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1、河南理工大學課程設計說明書 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行，是聯系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的 作用，擬在某區(qū)域新建一座220KV變電站。 本設計書主要介紹了220kv區(qū)域變電站電氣一次部分的設計內容和設計方法。設計的內容有220kv區(qū)域變電站的電氣主接線選擇，主變壓器，站用變壓器的選擇，母線，斷路器和隔離刀閘的選擇，互感器的配置，220kv,110kv,10kv線路的選擇和短路電流的計算。設計中還對主要高壓電氣設備進行了選擇與計算，如斷路器，隔離開關，電壓互感器，電流互感器等，此外還進行了防雷保護的設計

2、，電氣總平面布置及配電裝置的選擇，繼電保護的設備等，提高了整個變電站的安全性。 關鍵詞：變電站；主接線；變壓器 Abstract Substation is an important part of the power system, which directly affects the entire power system security and economic operation of power plants and the user is to contact the middle part

3、, plays the role of transformation and distribution of electric energy，intends to build a 220 kv substation of a regional. The design of the book introduces the regional 220kv electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220k

4、v main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option,the configuration of transformer,220kv,110kv,10kv line choice and short-circuit current calculations.The design of the main high pressure also had a choice of e

5、lectrical equipment and computing, such as circuit breakers,isolating switches,voltage transformers,current transformers and so on.In addition,a lighting protection design and computing，general layout of electrical the choice of power distribution unit and the protection equipments and so on.,increa

6、sed the safety of the entire substation. Keywords:substation; main connection; transformer 目 錄 1 引言 1 1.1選題的目的和意義 1 1.2國內外研究現狀 1 1.3本設計的主要研究內容 2 2 電氣主接線的方案設計 3 2.1電氣主接線概述 3 2.2電氣主接線的方案選擇 4 2.2.1 主接線方式介紹 4 2.2.2主接線的方案選擇 4 3 主變壓器的選擇 8 3.1 主變壓器的選擇原則 8 3.1.1

7、主變壓器臺數的選擇 8 3.1.2 主變壓器容量的選擇 8 3.1.3 主變壓器型式的選擇 9 3.1.4 繞組數量和連接形式的選擇 10 3.2 主變壓器選擇結果 10 4 220KV變電站電氣部分短路計算 11 4.1 概述 11 4.2 變壓器的各繞組電抗標幺值計算 11 4.3 10KV側短路計算 12 4.4 220KV側短路計算 15 4.5 110KV側短路計算 17 5 導體和電氣設備的選擇 19 5.1 斷路器和隔離開關的選擇 20 5.1.1 220KV出線、主變側的選擇 21 5.1.2 110KV出線、主變側的選擇 25 5.1.3 10

8、KV限流電抗器、斷路器、隔離開關的選擇 28 5.2 電流互感器的選擇 33 5.2.1 220KV側電流互感器的選擇 34 5.2.2 110KV側的電流互感器的選擇 35 5.2.3 10KV側電流互感器的選擇 36 5.3 電壓互感器的選擇 38 5.3.1 220KV側母線電壓互感器的選擇 39 5.3.2 110KV側母線電壓互感器的選擇 39 5.3.3 10KV母線電壓互感器的選擇 40 5.4 導體的選擇與校驗 40 5.4.1 220KV母線的選擇 40 5.4.2 110KV母線的選擇 41 5.4.3 10KV母線的選擇 42 5.4.4 變壓器

9、220KV側引接線的選擇與校驗 44 5.4.5 變壓器110KV側引接線的選擇與校驗 45 5.4.6 變壓器10KV側引接線的選擇與校驗 46 6 站用電設計 48 6.1站用變壓器選擇 48 6.2 站用電接線圖 48 總結 50 致謝 51 參考文獻 52 附錄 53 - 55 - 1 引言 1.1選題的目的和意義 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行，是聯系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接

10、受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來。結合我國電力現狀，為國民經濟各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質、廉價的電能，優(yōu)化發(fā)展變電站，根據當地電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬在某區(qū)域新建一座220KV變電站。 1.2國內外研究現狀 我國電力系統(tǒng)的變電站大致分為四大類：升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。我國電力工業(yè)的技術水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應用水平，認真對待?，F階段，全面做好“十二五”發(fā)展規(guī)劃，加快電網重點工程建設，進一步加強企業(yè)經營管理，推進“三集五大”體系建設，加大科技創(chuàng)新和管理

