最新變電所電氣一次部分設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 JDJ10（油浸式）額定電壓（kV）一次繞組二次繞組輔助繞組10 導線選擇一、導體的選擇及校驗要求 （1） 導體選型 載流導體一般使用鋁或鋁合金材料，而在對鋁有嚴重腐蝕的場合則使用銅導體。硬導體的截面一般為矩形、槽形和管形。 （2） 導體截面選擇按導體長期發熱允許電流選擇。其計算式為 式中：Imax為導體所在回路中最大持續工作電流（A）；Ial為在額定環境溫度q0 =25℃時導體允許電流； K 為與實際環境溫度和海拔有關的綜合修正系數。 （3） 電暈電壓校驗 110kV及以上裸導體需要按晴天不發生全面電暈的條件校驗，即裸導體的臨界電壓Ucr應大于最高工作電壓Umax。 （4） 熱穩定校驗在校驗導體熱穩定時，若計及集膚效應系數Kf的影響，由短路時發熱的計算公式可得到短路熱穩定決定的最小截面積Smin為式中：C為熱穩定系數；Qk為短路電流熱效應（A2s）。 （5） 動穩定校驗 1） 單條矩形導體構成母線的應力計算。導體最大相間計算應力sph為式中：f ph 為單位長度導體上所受相間電動力（N/m）；L為導體支柱絕緣子間的跨距（m）；M為導體所受最大彎矩（Nm）；W為導體對垂直于作用力方向軸的截面系數（m3）.導體最大相間應力 s ph 應小于導體材料允許應力 s a1，即： 2） 多條矩形導體構成的母線應力計算。同相母線由多條矩形導體組成時，母線中最大機械應力由相間應力s ph和同相條間應力s b 疊加而成，則母線滿足動穩定條件為：式中：相間應力s ph計算與單條導體計算相同，而條間應力s b為：二、導體選擇結果 （1） 220kV母線的選擇結果 220kV母線采用型號為LF21φ60/54圓管型鋁錳合金導體，其技術參數如表228所示。表29 LF21φ60/54圓管型鋁錳合金導體技術參數表導體尺寸D1/D2（mm）導體截面（mm2）導體最高允許溫度為下值時的載流量（A）截面系數W（cm3）慣性半徑Rj（cm）慣性矩J（cm4）質量（kg/m）70℃80℃φ60/5453912401072 （2） 110kV母線的選擇結果 110kV母線采用型號為LF21φ70/64圓管型鋁錳合金導體，其技術參數如表229所示。表210 LF21φ70/64圓管型鋁錳合金導體技術參數表導體尺寸D1/D2（mm）導體截面（mm2）導體最高允許溫度為下值時的載流量（A）截面系數W（cm3）慣性半徑Rj（cm）慣性矩J（cm4）質量（kg/m）70℃80℃Φ70/6463114131211（3） 10kV母線的選擇結果10kV母線按最大持續工作電流選擇3條125mm10mm矩形鋁導線平放，額定載流為5630A。 防雷設計 防雷設計原則和措施變電所的雷害主要有兩個方面：一、雷擊變電所，二、雷擊輸電線路后產生的雷電波侵入變電所。由于氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優于氧化鋅避雷器（也就是磁吹避雷器），并且無串聯間隙，保護特性好，無工頻續、滅弧問題，在本設計中將采用氧化鋅避雷器。 各電壓等級避雷器選擇結果表211 220kV側避雷器的選擇結果型號避雷器額定電壓有效值（kV）系統額定電壓有效值（kV）持續運行電壓有效值（kV）直流1mA參考電壓不小于（kV）2kA操作波殘壓峰值不大于（kV）波頭1μs陡波沖擊殘壓峰值不大于（kV）8/20μs雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）20 kV10 kV5 kV20 kV10 kV5 kVY10WI228/593228220146330504664593表212 110kV側避雷器的選擇結果型號避雷器額定電壓有效值（kV）系統額定電壓有效值（kV）持續運行電壓有效值（kV）直流1mA參考電壓不小于（kV）2kA操作波殘壓峰值不大于（kV）波頭1μs陡波沖擊殘壓峰值不大于（kV）8/20μs雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）20 kV10 kV5 kV20 kV10 kV5 kVY10WI108/28210811073157240316282表213 10kV側避雷器的選擇結果型號避雷器額定電壓有效值（kV）系統額定電壓有效值（kV）持續運行電壓有效值（kV）直流1mA參考電壓不小于（kV）2kA操作波殘壓峰值不大于（kV）波頭1μs陡波沖擊殘壓峰值不大于（kV）8/20μs雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）10 kV5 kV10 kV5 kV10245144 一、避雷針的配置原則： 在非高土壤電阻率地區，其工頻接地電阻Ω≤10eR。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網連接，但避雷針與主接地網的地下連接點沿接地線的長度不得小于15m。獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距mdhRdi5,≥+≥≥md32≥；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網在地中距離d，且，式中為沖擊接地電阻。二、避雷針位置的確定： 首先應根據變電所設備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規程規范的要求。電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000n米的地區，宜裝設獨立的避雷針。 獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10n。 35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。 在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于15m的要求 配電裝置及電氣平面圖 配電裝置一、220kV配電裝置（1）配電裝置的布置形式220kV戶外配電裝置采用支持式管形母線分相中型布置，斷路器單列布置，一個方向出線，母線隔離開關采用單柱垂直伸縮式，分相布置于母線正下方，出線隔離開關采用水平開啟式。（2）配電裝置尺寸母線高度取決于母線隔離開關高度，導線對地安全距離等要求，據此。進出線門形構架高度取決于進出線導線弛度和下層母線或引線高度以及上下導體帶電作業時電氣距離要求，據此。管母線相間距離取3米。出線間隔寬度為13米，（4）米，相地距離取3（）米；，相地距離取3米。二、110kV配電裝置（1）110kV戶外配電裝置采用支持是管型母線中性布置方式，斷路器單列布置，母線隔離開關采用單柱垂直伸縮式，分相布置于母線正下方，出線隔離開關采用水平開啟式。（2）配電裝置尺寸管母線高度取7米；。出線間隔寬度為8米，；設備相間距離取2米，相地距離取2米。三、10kV配電裝置10kV配電裝置布置在高壓配電室內，為單層建筑，布置10kV配電室、電容器室、接地變室，站用變壓器選用柜式結構置于10kV室內，并聯電抗器為戶外布置，10kV開關柜與電容器、并聯電抗器、接地變、站用變采用電纜連接方式。 主變壓器布置，寬度為15米，主變220kV、110kV進線為架空進線，10kV進線采用母線橋。 電氣平面設置從站區東北角的進站大門進入，全站一次設備“一”自行四列式布置，自北向南一次為220kV配電裝置，10kV配電裝置室、電容器室、并聯電抗器、接地變室，主變壓器，110kV配電裝置。220kV朝北出線，110kV出線向南，10kV電纜東西方向出線。主控樓位于220kV、110kV配電裝置之間東端，進站道路左側，為兩層建筑首層為電纜間和功能室；二層為主控制室、光纖機房、載波機室、蓄電池室及資料室。警傳室、生活樓布置在進站道路左側，水泵房、消防水池利用站區西側的空地設置。10kV開關柜單列布置于10kV室內，站用變壓器選用柜式結構置于10kV室內。變電站東西向長163米，南北向長為119米，站區占地面積19397平方米。3 設計計算書 負荷計算由于，則則： 主變容量計算,以及建成后5~10年的規劃，主變容量確定為： 注：本設計考慮了10年的規劃時間。 主變壓器各繞組電抗標幺值計算假定高壓，中壓，低壓繞組分別為一，二，三次繞組，則有： 設，,個繞組電抗的標幺值為： 短路電流計算220kV變電所等值電路為： 220kV變電所等值電路電抗標幺值的計算：取，發電機 則有：變壓器 則有：線路 則有： 220kV變電所等值電路化簡為： 220kV變電所等值電路其中的部分電抗為： 220kV母線短路時短路電流計算等值電路為： 220kV母線短路時等值電路其中：計算電抗為：查汽輪發電機計算曲線數字表，得出短路周期電流0s、2s、4s的標幺值為表31 短路周期電流0s、2s、4s的標幺值短路點3歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流為：短路電流周期分量的有名值計算結果為：（計算公式為）沖擊電流為：短路容量為： 110kV母線短路時短路電流計算等值電路為： 110kV母線短路時等值電路如上圖，各部分的電抗值為：到短路點的轉移阻抗為：S到短路點的轉移阻抗為：計算電抗為：查汽輪發電機計算曲線數字表，得出短路周期電流0s、2s、4s的標幺值為表32 短路周期電流0s、2s、4s的標幺值短路點歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流為：短路電流周期分量的有名值計算結果為：（計算公式為）沖擊電流為：短路容量為： 10kV母線短路時短路電流計算等值電路為： 10kV母線短路時等值電路如上圖，各部分的電抗值為：到短路點的轉移阻抗為：S到短路點的轉移阻抗為：計算電抗為：當時，可以近似地認為短路周期電流的幅值已不隨時間的改變而變化，直接用運算短路周期電流的標幺值如下：歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流為：