220kV樞紐變電所設計

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1、220kV樞紐變電所設計 摘要 該變電所是位于南方某城的邊緣樞紐變電所。氣候濕熱、多風、有鹽霧天氣及年雷暴日數較多，在設計及選擇設備過程中都應考慮進去。 本變電所設計裝有兩臺主變壓器，220kV側進線為兩回路，110kV側出線為六回，10kV側出線為六回。并帶有一處二類負荷，設計的重點是保證供電的可靠性。220kV及110kV側采用雙母線接線形式且110kV側帶旁路母線，10kV側采用單母線分段的接線形式。設備選擇上，必須考慮安全和經濟性，保證所選的電氣設備性能好、價格低廉，在配電圖的布置方面，高壓側采用分相中型布置，中壓側則沿用了傳統(tǒng)的蘇聯式的普通中型布置，而低壓側采用屋內配電裝置，布

2、置在開關柜中。而二次部分與繼電保護方面的設計突出了某些特點。 關鍵詞：220kV 變壓器 主接線 電氣設備 測量及保護裝置 Abstract This substation is a regional substation which locates the edge of some county in Guangdong province. Suffering the influence of special weather condition, hot and damp、windy、sal

3、t fog and more thunder per year, therefore , all that should offer consideration in the course of designing and choosing equipments. There are two main transformers in this substation, 220 kV is double return circuits internal wire, 110kV has 6 circuits external wire, 10kV has 6 circuits external

4、wire with a class II load. The focal point in the main wire connection design is the dependability of guaranteeing to supply power. 220 kV and 110 kV adopt double bus bar wire connection form with a by-pass bus bar on the side of 110kV, 10kV adopts single bus bar with a segment wire connection form.

5、 Equipments choose bases on the premise that guaranteeing to supply power safely, have given consideration to economy, possibly adopt the new type products that have fine electric performance and low price, and at the meantime try some perspective unconventional products. In the part of distribution

6、 apparatus, high-voltage adopts medium mode with phase splitting, medium-voltage continues to use traditional Soviet mode while being ordinary medium mode and low-voltage adopts room distribution installation, being fixed up in the switch cupboards. Design of relay protection and secondary part out

7、stand character that convenient on measure、control,、management and protection. The whole programming for the district of substation is beautiful, environmental protection, outstanding practicable, functional and sustainable and expansionary for keeping on development. Key words：220kV transformer

8、 main wire connection electric equipments measure and protection equipments 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 1前言 1 2.原始資料分析 2 2.1 性質分析 2 2.2 自然條件及地質條件分析 2 3.主變的選擇和主接線的確定 3 3.1 負荷統(tǒng)計表 3 3.2 主變壓器的選擇 4 3.3 主接線的確定 5 4.短路計算 6 4.1 短路電流計算目的 6 4.2 假設條件和原則 6 4.3 系統(tǒng)簡化阻抗

9、圖 6 4.4 短路電流的計算方法 6 4.5各短路點參數的計算 7 4.5.1參數的確定 7 4.5.2變壓器電抗標么值的計算 7 4.5.3進出線路電抗的計算 7 4.5.4 最大運行方式下各短路點電流的計算 8 4.5.5 最小運行方式下各短路點電流的計算 10 4.5.6短路電流計算數據表 10 5.導線的選擇 11 5.1 220kV高壓側母線及主變饋線的選擇 11 5.2 110kV中壓母線及主變饋線的選擇 12 5.3 10kV低壓側母線的選擇 13 5.4 220kV高壓側進線的選擇 14 5.5 110kV中壓側出線的選擇 14 5.6 10kV

10、低壓側出線的選擇 15 5.7 電纜的選擇 16 6.電氣設備的選擇 18 6.1 斷路器的選擇 18 6.1.1選擇原則 18 6.1.2 220kV進線及變壓器高壓側斷路器的選擇 18 6.1.2 變壓器中壓110kV側斷路器的選擇 19 6.1.3變壓器低壓10kV側斷路器的選擇 19 6.1.4 110kV側出線路上斷路器的選擇 20 6.1.5 10kV側出線路上斷路器的選擇 20 6.2 隔離開關的選擇 21 6.2.1 220kV進線及變壓器高壓側隔離開關的選擇 21 6.2.2 變壓器中壓110kV側隔離開關的選擇 21 6.2.3 變壓器低壓10kV

11、側隔離開關的選擇 22 6.2.4 110kV側出線路上隔離開關的選擇 22 6.2.5 10kV側出線路上隔離開關的選擇 23 6.3 電壓互感器的選擇 23 6.3.1 選擇原則 23 6.3.2 選擇結果 24 6.4 電流互感器的選擇 24 6.4.1 選擇原則 24 6.4.2 選擇結果 25 6.5 避雷器的選擇 26 6.5.1 選擇原則 26 6.5.2 選擇結果 26 6.6電力電容器的選擇 27 6.6.1 選擇原則 27 6.6.2 選擇結果 27 6.7 所用變壓器的選擇 28 6.7.1 選擇原則 28 6.7.2 選擇結果 28

12、7.配電裝置布置 30 8.繼電保護 31 8.1 變壓器的保護 31 8.1.1 變壓器的瓦斯保護 31 8.1.2變壓器的電流速斷保護 32 8.1.3 變壓器的縱聯差動保護 33 8.1.4 變壓器的過電流保護 34 8.1.5 變壓器的過負荷保護 35 8.1.6 變壓器的零序接地保護 35 8.2 線路保護 36 8.2.1 母線的保護 36 8.2.2 10kV線路的保護 36 8.3 電力電容器的保護 38 9.二次接線 40 9.1 斷路器的控制 40 9.2 中央信號的控制 41 10.防雷保護與保護接地 42 10.1 防雷保護 42 1