11、創(chuàng)新力度，繼續(xù)加強“三個建設”。電力布局由注重就地平衡向全國乃至更大范圍優(yōu)化統(tǒng)籌轉變，電力結構由過度依賴煤電向提高非化石能源發(fā)電比重轉變，推進集約化發(fā)展和標準化建設，充分發(fā)揮國家電網在電力市場化、能源清潔化、經濟低碳化、生活方式現代化中的基礎性作用；實現供配電輸送無縫隙，無錯誤。結合我國電力現狀，為國民經濟各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質、廉價的電能。 通過網絡及雜志我們可以發(fā)現，近年來一些發(fā)達國家的能源不是很豐富，進而導致電力資源不是充足。為了滿足國內的需求，減少在網路中的損耗，這些發(fā)達國家已經形成了完善的變電設計理論。比較完善的變電站設計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)

12、達國家通過改善優(yōu)化變電站結構，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經濟性。 1.3本設計的主要研究內容 該設計包括以下任務：（1）主接線的設計（2）主變壓器的選擇 （3）短路計算 （4）導體和電氣設備的選擇（5）站用電設計 。 2 電氣主接線的方案設計 2.1電氣主接線概述 電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預定的功率傳送和運行等要求而設計的、表明高壓電氣設備之間相互連接關系的傳送電能的電路，是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。它們的連接方式對供電

13、可靠性、運行靈活性及經濟合理性等起著決定性作用。因此必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響，通過技術經濟比較，合理確定主接線。 電氣主接線應滿足以下幾點要求： （1）運行的可靠性：主接線系統(tǒng)應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電?？煽宽憫簲嗦菲鳈z修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電?！　? （2）運行的靈活性：主接線系統(tǒng)應能靈活地適應各種工作情況，.主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小

14、，不中斷向用戶的供電并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。此外，由于我國工農業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時靈活性還要考慮到具有擴建的可能性。　　 （3）運行的經濟性：主接線系統(tǒng)還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資使其發(fā)揮最大的發(fā)揮經濟效益。 （4）操作應盡可能簡單、方便?！　? 主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。 此外

15、，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中還要考慮到系統(tǒng)專業(yè)對主接線提供的具體資料系統(tǒng)設備容量大小，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠，變電所接入的電壓等級一般不超過兩種。 2.2電氣主接線的方案選擇 2.2.1 主接線方式介紹 （1）單母線接線 適用范圍：6~10kV配電裝置的出線回路數不超過5回；35~63kV配電裝置出線回路數不超過3回；110~220kV配電裝置的出線回路數不超過2回。 （2）單母線分段接線 適用范圍：6~10kV配電裝置出線回路數為6回及以上時；35kV配電裝置出線回路數為4~8回時；110~220kV配電裝置出線回路數為3~4回時。 （3）單母分段帶旁路母線

16、這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35~110kV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 （4）雙母線接線 適用范圍：6~10kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35kV配電裝置，當出線回路數超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110~220kV配電裝置，出線回路數為5回及以上時，或110~220kV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數為4回及以上時。 （5）雙母線分段接線 雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此

17、在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現分階段的擴建優(yōu)點。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。一般當連接的進出線回路數在11回及以下時，母線不分段。 2.2.2主接線的方案選擇 根據原始資料的分析現列出兩種主接線方案。 方案一：220KV側雙母接線，110KV側雙母接線、10KV側單母分段接線。 220kV出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110～220KV出線數為5回及以上時。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調度靈活、擴建方便等特點。 110kV出線10回（其中備用2回），110kV側有兩回出線供給遠方大型冶煉廠，其容量為

