110KV变电所毕业设计 82页

'110KV变电所毕业设计一、区域电网的设计内容1、根据负荷资料，待设计变电所的地理位置。据已有电厂的供电情况。作出功率平衡。2、通过技术经济综合比较，确定电网供电电压、电网接线方式及导线截面。3、进行电网功率分布及电压计算，评定调压要求，选定调压方案。4、评定电网接线方案。二、在区域电网设计的基础上，设计110kV；kVA降压变电所的电气部分。具体要求如下：1、对B变电所在系统中的地位作用及所供用户的分析。2、选择变电所主变压器的台数、容量、型式。3、分析确定高低压主接线方式及配电装置型式。4、分析确定所用电接线方式。5、进行继电保护及互感器的配置。6、进行选择设备所必须的短路电流计算。7、选择变电所高低压侧回路的断路器、隔离开关。8、选择10kV硬母线。9、进行防雷及保护接地的规划。三、设计文件及图纸要求：1、设计说明书一份；2、计算书；3、图纸（2号）。（1）区域电网接线图；（2）变电所一次接线图；原始资料一、区域电网设计的有关原始资料1、发电厂、变电所及新选定变电所地理位置（见附图一）：D图；-82- 1、原有发电厂、变电所主接线图及设备规范（见附图二）；2、新变电所有关资料；变电所编号最大负荷MW功率因数COSφ二次侧电压kV调压要求负荷曲线性质重要负荷%A200.9210顺A60B230.910逆B51C270.910逆B60D200.9210常A703、典型日负荷曲线%100908070605040302010024681012141618202224典型日负荷曲线（A）%1009080706050403020100-82- 24681012141618202224典型日负荷曲线（B）1、其他说明：（1）功率初步平衡厂用电率7%，线损率6%；（2）各回路最大负荷同时系数取1.0；（3）本电力网多余功率送回系统。功率缺额时由系统供给；（1）除另有说明外，高压侧均按屋外布置考虑配电装置；（2）待设计各变电所低电出线回路数，当电压为6kV时，每回路按1000kW、电压10kV时，按1500—2000kW考虑；（3）已有发电厂、变电所均留有间隔，以备发展；（4）区域气温最高为40摄氏度，年平均为25摄氏度。一、变电所的有关原始资料1、待设计变电所B与系统连接方式。2、变电所用户及环境资料。（1）变电所用户资料与前同；（2）10KV出线过电流保护时限不超过1”；（3）环境资料，年最高气温40摄氏度，最热月平均最高气温30摄氏度。（4）10kV出线及供电方式如下图：-82- 双回路供电单回路供电单回路供电兼环形备用设计学生指导老师发题日期2004年月日附图一D发电厂变电所地理位置图-82- C容量：160万kWXC=0.52*LGJ-150/6029A24241821BD292918C前言-82- 该设计是本人在完成“发电厂及电力系统”专业课程学习后的一次综合性训练，涉及对我们所学的各门课程的诸多内容，要求我们熟练的掌握这些内容。复习巩固各门课程的相关内容，增强工程观念，培养电力网规划设计的能力。通过设计过程，使所学知识融会贯通，为今后在工作中灵活运用打下良好的基础。本设计包括区域电力网设计和降压变电所设计的部分。通过说明书介绍设计的整体思路，原则依据，计算方法等，并对方案作结论性说明，计算书则对设计方案的确定提供了充足的理论计算数据。本设计主要参考《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》，《发电厂电气部分》，《电力系统分析》，《电力系统继电保护》等教材及其他相关资料。设计过程中得到了各位老师的悉心指导和帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间仓促，本人理论水平有限，设计经验不足，错误和不妥之处在所难免，恳请老师批评指正。学生：二OO四年六月目录-82- 第一篇区域电网设计说明书第一章电网有功功率初步平衡第二章网络电压等级及电网接线方案的确定第三章待建变电所主变选择第四章对初选接线方案进行技术、经济比较第五章网络的潮流分布和电压计算第六章变压器分接头选择第二篇降压变电所设计说明书第一章B变电所在系统中的地位作用及所供用户分析第二章主变压器的确定第三章主接线的确定及配电装置选型第四章确定所用电接线型式第五章短路电流计算第六章电气设备选择第七章继电保护及互感器配置第八章防雷及保护接地规划第三篇区域电力网设计计算书第一章电网有功功率初步平衡-82- 第二章对初选接线方案进行技术比较第三章待建变电所主变选型第四章对技术合格的方案进行经济比较第五章网络的潮流分布和电压计算第六章变压器分接头选择第一篇降压变电所设计计算书第一章B变电所短路电流计算第二章电气设备的选择和校验第一篇区域电网设计说明书第一章电网有功功率初步平衡-82- 一、电网有功功率初步平衡1．目的：在电网平衡通常以有功功率来表示并有10%-15%的备用，通过有功功率初步平衡计算，确定发电厂的运行方式，并了解与系统联络线上的潮流分布情况。2．计算方法：有功功率的初步平衡分为最大负荷和最小负荷两种情况。供电负荷：Pgmax=Pymax/（1-K2）发电负荷：Pfmax=Pgmax/（1-K3）其中：K2网损率（6%）K3厂用电率（7%）3.结论最大运行方式下，F1、F2、F3三台发电机满发，功率缺额为46.42MW，由联络线从系统获得。最小运行方式下，发电机F3最小技术出力，仍由联络线从系统吸收1.48MW有功功率。有功功率平衡列表如下：单位：MW运行方式已有负荷新建负荷总负荷发电厂运行情况联络线功率最大负荷3890146.42三台发电机满发-46.42最小负荷22.65385.22F3最小技术出力-1.48第二章新建电网电压等级的确定一、新建电网电压等级的确定：（一）原则1.电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级；2.同一地区或同一电力系统内电网的电压等级应尽量简化3.电力网的电压等级选择应根据网络现状及今后负荷发展所需的输送容量、输送距离而确定，同时要求根据网络现状并兼顾发展。-82- （一）结论综合以上因素，考虑新电网的发展，并与已建电网电压等级保持一致，根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》知：110kV电压等级宜用于在输送容量为10--50MW，送电距离为50—150km的网络，据现有的条件，确定电压等级为110kV较为合理。新建电网电压等级为110kV。第三章电网接线方案的确定（一）拟定电网的接线方案：1.原则根据《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》及有关资料知：（1）接线形式可采用为双回路、幅射式、环式或链式；（2）为了保证各变电所的母线电压在合格范围内，即减少线路上的压降，环网中所连变电所不宜多于三个；（3）同理，在链式接线形式中变电所也不宜多于三个；（4）尽量简化接线，减少出线电压等级和回路数；（5）有利于系统安全稳定运行，有利于系统调度及事故处理；（6）对将来的发展，应有一定的适应能力；（7）必须保证用户供电的可靠性，电网发生故障时，继电保护动作将故障切除后，应能保证重要负荷的供电；（8）考虑新建变电所变压器台数、容量及采用配电装置等情况。2.变电所高压侧主接线的确定方法（1）应尽量采用断路器较少的接线方式，为桥式接线；（2）在有两台变压器的变电所中，110kV线路为双回时，若无特殊要求，均采用桥式接线；（3）110kV配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线。（二）从原始资料可知，各变电所均有50%以上重要负荷，从供电可靠性的要求出发，应采用有备用电源的接线方式，且各变电所均采用两台主变。根据设计任务书中待建变电所地理位置图，拟订14种可行性方案，见表。-82- 序号方案断路器数线路长度理由120148断路器增加较少，供电可靠性较高，保留216138环网供电可靠性较差，当环网断开一回线时，末端变电所压损较大，舍去320158同方案1相比较，线路有交叉，且线路较长，舍去418130供电可靠性较差，舍去520182线路长，供电可靠性较差，舍去620172同方案5，线路长，供电可靠性较差，舍去718150同方案4，线路长，供电可靠性较差，舍去820166线路长，供电可靠性较差，舍去924164供电可靠性高，保留-82- 1024174同方案9相比较，线路长，舍去1122180供电可靠性高，保留1222202同方案11相比较，线路长，舍去1322202同方案11相比较，线路长，线路有交叉，舍去1414116供电可靠性差，舍去方案的初步选择1.采用的是筛选法，根据下列各项指标进行定性分析比较，保留二个较好的方案：方案1、方案9、方案11，以便进一步进行技术比较。（1）供电的可靠性，检修、运行、操作的灵活性和方便性（2）线路的长度；（3）保护配置的复杂程度；（4）将来发展的可能性；（5）发电厂、线路上及变电所高压侧新增断路器的台数.第四章对初选接线方案进行技术比较-82- 对初选接线方案进行技术比较的步骤为：首先根据原始数据和初选各方案的接线方式，选择并校验各条线路的型号；再进行技术比较，计算出各方案在正常情况下的最大电压损耗应不大于10%，最严重故障时的最大电压损耗应不大于15%，大者舍去；最后进行经济比较，从总工程投资费用、年运行费用、最大电能损耗计算出总运行费用，大者舍去。通过一系列的经济技术定量分析进行比较，选出最佳方案。（一）确定各变电所负荷确定给出的负荷资料已知Pmax及功率因数COSφ，求出最大、最小负荷时，各变电所的Smax、Smin，各变电所的负荷情况见表。同时，忽略功率损耗，认为功率均布，计算出各个方案的各线路上的功率情况。变电所最大负荷MVACOSφ最小负荷MVA重要负荷MVAA20+j8.520.9214+j5.9612+j5.11B23+j11.140.911.5+j5.5711.73+j5.68C27+j13.080.913.5+j6.5416.2+j7.85D20+j8.520.9214+j5.9614+j5.961.求取各变电所最大负荷利用小时数.用加权平均法求出各变电所最大负荷利用小时数。（一）导线型号选择根据Tmax在《电气工程专业毕业设计指南》第50页的“经济电流密度曲线”查得经济电流密度J，计算出各导线的计算面积，查《电气工程专业毕业设计指南》附表4的导线表初步选出线路型号。计算面积在表中未列出的应选择偏大的型号。计算截面积：1.环网的导线截面积选择方法（1）设该网为均一网，计算出最大负荷时的初步功率分布及各线路的最大负荷电流。-82- （1）计算环网的（加权平均值）（2）据Tmax查得经济电流密度J，求出各段导线的经济截面积Sj，计算出的导线截面积小于70mm2，考虑电晕校验，应选用LGJ-70型导线；（3）若环网所选导线型号不同，则根据所选导线的型号和长度，求出各段导线的参数。用复功率法再次计算各段导线的复功率S分布，再次选择导线截面，以上步骤循环反复计算，直至前后两次选择结果一致为止。变电所最大有功MVA功率因素负荷曲线～SmaxMVA～SminMVATmaxhA200.92A20+j8.5214+j5.967300B230.9B23+j11.1411.5+j5.575256C270.9B27+j13.0813.5+j6.545256D200.92A20+j8.5214+j5.9673001.对所选导线进行校验（1）机械强度校验S≥35mm2满足要求（2）电晕强度校验S≥70mm2满足要求由于所选导线截面积均不小于70mm2，所以均满足机械强度、电晕校验条件（3）发热校验当环网发生故障而解环运行时，流过各段导线的最大工作电流Imax≤KIal，则发热校验满足要求.