13、0.1.1 直擊雷和感應雷保護 42 10.1.2 配電裝置對侵入雷電波的保護 42 10.2 保護接地 43 11.工程概算 45 12結論 47 參考文獻 48 致謝 49 附圖 50 -54- 1前言 電是人們生活不可缺少能源，是我國國民經濟的重要支柱。是于廣大人民群眾的日常生活和工作息息相關的。而且隨著經濟的發(fā)展、科技水平的不斷進步，對電的要求也必然日益提高。而電能的供應需求成了當今的首要問題。如何進行變電所的設計也成了我關心的問題。 本次設計的220kV變電所主要是針對我國南方某城邊緣的樞紐變電所。它主要是針對該地區(qū)供電任務，同時也適于縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的電網供電。

14、 這次進行的變電所設計目的是為了將自己所學的理論應用到實際生活中，做到理論聯系實際，檢驗綜合運用所學專業(yè)知識解決問題及完成設計任務的能力，并通過這次的設計對變電工程，電力系統(tǒng)分析，電力系統(tǒng)繼電保護原理，高電壓技術和二次接線，地方電力系統(tǒng)自動化等專業(yè)知識進行復習。并希望通過本次設計能學到新知識，新本領，為今后的工作培養(yǎng)動手能力和爭加實踐經驗。 2.原始資料分析 2.1 性質分析 本變電所為與電力系統(tǒng)相聯的地區(qū)變電所，具有三個電壓等級，其供電用戶為二、三類負荷。220kV側進線兩回，110kV側有出線6回

15、，10kV出線6回，且可能帶有一、二類負荷?？紤]到所有負荷中，大部分用戶為工廠，如停電將造成較大的經濟損失，所以供電的可靠性應作為設計的重點。 2.2 自然條件及地質條件分析 ⑴ 地理位置分析： 本變電所建于縣城邊緣的工業(yè)區(qū)附近，以工業(yè)用戶為主。所區(qū)地勢平坦，配電裝置的布置不必考慮特殊方式。海拔21.5m，不必采用高海拔設備。（根據《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》）交通發(fā)達，有鐵路和高等級公路經過本所附近，不必過多考慮設備的運輸問題。 ⑵ 氣象分析： 最高氣溫38.9℃，最低氣溫1.9℃，年平均氣溫21.7℃，普通變壓器可正常工作，無需考慮特殊的電氣設備；年平均風速2.5m/s，但夏秋季

16、常受臺風影響，所以架空線路的機械強度及對屋外配電裝置的影響應予以考慮；雖全年多盛行東北偏北風，但強風日數多來自臺風季節(jié)的東南風，所以變電所應以東南、西北走向為宜；全年只有短暫的霜凍（不足3天）和結冰現象（不足1天），不必考慮覆冰問題；無凍土情況發(fā)生，接地裝置地下部分不必過深即可保證可靠接地；地震烈度不大，不必設置防震保護，可以考慮采用半高型或高型布置；土壤電阻率小于500Ω.m，可考慮采用構架式避雷針；年雷暴日數為88.8天，防雷裝置的選取應加以考慮；周圍環(huán)境較清潔，化工廠對本所影響不大，但年霧日為18天，地處沿海地區(qū)的鹽霧很容易引起污閃，所以對絕緣子串和變電設備外絕緣的影響應予以考慮。

17、 3.主變的選擇和主接線的確定 3.1 負荷統(tǒng)計表 表 3－1 負荷統(tǒng)計表 序號 回路名稱 用戶類型 需用系數 配電容量kVA 線長km 供電回數 1 橋頭渠甲線 化工廠 0.80 12000 100 1 污水處理廠 0.70 2000 制藥廠 0.75 6000 2 橋頭渠乙線 半導體公司 0.70 8000 100 1 電子儀表廠 0.70 4000 電子公司 0.75 5000 3 臥龍甲線 精密五金公司 0.70 5000 100 1 金屬材料公司 0.75

18、6000 PCB工廠 0.70 8000 4 臥龍乙線 醫(yī)院 0.75 7000 100 1 學校 0.70 6000 機關 0.60 5000 5 黃鋪甲線 機電公司 0.80 6000 100 1 啤酒廠 0.80 7000 食品加工廠 0.75 6000 6 黃鋪乙線 醫(yī)院 0.75 5000 100 1 學校 0.85 4000 居民 0.65 6000 7 漢中甲線 航天科技園 0.70 6000 12 2 電視機廠 0.75 8000 微電子公司 0.75 7000 8

19、 漢中乙線 飲料廠 0.60 6000 10 1 學校 0.60 3000 居民 0.75 4000 9 項店甲線 通訊公司 0.70 4000 13 1 建筑材料公司 0.80 7000 居民 0.80 3000 續(xù)表3－1 序號 回路名稱 用戶類型 需用系數 配電容量kVA 線長km 供電回數 10 項店乙線 汽車配件廠 0.70 6000 12 1 塑料制品廠 0.75 6000 居民 0.70 2000 11 剛角甲線 紡織廠 0.70 6000 14 1 醫(yī)院