18、80000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進線，其他地區(qū)變電所進線總負荷為100MVA。根據條件選擇雙母接線方式。 10kV出線12回（其中備用2回），10kV側總負荷為35000kVA，Ⅰ、Ⅱ類用戶占60%，最大一回出線負荷為2500kVA，最大負荷與最小負荷之比為0.65。選擇單母分段接線方式。 方案主接線圖如下： 圖2-1主接線方案一 方案二：220KV側雙母帶旁路接線，110KV側雙母接線、10KV側單母分段接線。 220kV出線6回（其中備用2回），而由于本回路為重要負荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，

19、使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。主接線如下圖： 圖2-2 主接線方案二 現對兩種方案比較如下： 表2-1主接線方案比較表 方案 方案一：220kV側雙母接線，110kV側雙母接線、10kV側單母分段接線。 方案二、220kV側雙母帶旁路接線，110kV側雙母接線、10kV側單母分段接線。 可靠性 1.220kV接線簡單，設備本身故障率少

20、； 2.220kV故障時，停電時間較長。 1.可靠性較高； 2.有兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使該側不停電，提高了可靠性。 靈活性 1.220kV運行方式相對簡單，靈活性差； 2.各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。 1.各電壓級接線方式靈活性都好； 2.220kV電壓級接線易于擴建和實現自動化。 經濟性 設備相對少，投資小。 1.設備相對多，投資較大； 2.母線采用雙母線帶旁路，占地面增加。 通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經濟性的比較，方案二有兩臺變壓器工作，可靠性更好，在靈活性方面，方案二的220kv電壓等級較方案一易于擴建和實現自動化，經濟性

21、方面，由于方案二的投入設備較方案一多，所以在這方面比方案一投入要大，綜合這三個方面，方案二更優(yōu)于方案一，所以確定第二方案為設計最終方案。 3 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯絡變壓器；只供本站用的變壓器，稱為站用變壓器或自用變壓器。 3.1 主變壓器的選擇原則 （1）主變容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10～20年的負荷發(fā)展。 （2）根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮一臺

22、主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應能保證全部負荷的70%～80%。 （3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設兩臺主變，有條件的應考慮設三臺主變的可能性。 3.1.1 主變壓器臺數的選擇 （1）對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。 （2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。 （3）對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 3.1.2 主變壓器容量的選擇

23、（1）主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期10～20年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。 （2）根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的70%～80%。 （3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應從全網出發(fā)，推行系列化、標準化。 3.1.3 主變壓器型式的選擇 選擇主變壓

24、器，需考慮如下原則： （1）當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應選用三相變壓器。 （2）當發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時，已經技術經濟比較后，確定選用三相變壓器、兩臺50%容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為300MW、并直接升到500KV的，宜選用三相變壓器。 （3）對于500KV變電所，除需考慮運輸條件外，尚應根據所供負荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時，當一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網停電；如用總容量相同的多臺三相變壓器，則不會造成所停電。為此要經過經濟論證

25、，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據可靠性、靈活性、經濟性等，確定是否需要備用相。 3.1.4 繞組數量和連接形式的選擇 具有三種電壓等級的變電所，如各側的功率均達到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側雖無負荷，但需要裝設無功補償設備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器。 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只要有丫和△，高、中、低三側繞組如何結合要根據具體工作來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接；35KV亦采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。

26、由于35KV采用丫連接方式，與220、110系統(tǒng)的線電壓相位角為0，這樣當變壓變比為220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時，否則就不能與現有35KV系統(tǒng)并網。因而就出現所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器，全國投運這類變壓器約40～50臺。 3.2 主變壓器選擇結果 查《電力工程電氣設備手冊：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為180MVA。 由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術數據》選定主變型號為：SFPS7-180000/220。 主要技術參數如下： 額定容量：180000（KVA） 額定電壓：高壓—22022.5% ；中壓—121；

27、 低壓—10.5（KV） 連接組標號：YN/yn0/d11 阻抗電壓（%）：高中：14.0；中低：7.0；高低：23.0 空載電流（%）：0.7 所以一次性選擇兩臺SFPS7-180000/220型變壓器為主變。 4 220KV變電站電氣部分短路計算 4.1 概述 在電力系統(tǒng)中運行的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是各種形式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行，使電氣設備受到損壞。 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。所謂短路，是指一切不屬于正常運行的相與相之間或相與地之間（對于中性點接地系

