《110kv变电站电气设计_毕业设计_.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《110kv变电站电气设计_毕业设计_.pdf（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-1-第一部分第一部分.设计说明书设计说明书 第一章：设计任务书第一章：设计任务书 一、设计题目一、设计题目 110KV 降压变电站部分的设计 二、所址概况二、所址概况 1、地理位置及地理条件的简述 变电所位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔 200 米，最高气温 40，最低气温-18，年平均气温 14，最热月平均最高气温 30，土壤温度 25。三、系统情况如下图三、系统情况如下图 待设变电所 10KV 230km 110KV 4240MVA 4200MW(1200MW)75km 80km 220KV Xc=0.04 Sj=1000MVA 2120MVA cos=0.06
2、Xd=0.167 注：括号内为最小运行方式-2-四、负荷情况：四、负荷情况：电压 负荷 名称 每回最大负荷（KW）功率因数 回路数 供电方式 线路长度（km）35KV 乡镇变 1 6000 0.9 1 架空 15 乡镇变 2 7000 0.92 1 架空 8 汽车厂 4300 0.88 2 架空 7 砖厂 5000 0.85 1 架空 11 10KV 乡区变 1000 0.9 3 架空 5 纺织厂 1 700 0.89 1 电缆 3 纺织厂 2 800 0.88 2 架空 7 纺织厂 3 600 0.88 1 架空 4 加工厂 700 0.9 1 架空 5 材料厂 800 0.9 2 架空 2
3、 五、设计任务五、设计任务 1、负荷分析及主变压器的选择。2、电气主接线的设计。3、变压器的运行方式以及中性点的接地方式。4、无功补偿装置的形式及容量确定。5、短路电流计算（包括三相、两相、单相短路）6、各级电压配电装置设计。7、各种电气设备选择。8、继电保护规划。9、主变压器的继电保护整定计算。六、设计目的六、设计目的-3-总体目标 培养学生综合运用所学各科知识，独立分析各解决实际工程问题的能力。第二章：负荷分析第二章：负荷分析 一、负荷分类及定义一、负荷分类及定义 1、一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立
4、电源供电。2、二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。3、三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。二、本设计中的负荷分析二、本设计中的负荷分析 市镇变 1、2：市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应
5、属一级负荷。-4-化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。纺织厂 1、2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。农药厂：农药厂的生
6、产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。三、三、35KV 及及 10KV 各侧负荷的大小各侧负荷的大小 1、35KV 侧：P16000+7000+4500*2+4300*2+500035600KW Q1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+5000*0.62=19186Kvar 2、10KV 侧：P21000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*29800KW Q2=1000*3*0.48+70
7、0*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+-5-600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar PP1+P2=35600KW+9800KW=45400KW Q=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6Kvar 所以：S（454002+24095.62）1/251398KVA 考虑线损、同时系数时的容量：S2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA 第三章 主变压器的选择 第三章 主变压器的选择 （参考资料：电力工程电气设计手册电器一次部分，第五章：主变压器选择）一、主变台数的确定 一、主变台数的确定 对于大城市郊区的一
8、次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。二、主变容量的确定 二、主变容量的确定 1、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 年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70-80。此变-6-电所是一般
9、性变电所。有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：S=S2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA 所以应选容量为 40000KVA 的主变压器。三、主变相数选择 三、主变相数选择 1、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。2、当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。四、主变绕组数量 四、主变绕组数量 1）、在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量
