110kv降压变电站电气一次部分_毕业设计(编辑修改稿)

110kv降压变电站电气一次部分_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

需要进行全面110KV 降压变电站电气一次部分 第 11 页 共 57 页 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值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳 定。 短路电流计算的一般规定 （ 1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； （ 2） 短路种类：一般以三相短路计算； （ 3） 接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式； （ 4） 短路电流计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。 短路电流的计算结果 在本设计中，选取 5 个短路点，分别为 35KV、 10KV 的母线，各个电压等级的主变压侧。 将所计算最大方式下短路电流值列成表 41 所示。 表 41 最大方式 下各个短路点的短路电流值 名 称 短路点 基准电压（ KV） 39。 I (KA) 三相 39。 I （ KA）两相 shi (KA) shI (KA) S(MVA) 1d 37 2d 3d 115 4d 37 5d 110KV 降压变电站电气一次部分 第 12 页 共 57 页 第 5 章 主要电气设备的选择 电气设备选择概述 选择的原则 （ 1） 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。 （ 2） 应按当地环境条件校核。 （ 3） 应力求技术先进和经济合理 （ 4） 与整个工程的建设标准应协调一致。 （ 5） 同类设备应尽量减少种类。 （ 6） 选用的新产品均应具有可靠的实验数据。 （ 7） 设备的选择和校验。 电气设备和载流导体选择的一般条件 （ 1） 按正常工作条件选择 110KV 降压变电站电气一次部分 第 13 页 共 57 页 ① 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压 UN≥UNs ② 额定电流：所 选电气设备的额定电流 IN，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流 I max。 计算回路的最大持续工作电流I max 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。 （ 2） 按短路状态校验。 ① 热稳定效验： 当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值， It2t Qk， tk=tin+ta，校验电气设备及电缆（ 3～ 6KV 厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 ② 动稳定校 验： ies＞ ish，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定； （ 3） 短路校验时短路电流的计算条件： 所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。 高压断路器及隔离开关的选择 断 路器及隔离开关的选择方法 （ 1） 选择形式 电压等级在 35kV 及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或 SF6 断路器 ； 35kV 的也可选用户外式多油断路器、真空断路器或 SF6 断路器 ；电压等级在 110～ 330kV 范围，可选用户外式少油断路器或 SF6 断路器。 （ 2） 选择电压 所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压。 （ 3） 选择额定电流 按 maxNII 选择断路器的额定电流。 （ 4） 校验额定开断能力 110KV 降压变电站电气一次部分 第 14 页 共 57 页 为使断路器安全可靠地切断短路电流，应满足下列条件： Nbr kII （ 51） 式中 NbrI —— 断路器的额定开端电流， kA； kI —— 刚分电流， kA。 （ 5） 校验动稳定 按 es shii 进行校验。 （ 6） 校验热稳定 按 2tkI t Q 进行校验。 隔离开关的选择与断路器选择相比，不用进行额定开断能力校验。 其他与断路器均相同，且与其成为配套装置。 断路器和隔离开关的选择结果 依据上述原则，断路器 ]5[ 选择结果如下表 51 所示： 表 51 断路器选择的结果 安装 地点 型号 额定电压（ KV） 额定电流（ A） 额定开断电流（ KA） 极限通过电流（ KA） 热稳定电流（ KA） 固有分闸时间（ S） 110KV主变压器侧 1106 LW 110 3150 125 50（ 3S） 35KV 出线侧 352SW 35 20xx 17 (4S) 35KV 主变压器侧 352SW 35 20xx 17 (4S) 10KV 出线侧 1010SN 10 12500 71 (1S) 10KV 主变压器侧 1010SN 10 12500 71 (1S) 110KV 降压变电站电气一次部分 第 15 页 共 57 页 隔离开关 ]5[ 的选择结果如下表 52 所示： 表 52 隔离开关的选择结果 安装地点 型号 额定电压（ KV） 额定电流（ A） 极限通过电流（ KA） 热稳定电流（ KA） 110KV 主变压器侧 630/1105 ⅠGW 110 630 80 (4S) 35KV 出线侧 Ⅱ355 GW DW 35 20xx 100 (4S) 35KV 主变压器侧 Ⅱ355 GW DW 35 20xx 100 (4S) 10KV 出线侧 TGN 1010  10 6000 200 105(5S) 10KV 主变压器侧 TGN 1010  10 6000 200 105(5S) 母线的选择 导体选择的一般要求 裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验； 工作电流； 电晕（对 110KV 级以上电压的母线）； 动 稳定性和机械强度； 热稳定性； 同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。 