电气工程基础课程设计报告110kV降压变电站电气系统初步设计


    

    课程设计说明书



    设计题目 110kV降压变电站电气系统初步设计
    电气 学院 电气工程动化 专业 班
    学 生 姓 名:
    学 号:
    完 成 日 期:
    指导老师(签字):




    华 中 科 技 学
    目录
    概述 …1
    二设计基础资料 2
    三变压器接线设计 3
    四接线设计 5
    五短路电流计算 7
    六电气设备选择 10
    1 断路器隔离开关选择 11
    2 导线选择 15
    3 限流电抗器选择 17
    4 电压互感器选择 18
    5 电流互感器选择 19
    6 高压熔断器选择 21
    7 支持绝缘子穿墙套选择 22
    8 消弧线圈选择 23
    9 避雷器选择 24
    附录
    短路电流计算书 25
    七课程设计体会建议 31
    八参考文献 32
    附图
    110kV降压 变电电气接线图(#2 图纸)
    第 1 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    概述
    1 设计目
    (1)复巩固电气工程基础课程学知识
    (2)培养分析问题解决问题力
    (3)学掌握变电电气部分设计基原理设计方法
    2 设计容
    设计做电气部分初步设计作施工设计土建设计
    (1) 变压器选择:根负荷选择变压器容量型式电压等级
    (2) 电气接线设计:性济性灵活性
    (3) 短路电流计算:运行方式()短路点短路类型
    (4) 电气设备选择:断路器隔离开关电流互感器电压互感器高压熔断器消弧线圈避雷器等
    (5) 绘制电气接线图
    3 设计求
    (1)制定务书
    (2)确定变压站电压等级合计负荷负荷类型
    (3)选择变压器确定型号相数容量等
    确定电压等级侧总负荷选择台数容量校验远期变压器负荷率满足规程规定应采取措施校验事情况变压器载力接方式终必须确定变压器:型号相数容量电压接线组短路阻抗等
    (4)电气接线设计
    电压等级拟定2~3接线方案先进行技术较初步确定23较方案进行济较选出终方案
    (5)短路电流计算
    电力系统侧限容量系统供电处理设备选择时变电终规模考虑保护整定计算时期工程考虑举例列出某点短路电流详细计算程列表出点短路电流计算结果SkII∞IshTeq(余点详细计算程附录中列出)
    (6) 电气设备选择
    类设备举例列出种设备详细选择程列表出选出设备参数条件


    第 2 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    二 设计基础资料
    1 建变电站建设规模
    ⑴ 变电站类型: 110 kV降压变电站
    ⑵ 三电压等级: 110 kV 35 kV 10 kV
    ⑶ 110 kV: 期进线2回出线1 回远期进线1回出线1回
    35 kV: 期4回 远期2回
    10 kV: 期6回远期2回
    2 电力系统建变电站连接情况
    ⑴ 变电站系统中位: 终端 变电站
    ⑵ 变电站仅采 110 kV电压电力系统相连变电站电源
    ⑶ 电力系统变电站高压母线标电抗(Sd100MVA):
    运行方式时 030
    运行方式时 040
    运行方式时 035
    ⑷ 级变电站备保护动作时间 3 s
    3 建变电站负荷
    ⑴ 110 kV出线:负荷回容量 12000kVA
    cosj=09Tmax= 5000 h
    ⑵ 35 kV负荷回容量 4000kVA
    cosj=085Tmax= 4000 h
    中类负荷1回二类负荷2回
    ⑶ 低压负荷回容量 1425 kWcosj=095Tmax= 4000 h
    中类负荷2回二类负荷2回
    ⑷ 负荷时率 09
    4 环境条件
    ⑴ 年高气温400C年低气温200C热月均高气温350C年低气温50C
    ⑵ 海拔高度: 600m
    ⑶ 雷暴日: 10日年
    5
    ⑴ 变电站理位置: 城郊距城区约10km
    ⑵ 变电站供电范围: 110 kV线路:长100 km短50 km
    35 kV线路:长60 km短20 km
    10 kV低压馈线:长30km短10km
    ⑶ 未事宜设计常规假设



