110kv变电站电气主接线设计所有专业(编辑修改稿)

110kv变电站电气主接线设计所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

 2% YN,yn0,d11 38 125 站用变压器的选择 站用变压器的选择的基本原则 (1)变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应； (2)阻抗电压及调压 型式的选择，宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内，站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的 % ； (3)变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。 站用变压器型号的选择 参考《发电厂电气部分》，选择站用变压器如下： 表 15 站用变压器型号及参数 型号 额定容量 (KVA) 额定电压 (KV) 连接组 损耗 (W) 阻抗电压(%) 空载电流(%) 空载 短路 SC980/10 80 ,yn0 340 1140 4 2 河北工程大学毕业设计说明书 9 2 短路电流计算 短路计算的目的、规定与步骤 短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。 其计算的目的主要有以下几方面： (1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 (2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 例如：计算某一时刻的 短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。 (3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。 短路计算的一般规定 、计算的基本情况 (1)电力系统中所有电源均在额定负载下运行。 (2)所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 (3)短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。 (4)所有电源的电动势相位角相等。 (5)应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。 对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 河北工程大学毕业设计说明书 10 、接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 计算步骤 (1)选择计算短路点。 (2)画等值网络图。 ①首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。 ②选取基准容量 Sb和基准电压 Ub（一般取各级的平均电压）。 ③将各元件的电抗换算为同一基准 值的标幺值的标幺电抗。 ④绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。 (3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗 Xnd。 (4)求计算电抗 Xjs。 (5)由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到Xjs=）。 ①计算无限大容量（或 Xjs≥ 3）的电源供给的短路电流周期分量。 ②计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 变压器的参数计算及短路点的确定 变压器参数的计 算 基准值的选取： MVASb 100 ， bU 取各侧平均额定电压 (1)主变压器参数计算 由表 ： U12%= U13%= U23%= U1%=(U12%+U13%U23%)=(+)= U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0 所以 U2%=0 U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= 电抗标幺值为： X1=U1%/100*SB/SN=*100/= X2=U2%/100*SB/SN=0/100*100/=0 X3=U3%/100*SB/SN=*100/= (2)站用变压器参数计算 由表 ： 4%dU 河北工程大学毕业设计说明书 11 X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/=50 (3)系统等值电抗  bUSlrX BS 短路点的确定 此变电站设计中，电压等级有四个，在选择的短路点中，其中 110KV 进线处短路与变压器高压侧短路，短路电流相同，所以在此电压等级下只需选择一个短路点；在另外三个电压等级下，同理也只需各选一个短路点。 依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择，网络等值图如下： 图 21 短路等值图 各短路点的短路计算 短路点 d1 的短路计算 (110KV 母线 ) 网络化简如图 ： 图 22 d1点短路等值图 Xf1=Xs＝ x0l （ Sj/U j2）＝ 150（ 100/1152）＝ Xjs1=Xf1 Sn/Sb= 1000/100= 河北工程大学毕业设计说明书 12 因为 Xjs1=3 所以 I*=I∞ *=*= 1/Xjs1=1/= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 115)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 110=(MVA) 短路点 d2 的短路计算 (35KV 母线 ) 网络化简为： 图 23 d2点短路等值图 Xf2=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=+(+0)//(+0)= Xjs2=Xf2 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs2= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 