28、統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 短路電流計算是變電所電氣設計中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算目的是： (1)電氣設備的選擇與校驗；(2)合理配置繼電保護和自動裝置；(3)在設計和選擇電氣主接線時，確定是否需要采取限制短路電流的措施；(4)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算。 4.2 變壓器的各繞組電抗標幺值計算 圖4-1 系統(tǒng)圖的等值電路 系統(tǒng)阻抗：220KV側電源近似為無窮大系統(tǒng)A，歸算至本所220KV母線側阻抗為0.015（Sj=100MVA）,110KV側電源容量為500MVA，歸算至本所110KV母線側阻抗為0.36（Sj=100MVA）。變壓器型號為SFPS7—180000/220。 S

29、N=180MVA其中高中、高低、中低阻抗電壓（%）分別為14，23，7。 設SB=100MVA，UB=Uav 4.3 10KV側短路計算 f(-1短路時, 示意圖如下： 圖4-2 f-1短路的等值電路圖 三角形變?yōu)樾切危? 設， 圖4-3 f-1短路的等值電路圖 再次簡化 因為： 所以： 示意圖如下所示: 圖4-4 f-1短路的等值電路圖 再做三角形變換 示意圖如下： 圖4-5 f-1短路的等值電路圖 計算電抗： 汽輪發(fā)電機計算曲線，0s時

30、標么值為 因為A電源為無窮大系統(tǒng)所以提供的短路電流為： 所以短路電流有名值為： 沖擊電流： 短路容量： 4.4 220KV側短路計算 f-2短路時，示意圖如下圖所示。 圖4-6 f-2短路的等值電路圖 圖4-7 f-2 短路的等值電路圖 XB*=XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399 圖4-8 f-2短路的等值電路圖 A電源（無窮大系統(tǒng)）的短路電流為： 查汽輪發(fā)電機計算曲線有 IB0=0.512 所以短路電流有名值為 沖擊電流： 短路容量： 4.5 110KV側短路計算 f-3短路時 圖4-9 f

31、-3短路的等值電路圖 XA*=XT*+XAS*=0.039+0.015=0.054 上圖簡化圖如下： 圖4-10 f-3短路的等值電路圖 A為無窮大系統(tǒng)所以有 而 查汽輪發(fā)電機的計算曲線得 IB0=0.570 所以短路電流有名值為 沖擊電流： 短路容量： 短路計算結果列表于下： 表4-1 短路計算成果表 短路點 基準電壓 短路電流 沖擊電流 短路容量S (K) (kA) (kA) (MVA) f-1 10.5 76.154 194.193 384.977 f-2 230 17.376 44.309 6922.

32、106 f-3 115 10.778 27.484 2146.825 5 導體和電氣設備的選擇 正確選擇電氣設備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。 導體電氣設備的選擇包括：斷路器和隔離開關

33、的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導線的選擇。 電氣設備選擇的一般原則：應滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；應按當地環(huán)境條件校驗；應力求技術先進與經濟合理；選擇導體時應盡量減少品種；擴建工程應盡量使新老電氣設備型號一致；選用新產品，均應具有可靠的實驗數據，并經正式鑒定合格。 選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。同時，所選擇導線和電氣設備應按短路條件下進行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設備的一般技術條件如下表： 表5-1 高壓電器技術條件 序號 電器名稱 額定 電壓

34、 額定 電流 額定容量 機械負荷 額定開斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 絕緣 水平 kA A kVA N A 1 斷路器 √ √ √ √ √ √ √ 2 隔離開關 √ √ √ √ √ √ 3 組合電器 √ √ √ √ √ √ 4 負荷開關 √ √ √ √ √ √ 5 熔斷器 √ √ √ √ √ √ 6 PT √ √ √ 7 CT √ √ √ √ √ √ 8 電抗器 √ √

35、 √ √ √ √ 9 消弧線圈 √ √ √ √ √ 10 避雷器 √ √ √ √ 11 封閉電器 √ √ √ √ √ √ √ 12 穿墻套管 √ √ √ √ √ √ 13 絕緣子 √ 5.1 斷路器和隔離開關的選擇 斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調試和運行維護，并經濟技術方面都比較后才能確定。根據目前我國斷路器的生產情況，電壓等級在10KV~220KV的電網一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以