    第 3 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    三变压器选择
    1 电压等级
    建变电电压等级110kV35kV10kV
    2 侧总负荷
    110kV期负荷:S11012000*1*0910800kVA
    35kV期负荷: S354000*4*0914400kVA
    10kV期负荷: S101425095*6*098100kVA
    期总负荷: S10800+14400+810033300kVA
    110kV远期负荷:S’11012000*1*0910800kVA
    35kV远期负荷: S’354000*2*097200kVA
    10kV远期负荷: S’101425095*2*092700kVA
    远期总负荷: S’10800+7200+270020700kVA
    总负荷: S总33300+2070054000kVA
    中重负荷二类负荷:
    S重4000*3*09+1425095*4*0916200kVA
    3 选择台数容量
    确定原:中型发电厂枢纽变电变应少2台变电建成5~10年规划负荷选择适考虑远期10~20年负荷发展重变电应考虑台变停运余变压器计负荷力允许时间满足III类负荷供电果两台变压器台容量应满足全部供电负荷60~7033000*(60~70)19800~23100kVA
    根原期工程选择2台20000kVA变压器二期工程增加1台20000kVA变压器
    4 校验变压器负荷率
    期变压器负荷率:33300(20000*2)*1008325
    远期变压器负荷率:54000(20000*3)*10090
    期远期皆留定裕度利率较高济性较
    5 校验事情况载力
    期台变压器停运余变压器担负全部负荷70时
    载率:3330020000*7011655
    时担负重负荷:1620020000*10081
    远期台变压器停运余变压器担负全部负荷70时
    载率:54000(20000*2)*70945




    电压等级
    110kV35kV10kV




    期规模总负荷
    33300kVA


    终规模总负荷
    54000kVA

    重负荷
    16200kVA





    期选2台
    终选择3台
    20000kVA变压器


    期负荷率
    8325
    远期负荷率
    90
    期台变压器停运载率
    11655
    远期台变压器停运载率
    945

    第 4 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    6 接方式
    国 110kV 电压变压器绕组采 Y 连接35kV 采 Y 连接中性点通消弧线圈接35kV 电压变压器绕组采∆连接
    7 变压器终确定
    变压器侧负荷百分:
    110kV侧:10800>12 SN
    35kV侧:14400>12 SN
    10kV侧:8100<12 SN
    容量10010050
    侧绕组通容量达额定容量15采三相三绕组变压器 载调压较 容易稳定电压 减少电 压波动 选择载调压方式规程规定电力系统般求 10KV 变电站采级载调压变压器站变压器选载三相三绕组变压器
    综述拟选择变压器型号SFSL720000110三相三绕组电力变压器期2台二期增加1台
    参数:
    型号:SFSL720000110
    相数:三相
    容量:10010050
    电压:11035105
    接线组:YNyn0d11
    短路阻抗:Uk(12)105Uk(13)18Uk(23)65



    接方式
    YNyn0d11




    容量10010050



    选择变压器
    型号SFSL720000110

    第 5 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    四 电气接线设计
    1设计原:
    根国家标准GB5005992 35~110kV 变电设计规范变电接线应根变电 电力 网中 位出线回 路数设备 特点负 载性质等条 件确定应满 足供电 运行 灵活操作 检修方便 节约投资 便扩建 等求
    35~110kV 线路两回时宜采桥型线路变压器组线路分 支接线 超两回 时宜采 扩桥型接 线单母 线分段单 母线接线110kV 线路 6 回时宜采双母线接线
    220kV进出线回路输送功率采母线接线形式母线接线通常进出线回路少扩建情况
    根国家标准变电两台变压器时6~10kV 侧宜采分段单母线线路 12 回时采双母线允许听见检修断路器时设置旁路设施 6~35kV 配电装置采手车式 高压开关柜时宜设置旁路设施
    采单母双母接线110kV~220kV电压等级断路器停电检修时间较长般应设置旁路母线
    35kV电压供电距离远重户采双回线路单母分段设置带专断路器旁路母线接线

    2设计方案:
    (1)110kV侧
    期进线2回出线1 回远期进线1回出线1回综原
    选较方案:
    方案:单母线分段接线
    特点:技术方面:简单清晰设备较少性较差灵活性较差母线分段减少障检修时停电范围
    济方面:设备较少投资较
    方案二:单母线分段带旁母接线
    特点:技术方面:性较高灵活性较检修断路器时停电倒闸操作较复杂容易误操作
    济方面:占较投资较

    综合考 虑单 母线分段 带旁母 方案 然 供电 性 显更满 足负荷求 占 投资 相反建 变电110kV侧期远 期负荷 率高 双倍投 资换取略 高性 划算 方 面种 新型断路器出现 成功运 行表明 断路器检 修
























    110kV 侧选单母线分段接线

    第 6 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    问题 复杂 旁路设施 解决备 断路 器代 需检修 断路器代断 路器方法相轻便会负荷造成较影响 综110kV 侧选单母线分段接线

    (2)35kV侧
    期4回 远期2回综合设计原选较方案:
    方案:单母线分段带旁母接线
    特点:技术方面:简单清晰操作方便性较差未接旁母回路检修时需停电母线分段减少障检修时停电范围
    济方面:母线分段断路器兼做旁路短路器节省投资设备较少占
    方案二:双母线接线
    特点:技术方面:性高调度灵活易扩建中型变电线路复杂容易误操作
    济方面:投资配电装置复杂

    综合 分析然 双母线接 线方案 具供电更 调 度更灵活 便扩建 优点 常常需 采取断路 器相应 隔离开关 间加装电 磁闭锁机械闭 锁电脑 闭锁等防 止误操作 安全措施 增加 投资 国中型发电厂变电站中广泛建 110kV 变 电站满足重负荷供电需求时应考虑投资济性 35kV 侧选单母线分段带旁母接线

