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电气专业卒业论文doc

日期:2019-11-22 01:28 来源:

  

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  PAGE PAGE 1 XX大学网络教育学院 HYPERLINK / 本科生(业余)毕业论文(设计) 题 目 220kV变电站电气 一次部分设计 办学学院 电气信息学院 教学部 专 业 电气工程及其自动化 年 级 指导教师 学生姓名 学 号 XXXX 年 XX 月 XX 日 目 录 TOC \o 1-2 \u 摘要 PAGEREF _Toc287222656 \h 3 Abstracts PAGEREF _Toc287222657 \h 4 1 前言 PAGEREF _Toc287222658 \h 5 2 原始资料及分析 PAGEREF _Toc287222659 \h 6 2.1 原始资料 PAGEREF _Toc287222660 \h 6 2.2原始资料分析 PAGEREF _Toc287222661 \h 7 3 变电站电气主接线的确定 PAGEREF _Toc287222662 \h 8 3.1计算220kV侧的短路电流 PAGEREF _Toc287222663 \h 8 3.2选择主接线的分析 PAGEREF _Toc287222664 \h 8 3.3主接线方案的比较 PAGEREF _Toc287222665 \h 9 4 短路电流计算 PAGEREF _Toc287222666 \h 14 4.1 系统的简化等值电路图 PAGEREF _Toc287222667 \h 14 4.2 系统的参数计算 PAGEREF _Toc287222668 \h 14 4.3 短路点的选择 PAGEREF _Toc287222669 \h 15 4.4 计算短路电流 PAGEREF _Toc287222670 \h 15 5 电气设备的选择 PAGEREF _Toc287222671 \h 18 5.1 主变压器选择 PAGEREF _Toc287222672 \h 18 5.2变电站变压器的选择 PAGEREF _Toc287222673 \h 23 5.3 电抗器的选择 PAGEREF _Toc287222674 \h 23 5.4主要电气设备的选择 PAGEREF _Toc287222675 \h 23 6 继电保护与自动装置配置 PAGEREF _Toc287222676 \h 47 7 防雷保护及接地 PAGEREF _Toc287222677 \h 50 7.1 防雷保护 PAGEREF _Toc287222678 \h 50 7.2 接地装置 PAGEREF _Toc287222679 \h 52 结 论 PAGEREF _Toc287222680 \h 55 参 考 文 献 PAGEREF _Toc287222681 \h 56 附录: PAGEREF _Toc287222682 \h 57 220kV变电站电气一次部分设计 学生:XX 指导老师:XX 摘要 由于电力事业的日益发展紧系着国计民生。它的发展水平和电气的程度,是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。党的十七大提出了全面建设小康社会的宏伟目标,从一定意义上讲,实现这个宏伟目标,需要强有力的电力支撑,需要安全可靠的电力供应,需要优质高效的电力服务。 通过本次毕业设计,达到了巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识,掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法,体验和巩固所学的专业基础和专业知识的水平和能力,培养运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题,培养独立分析和解决问题的能力的目的。 关键词:变电站、电气设备选择、短路计算 The first part of the 220kV electrical substation design Student:XX Supervisor:XX Abstracts As the growing power industry tied to the peoples livelihood. Its level of development and the extent of electrical, is a measure of a countrys level of economic development and social modernization of the level of an important symbol. Seventeenth Party Congress put forward a comprehensive grand goal of building a moderately prosperous society, a certain sense, to achieve this ambitious