因为Ial为环境温度为25℃时，根据《电气工程专业毕业设计指南》附表8查得的允许温度为+70%时的导线长期允许载流量，本设计中给出最热月平均温度为30℃，故需根据温度修正系数来进行修正由原始资料知：θ=30℃，θ0=25℃（4）电压损耗校验-82- 根据计算出在正常运行和故障情况下各段导线的电压损耗是否在允许范围内，应考虑最严重情况即故障时到最远端变电所的电压损耗（正常运行ΔU<10%，故障时ΔU<15%）。经过对方案1、9、11的技术比较，均满足技术要求第五章待建变电所主变台数、容量、型号的选择根据《电气工程专业毕业设计指南》第47页知：1、变电所主变一般选用两台三相变压器；2、变压器的型式：根据变电所资料，每台变压器均只有两个电压等级，选择双绕组变压器;3、变压器的容量确定：为了保证供电的可靠性，解决重要负荷的连续供电问题，新建变电所均装设同一型号的变压器，一台停送，另一台应能保证最大负荷的70%或所有的重要负荷（包括一级负荷、二级负荷）正常供电，以保证一台变压器检修或故障时，另一台变压器能带重要负荷运行；4、在潮流变化较大和电压偏移较大的变电所采用有载调压变压器；5、考虑将来的发展，通常先用靠大的变压器；6、所选变压器应满足过负荷校验。对所选额定容量为Se的变压器进行过负荷能力校验校验方法：过负荷系数K´=Se/S，由K´在变电所典型负荷曲线上查得过负荷时间T欠负荷系数由K1及过负荷时间T查“正常过负荷曲线”得负荷倍数K2，对自然油循环变压器过负荷不应超过50%，故最大K2=1.5。根据K2·Se>0.7Smax（或S重要）来校验过负荷能力是否满足要求。各变电所变压器型号选择如下表：变电所S重要或0.7Smax（MVA）型号-82- A15.22SFL7-16000/110B17.89SFL7-16000/110C21SFL7-20000/110D15.22SFL7-16000/110第六章对技术合格的方案进行经济比较1.工程总投资包括线路总投资Z线路，变电总投资Z变电，Z总=Z线路+Z变电工程总投资应折算到建设期末（n年）Z∑=Z总（1+i）N本设计方案是当年投资当年投产故Z∑=Z总，其中i—年利率10%Z线路为每条线路长度与线路的单价的乘积Z变电为变电所投资与发电厂新增间隔投资之和变电所投资为变电所高压侧接线型式单价与数量的乘积发电厂投资为新增间隔单价与新增数量乘积。其中：发电厂新增间隔58.1万元/个线路单价根据所选导线型号查表获得。2.年运行费用U包括电能损耗费用u1，设备折旧、维修、管理费用u2，u=u1+u2（1）电能损耗费用u1=ΔA·单价ΔA—全年电能损耗由原始资料知，单价=0.4元/Kw·hΔPmax——最大负荷时的功率损耗τmax——年最大负荷损耗小时数τmax由最大负荷利用小时数Tmax和功率因数cosΦ查《电力系统故障分析》第页表，用插入法计算求得。（2）设备折旧、维修、管理费用u2-82- 线路折旧、维修、管理费用=线路总投资Z线路*7%变电总投资Z变电*（12-14）%其中：变电所主变容量在15MVA以下的折旧率为14%，容量在15-40MVA的折旧率为13%，容量在40-90MVA的折旧率为12%u2=线路投资*7%+变电总投资*（12-14）%1.年费用用年费用最小法对各方案进行动态对比，以年费用最小方案为最佳方案。计算公式：Z∑—当年投资当年投产，故不需折算n—服务期20年r0—年利率10%u—年运行费经过计算后，得出各方案的技术、经济性能列表如下：方案技术比较经济比较年费用(万元)名次正常情况ΔUmax%故障情况ΔUmax%总投资Z(万元)电能损耗ΔA(MWh)12.675.347317.995738.181874.85192.673.727781.966607.952267.533112.674.077825.605966.231985.222通过比较，方案1年费用最低，最后选取方案1为最优方案。第七章网络的潮流分布和电压计算对最佳方案（1）进行计算（一）计算主变压器及线路参数1.变压器参数-82- 根据变压器型号，查表得变压器参数P0、PK、I0%、UK%，分别计算出RT、XT、ΔPZT、ΔQZT。ABD变电所：选用2台SFL7-16000/110型变压器，计算得：ZT=3.66+j79.41ΩΔSZT=0.04+j0.20MVAC变电所：选用2台SFL7-20000/110型变压器，计算得：ZT=2.83+j63.53ΩΔSZT=0.048+j0.248MVA从考虑变压器经济运行，降低变压器功率损耗出发，应采用一台变压器运行。本设计中最小负荷是按照典型日负荷曲线得来，考虑新变压器实际运行方式不会随负荷变化而频繁改变，同时为了提高供电可靠性，保证重要负荷供电，在最小负荷时也采用两台变压器并列运行。1.线路参数根据导线型号，查得r0、x0及每百公里线路充电功率Qc*L，求出线路阻抗Zl及线路一端充电功率Qc/2（一）用运算负荷简化电力网降压变电所的运算负荷包括最大负荷和最小负荷两种情况。运算负荷等于变电所低压侧母线负荷加上变压器阻抗与导纳中的功率损耗，再加上连接于变电所高压母线上线路的充电功率。即U=UN在全网为额定电压下计算（二）网络潮流分布及电压计算1.用复功率法求得各段线路的初步功率分布，求得最大负荷和最小负荷时各段线路的最终潮流分布，并计算出最大负荷时。2.变电所高压母线电压计算及电压损耗计算从电力系统电压参考点（发电厂高压母线）开始，计算电网在最大负荷、最小负荷时，各变电所母线电压。本设计中发电厂高压母线采用逆调压方式UFmax=116kV，UFmin=110kV-82- 线路潮流分布表线路导线型号线路阻抗Zl（Ω）充电功率Qc/2（Mvar）正常运行时的功率分布情况最大负荷时最小负荷时FALGJ-1206.467+j12.2090.51820.37+j8.99214.198+j5.388FBLGJ-1505.04+j9.9840.43423.433+j13.0711.635+j5.577ABLGJ-709.45+j9.2610.366B点开环B点开环FDLGJ-1503.99+j7.9040.34448.032+j21.1227.881+j11.956CDLGJ-708.10+j7.9380.31427.455+j14.92913.654+j6.735第八章变压器分接头选择本设计中A变电所为顺调压，B、C变电所为逆调压，D变电所为常调压。顺调压：要求变电所低压母线在最大负荷时电压不低于10.25kV，最小负荷时不高于10.75kV。逆调压：要求变电所低压母线电压在最大负荷时为10.5kV，最小负荷时为10KV，允许有±1.25%的电压偏移。常调压：计算方法：选一个最接近的标准分接头校验：按实际的分接头分别计算出最大负荷、最小负荷时，变压器低压母线的电压，校验是否满足调压要求。以上为普通无励磁调压变压器的分接头选择方法，本设计中由分接头计算校验，A变电所选择为无励磁调压变压器，B、C、D变电所均选有载调压变压器，通过选择适当的分接头均能满足各自调压要求。-82- 第九章区域网接线方案评价在初选所保留的两个接线方案中，经过一系列的技术、经济比较，最终采用由环网FABF和双回线链网FCD组成的接线方案（1），以下从四方面对该方案进行定性分析评价：（一）可靠性该方案采用环网和一个双回线链网接线。当链网中任一回路断线时，仍能通过保证连续供电，重要负荷能够保障，故具有良好的供电可靠性。（二）灵活性、扩建可行性检修时，可以方便地停运线路、开关等配电装置，不影响电网运行和对用户的供电；（三）电能质量由电压调整计算可知，该电网的电压损耗在正常和事故情况下，均能满足要求，且本设计方案中选用的有载调压变压器通过选择适当的分接头能够满足各变电所的调压要求（四）经济性经过一系列的经济比较可知，该方案工程投资较合理，电能损耗、年运行费及年费用较低，因此经济性和安全性之综合为最佳。第二篇降压变电所设计说明书第一章B变电所在系统中的地位作用及所供用户分析B变电所为110kV降压变电所，由精确潮流计算结果可知，B所为无功分点，故B变电所为110kV降压终端变电所，B变电所最大负荷为23MW，其中重要负荷占51%。电力负荷分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷，其中Ⅰ类负荷绝不允许停电，Ⅱ类负荷一般不允许停电，故Ⅰ、Ⅱ类必须有两个以上独立电源供电或采用双回路；Ⅲ类负荷为一般负荷，无特殊要求时，可用单回线供电。本设计中B变电所51%的重要负荷，采用双回路取得电源供电。-82- 第二章主变压器的确定1.主变台数：为了保证供电可靠性，避免一台主变故障或检修时影响对重要用户的供电，故选用2台主变。2.主变容量：根据S>0.7Smax=17.89MVA，S>S重要=13.03MVA的条件，选用Se=16MVA主变，且校验其过负荷能力满足要求。3.主变型式：采用无励磁调压变压器SFL7-16000/110型，选择分接头后，经校验其在最大负荷和最小负荷时均能满足顺调压要求。第三章主接线的确定及配电装置选型1.高低压侧主接线方式确定根据《35-110KV变电所设计规范》GB50059-92规定：35-110kV线路在两回及以下，宜采用桥式接线，线路变压器组或线路分支接线超过两回的宜采用扩大桥形单母线或单母线分段的接线。桥形接线又分为内桥和外桥接线。内桥接线线路操作方便，而变压器操作复杂，使用与线路长故障率高，变压器不经常操作的变电所。外桥接线则主变操作方便，线路操作复杂，适用于线路短，故障率低，变压器运行方式需要经常改变，有穿越功率流过的变电所。本设计中B变电所110kV有两回进线，且两台变压器并列运行，不经常操作以提高供电可靠性，采用内桥接线。根据《35-110KV变电所设计规范》规定：当变电所有两台主变时，6-10kV侧宜采用分段单母线，，线路为12回及以上时，可采用双母线，当不允许停电检修时，可设置旁路设施。B变电所最大负荷为23MW，按每回线2000kW负荷计算，10kV出线达11回。为了保证重要负荷供电可采用双回路供电，故本设计中10kV侧采用单母线分段接线方式。2.配电装置选型-82- 配电装置分为屋内配电装置和屋外配电装置两种。屋内配电装置占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受气候条件影响较小，但需建造房屋，投资大。屋外配电装置土建工作量小投资少，建设工期短，易于扩建，但占地面积大，运行维护和操作条件较差，电气设备易受污染和气候条件影响，一般110kV及以上配电装置采用屋外式，35kV及以下采用屋内配电装置。屋外配电装置采用中型。屋内配电装置分为单层、二层、三层。无出线电抗器的配电装置多为单层式，通常采用成套开关柜。根据以上选型原则，本设计变电所B采用：110kV侧中型屋外配电装置，10kV侧单层户内成套开关柜配电装置。第四章确定所用电接线型式1.所用变台数：根据《35-110kV变电所设计规范》规定：在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同，可互为备用的所用变压器，故B所选用两台10kV所用变压器。2.容量和型式：本设计中采用两台50kVA所用变，选用SL-50/10.5型变压器，所用变高压侧分别引接在10kVⅠ、Ⅱ段母线上。为了提高供电可靠性，在所用变低压侧应装设主、备供电源自投装置，以保证在一段母线故障时，不至于失去所用电源。第五章短路电流计算（一）短路电流计算的目的为了选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求，评定并确定网络方案，研究限制短路电流的措施，为继电保护设计和调试提供依据，分析计算送电线路对通讯设施的影响。