20、 0.75 5000 居民 0.70 4000 12 剛角乙線 乳品廠 0.75 6000 15 1 飼料廠 0.70 4000 食品加工廠 0.80 5000 3.2 主變壓器的選擇 ⑴ 各回路的計算負荷，根據公式得 線路1 ＝120000.8＋20000.70＋60000.75＝15500kVA 線路2 ＝80000.70＋40000.70＋50000.75＝12150kVA 線路3 ＝50000.70＋60000.75＋80000.70＝13600kVA 線路4 ＝70000.75＋60000.70＋50000.60＝12450kVA 線

21、路5 ＝60000.80＋70000.80＋60000.75＝14900kVA 線路6 ＝50000.75＋40000.85＋60000.65＝11050kVA 線路7 ＝60000.70＋80000.75＋70000.75＝15450kVA 線路8 ＝60000.60＋30000.60＋40000.75＝8400kVA 線路9 ＝40000.70＋70000.80＋30000.80＝10800kVA 線路10＝60000.70＋60000.75＋20000.7＝10100kVA 線路11＝60000.70＋50000.75＋40000.7＝10750kVA 線路12＝60000

22、.75＋40000.70＋50000.8＝11300kVA ⑵ 變電所最大負荷計算 由計算 ——同時系數，一般取0.85－0.90。 ——線損率，高低壓網絡的綜合線損率為6.5％。 得 ＝0.85146450（1＋6.5％）＝132573.8625kVA 對于本所要考慮5年的發(fā)展前景，系統(tǒng)年負荷增長率為8％，則5年后該變電所的總負荷為kVA ⑶ 主變臺數的確定 本變電所采用經濟運行方式，裝設兩臺等容量變壓器，當一臺主變運行時，可保證60％的負荷供電，考慮變壓器事故過負荷能力為40％，則可保證對84％負荷的供電，在事故運行方式下，切除一些三類負荷保證大部分供電。 ⑷ 變壓

23、器容量的確定 裝設兩臺等容量主變，每臺主變的額定容量為，即 kVA，所以選擇 kVA的變壓器。 根據實際情況，采用220kV三相三繞組有載調壓變壓器。 有載調壓電力變壓器是輸配電系統(tǒng)中的重要組成部分，適用于電網電壓波動較大而用戶對電壓質量要求較高的場合或負荷中心，在戶內、外均可使用。這種變壓器的作用是電網電壓波動時，不間斷地在帶負荷運行條件下，通過自動或手動改變變壓器高、低壓側線圈的匝數比，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而保證供電質量，提高用電設備的工作效能和安全可靠性。 目前國產的63000－200000kVA三相三繞組有載調壓電力變壓器采用片式散熱器來提高冷卻效果，減小運行噪音；增加平衡

24、繞組以減小星形－星形連接繞組的零序阻抗，減小二次諧波電壓幅值，并穩(wěn)定中性點電壓；通過降低變壓器鐵芯磁通密度來降低噪音；采用外鐵芯變壓器（殼式變壓器）來增強抗短路能力和降低損耗。 查中國水利水電出版社《電氣設備實用手冊》，選用220kV低損耗三相三繞組SFPS系列有載調壓變壓器，其技術數據見表3－2。 表 3－2 變壓器技術數據 型 號 額定電壓（kV） 連接組標號 損耗（kW） 高壓 中壓 低壓 短路 空載 SFPSZ7-20000/220 220 121 10.5 35 38.5 YN， yn0, d11. 480 144 空載電流（

25、％） 阻抗電壓（％） 生 產 廠 高低 高中 中低 0.9 22-24 12-14 7-9 湖北變壓器廠 3.3 主接線的確定 電氣主接線的設計應滿足供電可靠，接線簡單、清晰，操作、檢修方便，投資少，年運行費用低等要求。 第一 可靠性：是否能夠保證變電所的正常運行并提供高質量電能。檢修電氣設備時是否影響對重要用戶的供電，是否有造成變電所全停的可能性。 第二 靈活性：從運行方面看，是否能以正常方式投入和切除變壓器，是否能滿足事故運行方式、檢修運行方式和其他特殊運行方式，是否能夠安全、方便的檢修斷路器、隔離開關等電氣設備而不影響對大部分用戶的供電；從擴建角度看，從初

26、期接線到最終接線的改造過程中，設備的改動是否最小。 第三 經濟性：是否具有分期建設的可能性，投資及年運行費用是否最低。 經過分析確定本所的主接線見附圖（1）。 4.短路計算 4.1 短路電流計算目的 ⑴ 選擇和校驗電氣設備； ⑵ 繼電保護整定； ⑶ 確定是否采取限流措施。 4.2 假設條件和原則 ⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ⑵ 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行； ⑶ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ⑷ 元件的電阻都可忽略不計； ⑸ 所有計算都為三相短路情況下，并全部考慮為金屬性短路； ⑹ 220KV線路忽略線路阻抗。 4.3 系統(tǒng)簡化阻抗圖

27、 圖 4－1 等效電路圖 4.4 短路電流的計算方法 ⑴ 根據保護整定值的計算和經驗選擇短路點； ⑵ 畫等效電路； ⑶ 計算出每個電抗元件的電抗標么值； ⑷ 計算各短路點的計算電抗； ⑸ 計算短路電流和沖擊電流。 4.5各短路點參數的計算 4.5.1參數的確定 ⑴ 取MVA,。 ⑵ 最大運行狀態(tài)下，電抗標么值。 ⑶ 最小運行狀態(tài)下，電抗標么值。 ⑷ 根據手冊上提供變電所系統(tǒng)阻抗標么值為0.4，MVA，計算本變電所的短路電流，并據此選擇電氣設備。 4.5.2變壓器電抗標么值的計算 三繞組變壓器根據公式來計算，由SFPSZ7-120000/220技術數據，選定，則