goal, we need a strong power supporting the need safe and reliable supply of electricity, require high quality and efficient electricity service. Through this graduation project, to achieve the consolidation of part of electrical power plants, the course of theoretical knowledge, master substation lightning protection of electrical parts and basic design methods, experience and consolidate the foundation and the professional level of expertise and ability, training apply the knowledge to analyze and solve practical problems related to the profession, the development of independent analysis and problem solving purposes. Keywords: Transformer substation、Equipment selection、Short circuit calculation. 1 前言 毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练,它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识,还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。 能源是社会生产力的重要基础,随着社会生产的不断发展,人类使用能源不仅在数量上越来越多,在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业,在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位,是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础,是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电,几乎是在同时瞬间完成的,须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求,电力工业必须超前发展,这是世界发展规律。因此,做好电力规划,加强电网建设,就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。220KV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务:1、对原始资料的分析的、2主接线、导体和电气设备的选择 5、所用电设计 6、防雷接地设计 7、配电装置设计 8、继电保护的配置等。 2 原始资料及分析 2.1 原始资料 2.1.1 系统资料 系统容量 系统电抗(SB=100MVA) 电压级 线路电抗(Ω/km) 系统C1 ∞ 0.09 220 0.4 2.1.2 负荷资料 电压级别 220kV 110kV 10kV 最大MW 60 150 38 最小MW 30 75 19 COSφ 0.85 0.85 0.8 Tmax小时 5000 5000 5000 回路数 4 6 22 负荷类型 二、三 二、三 二、三 2.1.3 其他资料 1、年最高气温为40℃,平均为20℃。 2、站后备保护的动作时限为2.5秒。 2.1.4 站地理位置示意图(其中ma/b表回路最大最小负荷数,单位:MW,虚线表示不同电压等级分区) 2.2原始资料分析 2.2.1 变电站的类型 变电站所有三个电压等级,高压为220kV,中压为110kV,低压为10kV。变电所的性质为终端变电站 2.2.2 变电站与系统连接情况 变电站通过双回路与一个无穷大系统的G连接 2.2.3负荷的电压等级及输出容量 变电站中的三个电压等级均有负荷,分别是220kV等级为60/30MW,110kV为150/75MW,10kV等级为38/19MW。(其中a/b表回路最大最小负荷数) 注明:变电站所用电容量在系统中所占比例太小,特此忽略。 2.2.4 负荷输电回路数 1、220kV等级负荷的输电回路数为4回,1回为双回路,2回为环网供电。 2、110kV等级负荷的输电回路数为6回,2回为双回路,2回为环网供电 3、10kV等级负荷的输电回路数为8回,3回为双回路,2回为单回路。 2.2.5变电站的气候条件 变电站的年最高气温为40℃,平均为25℃ 3 变电站电气主接线.03 变电站系统侧母线三相短路时最大短路电流为 I”=1/(X*l+X*c)×SB/√3VB=1/(0.03+0.09)×100/√3×230=2.09kA 220kV断路器的额定开断电流满足要求,220kV侧无需加装电抗器 3.2选择主接线的分析 变电站的电气主接线线由各种电气设备(变压器、断路器、隔离开关)及其连接线组成,用以接受和分配电能,是供电系统的组成部分。