10、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装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.90.15 中压侧：K2=35600*0.8/4000=0.70.15 低压侧：K3=9800*0.8/40000=0.20.15 由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、主变绕组连接方式五、主变绕组连接方式 变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系-7-统采用的绕组连接方式只有 y 和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国 110KV 及以上电压
11、，变压器绕组都采用 Y0连接；35KV 亦采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV 及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此变电站 110KV 侧采用 Y0接线 35KV 侧采用 Y 连接，10KV 侧采用接线 主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器
12、中性点运行方式。35KV 系统，IC=10A；10KV 系统；IC=30A（采用中性点不接地的运行方式）35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A10A 10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2AIzk 4.此断路器的额定关合电流 Ieg=80KA Ich=7.74KA IegIch 5.动稳定校验 动稳定电流：idw=80KA ich=7.74KA idwich 热稳定效应：Qd=(I2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)/
13、12*3=27.65KA2S-24-Ir2t=31.52*3=2976.75Qd 操作机构，采用气动草操动机构；由电气工程电气设备手册（上册）查得应采用 CQA-1 型电气操动机构。三、三、110KV 隔离开关的选择隔离开关的选择 应采用户外型隔离开关 参考电气工程电气手册（上册），可知应采用 GW5-110G 高压隔离开关。此隔离开关技术数据如下：额定电压 额定电流 动稳定电流值动稳定电流值 操动机构 110KV 600A 50KA 72KA 16(4S)40(5S)CS17-G 校验：通过隔离开关的最大持续工作电流为 220.4KA 隔离开关的额定电流为 600A，大于通过隔离开关的最大持
14、续工作电流。动稳定校验：动稳定电流：idw=50KA ich=7.74KA idwich 热稳定效应：Qd=(I2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12*5=44.4KA2S Ir2t=142*5=980Qd 操动机构：CS17G 四、敞露母线选择四、敞露母线选择（参考资料：发电厂电气设备于长顺主编）-25-硬母线一般是指配电装置中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分为敞露式和封闭式两类。1.线材料和截面形状的选择：目前母线材料广泛采用铝材，因为铝电阻率较低，有一定的机械强度，质量轻、价格较低，我国铝材的储量丰富。钢
15、虽有较好的性能，但价格贵，我国储备不多。所以只有在一些特殊场合，如工作电流较大，位置特别狭窄，环境对铝材有严重腐蚀的情况下才用铝材。综上所述，在本设计中母线材料才用铝。硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用于 35KV及以上，电流在 4000A 级以下的配电装置中。槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在 40008000A 时一般 才用槽形母线。管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A 及以上的大电流母线。此外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高，因此，110KV 以上
16、配电装置中多才用管形母线。由以上分析知：在本设计中 110KV 才用槽形母线，35KV、10KV 才用矩形母线。管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。-26-综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。2.母线截面积选择：本设计中母线的截面按长期允许电流选择。按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，IyImax Iy=kIye Iy指基准环境条件
17、下的长期允许电流 K 指综合校正系数 110KV 母线截面选择：Imax=1.05Ie=210.8 从电力工程电气手册第八章第一节表 8-3 中查的应选用载流量为 2280（A）的双槽形母线，其参数如下：h(mm)：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 双槽形导体截面积 S(mm2)：1040，集肤效应系数：1.012。35KV 母线截面选择：Imax=1.05Ie=1.05*40000/(31/2*37.5)=646.5(A)10kv 母线截面选择：Imax=1.05Ie=1.05*40000/(31/2*10.5)=2309.47(A)从电力工程电气手册第八章第一节 表
18、8-3 中查得应选用载流量为 692（A）单条竖放的导体，导体尺寸：h*b=50*5(mm*mm)五、五、110KV 电流互感器选择电流互感器选择 由电气工程电气设备手册（上册）中比较分析得，在本设计中宜采用-27-LCWB110（W）型号的电流互感器，技术数据如下：额定电流 二次组合准确级准短时热稳定电流动稳定电流 10倍数二次负荷110KV 600A 0.5 15.8-31.6(KA)40-80(KA)P/P/P/0.5 此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和 IEC 的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。I
