110kV變電站一次和二次系統(tǒng)的設(shè)計

...wd......wd......wd...摘要本次設(shè)計的內(nèi)容為110kV變電站一次及二次系統(tǒng)的的設(shè)計。本篇論文主要針對變電站設(shè)計過程中的負(fù)荷的統(tǒng)計與計算，電氣主接線方案的提出與確定，短路電流的計算，電氣設(shè)備的選擇及校驗，繼電保護(hù)，二次接線，防雷保護(hù)等方面進(jìn)展了論述。在本次設(shè)計中，為了盡可能使設(shè)計貼近實際生活，查閱和參考了大量資料，請教了多位教師，最終完成了本次設(shè)計。在我國始終存在一個嚴(yán)重的問題：絕大局部的供電網(wǎng)絡(luò)根基比較薄弱，但是供電的半徑卻由于地理原因而很長，造成的結(jié)果就是電力在線路上傳輸時的損耗較大，導(dǎo)致的結(jié)果就是傳輸?shù)骄€路末端時用戶的電壓過低，從而對人民的正常的生產(chǎn)和生活影響。為了滿足人民生活用電兼顧工農(nóng)業(yè)開展，所以本次設(shè)計選擇了設(shè)計一座110kV變電站。本變電站主要用于負(fù)擔(dān)地方性負(fù)荷，包含的負(fù)荷區(qū)域內(nèi)大局部負(fù)荷均為三類負(fù)荷，其余只有一處為二類負(fù)荷，為了保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，設(shè)計中盡可能選用電氣性能好的新型設(shè)備，同時為了兼顧經(jīng)濟(jì)性的原那么，選用的設(shè)備在保證性能的同時應(yīng)盡可能選擇價格適宜的設(shè)備。110kV單回路進(jìn)線，本變所有一處二類負(fù)荷，其余均為三類負(fù)荷，生活用電和工業(yè)負(fù)荷比重較大，共有8條10kV出線。本變電所裝設(shè)兩臺等容量主變，主變采用雙繞組變壓器SF7-10000110型變壓器。斷路器型號根據(jù)系統(tǒng)要求及安裝地點(diǎn)綜合選擇ZN5-10630關(guān)鍵詞：110kV變電所；主接線；電氣設(shè)備；繼電保護(hù)Designofprimaryandsecondarysystemof110kVsubstationAbstractThedesignofthe110kVsubstationfortheprimaryandsecondarysystemdesign.Thispapermainlyfocusesonthestatisticsandcalculationoftheloadinthesubstationdesignprocess,theformulationanddeterminationofthemainelectricalwiringscheme,thecalculationoftheshortcircuitcurrent,theselectionandverificationoftheelectricalequipment,therelayprotection,thesecondarywiring,thelightningprotectionAspectswerediscussed.Inthisdesign,inordertomakethedesignascloseaspossibletotheactuallife,accessandreferencealotofinformation,askanumberofteachers,andultimatelycompletedthisdesign.Thereisalwaysaseriousprobleminourcountry:thevastmajorityofthepowersupplynetworkisrelativelyweak,buttheradiusofthepowersupplyislongduetogeographicalreasons,theresultisthepowertransmissiononthelinewhenthelossislarge,resultingintheresultisthetransmissionTotheendofthelinewhentheuser'svoltageistoolow,thusthepeople'snormalproductionandlifeimpact.Inordertomeetthepeoplelivingelectricitycombinedwithindustrialandagriculturaldevelopment,sothisdesignchosetodesigna110kVsubstation.Thesubstationismainlyusedtobearthelocalload,includingtheloadareaof??themajorityoftheloadarethreetypesofload,andtheremainingonlyoneforthesecondclassload,inordertoensurethestabilityandreliabilityofpowersupply,thedesignasmuchaspossibletouseelectricalperformanceGoodnewequipment,andinordertotakeintoaccounttheprincipleofeconomy,thechoiceofequipmenttoensuretheperformanceatthesametimeasmuchaspossibletochoosetherightpriceequipment.110kVsingleloopintotheline,thechangeofallthetwotypesofload,therestarethreetypesofload,theproportionofdomesticelectricityandindustrialloadlarger,atotalofeight10kvoutlet.Thesubstationinstalledtwoequal-capacitymaintransformer,themaintransformerdual-windingtransformerSF7-10000Keywords:110kVsubstation;mainwiring;electricalequipment;relayprotection目錄摘要IAbstractII1前言-1-1.1變電站一次及二次設(shè)備的開展-1-1.1.1變電站一次設(shè)備的開展-1-1.1.2變電站二次的開展-1-2設(shè)計說明書-3-2.1負(fù)荷統(tǒng)計表-3-3電氣主接線設(shè)計-4-3.1方案的提出-4-3.2兩種方案之間的比較-4-4負(fù)荷計算與主變壓器的選擇-5-4.1負(fù)荷計算-5-4.2變電所最大負(fù)荷計算-5-4.4主變臺數(shù)、容量和型號確實定-6-4.4.1變電站主變壓器臺數(shù)確實定-6-4.4.2主變?nèi)萘看_實定-6-5短路電流-7-5.1短路點(diǎn)確實定-7-5.2短路電流的計算-7-5.2.1各元件電抗標(biāo)幺值計算-7-5.2.2短路電流的計算-8-6電氣設(shè)備的選擇和校驗-15-6.1母線的選擇和母線材料的選擇-15-6.1.1母線截面積和母線截面形狀的選擇-15-6.1.2母線截面積的選擇及校驗-15-6.1.310kV側(cè)母線的選擇-17-6.2線路的選擇-19-6.2.1進(jìn)線的選擇-19-6.2.210kV側(cè)出線的選擇-19-6.3斷路器的選擇及校驗-20-6.4.210kV側(cè)斷路器的選擇及校驗-22-6.4.310kV側(cè)母線分段斷路器的選擇-23-6.4.410kV出線側(cè)斷路器的選擇及校驗-23-6.5隔離開關(guān)的選擇及校驗-24-6.5.1110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗-24-6.5.210kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗-24-6.5.310kV側(cè)母線分段隔離開關(guān)的選擇-25-6.5.410kV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校隔離開關(guān)的選擇-25-6.6電流互感器的選擇及校驗-25-6.6.1110kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗-26-6.6.210kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗-27-6.6.310kV側(cè)母線分段電流互感器的選擇-28-6.6.410kV出線側(cè)電流互感器的選擇及校驗-28-6.7電壓互感器的選擇及校驗-29-6.8低壓側(cè)電壓互感器的選擇-29-6.9絕緣子的選擇-30-6.9.1110kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗-31-6.9.210kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗-31-6.10穿墻套管的選擇及校驗-32-6.11所用變壓器-32-6.12電力電容器的選擇-33-6.13熔斷器的選擇-34-6.13.1保護(hù)低壓側(cè)電壓互感器用熔斷器的選擇-34-6.13.2保護(hù)電容器組的熔斷器的選擇-35-6.13.3所用變保護(hù)熔斷器的選擇-35-7繼電保護(hù)-36-7.1電力變壓器的保護(hù)-36-7.1.1變壓器的瓦斯保護(hù)-37-7.1.2變壓器的縱差動保護(hù)-37-7.1.3變壓器的過電流保護(hù)-37-7.1.4變壓器的過負(fù)荷保護(hù)-38-7.1.5零序接地保護(hù)-39-7.210kV母線的保護(hù)-40-7.310kV線路保護(hù)-40-7.3.110kV線路保護(hù)的設(shè)計原那么-40-7.3.2出線路整定計算-40-7二次接線-42-7.1斷路器的控制和信號回路-42-7.2中央信號控制-43-7.3直流系統(tǒng)-43-7.3.1蓄電池數(shù)目確實定-44-7.4絕緣監(jiān)察裝置-44-7.4.1母線絕緣監(jiān)察裝置-44-9接地裝置及防雷保護(hù)-45-9.1變電站雷擊防護(hù)-45-9.1.1變電站防雷防雷保護(hù)的原因-45-9.1.2所范圍需進(jìn)展保護(hù)的對象及防雷保護(hù)-45-9.1.3配電裝置對侵入雷電波的保護(hù)-47-10結(jié)論-48-參考文獻(xiàn)-49-致謝-50-附錄-51-1前言為加深對所學(xué)過理論知識的理解，為以后的工作打下良好的根基，我選擇了110kV變電站一次及二次系統(tǒng)的設(shè)計作為自己的畢業(yè)課題。本次設(shè)計經(jīng)過對變電所原始資料的分析，進(jìn)展了主變及電氣設(shè)備的選擇與校驗，繼電保護(hù)，二次接線，防雷保護(hù)等內(nèi)容。110kV變電所直接降至10kV供電，在多數(shù)情況下就不必再建設(shè)35kV線路。這一措施使變壓器的安裝數(shù)量減少，不出現(xiàn)二次變壓,而且變壓器和線路的損耗都相應(yīng)的減少，建設(shè)110/10kV變電所要比建設(shè)110/35/10kV變電所更為有利。為了能夠更好的適應(yīng)今后電力網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化運(yùn)營的要求，與此同時進(jìn)一步提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，更好的滿足個類負(fù)荷用戶對供電質(zhì)量的要求，變電所的110kV主變壓器采用雙繞組變壓器。我國隨著國民經(jīng)濟(jì)的開展,城市負(fù)荷增大后,建設(shè)110kV網(wǎng)絡(luò)是十分必要的。隨著電力行業(yè)的開展，變電站逐漸出現(xiàn)無人化的開展趨勢，變電所設(shè)計時電力設(shè)備的無油化和免維護(hù)化也成為了必須要考慮的因素。在本次設(shè)計中，高壓側(cè)采用屋外布置的配電裝置，斷路器采用六氟化硫斷路器，低壓一側(cè)的配電裝置那么是采用屋內(nèi)布置，選擇金屬鎧裝封閉中置式開關(guān)柜，開關(guān)柜中斷路器選用VSI真空斷路器。各電容器、變壓器及開關(guān)柜等各局部之間的連接線選擇高壓交聯(lián)聚乙烯電纜。除電纜采用阻燃材質(zhì)外，其余各設(shè)備均可選擇常規(guī)的油設(shè)備。本變電站負(fù)荷區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路主要為架空線路，所以與其他類型的故障相比，單相接地故障發(fā)生的幾率很高。10kV側(cè)選擇中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或者中性點(diǎn)不接地，因為在這一類的系統(tǒng)當(dāng)中，因為發(fā)生單相接地故障時，產(chǎn)生的接地電流比較小，大局部瞬時性的故障電流電弧可以自己熄滅，熄滅之后系統(tǒng)恢復(fù)至正常狀態(tài)。當(dāng)產(chǎn)生的電弧為無法自行熄滅的單相接地電弧時，因為這種故障并不會對電壓的三相平衡產(chǎn)生影響所以可以帶故障繼續(xù)運(yùn)行一至兩小時，期間不中斷向用戶的正常供電，可以在此期間對故障進(jìn)展查找并做出相應(yīng)的處理。1.1變電站一次及二次設(shè)備的開展1.1.1變電站一次設(shè)備的開展變電站的一次設(shè)備是指，對電能進(jìn)展不同區(qū)域間的傳輸和不同等級間變換的設(shè)備，主要包括斷路器、隔離開關(guān)，對電壓進(jìn)展變換的變壓器，傳輸電流的匯流母線等。變電站一次設(shè)備的特點(diǎn)是電壓水平高，而其開展那么表現(xiàn)在〔1〕電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的提高，具體表達(dá)在滅弧能力的提升，以及絕緣水平的提高；〔2〕電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的提高，具體表現(xiàn)為電力系統(tǒng)發(fā)生故障時切除故障，讓系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行的能力。以電容器為例，先后出現(xiàn)了鋁電解電容器、陶瓷電容器、云母電容器。玻璃釉電容器等。隨著電力行業(yè)的開展以及絕緣技術(shù)的不斷進(jìn)步，變壓器容量也逐漸擴(kuò)大，直接推動了電力系統(tǒng)規(guī)模的快速擴(kuò)大。1.1.2變電站二次的開展電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，除了一次設(shè)備外，還需要對一次設(shè)備進(jìn)展保護(hù)、監(jiān)視、測量控制等的裝置設(shè)備，以確保供電質(zhì)量，減少停電帶來的損失。這些對一次設(shè)備進(jìn)展保護(hù)、監(jiān)視、測量、控制的設(shè)備稱為變電站的二次設(shè)備，由二次設(shè)備組成的系統(tǒng)稱為繼電保護(hù)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)由互感器的二次側(cè)通過控制電纜連接到控制室內(nèi)，再引接到相應(yīng)控制屏的繼電器上，工作人員通過對控制屏的操作實現(xiàn)對開關(guān)設(shè)備的控制。目前，隨著計算機(jī)技術(shù)的開展，變電站的二次系統(tǒng)正在向數(shù)字化、智能化開展。一次設(shè)備的信息通過互感器的二次側(cè)經(jīng)過模擬量輸入通道(由電壓變換器、濾波器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)組成)傳到控制室內(nèi)的計算機(jī)上，通過計算機(jī)對一次設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)展監(jiān)視、測量、控制，并且能通過計算機(jī)進(jìn)展實現(xiàn)系統(tǒng)間的通信，使運(yùn)行人員能夠掌握整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使整個電力系統(tǒng)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。智能變電站通過加裝智能元件，從而使一次與二次，變電站與變電站之間的通信更加智能化，是電力系統(tǒng)的運(yùn)行的可控性進(jìn)一步加強(qiáng)。2設(shè)計說明書2.1負(fù)荷統(tǒng)計表在本變電站的設(shè)計之中包含有一處二類負(fù)荷，其余各個負(fù)荷均為三類負(fù)荷，所以生活用電和工業(yè)負(fù)荷比重較大；共有8條10kV出線，長度為8～20km不等，每條出線接有配電變壓器15～25臺。本變電站負(fù)荷區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的各項統(tǒng)計如表2-1所示。表2-1負(fù)荷統(tǒng)計表回路回路名稱用戶類型容量〔kVA〕需用系數(shù)線長〔km〕負(fù)荷級別序號1一線廠區(qū)14000.85163居民區(qū)10000.72二線廠區(qū)16000.8203居民區(qū)11000.73三線工業(yè)區(qū)18000.85143居民區(qū)10000.74四線工業(yè)區(qū)12000.8103居民區(qū)8000.75五線綜合區(qū)8000.8583居民區(qū)7000.756六線政府6000.782醫(yī)院9000.87七線工業(yè)區(qū)10000.85143居民區(qū)7000.78八線商業(yè)區(qū)8000.75123居民區(qū)7000.753電氣主接線設(shè)計3.1方案的提出因變電所只有一處二類負(fù)荷，因此對供電可靠性和靈活性要求都不高，所以此次設(shè)計在單母線接線或和單母線分段接線這兩種接線方式之間進(jìn)展比較，并從二者之中確定一種接線方式。