110kv地区变电站电气一次部分设计(编辑修改稿)

110kv地区变电站电气一次部分设计(编辑修改稿)内容摘要：

要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。 短路电流计算内容 （ 1） 短路点的选取。 各级电压母线、各级线路末端。 （ 2） 短路电流计算。 根据本设计的设计要求，只需进行最大运行方式下的三相短路电流。 短路电流计算结果 110kV 变电所电气一次部分设计 10 短路电流计算一般 只计及各元 件 （即发电机 、 变压 器 、 电抗器 、 线路等 ）的电抗 ， 采用标幺值来计算。 在为选择电气设备而进行的短路电流计算中 ， 如果系统阻 抗 （即等值电源阻抗 ） 不超过短 路回 路 总阻 抗 的 5%～ 10%，将 系 统作 为无限大电力系统进行计算。 短路电流计算结果如表 24所示。 表 24 短路电流 计算结构 项目 短路点 （ KA） 错误 !未找到引用源。 （ KA） shi （ KA） 错误 !未找到引用源。 （ KA） 错误 !未找到引 用 源。 （ KVA） 1d 2d 主要电气设备的选择 主要电气设备的选择要求 一、断路器的选择要求 （ 1）额定电压和额定电流的选择 SNN UU  maxIIN （ 2）额定开断电流的选 择 39。 39。 IINbr  （ 3）短路热稳定和动稳定校验 热稳定： Kt QI 2 动稳定： shes ii  110kV 变电所电气一次部分设计 11 二、隔离开关的选择要求 隔离开关与断路器相比，在额定电压、电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。 但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。 三、电流互感器的选择要求 （ 1）一次回路额定电压选择 SNN UU  （ 2）额定电流比的选择 （ 3）热稳定校验：  22 tmdz KItI  其中 tK 为电流互感器的 1s 热稳定倍数。 （ 4）动稳定校验： dwmsh KIi 2 其中 dwK 为电流互感器的动稳定倍数。 四、电压互感器的选择要求 35kV~110kV 配电装 置一般采用油浸式结构的电压互感器； 6~20kV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘 220kV 及以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。 在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。 一次电压 1u ，电压互感器额定一次线电压 nu nn uuu  二次电压按下表 25 要求选择： 表 25 二次电压选择要求 绕组 主二次绕组 附加二次绕组 高压侧接入方式 接于线电压上 接于相电压上 用于中性点直接接地系统中 用于中性点不直接接地或经消 弧线圈接地系统 110kV 变电所电气一次部分设计 12 二次额定电压 100 3/100 100 3/100 准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下： （ 1）用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为 级。 （ 2）供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为 1 级。 （ 3）用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为 3 级即可。 （ 4）在电压互感器二次回路，同一回路接有几张不同型式 和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。 五、 熔断器的选择 要求 高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。 熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。 熔断器选择的具体技术条件如下： 1) 电压： ng UU  （ ） 限流式高压熔断器不宜使用在 工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏，故应为 ng UU  2) 电流： nfnfg III 12m ax  （ ） 式中： nfI2 —— 熔体的额定电流。 nfI1 —— 熔断器的额定电流 3) 根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间，或熔断器与电源侧继电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择 性。 4) 断流容量： 110kV 变电所电气一次部分设计 13 kdch III )(或 （ ） 式中： chI —— 三相短路冲击电流的有效值。 kdI —— 熔断器的开断电流。 各电压等级电气设备的选择结果 一、 110kV侧电气设备选择结果如表 26 表 26 110kV侧电气设备选择结果 设备名称 设备型号 设备主要参数 断路器 LW6110 6SF 型 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 额定开断电流（ kA） 110 3150 40 隔离开关 GW4－ 110/600 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 110 600 电流互感器 LB110/2600/5 额定电流比（ A） 2 600/5 电压互感器 JCC110(屋外式 ) 额定变比 10031003110000 高压熔断器 RW6110 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 最大开断容量(三相）（ MVA） 110 100 1000 二、 35kV 侧电气设备选择结果如表 27 表 27 35kV侧电气设备选择结果 设备名称 设备型号 设备主要参数 断路器 SW2－ 35/ 型 额定电压 （ kV） 额定电流 （ A） 额定开断电流（ kA） 35 1000 隔离开关 GW235/1000（户外型） 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 35 1000 电流互感器 LMZD35 