供用电技术专业毕业设计论文110KV变电站设计.pdf

河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目：noKv变电站设计系 部：电气工程系专 业：供用电技术 _ _河南机电高等专科学校毕业设计/论文摘要电力工业为现代化生产提供主要动力，电力科学的发展和广泛应用，对我国 工农业的迅速发展及人民生活的提高起到了巨大的作用和深远的影响。而变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所，是发电厂和用户联系的中间环节。为满足工业发展的需要，设计一座HOKV变电站，以1OKV向附近的工厂供电。变 电站安装两台变压器，一次建成。设计要求采用两回11OKV进线，1OKV出线10 0,基于上述条件，变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实 际情况。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变 压器的选择、主接线、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供 电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。关键词：变电站设计；主接线；设备选择；防雷计算ABSTRACTThe electric power industry to provide the main impetus for the modernization of production,development and wide application of the power of science,the rapid development of industry and agriculture of our country and peoples life improved played huge role and far-reaching influence.And the substation pooling power,lifting voltage and distribution of electric power of the place,is a middle link of power plant and customer contact.In order to meet the needs of industrial development,design a 110KV substation,uses 10KV to nearby the factory power supply.The installation of two sets of transformer substation,a built.The design requirements using two 110KV back into line,10KV outlet 10 back,based on the above conditions,the substation design based on meeting the national design standards,as far as possible to consider the actual situation of the local.In the design of the substation,including calculation and analysis of substation overall analysis and load analysis,the selection of main transformer,the main wiring,short-circuit current calculation portion and lightning protection design.Under the premise of ensuring the reliability of power supply,reduce the occurrence of accidents and reduce the operation cost.I河南机电高等专科学校毕业设计/论文Keywords:the design of the substation；main wiring；The choice of equipment；Preventing lightning calculationii-河南机电高等专科学校毕业设计/论文目录摘要.I绪论.1第1章变电站概述.21.1 变电站的组成分类.21.2 变电站的工作原理.2第2章 变电站总体分析.42.1 变电站建设规模及气象条件.42.2 负荷分析.4第3章 主变压器的选择.53.1电力负荷估算.53.2容量计算.5第4章 电气主接线的设计.74.1 UOkv高压侧的接线方式.84.2 lOkv低压侧的接线方式.9第5章 短路电流计算.115.1 短路电流的危害.115.2 短路电流计算目的与规定.115.3 短路电流计算步骤.12第6章电气设备选择.246.1 电气设备选择的总体上既述.246.2 电气设备选择条件.246.3 电气设备选择过程.246.4 断路器及隔离开关选择.276.5 电压互感器的选择.366.6 支柱绝缘子和穿墙套管选择.366.7 电气设备选择结果.37第7章继电保护的配置.397.1 继电保护的基本知识.397.2 主变压器保护配置计算.39第8章防雷设计.448.1 变电站的防雷保护概述.44in-河南机电高等专科学校毕业设计/论文8.2 避雷针保护范围与计算.45展望.46致谢.47参考文献.48附录.49河南机电高等专科学校毕业设计/论文绪论世界各国电力工业发展的经验告诉我们，电力系统愈大，调度运行就愈能合 理和优化，经济效益就愈好，应变事故的能力就愈强。