19、max=1.05In=1.05Sn/（31/2Un）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KA Ie1=300A,Ie1Imax 热稳定效验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示。热稳定倍数 Kr等于 1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(KrIe1)2*tQd(KrIe)2*t=(I热min/Ie*Ie)2*t=(15.8)2*1=249.64A Qd=27.65 (KrIe1)2tQd 符合要求 动稳定效验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kr 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。（Kd21/2Ie1）I(3)ch （Kd21/2I
20、e1）=21/2*40=56.56KA(按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)ich 符合要求 六、电压互感器的选择六、电压互感器的选择 从 电气工程设备手册（电气一次部分）中比较各种电压互感器后选择 JCC系列的电压互感器。该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于-28-交流 50HZ 电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。型号含义：J:电压互感器，C:串级绝缘，C:瓷箱式。七、高压开关柜的选择七、高压开关柜的选择 近年来高压开关柜（简称开关柜）的开发和制造发展的步伐比较快。额定电压有 3、6、10、35KV 等多种，额定电流可达到 31
21、50A，开断电流可达到 50KA。高压开关柜应实现电器和机械的“五防闭锁”，防止误操作，提高安全可靠性，“五防”的具体要求是：1.防止误合、误分断路器。2.防止带负荷分、合隔离开关。3.防止带电挂接地线。4.防止带接地线合闸。5.防止误入带电间隔。（一）、35KV 侧高压开关柜的选择 从电气工程电气设备手册（电气一次部分）第 11 章中比较各开关柜选择 GBC35 型手车式高压开关柜。GBC35 型手车式高压开关柜系三相交流 50HZ 单母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配 35KV 的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于 30 mm，只有个
22、别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。联络母线一般采用50*5 铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。-29-GBC35 型手车式高压开关柜技术数据 名称 参数 名称 参数 额定电压 35KV 最大关合电流 42KA 最高工作电压 40.5KV 极限通过电流 42KA 最大额定电流 1000A 2S 热稳定电流 16KA 额定断开电流 16KA 额定断流容量 1000MVA 35KV 变压器出线开关柜方案选择：Imax=1.05Ie=4000/31/2*38.5=6
23、29.8A 电流互感器选择 210 号方案（具体见一次主接线图）主要设备：LCZ35 型电流互感器 ZN35/1000A12.5KA 型真空断路器 CD10I 型电磁操作机构 35KV 出线开关柜方案选择：Imax=S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A 一次线路选择 09 号方案 主要设备：LCZ35 型电流互感器 避雷器选择 89 号方案（具体见一次主接线图）主要设备：F2-35 型避雷器、JS-2 型放电记录器 电压互感器选择 65 号方案（具体见一次主接线图）主要设备：JDJJ2-35 型电压互感器、RN2-35 形熔断器 有关设备校验：ZN35/1
24、000A12.5KA 型真空断路器-30-ZN35/1000A12.5KA 型真空断路器的技术参数如下：资料参考电气工程电气设备手册表 4-3-3 额定电压 最高工作电压 额定电流 额定开断电流 动稳定电流 35KV 40.5KV 630A 1000A 8KA 12.5KA 20KA 32KA 热稳定电流（2S）额定关合电流 固有分闸时间 生产厂家 8KA 12.5KA 20KA 32KA 0.06S 西安电器设备厂 此断路器的额定关合电流 Ieg=20KA Ich=7.74KA IegIch 动稳定校验 动稳定电流：idw=20KA,ich=7.74KA,idwich 热稳定效应：Qd=(I
25、2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir2t=82*2=128Qd 校验合格 LCZ-35 型电流互感器的校验 从电气工程电气设备手册表 3-1-1 查得参数 额定电流比 准确级准 短时热稳定电流 动稳定电流 20-1000/5 0.53（B）13(1S)42.4-31-(KA)(KA)上表中的动稳定电流、短时热热稳定电流实在额定电流为 200KA 的情况下取的热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数 Kr 表示。热稳定倍数 Kr 等于 1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。（KrIe1）2
26、*tQd(KrIe)2*t=(I热min/Ie)*Ie2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=(I2+10I2+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12*2=18.4KA2S(KrIe1)2tQd 符合要求 动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd21/2Ie1)i(3)ch(Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA(按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)ich 符合要求（二）、10KV 侧高压开关柜的选择 从电气工程电气设备手册
