10kv變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(更新版)

　　

【正文】 ℃～35℃。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)110kV側(cè)的短路熱容量為：GW4110型隔離開(kāi)關(guān)的4s熱穩(wěn)定電流為：It2t=4=3969 kA2SQk＜ It2t符合要求。(4)型號(hào)：JDZ2－35額定變比： 110kV配電裝置電氣設(shè)備選擇1．?dāng)嗦菲鞯倪x擇[9]：(1)額定電壓：110kV(2)額定電流：I＞Imax 其中I為額定電流，Imax為110kV側(cè)的最大工作電流 。③溫度校驗(yàn)LB635型號(hào)電流互感器的允許使用溫度為40℃～40℃，變電所的自然條件為21℃～35℃。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)35kV側(cè)的短路熱容量為：GW435型隔離開(kāi)關(guān)的4s熱穩(wěn)定電流為：It2t=4=3969 kA2SQk＜ It2t符合要求。(4)型號(hào)：JDZX9－10額定變比： 35kV配電裝置電氣設(shè)備選擇1．?dāng)嗦菲鞯倪x擇[9]：(1)額定電壓：35kV(2)額定電流：I＞Imax 其中I為額定電流，Imax為35kV側(cè)的最大工作電流 。③溫度校驗(yàn)LFZ10型號(hào)電流互感器的允許使用溫度為40℃～40℃，變電所的自然條件為21℃～35℃。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)10kV側(cè)的短路熱容量為：GN1910型斷路器的4s熱穩(wěn)定電流為：40kAIt2t=4024=6400 kA2SQk＜ It2t符合要求。 10kV配電裝置電氣設(shè)備選擇1．?dāng)嗦菲鞯倪x擇[9]：(1)額定電壓：10kV(2)額定電流：I ＞Imax 其中I為額定電流，Imax為10kV側(cè)的最大工作電流 。②采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。一般當(dāng)海拔1000～3000m范圍內(nèi)，若海拔制造廠家規(guī)定值每升高100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降1%。步驟： 先將電路接線圖化簡(jiǎn)為阻抗圖（必須為最簡(jiǎn)形式的），根據(jù)阻抗圖中的的阻抗值和已知條件算出計(jì)算電抗Xgs和基準(zhǔn)電流Irg通過(guò)Xgs查表得到0秒時(shí)刻和4秒時(shí)刻的電流值分別為I0*和I；然后通過(guò)公式算出暫態(tài)電流I0，穩(wěn)態(tài)電流I*，沖擊電流Ich和短路容量S’’。短路點(diǎn)應(yīng)選擇在短路電流為最大的地點(diǎn)。表41發(fā)電機(jī)型號(hào)及參數(shù)廠名機(jī)號(hào)型號(hào)P0（MW）U0（kV）COSφX″%發(fā)電廠A12QFS50250發(fā)電廠B12QFQ50250進(jìn)線端兩發(fā)電廠的參數(shù)如上表，其中廠A到變電所的距離為20km，廠B到變電所的距離為40km。表32 直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱容量（kW）負(fù)荷系數(shù)計(jì)算容量（kW）計(jì)算電流（A）事故放電時(shí)間及電流（A）初期持續(xù)末期1經(jīng)常負(fù)荷4142事故照明2129993DL跳閘204DL合閘1335合計(jì)3第四章 短路電流計(jì)算在變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。（2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分開(kāi)母聯(lián)斷路器，自動(dòng)將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。由于所共35kV和10kV都為Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷供電要求高，為了保證供電的可靠性和靈敏性所以選擇雙母線接線形式；（2）35kV選擇單母分段接線。為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。(2)當(dāng)出現(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。(2) 具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。(1)小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，如果發(fā)生單相接地故障，非故障相電壓升高至原來(lái)的倍，對(duì)絕緣要求高（不適應(yīng)電壓等級(jí)高的系統(tǒng)，適用于以下系統(tǒng)）。例如，使水電廠能充分利用水能，避免棄水；使功率在系統(tǒng)中合理分布以降低電能在變輸送、分配中的損耗，等等。第二級(jí)負(fù)荷，對(duì)這類負(fù)荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，將使人民生活受到影響。(1)電能不能大量存儲(chǔ)[14]。電力系統(tǒng)的電氣接線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路之間的電氣接線。1889年，美國(guó)從奧力崗城到波特蘭建造了第一條21公里4000伏特的單相交流輸電線。在二次部分中，要綜合考慮保護(hù)的方式、系統(tǒng)運(yùn)行的方式和短路點(diǎn)的選擇，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整定計(jì)算。在具體計(jì)算后，還要為建造變電站進(jìn)行配電裝置及電氣總平面的布置設(shè)計(jì)，使建站合理化。1884年，英國(guó)的霍普金森制成了閉合磁路式變壓器, 經(jīng)過(guò)研究，于1885年開(kāi)發(fā)出了實(shí)用的變壓器。