它与电源回路线、电压等级和负荷的大小、级别以及所用变压器的台数、容量等因数有关,确定变电站的主接线对变电站电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都由密切的关系,主接线的设计是变电站设计中的重要任务之一。 变电站的电气主接线应根据该变电站在电力系统中的地址、变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求 3.3主接线方案的比较 (一)单母线)优点:接线简单清晰,设备少,操作方便,便于扩建和采用成套配电装置。 (2)缺点:不够灵活可靠,任一元件故障或检修,均需使整个配电装置停电。 (3)使用范围:一般适应一台主变的以下情况。 A、6~10kV配电装置的出线kV配电装置的出线kV配电装置的出线回。 (二) 单母线)优点:母线分段后,对主要用户可从不同段供电,保证供电的可靠性,另外,当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线)缺点:当母线故障时,该段母线的回路都要停电,同时扩建时需向两个方向均衡扩建。 (3)适用范围: A、6-10kV配电装置的出线kV配电装置的出线kV配电装置的出线回时。 (三)双母线)优点:具有供电可靠,调度灵活,扩建方便,便于试验。 (2)缺点:增加一组母线,每一回路增加一组母线隔离开关,从而增加投资,也容易造成误操作。 (3)适用范围: A、6 ~ 10kV配电装置当短路电流较大,出线需要装设电抗器时。 B、35 ~ 63kV配电装置的出线kV配电装置的出线回及以上时。 (四)需装设专用旁路断路器情况: (1)当110kV出线kV出线)对于在系统中居重要地位的配电装置,110kV出线kV出线回及以上时。 根据以上几种主接线方式,并结合待建变电站的实际,现对各电压等级采取的主接线方式作如下分述: 一、220kV主接线kV电压等级的出线回,其中二回与G系统相连接,且变电站处于系统的重要位置,根据以上主接线形式的适用情况,可选择双母线接线kV电压等级采用双母线kV主接线、按出线kV的出线回,按母线的选用情况将选用双母线MW,输送功率较大,所以要求母线故障后能声速恢复供电,母线或母线设备检修时不中断对得要用户的供电,因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力,故采用双母线kV侧出线回路数较多,也需加装专用旁路开关。(根据设计手册,对于在系统处于重要位置时,当110kV出线回及以上时,一般装设专用旁路断路器)。 这样,110kV电压等级的接线方式为双母线带旁路的接线方式(专用旁路断路器)接线kV接线、按出线kV出线回,根据母线的适应范围选择单母线kV的最大负荷为:P=38MW,,因此可采用单母线分段或双母线kV所传输的功率不大,而双母线接线所需设备较多,投资较大,故从经济角度考虑,确定10kV采用单母线 综上所述,待建变电站的主接线kV都采用双母线kV采用单母线分段的接线方式。 四、站用电主接线的确定 本地区变电站所用电只有0.3MW,电压:380/220V,COSφ=0.8 站用电主接线可采用双母线kV单母线分段各设一台所用变压器为所用电电源。 站用电变压器容量为:S=0.3/0.8=0.375MVA,可用2台SC9-400/10的双绕组干式变压器 4 短路电流计算 短路电流计算在变电所的电气设计中,是其中一个重要环节,计算短路电流是合理选取各种电气设备的前提条件,并将决定是否采用限制短路电流的措施,计算短路电流,应在最大运行方式下计算,并省略不重要的部分(如系统中的电阻,电容元件,变压器的励磁电流等)且系统正常工作时,三相对称故障时频率不变. 4.1 系统的简化等值电路图 4.2 系统的参数计算 4.2.1查阅SFPSZ7-150000/220变压器的参数 UI-II%=13.5% UI-III%=14.7% UII-III%=13.5% 变压器容量比:150/150/75 4.2.2 取SB=100MVA,VB=VN X4*=X*l+X*c=0.09+0.02=0.13 X1*=1/2(13.5%+22.9%-7.27%)150/100=0.0971 X2*=1/2(13.5%+7.27.9%-22.6%)150/100=0.0071 X2*=1/2(7.27%+22.9%-13.5%)150/100=0.11 4.2.3 短路阻抗的计算 Xjs1*=X4*=0.12 Xjs2*=0.12+1/2(0.0971+0.0071)=0.172 Xjs2=0.12+1/2(0.0971+0.11)=0.224 4.3 短路点的选择 在每个电压等级选一个短路点,220kV电压等级选在d1点,110kV电压等级选在d2点,10kV电压等级选在d3点。 4.4 计算短路电流 系统三相短路时,流过短路点的短路电流最大,所以应计算三相短路时的电流。 