（二）短路电流的计算条件1.短路点的确定：系统在最大运行方式下，该点发生三相短路时通过设备和载流导体的短路电流最大；2.采用近似计算：系统中各元件的电阻、线路对地电容、变压器励磁损耗忽略不计，不考虑负荷电流的影响，发电机采用Xd″作为等值阻抗。3.采用个别变化法-82- （1）根据计算电路作等值电路图，将发电机与系统分别用一台等效发电机替代，利用短路电流运算曲线分别求出每台等效发电机提供的短路电流，短路点的总短路电流则为各等效发电机所供短路电流之和。（2）有限容量电源系统的短路电流计算a、求短路点对等效发电机之间的转移电抗X∑*b、将X∑*换算为以等效发电机额定参数为基准的计算电抗Xjs*c、根据计算电抗Xjs*查相应的运算曲线求出I*"、I*tk/2"、I*tk"乘以基准电流可得有名值I*、I*tk/2、I*tk。（3）当Xjs*≥3时，可视为无穷大电源系统，计算方法为：a、求出转移电抗X∑*b、计算出以等效发电机额定参数电抗Xjs*c、I*"=Itk/2*"=Itk*"=I∞*"=1/Xjs*，并计算出有名值。（三）短路电流的计算方法、步骤1.各元件参数设Uj=Uav，Sj=100MVA发电机：线路：变压器：XT*=UK%*SB/(Se*100)系统：XC*=XC*SB/SC2.选择短路点，d1、d2、d3、d4，分别计算出短路电流。（1）先计算出短路点至发电厂高压母线的XΣ*（2）求出转移电抗，采用Y/∆变换，XF*’=XF*+XΣ*+（XF**XΣ*）/XC*XC*’=Xc*+XΣ*+（Xc**XΣ*）/XF*（3）将XF*’、XC*’归算成计算电抗，XFjs=XF*’*XFΣ/SBXCjs=XF*’*Sc/SB（4）当XFjs≥3时，IF*"=Itk/2*=Itk*=1/Xjs*，XCjs≥3时，IC*"=Itk/2*=IStk*=1/Xjs*；XFjs（XCjs）≤3时，查《电气工程专业毕业设计指南》P56相应的短路电流运算曲线查得：IF*"、Itk/2*、Itk*（或Ic*"、IStk/2*、IStk*）。用上述标么值分别乘以各自的蕨电流得出有名值，而短路点总短路电流等于发电厂和系统提供短路电流之和。-82- I"=IF"+IS"，Itk/2*=IF/2*+IStk/2*，Itk=IFtk+IStk（1）求出冲击电流ish=√2*KmI"，因为各短路点远离发电厂，K=1.8（2）求短路电流周期公量热效应Qp=tk/12*(I"2+10I"tk/22+I"tk2)tk>1S，Qk=Qp1.短路电流计算的说明(1)短路电流持续时间的确定在确定各短路点短路电流持续时间时，应按照各断路器后备保护动作时限的配合来确定，由设计任务书已知，10KV过电流保护动作时限为1.05，各保护之间的时间配合级差∆t=0.5S，短路电流持续时间tk=tpr+tbh其中：tpr--后备保护动作时间tbh--断路器全分断时间，通常取0.S(2)计算电抗XFjs（XCjs）>0.6时，I（3）>I（2），只需要计算三相短路电流。(3)计算电抗XFjs（XCjs）<0.6时，可能I（2）>I（3），应同时计算三相短路和两相短路电流，取电流大的适中电流来选择电气设备。第六章电气设备选择电气设备在正常运行和故障时都必须能可靠工作、安全运行，因此，电气设备的选择原则是：按照正常工作条件选择，按短路情况进行校验。（一）断路器的选择和校验根据目前发展趋势，在现场运行过程中，油断路器已逐步被淘汰，更换为SF6断路器、真空断路器，在新设计的变电所中一步到位的使用SF6断路器和真空断路器。SF6断路器特别是西门子公司生产的断路器，具有工作可靠性高，故障率低，检修维护量小，20年才大修一次。真空断路器体积小、动作快，承受故障电流能力强等优点；根据前述配电装置型式选择结果，本设计中110KV采用户外式SF6断路器，10KV选用户内式真空断路器。1.额定电压：UN≥UNS2.额定电流:In≥Igmax-82- 计算断路器回路最大持续工作电流Igmax时，应考虑各种方式下的持续工作电流，取最大值.（1）10kV出线回路则应考虑当电压降低5%，变压器出力保持不变Igmax=1.05In.（2）主变回路Igmax则应考虑一台变压器停运，另一台变压器过负荷30%.流过的最大持续工作电流.Igmax=1.3SN/√3UN3.断流电力校验:Inbr≥Ipt当断路器规定开断电流较短路电流大很多时，为了简化计算，也可以暂态电流I进行校验.Inbr≥I＂4.动稳定校验:ies≥ish5.热稳定校验:It2.t≥Qk（二）隔离开关的选择和校验:1.根据安装地点选择户内或者户外式.2.额定电压UN≥UN.s3.额定电流IN≥Igmax4动稳定校验ies≥ish5热稳定校验:It2.t≥Qk（三）10KV母线桥的选择和校验.1.母线材料和截面形状选择目前母线材料广泛应用铝材.因为铝的电阻率教低，有一定的机械强度，质量轻，价格低，铜材虽然导电性能好，但价格较高，只有在工作电流较大，环境对铝材腐蚀严重时才用，因此本设计中采用铝材.硬母线截面形状一般有矩形，槽形，管形.矩形母线散热性能好，有一定的机械强度，便于固定和连接.但单条母线不能超过1250mm2.矩形母线在支柱绝缘子上有平放和竖放两种.母线平放比竖放散热条件差，但机械强度好.本讨论中采用平放矩形.2.按经济电流密度选择铝材截面.由硬铝的经济电流目睹曲线查得，Tmax对应的经济密度T.Sj=Igmax/JIgmax=1.05IBN3.按长期发热允许电流校验Imax≤KIal-82- 其中：Imax---1.3倍的变压器额定电流K---环境温度修正系统，K=√(θal-θ)/(θal-θ0)Ial---环境温度为25摄氏度1.热稳定校验要求由短路电流热效应决定的导体最小截面Smin小于所选的截面SSmin=√Qk*Ks/C135Hz时，β=1，则单位长度导体相间电动力fph=1.73*10-7ish2/a导体最大计算应力бph=fph*l2/10W其中：W---导体截面系数a---导体相间距离l---支柱绝缘子跨距要求：бph<бal；бal为最大允许应力（硬铝为70*106Pa）（四）绝缘子选择1.根据安装地点选择母线桥为户外，汇流母线为户内式。户外考虑防污应选用高一级产品。2.额定电压UN≥UN.s3.动稳定校验Fmax=1.73*10-7ish2l/aH1=H+b+h/2Fc=Fmax*H1/H应满足Fc<0.6Fdl其中:l--支柱绝缘子跨距（M）H1--支柱绝缘子底部至导体水平中心高度（MM）H--支柱绝缘子长度（MM）-82- b--导体支持器下片厚度，平放铝排b=12MMh--导体厚度Fdl--抗弯破坏负荷（N）Fmax--绝缘子受力（N）Fc--绝缘子帽受力（N）（五）绝缘子选择1.额定电压UN≥Uns2.额定电流IN≥Igmax对于母线型穿墙套管不必按此项选择和校验热稳定，只需保证其型式与穿过母线尺寸相配合。3.热稳定校验:It2.t≥Qk4.动稳定校验Fmax=1.73*10-7ish2lc/a<0.6Fde时合格。lc=（l1+l2）/2其中:l1--与绝缘子相邻跨距（M）l2--套管长度（M）7.高压熔断器的选择与校验（1）所用变高压侧熔断器选择a额定电压UN≥Unsb额定电流Inft≥Infs=K*Imax其中：K—可靠系数，通常取1.3Imax=1.4TBNc开断电流校验Inbr≥I"限流式熔断器按I"校验，不计非周期分量的影响。（2）压变高压侧熔断器选择10kV压变采用高压熔断器只需按额定电压及断流容量来选择a额定电压UN≥Unsb开断电流校验INbr≥I"-82- 第七章继电保护及互感器配置1.电网继电保护配置原则应该满足继电保护得四项基本要求：选择性、连续性、灵敏性、可靠性，在保证四项基本要求得前提下，应力求采用简单得保护装置。2.变压器保护根据DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》得规定，应装设如下保护：（1）为反映变压器得箱内部各种短路故障和油面降低，对0.8MVA及以上油浸式变压器应装设瓦斯保护（2）为反映变压器绕组和引出线得相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组和引出线得接地短路及匝间短路应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器应装设纵差保护。（3）为反映外部相间短路引起得过电流并作为瓦斯、纵差保护得后备，应装设过电流保护。（4）为反映大电流接地系统外部接地短路，应装设零序电流保护。（5）为反映过负荷，应装设过负荷保护。根据以上原则，装设:①瓦斯保护和纵差保护构成主保护;②复合电压闭锁过电流保护和零序过电流保护作为后备保护;③过负荷保护，动作于信号，反映变压器不正常运行状态。3.10kV线路保护：为反映相间故障装设两段式电流保护，并装设三相一次自动重合闸。（二）互感器配置1.电流互感器：为了满足保护、测量装置得需要，在有断路器得回路均设有互感器。对中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，一般采用两相配置。视复合对称性、保护灵敏度要求也可以采用三相配置，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。-82- 2．电压互感器：一般工作母线都装有电压互感器，用于测量仪表和保护装置：110kV侧：装于桥断路器两侧连接点JDCF-110WB0.2/3P级10kV侧：装于Ⅰ、Ⅱ段母线JDZ-100.5级第八章防雷及保护接地规划变电所得雷害事故来自两方面：1雷击于变电所得电气设备2雷击线路：沿线路向变电所得入侵波（一）变电所得直接雷保护1.为了防止雷直击于变电所，可以装设避雷针，应使所有设备都处于避雷针保护范围之内，还应采取措施防止雷击避雷针时得反击事故。一般应使避雷针与被保护设百或构架之间空气间隙Sk≥5m。避雷针接地装置与被保护设备接地装置之间在土壤中得间隙Sd≥3m.2.避雷针的安装对于110kV及以上配电装置绝缘水平较高，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。10kV的配电装置绝缘水平较低，不允许将避雷针装设在配电构架上，需架设独立避雷针。本涉及中除110kV进线构架将避雷针装于构架上。还应在变电所周围装设四支等高避雷针。1.变电所的入侵波保护1.变电所内必须装设阀型避雷器限制雷电波入侵时的过电压，由于变压器时最重要的设备，因此避雷器应尽量靠近变压器，一般在变电所母线上装设阀型避雷器。110kV侧装设FZ-110J普通阀型避雷器，10kV母线分别装设FZ-10阀型避雷器。2．进线保护（1）为限制流经变电所内阀型避雷器雷电流的副值和雷电波陡度，需采用进线段保护在靠近变电所的一段进线或合成架设避雷线，若110kV进线的隔离开关或断路器可能经常处于断路状态。此时线路侧又在带电时，雷电波入侵在开断电会使全反射电压升高，造成设备损坏，应装设管型避雷器。-82- （1）低压侧入侵波的保护为限制流过低侧母线的阀型避雷器FZ—10的雷电流不超过5kA。在10kV出线段采用Fs—10避雷器，可使变电所低压母线空雷电压较小，1.变压器中性点保护对于中性点直接接地系统，变压器往往是分级绝缘的，即变压器中性点绝缘水平要避相线端低得多（我国110kV变压器中性点绝缘为35kV），故需在中性点上加装阀性避雷器或间隙来保护，一般采用FZ—40避雷器。断路器非全相合闸时，变压器中性点上将出现很高的过电压，为限制这种内部过电压，一般在中性点采用间隙保护，开断或接入变压器时先将变压器中性点直接接地，操作完毕后再将中性点拉开。1.