110千伏变电站设计_毕业论文(编辑修改稿)

110千伏变电站设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

密切的关系，其最大允许通过电流、安全净距的满足都是建立在短路电流计算的结果上的。 （ 3）选择继电保护装置和进行整定计算。 继电保护装置的选型和整定，主要依据短路计算的结果，所以短路计算是必不可少的。 （ 4） 选择有效的限流措施。 进行短路电流计算的 基本条件 （ 1）正常工作时，三相系统对称运行。 （ 2）所有电源电动势相位角相同。 （ 3）短路瞬间短路电流最大。 （ 4）母线电抗忽略不计。 短路点的选择 （ 1） 110kV 和 35kV 高压母线上发生短路： D D2。 （ 2） 10kV 母线侧发生短路： D3。 系统各元件电抗标幺值的计算： 表 51 110kV各线路的阻值 长度 （ kM） 正序阻抗 )1(r（ Mk/ ） 正序电抗 )1(x（ Mk/ ） 零序阻抗 )0(r（ Mk/ ） 零序电抗 )0(x（ Mk/ ） 静硕线 山静线 老 静 巴线 新 静 巴 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 １５ 线 基准容量选 取 30MVA，基准电压为各级 Uav。 发电机的正序电抗： XG（ 1） *=Xd＂ SBcosф /P= 30 247。 50= 发电机的负序电抗为： XG（ 2） *=（ 1） = = 110kV 侧线路末端系统的短路容量为：Ⅰ段 47160kVA，Ⅱ段 143008kVA，所以， X1=SB/S=30/=， X2=SB/S=30/143=。 110kV 线路的电抗标幺值： 0 44 2239。 )110(1*BBl U SlxX 静 2239。 )110(1*BBL U SlxX 山 04 2239。 )110(1*BBl U SlxX 老 04 23 2239。 )110(1*BBl U SlxX 新 35kV 侧线路电抗标幺值： 35kV 侧线路末端的短路容量为 ，系统短路容量的标幺值等于等值电抗标幺值的倒数。 所以 X=SB/S=。 10kV 侧线路电抗标幺值： Ⅰ段线路末端的短路容量为： ，Ⅱ段线路末端的短路容量为：33581kVA。 所以 X3=SB/S=， X4 =SB/S=。 2主变的电抗标幺值： Us（ 12） %=%， Us（ 13） %=18%， Us（ 23） %=% Us1%=1/2（ Us（ 12） + Us（ 13） Us（ 23） ） =（ +） %=11%； Us2%=1/2（ Us（ 12） + Us（ 23） Us（ 13） ） =（ +） %=%； Us3%=1/2（ Us（ 13） + Us（ 23） Us（ 12） ） =（ 18+） %=7%； 又由NBs SSUX % ，所以， XS1*=11% 30/20=， XS2* =， XS3* =% 30/20=。 根据网络，最大运行方式下，计算 110kV 母线、 35kV 母线、 10kV 母线短路时的电流，计算如下： ① D1 点短路， 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 １６ X17=X7||X8= （ +） =； X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=X1+X19=； X23=X4||X20=； X24=X22||（ X23+X17） =； X∑ =X18||（ X21+X24） =； I*=1/ X∑ =； 所以，短路电流有名值为： (a) (b) (c) (d) (e) X ∑ (f) I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 冲击电流： ich= 2 = 最大电流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 115= ② D2 点短路， X17=X7||X8= （ +） =； 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 １７ X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=X4||X20+X17=； X∑ =X19+X22||（ X18+X21） =； I*=1/ X∑ = (a) (b) X ∑ (c) (d) (e) 所以，短路电流有名值为： I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 冲击电流： ich= 2 = 最大电流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 37= ③ D3 电短路， X17=X7||X8= （ +） =； X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=（ X1+X19） ||（ X18+X21） = X∑ =X4||（ X22+X20） = I*=1/ X∑ = 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 １８ (a) (b) (c) (d) X ∑ (e) 所以，短路电流有名值为： I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 冲击电流： ich= 2 = 最大电流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 11= 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 １９ 6 主要电气设备选择 导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一。 尽管电力系统中各种电气设备的作用个工作条件不一样，具体的选择方法也不完全相同。 但对它们的基本要求却是一致的。 电气设备要能可靠地工作， 必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 （ 1）按正常工作条件选择电气设备： ① 额定电压 电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。 按规定，一般电气允许的最高工作电压为设备额定电压的 倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，不能超过电网额定电压的 倍。 因此，在选择过程中，电气设备的额定电压 UN 不得低于装置地点电网额定电压 UNs，即 ： UNUNs。 ② 额定电流 电气设备的额定电 流 IN 是指在额定环境温度  0 下，电气设备的长期允许电流。 且 IN 不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 Imax，即 ： INImax。 由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，所以其相应回路的 Imax 为发电机、调相机和变压器的额定电流的 倍；若变压器有可能过负荷运行， Imax 要按过负荷确定（ 倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般取母线上最大一台发电机或变压器的 Imax； 出线回路的 Imax 还必须在此基础上另外考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。 ③ 设备选择注意的环境条件 电气设备安装地点的环境（尤其是小环境）条件如温度、风速、污染等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等，当其超过一般电气设备的使用条件时，要在选择时加以考虑或采取适当措施。 对于 110kV 及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔 2020m 以下使用。 我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度  0=+40℃。 此外，还应按电气设备装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电 器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）选择。 （ 2）校验的一般原则： ① 电气设备在选定后按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。 ② 用熔断器保护的电器、采用有限流电阻的熔断器保护的、装设在电压互感器回路的裸导体和电气设备可不校验热稳定。 ③ 短路的热稳定校验 drt QI 2 （ 61） )10(12 222/239。 39。 Dd Ttdd IIIt  （ 62） 新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 ２０ Qdt—— 在计算时间 ts 内，短路电流的热效应（ kAS） It—— t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ kA*S） T—— 设备允许通过的热稳定电流时间（ s） 校验短路热稳定所用的计算时间 Ts 按下式计算 t=td+tkd 式中 td —— 继电保护装置动 作时间 （ S） tkd—— 断路的全分闸时间（ s） ④ 动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。 满足动稳定的条件是： esch ii  或 esch II  上式中 ich 、 Ich—— 短路冲击电流幅值及其有效值 ies、 Ies—— 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 （ 3）绝缘 在电气设备正常工作时，设备的内外绝缘应保证必要的可靠性。 接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。 由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要 求。 高压断路器的选择 高压断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。 本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 选择断路器时应满足以下基本要求： ① 在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 ② 在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 ③ 应有足够 的断路能力和尽可能短的分段时间。 ④ 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。 （ 1）断路器种类和型式的选择 断路器按照所采用的灭弧介质可分为：油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、 SF6断路器、真空断路器等。 在选择中，考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于 SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。 故在 110KV 侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不 安全问题。 真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无新疆大学毕业论文（设计） 110 千伏变电站设计 ２１ 关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。 因而被大量使用于 35kV及以下的电压等级中。 所以， 35kV侧和10kV 侧采用真空断路器。 （ 2）额定电压和电流的选择 UNUNs, INImax 式中 UN、 UNs—— 分别为电气设备和电网的额定电压， kV IN、 Imax—— 分别为电气设备的额定电流和 电网的最大负荷电流， A。 （ 3） 开断电流选择 高压断路器的额定开断电流 Inbr，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量 Ipt,即 ： InbrIpt。 （ 4）短路关合电流的选择 在断路器合闸前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中会有巨大的短路电流，容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏；且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时，就要求断路器能够切断短路电流。 为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流 iNcl不应小于短路电流最大冲击值 ish，即 iNclish （ 5）。