附220kV短路电流计算: IB=SB/√3UB=100/√3×230=0.25kA I*”= I0.2”= I∞”=1/ Xjs*=1/0.12=8.33 I”= I*”*IB=0.25*8.33=2.083 Ich=2.55*2.083=5.3 Ioh=1.52*2.083=3.17 S”=√3*2.083*230=793.7 同理,可求出110kV短路电流、10kV短路电流,计算如下表 短 路 点 编 号 基 准 电 压 UB (kV) 基准电流IB (kA) 支 路 计 算 电 抗 Xjs* 额 定 电 流 IN (kA) 0S短路电流周 期分量 0.2S短路电流周期分量 稳态 短路 电流 短路 电流 冲击 值 ich (kA) 全 电流 最大 有效 值 Ioh (kA) 短 路 容 量 S” (MVA) 标 么 值 I*” 有 名 值 I” (kA) 标 么 值 I0.2” 有 名 值 I0.2 (kA) 标 么 值 I∞” 有 名 值 I∞ (kA) 公式 SB/ √3UB IB* SN/SB I*”*IB I0.2*”*IB I∞” *IB 2.55 I” 1.52 I” √3 I”UN d1 230 0.25 0.12 0.375 8.33 2.083 8.33 2.083 8.33 2.083 5.3 3.17 793.7 d2 115 0.502 0.172 0.753 5.814 2.92 5.814 2.92 5.814 2.92 7.45 4.44 582 d3 10.5 5.5 0.224 4.125 4.46 24.53 4.46 24.53 4.46 24.53 62.55 37.3 425 分析:10kV母线处的短路电流大,规定要把短路电流限制在20kA以内,故要在10kV变低出口安装电抗器。 电抗器的选择 按正常电压和最大工作电流选择XKGKL-10-3500型电抗器,拟将短路电流降到18kA,则 XL%=(Id/I”-Xjs3*) IN*Ud/Id*UN=(5.5/18.5-0.224)* 3.5*10.5/5.5*10=0.48% 因为两台主变10kV变低出口处都需要安装电抗器,故单台电抗器的XL%=0.96%. 选用XKGKL-10-3500-10型 计算加了电抗器的短路电流 X*L=0.1*5.5*10/3.5*10.5=0.15 IB=SB/√3UB=100/√3×10=5.5kA I*”= I0.2”= I∞”=1/ Xjs*=1/0.224+0.15=2.67 I”= I*”*IB=5.5*2.67=14.69 Ich=2.55*14.69=37.5 Ioh=1.52*14.69=22.3 S”=√3*14.69*10.5=267 2.校验条件 UNUNS INImax △U%=XL%Imax/IN×Sinφ≤5% Ir2×tI∞tdz Iesish 3校验 计算数据/设计参数 设备型号 UNS/ UN Imax /IN △U%/5% Ir2*t /I∞*tdz ish / Ies XKGKL-10-3500-10 10/10 2742/3500 4.12/5% 242*2.65/87.52*4 37.5/223.2 所选的电抗器合格 装设电抗器后短路电流如下表: 短 路 点 编 号 基 准 电 压 UB (kV) 基准电流IB (kA) 支 路 计 算 电 抗 Xjs* 额 定 电 流 IN (kA) 0S短路电流周 期分量 0.2S短路电流周期分量 稳态短路电流 短路 电流 冲击 值 ich (kA) 全 电流 最大 有效 值 Ioh (kA) 短 路 容 量 S” (MVA) 标 么 值 I*” 有 名 值 I” (kA) 标 么 值 I0.2” 有 名 值 I0.2 (kA) 标 么 值 I∞” 有 名 值 I∞ (kA) 公式 SB/ √3UB IB* SN/SB I*”*IB I0.2*”*IB I∞” *IB 2.55 I” 1.52 I” √3 I”UN d1 230 0.25 0.12 0.375 8.33 2.083 8.33 2.083 8.33 2.083 5.3 3.17 793.7 d2 115 0.502 0.172 0.753 5.814 2.92 5.814 2.92 5.814 2.92 7.45 4.44 582 d3 10.5 5.5 0.374 4.125 2.67 14.69 2.67 14.69 2.67 14.69 37.5 22.3 267 5 电气设备的选择 5.1 主变压器选择 电力变压器是发电厂和变电站的重要元件之一,是电能转换的主要形式,主变压器的容量、台数将直接影响系统主接线的形式和配电装置的结构。 5.1.1主变容量及台数的确定 主变压器的选择原则 主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择,并 适当考虑到远期10-20年的负荷发展。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量,对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷,对一般变电所,当一主变停运时,其他变电器容量应能保证全部负荷的70%-80%。 同级电压的单台降压变压器容量的级别不容太多,应从全网出发,推行系统化,标准化。 为保证供电的可靠性,变电所一般装设两台主变压器,有条件的应考虑装设三台主变压器的可能性。 