所以很多发达国家的电力 系统都已联合成统一的国家电力系统，甚至联合成跨国电力系统。这可以说是现 代电力工业发展的重要标志。我国也必然要向这一方向发展由于负荷的不断增长和电源建设的发展，负荷和能量分布不均衡，将一个电 力系统与邻近的电力系统互联，是历史发展的必然趋势。不仅城市与城市之间，省与省之间，大区与大区之间的相邻电力系统如此，国与国之间的电力系统也是 这样。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间 环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压 站部分，紧靠发电厂。降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计 得就是北郊nokv变电站。本次设计为nokv变电站设计，分为变电站概述、负荷分析、短路电流计算,电气主接线，主变保护整定计算，iokv侧保护整定计算，设备选择，防雷设计等 几部分。所设计的内容力求概念清楚，层次分明。在这次设计中老师治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方向，在设计的选题和设计思路上给了我 很多的指导和帮助。老师循循善诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟 的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。1河南机电高等专科学校毕业设计/论文第1章变电站概述变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压 的工作靠 变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所：一般是电压等级在UOKV以下的 降压变电站；变电站：包括各种电压等级的“升压、降压”变电站。1.1 变电站的组成分类变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(27.5KV、50HZ)；1000KV、750KV、500KV、330KV、220KV、UOKV、66KV、35KV、10KV、6.3KV 等电压等级的变电站；10KV变电所。箱式变电站。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电 压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。变电站在特定的环 境中；是将ACDCAC转换过程。像海底输电电缆以及远距离的输送中。有些采 用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。具有节能效应。1.2 变电站的工作原理变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压 器(即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出 线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变 电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在 不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压 器。有载调压变压器主要用于受端变电站。电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设 备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测 量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器 二次电压为100V,电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常 2-河南机电高等专科学校毕业设计/论文与负荷相连近于短路，请注意：绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和 人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等。都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和 断开电路；故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有 自动重合闸功能。在中国，220KV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫 断路器。隔离开关(刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器 后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏 和人身伤亡。负荷开关能在正常运行时断开负荷电流，没有断开故障电流的能力，一般与 高压熔断丝配合用于10KV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。