28、有 所以有 4.5.3進出線路電抗的計算 ⑴ 系統(tǒng)進線長度 Lkm，電抗。 ⑵ 110kV側出線 L L L L L L ⑶ 10kV側出線 L L L L L L 4.5.4 最大運行方式下各短路點電流的計算 ⑴ 對點 三相短路電流 kA 兩相短路電流 kA 沖擊電流 kA ⑵ 對點 三相短路電流 kA 兩相短路電流 kA 沖擊電流 kA ⑶ 對點 三相短路電流 kA 兩相短路電流 kA 沖擊電流 kA ⑷ 對點 三相短路電流 kA

29、 兩相短路電流 kA 沖擊電流 kA ⑸ 對點 由負荷情況可知，點出現在線路8時，短路電流最大， 則有 即 三相短路電流 kA 兩相短路電流 kA 沖擊電流 kA 4.5.5 最小運行方式下各短路點電流的計算 此時，其他情況與最大運行方式類似。 4.5.6短路電流計算數據表 見表（4－1） 表 4－1 短路電流計算數據表（單位kA） 短路點 最大運行方式 最小運行方式 三相短路電流 兩相短路 電流 沖擊電流 三相短路 電流 兩相短路 電流 沖擊電流 f1 2.202 1.907 5.615 1.

30、873 1.622 4.776 f2 1.129 0.977 2.879 1.036 0.897 2.287 f3 0.821 0.711 2.094 0.771 0.668 1.966 f4 0.889 0.770 2.267 0.830 0.719 2.117 f5 0.200 0.173 0.510 0.197 0.170 0.502 說明：f1點短路時流過220kV側斷路器的短路電流最大，此點用于選擇220kV側各電氣設備；f2點短路時流過110kV側斷路器的短路電流最大，此點用于選擇110KV側各電氣設備；f4點短路時流過

31、10kV側斷路器的短路電流最大，此點用于選擇10kV側各電氣設備。 5.導線的選擇 選擇原則：由于圓形鋼芯鋁絞線的耐張性能好，在允許電流相同時，其直徑相對大，其表面附近的電場強度較小，機械強度較大，集膚效應較大；另外，圓形母線消除了電場集中的現象，可以防止電暈的產生，所以高壓側和中壓側采用圓形鋼芯鋁絞線。但低壓側母線裝設在屋內，考慮到集膚效應和散熱的要求，采用矩形銅母線，水平布置平放，相間距離a=0.4m，跨距L＝1m。 為降低年運行費用，母線的選擇需按經濟電流密度選擇，并按最大長期工作電流校驗。正常條件下所選的母線截面需校驗短路時的熱穩(wěn)定；對硬母線需進行動穩(wěn)定校驗，要求其絕緣子

32、跨距和墊片跨距場小于最大允許跨距；對110kV以上的母線還應該校驗是否發(fā)生電暈，要求其工作電壓小于臨界電暈電壓。 5.1 220kV高壓側母線及主變饋線的選擇 ⑴ 按經濟電流密度選擇母線截面 最大長期工作電流 A 查表得經濟電流密度 經濟截面 查《電力工程設計手冊》第一冊 選用LGJJ－400型戶外鋼芯鋁絞線，A。 溫度修正系數為 則實際環(huán)境溫度為38.9℃時，母線允許電流 ， 滿足長期工作時的發(fā)熱條件。 ⑵ 按最小截面積法校驗母線的熱穩(wěn)定 短路時間 查《短路電流周期分量等值時間曲線》 得， 則 母線

33、正常運行時的最高溫度 計算母線最小截面 由公式， 因，故滿足熱穩(wěn)定要求。 ⑶ 按電暈條件校驗 查表得， kV 所以kVkV，滿足要求。 5.2 110kV中壓母線及主變饋線的選擇 ⑴ 按經濟電流密度選擇母線截面 因選用組合導線，按《電力工程設計手冊》規(guī)定，經濟電流密度，最大長期工作電流 A 經濟截面 查《電力工程設計手冊》第一冊 選用2LGJQ－300型組合導線，A。 溫度修正系數為 則實際環(huán)境溫度為38.9℃時，母線允許電流 ， 不滿足長期工作時的發(fā)熱條件，故選用2LGJQ－400型組合導線，A， ， 此時滿足長期工作時的發(fā)熱條件。

34、⑵ 按最小截面積法校驗母線的熱穩(wěn)定 kA 母線正常工作時的最高溫度 計算母線最小截面 ， 因，故滿足熱穩(wěn)定要求。 5.3 10kV低壓側母線的選擇 ⑴ 按經濟電流密度選擇母線截面 考慮變壓器變比為100：100：50 最大長期工作電流 A 經濟電流密度 經濟截面 查《電力工程設計手冊》第一冊 選用4(12010)矩形鋁母線，A（平放）。 溫度修正系數為 則實際環(huán)境溫度為38.9℃時，母線允許電流 ， 不滿足長期工作時的發(fā)熱條件， 故選用3（12010）矩形銅母線，A（平放）。 ， 此時滿足長期工作時的發(fā)熱條件。 ⑵ 按最小截面積法校驗母線的熱