27、（电气一次部分）第 11 章中比较各开关柜选择 GBC10 型手车式高压开关柜。技术数据如下：名称 参数 名称 参数 额定电压 3/6/10KV 额定电流 630/1000/2500A 母线系统 单母线 最高工作电压 3.6 7.2 11.5 10KV 变压器出线开关柜方案选择：一次线路选择 14 号方案（具体见一次主接线图）-32-主要设备：LFS10 型电流互感器 ZN310 型真空断路器 10KV 线路出线开关柜方案选择：Imax=S/（31/2U）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A 一次线路选择 81 和 53 号方案（具体见一次主接线图）主要设备：L
28、FS10 型电流互感器 ZN310 型真空断路器 FS3 型避雷器 JDZ 型电压互感器 RN2 型熔断器 有关设备校验：ZN310 型真空断路器 ZN310 型真空断路器的技术参数如下：资料参考电气工程电气设备手册表 4-3-3 额定电压 额定电流 开断电流 动稳定电流 10KV 630A 1000A20KA 50KA 热稳定电流（2S）合闸时间 固有分闸时间 生产厂家 20KA 0.1S 0.05S 四川电器厂 此断路器的额定开断电流 Ieg=20KA Ich=7.74KA IegIch 5、动稳定校验 动稳定电流：idw=50KA,ich=7.74KA,idwich 热稳定效应：Qd=(
29、I2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S-33-Ir2t=202*2=800KA2SQd 校验合格 LFS-10 型电流互感器的校验 从电气工程电气设备手册表 3-1-1 查得参数 额定电流比 准确级准 热稳定电流 动稳定电流 5-1000/5 0.53B 32(KA)(2S)80KA 上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为 200KA 的情况下取的.热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数 Kr 表示。热稳定倍数 Kr 等于 1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。（KrIe1）2*tQ
30、d(KrIe)2*t=(I热min/Ie)*Ie2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=(I2+10I2+I2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12*2=18.4KA2S(KrIe1)2tQd 符合要求 动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd21/2Ie1)i(3)ch(Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA(按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA (Kd21/2Ie1)ich 符合要求 第九章第九章 继电保护规划及整定继电保护规划及整定 -34-一、
31、主变压器保护规划与整定一、主变压器保护规划与整定 现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。变压器一般应装设以下保护：1.变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。2.短路保护。3.后备保护。4.中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。5.过负荷保护。一、瓦斯保护 容量为 800KVA 级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量
32、瓦斯时，瓦斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。瓦斯保护装置及整定：瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。瓦斯保护的整定：（1）、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为 250300m，变压器容量在-35-10000KVA 以上时，一般正常整定值为 250cm2，气体容积值是利用调节重锤的位置来改变。（2）、重瓦斯保护油流速度的整定 重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为 0.61.5m/s，在整定流速时均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速
33、。根据运行经验，管中油速度整定为 0.61.5 时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为 0.40.5。因此，本设计中，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在 1S 左右。二、纵联差动保护 瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。
34、瓦斯保护职能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可在电源侧装设电流速断保护，但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵差动保护。在本设计中，采用由 BCH-2 继电器起动的纵联差动保护。变压器纵联动保护参数计算结果-36-名称 各侧数值 额定电压 110KV 38.5KV 11KV 额定电流 40000/(31/2*110)209.95KA 40000/(31/2*38.5)599.7KA 40000/(31/2