保护、防雷接地为了保护人身安全，无论发配电还是用电系统中都应将电气设备的金属外壳接地，以保证一但设备绝缘损坏不致于导致工作人员触电伤亡，因此对变电所内所有设备金属外壳如变压器底座，开关柜等均应保护接地。根据安全和工作接地要求敷设一个统一的接地网，然后在避雷器和避雷器下面增加接地体以满足防雷接地要求。工频接地电阻R≤0.5Ω具体防雷及保护接地配置如下：1、110kV线路全线架设避雷器，线路装设GB—110J。2、110kV桥连接点配连接配FZ—110J普通阀型避雷器。3、变压器中性点采用放电间隙，并装设FZ—40型避雷器。4、10kV母线配FZ—10型避雷器，出现配FS—10避雷器。5、变电所周围设四支等高避雷器。互感器及其它设备选择情况列表设备名称安装地点型号电压互感器桥断路器两侧连接点JDCF-110WB，0.2/3P级10kV母线JDZ-10，0.5级电流互感器110kV桥断路器LCWB6-110B/300，0.2/P/P级-82- 主变保护LCWD-110/300，0.5/D1/D2级主变中性点零序电流互感器10kV次总LMC-10/1600，0.5/3级分段LMC-10/600，0.5/D级出线LA-10/300，0.5/3级避雷器110kV进线侧FZ-110J，全线加架设避雷线10kV母线FZ-1010kV出线FS-10主变中性点FZ-40，间隙保护区域-82- 电力网设计计算书第一章电网有功功率平衡（一）最大负荷时：设各回路的同时系统取1.01、用电负荷Pymax=10×2+6×1.5×2+20+23+27+20=128MW-82- 1、供电负荷线：网损率K2=6%Pgmax=Pymax/（1-K2）=128/（1-6%）=136.17MW2、发电负荷：厂用电率K3=7%Pfmax=Pgmax/（1-K3）=136.17/（1-7%）=146.42MW3、发电机额定运行情况下PFmax=50+25×2=100MW4、与系统交换功率Pjh=Pfmax-PFmax=146.42-100=46.42MW即最大负荷时，且发电机满功率运行，还需从系统吸收46.42MW有功功率。（一）最小负荷时：由原始数据知，发电厂10kV直配负荷及变电所A、D均按负荷曲线A运行，最小负荷为70%，而已有电网110kV出线负荷及变电所B、C均按负荷曲线B运行，最小负荷为50%1、用电负荷Pymin=（20+20+6×1.5×2）×70%+（23+27+2×20）×50%=75.6MW2、供电负荷线：网损率K2=6%Pgmin=Pymin/（1-K2）=75.6/（1-6%）=80.43MW3、发电负荷：厂用电率K3=7%Pfmin=Pgmax/（1-K3）=80.43/（1-7%）=86.48MW4、此时，若发电机运行于额定情况下，则发电厂系统输送100-86.48=13.52MW有功；可以考虑发电机F3（50MW）最小技术出力为70%Pe，另两台发电机额定运行。此时，发电机出力为50×70%+25×2=85MW。与系统交换功率为86.48-85=1.48MW，即从系统吸收1.48MW有功功率。第一章对初选电网接线方案进行技术比较-82- 由典型日负荷曲线A、B，分别求出各曲线的最大负荷利用小时数Tmax。负荷曲线A：TmaxA=7300h；负荷曲线B：TmaxB=5256h。（一）对三种接线方案进行初步比较：1、方案FABF环网络：SFASBASFBAB29km21km24km20+j8.52MW23+j11.14MWSAmax×LABF+SBmax×LBFSFA=LAB+LFB+LFA(20+j8.52)×(21+24)+(23+j11.14)×24=29+21+24=19.62+j8.79MVASBA=SA-SFA=20+j8.52-(19.62+j8.79)=0.38-j0.27MVASFB=SB+SBA=23+j11.14+0.38-j0.27=23.38+j10.87MVA2、选择各导线型号（1）对环网FABF按均一网进行计算TmaxFABF==6207h由“经济电流密度曲线”查得经济电流密度J=0.94A/mm2-82- 各段导线的计算面积：√19.622+8.792SFA.j=×103=120.04mm2√3×110×0.94√0.382+0.272SAB.j=×103=2.60mm2√3×110×0.94√23.382+10.872SFB.j=×103=143.97mm2√3×110×0.94故：初选出各段导线型号，并查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》得到各型号导线的有关参数，有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值Ω/km长度km阻抗值ΩFALGJ-1200.223+j0.421296.46+j12.209ABLGJ-700.45+j0.441219.45+j9.261FBLGJ-1500.210+j0.416245.04+j9.984因环网FABF所选的各导线型号不同，故需要进行复选计算。FA==(20+j8.52)×(9.45-j9.261+5.04-j9.984)+(23+j11.14)×(5.04-j9.984)6.467-j12.209+9.45-j9.261+5.04-j9.984=19.57+j8.62MVASBA=SA-SFA=20+j8.52-(19.57+j8.62)=0.43-j0.1MVASFB=SB+SBA=23+j11.14+0.43-j0.1=23.43+j11.04MVA各段导线的计算面积：√19.572+8.622SFA.j=×103=119.40mm2√3×110×0.94-82- √0.432+0.12SAB.j=×103=2.47mm2√3×110×0.94√23.432+11.042SFB.j=×103=144.62mm2√3×110×0.94故：初选出各段导线型号，并查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》得到各型号导线的有关参数，各段导线FAABFB导线型号LGJ-120LGJ-70LGJ-150是否同前所选是是是（2）FDC网络（双回线）TmaxFD==6125hTmaxDC=TmaxC=5256h由“经济电流密度曲线”查得经济电流密度JFD=0.95A/mm2；JDC=1.604A/mm2各段导线的计算面积：27/0.9+20/0.92SFD.j=×103=142.93mm2√3×110×0.95×220/0.92SDC.j=×103=53.62mm2√3×110×0.94故：初选出各段导线型号，并查《电力工程专业毕业设计指南》得到各型号导线的有关参数，-82- 有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值Ω/km长度km阻抗值ΩFDLGJ-1500.210+j0.416193.99+j7.904DCLGJ-700.45+j0.441188.10+j7.9383、对各段所选导线进行校验①机构强度校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均大于35mm2，故均满足机械强度要求。②电晕校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均不小于70MM2，故均满足电晕要求。③发热校验查《电力工程专业毕业设计指南》第159页附表8得，环境温度为20℃，导线长期允许最高温度为+70℃时的长期允许载流量表3-5有关参数各段导线导线型号长期允许的载流量(A)修正系数K允许的载流量(A)FALGJ-1204080.9367.2ABLGJ-702890.9260.1FBLGJ-1504630.9416.7FDLGJ-1504630.9416.7DCLGJ-702890.9260.1已知θ0=20℃,θ=30℃（最热月平均气温）修正系数K=√（θy-θ）/（θy-θ0）=√（70-30）/（70-20）=0.9当FA线断开时，流过线路的电流为ABABFB20+j8.52MVA23+11.14MVA-82- √202+8.522IBAmax=×103=114.10A<260.10A√3×110√432+19.662IFBmax=×103=248.16A<416.7A√3×110当FB线断开时，流过线路的电流为FAAABB20+j8.52MVA23+11.14MVA√232+11.142IABmax=×103=134.13A<260.10A√3×110√432+19.662IFAmax=×103=248.16A<367.2A√3×110当FD双回线断开一回线时，流过线路的电流为FDDDCC20+j8.52MVA27+13.08MVA√472+21.62IFDmax=×103=271.49A<416.7A√3×110当DC断开一回线时，流过线路的电流为√272+13.082IFDmax=×103=157.46A<260.1A-82- √3×110（4）电压损耗正常运行时应低于10%，故障时应低于15%①环网FABF正常运行时FAABFBABB6.467+j12.209Ω9.45+j9.261Ω5.04+j9.984Ω19.57*6.467+8.62*12.209-0.43*9.45+0.1*9.261100△UFAB%=*115110=1.79%<10%23.43*5.04+11.04*9.984100△UFB%=*115110=1.79%<10%故障时当FA线断开时ABFBAB9.45+j9.261Ω5.04+j9.984Ω20+j8.52MVA23+11.14MVA20*9.45+8.52*9.261+5.04*43+19.66*9.984100△UFBA%=*115110=5.34%<15%当FB线断开时-82- FAABAB6.467+j12.209Ω9.45+j9.261Ω20+j8.52MVA23+11.14MVA23*9.45+11.14*9.261+43*6.467+19.664*12.209100△UFAB%=*115110=5.03%<15%②双回线FDC正常运行时FDDCDC（3.99+j7.904）/2Ω（8.1+j7.938）/2Ω20+j8.52MVA27+13.08MVA27*8.1+13.08*7.938+47*3.99+21.6*7.904100△UFDC%=*115*2110=2.67%<10%故障时，FD断开一回线（27*8.1+13.08*7.938）/2+47*3.99+21.6*7.904100△UFDC%=*115110=4.07%<15%27*8.1+13.08*7.938+（47*3.99+21.6*7.904）/2100△UFDC%=*115110=3.93%<15%（二）对方案⑨进行技术比较1、方案⑨图F-82- DACFBBABA23+11.14MVA20+j8.52MVABA=20+j8.52MVAFB=43+j19.66MVA2、选择各导线型号（1）FDC（双回线）已在方案①中计算过（2）FBA（双回线）TmaxFB=（20*7300+23*5256）/（20+23）=6207hTmaxBA=TmaxA=7300h由“经济电流密度曲线”查得经济电流密度JFB=0.94A/mm2；JBA=0.816A/mm2各段导线的计算面积：√432+19.662SFB.j=×103=132.04mm2√3×110×0.94×2√202+8.522SBA.j=×103=69.9mm2√3×110×0.816×2故：初选出各段导线型号，并查《电力工程专业毕业设计指南》得到各型号导线的有关参数，-82- 有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值Ω/km长度km阻抗值ΩFBLGJ-1500.210+j0.416245.04+j9.984BALGJ-700.45+j0.441219.45+j9.2613、对各段所选导线进行校验（FDC双回线在方案1中已校验过）①机构强度校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均大于35mm2，故均满足机械强度要求。