36、選用SF6斷路器。 斷路器選擇的具體技術條件如下： 額定電壓校驗： UN≥UNs （5-1） 額定電流校驗： IN＞Imax （5-2）開斷電流： INbr＞I″ （5-3） 動穩(wěn)定： ies＞ish （5-4） 熱穩(wěn)定： It2t> Qk （5-5） 同樣，隔離開關的選擇校驗條件與斷路器相同，并可

37、以適當降低要求。 5.1.1 220KV出線、主變側的選擇 （1）主變斷路器的選擇與校驗 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 具體選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=220KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=496.01A 3）開斷電流選擇：INbr＞I″=17.376KA 選擇SW6—220/1200，其SW6—220/1200技術參數如下表： 表5-2 SW6—220/1200 技術參數表 型號 額定電壓 額定電流 斷流容量 額定斷流量 極限通過電流 峰值 熱穩(wěn)定電流 固有分閘時間 kV

38、A MVA kA kA kA S SW6220/1200 220 1200 6000 21 55 21 0.04 4）熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=2124=1764[（KA）2S] 電弧持續(xù)時間取0.06S，熱穩(wěn)定時間為：tk =1.5+0.04+0.06=1.6S 查計算電抗并計算短路電流為 所以，It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)校驗。 5）動穩(wěn)定校驗：ies=55kA＞ish=44.309KA滿足校驗要求 具體參數如下表： 表5-3 220kv主變側斷路器具體參數表 計算數據 SW6-220/120

39、0 220kV 220kV 496.01A 1200A 17.376kA 21kA 44.309kA 55kA 120.252 2124=1764 44.309kA 55kA 由表可知，所選斷路器滿足要求。 （2）出線斷路器的選擇與校驗 由上表可知SW6-220/1200同樣滿足出線斷路器的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與主變側相同。 具體參數如下表所示： 表5-4 220kv出線斷路器具體參數表 計算數據 SW6-220/1200

40、 220kV 220kV 496.01A 1200A 17.376kA 21kA 44.309kA 55kA 120.252 2124=1764 44.309kA 55kA （3）主變側隔離開關的選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=220KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=496.01A 3）極限通過電流選擇：ies＞ish=44.309KA GW6—220D/1000—80，其技術參數如下表： 表5-5 GW6—220D/

41、1000—80技術參數表 型號 額定電壓 額定電流 極限通過 電流峰值 熱穩(wěn)定電流 kV A kA kA GW6—220D/1000—80 220 1000 80 23.7 4）熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=23.724=2246.76[（KA）2S] 所以， It2t> Qk 滿足熱穩(wěn)校驗。 5）動穩(wěn)定校驗：ies=80KA＞ish=44.309kA滿足校驗要求。 具體參數如下表： 表5-6 220kv主變側隔離開關具體參數表 計算數據 GW4-220D/1000—80 220kV 220kV

42、 496.01A 1000A 115.743 23.74=2246.76] 44.309kA 80kA 由表可知，所選隔離開關各項均滿足要求。 （4）出線側隔離開關的選擇及校驗過程如下： 由上表可知GW6—220D/1000—80同樣滿足出線隔離開關的選擇。 其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與主變側相同。 具體參數如下表： 表5-7 220kv出線側隔離開關具體參數表 計算數據 GW4-220D/1000—80 220kV 220kV 496.01A 1000A

43、 115.743 23.724=2246.76] 44.309kA 80kA 由表可知，所選隔離開關各項均滿足要求。 5.1.2 110KV出線、主變側的選擇 （1）斷路器的選擇與校驗 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 具體選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=992.02A 3）開斷電流選擇：INbr＞I″=10.778KA 初選SW4—110/1000技術數據如下表所示： 表5-8 SW4—110/1000技術數據 型號 額定電壓KV 額定電流A 斷流