为了减少变电站的占地面积，六氟化硫全封闭组合电器(GIS)得到广泛应用。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分 别装在各自密封间中，后集中组成一个整体外壳，并充以六氟化硫气体作为绝缘 介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔 长,无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765KV已在变电站投入运行。它的 缺点是价格较贵，制造和检修工艺要求高。3-河南机电高等专科学校毕业设计/论文第2章变电站总体分析2.1 变电站建设规模及气象条件为满足工业发展的需要,新建的一座变电站为HOKV变电站，以1OKV向附近 的平原机械厂、开拓水泥厂、电器设备厂等用户供电。变电站安装两台变压器，一次建成。变电站的电压等级时110/10kv,UOkv是2同，lOkv是10回。厂区所在地全年最高气温+40C,最低气温-6,最热月平均最高气温35;年最热月平均温度为25,当地海拔高度180米；最大风速30m/s,属于我国V级 标准气象区。2.2 负荷分析变压器二次侧负荷有平原机械厂，开拓水泥厂I,开拓水泥厂II,太行纺纱厂 I,太行纺纱厂II,电器设备厂,铸造厂,宾馆,市化肥厂I,市化肥厂II O表2-1负荷统计序号用户Pmax(kW)cos(p1平原机械厂20000.902开拓水泥厂I20000.853开拓水泥厂II20000.904太行纺纱厂I30000.855太行纺纱厂II30000.856电器设备厂10000.807铸造厂20000.808宾馆10000.859市化肥厂I15000.8510市化肥厂II15000.80合计190004-河南机电高等专科学校毕业设计/论文第3章主变压器的选择变压器是变电站最主要和最贵的设备，变压器的选择在变电所中是比较重要 的，主变压器的台数和容量应根据地区供电条件负荷性质用电容量和运行方式等 条件综合考虑确定；一般凡装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故停 运以后，其余主变的容量应该保证该所全部负荷的60%,在计及过负荷情况能力后 的允许时间内，应该保证用户的一级、二级负荷。在330kv及以下的变电所中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变 压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构 较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量 较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。3.1 电力负荷估算电力负荷估算公式为KJc(l+a%)Sc=cos。(3-1)式中当输电线路在三回以下时，取Kl0.951.00；SC某一级电压的最大视在计算负荷；KV-A；KE 同时系数，一般取KE=0.850.9；a%线损率，可取平均值a%二5%；cos 6-平均功率因数，可取cos 6=0.80；Pc各工厂或农业负荷馈电线最大有功功率计算负荷。最小负荷的计算值一般取最大值的60%-70%,若主要为农业用电负荷，则取最 大值的20%-30%o3.2 容量计算在330kv及以下的变电站中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变 压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构 较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量 较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压 侧虽然无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。5-河南机电高等专科学校毕业设计/论文1.选择条件是两台主变容量总和应大于综合最大计算负荷：nSNSjs(kVA 或 MVA)(3-2)n=2；Sjs一综合最大计算负荷2.校核条件：(n-l)SN0.7Sjs(n-l)SNESi+ESii3.Sjs计算：10kV侧综合最大计算负荷：n/V Pi max/Sjs=kt(/COSOZ)(l+a%)=0.85 X(24)/0.8X(1+0.05)=26.775(MVA)KT-lOkV侧同时系数取0.85n V Pzmax/5上$近=短(白/csm)(l+Q%)=0.85X(17.9)/0.8X(1+0.05)=19.97(MVA)0.7Sjs 远=18.74MVA远景Si+Sn=0.85X(14.5)/0.8X(1+0.05)=16.18 MVA根据计算结果选择变压器容量可选用两台额定容量为20MVA的变压器，根据 电力工程电气手册查表可选用主变型号为：SFL1-20000/110(KAVA/KV)合格。S代表三相，F代表双分裂绕组，L代表铝制，1代表设计序号。20000代表变压器 的额定容量，110代表额定电压。