35、穩(wěn)定 kA 母線正常工作時的最高溫度 計算母線最小截面 ， 因，故滿足熱穩(wěn)定要求。 ⑶ 動穩(wěn)定校驗 短路沖擊電流 kA 三相短路最大電動力 N 母線所受的最大應力 滿足動穩(wěn)定要求。 5.4 220kV高壓側進線的選擇 因上一級與500kV變電所相聯，所以進線與220kV側高壓母線的型號相同，選用LGJJ－400型鋼芯鋁絞線。 5.5 110kV中壓側出線的選擇 110kV側有六回出線，其中線路1為最大的一條負荷，kVA ，應以此條線路作為依據選擇出線。 ⑴ 按經濟電流密度選擇母線截面 最大長期工作電流 A 經濟電流密度 經濟截面 查《

36、電力工程設計手冊》第一冊 選用LGJ－120型戶外鋼芯鋁絞線，A。 溫度修正系數為 則實際環(huán)境溫度為38.9℃時，母線允許電流 ， 滿足長期工作時的發(fā)熱條件。 ⑵ 按最小截面積法校驗母線的熱穩(wěn)定 kA 母線正常工作時的最高溫度 計算母線最小截面 ， 因，故滿足熱穩(wěn)定要求。 5.6 10kV低壓側出線的選擇 10kV側有六回出線，其中線路7為最大的一條負荷，kVA ，應以此條線路作為依據選擇出線。 ⑴ 按經濟電流密度選擇母線截面 最大長期工作電流 A 經濟電流密度 經濟截面 查《電力工程設計手冊》第一冊 選用3LGJQ－400型組合導線，A。 溫

37、度修正系數為 則實際環(huán)境溫度為38.9℃時，母線允許電流 ， 滿足長期工作時的發(fā)熱條件。 ⑵ 按最小截面積法校驗母線的熱穩(wěn)定 kA 母線正常工作時的最高溫度 計算母線最小截面 ， 因，故滿足熱穩(wěn)定要求。 5.7 電纜的選擇 ⑴ 選擇原則 ①電纜的額定電壓應等于或大于所在網絡的額定電壓，電纜的最高工作電壓不得超過其額定電壓的15％； ②電力電纜采用鋁芯，但需要移動或振動劇烈的場所應使用銅芯電纜； ③敷設在電纜構筑物的電纜宜選用裸鎧裝電纜或鋁包裸塑料護套電纜； ④直埋電纜采用帶護層的鎧裝電纜或鋁包裸塑料護套電纜； ⑤周圍有腐蝕性介質的場所，應視介質的不同分別采用

38、不同的電纜護套，有腐蝕性的土壤一般不采用直埋，否則應采用特殊的防腐層電纜； ⑥垂直或高差較大出敷設電纜，應選用不滴流電纜； ⑦1000V以下電纜，截面為及以下采用橡皮絕緣比采用相同截面的紙絕緣電纜經濟，但環(huán)境溫度超過40℃時不宜用橡皮絕緣電纜。 ⑵ 具體選擇及校驗 本變電所有6條10kV出線路從出線斷路器到架空線路之間用電力電纜連接，長度約為20m左右，最大一條負荷為15450kVA，最大負荷利用小時數為5000h/year以上。為便于檢修，電纜并列敷設在電纜溝里。 根據實際情況選擇kV的ZLL－120型紙絕緣鋁包裸鋼帶鎧裝電纜。 選擇電纜截面 雖然電纜較短，但最大負荷利用小時數

39、在5000h/year以上，所以應按經濟電流密度選擇電纜截面 A 查《電力工程設計手冊》確定每條線路選取4根的電纜，其允許電流A。每條電纜線路有四根并列敷設在電纜溝內，發(fā)熱互有影響，所以允許電流要減少。電纜的中心距離取電纜外徑的2倍。 由《電纜在空氣中多根并列敷設時載流量的校正系數表》中查得四根并列敷設時允許電流校正系數＝0.95。由于實際空氣最高溫度，所以電纜的允許電流還要減小，長期允許發(fā)熱溫度＝60℃，查《電纜溫度校正系數》得，則總的校正系數 即一根電纜校正后的允許電流為 ，滿足長期發(fā)熱要求。 而由，則電纜最小截面 ，滿足熱穩(wěn)定要求。 6

40、.電氣設備的選擇 6.1 斷路器的選擇 6.1.1選擇原則 ⑴ 斷路器的選擇，除滿足各項技術條件外，還應考慮安裝調試和運行維護，并需經過技術經濟比較后才能確定。根據我國生產和制造情況，電壓為6－220kV的電網一般選用少油斷路器，電壓為110－330kV電網與少油斷路器一般技術性能不能滿足要求視，可以選用壓縮空氣或SF6斷路器，500kV一般采用SF6斷路器，但由于技術的不斷改進和造價的降低，SF6斷路器已成為當前的主流產品。 ⑵ 斷路器選擇及校驗標準 ①按所工作電網的額定電壓選擇：斷路器的額定電壓應大于或等于電網的額定電壓，即Ug≤UN； ②按所工作回路的最大長期工作電流選擇：斷

41、路器的額定電流應大于或等于所工作回路的最大長期工作電流，即Igad≤IN； ③按開斷電流選擇：斷路器的額定開斷電流應滿足，當開斷時間小于0.1秒時，kA， 當開斷時間大于0.1秒時，； ④按斷路器安裝地點選擇：戶內或戶外； ⑤斷路器動穩(wěn)定校驗：； ⑥斷路器熱穩(wěn)定校驗： 6.1.2 220kV進線及變壓器高壓側斷路器的選擇 對于220kV的電力網，當系統(tǒng)穩(wěn)定，要求快速切合故障時，應選用分閘時間不大于0.04s的斷路器；根據裝設地點和構造類型選擇戶外式少油斷路器；由額定電壓選擇Ue≥UN＝220kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=330.7A；由額定開斷電流選擇kA。查《電力工程設計