②电晕校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均不小于70mm2，故均满足电晕要求。③发热校验查《电力工程专业毕业设计指南》第159页附表8得，环境温度为20℃，导线长期允许最高温度为+70℃时的长期允许载流量有关参数各段导线导线型号长期允许的载流量(A)修正系数K允许的载流量(A)FBLGJ-1504630.9416.7BALGJ-702890.9260.1当FB线断一回线时，流过线路的电流为√432+19.662IFBmax=×103=248.16A<416.7A√3×110当BA线断一回线时，流过线路的电流为√202+8.522IBAmax=×103=114.10A<260.1A√3×110（4）电压损耗-82- 正常运行时应低于10%，故障时应低于15%正常运行时BAFBAB（9.45+j9.261）/2Ω（5.04+j9.984）/2Ω20+j8.52MVA23+11.14MVA20*9.45+8.52*9.261+43*5.04+19.66*9.984100△UFBA%=*115*2110=2.67%<10%故障时，FB断开一回线（20*9.45+8.52*9.261）/2+43*5.04+19.66*9.984100△UFBA%=*115110=3.62%<15%BA断开一回线20*9.45+8.52*9.261+（43*5.04+19.66*9.984）/2100△UFBA%=*115110=3.72%<15%（三）对方案11进行技术比较1、方案11图FDABC-82- FBABAB20+j8.52MVA23+11.14MVA2、选择各导线型号（1）FDC（双回线）已在方案①中计算过（2）FA（双回线）TmaxFA=TmaxA=7300h由“经济电流密度曲线”查得经济电流密度JFA=0.816A/mm2导线的计算面积：√202+8.522SFA.j=×103=69.91mm2√3×110×0.816×2（1）FB（双回线）TmaxFB=TmaxB=5256h由“经济电流密度曲线”查得经济电流密度JFB=1.064A/mm2导线的计算面积：√232+11.142SBA.j=×103=63.03mm2√3×110×1.064×2故：初选出各段导线型号，并查《电力工程专业毕业设计指南》得到各型号导线的有关参数，有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值Ω/km长度km阻抗值ΩFALGJ-700.45+j0.4412913.09+j12.789FB2410.8+j10.5843、对各段所选导线进行校验（FDC双回线在方案1中已校验过）-82- ①机构强度校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均大于35mm2，故均满足机械强度要求。②电晕校验从上述所选各段导线型号列表的情况来看，各段线路导线的选择截面积均不小于70mm2，故均满足电晕要求。③发热校验查《电力工程专业毕业设计指南》第159页附表8得，环境温度为20℃，导线长期允许最高温度为+70℃时的长期允许载流量有关参数各段导线导线型号长期允许的载流量(A)修正系数K允许的载流量(A)FALGJ-702890.9260.1FB当FA线断一回线时，流过线路的电流为√202+8.522IFAmax=×103=114.10A<260.1A√3×110当FB线断一回线时，流过线路的电流为√232+11.142IBAmax=×103=134.13A<260.1A√3×110（4）电压损耗正常运行时应低于10%，故障时应低于15%正常运行时FBABAB（13.09+j12.789）/2（10.8+j10.584）/2-82- 20+j8.52MVA23+11.14MVA20*13.09+8.52*12.789100△UFA%=*115*2110=1.45%<10%23*10.8+11.14*10.584100△UFA%=*115*2110=1.44%<10%故障时，即双回线断开一回线时，其电压损耗为正常时的2倍：即△UFA%=2.90%<15%△UFB%=2.88%<15%第三章待建变电所变压器的选型（一）A变电所重要负荷：Amax=0.7*20/0.92=15.22MVAAmax=60%*20/0.92=13.04MVA故选取2台SFL7-16000/110当一台主变压器停运时，另一台变压器带0.7的最大负荷或变电所重要负荷时不会出现过负荷。（二）B变电所重要负荷：Bmax=0.7*23/0.9=17.89MVABmax=51%*23/0.9=13.03MVA故选取2台SFL7-16000/110K´=Se/S=16/17.89=0.89由典型负荷曲线B上查得过负荷时间T=2h欠负荷系数-82- K1==√（0.52×16+0.62×2+0.82×4）/22/0.89=0.65由K1及过负荷时间T查“正常过负荷曲线”得负荷倍数K2=1.5K2Se=1.5*16=24>17.89故此变压器满足要求，选取2台SFL7-16000/110（三）C变电所重要负荷：Cmax=0.7*27/0.9=21MVACmax=60%*27/0.9=18MVA故选取2台SFZ9-20000/110K´=Se/S=20/21=0.95由典型负荷曲线B上查得过负荷时间T=2h欠负荷系数K1==√（0.52×16+0.62×2+0.82×4）/22/0.95=0.61由K1及过负荷时间T查“正常过负荷曲线”得负荷倍数K2=1.5K2Se=1.5*20=30>21故此变压器满足要求，选取2台SFL7-20000/110（四）D变电所重要负荷：Dmax=0.7*20/0.92=15.22MVADmax=60%*20/0.92=13.04MVA故选取2台SFL7-16000/110当一台主变压器停运时，另一台变压器带0.7的最大负荷或变电所重要负荷时不会出现过负荷。-82- 第四章对技术合格的方案进行经济比较一、对方案1进行经济比较：（一）、总工程投资1、线路投资有关参数各段导线导线型号单价长度（km）投资（万元）FALGJ-12014.7529427.75FBLGJ-15015.1024362.4ABLGJ-7014.1021296.1小计FABF网络线路投资（万元）1086.25FDLGJ-15015.1019×1.8516.42DCLGJ-7014.1018×1.8456.84小计FDC网络线路投资（万元）973.26线路总投资（万元）1926.992、变电总投资①此方案发电厂新增间隔4个58.1×4=232.4万元②各变电所主接线A、B、C变电所主接线均采用桥式接线1089.8+1287.8+1458.8=3836.4万元D变电所主接线均采用单母分段，综合投资为1322.2万元变电所总投资:3836.4+1322.2=5158.6万元③变电总投资ZD=5158.6+232.4=5391万元3、工程总投资Z=ZD+ZL=5391+1926.99=7317.99万-82- （二）、年运行费用1．电能损耗费用①计算各线路的功率因素有关参数各段导线负荷情况（MVA）功率因素Tmaxτmax电能损耗(MWh)FA19.57+j8.620.92620747301156.03AB0.43-j0.10.97620746000.7FB23.43+j11.040.90620748501355.22FD47+j21.60.91612546252051.28DC27+j13.080.92525639001174.95②计算各线路的电能损耗△A=[（P2+Q2）/U2]RτmaxFA线路：19.572+8.622△A=×6.467×47300=1156.03MWh1102AB线路：0.432+0.12△A=×9.45×4600=0.70MWh1102FB线路：23.432+11.042△A=×5.04×4850=1355.22MWh1102FD线路：472+21.62△A=×3.99×4650=2051.28MWh1102DC线路：272+13.082△A=×8.10×3900=1174.95MWh1102③年计算总电能损耗及损耗费用△A∑FABF=2511.95MWh-82- △A∑FDC=3226.23MWh△A∑=5738.18MWh由原始的资料知：电价取0.40元/度U1=0.4×5738.18×103=229.53万元2．折旧、维修管理费用由原始的资料知：线路折旧7%，变电设备折旧12%①线路折旧费用U2L=1926.99×7%=134.88万元②变电设备折旧费用U2D=5391×12%=646.92万元③总折旧费用U2∑=U2L+U2D=134.88+646.92=781.8万元3．年费用工程总投资当年投资当年收益，服务期限n=20年，年利率I=10%年费用=7317.99×{[10%(1+10%)20]/[(1+10%)20-1]}+229.53+781.8=1874.85万元二、对方案9进行经济比较：（一）、总工程投资1．线路投资有关参数各段导线导线型号单价长度（km）投资（万元）FBLGJ-15015.1024×1.8652.32-82- BALGJ-7014.1021×1.8532.98小计FBA网络线路投资（万元）1185.3FDC网络线路投资（万元）973.26线路总投资（万元）2158.562、变电总投资①此方案发电厂新增间隔4个58.1×4=232.4万元②各变电所主接线A、C变电所主接线均采用桥式接线1089.8+1458.8=2548.6万元B、D变电所主接线均采用单母分段1520.2+1322.2=2842.4万元③变电总投资ZD=232.4+2548.6+2842.4=5623.4万元3、工程总投资Z=ZD+ZL=5623.4+2158.56=7781.96万（二）、年运行费用1．电能损耗费用①计算各线路的功率因素（FDC网络方案1中已计算过）有关参数各段导线负荷情况（MVA）功率因素Tmaxτmax电能损耗(MWh)FB43+j19.660.91620748002234.78BA20+j8.520.92730062151146.94②计算各线路的电能损耗△A=[（P2+Q2）/U2]RτmaxFB线路：-82- 432+19.662△A=×5.04×4800=2234.78MWh2×1102BA线路：202+8.522△A=×9.45×6215=1146.94MWh1102FB线路：23.432+11.042△A=×5.04×4850=1355.22MWh1102③年计算总电能损耗及损耗费用△A∑FBA=2234.78+1146.94=3381.72MWh△A∑FDC=3226.23MWh△A∑=3226.23+3381.72=6607.95MWh由原始的资料知：电价取0.40元/度U1=0.4×66.7.95×103=264.32万元2．折旧、维修管理费用由原始的资料知：线路折旧7%，变电设备折旧12%①线路折旧费用U2L=2158.56×7%=151.10万元②变电设备折旧费用U2D=7781.96×12%=933.84万元③总折旧费用U2∑=U2L+U2D=151.10+933.84=1084.94万元3．