3.2兩種方案之間的比較方案一：高壓側(cè)選用的接線方式為單元接線，為了保護(hù)主變壓器，采用的是熔斷器，因為其成本要低于使用隔離開關(guān)和斷路器，低壓側(cè)采用的是單母線的連接方式，出線線路保護(hù)選用真空斷路器。但這個方案有兩個缺點(diǎn)：一是供電的靈活性較差；二是供電的可靠性沒有保障。此種接線方式如圖2-1所示。方案二：高壓側(cè)選用的接線方式仍然為單元接線方式，可以同樣用熔斷器來保護(hù)主變壓器，用隔離開關(guān)和斷路器來防止主變壓器過載和進(jìn)展短路保護(hù)。因為系統(tǒng)中含有二類負(fù)荷，所以選擇使用斷路器來進(jìn)展保護(hù)，雖然這樣會使成本變高，但是卻可以使斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)展配合動作，因此當(dāng)母線上出現(xiàn)故障或在進(jìn)展檢修時，只有一段母線處于斷電狀態(tài)，另一段母線可以進(jìn)展正常的供電，因此可以保證對重要用戶的不連續(xù)供電。這種接線方式在抑制了繁瑣、不經(jīng)濟(jì)以及接線不方便等缺點(diǎn)的同時，既保證了供電的可靠性，又提高了其靈活性。在綜合了各種影響因素之后，選擇的是方案二，此種接線方式如圖2-2所示。圖3-1主接線方案一圖3-2主接線方案二4負(fù)荷計算與主變壓器的選擇4.1負(fù)荷計算視在功率在計算時，可以使用有功功率表示，因為在此變電站負(fù)荷的各供電區(qū)域內(nèi)，各個用戶的功率因數(shù)是一樣的，而且用戶之間的用電性質(zhì)差異不大，在進(jìn)展負(fù)荷計算時，采用需用系數(shù)法，這樣計算得到的計算結(jié)果更加真實有效?！?〕求解各用戶的計算負(fù)荷時，采用需用系數(shù)法上式中：Sjsi――表示區(qū)域內(nèi)各用戶的計算負(fù)荷kVAKi――表示需用系數(shù)，取0.85～0.9Sei――表示各用電設(shè)備的額定容量kVA所以每條出線路的負(fù)荷為：4.2變電所最大負(fù)荷計算變電所設(shè)計當(dāng)年的計算負(fù)荷由：計算式中：Kt——表示的是同時系數(shù)，通常計算中取值為x%——表示線損率，因為上下壓網(wǎng)絡(luò)的綜合線損率通常為8%～12%，所以系統(tǒng)設(shè)計時采用10%負(fù)荷增長后的變電站的最大計算負(fù)荷計算式為：其中n——表示年數(shù)，一般取5年； m——表示年平均增長率，通常取5%；Sjszd——表示n4.3主變臺數(shù)、容量和型號確實定4.3.1變電站主變壓器臺數(shù)確實定因為本變電站區(qū)域內(nèi)的電力負(fù)荷沒有表現(xiàn)出明顯或強(qiáng)烈的季節(jié)性，而且本變電站所負(fù)荷的區(qū)域內(nèi)各負(fù)荷基本為三類負(fù)荷，只包含有一處二類負(fù)荷，因為有二類負(fù)荷并且考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，所以采用兩臺等容量變壓器。本變電站的正常供電保證率通常為百分之八十五左右，因為如果只有一臺主變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，可以保證區(qū)域內(nèi)百分之六十的負(fù)荷處于正常供電狀態(tài)，而發(fā)生事故時，變壓器的負(fù)荷能力大約為百分之四十，所以綜合之后得出上述的結(jié)論。發(fā)生事故或出現(xiàn)故障時，為了保證對重要負(fù)荷的正常供電，可切除其余的各個三類負(fù)荷。因為此變電站的地理位置沒有太多的限制，所以綜合設(shè)備經(jīng)濟(jì)性和供電可靠性進(jìn)展考慮后選擇三相變壓器。本變電站的變壓器繞組的連線方式為“Y〞型連接方式，采用這種連接方式是為了保證系統(tǒng)電壓相位與變壓器繞組連接方式一樣，從而保證二者可以并列運(yùn)行。使用的變壓器為雙繞組變壓器，減少重復(fù)降壓容量的同時還可以對電壓等級進(jìn)展簡化。4.3.2主變?nèi)萘看_實定裝設(shè)兩臺等容量主變，每臺主變的額定容量：即：主變采用雙繞組變壓器SF7-表4-1主變參數(shù)表型號額定容量(kVA)額定電壓(kV)損耗(kW)空載電流(%)阻抗電壓(%)SF7-1000011010.55016.51.010.55短路電流5.1短路點(diǎn)確實定短路點(diǎn)應(yīng)選在電氣主接線上，在最大運(yùn)行方式下發(fā)生短路的短路電流。短路點(diǎn)確實定如圖5-1所示。圖5-1短路點(diǎn)確定圖5.2短路電流的計算5.2.1各元件電抗標(biāo)幺值計算選取的基準(zhǔn)值為：線路：〔最大運(yùn)行方式〕〔最小運(yùn)行方式〕變壓器電抗標(biāo)幺值：高壓側(cè)電源進(jìn)線的阻抗標(biāo)么值：低壓側(cè)各出線的阻抗標(biāo)么值：======5.2.2短路電流的計算(1)d1點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(2)d2點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(3)d3點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(4)d4點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(5)d5點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(6)d6點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(7)d7點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(8)d8點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(9)d9點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==(10)d10點(diǎn)發(fā)生短路時最大運(yùn)行方式各短路電流：==最小運(yùn)行方式各短路電流：==按以上方法可得以下數(shù)據(jù)，各短路點(diǎn)短路電流如表5-1所示表5-1各短路點(diǎn)短路電流短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式2.6292.2776.7042.3792.066.0667.6826.65312.5894.3613.77711.1210.9510.8242.4250.8690.7532.2160.8410.7282.1450.7810.6761.9920.6870.5951.7520.6430.5571.641.2651.0963.2261.1270.9762.8741.5181.3153.8711.321.1433.3661.5181.3153.8711.321.1433.3660.9510.8242.4250.8690.7532.2161.0830.9382.7620.9790.8482.4966電氣設(shè)備的選擇和校驗6.1母線的選擇和母線材料的選擇變電站和發(fā)電廠的房屋內(nèi)部和房屋外的主母線，發(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的配電裝置母線之間的連接線，以及各種電器之間的連接線，統(tǒng)稱為母線。在選擇配電裝置母線時，需要考慮的的方面主要包括：母線的制造材料；母線的截面形狀；母線橫截面積的尺寸；對母線熱穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性的校驗；對超過110kV的母線還應(yīng)校驗是否會發(fā)生電暈現(xiàn)象。在我國，不管是大型發(fā)電廠還是小型的變電站，廣泛采用的母線材質(zhì)均為鋁。通常國際上比較常見的母線材料有銅、鋁和鋼，但是銅的價格比較貴重，而考慮我國國情，配電網(wǎng)絡(luò)的半徑通常較大，對銅母線的需求量會非常大，而我國的銅的總儲量和產(chǎn)量都不容樂觀；但是如果選擇鋁制母線的話，情況就有了很大變化。我國的鋁儲量比較多，而且鋁制母線與銅制母線相比還具有重量更輕、加工更方便、價格更廉價等優(yōu)點(diǎn)。所以，綜合各種影響因素之后，選擇鋁母線更加適宜。6.1.1母線截面積和母線截面形狀的選擇發(fā)電廠和變電站配電裝置中，比較常見和比較經(jīng)常采用的母線截面形狀主要有這樣幾類：〔1〕矩形母線；〔2〕圓形母線；〔3〕絞線圓形母線。