110kv变电所设计毕业设计(编辑修改稿)

110kv变电所设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的选择 根据上面的负荷计算和短路计算，从 110KV 段的母线到高压侧 1号出线选择GBC11013(改 )的高压开关柜。 已知 GBC11013(改 )的高压开关柜里面的断路器是 ZN23110,它的额定电流为 1600A，开断电流为 25A，动稳定开断电流为的 14 峰值为 63KA，热稳定电流为 25（ 4s） KA. 校验： 所选设备 的额定电压 应不低于安装地点电网电压 UN， 即  UN。 本设计中电网的电压 UN 为 110KV，所选的断路器的额定电压也是 110KV，所以能满足要求。 电路的额定电流 是按在额定周围环境温度  下，电器的长期允许电流。 应不小于该回路在各种合理的运行方式下的最大持续工作电流 Imax,即  Imax。 我国 目前生产的电器设备的额定环境温度  =40 度，如果电器安装地点的环境温度  不同于额定环境温度时，其长期允许电流 Ial 应按正常发热条件给予修正，即当电器的环境温度  高于 40 度但不高于 60 度时，环境温度每增加 1度，应减少允许电流百分之一点八；当使用环境低于 40 度时，每降低一度时，允许电流增加百分之零点五。 已知本设计中的年环境温度为 42度，所以修正后该断路器在 42 度时实际能允许通过的 电流量为： Ial=【 %（ 4240） 】 =1542A 由前面的负荷计算可知通过该回路的最大电流为 207A，即 Ial Imax=207A。 按动稳定校验： 动稳定性是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力，满足稳定的条件为： iet  ish 本设计中 Iet 为 63KA，而 Ish 为 ， 63KA 大于 ，所以满足要求。 式中 Iet 为设备允许通过电流的有效值（ KA） , Ish 为设备安 装地点短路冲击电流的有效值（ KA）。 按热稳定校验： 短路电流通过时，电器各部件温度不应超过短时发热最高允许值，即It2t I 2ttima 由于 It 为 25KA， I 为 ,t 为 4s,设 ttima 为 . 则 2524. 满足要求。 根据前面的负荷计算与短路计算可知，从高压侧母线到变压器这一段选高压 15 开关柜 路器与 GBC11013(改 )的断路器一样，所以该断路器不用校验，就知道满足要求了。 10KV 的低压开关柜的选择 由前面的计算可知，低压母线的 8 回架空线每回通过的最大工作电流为110A，则总的电流为 880A。 当一台变压器检修时，通过该段的工作电流最大，为总的电流的 70%，考虑到同时率的问题（其同时率为 ），则该段断路器通过的最大工作电流为： 880 =555A。 所以选择 XGN21024T（改）的开关柜，开关柜里面有一个 ZN2810型号的断路器。 它的额定电流为 20xxA，开断电流为 ，动稳定性开断电流为的峰值为 80KA，热稳定电流为 （ 4s） KA. 校验： 所选设备的额定电压 应不低于安装地点电网电压 UN， 即  UN。 本设计中电网的电压 UN为 10KV，所选的断路器的额定电压也是 10KV，所以能满足要求。 所选设备的额定电流为 20xxA，而通过该断路器的最大工作电流为 555A，所以能满足要求。 按动稳定校验，要满足的稳定条件是： iet ish 已知 iet为 80KA， ish为 ，所以满足要求。 按热稳定校验，要满足的稳定条件是： It2t I 2ttima 即 41 所以能满足要求。 10KV 侧出线低压开关柜的选择： 由于本开关柜的选择跟上面的低压开关柜的选择的原理是一样的，所以这里就不详细介绍，选择 XGN21011T 型号的开关柜。 经校验，它能满足要求。 高压侧母线的选择 由前面的负荷计算和短路计算可知流 过该母线的最大负荷电流为 207A，故可以选择 LMY405 母线。 按持续性工作电流选择，要求： Ixu Ig 式中： Ixu为相应于某一周围的环境温度与母线放置方式（如矩形母线的竖放或者平放）下，长期的容许的电流值。 查表可知 LMY405 母线在 40 度时平放的载流量为 418A，大于该母线最大负荷电流 207A，所以能满足要求。 16 按短路热稳定校验， S= tI 2)3( /C= 25670 /97=59mm2 式中 C 为与导线材料及发热温度有关的系数，查表可知铝母线材料的 C 为 97。 因为 405mm2 大于 59mm2，所以能满足要求。 低压侧母线的选择 由前面的负荷计算可知流过低压母线的最大负荷电流为： 1108=792A 按经济密度选择： S=Ig/Jn=792/=689mm2 所以查表可以选择 LMY1008 的母线。 按持续性工作电流选择： 查表可知 Ixu 在 40 度时平放的载流量为 1210A，大于它的最大负荷电流792A，所以能满足要求。 按短路热电流稳定性 校验： S= tI 2)3( /C= 28460 /97=87mm2 因为 1008mm2 大于 87mm2，所以能满足要求。 按动稳定 校验： 三相短路电动力 )3(CF = 3 2)3(shi al 710 = 762   = 弯曲力矩按大于 2 档计算，即： M= )3(CF /10= 10  = W=b2h/6= 6  = 510 C =WM = 510 = 610 = ap al =70M ap C 所以能满足要求。 17 第四章： 防雷与接地的设计 防雷的必要性 雷电是十分常见的自然现象，地球上任何时侯都有雷电在活动。 