化，会破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列。会导致某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的越大，持续时间越久，对整个电力系统稳定运行破坏也越大。[1Q]4.4限制短路电流的措施为了确保系统的安全可靠运行，减少短路的影响，除了在操作和维修时应尽量减小短路的可能，还应尽快地切除短路故障部分在短时间内恢复系统电源到正常值。因此需要采用动作快速的断路器和继电保护，以及装设有自动调节励磁装置的发电机等。(1)对短路电流作出正确的计算，根据短路电流合理的选择及校验电气设备，(2)正确地选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，使速断保护装置在发生短路时，能快速切断短路电流，减少损失。(3)加强线路维护并保证架空线路施工质量，始终保持线路弧垂一致并符合规定。(4)在变电站安装适合的避雷设备，减少雷击损害。(5)及时清除导电粉尘，防止导电粉尘进入电气设备。(6)在电缆埋设处设置标记，如果有人在附近挖掘施工，要派专人看护，并向施工人员说明电缆敷设位置，以防止对电缆造成损坏形成短路。(7)加强管理，防止小动物进入配电室，造成对电气设备的损害。(8)电力系统的运行和维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度，正确操作电气设备，禁止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸，线路施工，维护人员的工作完成后，应立即去除接地线。要经常对线路、设备进行巡视检查，及时发现缺陷，迅速进行检修。[13]4.5计算结果计算过程详见附录计算书，短路电流计算结果列表三相短路电流计算结果如表4.1所示 表4.1三相短路电流计算结果短路点Uav(kV)I"(kA)ich(kA)L(kA)d<3)5252.757.012.75d<3)2303.579.13.57d⑶U3376.516.5756.55电气设备的选择及校验4.1设备选择的一般原则供配电系统中的电气设备的选择，既要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不至产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置(户内或户外)、环境温度、海抜高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。电气设备选择的主要原则有以下几条：1.按工作环境及正常工作条件进行电气设备选择(1)根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。(2)按工作电压选择电气设备的额定电压。[14](3)按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流1。应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即：IN>Imax或者IN2Ir2.按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。3.开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点的最大三相短路容量。 5.2母线的选择1.500KV侧母线的选择及校验(1)按经济电流密度选择母线截面最大长期工作电流：1.05-^—V3Un1.05x500000500x73606.2A按经济电流密度选择母线截面式中Sj——经济截面，m2J——经济电流密度，A/m2由于母线置于户外，考虑集肤效应和散热，由任务书己知最大负荷利用小时数为3000h，按经济电流密度选择母线截面。查表选择J二1.15A/m2s6062=52?J3mm2J1.15故选择截面积800mm2的LGJQT-800mm2型钢芯铝绞线，其在25°C最大允许持续电流为1420A。(2)热稳定校验取e=35°c,e()=25对，温度修正系数为：0y一一母线最高长期允许温度，°Ce一一母线运行的实际温度，°c00一一规定的标准环境温度，°C1,31则母线运行的实际温度为35"C时的母线允许电流:Iv=0.882x1420=1252.44A大于其长期最大工作电流(602.2A)，满足长期工作时的发热条件。校验：短路计算时间 tk=tpi.+ta+tin=0.08+0.06+0.06=0.2S因tk小于Is,故应计算非周期电流热效应，查表的非周期分量时间常数T>0.05,U短路全电流的有效值查表得3.633，1^为3.806。周期分量热效应QP=124.722+10x3.8062+3.633212x0.2=3kA2s非周期分量热效应Qnp=TaI2=0.05x4.722=l.llkA2s因此，短路电流的热效应Qk=QP+Qnp=3+1.11=4.llkA2s查表知C=87.2，按热稳定条件所需最小母线截面为式中C一热稳定系数Kj一集肤效应系数(取1)。Smin=VQkk^/=V4.11x106><^^=2325^2100^2小于所选母线的截面积，满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需要动稳定校验，所以选择截面积800mV的LGJQT-800mi^型钢芯铝绞线。