年费用工程总投资当年投资当年收益，服务期限n=20年，年利率I=10%年费用-82- =7781.96×{[10%(1+10%)20]/[(1+10%)20-1]}+264.32+1084.94=2267.53万元三、对方案11进行经济比较：（一）、总工程投资1．线路投资有关参数各段导线导线型号单价长度（km）投资（万元）FALGJ-7014.1029×1.8736.02FBLGJ-7014.1024×1.8609.12小计FA、FB网络线路投资（万元）1345.14FDC网络线路投资（万元）973.26线路总投资（万元）2318.42、变电总投资①此方案发电厂新增间隔6个58.1×6=348.6万元②各变电所主接线A、B、C变电所主接线均采用桥式接线，D变电所主接线采用单母分段造价在方案1中已计算过为5158.6万元③变电总投资ZD=348.6+5158.6=5507.2万元3、工程总投资Z=ZD+ZL=2318.4+5507.2=7825.6万（二）、年运行费用1．电能损耗费用①计算各线路的功率因素（FDC网络方案1中已计算过）-82- 有关参数各段导线负荷情况（MVA）功率因素Tmaxτmax电能损耗(MWh)FB20+j8.520.92730062151588.73BA23+j11.140.90525639501151.27②计算各线路的电能损耗△A=[（P2+Q2）/U2]RτmaxFB线路：202+8.522△A=×13.09×6215=1588.73MWh2×1102FB线路：232+11.142△A=×10.8×3950=1151.27MWh2×1102③年计算总电能损耗及损耗费用△A∑FA=1588.73MWh△A∑FB=1151.27MWh△A∑FDC=3226.23MWh△A∑=1588.73+1151.27+3226.23=5966.23MWh由原始的资料知：电价取0.40元/度U1=0.4×5966.23×103=238.65万元2．折旧、维修管理费用由原始的资料知：线路折旧7%，变电设备折旧12%①线路折旧费用U2L=2318.4×7%=151.10万元②变电设备折旧费用U2D=5507.2×12%=660.86万元③总折旧费用U2∑=U2L+U2D=162.29+660.86=823.15万元-82- 3．年费用工程总投资当年投资当年收益，服务期限n=20年，年利率I=10%年费用=7825.6×{[10%(1+10%)20]/[(1+10%)20-1]}+238.65+823.15=1985.22万元第五章网络的潮流分布和电压计算（一）线路参数的计算有关参数各段导线导线型号单位长度阻抗值Ω/km长度km阻抗值ΩQCMvar/100km1/2QCMvarFALGJ-700.45+j0.4412913.09+j12.7893.4850.505FBLGJ-700.45+j0.4412410.8+j10.5843.4850.418FDLGJ-1500.21+j0.416193.99+j7.9043.6180.344DCLGJ-700.45+j0.441188010+j7.9383.4850.314（二）各变电所变压器参数计算1、A、B、D变电所均选用2台SFL7-16000/110查表知：△P0=20.24kW△Pd=77.4kWI0%=0.63UK%=10.5△PdU277.4*1102RB===3.66Ω1000Se21000*162UK%U210.5*1102XB===79.41Ω100Se100*16△P0=0.02MW-82- I0%Se0.63*16△Q0===0.10MAR100100△BFe=2*（0.020+j0.10）=0.040+j0.20MVA2、C变电所均选用2台SFZ9-20000/110查表知：△P0=24kW△Pd=93.6kWI0%=0.62UK%=10.5△PdU293.6*1102RB===2.83Ω1000Se21000*202UK%U210.5*1102XB===63.53Ω100Se100*20△P0=0.024MWI0%Se0.62*20△Q0===0.124MAR100100△BFe=2*（0.024+j0.124）=0.048+j0.248MVA（三）用运算负荷简化电力等值网络1、各变电所等值负荷的计算最大负荷、最小负荷时均按照2台主变运行。（1）A变电所①最大负荷时Amax=20+j8.52MVA△T=[（202+8.522）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.07+j1.55MVAAjs=20+j8.52+0.07+j1.55+0.04+j0.20-j（0.518+0.366*2）=20.11+j9.02MVA②最小负荷时-82- Amin=14+j5.964MVAT=[（142+5.9642）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.035+j0.760MVAAjs=14+j5.964+0.035+j0.76+0.04+j0.2-j（0.518+0.366*2）=14.075+j5.674MVA（2）B变电所①最大负荷时Bmax=23+j11.14MVA△T=[（232+11.142）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.099+j2.143MVABjs=23+j11.14+0.099+j2.143+0.04+j0.2-j0.434=23.139+j13.059MVA②最小负荷时Bmin=11.5+j5.57MVAT=[（11.52+5.572）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.025+j0.536MVABjs=11.5+j5.57+0.025+j0.536+0.04+j0.2-j0.434=11.565+j5.872MVA（3）C变电所①最大负荷时Cmax=27+j13.08MVA△T=[（272+13.082）/（2*1102）]*（2.83+j63.53）=0.105+j2.363MVACjs=27+j13.08+0.105+j2.363+0.057+j0.275-2*j0.314=27.137+j14.617MVA-82- ②最小负荷时Cmin=13.5+j6.54MVAT=[（13.52+6.542）/（2*1102）]*（2.83+j63.53）=0.02+j0.473MVACjs=13.5+j6.54+0.02+j0.473+0.057+j0.275-2*j0.314=13.577+j6.66MVA（4）D变电所①最大负荷时Dmax=20+j8.52MVA△T=[（202+8.522）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.07+j1.55MVADjs=20+j8.52+0.07+j1.55+0.04+j0.20-2*（j0.344+j0.314）=20.11+j8.954MVA②最小负荷时Dmin=14+j5.964MVAT=[（142+5.9642）/（2*1102）]*（3.66+j79.41）=0.035+j0.760MVADjs=14+j5.964+0.035+j0.76+0.04+j0.2-2*（j0.344+j0.314）=14.075+j5.608MVA（四）精确潮流计算（全网按额定电压计算）环网FABF正常运行时，在无功功率分点B变电所处开环运行，因此环网可分为两个网络。1、网络FA（1）最大负荷时：FA’FAFA-82- 6.467+j12.209Ω-j0.518MVar20.11+j9.02MVA’FA=20.11+j9.02+[（20.112+9.022）/1102]*（6.467+j12.209）=20.370+j9.510MVAFA=20.370+j9.510-j0.518=20.370+j8.992MVA（2）最小负荷时：FA’FAFA6.467+j12.209Ω-j0.518MVar14.075+j5.674MVA’FA=14.075+j5.674+[（14.0752+5.9142）/1102]*（6.467+j12.209）=14.198+j5.906MVAFA=14.198+j5.906-j0.518=14.198+j5.388MVA2、网络FB（1）最大负荷时：FB’FBFB5.04+j9.984Ω-j0.434MVar23.139+j13.059MVA’FB=23.139+j13.059+[（23.1392+13.0592）/1102]*（10.8+j10.584）=23.433+j13.641MVA-82- FB=23.433+j13.641-j0.434=23.433+j13.207MVA（2）最小负荷时：FB’FBFB（10.8+j10.584）/2Ω-j0.434MVar11.565+j5.872MVA’FB=11.565+j5.872+[（11.5652+5.8722）/1102]*（10.8+j10.584）=11.635+j6.011MVAFB=11.635+j6.011-j0.434=11.635+j5.577MVA3、网络FDC（1）最大负荷时：FD’FD”FDDCFDC（3.99+j7.904）/2Ω（8.1+j7.938）/2Ω-2*j0.344Mvar20.11+j8.954MVA27.137+j14.617MVADC=27.137+j14.617+[（27.1372+14.6172）/2*1102]*（8.1+j7.938）=27.455+j14.929MVA”FD=20.11+j8.954+27.455+j14.929=47.565+j23.883MVA’FD=47.565+j23.883+[（47.5652+23.8832）/2*1102]*（3.99+j7.904）=48.032+j24.808MVA-82- FD=48.032+j24.808-2*j0.344=48.032+j21.120MVA（2）最小负荷时：FD’FD”FDDCFDC（3.99+j7.904）/2Ω（8.1+j7.938）/2Ω-2*j0.344Mvar14.075+j5.608MVA13.577+j6.66MVADC=13.577+j6.66+[（13.5772+6.662）/2*1102]*（8.1+j7.938）=13.654+j6.735MVA”FD=13.654+j6.735+14.075+j5.608=27.729+j12.343MVA’FD=27.729+j12.343+[（27.7292+12.3432）/2*1102]*（3.99+j7.904）=27.881+j12.644MVAFD=27.881+j12.644-2*j0.344=27.881+j11.956MVA（五）各变电所高压母线电压计算发电厂高压母线按逆调压方式运行，最大负荷时Ufmax=116kV，最小负荷时，Ufmin=110kV。最大负荷时，正常运行发电厂高压母线至无功功率分点变电所高压母线电压损耗应△U%≤10%；故障时环网解环运行或双回线断开一回线运行时，发电厂高压母线至最远变电所母线电压损耗应△U%≤15%。