進(jìn)展母線截面形狀的選擇時所遵循的原那么有如下幾個：〔1〕機(jī)械強(qiáng)度較高；〔2〕母線上發(fā)生肌膚效應(yīng)時，肌膚效應(yīng)系數(shù)要求盡可能低；〔3〕所選的母線截面形狀要方便散熱；〔4〕所選母線形狀在進(jìn)展連接時要方便操作；〔5〕所選母線截面形狀不會給安裝造成困難。而在進(jìn)展高壓側(cè)母線選擇時，選擇的那么是鋼芯鋁絞線。在耐張性能上，鋼芯鋁絞線要優(yōu)于普通的單股母線。二者的直徑進(jìn)展比較的話，也是鋼芯鋁絞線的直徑比單股母線的直徑大，所以鋼芯鋁絞線外表附近的電場強(qiáng)度要比單股母線外表的要小。鑒于鋼芯鋁絞線還具有布置簡單、投資小等優(yōu)勢，所以110kV側(cè)采用的是鋼芯鋁絞線〔1〕在選擇母線截面形狀時，可以按流過線路的允許最大長期工作電流進(jìn)展選擇選擇條件：流過母線的允許最大長期工作電流必須要小于母線的允許長期工作電流。適用范圍：各種電壓等級的裝置中主母線和引下線以及臨時裝設(shè)的母線，選擇截面時通常按照長期工作電流來進(jìn)展選擇；〔2〕母線截面選擇時還可以按經(jīng)濟(jì)電流密度來進(jìn)展選擇。6.1.2母線截面積的選擇及校驗〔1〕110kV側(cè)母線的選擇當(dāng)兩臺變壓器之中的任意一臺發(fā)生故障時，要想保證向區(qū)域內(nèi)用戶正常供電，另一臺變壓器那么必須處于過負(fù)荷狀態(tài)。由于：所以未發(fā)生故障的一臺變壓器必須過負(fù)荷為原來的10.6=1.67按流過110kV側(cè)母線的最大長期工作電流進(jìn)展計算：母線截面按照經(jīng)濟(jì)電流密度來進(jìn)展選擇：式中——表示的是經(jīng)濟(jì)截面m2——表示的是經(jīng)濟(jì)電流密度Am變壓器最大負(fù)荷利用小時數(shù)取3000小時，查閱手冊后選擇=經(jīng)計算后結(jié)合手冊選擇型號為LGJ-120mm2的鋼芯鋁絞線，在70℃時LGJ-120mm2型鋼芯鋁絞線的允許最大持續(xù)電流為=408(A)計算溫度修正系數(shù)：==即實際環(huán)境溫度為37℃時，母線上的允許通過電流大小為：=1.049×408=428(A)〔2〕校驗短路計算時間為：所以：經(jīng)查表得因，所以故：母線處于正常運(yùn)行狀態(tài)時的最高溫度為：查閱表格后可知：所以按熱穩(wěn)定條件進(jìn)展計算得到的所需最小母線截面積為：式中——代表的是熱穩(wěn)定系數(shù)；——代表的是集膚效應(yīng)系數(shù)。由于計算結(jié)果小于所選母線截面積的大小，所以關(guān)于母線熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求，所選母線的截面積形狀完全滿足。因為選擇鋼芯鋁絞線來作為母線，所以關(guān)于動穩(wěn)定性的相關(guān)校驗就不需要再進(jìn)展了。6.1.310kV側(cè)母線的選擇〔1〕按照10kV側(cè)母線允許通過的最大長期工作電流進(jìn)展計算：〔2〕按照經(jīng)濟(jì)電流密度來進(jìn)展母線截面的選擇相關(guān)的計算：上式中變壓器取最大負(fù)荷利用小時數(shù)h=3000～5000小進(jìn)展計算時，查閱表格后選擇1.15×10經(jīng)計算選擇型鋁母線，其40℃時最大允許持續(xù)電流為958A?！?〕校驗1〕熱穩(wěn)定性的校驗短路計算時間為：因為：所以：查閱表格后取。又因為，所以：故：母線處于正常運(yùn)行狀態(tài)時的最高溫度為：查表知，按熱穩(wěn)定條件所需最小母線截面為：計算結(jié)果小于所選母線截面100×10mm2〕動穩(wěn)定性的校驗低壓側(cè)矩形母線放置方式為水平放置，各相之間的距離為：a=0.25mL=1.2m短路沖擊電流為：母線所受到的電動力為：其中L——表示絕緣子之間的跨距；a——表示的是相間距。母線所經(jīng)受到的最大彎矩為：母線的截面系數(shù)為：母線所經(jīng)受的最大計算應(yīng)力為：得到的計算結(jié)果與鋁母線的最大允許應(yīng)力Pa相比，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于。所以關(guān)于動穩(wěn)定性的相關(guān)要求也是完全滿足的。經(jīng)過相關(guān)的計算以及校驗，得出的結(jié)論為所選的母線滿足關(guān)于動穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求。6.2線路的選擇6.2.1進(jìn)線的選擇導(dǎo)線型號選擇LGJ－120mm2型。6.2.210kV側(cè)出線的選擇依據(jù)負(fù)荷最大的一條出線路為出線截面積來進(jìn)展相應(yīng)的計算，并在得到結(jié)果后根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)展相應(yīng)的選擇，選擇結(jié)果肯定能滿足其余線路的要求。而本變電站八回出線內(nèi)包含的負(fù)荷，大小之間相差并不大，所以這樣進(jìn)展選擇不會給變電站造成過多的浪費(fèi)。出線路的負(fù)荷在進(jìn)展計算時，不僅要考慮到目前的負(fù)荷情況，還要進(jìn)展長遠(yuǎn)的考慮。所以在計算時要想到今后五年內(nèi)有可能出現(xiàn)的負(fù)荷增長，其增長率取5%。在回數(shù)為八回的出線中，因為所有出線的負(fù)荷之間相差的不是太大，所以以八回線路中負(fù)荷最大的出線路為出線截面積，并進(jìn)展相應(yīng)的計算和選擇，可以保證在一定滿足相關(guān)要求的前提下，還可以把浪費(fèi)控制在最小的范圍之內(nèi)。因為出線路處的負(fù)荷計算必須考慮之后五年之內(nèi)可能的負(fù)荷增長，增長率取百分之五。按照10kV側(cè)出線可以通過的最大長期工作電流進(jìn)展計算：對母線截面形狀的選擇，按照經(jīng)濟(jì)電流密度來進(jìn)展：變壓器正常情況下所允許的最大負(fù)荷利用小時數(shù)通常取h=1.15×10進(jìn)展綜合計算之后選擇型號為LGJ-150mm2型的鋼芯鋁絞線，LGJ-那么在實際環(huán)境溫度為37℃時所選母線的允許出線電流為：1.049×463=485.69(A)所得的計算結(jié)果與母線的允許長期最大負(fù)荷電流相比，要遠(yuǎn)大于，所以關(guān)于母線長期工作時的發(fā)熱條件，所選母線滿足校驗：短路計算時：0.5+0.05+0.05=0.6s因：所以：經(jīng)查表得。因，所以故：當(dāng)母線處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，最高溫度為：查閱表格后可知，按照熱穩(wěn)定性條件進(jìn)展相關(guān)計算后得到的所需最小母線截面為：進(jìn)展計算之后得到的結(jié)果與所選母線的截面積相比較，計算結(jié)果要小于選擇的母線，對于熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求，所選母線數(shù)據(jù)滿足。至于動穩(wěn)定性方面，那么不需要進(jìn)展相關(guān)的校驗計算，因為所選的母線為絞線。6.3斷路器的選擇及校驗〔1〕．按構(gòu)造形式選擇發(fā)電廠和變電站長采用少油斷路器和多油斷路器?！?〕．按安裝地點(diǎn)選擇斷路按照裝設(shè)的地點(diǎn)分為屋內(nèi)式和屋外式兩種?！?〕．按額定電壓選擇斷路器的額定電壓，與其安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓相比，應(yīng)該是前者較高?！?〕．按額定開斷電流選擇斷路器的額定電流不應(yīng)小于其安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電流。又據(jù)：，查手冊選LW14-110表6-1斷路器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流(A)(kA)(kA)(s)(s)(kA)1102000401000.060.2540校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：所以滿足額定開斷電流的要求。1〕熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間：因：所以：經(jīng)查表得。因，所以：故：短路電流的熱脈沖：計算結(jié)果滿足母線關(guān)于熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求。2〕動穩(wěn)定性校驗極限通過電流為：所以母線的動穩(wěn)定性的相關(guān)要求也是滿足的。計算結(jié)果顯示，所選母線對于熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求完全滿足，因此所選型斷路器滿足要求。