35、*11)2099.5KA 电流互感器的接线方式 电流互感器一次电流计算值 31/2*209.95=363.6KA31/2*599.86=1038.96KA31/2*2099.5=3636.36KA确定保护的动作电流：（1）、躲过励磁涌流 IDZ=Kk*Ie=1.3*209.95=272.94A（2）、躲过外部短路时的最大不平衡电流 IDZ=Kk*Ibpmax=Kk*(KTXKfzqKi+U+fza)*Idmax =1.3*(1*1*0.1+0.05+0.05)*8790=2285.4A 折算至高压侧得：2285.4*（11/110）228.5A(3)、躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：
36、IDZ=1.3*Ie=1.3*209.95=272.94A 综上保护基本侧的动作电流为：272.94A 为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器差动保护、瓦斯保护的后备，变压器应装设后备保护。后备保护的方案有过电流保护、负荷电压起动的过流保护、负序过电流保护和低阻抗保护等。目前，已广泛采用复合电压起动的过流保护作为变压器的后备保护。故在本设计也采用复合电压起动的过流保护。整定计算：1.电流继电器：电流继电器一次动作电流按躲过变压器额定电流整定：-37-Kk=1.2 Kh=0.85 IDZ=(Kk/Kh)*IBe=1.2/0.85*209.95=296.4A 2.低电压继电器 对于降压变电站低压
37、继电器一次动作电压，应按最低工作电压整定。UDZ=Ugmin/KkKh=09*110/1.2*1.15=71.74A 3.负序电压继电器 负序电压继电器的一次动作电压，应按躲过正常运行时的不平衡电流整定取UDZ=0.06 UE=6.6KV 变压器的接地保护：在中性点直接接地的变压器上，一般应装设反应接地短路的保护作为变压器的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。如果变压器中性点直接接地运行，其接地保护一般采用零序电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器上。所以在本设计中变压器的接地保护采用零序电流保护。变压器的过负荷保护：过负荷保护反应变压器对称负荷引起的过流保护。保护用一个电流继电器接于一
38、相电流上，经延时动作于信号。对于两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设保护。过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定电流整定，即 IDZ=Kk/Kk*IeB 式中 Kk取 1.05 Kb取 0.85 高压侧：IDZ=（1.05/0.85）*40000/（31/2*115）=259.35KA 中压侧：IDZ=（1.05/0.85）*40000/（31/2*37.5）=1411.76KA 低压侧：IDZ=（1.05/0.85）*40000/（31/2*10.5）=2852.87KA-38-二、线路保护的规划：二、线路保护的规划：110KV 侧：距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电
39、流的，较少受运行方式的影响，在 110220KV 电网中得到广泛的应用。故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段保护范围为本线路长度的 80-85，T1 约为 0.1S，第二段的保护范围为本线路全长并延伸至下一线路的一部分，T11 约为 0.50.6S，距离第一段和第二段构成线路的主保护。距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远后备保护，和本线路第一段和第二断保护的近后备。110KV 以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网，在中性点直接接地电网中，当线路发生单相接地故障时，形成单相接地短路，将出线很大的短路电流，所以要装设接地保护。35KV、10KV 侧保
40、护的选用 从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在 35KV、10KV 侧无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远后备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到运后备作用，还必须装设第三套电流保护，即定时限过电流保护。三、母线保护规划三、母线保护规划 110KV 母线保护规划 110KV220KV 电网中母线保护应用较多的是母联相位比较差动保护，故在本设计中 110KV 母线保护母采用联相位比较差动保护。35KV，10KV 母线保护规划-39-35KV，10KV 采用的都是单母分段连线，35KV，10KV 单母分段连线，一般采用低阻抗的电流差动母线保护
41、，故在本设计中 35KV，10KV 母线保护采用低阻抗的电流差动母线保护。第十章 变电所的所用电第十章 变电所的所用电 变电所的所用负荷很少，主要负荷时变压器的冷却设备以及其它一些用电负荷。如：强迫油循环冷却装置的油泵，水泵风扇等，采暖通风照明及检修用电等。故一般变电所，所用变压器的容量为 50135KV，中小型变电所所用20KVA 即能满足要求。变电所所用接线很简单，一般用一台所用变压器，自变电所中最低以及电压母线引接电源，副边采用 380/220 中性点直接接地的三相四线制系统，用单母线接线。大容量变电所，所用电较多，一般装设两台所用变压器，两台所用变压器分别接在变电所最低一级电压母线的不
42、同分段上。在本设计中，在 10KV 侧，分别装设两台 50KVA 的所用变压器。-40-第二部分第二部分.计算说明书计算说明书 第一章第一章 短路电路计算短路电路计算 -41-在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案；选择电气设备，校验设备提供依据；为继电保护整定计算提供依据等。一、三相短路计算 解：1.计算各阻抗标值 查 222KV 及三相双绕组电力变压器技术数据 查不到容量为 240MVA 变压器的参数 查 260MVA 变压器的技术数据得：Ud%=14 容量为 120MVA 的变压器（额定容量为：12000/12000/6000）