6-河南机电高等专科学校毕业设计/论文第4章电气主接线的设计一、可靠性：所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可 靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件(包括一次和二次 设备)在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供 电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时,可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一 些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志主要是断路器检修时是否影响供电；线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用 户的供电；变电站全部停电的可能性。二、灵活性：主接线的灵活性要求主要是调度灵活，操作方便，可灵活的投入和切除变压 器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式 下的调度要求；检修安全，可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进 行安全检修，且不影响对用户的供电。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直 至馈线数均有扩建的可能，所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从 初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。三、经济性：可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发 生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合 考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。主接线应简单清晰，以节约断路 器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并 节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备;在终端或分支变电站中，应推广采用直降式(110/6-10kV)变电站和以质量可靠 的简易电器代替高压侧断路器。运行要节约资源年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维 护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。占地面积小。电气主接线设计要 为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费 用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。7-河南机电高等专科学校毕业设计/论文在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。4.1 110kv高压侧的接线方式表4-1方案对比案项目方案1方案2优点不会造成全所停电；调度 灵活；保证对重要 用户 的供电；占地少；设备少。运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建；母联断路器可代替需检修 的出线断路器工作；母联 断路器兼作旁路断路器节 省投资。8-河南机电高等专科学校毕业设计/论文缺点任一断路器检修，该回路 必须停止工作；当一段母 线或母线隔离开关故障 或检修时，必须断开接在 该分段上的全部电源和 出线。倒闸操作复杂，容易误操 作；占地大、设备多、投 资大。由上面种方案的对比，根据变电站设计的可靠性、灵敏性、经济性来考虑，进行综合分析之后。nokv高压侧选择方案一还是比较合理的。故就选择方案一。4.2 10kv低压侧的接线方式表4-2方案9-河南机电高等专科学校毕业设计/论文项目方案1方案2优点不会造成全所停电；调度灵 活；保证对重要用户的供电；占地少；设备少。供电可靠；调度灵活；扩建方 便；便于试验。缺点任一断路器检修，该回路必须 停止工作；当一段母线或母线 隔离开关故障或检修时，必须 断开接在该分段上的全部电 源和出线。易误操作；设备多、配电装置 复杂；投资和占地面大。综上所述，由上面的两种方案对比来看，综合考虑，方案一调度灵活也可保 证供电的可靠性，应该选择第一种方案。UOkv采用单母线分段接线方式，10kv 采用单母线分段接线方式。10-河南机电高等专科学校毕业设计/论文第5章短路电流计算5.1 短路电流的危害在供电系统中发生短路故障时，短路故障使电源供电回路的总阻抗减小，此 时短路电流急剧增加，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通 常可达数千安；短路点产生的电弧会烧坏电器设备而短路电流通过电气设备导体 时的热效应很大，同时受到电动力的作用在短路点附近电压显著下降，造成这些 地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流,将对通信线路产生干扰；短路故障会改变电力网络的结构，引起功率分布的变化。5.2 短路电流计算目的与规定计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电器设备，避免在短路电流作用 下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装 置的整定计算。