2.500KV侧进线母线的选择及校验因与发电厂相连，进线的最大长期工作电流与500KV侧的母线相同，所以选用截面积800mn?的LGJQT-800mm2型钢芯铝绞线。3.220kV侧母线的选择选择的基本原理同5.2.1.(1)按长期发热允许电流选择截面积：Iniax=L05Vlu1.05x5000000.85x230x731500.4ASj=:=1304.w查表选用LGJ-1500mm2型钢芯铝绞线，截面积1500mm2,70°C载流量为2350A, Kf二1.15。(2)热稳定校验 则母线运行的实际温度为35°C时的母线允许电流:Iy=0.882x2350=2072.7A大于其长期最大工作电流(1500.4A)，满足长期工作时的发热条件。短路计算时间t=t,+t.+t.=0.15+0.06+0.06=0.27SKpiclIII因么小于ls，故应计算非周期电流热效应，查表的非周期分量时间常数T>0.05。Itk短路全电流的有效值查表得3.633，为3.806。QP=r2+10Ik+I:1211.112+10x3.8062+3.633212xO.27=6.33kA2s非周期分量热效应Qnp=TaI2=0.05x11.II2=6.17kA2s因此，短路电流的热效应Qk=QP+Qnp=6.33+6.17=12.5kA2s经查表可知：C=87.2满足短路时发热的最小导体截面为：Smin==Vl2.5x106之=43.48mm2<1500mm2满足热稳定要求。因此220KV侧母线型号为LGJ-1500mm2。4.35kV侧母线的选择Imax1.05x16000037x^3(1)按长期发热允许电流选择截面积：2621.5A2621.5,9Ss==2279.6mnrJ1.15因此查表选用3XLGJQ-50⑻矩形铝导体，平放允许电流为3284A，集肤效应系 SKf-1.7o(2)热稳定校验0-0ev-e070-3570-25=0.882则母线运行的实际温度为35°C时的母线允许电流:Iy=0.882x3284=2896.5A大于其长期最大工作电流(2621.5A)，满足长期工作时的发热条件。短路计算时间=tpi.+ta+tin=0.15+0.06+0.06=0.27S因、小于ls，故应计算非周期电流热效应，查表得非周期分量时间常数Ta=0.05Itk短路全电流的有效值查表得2.023，1＜为2.038。QP=i”2+ioi?i1232.37"+10X2.0382+2.02312x0.27=24.6kA2s2.非周期分量热效应Qnp=TaI"=0.05x32.372=52.4kA2s因此，短路电流的热效应Qk=QP+Qnp=24.6+52.4=77kA2s经查表可知：090.5满足短路时发热的最小导体截面为：Smin二-V77xl06xl.J^126.4mm2〈5000mm2满足热稳定要求。(3)动稳定校验技术规程要求相间距35kV侧相间距a为0.5m，母线截面系数为72xl(Tn?。设绝缘子跨距为1.2m，由短路电流计算可知idl=82.54kA。三相短路最大电动力fDh=1.73x10"7x^-=1.73x10~7x(82.54x1()3)=2357.2N/mpha0.5母线所受的最大应力FLlOxw2357.2x1.210x72xl()-6=3.27xl06pa<69xl06pa 满足动稳定要求。5.3高压断路器的选择高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它既可以在正常情况下接通货断幵电路，又能在系统发生故障时自动地迅速断开故障电路。根据断路器所采用的灭弧介质及其工作原理不同，可分为油断路器、压缩空气断路器、3匕断路器和真空断路器。由于六氟化硫断路器有着结构简单，灭弧能力强，绝缘水平高，维护工作量少等优点。本设计选用六氟化硫断路器。[9][11]1.高压断路器的选择根据断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压即UN2UNS，额定电流大于或等于最大持续工作电流IN2Imax进行初选，各电压等级断路器选择参数如表5.1所示(1)500kV侧U=1.05SN_1.05x500000a/3Un-500x73606.2A(2)220kV侧1.05人1.05x50000073Un~0.85x230x731500.4A (3)35kV侧maxL=1.05^2^==2621.5A<3Un37xV3根据Un2Uns、IN^Imax进行初选，各电压等级断路器选择参数如表5.1所示表5.1所选断路器参数电压等级型号额定开断电流（kA）额定闭合流峰值（kA）热稳定电流（kA）动稳定电流（kA）500kVLW12-500/25005012550125220RVLW2-220/2500401004010035kVLW6-35/31505012550125 2.500kV侧校验己算出500kV侧短路电流热效应值SQk=Qp+Qnp=3+1.11=4.11kA2s,列出500KV断路器的有关参数，并于计算数据比较。由表5.2可见，所选LW12-500/2500合格。表5.2500kV断路器选择结果表计算数据LW12-500/2500UNS500kVuN500kV^max602.2AIN2500AI4.72kA^Nbr50kAieh12.03kAInci125kAQk4.11kA"sItt502X4=10000kA2s3.220kV侧校验己算出220kV侧短路电流热效应值*Qk=Qp+Qnp=6.33+6.17=12.5kA2s,列出220kV断路器的有关参数，并于计算数据比较。