1、最大负荷时，各变电所的电压UAmax=116-[（20.37*6.467+8.5992*12.209）/116]=113.92kVUBmax=116-[（23.433*5.04+13.207*9.984）/116]=113.85kV-82- UCmax=116-[（48.032*3.99+21.12*7.904+27.455*8.1+14.929*7.938）/2*116]=112.99kVUDmax=116-[（48.032*3.99+21.12*7.904）/2*116]=114.45kV2、最小负荷时，各变电所的电压UAmin=110-[（14.198*6.467+5.388*12.209）/110]=108.57kVUBmin=110-[（11.635*5.04+5.577*9.984）/110]=108.96kVUCmin=110-[（27.881*3.99+11.956*7.904+13.654*8.1+6.735*7.938）/2*110]=108.32kVUDmin=110-[（27.881*3.99+11.956*7.904）/2*110]=109.06kV第六章变压器分接头选择一、A变电所：选用两台SFL7-16000/110型主变顺调压：Umax≥10.25kV，Umin≤10.75kVAmax=20.07+j10.07MVAAmin=14.035+j6.724MVAA变电所母线电压UAmax=113.92kVUAmin=108.57kVZT=（3.66+j79.41）/2=1.83+j39.70520.07*1.83+10.07*39.705△Umax==3.83kV113.9214.035*1.83+6.724*39.705△Umin==2.69kV108.57113.92-3.83Ufmax=*11=118.15kV10.25-82- 108.57–2.69Ufmin=*11=108.34kV10.75Uf=(Ufmax+Ufmin)/2=(118.15+108.34)/2=113.25kV选择分接头Uf=110*(1+1*2.5%)=112.75kV校验：Umax-△Umax113.92-3.83Ufmax==*11=10.74>10.25kVUf112.75Umin-△Umin108.57–2.69Ufmin==*11=10.31<10.75kVUf112.75检验合格，满足顺调压的要求。二、B变电所：选用两台SFL7-16000/110型主变逆调压：Umax=10.5kV，Umin=10kVBmax=23.099+j13.283MVABmin=11.525+j6.106MVAB变电所母线电压UBmax=113.85kVUBmin=108.96kVZT=（3.66+j79.41）/2=1.83+j39.70523.099*1.83+13.283*39.705△Umax==5kV113.8511.525*1.83+6.106*39.705△Umin==2.42kV108.96113.85–5-82- Ufmax=*11=114.03kV10.5108.96–2.42Ufmin=*11=117.19kV10Uf=（Ufmax+Ufmin）/2=（114.03+117.19）/2=115.61kV选择分接头Uf=110×（1+2*2.5%）=115.5kV校验：Umax-△Umax113.85–5Ufmax==*11=10.37kVUf115.5Umin-△Umin108.96–2.42Ufmin==*11=10.14kVUf115.510.5-10.37Mmax%=*100%=1.3%>1.25%1010.14-10Mmin%=*100%=1.4%>1.25%10选择无载调压变压器不能满足要求，故改选择有载调压变压器，型号为：SFZ9-16000/110分接头选择：最大负荷时110×（1+3×1.25%）=114.125kV最小负荷时110×（1+5×1.25%）=116.875kV校验：Umax-△Umax113.85-5Ufmax==*11=10.49kVUf114.125Umin-△Umin108.96–2.42Ufmin==*11=10.03kVUf116.875-82- 10.5-10.49Mmax%=*100%=0.1%<0.625%1010.03-10Mmin%=*100%=0.3%<0.625%10检验合格，故满足逆调压的要求。三、C变电所：选用两台SFL7-20000/110型主变逆调压：Umax=10.5kV，Umin=10kVCmax=27.105+j15.443MVACmin=13.526+j7.131MVAC变电所母线电压UCmax=112.99kVUCmin=108.32kVZT=（2.83+j63.53）/2=1.415+j31.76527.105*1.415+15.443*31.765△Umax==4.68kV112.9913.526*1.415+7.131*31.765△Umin==2.27kV108.32112.99-4.68Ufmax=*11=113.47kV10.5108.32-2.27Ufmin=*11=116.655kV10Uf=（Ufmax+Ufmin）/2=（113.47+116.655）/2=115.063kV选择分接头Uf=110×（1+2×2.5%）=115.5kV-82- 校验：Umax-△Umax112.99-4.68Ufmax==*11=10.32kVUf115.5Umin-△Umin108.32-2.27Ufmin==*11=10.1kVUf115.510.5-10.32Mmax%=*100%=1.8%>1.25%1010.1-10Mmin%=*100%=1%<1.25%10选择无载调压变压器不能满足要求，故改选择有载调压变压器，型号为：SFZ9-20000/110分接头选择：最大负荷时110×（1+3×1.25%）=114.125kV最小负荷时110×（1+5×1.25%）=116.875kV校验：Umax-△Umax112.99-4.68Ufmax==*11=10.44kVUf114.125Umin-△Umin108.32-2.27Ufmin==*11=9.98kVUf116.87510.5-10.44Mmax%=*100%=0.6%<0.625%1010-9.98Mmin%=*100%=0.2%<0.625%10检验合格，故满足逆调压的要求。-82- 四、D变电所：选用两台SFL7-16000/110型主变常调压：Umax=Umin=10.5kVDmax=20.07+j10.07MVADmin=14.035+j6.724MVAA变电所母线电压UAmax=114.45kVUAmin=109.06kVZT=（3.66+j79.41）/2=1.83+j39.70520.07*1.83+10.07*39.705△Umax==3.81kV113.9214.035*1.83+6.724*39.705△Umin==2.68kV108.57114.45-3.81Ufmax=*11=115.91kV10.5109.06–2.68Ufmin=*11=111.45kV10.5Uf=（Ufmax+Ufmin）/2=（115.91+111.45）/2=113.68kV选择分接头Uf=110×（1+2×2.5%）=115.5kV校验：Umax-△Umax114.45-3.81Ufmax==*11=10.54kVUf115.5Umin-△Umin109.06–2.68Ufmin==*11=10.13kVUf115.510.54-10.5-82- Mmax%=*100%=0.4%<1.25%1010.5-10.13Mmin%=*100%=3.7%>1.25%10选择无载调压变压器不能满足要求，故改选择有载调压变压器，型号为：SFZ9-16000/110分接头选择：最大负荷时110×（1+4×1.25%）=115.5kV最小负荷时110×（1+1.25%）=111.375kV校验：Umax-△Umax114.45-3.81Ufmax==*11=10.54kVUf115.5Umin-△Umin109.06–2.68Ufmin==*11=10.51kVUf111.37510.54-10.5Mmax%=*100%=0.4%<0.625%1010.51-10.5Mmin%=*100%=0.1%<0.625%10检验合格，故满足常调压的要求。降压-82- 变电所设计计算书第一章B变电所短路电流的计算一、各元件参数的计算取Uj=Up=115kV，Sj=100MVA由原始资料知：1、发电机100-82- XF1=XF2*=0.136*=0.43525/0.8100XF3=0.195*=0.31250/0.82、变压器10.5*100XT1=XT2==0.333100*31.510.5*100XT3==0.167100*6310.5*100XT5=XT4==0.656100*163、联络线Xlc*=1/2*0.416*60*100/1152=0.0944、各线路XFA=12.209*100/1152=0.092XFB=9.948*100/1152=0.075XAB=9.261*100/1152=0.0705、系统S=1600/0.8=2000kVAXC*=0.5*100/2000=0.0256、因短路点距发电机较远，对连接在同一母线上的发电机可合成一台等值发电机。（X3+X4）*（X1+X2）/2（0.312+0.167）*（0.435+0.333）/2X12==（X3+X4）+（X1+X2）/2（0.312+0.167）+（0.435+0.333）/2=0.213X13=0.025+0.094=0.119X14=0.092+0.070=0.162FABF环网及变电所等值网络图6QF5QF4QF3QF2QF1QF0.6565/110.656/100.070/90.092/80.075/7BA0.094/60.025/50.167/40.312/30.333/20.435/1SF3F2F1-82- 8、等值简化电路图d4d3d26QF5QF4QF3QF2QF1QF0.656/110.656/100.162/140.075/7B0.119/130.213/12SF-82- d1二、各短路点短路电流计算1、d1点短路时：运行方式：线路BA断开目的：选择110kV断路器以及两侧隔离开关-82- 等值电路图：0.119/130.236/150.213/12FS0.422/16d1d10.075/7FS转移电抗X15=0.119+0.075+0.119*0.075/0.213=0.236X16=0.075+0.213+0.075*0.213/0.119=0.422计算电抗XS.js=0.236*2000/100=4.72>3相当于无穷大电源系统XF.js=0.422*125/100=0.528短路电流时间确定，按后备保护的动作时间来确定：tk=tbh+tfz=3+0.1=3.1S>1S查表得：发电厂I”K=1.96Itk/2=1.8Itk=1.95系统I”=Itk/2=Itk=1/4.72=0.212额定电流：IS=SC/√3U=1600/(0.8×1.732×115)=10.04kAIF=SF/√3U=100/(0.8×1.732×115)=0.628kA有名值I”=1.96*0.628+0.212*10.04=3.359kAItk/2=1.8*0.628+0.212*10.04=3.259kAItk=1.95*0.628+0.212*10.04=3.353kA冲击电流：ich=1.8√2×I”K=2.55*3.359=8.6kA-82- 短路电流热效应：QK=QP=tK(I”K2+10×Itk/22+Itk2)/12=3.1(3.3592+10×3.2592+3.3532)/12=33.3kA2S2、d2点短路时：运行方式：正常运行方式目的：选择两台主变高压侧刀闸的型号。