6.4.210kV側(cè)斷路器的選擇及校驗斷路器的選擇：因為低壓側(cè)的斷路器是放在屋內(nèi)，所以選擇的斷路器為真空斷路器，又根據(jù)：查手冊選擇型斷路器，其具體技術(shù)參數(shù)見表6-2。表6-2斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)(kA)(kA)(s)(s)(kA)10125012.531.50.060.0612.5校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：滿足額定開斷電流的要求。1〕熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間為：因為：所以：經(jīng)過查表可以查得因，所以，故：短路電流的熱脈沖：因此滿足關(guān)于熱穩(wěn)定性的要求。2〕動穩(wěn)定性校驗因為允許的極限通過電流為：所以所選的斷路器對于動穩(wěn)定性的相關(guān)要求也是滿足的。經(jīng)過計算所選擇型斷路器對于斷路器熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足，因此所選的型斷路器滿足要求。6.4.310kV側(cè)母線分段斷路器的選擇在選擇低壓側(cè)的分段器時，因為與變壓器10kV側(cè)相比較之后發(fā)現(xiàn)，10kv側(cè)母線分段器的允許最大長期工作電流以及其他參數(shù)與其均基本一樣，因此選擇及校驗過程同變壓器10kV側(cè)基本一樣，因此綜合之后選型斷路器。6.4.410kV出線側(cè)斷路器的選擇及校驗10kV出線側(cè)斷路器因為是放在屋內(nèi)，所以可選屋內(nèi)式真空斷路器。又據(jù)：查手冊選擇型斷路器。其具體技術(shù)參數(shù)見表6-3。表6-3斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)(kA)(kA)(s)(s)(kA)1063020500.050.120校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：滿足額定開斷電流的要求。1〕熱穩(wěn)定性校驗短路計算時間：因為：所以：經(jīng)查表得因，所以，故：短路電流的熱脈沖：因此關(guān)于熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足。2〕動穩(wěn)定性校驗極限通過電流：因此也滿足關(guān)于動穩(wěn)定性的相關(guān)要求。經(jīng)計算型斷路器滿足關(guān)于斷路器熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關(guān)要求，因此所選的型斷路器滿足要求。6.5隔離開關(guān)的選擇及校驗隔離開關(guān)按構(gòu)造形式，安裝地點(diǎn)，額定電壓和額定電流來選擇，按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。選擇的具體方法與短路器一樣。6.5.1110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗〔1〕隔離開關(guān)的選擇由地點(diǎn)選擇戶外式，根據(jù)變壓器高壓母線側(cè)斷路器選擇計算的數(shù)據(jù)，由經(jīng)查手冊選擇GW5-11表6-4隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕動穩(wěn)定電流〔kA〕4s熱穩(wěn)定電流〔kA〕雷電沖擊耐壓〔kV〕1106305020450(對地)校驗：1〕熱穩(wěn)定性的校驗短路電流的熱脈沖：所以關(guān)于隔離開關(guān)熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足。2〕動穩(wěn)定性的校驗隔離開關(guān)允許的極限通過電流大小為：由計算結(jié)果可知，關(guān)于隔離開關(guān)動穩(wěn)定性的要求也完全滿足。由計算可得所選隔離開關(guān)滿足關(guān)于隔離開關(guān)熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關(guān)要求，因此所選型隔離開關(guān)滿足相關(guān)要求。6.5.210kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗〔1〕隔離開關(guān)的選擇根據(jù)變壓器低壓母線側(cè)斷路器選擇的相關(guān)計算所得的數(shù)據(jù)，經(jīng)手冊查詢后選擇型隔離開關(guān)。其相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表6-5。表6-5隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕動穩(wěn)定電流〔kA〕5s熱穩(wěn)定電流〔kA〕1020005036〔2〕校驗：1〕熱穩(wěn)定性校驗通過隔離開關(guān)的短路電流的熱脈沖為：從結(jié)果可以得知，隔離開關(guān)對于熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足。2〕動穩(wěn)定性校驗隔離開關(guān)允許的極限通過電流為：所以關(guān)于隔離開關(guān)動穩(wěn)定性的要求也滿足。經(jīng)計算所選隔離開關(guān)各項數(shù)據(jù)均滿足對于其熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的有關(guān)要求，因此所選型隔離開關(guān)滿足要求。6.5.310kV側(cè)母線分段隔離開關(guān)的選擇因為10kV側(cè)母線分段隔離開關(guān)與變壓器10kV側(cè)相比，最大長期工作電流及各相參數(shù)基本一樣，因此選擇及校驗過程與10kV側(cè)一樣，所以同樣查閱表格后選擇型斷路器。6.5.410kV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校隔離開關(guān)的選擇由計算和選擇變壓器低壓母線側(cè)斷路器時得到的數(shù)據(jù)，查閱手冊之后選擇選擇GN30-10/630表6-6隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕動穩(wěn)定電流〔kA〕5s熱穩(wěn)定電流〔kA〕106305020校驗：1〕熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱脈沖：由計算結(jié)果可知，所選隔離開關(guān)數(shù)據(jù)對于隔離開關(guān)熱穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足。2〕動穩(wěn)定性校驗允許極限通過電流大小為：所以其關(guān)于動穩(wěn)定性的相關(guān)要求也滿足。經(jīng)計算隔離開關(guān)滿足關(guān)于熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關(guān)要求，因此所選型隔離開關(guān)滿足要求。6.6電流互感器的選擇及校驗選擇電流互感器的方法：〔1〕根據(jù)使用條件和用途選擇；〔2〕根據(jù)額定電壓選擇；〔3〕根據(jù)二次負(fù)荷選擇；〔4〕根據(jù)準(zhǔn)確度等選擇。6.6.1110kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗電流互感器的選擇依據(jù)允許的最大長期工作電流進(jìn)展計算：根據(jù)查閱手冊之后選擇型電流互感器。其技術(shù)參數(shù)見表6-7。表6-7電流互感器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流比1s熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流1102100/57540溫度校正系數(shù)：所以：校驗：〔1〕熱穩(wěn)定性校驗電流互感器的熱穩(wěn)定通常以1s的熱穩(wěn)定倍數(shù)表示，因此，校驗熱穩(wěn)定應(yīng)滿足下式式中：——電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)，t——電流互感器的熱穩(wěn)定時間，t=1s〔2〕動穩(wěn)定性校驗1〕內(nèi)部動穩(wěn)定校驗需滿足下式：式中—電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)滿足電流互感器內(nèi)部關(guān)于動穩(wěn)定性的要求2〕外部動穩(wěn)定的校驗：滿足電流互感器外部關(guān)于動穩(wěn)定性的要求。