导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在 20M 以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。 一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必效验其机械强度。 母线选择的方法 （ 1） 选择母线的材料、截面形状： 载流导体一般采用铝 质材料，对于持续工作电流在 4000A 及以下时，一般采110KV 降压变电站电气一次部分 第 16 页 共 57 页 用矩形导体；在 110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导体。 软母线（钢芯铝绞线）适用于各个电压等级。 （ 2） 选择母线的截面积：对于汇流母线须按照其最大长期工作电流选择截面积。 （ 3） 校验母线的动稳定和热稳定：如果选用软母线，则此项校验可以省略。 （ 4） 电晕校验：对于 110kV 及以上的母线，还应校验能否发生电晕。 但是如果截面积大于最小电晕校验截面积，则不需电晕校验。 母线选择结果 按照上述过程，母线选择结果如下： 35KV：选用 63 10（ mm mm）双条矩形铝导体，平放，长期允许载流量AIal 1800 ,集肤效应系数 sK。 10KV：选用槽形铝导体，其中 h=225mm,b=105mm,e=,r=16mm,双槽导体截面 S=9760 2mm ,集肤效应系数 sK ，双槽导体长期允许载流量AIal 10150 ，平放，截面系数 cmWY  ，惯性矩 4490cmIY  ,惯性半径cmrY 。 绝缘子和穿墙套管的选择 绝缘子的选择方法 在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导 电体、绝缘子和金具来实现的。 所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。 绝缘子型式的选择：对于软导体，由悬式绝缘子悬挂于构架上，所以要选用悬式绝缘子。 对于硬母线，则需要支柱绝缘子支撑，所以采用支柱式绝缘子。 如果采用悬式绝缘子，则根据相应规定，选择正确的型号和该型号在不同电压等级时所需要的片数即可。 如果采用支柱式绝缘子，则按照下面的步骤选择： （ 1） 按安装地点选择支柱绝缘子 一般用于屋内配电装置的选用户内式的，用于屋外配电装置的选用屋外式的。 当户外污秽严重时，应选用防污式的。 （ 2） 按 电压条件选择支柱绝缘子 应满足下式 ： N NSUU （ 52） 110KV 降压变电站电气一次部分 第 17 页 共 57 页 式中 NSU —— 所在电网的额定电压， kV ； NU —— 支柱绝缘子的额定电压， kV。 （ 3） 按短路条件校验支柱绝缘子 由于三相母线是通过支柱绝缘子支持和固定的，因此，短路时作用在母线上的相间电动力 也会传到支柱绝缘子上，为保证它们在这种情况下不受损坏，应满足下列条件： PFF （ 53） 式中 PF —— 支柱绝缘子的抗弯破坏负荷， N，可从设计手册中查得； F —— 作用在支柱绝缘子上的相间电动力， N。 本设计中 35KV、 10KV 均采用硬母线，故这两个电压等级选用支柱绝缘 子。 穿墙套管的选择方法 （ 1） 根据装设地点可选择屋内型和屋外型，根据用途可选择带导体的穿墙套管和不带导体的母线型穿墙套管。 屋内配电装置一般选用铝导体穿墙套管。 （ 2） 额定电压的选择： 按穿墙套管的额定电压 NU 不得低于其所在电网额定电压 NSU 的条件来选择。 当有冰雪时，应选用高一级电压的产品。 （ 3） 额定电流的选择： 带导体的穿墙套管，其额定电流 NI 不得小于所在回路最 大持续工作电流 axIm。 母线型穿墙套管本身不带导体，没有额定电流选择问题，但应校核窗口允许穿过的母线尺寸。 （ 4） 热稳定效验： 满足热稳定的条件为 tIQ tk 2 （ 54） 式中 kQ — 短路电流热效应   SKA 2。 tI — 制造厂家给出的 t 秒内允许通过的热稳定电流（ KA） 母线型穿墙套管不需进行热稳定效验。 110KV 降压变电站电气一次部分 第 18 页 共 57 页 （ 5） 动稳定效验： 当三相导体水平布置时，穿墙套管端部所受电动力 maxF （单位为 N）为 221721m a x shia LLFFF   （ 55） 式中 1L — 套管端部至最近一个支柱绝缘子间的距离（ m）。 2L — 套管本身长度 caL （ m）。 动稳定效验的条件为 deFF  （ 56） 式中 deF — 抗弯破坏负荷（ N）， 为安全系数。 绝缘子和穿墙套管选择结果 按照以上方法，本设计中绝缘子 ]5[ 选择结果如下表 53 所示： 表 53 绝缘子的选择结果 安装地点 型式 型号 高度（ mm） 机械破坏负荷（ KN） 35KV 支柱式 ZS35/8 400 8 10KV 支柱式 ZL10/8 170 8 穿墙套管 ]5[ 选择结果如下表 54 所示： 表 54 穿墙套管的选择结果 型号 额定电压（ KV） 额定电流（ A） 套管长度（ mm） 机械破坏负荷（ KN）。