等值电路图：d20.608/190.185/18FS0.051/170.213/120.119/13FSd2X17=0.075//0.162=0.051转移电抗X18=0.119+0.051+0.119*0.051/0.213=0.198X19=0.051+0.213+0.051*0.213/0.119=0.355计算电抗XS.js=0.198*2000/100=3.98>3相当于无穷大电源系统XF.js=0.422*125/100=0.444短路电流时间确定，按后备保护的动作时间来确定：tk=tbh+tfz=2+0.1=2.1S>1S查表得：发电厂I”K=2.5Itk/2=2.31Itk=2.45系统I”=Itk/2=Itk=1/3.98=0.251有名值-82- I”=2.5*0.628+0.251*10.04=4.093kAItk/2=2.31*0.628+0.251*10.04=3.974kAItk=2.45*0.628+0.251*10.04=4.061kA冲击电流：ich=1.8√2×I”K=2.55*4.093=10.437kA短路电流热效应：QK=QP=tK(I”K2+10×Itk/22+Itk2)/12=2.1(4.0932+10×3.9742+4.0612)/12=33.5kA2S3、d3点短路时：运行方式：T5停运目的：选择低压侧电器及10kV分段断路器。等值电路图：0.707/20d30.213/120.119/130.608/220.185/21FSFSd3X20=0.051+0.656=0.707转移电抗X21=0.119+0.707+0.119*0.707/0.213=1.221X22=0.707+0.213+0.707*0.213/0.119=2.185计算电抗XS.js=2.221*2000/100=24.42>3相当于无穷大电源系统XF.js=2.185*125/100=2.734短路电流时间确定，按后备保护的动作时间来确定：tk=tbh+tfz=2+0.1=2.1S>1S-82- 查表得：发电厂I”K=0.38Itk/2=0.38Itk=0.38系统I”=Itk/2=Itk=1/24.42=0.041额定电流：IS=SC/√3U=1600/(0.8×1.732×10.5)=109.971kAIF=SF/√3U=100/(0.8×1.732×10.5)=6.873kA有名值I”=Itk/2=Itk=0.38*6.873+0.041*109.971=7.121kA冲击电流：ich=1.8√2×I”K=2.55*7.121=18.157kA短路电流热效应：QK=QP=tK(I”K2+10×Itk/22+Itk2)/12=2.1(7.1212+10×7.1212+7.1212)/12=106.5kA2S4、d4点短路时：运行方式：正常运行方式目的：选择10kV硬母及10kV出线开关。等值电路图：d30.379/230.213/120.119/131.270/250.710/24FSFSd3X23=0.051+0.656/2=0.379转移电抗X24=0.119+0.379+0.119*0.379/0.213=0.710X25=0.379+0.213+0.379*0.213/0.119=1.270-82- 计算电抗XS.js=0.710*2000/100=14.2>3相当于无穷大电源系统XF.js=1.27*125/100=1.588短路电流时间确定，按后备保护的动作时间来确定：tk=tbh+tfz=2+0.1=2.1S>1S查表得：发电厂I”K=0.67Itk/2=0.67Itk=0.67系统I”=Itk/2=Itk=1/14.20=0.070有名值I”=Itk/2=Itk=0.67*6.873+0.070*109.971=12.349kA冲击电流：ich=1.8√2×I”K=2.55*12.349=31.5kA短路电流热效应：QK=QP=tK(I”K2+10×Itk/22+Itk2)/12=2.1(12.3492+10×12.3492+12.3492)/12=320.3kA2S第二章B变电所各电气设备选择和校验（一）断路器及隔离开关的选择和校验按正常工作电压、工作电流及使用环境进行选择，按短路冲击电流及热效应进行检验。1、110进线开关、桥开关及两侧闸刀的型号选择与校验。环网FABF中在FA解环运行时，流过1QF及其两侧刀闸的工作电流最大，为了便于检修、维护、发展和建成投运后的运行管理，对同一电压等的断路器刀闸，应尽量选择同样的型号。FD解环运行时:Igmax=*103=（20/0.92+23/0.9）/√3*110-82- =248.3A选用LW6-110/3150SF6型断路器，GW4-110D/600型隔离开关。对所选断路器的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）110UN（kV）110Igmax（A）248.3IN（A）3150I＂（kA）3.359INbr（kA）40ich（kA）8.6ies（kA）125iNcl（kA）125Qk（kA2S）33.3It2*t（kA2S）502*3=7500对所选隔离开关的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）110UN（kV）110Igmax（A）248.3IN（A）600ich（kA）8.6ies（kA）50Qk（kA2S）33.3It2*t（kA2S）142*5=980根据列表中所示数据的比较，对所选断路器和隔离开关均满足要求。2、主变高压侧刀闸的型号选择与校验。按停一台主变，另一主变过负荷30%时，最大工作电流来选择。Igmax=1.3*16/（√3*110）=109.17A选用GW4-110D/600型隔离开关。对所选隔离开关的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）110UN（kV）110-82- Igmax（A）109.17IN（A）600ich（kA）8.6ies（kA）50Qk（kA2S）33.3It2*t（kA2S）142*5=980根据列表中所示数据的比较，所选隔离开关满足要求。3、主变10kV低压断路器及10kV母线分段断路器的型号选择与校验。按停一台主变，另一主变过负荷30%时，最大工作电流来选择。Igmax=1.3*16/（√3*10）=1200A选用ZN12-10/1600户内真空型断路器，GN2-10/2000型隔离开关。对所选断路器的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）10UN（kV）10Igmax（A）1200IN（A）1600I＂（kA）7.121INbr（kA）31.5ich（kA）18.157ies（kA）80iNcl（kA）80Qk（kA2S）106.5It2*t（kA2S）31.52*3=2977对所选隔离开关的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）10UN（kV）10Igmax（A）1200IN（A）2000ich（kA）18.157ies（kA）85Qk（kA2S）106.5It2*t（kA2S）512*5=13005根据列表中所示数据的比较，对所选断路器和隔离开关均满足要求。4、10kV出线断路器及隔离开关的选择与校验。出线断路器和隔离开关按每条出线流过的最大工作电流来选择，10kV的设备在实际工作现场采用户内式。。-82- 2000Igmax=1.05*=128.3A√3*10*0.9选用ZN5-10/630型真空断路器，GN6-10T/600型隔离开关。对所选断路器的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）10UN（kV）10Igmax（A）128.3IN（A）630I＂（kA）12.4INbr（kA）20ich（kA）31.5ies（kA）50iNcl（kA）50Qk（kA2S）320.3It2*t（kA2S）202*4=1600对所选隔离开关的技术参数与计算参数列下表进行比较计算数据技术数据UN（kV）10UN（kV）10Igmax（A）128.3IN（A）600ich（kA）31.5ies（kA）52Qk（kA2S）320.3It2*t（kA2S）202*5=2000根据列表中所示数据的比较，对所选断路器和隔离开关均满足要求。（二）10kV硬母线的选择和校验1、按导体长期发热允许电流选择截面Igmax=1.05*16*103/（*10）=970A查附表1，选用80mm*8mm单条矩型铝导体，平放允许电流Ial=1249A，集肤效应系数KS=1.04，环境温度为35℃时，查附表3得修正系数K=0.88，则Ial35℃=K*Ial=0.88*1249=1099.12AIgmax=970A<1099.12A故所选母线满足长期发热要求。-82- 2、热稳定校验Qk=320.3kA2S导体正常最高工作温度：θk=35℃θmax=θ0+(θal-θ0)*Imax2/Ial2=35+（70-35）*9702/1099.122=62.25℃查表4-6得热稳定系数C=90t>1S，不考虑非周期分量，导体允许的最小截面积√Qk*KS√320.3*1.04Smin===203mm2C90S=80*8=640mm2>203mm2故所选母线满足热稳定要求。3、动稳定校验根据导体自振频率m=h*b*Pw=0.08*0.008*2700=1.728kg/mI=bh3/12=0.008*0.083/12=3.41*10-7m4按母线桥为两端简支多跨梁，查表得频率系统Nf=3.56f1==3.56/1.22（√7*1010*3.41*10-7/1.728）=291Hz>135Hz故β=1单位长度导体相间电动力fph=1.73*10-7ich2/a=1.73*10-7*31.52*106/0.75=229N/m单条矩形导体截面系数W=bh2/6=0.008*0.082/6=8.533*10-6m3导体最大相间计算应力：бph=fph*L2/12W=229*1.22/12*8.533*10-6=3.2*106Pa查表知硬铝的бal=70*106Paбph<бal故所选母线满足动稳定要求。（三）汇流母线支柱绝缘子和穿墙套管的选择-82- 1、支柱绝缘子选择根据母线额定电压（10.5kV）和装置地点，屋内部分选ZC-10型，其抗弯破坏负荷Fde=12250N，绝缘子高度H=225mm，则H1=H+b+h/2=225+12+4=241mmFmax=Fph=1.73*10-7ich2L/a=1.73*10-7*31.52*106*1.2/0.75=275NFc=FphH1/H=275*241/225=295N<0.6Fde（=7350N）2、穿墙套管选择根据工作电压和额定电流，选用CWLC-10/1500型套管，套管长度Lca=570mm，Fde=12250N。计算跨度Lc=（L+Lca）/2=（1.2+0.57）/2=0.885m套管受力Fmax=Fph=1.73*10-7ich2L/a=1.73*10-7*31.52*106*0.885/0.75=202N<0.6Fde（=7350N）（四）互感器的选择一、主变为110kV最大负荷电流：I=1.3×16000/110=109.17A查《发电厂电气设备》：110kV电流互感器LCWD-110/300,0.5/D1/D2级（用于差动保护）LCWB6-110B/300,0.2/P/P级（用于保护测量）110kV电压互感器JDCF-110WB0.2/3P级10kV电流互感器LMC-10/20000.5/3级（主变次总）LMC-10/6000.5/3级（分段开关）10kV出线电流互感器LA-10/3000.5/3级10kV母线电压互感器JDZ-100.5级高压熔断器RN2-10（用于压变高压侧）RN1-10（用于所用变高压侧）-82-'