由表5.3可见，所选LW2-220/2500合格。表5.3220RV断路器选择结果表计算数据LW2-220/2500uNS220kVuN220kVImax1500.4AIn2500A19I11.llkA^Nbr40kA28.33kA1价1lOOkAQk12.5kA2s402X4=6400kA2s4.35kV侧校验己算出35kV侧短路电流热效应值为么=Qp+Qnp=24.6+52.4=77kA2s,列出35KV断路器的有关参数，并与计算数据比较。由表5.4可见，所选LW6-35/3150合格。 计算数据LW6-35/3150UNS35kVuN35kVmax2621.5AIn3150AflI32.37kA[Nbr50kAjch82.54kA[Ncl125kAQk77kA2s502X3=7500kA2s5.4隔离幵关的选择1.初选隔离开关也是发电厂和变电站中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器大致相同。由上节比较计算，初选隔离开关参数如表5.5所示。表5.5所选隔离开关参数电压等级型号动稳定电流(kA)热稳定电流有效值(kA)500kVGW6-500DW/25008040220kVGW6-220DW/25001004035kVGW12-35/4000125502.各电压等级下隔离幵关选择结果校验如表5.6、5.7、5.8所示表5.6500kV侧隔离开关选择结果表计算数据GW6-500DW/2500uNS500kVuN500kVImax602.2AIn2500AQk4.llkA2sI"t402X3-4800kA2sich12.03kAles80kA 由上表可知：500kV侧隔离开关选择满足要求。 计算数据GW6-220DW/2500UNS220kVuN220kV^max1500.4AIn2500AQk12.5kA2s402X3=4800kA2sich28.33kAieslOOkA由上表可知：220kV侧隔离开关选择满足要求。表5.835RV侧隔离开关选择结果表计算数据GW12-35/400Uns35kVuN35kVImax2621.5AIn4000AQk77kA2s502X3=7500kA2sich82.54kA125kA由上表可知：35kV侧隔离开关选择满足要求。5.5电流互感器的选择1.概况线路上的电压都比较高直接进行测量非常危险，所以电流互感器就起到电气隔离和变流的作用。电流互感器就是一种特殊的变压器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。电流互感器的接线方式根据其所接负载的运行要求确定，常见的接线方式主要有单相，三相星形和不完全星形。电流互感器的特点是一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，所以一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流与二次电流无关，此外电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。选用要点：(1)一次侧额定电流应为线路正常运行时负载电流的1.0〜1.3倍。(2)电流互感器的额定电压不低于所在电网的额定电压UN2UNs (1)保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不低于所供测量仪表的准确级。(2)根据需要确定变比与匝数。(3)型号规格选择。先根据供电线路一次负荷电流确定变比，然后再根据实际情况确定需要安装的型号。(4)额定容量的选择。电流互感器二次额定容量应大于实际二次负载，实际二次负荷应为额定二次容量的25%到100%。[8][12]1.电流互感器的选择各电压等级电流互感器选择参数如表5.9所示表5.9各电压等级电流互感器选择参数型号额定电压(kV)额定电流比(A)3s热稳定电流(kA)动稳定电流(kA)额定输出(VA)LB2-5005002X1250/12X252X62.550LB-220W2202X1250/12X252X62.550LVB-353550/5-10000/17518850电流互感器回路的仪表及接线如图5.1所示AWVARWhWARh图5.1电流互感器回路的仪表接线图2.动稳定和热稳定校验各电压等级电流互感器校验如表5.10、5.11、5.12所示 计算数据LB2-500UNS500kVuN500kV^max602.2AIn2500AQk4.llkA2s502X3=7500kA2sleh12.03kAleslOOkA由上表可知，500kV侧电流互感器选择满足要求。表5.11220KV侧电流互感器选择结果表计算数据LB-220WuNS220kVuN220RVImax1500.4AIn2500AQk12.5kA2s502X3=7500kA2sleh28.33kAles125kA由上表可知，220kV侧电流互感器选择满足要求。表5.1235RV侧电流互感器选择结果表计算数据LVB-35uNS35kVuN35kVImax2621.5AIn5000AQk77kA2s75"X3=16875kA"sich82.54kAles188kA由上表可知，35kV侧电流互感器选择满足要求。