在330kV及以上的电力系统中,一般采用三相变压器,可以节省占地面积,减少投资,减少电能损耗。 6、变电所一般应优先考虑采用三绕组变压器,因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备较相应的两台双绕组变压器要少得多。 (二)主变容量确定 根据选择原则确定所选主变的台数为二台,每台主变额定容量为Sn。当一台主变运行时,另一台主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证用户的一级、二级负荷Sn=0.6 - 0.7Pm。这样,当一台主变停运时,可满足70%的一、二级负荷的电力需要,事故时,变压器允许的过负荷能力30%考虑,则可保证对91%负荷的供电。 220kV侧负荷的最大容量计算: S1max=60/0.85=70.6MVA 110kV侧负荷的最大容量计算: S2max=150/0.85=176.5MVA 10KV侧负荷的最大容量计算: S3max=38/0.8=47.5MVA 通过变压器容量计算: S=176.5+47.5=224MVA 所以一台主变应承担的系统容量为: Sn=0.7S=0.7x224=156MVA 考虑到最大负荷的容量计算和投资的经济性,经查相关的设备手册,决定选择主变的容量为Sn=150MVA。 (三)主变台数的确定 根据选择原则和设计依据,本工程初次一次性建设二台主变,并预留一台变压器的发展空间。 5.1.2主变压器形式的选择 1、相数的选择 主变采用三相或单相,主要考虑变压器的可靠性要求及运输条件等因素,根据设计手册有关规定,当不受运输条件限制时,在330kV及以下的发电厂和变电所,均应选用三相变压器,因为三相变压器比相同容量的单相变压器具有节省投资,占地面积小,运行过程中损耗少的优点, 2、绕组的选择。 方案一:选择双绕组变压器 适应范围: (1)对深入引进至负荷中心,具有直接从高压降为低压供电条件的变电所。为简化电压等级或减少重复降压容量,可采用双绕组变压器。 (2)当两种升高电压的负荷相差很大,如某个绕组的传送功率小于该变压器额定容量的15%,而使绕组未能充分利用时,采用双绕组较合理。 (3)为减少变压器台数,并限制变压器低压侧短路电流,可采用分裂低压绕组变压器。 方案二:选择三绕组变压器 适用范围: (1)在具有三种电压等级的变电站中,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,但在变电所内需装设无功补偿设备时,主变压器宜采用三绕组变压器。 (2)联络变压器一般应采用三绕组变压器,其低压绕组可接无功补偿装置。 通过以上两种绕组方式适应范围的比较,同时,待建变电站有220kV、110kV和10kV三种电压等级,高压侧以交换或接受系统电能为主,中、低压侧则以向近区或用户供电为主,采用一台三绕组变压器便能实现三种电压等级的电能输送,若采用双绕组变压器,则由一台三绕组变压器便能实现的三个电压等级的电能转换装置必须用两台双绕组变压器才能实现,即必须通过二次变压器才能实现电能的输送。另一方面,从经济方面比较,采用两台双绕组变压器及其所配置的控制电器和辅助设备比相应采用一台三绕组变压器所需的投资较多。因此,本次变电站设计采用三绕组接线 用普通型还是自耦型 根据《电力工程电气设计手册》规定:“在220kV及以上的变电所中,宜优先采用自耦变压器”。 因为自耦变压器与同容量的普通型变压器相比较,具有以下优点:A、消耗材料少、等价低、有功、无功损耗小、较率高。B、高中压线圈的自耦联系,阻抗小,对改善系统稳定性有一定作用。C、还可扩大变压器极限制造容量,便利运输和安装。另外,在大型的电力系统和降压变电站中,由于普通的三绕组变压器主要应用在中压侧的中性点具有不接地方式,而待建变电站中压侧的中性点采用直接接地的方式,耦变压器的高、中压绕组构成直接的电气联系,因此,自耦变压器更适合在中压侧为110kV及以上电压中性点直接接地系统中。此外,同一电压等级的自耦变压器比相同容量和变比的普通三绕组变压器在价格上要便宜。综上所述,本次设计变电所采用三绕组自耦变压器,查相关的设备手册先得:所选主变压器型号为SFPSZ7-150000/220,其技术数据如下格: 型号 额定容量(MVA) 额定电压(kV) 阻抗电压(%) 空载电流(%) 空载损耗(kW) 连接 组别 SFPSZ7- 150000/220 150/150/75 242 121 11 13.5 22.9 7.27 0.47 157 YN,yno,dll 5.1.4中性点接地方式 由于变电所选用的主变为无励磁调压自耦型三绕组变压器,根据设计手册规定,在电力系统采用自耦变压器后,其中性点必需直接接地或经小阻抗接地,以避免高压网络发生单相接地时,自耦变压器中压绕组出现过电压。据此,系统高、中压侧采用中性点直接接地方式,低压侧采用不接地方式。 5.1.5、调压方式: 由于待建变电站为降压变电站,电网电压可能有较大的变化,同时,系统二级负荷比率较大,因此,为保证重要负荷的供电,根据设计规程,宜采用有载调压方式,因上,在主变选择时,应配置MR调压开关,以实现能带负荷进行调节。 5.1.6、冷却方式 采用冷却方式 : ONAN/ONAF 5.2变电站变压器的选择 该变电站主变压器选择两台型号为SFPSZ7-150/220,容量 150/150/75的三绕组变压器。 