37)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 35=(MVA) 短路点 d3 的短 路计算 (10KV 母线 ) 网络化简为： 河北工程大学毕业设计说明书 13 图 24 d3点短路等值图 Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=+(+)//(+)= Xjs3=Xf3 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs3= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 )=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=55(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= 55=(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 10=(MVA) 短路点 d4 的短路计算 网络化简只需在图 ，如下图所示： 图 25 d4点短路等值图 Xf4=Xf3+X4=+50= Xjs2=Xf4 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs3= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 )=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) 河北工程大学毕业设计说明书 14 ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 =(MVA) 绘制短路电流计算结果表 总结以上各短路点短路计算，得如下短路电流结果表： 河北工程大学毕业设计说明书 15 表 21 短路电流计算结果表 短路点编号 基值 电压 )(kVUb 基值 电流 )(kAIb 支路名称 支路计算电抗 jsX 额定 电流 0S短路电流周期分量 稳态短路电流 短路电流冲击值 )(kAIch 全电流 有 效值 )(kAIoh 短路容量 )(MVAS 标 幺 值 I 有 名 值 )(kAI 标 幺 值 *I 有 名 值 )(kAI 标 幺 值 * 有 名 值 )( kAI 公式 bbUS3 bnbSSI nII* nII* nII * I I nUI3 d1 115 110kv d2 37 35kv d3 10kv 55 d4 河北工程大学毕业设计说明书 16 3 电气设备选择与校验 导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。 电气设备选择的一般规定 一般原则 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。 有关的几项规定 导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条校核电器的基 本使用条件。 (1)在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。 表 31 各回路持续工作电流 回路名称 计算公式 变压器回路 Igmax==√ 3Un 馈电回路 Igmax=Pn/√ 3Uncosφ 注： nnn IUP , 等都为设备本身的额定值。 各回路持续工作电流的计算 依据表 ，各回路持续工作电流计算结果见下表： 表 32 各回路持续工作电流结果表 回路名称 计算公式及结果 110KV母线 =√ 3Un= 31500/√ 3 115= 110KV进线 Igmax=Pn/√ 3Uncosφ =31185/(√ 3 115 )= 河北工程大学毕业设计说明书 17 35KV母线 =√ 3Un= 31500/√ 3 = 35KV出线 火电厂一 =S/√ 3Uncosφ =8000/(√ 3 37 )= 火电厂二 =S/√ 3Uncosφ =5000/(√ 3 37 )= 10KV母线 =√ 3Un= 31500/√ 3 = 10KV出线 化工厂 =S/√ 3Uncosφ =3500/√ 3 = 铝厂（两回） =S/√ 3Uncosφ =5000/√ 3 = 医院（两回） =S/√ 3Uncosφ =1500/√ 3 =97A 氮肥厂 =S/√ 3Uncosφ =2020/√ 3 = 印刷厂 =S/√ 3Uncosφ =1500/√ 3 =97A =√ 3Un= 653/√ 3 = 高压电气设备选择 断路器的选择与校验 断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。 根据我国当前制造情况，电压 6－ 220kV 的电网一般选用少油断路器， 断路器选择的具体技术条件如下： (1)电压： Ug(电网工 作电压 )≤ Un （ 31） (2)电流： (最大持续工作电流 )≤ In （ 32） (3)开断电流： Idt≤ Ikd （ 33） 式中： Idt—— 断路器实际开断时间 t秒的短路电流周期分量； Ikd —— 断路器的额定开断电流。 (4)动稳定： ich≤ imax （ 34） 式中： ich —— 断路器极限通过电流峰值； imax—— 三相短路电流冲击值。 (5)热稳定： I∞ 2tdz≤ It2t （ 35） 式中： I∞ —— 稳态三相短路电流； 河北工程大学毕业设计说明书 18 其中：  zdz tt ，由 II 和短路电流计算时间 t，可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》第 112 页，查短路电流周期分量等值时间 t,从而计算出 dzt。 断路器的选择 根据如下条件选择断路器： 电压： ng UU )(电网工作电压 电流： ng II  )(m a x 最大持续工作电流 ，各回路的 maxgI 见表。 各断路器的选择结果见下表： 表 33 断路器的型号及参数 性能指标 位置 型号 额定 电压 （ KV） 额定 电流 （ A） 额定断开电流（ KA） 动稳定电 流（ KA） 热稳定 电 流 （ KA） 固有分闸时间（ s） 合闸 时间（ s） 变压器 110KV侧 OFP。