由于造成雷电发生的雷云具有很高的电场强度，可击穿空气，出现很大的放电电流；雷电 放电电流可能会对地面的建筑、设备等造成直接的电击，雷电流可能电击地面上的人、动物导致死亡；雷电流会沿着建筑的金属管道进入建筑内部，沿着配电电线进入变电所与建筑的末端用户设备，造成变电所设备以及用户设备损坏；雷电流还会引起雷电过电压、引起电气线路和配电设备的绝缘损坏，使电网无法正常运行，造成大面积停电，造成巨大的经济损失。 本变电所的防雷设计 本变电站采用一只 40m 高的避雷针对本站进行保护，并且知道本变电站被保护物的高度为 )(mxh 为 11m。 避雷针的防雷计算公式为 ： 当 xh  h/2 时， xr =（ h xh ） p 当 xh  h/2 时 , xr =( xh )p 式中 h为避雷针的高度； p 为高度修正系数，当 h 30m 时， p=1。 当 30mh 120m时， p=。 由上面提供的数据可计算： (1 . 5 4 0 2 1 1 ) 5 . 5 / 3 5 3 4xr       防止雷电反击 独立避雷针受雷击时，在接闪器，引下线和接地体上都将产生很高的电位。 如果避雷针与附近设施的距离太近，它们之间便会产生放电现象，这种情况称为“反击”。 “反击”可能引起电气设备的绝缘破坏，为了防止“反击”，必须使避雷针和附近金属导体间有一定的距离，从而使绝缘介 质的闪络电压大于反击电压。 我国标准推进用下面两个公式校验独立避雷针的空气间隙 kS 和地中距离dS . 18 kS hRsh  dS  式中 shR 为独立避雷器的冲击接地电阻（  ） h为相邻配电装置构架的高度（ m） 在一般情况下： kS 不应小于 5m, dS 不应小于 3m。 本变电所的接地计算 10110KV 为中性点不接地系统，接地电阻阻值 R 要求小于 10 ,低压设备要求不大于 4 ，选择两者中较小的值。 由本设计提供的原始数据可知，接地的土质为粘土，查表可知  为 cm 410 . 由于土壤电阻率在一年中是变化不定的，设计中采用的计算值： 0 = 44  式中： 0 为实测土壤电阻率；  为季节系数，这里取 由于该地区  值不高，故人工接地装置采用以 棒形垂直接地体为主（采用 50 铜管，每根长 米）。 其间以 20  4 扁钢连接成环形，管子上端埋深 米。 为了简化计算不单独算连接扁钢的散流电阻，采用公式直接求出钢管根数： CCRn Ry , 式中 CR =  , 查 表 可 知  ，  44CR . 假 定管距  ， l ， n=15 根。 查表可知， C ，代入公式得 94  根。 这里决定采用 15 根，再次验算接地电阻：  因为 4rR ，所以能满足要求。 19 第五章： 继电保护整定计算 继电保护装置的基本要求 可靠性：指保护装置在该动作时工作，不该动作时 不动作。 前者为稳定性，后者为安全性。 为此，继电保护要简单可靠，运行维护方便。 选择性：指继电保护装置动作时，只将故障元件从系统中切除。 当故障设备或线路本身保护拒动时，则应有相邻近设备或线路的保护切除故障。 为此，相邻设备或线路有配合要求的保护前后两级之间的灵敏度和动作时间应相互配合。 速动性：指保护装置应能尽快的切除短路故障，提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏。 灵敏型：灵敏性是指保护装置对在其保护范围内发生的故障和不正常运行状态的反应能力。 要求保护装置对保护范围内发生的故障， 无论是系统运行方式是最大还是最小，也无论故障点位置、故障类型如何以及故障点过渡电阻的大小，都能灵敏地反应，即具有足够的灵敏度。 灵敏度常用灵敏系数来校验。 继电保护的基本原理 继电保护的种类很多，但是就一般情况来说，它是由测量部分、逻辑部分、执行部分组成的，其原理图如下： 图 4 继电保护装置的原理框图 测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值相比较，决定保护是否动作。 根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后 确定保护应有的动作行为。 由执行部分立即或延时发出报警信号或跳闸信号。 测量部分 逻辑部分 执行部分 输入信号 输出信号 20 变电站主要的一些保护方式 过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报警信号的装置称为过电流保护装置，它有定时限和反时限两种。 反时限：接线简单、经济，广泛应用于 10KV 以下的中小型工厂供电系统，可同时实现电流速断保护，动作时间较麻烦，误差较大。 定时限：接线复杂，动作时间简单，应用于 110KV 以上的供电系统。 过电流保护装置的整定计算： 过电流保护装置动作电流计算一般包括动作电流 的计算，动作时限的整定和灵敏度的校检。 (1)过电流保护装置动作电流计算 过电流保护的最小起动电流必须按二个条件整定：一是必须躲过正常工作电流的最大负荷电流 maxI ，二是躲过外部故障切断后各电动机的自起动电流。 过电流保护装置的一次侧起动电流可按下式计算 m axIKKKI zqfkdz  式中 kK —— 可靠系数， DL 型继电器取 ； GL 型继电器取 ； fK —— 返回系数， DL 型取 ， GL 型取 ； zqK —— 电动机自起动系数。 由实验或实际运行数据来确定，当可查时，可考虑将m axIKKKI zqfkdz 取 3 ~ 4。 电流继电器的动作电流为：m a xIKKKKiKIKKIzqfkjxdzijxd zj  式中 jxK —— 接线系数； iK —— 电流互感器。 （ 2）过电流保护的灵敏系数 规程要求中性点 不接地系统在最小运行方式时，保护区末端发生两相短路时，可考虑系数不应小于 ～ ，即 : 21   ~ in2 dzdlm IIK 电流速断保护 过电流保护装置为了保证有选择性 ,其整定时限必须逐级增加△ t 秒，越靠近电源，短路电。