經(jīng)計算后所選設(shè)備對關(guān)于電流互感器熱穩(wěn)定性及內(nèi)、外動穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足，因此所選的型電流互感器滿足要求。6.6.210kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗1.電流互感器的選擇按照允許的最大長期工作電流進(jìn)展計算：根據(jù)：查閱手冊之后選擇型電流互感器。其具體技術(shù)參數(shù)見表6-8。表6-8電流互感器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流比1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)LBJ-10101500/55090溫度校正系數(shù)：=1.05所以：1.051500=1575A校驗：熱穩(wěn)定性校驗：〔2〕動穩(wěn)定性校驗1〕內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：〔kA〕1〕外部動穩(wěn)定校驗：計算結(jié)果顯示所選的LBJ-10電流互感器滿足關(guān)于熱穩(wěn)定性及內(nèi)、外動穩(wěn)定性的要求，所以選擇的LBJ-10型電流互感器滿足要求。6.6.310kV側(cè)母線分段電流互感器的選擇因為10kV側(cè)母線分段電流互感器與變壓器10kV側(cè)相比，最大長期工作電流及各相參數(shù)基本一樣，因此選擇及校驗過程與10kV側(cè)一樣，所以同樣查閱表格后選擇LBJ-10型斷路器。6.6.410kV出線側(cè)電流互感器的選擇及校驗1.電流互感器的選擇按允許的最大長期工作電流進(jìn)展計算：根據(jù)：經(jīng)查手冊選擇LB-10型電流互感器。其技術(shù)參數(shù)見表6-9。表6-9電流互感器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流比1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)10200/560150溫度校正系數(shù)：=1.05所以：1.05200=210A校驗〔1〕熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)：滿足熱穩(wěn)定要求〔2〕動穩(wěn)定性校驗1〕內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：2〕外部動穩(wěn)定校驗：從結(jié)果可以看出型電流互感器對關(guān)于電流互感器的熱穩(wěn)定性及內(nèi)、外動穩(wěn)定性的相關(guān)要求完全滿足，所以所選互感器滿足要求。6.7電壓互感器的選擇及校驗(1).根據(jù)形式選擇，此時應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和安裝方式來選擇；(2).根據(jù)系統(tǒng)的額定電壓進(jìn)展選擇〔電壓互感器的額定電壓不得低于其安裝處的額定電壓〕；(3).根據(jù)一次側(cè)的額定電流進(jìn)展選擇〔一次側(cè)的額定電流應(yīng)大于流過它的允許最大長期工作電流〕；(4).根據(jù)準(zhǔn)確度等級選擇；(5).按二次負(fù)荷選擇。6.8低壓側(cè)電壓互感器的選擇在進(jìn)展低壓側(cè)電壓互感器選擇時的依據(jù)：〔1〕該電壓互感器的用途；〔2〕該電壓互感器所在的裝設(shè)地點(diǎn)；〔3〕該電壓互感器安裝處的額定電壓大小。查閱相關(guān)技術(shù)手冊之后選擇型電壓互感器(單相三線圈澆注式)。其具體技術(shù)參數(shù)見表6-10，測量儀表的具體技術(shù)數(shù)據(jù)見表6-11。表6-10電壓互感器參數(shù)型號額定電壓比二次繞組極限負(fù)荷〔VA〕準(zhǔn)確級次及相應(yīng)額定二次負(fù)荷(VA)0.5級1級3級4005080200表5-11測量儀表的技術(shù)參數(shù)儀表名稱儀表型號每線圈消耗功率(VA)有功功率表1D1－W0.751無功功率表1D1－Var0.751有功電度表DS11.50.38無功電度表頻率表1D1－Hz21電壓表1T1－V51功率因數(shù)表1D1－0.751校驗：查閱表格后可知，在0.5級及以下工作的電壓互感器的額定容量為=120VA。在電壓互感器的接線布局中，準(zhǔn)確度等級之所以選擇0.5級，是因為接入了電度表。按二次負(fù)荷對電壓互感器進(jìn)展選擇時應(yīng)進(jìn)展下計算：首先，分別獨(dú)立計算各相的負(fù)荷，然后將一相額定容量與計算取得的最大一相負(fù)荷進(jìn)展比較。A相負(fù)荷為：B相負(fù)荷為：經(jīng)計算可知負(fù)荷最大的一項為B相，其數(shù)值為：準(zhǔn)確度為0.5級的型電壓互感器，其一相額定容量大小為，這個數(shù)值比它的最大一相負(fù)荷遠(yuǎn)要大，所選型電壓互感器滿足要求。6.9絕緣子的選擇發(fā)電廠和變電站采用的絕緣子中，比較常見的絕緣子類型有：支柱絕緣子、穿墻套管絕緣子和懸式絕緣子。(1).支柱絕緣子的選擇按裝置構(gòu)造形式和種類分屋內(nèi)型和屋外型。支柱絕緣子主要作用是使母線與地絕緣，同時也對母線起到一定的固定和支持作用；(2).穿墻套管絕緣子的選擇按裝置種類和構(gòu)造形式選擇也分屋內(nèi)和屋外。套管絕緣子主要作用是使母線之間、母線與地之間絕緣，同時用于母線穿過墻壁或樓板；(3).懸式絕緣子的選擇懸掛式絕緣子的種類主要包括：1〕盤形絕緣子；2〕防污盤形懸式絕緣子；3〕懸式鋼化玻璃絕緣子。懸式絕緣子的主要作用是對屋外配電裝置中的軟母線進(jìn)展固定。6.9.1110kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗〔1〕按安裝地點(diǎn)各項具體數(shù)據(jù)和額定電壓水平上下，查閱手冊后綜合選擇型絕緣子，其技術(shù)參數(shù)見表6-12。表6-12絕緣子數(shù)據(jù)表型號額定電〔kV〕工頻擊穿電壓〔kV〕工頻閃絡(luò)電壓〔kV〕機(jī)電破壞負(fù)荷〔kN〕最小放電距離〔mm〕干濕110110754070295一般情況下的單位泄露距離為1.6cm/kV，應(yīng)選：個考慮出現(xiàn)一片故障的情況應(yīng)加1，n=5.9+1=6.9取7所以110KV側(cè)每相懸式絕緣子應(yīng)選7個滿足要求。6.9.210kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗1.絕緣子的選擇〔1〕絕緣子的選擇進(jìn)展選擇時考慮的主要因素是：1〕按照額定電壓進(jìn)展選擇；2〕按照裝設(shè)地點(diǎn)的各項具體情況進(jìn)展選擇。查閱手冊后選擇型支柱棒型絕緣子。其技術(shù)參數(shù)見表6-13。表6-13絕緣子數(shù)據(jù)表型號額定電壓(kV)機(jī)械破壞負(fù)荷(kN)總高〔mm〕上附件安裝尺寸下附件安裝尺寸孔徑孔數(shù)中心距孔徑孔數(shù)中心距104210M8236Φ122130〔2〕校驗1〕動穩(wěn)定校驗：絕緣子底部至母線中心線的高：絕緣子帽所受的力：絕緣子的允許負(fù)荷：經(jīng)計算選擇的型絕緣子對關(guān)于絕緣子動穩(wěn)定性的要求完全滿足，故所選型戶內(nèi)膠裝支柱瓷絕緣子滿足要求。6.10穿墻套管的選擇及校驗選擇穿墻套管的依據(jù)：〔1〕穿墻套管的種類；〔2〕穿墻套管的構(gòu)造形式；〔3〕穿墻套管的允許的最大長期工作電流及額定電壓。查閱手冊之后選擇型穿墻套管。其技術(shù)參數(shù)見表6-14。表6-14穿墻套管參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)總長L(mm)抗彎破壞負(fù)荷(kN)5s短時熱電流〔kA〕1015006107.512校驗：eq\o\ac(○,1)熱穩(wěn)定校驗：eq\o\ac(○,2)動穩(wěn)定校驗：由計算結(jié)果可以得出，型穿墻套管滿足對于其熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關(guān)要求，故所選型穿墻套管滿足要求。6.11所用變壓器本次設(shè)計的變電站主要設(shè)備當(dāng)中含有季節(jié)性很強(qiáng)的負(fù)荷，比方有關(guān)繼電保護(hù)裝置的用電、蓄電池的充電及照明、取暖等，所以設(shè)置有一臺備用變壓器。為了保證低壓側(cè)在主變處于檢修或故障狀態(tài)時，可以進(jìn)展切換，從而保證低壓側(cè)的正常供電。綜合各項因素將所用變裝設(shè)在低壓側(cè)。所用電負(fù)荷統(tǒng)計見表6-15。