42、手冊》選用SW4－220/1000型戶外式少油斷路器，其技術數據見表6－1。 表 6－1 斷路器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 斷流容量MVA 額定斷流量kVA SW4-220/1000 220 1000 3500 18.4 極限通過電流kA 熱穩(wěn)定電流kA 峰 值 有 效 值 1秒 5秒 10秒 55 32 32 21 14.8 熱穩(wěn)定校驗 短路等值時間 ， 短路電流熱脈沖 s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 極限通過電流的幅值 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.1.2

43、 變壓器中壓110kV側斷路器的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝110kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=661.3A；由額定開斷電流選擇kA。查《電力工程設計手冊》選用SW4－110/1000型戶外式少油斷路器，其技術數據見表6－2。 表 6－2 斷路器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 斷流容量MVA 額定斷流量kVA SW4-110/1000 110 1000 3500 18.4 極限通過電流kA 熱穩(wěn)定電流kA 峰 值 有 效 值 1秒 5秒 10秒 55 32 32 21 14.8 熱穩(wěn)定校驗 s 即滿足熱穩(wěn)定要求

44、。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.1.3變壓器低壓10kV側斷路器的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝10kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=3637.4A；由額定開斷電流選擇kA。查《電力工程設計手冊》選用SN4－10G/5000型戶內式少油斷路器，其技術數據見表6－3。 表 6－3 斷路器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 斷流容量MVA 額定斷流量kVA SN4-10G/5000 10 5000 1800 105 極限通過電流kA 熱穩(wěn)定電流kA 峰 值 有 效 值 1秒 5秒 10秒 300 173 173 1

45、20 85 熱穩(wěn)定校驗 ， 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.1.4 110kV側出線路上斷路器的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝110kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=95.7A；由額定開斷電流選擇kA。查《電力工程設計手冊》選用SW4－110/1000型戶外式少油斷路器，其技術數據見表6－4。 表 6－4 斷路器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 斷流容量MVA 額定斷流量kVA SW4-110/1000 110 1000 3500 18.4 極限通過電流kA 熱穩(wěn)定電流kA 峰 值 有 效 值 1

46、秒 5秒 10秒 55 32 32 21 18.4 熱穩(wěn)定校驗 .s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.1.5 10kV側出線路上斷路器的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝10kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=1049.4A；由額定開斷電流選擇kA。查《電力工程設計手冊》選用SN3－10/2000型戶內式少油斷路器，其技術數據見表6－5。 表 6－5 斷路器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 斷流容量MVA 額定斷流量kVA SN3-10/2000 10 2000 500 29 極限通過電流kA

47、 熱穩(wěn)定電流kA 峰 值 有 效 值 1秒 5秒 10秒 75 43.5 43.5 30 21 熱穩(wěn)定校驗 s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.2 隔離開關的選擇 選擇原則： 隔離開關的選擇應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合技術及經濟比較后確定，其技術條件同斷路器選擇的（1）、（2）、（4）、（5）、（6），不需校驗其開斷電流。 6.2.1 220kV進線及變壓器高壓側隔離開關的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝2200kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=330.7A，查《電力工程設計手冊》選用GW4－220/60

48、0型戶外式隔離開關，其技術數據見表6－6。 表 6－6 隔離開關技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 極限通過電流峰值kA GW4-220/600 220 600 50 5秒熱穩(wěn)定電流 操動機構型號 參考價格 生產廠 14 CS14G,CQ2-145 9800 西安高壓開關廠 熱穩(wěn)定校驗 s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗： 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.2.2 變壓器中壓110kV側隔離開關的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝110kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=661.3A，查《電力工程設計手冊》選用GW4－110G/1000型

49、戶外式隔離開關，其技術數據見表6－7。 表 6－7 隔離開關技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 極限通過電流峰值kA GW4-110G/1000 110 1000 80 5秒熱穩(wěn)定電流 操動機構型號 參考價格 生產廠 21.5 CS14G,CQ2-110 2980 西安高壓開關廠 熱穩(wěn)定校驗 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.2.3 變壓器低壓10kV側隔離開關的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝10kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=3637.4A，查《電力工程設計手冊》選用GN10－10T/4000型

50、戶內式隔離開關，其技術數據見表6－8。 表 6－8 隔離開關技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 極限通過電流峰值kV GN10-10T/4000 10 4000 160 5秒熱穩(wěn)定電流 操動機構型號 參考價格 生產廠 80 CS9或CJ2 2550 撫順電瓷廠 熱穩(wěn)定校驗 s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.2.4 110kV側出線路上隔離開關的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝110kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=95.7A，查《電力工程設計手冊》選GW4－110/600型戶外式隔離開關，其技術數據

51、見表6－9。 表 6－9 隔離開關技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 極限通過電流峰值kA GW4-110/600 110 600 50 5秒熱穩(wěn)定電流 操動機構型號 參考價格 生產廠 14 CS14G,CQ2-110 2380 西安高壓開關廠 熱穩(wěn)定校驗 kA2.s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.2.5 10kV側出線路上隔離開關的選擇 由額定電壓選擇Ue≥UN＝10kV；由額定電流選擇Ie≥Igzd=1049.4A，查《電力工程設計手冊》選用GN2－10/2000型戶內式隔離開關，其技術數據見表6