为了达到上述目的，须计算出下列各短路参数：1 一次暂态短路电流，用来做为继电保护的整定计算和校验断路器额定断流 容量。应采用（电力系统在最大运行方式下）继电保护安装处发生短路时的次暂 态短路电流来计算保护装置的整定值。ish三相短路冲击电流，用来检验电器和母线的动稳定。I-三相短路电流有效值，用来检验电器和母线的热稳定。s 一次暂态三相短路容量，用来检验断路器的遮断容量和判断母线短路容 量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据。为了简化短路电流的计算方法，在保证计算精度的情况下，忽略次要因素的 影响，做出一下规定：1.所有的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前，电力系统的 电势和电流是对称的。2.认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值 不随电流的变化而变化。3.输电线路的分布电容略去不计。4.每一个电压级采用平均电压，这个规定在计算短路电流时，所造成的误差 很小。唯一例外的是电抗器，应该采用加于电抗器端点的实际额定电压，因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多，否则，误差偏大。11-河南机电高等专科学校毕业设计/论文5.计算高压系统短路电流时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等 元件的电抗，因为这些元件X/3R时，可以略去电阻的影响。只有在短路点总电 阻大于总电阻的1/3时才加以考虑。6.短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应该考虑对短路电流值的影响。有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响：在母线附近的大容量电动 机正在运行时，在母线上发生三相短路，短路点的电压立即降低。此时，电动机 将变为发电机运行状态，母线上电压低于电动机的反电势。7.在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并。8.以供电电源为基准的电抗标幺值3,可以认为电源容量为无限大容量的系 统,短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。5.3短路电流计算步骤一、基准容量Sd=100MW、Udl=115KV,Ud2=10.5KVXdl=Sd=132.25。则基准电流Sd 100 二I dl=CA?i=73x115 0.50KAA“=5.5。d2=J3 xl0.5 kA基准电抗Udi212-河南机电高等专科学校毕业设计/论文S.Xd2=3=lioq 各种线形的单位电抗统一选0.4Q/KM 二、各条架空线路的电抗的标幺值：100 x-Xli=30X0.4 H5=0.091100 x-XL2=30X0.4 H5=0.091100 x-XL3=50X0,4 115=0,151三、和发电机电抗标幺值：100 10.52 x-x-yXD1*=XD2*=14.5%50 115=0.00241系统在最大、最小运行方式下对应的电抗的标幺值分别为Xmax、Xmin则:Xmax 一-=0.0357：2800Xmin=则-=0.0455 2200四、变压器的电抗标幺值：=3x=0.0017100 63X 丁3 Xl=10.5%100 30-x-=0.0053100 20五、短路电流计算公式短路电流周期分量有效值:d(5-1)短路冲击电流峰值:(5-2)短路全电流最大有效值:13-河南机电高等专科学校毕业设计/论文J1+2(K,厂 1)2(5-3)不同短路点的冲击系数表5-1冲击系数短路点Km推荐值发电机端1.902.69发电厂高压侧母线及发电机 电抗器后1.852.62远离发电厂的地点1.802.55六、在最大运行方式下:(1)当K1点短路时：K1 /XT3ZVVX_XF1_AsZs/S_XL3 XT4图5-2XF1 XF2图5-3等效后的简图*X di+X n*)X fi=-+X L1/I 2)X*max=0.0259X*F2=(X*T3+X*T4+X*3)X*A2=0.0582Zx*ki=x*w+X*F2=0.0841I(3)ki=-=6.8634V3x 0.0841当母线电压不变的情况下:14-河南机电高等专科学校毕业设计/论文I=Izt=I=L:4 0.507 啾1=0.0841=5,9453Q=Kch zj=2.55x5.9453=15.1605I ch I jJ1+2（K-I）二5 9453 x 1.51=8.9774三相短路后的容量:S（3）ki=gu/3%=1367.O5A/E4(2)当K2点短路时:XF1XL2ySZS/S_K2XL3 Z图5-4XT3Zs/s/kys/vx.XT4_A/X/S_xrt XF3图5-5等效后的简图：*f X di+X n*）X fi=-+X Ll/I 2 J X*max=0.0259X*F3=（x*T3+X*T4+X*2）X*3=0.0607Zx*k2=X*F1+X*F3=0.0866I 心=-=6.667173x0.0866当母线电压不变的情况下：I=iz t=1=L15-河南机电高等专科学校毕业设计/论文二 4 0.50X*k2=0.0866=5,7736蜃=2 Kch Ij=255 x 5.7736=14.7228Ich=/41+2(厂/=5.7736义1.51=8.7181三相短路后的容量:S(3)k2=瓜/卜2=1327.95ME4(3当K3点短路时:XF1XL2XL3K3XT3/yZs/,XT4图5-6_XF1 