44、容量MVA 額定斷流量KA 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時間S SW4—110/1000 110 1000 3500 18.4 55 21 0.06 4）熱穩(wěn)定校驗：It2t>Qk It2t=2125=2205[（KA）2S] 滅弧時間取0.06S，熱穩(wěn)定計算時間：tk=1.5+0.06+0.06=1.62S 查轉移電抗并計算短路電流 所以，It2t> Qk滿足熱穩(wěn)校驗。 5）動穩(wěn)定校驗：ies=55kA＞ish=27.484KA滿足校驗要求。 具體參數如下 表5-9 110kv主變側斷路器具體參數表 計算數據 S

45、W4-110/1000 UNs 110KV UN 110KV Imax 992.02A IN 1000A I″ 10.778KA INbr 18.4KA ish 27.484KA INcl 55KA QK 186.747[（KA）2S] It2t 2125=2205 [（KA）2S] ish 44.309KA ies 55KA 由表可知，所選斷路器滿足要求。 （2）隔離開關的選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=110KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=992.0

46、2A 3）極限通過電流選擇：ies＞ish=27.484KA 選擇GW4—110D/1000—80其技術數據如下表： 表5-10 GW4—110D/1000—80技術數據 型號 額定電壓KV 額定電流A 極限通過電流KA峰值 熱穩(wěn)定電流KA GW4—110D/1000—80 110 1000 80 21.5 4）熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=21.525=2311.25[（KA）2s] 所以，It2t> Qk滿足熱穩(wěn)校驗 5）動穩(wěn)定校驗：ies=55kA＞ish=27.484kA滿足校驗要求 具體參數如下表 表5-11 110kv側隔離開

47、關具體參數 計算數據 GW4-110D/1000—80 UNs 110KV UN 110KV Imax 992.02A IN 1000A QK 186.747[（KA）2S] It2t 21.525=2311.25[（KA）2S] ish 27.484KA ies 55KA 由表可知，所選隔離開關各項均滿足要求。 110KV母聯斷路器及隔離開關的最大工作條件與變中110KV側應滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用SW4-110/1000型少油斷路器和GW4-110D/1000—80型隔離開關。 5.1.3 10KV限流

48、電抗器、斷路器、隔離開關的選擇 由于短路電流過大需要裝設限流電抗器 （1）限流電抗器的選擇 設將電抗器后的短路電流限制到I″=20KA 1)初選型號 根據以上條件初選XKK—10—4000—4 電抗器標么值： X*∑= 其中：KA 2)選擇電抗值 電源至電抗器前的系統(tǒng)標么值： 運用4%的電抗器計算結果表明不滿足動穩(wěn)定要求故改為XKK-10-4000-12。 表5-12 XKK—10—4000—12技術數據 型號 額定電壓KV 額定電流A 電抗率 動穩(wěn)定電流峰值KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時間S XKK—10—4000—12 10

49、KV 4000 12% 204 80 0.17 3）電壓損失和殘壓校驗 當所選電抗值大于計算值時，應重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗。 為計算短路電流，先計算電抗標么值為 其中tk=2+0.17+0.05=2.22S，查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值：I″=76.154KA I2.22=76.23KA I1.11=76.23KA 則電壓損失和殘壓分別為 4）動、熱穩(wěn)定校驗 表 5-13 10kv側限流電抗器具體參數 計算數據 XKK—10—4000—12 UNs 10KV UN 10KV Ima

50、x 1347A IN 4000A QK 12898.306[（KA）2s] QK 8024=25600 [（KA）2s] ish 194KA ies 204KA 根據以上校驗，選擇滿足要求。 （2）限流后I″=20KA ish=2.5520=51KA 流過斷路器的最大工作電流： 具體選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=10KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=1414.4A 3）開斷電流選擇：INbr＞I″=20KA 選擇SN4—10G/5000，其技術參數如下表所示： 表5-14 SN4—1

51、0G/5000技術參數 型號 額定電壓KV 額定 電流A 斷流容 量MVA 額定斷流量KA 極限通過電流KA峰值 熱穩(wěn)定 電流KA 固有分閘時間 SW4-10G/5000 10 5000 1800 105 300 120 0.15 4）熱穩(wěn)定校驗 It2t=12025=72000[（KA）2S] 設后備保護時間為1.5S，滅弧時間為0.06S 查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值：I″=20KA It2t> Qk 滿足要求。 5）動穩(wěn)定校驗：ies=300kA＞ish=51kA滿足校驗要求。 具體參數如下表：