指規(guī)定時(shí)間，如一天、一月或一年內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以千瓦(kW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)計(jì)。另外，還有南方電網(wǎng)、川渝電網(wǎng)、山東電網(wǎng)、福建電網(wǎng)、海南電網(wǎng)、西藏電網(wǎng)、新疆電網(wǎng)和臺(tái)灣電網(wǎng)。第一級(jí)負(fù)荷，對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電，將造成人身事故、設(shè)備損壞，將產(chǎn)生廢品，使生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù)，人民生活發(fā)生混亂。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)展開(kāi)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作，使整個(gè)發(fā)電廠所承擔(dān)的負(fù)荷能合理分配。③變壓器原邊額定電壓等于與之相連的設(shè)備的額定電壓的倍。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。[5](1) 運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。由公式：S=P+JQ，Q=PtgΦ,Se=√P2+Q2得：35kV側(cè)的負(fù)荷 S1=48000+JQ S1=48000+J3600010kV側(cè)的負(fù)荷 S2=19200+JQ S2=19200+J14400考慮到今后5~10年的變壓器損耗則[11]：S3=S1(1+5%)5 =55296+J41472 S4=S2(1+5%)5 =+ Se=(S3+S4)=+ 主變壓器的容根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。缺點(diǎn)：(1)當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。(2)調(diào)度靈活。(2)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。5．技術(shù)分析（1）110kV母線選擇雙母線接線。35kV和10kV側(cè)選擇了單母線分段接線的方式，主要從3個(gè)方面考慮：（1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同端引出兩個(gè)回路由兩個(gè)電源供電。變壓器參數(shù)如下表31所示：表31 所用變參數(shù)型號(hào)U1e （kV）U2e（kV）連接組別損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）S3100/10100．4空載短路4 直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，其使用目的是：用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路操作電源，也用于各類斷路器的傳動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的備用電源。直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表32。 短路電流計(jì)算條件發(fā)電廠Ａ和發(fā)電廠Ｂ的發(fā)電機(jī)參數(shù)如表41所示。2．計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行計(jì)算。電力系統(tǒng)高壓側(cè)電抗可按： X=U2/S其中X為電力系統(tǒng)電抗值，單位為； U為電力系統(tǒng)額定電壓，單位為kV；電力系統(tǒng)額定一般電壓為10kV，35kV，110kV，220kV等； S為電力系統(tǒng)短路容量，電位為MVA。一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過(guò)1000m，當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過(guò)制造廠家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。以下幾種情況可不對(duì)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)：①用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定有熔斷器的時(shí)間保證，故可不驗(yàn)證熱穩(wěn)定。4．短路電流計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間tk為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間tbr之和，即 tpr一般取保護(hù)時(shí)間的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，這是考慮到主保護(hù)有死區(qū)或拒動(dòng)；而tbr是指對(duì)斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘線圈時(shí)起，到滅弧觸頭分離后的電弧完全熄滅為止的時(shí)間段。 通過(guò)額定電壓和最大工作電流選擇了GN1910型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如下表52所示：表5２　GN1910隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào) 技術(shù)參數(shù)額定電流（A）峰值耐受電流（kA）短時(shí)耐受電流（4s）（kA）GN1910125010040(３)校驗(yàn)：額定電流為1250kAI=1250＞Imax=1109A①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：10kV側(cè)短路沖擊電流為Ich=GN1910型隔離開(kāi)關(guān)的耐受峰值電流為100kA＜100kA符合要求。