43、的阻抗电压（）：Ud12%24.7,Ud23%=8.8,Ud31%=14.7 200MW 的发电机的电抗标值：X1*=Xd*（Sj/Se）=0.167*（100*0.86）/800=0.018 4*240MVA 的变压器：X2*=（Ud%/100）*（Sj/Sd）=（14/100）*100/（260*4）=0.0135 75Km 线路：X3*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*75*（100/2302）=0.057 80Km 线路：X4*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*80*（100/2302）=0.06 容量为 1000MVA 的发电机 X5*=Xd*（Sj/Se）=0.04*（100/
44、1000）=0.004 2*120MVA 的变压器：Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3 Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4 Ud3%=1/2（Ud23%+Ud31%-Ud12%）=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.60-42-X6*=X7*=（Ud1%/100）*（Sj/SB）=（15.3/100）*（100/120）=0.1275 X8*=X9*=（Ud2%/100）*（Sj/SB）=（9.4/100）*（100/120）=0.078 30km 线路
45、：X10*=X11*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*30*（100/1152）=0.091 SFPSL-40000/110 的技术参数：Ud12%=10.5，Ud23%17.5，Ud31%6.5 Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75 Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.250 Ud3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75 X12*=(Ud1%/100)*(Sj/SB)=(10.75/100)*(100/
46、40)=0.269 X14*=(Ud3%/100)*(Sj/SB)=(6.75/100)*(100/40)=0.169 X13*=0 等值电路图：13/0 o o 4/0.06 3/0.057 2/0.0135 1/0.018 7/0.1275 9/0.078 11/0.091 6/0.1275 8/0.078 10/0.091 12/0.269 35KV 10KV 14/0.169 5/0.004 220KV 110KV 18/0.269 35KV 10KV 19/0.438 17/0.1482515/0.064 S1 S2 16/0.0885 图 2-43-简化得 2 图（如上）其中：X1
47、5*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064 X16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885 X17*=(X6*+X8*+X10*)/2=(0.1275+0.078+0.091)/2=0.014825 X18*=X12*+X13*=0.269 X19*=X12*+X14*=0.269+0.169=0.438 2、110KV 侧发生三相短路：等值电路如下：解：Y转化，得：X20*=X15*+X17*(X17*+X15*)/X16*=0.064+0.148(0.064+0.148)/0.0885=0.319 X21*=X16*+X17*(X16*+X
48、17*)/X15*=0.0885+0.148(0.0855+0.0148)/0.064=0.44 Y转化后的电路如下：20/0.319 21/0.44 S1 S2 220KV 图 415/0.064 16/0.0885 S1 S2 220KV 图 3-44-电抗的计算：Xjs1*=X1*(Se/Sj)=0.319(1000/100)=3.193 Xjs2*=X2*(Se/Sj)=0.44800/(1000.86)=4.13 按无限大电源容量计算：I1*=1/X1*=1/0.319=3.13 I2*=1/X2*=1/0.44=2.27 Iz1=I1*Ij=3.13100/(31/2115)=1.
49、57A Iz2=I2*Ij=2.27100/(31/2115)=1.14A Iz=Iz1+I z2=1.57+1.14=2.71 冲击电流：Ich=2.25Iz=2.552.71=6.9A 3、35KV 侧发生三相短路时的计算：电路图如下：简化电路得：15/0.064 16/0.0885 S1 S2 220KV 图 5 17/0.14825110KV 18/0.269 35KV 15/0.064 16/0.0885 S1 S2 220KV 图 6 22/0.417 35KV-45-X22*=0.14825+0.269=0.417 Y转化如下：X23*=X15*+X22*(X15*X22*)/X
50、16*=0.064+0.417(0.0640.417)/0.0885=0.783 X24*=X16*+X22*(X16*X22*)/X15*=0.0885+0.417(0.08850.417)/0.064=1.082 Xjs1*=X1*(Se/Sj)=0.783(1000/100)=7.833 Xjs2*=X2*(Se/Sj)=1.802800/(1000.86)=10.073 按无限大电源容量计算：I1*=1/X1*=1/0.783=1.277 I2*=1/X2*=1/1.082=0.92 Iz1=I1*Ij=1.277100/(31/237.5)=1.99A Iz2=I2*Ij=0.921