变电站站用变选择两台型号为SC9-400/10的双绕组干式变压器。 5.3 电抗器的选择 变低出线电抗器的型号为XKGKL-10-3500-10 5.4主要电气设备的选择 5.4.1、主变断路器的额定电流按其额定容量或者最大长期负荷电流 选择, 出线断路器按最大负荷电流选择,分段断路器按一台主变检修时可能 最大电流选择,所选主变各侧的断路器均能通过主变的额定电流。 5.4.2断路器选择应满足的技术条件 (1) 电压Ug≤UN 其中Ug=Uew (2) 电流Igmax≤IN 其中Igmax=1.05IN (3) 开断电流(或开断容量) Id.t≤Ikd(Sd.t≤Skd) 其中Id.t=Ioh,Sd.t=S” (4) 动稳定 ich ≤imax (5) 热稳定 I2∞*tdz≤I2t*t 其中主保护tb1=0S,tb2=3S;tgf――断路器固有分闸时间,查断路器资料可得:tr=3.06S B”=I”/I∞=1,可查短路电流周期分量发热等值时间曲线S,从而tdz=tz+0.05* B”2=2.65S 5.4.3、220kV和110kV侧断路器采用SF6断路器,10kV断路器采用真空断路器 计算与选型如下表: 计算数据/ 设计数据 设备型号 Ug/UN (kV) Igmax/ IN (A) Id.t/ Ikd (kA) Sd.t/ Skd (MVA) Ich/ imax (kA) I∞*tdz/I2t*t 安装地点 组数 LW-220/3150 220/220 30/(0.85*1.732*220)=98.8/3150 3.17/40 793.3/150000 5.3/100 2.0832*2.65/402*3 220KV出线.17/40 793.3/150000 5.3/100 2.0832*2.65/402*3 220kV进线 3.17/40 793.3/150000 5.3/100 2.0832*2.65/402*3 主变220kV进线 4.4/40 110kV出线/40 主变110kV出线)=288/1600 22.3/40 37.5/100 14.692*2.65/402*3 10kV出线/4000 22.3/40 主变10kV出线 隔离开关的选择 选择隔离开关应满足技术条件 (1) 电压Ug≤UN 其中Ug=Uew (2) 电流Igmax≤IN 其中Igmax=1.05IN (3) 动稳定 ich ≤imax (4) 热稳定 I2∞*tdz≤I2t*t 计算与选型如下表: 计算数据/设计数据 设备型号 Ug/UN (kV) Igmax/ IN (A) Ich/ imax (kA) I∞*tdz/I2t*t 安装地点 组数 GW4-220D/600-50 220/220 98.8/600 5.3/50 2.0832*2.65/15.82*5 220KV出线*2.65/15.82*5 220kV进线 2.0832*2.65/15.82*5 主变220kV进线.922*2.65/212*5 110kV出线.922*2.65/462*5 主变110kV出线 14.692*2.65/202*4 10kV出线/160 14.692*2.65/802*5 主变10kV出线kV母线kV母线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=774A 根据最大工作电流选用LGJ-120双分裂轻型钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×380×2=794Ig max=774(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=67℃,查表得C=88 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线双分裂轻型钢芯铝绞线kV母线kV母线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=588A 根据最大工作电流选用LGJ-120双分裂轻型钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×380×2=794Ig max=588(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=47℃,查表得C=97 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线双分裂轻型钢芯铝绞线kV母线及主变出线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=1176A 根据最大工作电流选用LGJ-240双分裂轻型钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×608×2=1277Ig max=1176(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=62℃,查表得C=90 