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)10kV側(cè)的短路熱容量為L(zhǎng)FZ10型號(hào)電流互感器的1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)為：75＜5625 符合要求。(2)電壓：額定一次電壓：U1n=10kV額定二次電壓：U2n=(3)準(zhǔn)確等級(jí):用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用。通過(guò)額定電壓和最大工作電流選擇了GW435型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如表57所示：表57 GW435型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào) 技術(shù)參數(shù)額定電流（A）峰值耐受電流（kA）短時(shí)耐受電流（4s）（kA）GW435125050(3)校驗(yàn)：額定電流為1250kAI=1250＞Imax=792A①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：35kV側(cè)短路沖擊電流為Ich=GW435型隔離開(kāi)關(guān)的耐受峰值電流為50kA＜50kA符合要求。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)35kV側(cè)的短路熱容量為：LB635型號(hào)電流互感器的1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)為：100＜14400 符合要求。(2)電壓：額定一次電壓：U1n=35kV額定二次電壓：U2n=(3)準(zhǔn)確等級(jí):用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用。通過(guò)額定電壓和最大工作電流選擇了GW4110型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如下表512所示：表512 GW4110型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào) 技術(shù)參數(shù)額定電流（A）峰值耐受電流（kA）短時(shí)耐受電流（4s）（kA）GW4110125050(3)校驗(yàn)：額定電流為1250kAI=1250＞Imax=926A①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：110kV側(cè)短路沖擊電流為Ich=GW4110型隔離開(kāi)關(guān)的耐受峰值電流為50kA＜50kA符合要求。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)110kV側(cè)的短路熱容量為：LB7110型號(hào)電流互感器的1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)為：15＜81 符合要求。根據(jù)上述計(jì)算的數(shù)據(jù)選擇Y15W572/186型避雷器參數(shù)如下表515所示：表515 Y15W572/186型避雷器參數(shù)型號(hào)技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)額定電壓（kV）避雷器額定電壓（kV）避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓（kV）雷電沖擊電流下殘壓峰值（kV）操作沖擊電流下殘壓峰值（kV）Y15W572/18611072581861657．電壓互感器的選擇：(1)型式：采用串聯(lián)絕緣箱式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。在保證安全可靠的條件下，盡量降低造價(jià)。遮攔應(yīng)有門(mén)鎖，網(wǎng)孔不應(yīng)大于22cm。(3)對(duì)于電壓互感器，無(wú)論油量多少，均可安裝在開(kāi)敞式小間內(nèi)。(3)，應(yīng)設(shè)固定式圍欄。(9)變壓器裝設(shè)在拄上時(shí)。(17)大容量變壓器應(yīng)考慮設(shè)固定滑車用的基礎(chǔ)，以便于搬運(yùn)設(shè)備。(4)環(huán)形道路：中、小型屋外配電裝置一般可不設(shè)環(huán)形道路，但應(yīng)設(shè)有回車道或開(kāi)兩個(gè)大門(mén)，同時(shí)考慮斷路器搬運(yùn)的條件；大型屋外配電裝置一般均應(yīng)設(shè)置寬3m的環(huán)形道路，由于進(jìn)入配電裝置的車輛少車速慢，道路彎曲半徑可比一般要求降低，取7~；在主變壓器前一般設(shè)有道路。 配電裝置分類1．屋內(nèi)配電裝置的基本要求。另外，在手車上還設(shè)有閉鎖裝置，借以保證斷路器只能在掉閘后方可移動(dòng)。半高型配電裝置一般只在110kV及220kV兩級(jí)電壓采用。5. 其它型式地配電裝置關(guān)于配電裝置的用地，隨著超高壓電網(wǎng)的發(fā)展，超高壓配電裝置的占地面積較220kV配電裝置更為龐大。6. 配電裝置布置方式的選擇在對(duì)配電裝置的布置方式進(jìn)行選選型的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)變電站的具體情況(規(guī)模、可用地、投資等)作綜合考慮。清掃工作量較大布置清晰，操作集中，巡視路徑短:母線隔離開(kāi)關(guān)監(jiān)視不方便。110 kV屋外高型配電裝置由于鋼材耗量大，土建費(fèi)用高，安裝檢修和運(yùn)行維護(hù)條件較差，所以一般不宜采用。變壓器事故中，不少是高壓電容套管內(nèi)絕緣層損壞、老化而產(chǎn)生絕緣擊穿，引起高溫，使套管爆炸噴油燃燒。G一一設(shè)備油重(kg