52、－10。 表 6－10 隔離開關技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 極限通過電流峰kV GN2-10/2000 10 2000 85 10s熱穩(wěn)定電流 操動機構型號 參考價格 生產廠 36 CS6－2 300 撫順電瓷廠 熱穩(wěn)定校驗 .s 即滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 故滿足動穩(wěn)定要求。 6.3 電壓互感器的選擇 6.3.1 選擇原則 ⑴ 型式：根據具體情況選擇結構形式。6－35kV配電裝置，一般采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂膠澆注絕緣結構；110－220kV配電裝置一般采用串級式電磁式電壓互感器；220kV以上配電裝置，

53、當容量和準確等級都滿足時一般采用電容式電壓互感器。 ⑵ 按所工作的電網額定電壓選擇：要求電壓互感器的原邊電壓滿足下列條 件：0.9UN＜UN＜1.1UN。UN為互感器額定線電壓，0.9和1.1為允許的電壓波動范圍，即10％UN。 ⑶ 按電壓互感器安裝地點選擇：戶內或戶外。另外，考慮地區(qū)氣候特點，戶外式應選用濕熱帶地區(qū)用產品。 ⑷ 按準確等級選擇：電壓互感器應在哪一準確級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備的型式、用途及對準確級的要求來確定。供計量電費用的表記所接的電壓互感器要求為0.5級，供監(jiān)視設備運行狀態(tài)用的表記所接的電壓互感器為1級，供非主要表記所接的電壓互感器要求

54、為3級。 6.3.2 選擇結果 （見表6－11） 表 6－11 電壓互感器技術數據 安裝地點 型 號 最大容量VA 試驗電壓kV 高壓 低壓 220kV母線 JCC1-220TH 2000 400 2 110kV母線 JCC1-110TH 2000 230 2 10kV母線 JSJW-10 960 42 額定電壓kV 幅線圈容量VA 原線圈 幅線圈 輔助線圈 0.5級 1級 3級 0.1 — 500 1000 0.1/3 — 500 1000 10 0.1 0

55、.1/3 120 200 480 連接組 參考價格（元） 生產廠 1/1/1―12―12 16200 沈陽變壓器廠 1/1/1―12―12 8300 沈陽變壓器廠 — 650 沈陽變壓器廠 6.4 電流互感器的選擇 6.4.1 選擇原則 ⑴ 按結構形式選擇：根據具體情況選擇結構形式。電流互感器應根據使用環(huán)境條件和產品性能情況以及具體情況進行選擇。對于6－220kV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣式或樹脂澆灌絕緣結構的電流互感器；對于35kV及以上配電裝置一般選用油浸式、瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，有條件時，應盡量采用套管電流互感器。 ⑵ 按準確等級選擇：根

56、據所接的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備的形式和用途對準確級的要求來確定電流互感器工作的正確等級。供計量電費用的表計所接的電流互感器要求為0.5級；供監(jiān)視設備運行狀態(tài)用的表計所接的電流互感器為1級；供保護用的電流互感器要求為3級。 ⑶ 按電流互感器安裝地點選擇：戶內或戶外。 ⑷ 按所工作的電網額定電壓選擇：Uew≤Ue Uew－電流互感器所在電網的額定電壓 Ue－電流互感器一次測的額定電流 ⑸ 按一次回路電流選擇：Igzd≤I1e Igzd－電流互感器一次回路最大長期工作電流 I1e－電流互感器的一次額定電壓 ⑹ 熱穩(wěn)定校驗 電流互感器的熱穩(wěn)定通常以1秒的熱穩(wěn)定倍數表示，因此

57、，校驗熱穩(wěn)定應滿足公式： （） 式中－電流互感器的熱穩(wěn)定倍數， t －電流互感器的熱穩(wěn)定時間，t＝1s。 ⑺ 動穩(wěn)定校驗 短路電流通過電流互感器內部線圈時，在其內部產生電動力，電流互感器能承受這種最大電動力的作用而不產生變形或損壞的能力，稱為電流互感器的內部動穩(wěn)定；短路電流產生的電動力也將作用在電流互感器外部絕緣瓷帽上，電流互感器外部絕緣瓷帽能承受這種最大電動力的作用不致損壞的能力，稱為電流互感器的外部動穩(wěn)定。 其中內部動穩(wěn)定按公式 校驗， 外部動穩(wěn)定按公式 校驗， 式中當相間距離 當電流互感器絕緣瓷帽端部至最近一個母線支柱絕緣子的距離，本設計中a=0.

58、4m，L=0.5m，即k1＝1，k2=1，所以內部動穩(wěn)定和外部動穩(wěn)定可以同時校驗。 6.4.2 選擇結果 （見表6－12） 表 6－12 電流互感器技術數據 安裝地點 型 號 額定電流比A 準確級數 二次負荷Ω/0.5級 220kV側 LCWDL-220 400/5 0.5 2 110kV側 LCWDL-110 1000/5 0.5 2 10kV側 LMZ1-10 4000/5 0.5 2 110kV側出線路 LQZ-110 600/5 0.5 2 10kV側出線路 LMZ1-10 2000/5 0

59、.5 1.6 1秒熱穩(wěn)定倍數 動穩(wěn)定倍數 價格（元） 生產廠 35（5秒） 65 16000 沈陽變壓器廠 75 135 4800 沈陽變壓器廠 － － 530 沈陽變壓器廠 75 135 5200 北宣互 － － 480 沈陽變壓器廠 6.5 避雷器的選擇 6.5.1 選擇原則 ⑴ 型式：主要考慮被保護物的絕緣水平及經濟性。母線上采用FZ型閥式避雷器，而變壓器側采用FCZ型磁吹閥式避雷器。用磁吹避雷器代替普通閥式避雷器則電氣設備的外絕緣強度就有1.21～1.27倍的裕度。 ⑵ 安裝地點：10kV側采用屋內配電裝置，較少受直擊雷沖擊，