52、 表 5-15 10kv側斷路器具體參數 計算數據 SN4-10G/5000 UNs 10KV UN 10KV Imax 1414.4A IN 5000A I″ 20KA INbr 105KA ish 194.193KA INcl 300KA QK 9123.9 [（KA）2s] It2t 12025=72000[（KA）2s] ish 51KA ies 300KA 由表可知，所選斷路器滿足要求。 （3）隔離開關的選擇及校驗過程如下： 1）額定電壓選擇：UN≥UNs=1

53、0KV 2）額定電流選擇：IN＞Imax=1414.4A 3）極限通過電流選擇：ies＞ish=51KA 選擇GN10—10T/5000—200，其技術參數如下： 表5-16 GN10-10T/5000-200技術參數 型號 額定電壓KV 額定電流 A 極限通過電流KA 熱穩(wěn)定電流KA GN10-110T/5000-200 10 5000 200 100 4）熱穩(wěn)定校驗：It2t> Qk It2t=10025=50000[（KA）2s] 所以，It2t> Qk= 9123.9 [（KA）2s]，滿足熱穩(wěn)校驗。 5）動穩(wěn)定校驗：ies=200kA＞ish=

54、51kA滿足校驗要求。 具體參數如下表： 表 5-17 10kv側隔離開關具體參數 計算數據 GN10-10T/5000-200 UNs 10KV UN 10KV Imax 1414.4A IN 5000A QK 9123.9 [（KA）2S] It2t 10025=50000[（KA）2S] ish 51KA ies 200KA 由表可知，所選隔離開關各項均滿足要求。 10KV母聯斷路器及隔離開關的最大工作條件與變低10KV側應滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用SN4-10G/5000型少油斷路器和GN1

55、0-10T/5000—200型隔離開關。 5.2 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應按下列條件： 型式：電流互感器的型時應根據使用環(huán)境條件和產品情況選擇。對于6～20KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。 一次回路電壓： （5-6） 一次回路電流： （5-7） 準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。 二次負荷：

56、 （5-8） 式中， （5-9） （5-10） 動穩(wěn)定： （5-11） 式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數。 熱穩(wěn)定： （5-12） 為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數。 5.2.1 220KV側電流互感器的選擇 主變220KV側CT的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據以上兩項，初選戶外獨立式電流互感器，

57、其參數如下： 表5-18 LCW-220（4300/5）參數 型號 額定電流 級次組合 準確級次 熱穩(wěn)定倍數 動穩(wěn)定倍數 LCW-220 240 0.5 0.5 60 60 動穩(wěn)定校驗： 滿足動穩(wěn)定要求。 熱穩(wěn)定校驗： 滿足熱穩(wěn)定要求。 綜上所述，所選滿足要求。 表5-19 LCW-220（4300/5）參數 設 備 項 目 LCW-220 產品數據 計算數據 un≥ug 220KV

58、 220KV 1200A 496.01A ＞ 518KAS 115.743KAS ＞ 101.81KA 44.309KA 220KV母聯CT： 由于220KV母聯與變高220KV側的運行條件相應，故同樣選用型CT。 5.2.2 110KV側的電流互感器的選擇 主變中110KV的CT的選擇： 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據以上兩項，初選戶外獨立式電流互感器，其參數如下： 表5-18 LCWDL-110/（2600/5）參數 型號 額定電流 級次組合 準確級次 熱穩(wěn)定倍數 動穩(wěn)定數 LCWDL-110

59、1200 0.5 0.5 75 135 動穩(wěn)定校驗： 熱穩(wěn)定校驗： 滿足熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器滿足動熱穩(wěn)定性要求。 表 5-21 LCWDL-110/（2600/5）參數 設 備 項 目 LCWDL-110（2600/5） 產品數據 計算數據 un≥ug 110KV 110KV 1200A 992.02A ＞ 8100KAS 186.747KAS ＞ 229.10KA 24.484KA 110KV母聯CT的選擇。 母聯的工作