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以LGJ-240不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线双分裂轻型钢芯铝绞线kV母线及主变出线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=2742A 查表选用100×10=1000mm2三条平放矩形铝导体,其集肤效应系数Kf*=1.7,Iy25*=3284A,当周围环境为20℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×3284=3448Ig max=2742(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=51℃,查表得C=95 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 (4)动稳定校验 m=hbpw=0.1×0.001×2700=2.7(kg/m) 选绝缘子跨距L=1.6m,导体平放、相间距离a=0.35m,查表得N=3.56,母线(kA) 故不会发生共振,母线) 同相各条间作用应力,由于 查得母线 条间允许应力 各条间衬垫允许最大跨距 为便于安装,每段绝缘子跨距中设四个衬垫: LtLt maxLcj 满足要求。 故所选100×10=1000mm2三条平放巨形铝导体符合要求。 5.4.6 出线kV进线kV进线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=774A 根据最大工作电流选用LGJ-120双分裂轻型钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×380×2=794》Ig max=774(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=67℃,查表得C=88 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线双分裂轻型钢芯铝绞线kV出线kV出线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得 Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=99.8A 根据最大工作电流选用LGJ-50钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×142=149Ig max=99.8(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=40℃,查表得C=99 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以LGJ-50不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线钢芯铝绞线kV出线kV母线三相布置在一平面上 当长期发热时最高允许温度+70℃,环境温度为+20℃,查表可得Kθ=1.05 (2)按最大长期负荷电流选择截面 Igmax=262A 根据最大工作电流选用LGJ-120钢芯铝绞线℃时,则温度修正系数为: I g20=K×Ig25=1.05×331=378Ig max=262(A) (3)热稳定校验: 短路热稳定计算时间tk=tab+tb 1,故不计非周期分量的热效应影响。 查等值时间曲线s 正常运行时导线最高温度为: 70℃ 由=44℃,查表得C=97 满足短路时发热的导体最小截面为: 故满足热稳定要求。 根据规程上规定:大于LGJ-70的母线可不校验电晕,所以LGJ-120不用校验电晕,另外软导线也不用校验动稳定,故所选导线钢芯铝绞线kV出线) 经济电流密度选择:Igmax=288A 查得Tmax=5000h时,J=2.25A/mm2 S=Igmax/J=288/2.25=128mm2 选用YJV22-3×150交联聚乙烯绝缘电缆 电缆正常允许最高温度为+90℃,当土壤温度为+20℃时,I=364A 单位长度电缆电阻和电抗值 r0=0.12Ω/KM X0=0.08Ω/KM (2)长期发热允许电流校验 土壤热阻系数取80℃*cm/W,电缆在土壤中双回路敷设,线mm时,查得电缆的各项的修正系数Kt=1.04,K3=1。K4=0.88 直埋电缆允许截流量KI=Kt×K3×K4×I=333.13≥288A (3)热稳定校验 10kV出线保护通常采用无时限电流电压联锁速动保护为主保护,过电流保护为后备保护,并辅予零序保护 主保护于后备保护的时间间隔为T=0.5S 查发热等值时间曲线S,考虑非周期分量 t=0.5+0.05β2=0.5+0.05=0.55s mm2 (4)电压损失校验(正常时) ΔU%=173LImax(r0cosα+X0sinβ)/U=173×0.288×2×(0.12×0.8+0.08×0.6)/10.5×2=0.68%5% 所以所选的YJV22-3×150交联聚乙烯绝缘电缆符合要求 故三个等级所选的导体如下表 设备型号 安装地点 组数 LGJ-120双分裂钢芯铝绞线钢芯铝绞线kV母线kV电压互感器的选择 (一)220kV进线、型式:采用电容式电压互感器,作电压、电能测量及继电保护用,并兼作电力线、电压:额定一次电压:Uin=220kV 额定二次电压:Uin= 3、准确等级:用于保护、测量、计量用,其准确等级为0.2级。 