表6-15所用電負(fù)荷統(tǒng)計表日常照明用電3kW取暖設(shè)施用電6W繼電保護(hù)裝置用電30kW其它用電11kW總計50kW查閱手冊并綜合以上數(shù)據(jù)后，選擇型電力變壓器作為所用變壓器。其技術(shù)參數(shù)見表6-16。表6-16電力變壓器參數(shù)型號額定容量〔kVA〕額定電壓〔kV〕損耗〔kW〕空載電流〔%〕阻抗電壓〔%〕SL50101.152.546.12電力電容器的選擇電力電容器一種用于提高電氣設(shè)備的供電效率的設(shè)備。電力電容器通過提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減小了電力在線路上的損耗，從而提高了電壓的質(zhì)量。〔1〕按工作電壓進(jìn)展選擇：〔2〕按工作時的頻率進(jìn)展選擇：無功功率的計算：設(shè)備在進(jìn)展補(bǔ)償前的功率因數(shù)為：=0.75經(jīng)過補(bǔ)償之后要求電容器后到達(dá)的功率因數(shù)為：=0.9負(fù)荷的有功功率為：系統(tǒng)要求補(bǔ)償?shù)臒o功功率局部大小為：式中：本變電站在補(bǔ)償進(jìn)展時，采用的為三相三角形接線的電容器需要四組電容器組來進(jìn)展，每組補(bǔ)償1100kvar，式中：——表示單相的等效電容值；——表示線電壓；w——表示角頻率，其中w=2πf，f=50H初選型電容器組，其技術(shù)參數(shù)見表6-17。表6-17BFF10.5-100-1w型電容器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定容量(kvar)額定電容(μF)10.51002.88總共需要用到電容器數(shù)量為=15個?？偟念~定容量為遠(yuǎn)大于系統(tǒng)需要補(bǔ)償?shù)娜萘?100kvar，故所選電容器組滿足關(guān)于容量的相關(guān)要求。6.13熔斷器的選擇熔斷器的工作原理是：將其串聯(lián)在電路當(dāng)中，一旦電路中流過過載電流或短路電流時，熔斷器為了保護(hù)電路及系統(tǒng)，內(nèi)部的熔體會短時間內(nèi)產(chǎn)生較高的熱量，將其自身熔斷，從而到達(dá)切斷電路的目的。熔斷器有很長的歷史，是最先被使用的同時也是最簡單的一種保護(hù)器。6.13.1保護(hù)低壓側(cè)電壓互感器用熔斷器的選擇按照額定電壓大小進(jìn)展選擇：熔斷器安裝地點(diǎn)處的額定電壓按照額定的斷流容量進(jìn)展選擇：三相短路容量：=決定選用型戶內(nèi)限流熔斷器，其技術(shù)參數(shù)見表6-18。表6-18熔斷器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕開斷電流〔kA〕切斷容量〔MVA〕RN2-10100.5501000校驗：因：經(jīng)計算滿足要求，應(yīng)選形熔斷器。6.13.2保護(hù)電容器組的熔斷器的選擇電力電容器，在進(jìn)展合閘時，會產(chǎn)生較大的沖擊電流，而在發(fā)生這種狀況時，熔斷器的熔件不能發(fā)生熔斷，必須保證正常工作。熔件的額定電流應(yīng)按如下計算：===?因為其額定電壓大小為10kV，查閱手冊后選擇型戶內(nèi)高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)見表6-19。表6-19熔斷器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕開斷電流〔kA〕切斷容量〔MVA〕1040040不小于200與熔斷器的額定電流進(jìn)展比較：>由此可以得知所選的熔斷器滿足相關(guān)要求。6.13.3所用變保護(hù)熔斷器的選擇〔1〕熔斷器的選擇計算其允許最大長期工作電流：熔件的額定電流為：短路容量：根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)，查閱技術(shù)手冊后，綜合選擇型高壓跌落式熔斷器。其具體技術(shù)參數(shù)見表6-20。表6-20熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定斷流容量〔MVA〕上限下限101007510校驗：經(jīng)計算滿足要求，選形熔斷器。7繼電保護(hù)在進(jìn)展繼電保護(hù)設(shè)計時必須考慮的根基是故障類型和運(yùn)行方式的合理性，設(shè)計必須滿足系統(tǒng)關(guān)于滿足可靠性，速動性，選擇性，和靈敏度的四個基本要求。本變電站在對變壓器，電力電容器和線路等主要對象進(jìn)展重點(diǎn)保護(hù)的同時，對重要程度不是太高的其他的設(shè)備也可以進(jìn)展保護(hù)。7.1電力變壓器的保護(hù)電力變壓器作為一種非常根基的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中，被廣泛而大量的使用，其在電力系統(tǒng)中的作用非常重要。一旦發(fā)生故障或事故，會對供電的穩(wěn)定性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成極大影響。而且在經(jīng)濟(jì)方面，作為一種價格高昂的電氣設(shè)備，一旦發(fā)生故障甚至造成損壞的話，會產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了保證正常供電和系統(tǒng)正常運(yùn)行，考慮到變壓器在電力系統(tǒng)中的重要性以及容量大小等各方面因素，為其安裝動作可靠，性能優(yōu)秀的保護(hù)，是十分必要的。變壓器的油箱內(nèi)部較容易發(fā)生故障，其類型主要包括以下幾類：〔1〕相間短路；〔2〕單相接地短路；〔3〕繞組的匝間短路短路。對于變壓器，油箱內(nèi)部一旦發(fā)生故障，會產(chǎn)生非常不安全的結(jié)果。比方故障導(dǎo)致出現(xiàn)的高溫電弧，會使變壓器繞組的鐵芯被燒毀；而溫度過高還會導(dǎo)致變壓器中的絕緣油受熱分解，產(chǎn)生的大量氣體會導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力過大，最終使油箱發(fā)生爆炸。安裝在變壓器油箱外部的引線和套管，由于其安裝位置的原因，相間短路或接地短路等故障的發(fā)生概率都比較大。變壓器的異常運(yùn)行狀態(tài)主要有：〔1〕變壓器油箱漏油引起的油面降低和過勵磁現(xiàn)象；〔2〕由于發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象從而產(chǎn)生的過電流或在變壓器外部發(fā)生短路現(xiàn)象等。以下的措施可以用于當(dāng)變壓器處于不正常的工作狀態(tài)時，對變壓器進(jìn)展保護(hù)：〔1〕裝設(shè)瓦斯保護(hù)，可以對油箱內(nèi)液面的降低和變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障進(jìn)展反響；〔2〕裝設(shè)縱差動保護(hù)，用于反響系統(tǒng)側(cè)繞組、套管和引出線等處發(fā)生的接地短路故障情況，同時對于繞組匝間直接接地短路故障的情況也能做出反響，同時還可以反響變壓器繞組、套管和引出線的相間短路故障；〔3〕為了對變壓器外部發(fā)生相間短路時引起的過電流現(xiàn)象做出反響，必須為變壓器裝設(shè)過電流保護(hù)，以此作為后備保護(hù)；〔4〕為了對可能發(fā)生的過負(fù)荷狀態(tài)反響做出反響，必須為變壓器裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。7.1.1變壓器的瓦斯保護(hù)由?規(guī)程?的相關(guān)內(nèi)容規(guī)定，油浸式變壓器，容量一旦到達(dá)0.8MVA及以上，必須安裝瓦斯保護(hù)。對于主變箱內(nèi)部的各種短路故障，由瓦斯保護(hù)來進(jìn)展保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)部產(chǎn)生大量瓦斯氣體時，瓦斯保護(hù)動作于變壓器各側(cè)的斷路器斷開；當(dāng)殼內(nèi)故障或發(fā)生油面下降現(xiàn)象時，瓦斯保護(hù)瞬時動作于信號。瓦斯繼電器的安裝位置，通常位于油箱與油枕之間的連通管道中。(1)瓦斯保護(hù)的主要特點(diǎn)：動作快速、靈敏度高、安裝布線簡單方便。能夠快速有效的反映出變壓器油箱內(nèi)油位下降等故障情況，但是它有一個缺點(diǎn)，就是必須與縱差動保護(hù)配套安裝使用，因為瓦斯保護(hù)不能反響油箱外套管及引出線上發(fā)生的故障。這樣二者互相補(bǔ)充，才共同構(gòu)成變壓器的主保護(hù)。(2)原理：當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時，油箱內(nèi)的變壓器油，會在高溫電弧的作用下，發(fā)生分解，并產(chǎn)生大量氣體。