60、條件與變中110KVCT應相同，所以同樣選擇型CT。 5.2.3 10KV側電流互感器的選擇 10KV主變進線回路CT的選擇 1）一次回路電壓： 2）二次回路電流： 由此得，初選戶外獨立式電流互感器，其參數如下： 表5-22 LMZD-10（11000/5）參數 型號 額定電流 級次組合 準確級次 熱穩(wěn)定倍數 動穩(wěn)定數 LMZD-10 11000 0.5 0.5 40 90 3）動穩(wěn)定校驗： 4）熱穩(wěn)定校驗： 滿足熱穩(wěn)定性要求。

61、 綜上所述，所選的電流互感器滿足動熱穩(wěn)定性要求。 表5-23 LMZD-10（11000/5）參數 設 備 項 目 LMZD-10 產品數據 計算數據 un≥ug 10KV 10KV 1100A 10912.24A ＞ 193600KAS 12898.306KAS ＞ 1399.86KA 51KA 10KV母聯CT的選擇： 由于10KV母聯只在一臺主變停運時才有大電流通過，與10KV母線側電流互感器相同，所以同樣選擇戶戶外獨立式電流互感器。 5.3 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇和配置應按下列條件： 型式：6

62、～20KV屋內互感器的型式應根據使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35KV～110KV配電裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。 一次電壓、，為電壓互感器額定一次線電壓。 二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓。 表5-24 二次額定電壓 繞組 主二次繞組 附加二次繞組 高壓側接入方式 接于線電壓上 接于相電壓上 用于中性點直接接地系統(tǒng)中心 用于中性點不接地或經消弧線圈接地 二次額定電壓

63、 100 100 準確等級：電壓互感器在哪一準確等級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定，規(guī)定如下： 用于發(fā)電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級。 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為１級。 用于估計被測量數值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。 在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。 負荷S2：S2＜Sn 5.3.1 220

64、KV側母線電壓互感器的選擇 型式：采用串聯絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保護用。 電壓：額定一次電壓： 準確等級：用于保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級，查相關設計手冊，選擇PT的型號：JCC2—220。 額定變比： 5.3.2 110KV側母線電壓互感器的選擇 型式：采用串聯絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護用。 電壓：額定一次電壓： 準確等級：用戶保護，測量、計量用，其準確等級為0.5級。 查《發(fā)電廠電氣部分》，選定PT的型號為：JCC-110 額定變比為： 5.3.3 10KV母線電壓互感器的選擇 型式：采用樹脂澆注絕緣結構PT，

65、用于同步、測量儀表和保護裝置。 電壓：額定一次電壓： 準確等級：用于保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級。 查《發(fā)電廠電氣部分》選定PT型號：JDJ-10 額定變比為：10/0.1KV 5.4 導體的選擇與校驗 導體選擇的一般要求：裸導體應根據具體情況，按下列技術條件分別進行選擇和校驗。工作電流；電暈（對110KV級以上電壓的母線）；動穩(wěn)定性和機械強度；熱穩(wěn)定性；同時也應注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。 導體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數大，傳輸容量大，長度在20M以上的導體，其截面一般按經濟電流密度選擇。 一般來

66、說，母線系統(tǒng)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線。 5.4.1 220KV母線的選擇 這里采用鋼芯鋁絞線導體 按最大持續(xù)工作電流選擇查設備手冊選LGJ型鋼芯鋁絞線，其標稱截面為800/100，長期允許載流量為1402A。 溫度修正系數 ： 熱穩(wěn)定校驗：正常運行時導體溫度 查發(fā)電廠電氣部分表C=89，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求。 電暈校驗： 滿足要求。 5.4.2 110KV母線的選擇 這里采用鋼芯鋁絞線導體 按最大持續(xù)工作電流選擇查設備手冊選LGJ型鋼芯鋁絞線，其標稱截面為630/55，長期允許載流量為1211A，外徑為34.32mm。 溫度修正系數 ： 熱穩(wěn)定校驗：正常運行時導體溫度 查發(fā)電廠電氣部分表C=87，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為 滿足熱穩(wěn)定要求。 電暈校驗