4、型号:TYD220kV 额定变比: (二)220kV母线、型式:采用电容式电压互感器,作电压、电能测量及继电保护用。 2、电压:额定一次电压:U1n=220kV 额定二次电压:U1n= 3、准确等级:用于保护、测量、计量用,其准确等级为0.5级。 4、型号:JDC5-220(W1) 额定变比: 2、110kV电压互感器的选择 (一)、110kV母线、型式:采用串联绝缘箱式电压互感器,作电压、电能测量及继电保护用。 2、电压:额定一次电压:Uin=110kV 额定二次电压:Un= 3、准确等级:用于保护、测量、计量用,其准确等级为0.2级。 4、型号:TYD-110W 额定变比: (二)线路侧PT的选择 根据设计手册,在接110kV及以上线路侧的电压互感器,当线路上装有载波通讯时,应尽量与耦合电容器结合,统一选用电容式电压互感器。 1、型式:采用电容式电压互感器,作电压、电能测量及继电保护作用,并兼作电力线、电压: 额定一次电压:U1n=110kV 额定二次电压:U1n=0.1/kV 3、准确等级:用于估计电压数值、周期用,其准确等级为3级。 4、型号:TY110/-0.01 额定变比: 3、10kV电压互感器的选择 (1)、型式:采用单相浇注绝缘式电压互感器,作电压、电能测量及单向接地保护用及继电保护用。 (2)、电压:额定一次电压:U1n=10kV 额定二次电压:U2n=0.1kV (3)、准确等级:用于保护、测量、计量用,其准确等级为0.5级。 (4)、型号:JDZX9-10 额定变比: 所选的电压互感器如下表: 安装地点 设备型号 额定变比 准备等级 组数 220kV出线kV出线kV电流互感器选择 (一)、主变变高CT选择 (1)、一次回路电压:Un≥Ug=220kV (2)、一次回路电流:Uin>Ig max=588A 初选LVQB-220W2硅橡胶复合套管SF6电流互感器,变比2×500/5次级组合0.5/P。由于该电流互感器供系统测量、保护用。故选准确等级为0.5级,额定热稳定电流Ir=2×21kA(2s)额定动稳定电流Idz=2×55(kA). (3)、热稳定校验 满足热稳定要求。 (4)、动稳定校验 ich=5.3(kA) idz=110(kA) 满足动稳定要求。 综上所述,所选电流互感器LVQB-220W2符合要求。 (二)、220kV进线)、一次回路电压:Un≥Ug=220kV (2)、一次回路电流:Uin>Ig max=1176A 初选LVQB-220W2硅橡胶复合套管SF6电流互感器,变比2×800/5次级组合0.5/P。由于该电流互感器供系统测量、保护用。故选准确等级为0.5级,额定热稳定电流Ir=2×31.5kA(2s)额定动稳定电流Idz=2×80(kA). (3)、热稳定校验 满足热稳定要求。 (4)、动稳定校验 ich=5.3(kA) idz=160(kA) 满足动稳定要求。 综上所述,所选电流互感器LVQB-220W2符合要求。 (三)、220kV出线)、一次回路电压:Un≥Ug=220kV (2)、一次回路电流:Uin>Ig max=98.8A 初选LVQB-220硅橡胶复合套管SF6电流互感器,变比2×300/5次级组合0.5/P。由于该电流互感器供系统测量、保护用。故选准确等级为0.5级,额定热稳定电流Ir=2×30kA(1s)额定动稳定电流Idz=2×30(kA). (3)、热稳定校验 满足热稳定要求。 (4)、动稳定校验 ich=5.3(kA) idz=60(kA) 满足动稳定要求。 综上所述,所选电流互感器LVQB-220符合要求。 2、110kV电流互感器选择 (一)、主变变中及母联CT选择 (1)、一次回路电压:Un≥Ug=110kV (2)、一次回路电流:Uin>Ig max=1176A 初选LVQB-110W2硅橡胶复合套管SF6电流互感器,变比2×800/5次级组合0.5/P。由于该电流互感器供系统测量、保护用。故选准确等级为0.5级,额定热稳定电流Ir=2×20kA(1s)额定动稳定电流Idz=2×50(kA). (3)、热稳定校验 满足热稳定要求。 (4)、动稳定校验 ich=5.3(kA) idz=100(kA) 满足动稳定要求。 综上所述,所选电流互感器LVQB-110W2符合要求 (二)、110kV出线)、一次回路电压:Un≥Ug=110kV (2)、一次回路电流:Uin>Ig max=284A 初选LVQB-110硅橡胶复合套管SF6电流互感器,变比2×300/5次级组合0.5/P。由于该电流互感器供系统测量、保护用。故选准确等级为0.5级,额定热稳定电流Ir=2×15kA(1s)额定动稳定电流Idz=2×30(kA). (3)、热稳定校验 满足热稳定要求。 (4)、动稳定校验 ich=7.45(kA) idz=60(kA) 满足动稳定要求。 综上所述,所选电流互感器LVQB-

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