额定电流比（ A） 11000/5 电压互感器 JDJ35 额定电压（ kV） 一次绕组 二次绕组 辅助绕组 110kV 变电所电气一次部分设计 14 35 熔断器 RW935 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 最大开断容量(三相）（ MVA） 35 2020 三、 10kV 侧电气设备选择结果如表 28 表 28 35kV侧电气设备选择结果 设 备名称 设备型号 设备主要参数 断路器 SN1010/ 额定电压 （ kV） 额定电流 （ A） 额定开断电流（ kA） 10 2020 隔离开关 GW210/2020 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 10 2020 电流互感器 LAJ10/2020～ 6000/5 额定电流比（ A） 2020～ 6000/5 电压互感器 JDZ－ 10 额定变比 10000/100 高压熔断器 RN210 额定电压 （ kV） 额定电流 （ A） 最大开断容量 ( 三相）（ MVA） 10 1000 导线选择 一、导体的选择及校验要求 （ 1） 导体选型 载流导体一般使用铝或铝合金材料，而在对铝有严重腐蚀的场合则使用铜导体。 硬导体的截面一般为矩形、槽形和管形。 （ 2） 导体截面选择 按导体长期发热允许电流选择。 其计算式为 alKII max 式中： Imax 为导体所在回路中最大持续工作电流 （ A）； Ial为在额定环境温度0 =25℃ 时导体允许电流 ； K 为与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。 （ 3） 电晕电压校验 110kV 变电所电气一次部分设计 15 110kV 及以上裸导体需要按晴天不发生全面电晕的条件校验，即裸导体的临界电压 Ucr应大于最高工作电压 Umax。 （ 4） 热稳定校验 在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数 Kf的影响，由短路时发热的计算公式可得到短路热稳定决定的最小截面积 Smin 为 CKQS fkm in 式中： C 为热稳定系数； Qk为短路电流热效应（ A2 s）。 （ 5） 动稳定校验 1） 单条矩形导体构成母线的应力计算。 导体最大相间计算应力 ph 为WLfWM phph 102 式中： f ph 为单位长度导体上所受相间电动力（ N/m）； L 为导体支柱绝缘子间的跨距（ m）； M 为导体所受最大弯矩（ Nm ）； W 为导体对垂直于作用力方向轴的截面系数（ m3） . 导体最 大 相间 应 力  p h 应小于导 体 材料 允 许 应 力  a1，即： alph   2） 多条矩形导体构成的母线应力计算。 同相母线由多条矩形导体组成时，母线中最大机械应力由相间应力  ph 和同相条间应力  b 叠加而成，则母线满足动稳定条件为： albph   式中：相间应力  p h 计算与单条导体计算相同，而条间应力  b 为： hbLfWM bbbb 2 22 二、导体选择结果 110KV 母线选 LGJ185 型 35KV 母线选用 (100 8)型单条矩形铝母线 10KV 母线选用每相 2条 )1 8 0 0(10801 2mmmmmm  矩形铝导体 防雷设计 110kV 变电所电气一次部分设计 16 避雷针的配置 一、避雷针的配置原则： 在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻Ω≤ 10eR。 当有困难时，可将该接地装置与主接地网连接，但避雷 针与主接地网的地下连接点沿接地线的长度不得小于 15m。 独立式避雷针与变配电装置在空气中的间距应符合各种规程规范的要求。 二、避雷针位置的确定： 首先应根据变电所设备平面布置图的情况而确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程规范的要求。 电压 110kV 及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于 1000n 米的地区，宜装设独立的避雷针。 独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过 10n。 35kV 及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。 在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于 15m 的要求。 避雷器的配置 避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设 备的绝缘免受大气过电压或某些操作过电压的危害。 大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于电力系统 的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。 避雷器有两种： （ 1）阀型避雷器 按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器。 （ 2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。 用于线路作为防雷保护。 阀型避雷器应按下列条件选择： 110kV 变电所电气一次部分设计 17 （ 1）额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 （ 2）灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）；在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运 行线电压。 在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的 80%。 110KV 母线接避雷器选 FZ110 型，其参数如下表所示： 表 21 型号 组合方式 额定电压(KV) 灭弧电压(KV) 工频放电电压 (KV) 不小于 不大于 FZ110 4 FZ30J 110 100 224 268 35KV 母线接避雷器选 FZ35 型，其参数如下表所示： 表 22 型号 组合方式 额定电压(KV) 灭弧电压(KV) 工频放电电压 (KV) 不小于 不大于 FZ35 2 FZ15 35 41 8。