XF4图5-7等效后的简图V*(X*D1+X*T1 v*Y.X Fl=-+X LI/I 2)X*max=0.0259X*F4=(x*T3+X*2)/(x*L3+X*T4)=0.0597Zx*k3=X)1+X*F4=0.0856I(3)k3=-=6.7449V3x 0.0856当母线电压不变的情况下：1=r=10cI:4 5.50X*k3=0.0856=6,425216-河南机电高等专科学校毕业设计/论文骁=2 Kch 4=2.55 x 6.4252=16.3843I=/41+2(七-l)I 2 二6.4252 x 1.51=9.7021三相短路后的容量：S(3)k3=/兀2/汽3=U2.66MVA(4)当K4点短路时：XL2 XT3_ZVS/X_A/VX_ K4XF1/_ _y/_ _XL3 XT4/图5-8_A/VX_XF1 XF5图5-9等效后的简图v*(X*D1+X*T1 5 Y.X Fl=-+X LI/I 2 J X*max=0.0259X*F5=(x*T3+X*2)/(X*L3+X*T4)=0.0597Zx*k4=X=1+X5=0.0856I k4=-=6.7449V3x 0.0856当母线电压不变的情况下：1=1=r=10cI=4 5.50X*k4=0.0856=6,4252hh=2 Kch 4=2.55 x 6.4252=16.3843Jch+2(%-l)2 二6.4252 x 1.51=9.702117-河南机电高等专科学校毕业设计/论文三相短路后的容量:S(3)k4 215 k4=22.66MVA(5)由于在最大运行方式下K 1、K 3点查短路电流曲线的查运算曲线得:。秒短路电流标幺值：1空1=7.1,【ak3=7.02秒短路电流标幺值：1的=2.8,【ak3=2.74秒短路电流标幺值：I，=3.0,【ak3=3.4Ki点的短路电流：62.51“=7.1义 73x115=2.227(KA)；62.51戊/2=2.8 0.0905L 十=I=IIj三相短路后的容量：SK3(4)当K4点短路时：Xhl二4 5.50Xm=0.0905=60.7734Kch 4=2.55X60.7734=154.97232(七-I=60.7734 义1.51=91.7678=瓜/叫3=174.0229四以XL。XT3_A/_K4_/SS、_/_7_XL3 XT4/图 5-16XhlXh5图5-17等效后的简图X hi(X*Q1+X*n+X*i=0.0308/C.mm21-河南机电高等专科学校毕业设计/论文X、=(X*T3+X*2)(X*L3+X*T4)=0.0597Zx*k4=X*R+X%4=0.0905I k4=X-=9.5692 0.0905当母线电压不变的情况下：1=1=r=10cI:4 5.50X*k4=0.0905=60,7734hh=2 Kch 4=2.55 x 60.7734=154.9723%J1+2(Km I=60.7734 xl.51=91.7678 三相短路后的容量：S(2)k4=6113/左 3=174.0229八、短路电流计算结果表5-3短路电流计算结果短路点短路电流周期分量（有效值）短路冲击电流（峰值）短路全电流最大有效值最大运行方式下K16.863415.16058.9774K26.667114.72288.7181K36.744916.38439.7021K46.744916.38439.7021最小运行方式下K19.730914.30978.4735K29.464513.93448.2513K39.5690154.972391.767822-河南机电高等专科学校毕业设计/论文K49.5690154.972391.767823-河南机电高等专科学校毕业设计/论文第6章电气设备选择6.1 电气设备选择的总体概述正确选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳 妥的采用新技术，并注意节约投资，具体选择方法也就不完全一样。但对它们的 要求却是基本相同的。电力系统中的各种电气设备，其运行条件完全一样，选择 方法也不完全相同，但对它们的基本要求是相同的。电气设备要想能可靠地工作,必须按正常运行条件进行选择，并且按短路条件校验其热稳定和动稳定。导体的选择主要有：各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级 的绝缘子等。电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套 管、开关柜的选择及其一次接线的编号。6.2 电气设备选择条件依据导体和电器的选择设计技术规定：选用的电器允许最高工作电压不 得低于该回路的最高运行电压。即.Ual.m 2 Usm 其中,Ual,m 1.1 5Un Usm V 1.UsN一般按照UnNUsn选择电气设备的额定电压。对于导体：力，Im办对于电器：人,1办的计算方法：Im办=L05/n（10KQ（64）主变的引 下线：Imox=1.05/w应电压侧（6-2）分段回路：L 方=1.05/twxK（6-3）其中：K=0.50.8及-变压器额定电流。6.3 电气设备选择过程一.最大长期工作电流Lax的计算20000汇流母线的 Lax：110KV 侧：1max=1.O5K=1.O5X V3xii5x0.8=i32A2000010KV 侧：1max=1.O5K=1.O5X 73x10.5x0,8=1443 A24-河南机电高等专科学校毕业设计/论文二.母线选择(1)110KV母线选择按导体长期发热允许电流选择截面Imax132A故选择型号为LGJ-35的钢芯铝绞线，长期允许载流量为170A。