60、應考慮進線段的防雷保護；110kV和220kV側采用屋外配電裝置，應加裝避雷器，同時為了可靠保護變壓器，應充分考慮安裝地點。 ⑶ 滅弧電壓：檢驗避雷器安裝點可能出現最大導線對地電壓是否小于等于其最大容許電壓。 ⑷ 工頻放大電壓：本所為中性點直接接地系統(tǒng)，工頻放電電壓應大于運行相電壓的3倍，大于滅弧電壓的1.8倍。沖擊電壓和電暈電壓：主要考慮與絕緣的配合問題。 6.5.2 選擇結果 表 6－13 避雷器技術數據 安 裝 地 點 型 號 滅 弧 電 壓kV（有效值） 工頻放電電壓kV（有效值） 不小于 不大于 220kV母線 FZ-22

61、0J 200 448 536 220kV側變壓器 FCZ-220J 200 340 390 續(xù)表6－13 110kV母線 FZ-110J 100 224 268 110kV側變壓器 FCZ-110J 100 170 195 10kV側變壓器 FZ-10 12.7 26 31 沖擊放電電壓幅值kV 沖擊電流殘壓波形幅值kV 重量kg 參考價格（元） 生 產 廠 5kA 10kA 630 664 728 770 2400 撫順電瓷廠 515 515 570 1200 15200 撫順電瓷廠 310 332

62、364 224 1000 撫順電瓷廠 265 265 295 762 2500 撫順電瓷廠 45 45 50 48 160 撫順電瓷廠 6.6電力電容器的選擇 6.6.1 選擇原則 為了提高電力系統(tǒng)的功率因數，補償電力系統(tǒng)感性負載的無功功率，改善電壓質量，降低線路損耗，需裝設無功補償電容器。另外，我國供電規(guī)則規(guī)定：大用戶應安裝電容器，自行補償功率因數到0.95以上；其他用戶的功率因數應在0.85以上，以使供電部門可以充分利用輸配電設備來輸送有功功率。（《發(fā)電廠變電所電氣接線和布置》上冊P25） 6.6.2 選擇結果 本設計要求達到的功率因數（補償后），實

63、際功率因數（補償前），則負荷的有功功率為 kVA 需補償的無功功率為 kvar 則電容由公式得 由計算結果和實際情況選用BFMH11－20000－3W型集合式并聯電容器，其技術數據見表6－14。 表 6－14 電力電容器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定容量kvar 額定電容μF 質量kg 生 產 廠 BFMH11-20000-3W 11 20000 3526.2 9220 西安電力電容器廠 附：集合式并聯電容器使用說明 ⑴ 概述 集合式并聯電容器主要用于10、35kV工頻電力系統(tǒng)進行無功補償，以提高電網功率因數，減少線路損耗，改善系統(tǒng)電壓質量

64、，充分發(fā)揮發(fā)電、供電設備的效率，由于本產品采用密集型結構，占地面積小，安裝維護方便，運行費用省，特別適用大型變電站戶外集中補償及城市電網改造。 ⑵ 使用條件 ①環(huán)境空氣溫度類別：－25～45℃，－40～45℃，－50～55℃； ②海拔高度不超過1000m； ③10KV戶內、戶外安裝使用，35KV戶外使用； ④安裝場所無有害氣體，無導電性或爆炸性塵埃； ⑤無強烈機械震動及易燃易爆危險。 6.7 所用變壓器的選擇 6.7.1 選擇原則 按《變電所設計技術規(guī)程》第29條規(guī)定：樞紐變電所，地區(qū)變電所總容量為60000kVA及以上的變電所，裝有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有調

65、相機的變電所，應裝設兩臺所用變壓器，如能夠從變電所外引入可靠的380kV備用電源，上述變電所可只裝設一臺所用變壓器?！蹲冸娝O計技術規(guī)程》第30條規(guī)定：加有兩臺所用變壓器時，應裝設備用電源自動投入裝置。 本所為地區(qū)變電所，總容量為2120000kVA，所以應裝設兩臺所用變壓器（互為備用）。 6.7.2 選擇結果 ⑴容量計算及型號選擇 由《電力工程技術手冊》第一冊查得所內運行負荷見表6－15。 表 6－15 所內負荷表 項 目 容量kW 變電所檢修間及油處理室動力電源 34.29 照明負荷 54.70 電熱負荷 87.72 其它動力負荷 129.80 累計

66、負荷 306.51 選用SZ10系列有載調壓配電變壓器。此系列變壓器的各項參數與傳統(tǒng)SZ7系列基本相同，但節(jié)能效果相對很好，其技術數據見表6－16。 表 6－16 所用變技術數據 型號 額定電壓kV 連接組標號 損耗kW 空載電流 阻抗電壓 生產廠 高壓 低壓 短路 空載 SZ10-400/10 10 121 Y，yn0 4.92 0.64 0.95 4 四川安岳變壓器廠 ⑵所用變壓器配套熔斷器的選擇 通過熔斷器的最大長期工作電流A 熔體的額定電流A 三相短路容量MVA 根據=10KV, =24.25A, =34.64A, =21.31MVA 查表選擇RN3-10/50型熔斷器，其技術數據見表6－17。 表6－17 熔斷器技術數據 型 號 額定電壓kV 額定電流A 額定電流容量MVA 質量kg 生 產 廠 RN3-10/50 10 50 200 6.2 上海電瓷廠 7.配電裝置布置