瓦斯保護(hù)，就是通過對產(chǎn)生的氣體的從油箱，經(jīng)過連接收道，流入油枕的流量以及流速進(jìn)展檢測而共同構(gòu)成的。圖7-1瓦斯保護(hù)原理接線(3)整定：當(dāng)油箱內(nèi)部的氣體體積為時，輕瓦斯動作于發(fā)生信號；當(dāng)氣體經(jīng)過連接收道流入油枕的內(nèi)部時的流速為時，保護(hù)動作于跳閘。7.1.2變壓器的縱差動保護(hù)原理：反響受保護(hù)變壓器各端的輸入和輸出電流之間的相位差就叫做縱聯(lián)差動保護(hù)。要使縱聯(lián)差動保護(hù)正常運(yùn)行，因為變壓器的高、低壓兩側(cè)額定電流不一樣，所以針對變壓器的上下壓兩側(cè)，就必須選擇適宜的變比，只有這樣，這兩個二次電流無論是處于正常運(yùn)行狀態(tài)，還是外部出現(xiàn)故障時，才能始終保持相等。保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障情況時，流入差分回路的電流為短路電流的二次值，此時保護(hù)動作?？v聯(lián)差動保護(hù)發(fā)出動作信號之后，變壓器兩側(cè)的斷路器進(jìn)展跳閘動作。7.1.3變壓器的過電流保護(hù)1.原理裝設(shè)電流互感器，主要是為了作變壓器發(fā)生相間短路時的后備保護(hù)，對變壓器外部發(fā)生短路引起的過電流進(jìn)展反響。在裝設(shè)電流互感器時，對于單側(cè)電源的變壓器，應(yīng)裝設(shè)在電源側(cè)，這樣才能作為變壓器相間短路的后備保護(hù)，并在保護(hù)動作后，作用于變壓器。2.過電流保護(hù)的整定計算〔1〕并列運(yùn)行的變壓器，在進(jìn)展計算時，必須考慮當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障，被切除時出現(xiàn)的過負(fù)荷的情況。當(dāng)變壓器容量一樣時，可按下式計算：式中Kk—可靠系數(shù)，Kf—Kzq—自起動系數(shù)，取1.5～〔2〕靈敏度的校驗近后備保護(hù)：遠(yuǎn)后備保護(hù)：=對降壓變壓器考慮電動機(jī)自啟動電流。經(jīng)校驗靈敏度均符合要求電流繼電器的選擇：因此，查手冊選DL-7型電流繼電器保護(hù)的動作時間比出線路的三段保護(hù)動作時間大t取1.0s。7.1.4變壓器的過負(fù)荷保護(hù)原理：裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，是為了應(yīng)對變壓器可能出現(xiàn)過負(fù)荷情況。整個過負(fù)荷保護(hù)裝置只采用一個電流繼電器接于其中一相的電流回路中，三側(cè)都裝有過負(fù)荷元件，因為變壓器的過負(fù)荷電流是三相對稱的。對于雙繞組變壓器，電源一側(cè)應(yīng)該裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)進(jìn)展保護(hù)。〔1〕過負(fù)荷保護(hù)的整定計算：進(jìn)展整定計算時，按躲過變壓器的額定電流來進(jìn)展整定：A過負(fù)荷保護(hù)的延時，與變壓器過電流保護(hù)相比，應(yīng)該延長一個時限階段，一般情況下取10s〔2〕電流繼電器的選擇：A經(jīng)查閱手冊后綜合選擇DL-7型電流繼電器。7.1.5零序接地保護(hù)中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)，因為外部接地短路而引起過電流時，比方變壓器發(fā)生中性點(diǎn)接地運(yùn)行時，需要裝設(shè)零序電流保護(hù)，來作為給變壓器本身設(shè)置的主保護(hù)的后備保護(hù)，和為相鄰元件設(shè)置的發(fā)生接地短路時的后備保護(hù)。同時有多臺變壓器運(yùn)行的變電所，采用一局部變壓器中性點(diǎn)不接地而其余局部變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。按避開正常運(yùn)行時變壓器中性點(diǎn)上流過的最大不平衡電流整定：/=電壓整定按躲開正常運(yùn)行時的最大不平衡零序電壓來整定。在工程中，零序電壓元件的二次動作電壓，即繼電器的動作電壓一般取5V。電壓互感器的變比為那么電壓繼電器的一次動作電壓為：靈敏度校驗：按系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時，干線末端或二次側(cè)母線單相的接地點(diǎn)短路電流大小來進(jìn)展校驗。式中：Ido—流過變壓器零序保護(hù)的最小零序電流。線路長度l取最短出線長度5工程中一般?。河忻担汗收宵c(diǎn)短路電流：靈敏度校驗滿足條件。動作時間的整定：對t0e比高壓母線出線零序后備保護(hù)的動作時間t0e大一個整定時間?t，而變壓器零序電流元件的動作時間t2要比電壓元件的時限=+=1.5s7.210kV母線的保護(hù)對于容量為中小型的變電所，母線上發(fā)生故障時，可以利用變壓器的后備保護(hù)，以及分段斷路器的保護(hù)來進(jìn)展出于經(jīng)濟(jì)性的考慮，不用裝設(shè)專用的母線保護(hù)。7.310kV線路保護(hù)7.3.110kV線路保護(hù)的設(shè)計原那么10kV側(cè)線路在進(jìn)展保護(hù)時，一般必須裝設(shè)相間短路保護(hù)。保護(hù)裝置普遍采用的是兩相式接線，在所有出線中均裝設(shè)同名的兩相上〔通常為A、C兩相〕。10kV線路保護(hù)裝置采用的是遠(yuǎn)后備的保護(hù)方式，過流保護(hù)作為后備保護(hù)，以電流速斷保護(hù)為主。但是以下情況下必須裝設(shè)電流速斷保護(hù)：7.3.2出線路整定計算電流速斷保護(hù)的整定計算：被保護(hù)線路長度：式中——等效電源最大電抗：靈敏度校驗：滿足整定范圍當(dāng)只由繼電器本身的固有動作時間決定速斷保護(hù)的動作時間時，人為延時設(shè)置為，綜合考慮線路中避雷器所需的放電時間之后，取動作時限為過電流保護(hù)的整定計算：進(jìn)展過電流保護(hù)的整定計算時，按躲開在最大負(fù)荷時，具有最大動作電流的保護(hù)裝置的動作電流來確定。靈敏度校驗：滿足關(guān)于靈敏度的相關(guān)要求動作時限為另外三條出線路的整定計算方法與計算過程，與此線路完全一樣，因此直接將整定結(jié)果附在表中，見表6-1。表6-110kV出線路整定計算列表線路名稱電流速斷保護(hù)的整定過電流保護(hù)的整定整定電流〔kA〕靈敏度系數(shù)(%)整定電流(A)靈敏度系數(shù)線路一1.1460.5327.22.3線路二172.3277.32.44線路三0.8293.4300.81.85線路四1.5239.42234.38線路五1.8229176.86.46線路六1.8229167.36.83線路七1.1460.5196.63.83線路八1.350165.15.148二次接線各種輔助電氣設(shè)備，如：監(jiān)測儀器、信號裝置、繼電保護(hù)裝置、控制裝置、遠(yuǎn)程遙控裝置、自動裝置等構(gòu)成了確保變電站的經(jīng)濟(jì)，安全運(yùn)行和方便運(yùn)行管理的系統(tǒng)。二次接線就是用于說明這些由電流、電壓互感器、蓄電池組或所用低壓電源供電的輔助設(shè)備之間連接關(guān)系的電路。8.1斷路器的控制和信號回路斷路器的控制回路，必須滿足以下要求：(1)在發(fā)生自動跳、合閘時，應(yīng)有明顯的信號；(2)可以對跳、合閘回路的完整性及熔斷器的工作狀態(tài)進(jìn)展監(jiān)視；(3)可以正確能指示斷路器的合閘與跳閘，以及位置和狀態(tài)；(4)必須包括防止斷路器屢次合閘的跳躍閉鎖裝置；(5)對控制回路應(yīng)的要求是使用電纜芯數(shù)目少，設(shè)計簡單可靠，；(6)可以手動進(jìn)展跳、合閘操作，也可以由繼電保護(hù)與自動裝置進(jìn)展配合，實現(xiàn)自動跳、合閘操作。當(dāng)操作完成后，還要能自動對跳、合閘脈沖電流進(jìn)展切斷。本站采用的燈光監(jiān)視斷路器控制系統(tǒng)如圖7-1所示。圖7-1燈光監(jiān)視的斷路器控制接線圖斷路器的控制原理：通過在跳合閘線圈回路中串聯(lián)信號指示燈，實現(xiàn)對跳合閘回路完整性的監(jiān)視。信號指示燈由斷路器的輔助觸點(diǎn)DL進(jìn)展切換，在其中回路中增加了跳閘線圈和合閘接觸器的線圈，對其工作原理無影響，但卻起到了監(jiān)視跳閘回路完整性的作用。正常情況下只是下一步操作的回路通過輔助觸點(diǎn)DL準(zhǔn)備完畢，即當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時，已經(jīng)準(zhǔn)備好的燈應(yīng)該串聯(lián)在跳閘線圈回路中，綠燈應(yīng)串聯(lián)于合閘接觸器線圈回路中。當(dāng)紅燈亮?xí)r，不僅說明斷路器在合閘位置，而且說明再跳閘是完好的。控制過程：合閘過程：KK在合閘位置：5