热稳定校验：短路电流通过的时间为：tk=tpr+tab=4s短路电流周期分量的热效应：r+iov+vT,2.2272+10 x0.8782+0.9412,x2 qqp)-n一八二-n-x4=4.5(同因t=ls,故不计算非周期分量的热效应，所以QK=qp=4.5W)M/max 1322e=4+(6h 4)I；=25+(70-25)X 1702=52.1c根据发电厂电气部分查表4-6,C=9 1满足短路时发热的最小导体截面为:)4.5义1。61Smin=C=91=23.3mm2 1443A热稳定校验：短路电流通过的时间为：tk=tpr+tab=4s短路电流周期分量的热效应：/F0/J+/J.24.0562+10 x9.2792+11.6852Qo=12 tk=12 x 4=525.4*S因tls,故不计算非周期分量的热效应,故：Qk=Qp=525.4(Ms正常运行时导体温度：/ax 14432e=+(。山4)1；=25+(70-25)x 1920i 2=50.4c根据发电厂电气部分查表可知当091满足短路时的最小导体截面为:瓦人,525.4x1()6 义1.45Smin=C=91=251.8mm2 1000 mm2满足热稳定要求。动稳定校验：ish=16.384KA母线相间应力1.73.10 公 气；1.73义10-7 义 16384?iph=。=0.25=107.37(N/m)导体截面系数：加 0.01x0.1252W=6=6=2.6X 10 5(m3)26-河南机电高等专科学校毕业设计/论文fpj 107.37X.则：%10%=10 x2.6x10=4.12105（2。）a ph ls,故不计算非周期分量的热效应。所以Qk=qp=4.5 W 司表6-1 110KV计算数据和断路器的有关参数表计算数据LW35-126UNSHOKAUN110KVJ max132AIN2500AI2.227KAJ Nbr31.5KAJ ch8.977KAj NCI80KAQK4.51（h）M12 2t49927-河南机电高等专科学校毕业设计/论文由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器LW35-126合格。(2)110KV出线隔离开关的选择U=110KVJ max=132AQ”4.5I 而=8.977KA可选用GW5-110型号的隔离开关。表6-2 110KV计算数据和隔离开关的有关参数表计算数据GW5-110/600110KVUN110KVmax132AIN600AQK拉12 2tmWJ ch8.977KAj es50KA由上表可见所选隔离开关GW5-110/600合格。二、U0KV主变引下线断路器和隔离开关的选择(1)断路器的选择Imax=l 32A根据断路器的u Lax的要求，可选LW35-126型断路器。根据前面的计算部分得：l=2.227KA28-河南机电高等专科学校毕业设计/论文tkP=0.878KAI=0.941KA计算周期分量热效应：/FO/J+/J2qp=n因tls,故不计算非周期分量的热效应，所以：Qk=Qp=4.5用3表6-3 110KV计算数据和断路器的有关参数表计算数据LW35-126XJNSHOKAUN11OKVJ max132AN2500AI2.227KAJ Nbr31.5KAJ ch8.977KAI NCI80KAQK4.5(SI2 2t49 EM由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器LW35-126合格（2）隔离开关的选择U=110KVmax=132AQk=4.529-河南机电高等专科学校毕业设计/论文Ich=8.977KA表6-4 UOKV主变下引线计算数据和隔离开关的有关参数表计算数据GW5-110/600110KVUN110KVJ max132A600AQK4.512 2t16oH1J ch8.977KAj es50KA由上表可见所选隔离开关GW5-110/600合格三、10KV出线断路器和隔离开关的选择(1)断路器的选择Rax 2000jmax=UnCOS(1+5%)=V3 x 10.5x0.9 x(1+5%)=128.3A根据前面的计算部分得：l=24.56KAtkn=9.279KAHl.685KAIch=9.702KA热稳定校验：短路时的周期分量的热效应：30-河南机电高等专科学校毕业设计/论文专 tk 24.0562+10 x9.2792+11.6852 1 nQ。=-H鼠=x 4=525.4 因tls,故不计算非周期分量的热效应，故Qk=qp=525.4(间I表6-5计算数据和断路器的有关参数计算数据ZN5-10/1250IOKAUN10KVJ max128.3AIN1250AI24.56KAJ Nbr25KAJ ch9.702 KAI NCI63KAQK525.4(212 2t65oW)s由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器ZN5-10/1250合格。(2)隔离开关的选择：由U=10KVImax=128.3AQK=525.4g),sI 雨=9.702KA查表可选用GN19-10/1000-80型号的隔离开关。表6-6 10KV出线计算数据和隔离开关的有关参数31-河南机电高等专科学校毕业设计/论文由上表可见所选隔离开关GN19-10/1000-80合格。计算数据GN19-10/1000-8010KVUN10KVJ max128.3AIN1000AQK525.口）川p 2t6251(SJ ch9.702 KAj es80KA四、10KV分段断路器和隔离开关的选择（1）断路器的选择Imax=1443A根据断路器的Uns，Lax的要求，查表可选ZN12-10/2000型断路器。根据前