5.6电压互感器的选择1.概况电压互感器也是一种特殊的变压器，它正常工作在接近空载状态，主要由原、副边绕组，铁心和绝缘组成。电压互感器的特点是容量很小且比较稳定，正常工作时 接近于空载状态。因为电压互感器本身的阻抗很小，副边一旦发生短路，电流将急剧增大烧坏线圈。因此电压互感器的原边必须接有熔断器，副边有可靠接地，防止短路时在副边产生高电压对设备和人员损害。1.电压互感器的选择原则（1）按所选工作的电网额定电压选择。为了保证电压互感器安全和在规定的准确等级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压UNS应在（0.9〜1.1）UN1范围内，即O.9UN1图4.1等值电路图平均值为0.4£l/kmo等值电路及电抗计算（图4.1所示）O500KV°一u，2525US1%=去(Us卜2%+US1_3%一US2.3%)=1(11.8+38.2-24.8)=12.6US2%=臺(US1_2%+US2_3%-US1_3%)=去(11.8+24.8—38.2)=-0.8US3%=-^(Usl_3%+US2_3%-US1_2%)=去(38.2+24.8-11.8)=25.6X:二X.、L-^二0.4x300x^5=0.435氺木巾X3=X7=XT2uS2%、A_0.8、,1000X=XX100sx100500-0.016(舍去)X:=O簪—2220=0.4x50x1220=0.378三相短路电流计算及结果500kV侧母线三相短路计算1、等值网络图化简 X9*=lx/=-xO.252=0.12692-2本本：HX10=X5+X9=0.378+0.126=0.504%木x*二x]X10=0.435x0.504=()23311一X/+X:_0.435+0.504—*2、基准电流1000I==_=dlV3Udl73x525=U(kA) orF，(3)-(3)T<3)ch3、计算I、Lh、k三相短路电流周期分量有效值为I(3)k_,=-^==4.72RAX,,0.233f⑶=：CM⑶h=4.72kA则冲击电流ieh⑶二2.551々)二2.55x4.72二12.03kA220kV侧母线三相短路计算1、等值网络图化简oLXioLXi!/Z’±7图4.3化简等值网络图(d/3>点短路),1,1X9=-X7=-x0.252=0.126922 Xl0、X/+X9*=0.435+0.126=0.561•4：氺100.378x0.5610.378+0.5610.2262、基准电流!<12==U222_=2.51kAV3Ud273x2303、计算r(3)、ich<3l三相短路电流周期分量有效值为I2S1XH0.226k-2=」^=」一=ll.llkA!，•⑶=I,)=nn.llkA则冲击电流：ich(3)=2.551。")=2.55x11.11=28.33kA35kV侧母线三相短路计算 •*|>|r|X9=-X,=-x().252=0.126;2、2XI(/二丄X/=-x0.512=0.256卒氺：i：XH=Xi+X9=0.435+0.126=0.5612、基准电流0.378x0.5610.378+0.561=0.226+0.256=0.4820.226SB二1000V3Ud3"73x3715.6kA 3、计算I”⑶、i。，、I。⑶三相短路电流周期分量有效值为1(-3二-^7二-^二32.37kAXI30.482I⑶=lj3)=l⑶k]=32.37kA则冲击电流：ich⑶=2.55I"<3)=2.55x32.37=82.54kA三相短路电流计算结果如表4.1所示表4.1三相短路电流计算结果短路点Uav(kV)I"(kA)ich(kA)L(kA)d产5254.7212.034.72d<3)23011.1128.3311.11d<3)3732.3782.5432.37 二、电气主接线图e/so<>/ooor-siSG-A31VOG3T/rsc-t^^s做wTOOOl/o<>（>oiscIO/SCse-erarSC-ZJSG-2Nd迦V009/osc-e^oTl线4#>vgLn母/ugLnT1T:T--T2e-CSFPS-250000/500容量比<%>250/250/80MVA接线组别:YN,aO，dll阻抗电压（％〉：Ud卜2=11.8%Udl-3=38.2%Ud2-3=24.8%画o1-O•贺州学院物电系500KV变电站设计班级08电气1班设计秦政皇电气主接线图审核CAD制图工艺比例校核日期2012.4.18OJOJ 致谢感谢我的指导老师张伟亮。张老师的高度的敬业精神，精益求精的精神，严谨求实的治学态度，大胆的进取创新精神都深深的感染了我，让我受用无穷。张老师不论是在学习上，还是在日常生活中都给了我很多帮助和建议，同时也教会了我正确的做人做事的态度。这也激励我在今后的学习、工作和生活中，时刻保持勤奋踏实的工作态度和求实创新的上进精神。再次，向我的导师张伟亮老师，表示深深的敬意和感谢!感谢贺州学院物电系创新基地提供给我一个良好的学习与实践的平台，感谢各位领导、老师对创新基地的关心与无限的支持。同时，我还需要感谢每一位老师，有了你们的无私的奉献，传播新的知识，让我在大学期间不仅学到了很多知识，而且学到了很多做人的道理。感谢我的每一位同学，谢谢你们对我一直以来的关心和帮助，因为有了你们的陪伴，我大学生活才更充实、更精彩。最后，感谢我最挚爱的家人，谢谢你们一直以来的辛劳养育和默默支持。'