    3)10kV侧
    期6回远期2回综合设计原较方案:
    方案:单母线分段接线
    特点:技术方面:简单清晰设备较少性较差灵活性较差母线分段较少障检修时停电范围
    济方面:设备少投资
    方案二:单母线分段带旁母接线
    特点:技术方面:性较高检修断路器时停电容易误操作
    济方面:占投资

    分析 知采 手车式 高压开 关柜时 设置旁 路设施 供电性影响折中考虑性济性10kV 侧采单母线分段接线






    35kV 侧选单母线分段带旁母接线















    10kV 侧采单母线分段接线

    第 7 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    五 短路电流计算
    系统穷系统处理通常基准容量取100MVA设备选择时终规模考虑继电保护整定期工程考虑
    1选择基准值
    基准电压:Ud1=115KVUd2=37KVUd3=105KV
    基准容量:Sd=100MVA
    基准电流Id1Sd( Ud1)05KA
    Id2Sd( Ud2)156KA
    Id3Sd( Ud3)55KA
    2确定系统电抗标幺值计算
    运行方式:030
    运行方式:040
    运行方式:035
    3变压器绕组电抗标幺值
    X105(Uk12+ Uk13-Uk23)=11
    X205(Uk12+ Uk23-Uk13)=0
    X305(Uk13+ Uk23-Uk12)=7
    4三侧电抗标幺值
    XⅠ*11*10020055
    XⅡ*0
    XⅢ*7*10020035





    计算结果左边示

    第 8 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    5短路电流计算
    终规模:
    运行方式:

    k1点三相短路:
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05030167kA
    次暂态电流:I″=I∞=167KA
    击电流值:ish18 I″424KA
    短路容量  SK=Sd X1=333MVA
    短路点运行方式规模计算程详见附录中短路电流计算书
    终规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    333
    167
    167
    424
    35kV
    k2
    207
    323
    323
    822
    10kV
    k3
    167
    917
    917
    2333









    终规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    250
    125
    125
    318
    35kV
    k2
    172
    268
    268
    681
    10kV
    k3
    143
    786
    786
    20
























    计算结果左边列表格

    第 9 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    终规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    286
    143
    143
    364
    35kV
    k2
    188
    293
    293
    745
    10kV
    k3
    154
    846
    846
    2154









    期规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    333
    167
    167
    424
    35kV
    k2
    174
    271
    271
    691
    10kV
    k3
    133
    733
    733
    1867









    期规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    250
    125
    125
    318
    35kV
    k2
    148
    231
    231
    588
    10kV
    k3
    160
    88
    88
    224









    期规模运行方式短路电流计算:
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    286
    143
    143
    364
    35kV
    k2
    118
    184
    184
    467
    10kV
    k3
    125
    688
    688
    177



    第 10 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    六 电气设备选择
    电气设备应满足正常短路电压特定条件安全求力求技术先进济合理通常电气设备选择分三步第正常工作条件选择第二短路情况检验热稳定性电动力作动稳定性第三实际条件修正时兼顾发展选性价格高运行验丰富技术成熟设备量减少选设备类型减少备品备件利运行检修等工作
    设备选择原:设备型号应符合环境安装条件求设备规格参数正常工作条件选择短路电流进行效验
    1) 正常工作条件选择电器
    额定电压:UN ³UNS
    额定电流:IN ³Imax
    2)短路情况检验
    热稳定校验:It2t ³Qk
    动稳定校验:ies ³ ish

    侧持续工作电流计算:
    变压器110kV侧:Imax1105*20000(312*110)1102A
    变压器35kV侧: Imax2105*20000(312*35)3464A
    变压器10kV侧: Imax3105*10000(312*105)5774A
    110kV进线: Imax418000(312*110)945A
    110kV出线: Imax512000(312*110)630A
    35kV出线: Imax64000(312*35)660A
    10kV出线: Imax71425(312*105*095)825A
    110kV母线分段开关110kV侧负荷60算:
    Imax860*54000(312*110)1700A
    35kV母线分段开关35kV侧负荷60算:
    Imax960*21600(312*35)2138A
    10kV母线分段开关10kV侧负荷60算:
    Imax1060*10800(312*105)3563A


















    计算结果左示

    第 11 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    1断路器隔离开关选择
    高压断路器高压回路中起着控制保护作高压电路中重电器设备建变电站选择断路器程中采型号断路器减少备件种类方便设备运行检修
    断路器校验:
    (1)额定电压:UN≥ UNS
    (2)额定电流选择:IN≥Imax
    (3)额定开断电流:INbr≥I
    (4)热稳定校验:It2t ³Qk
    (5)动稳定校验:ies ³ ish
    隔离开关校验必开断短路电流外项目断路器相
    热稳定时间选择:

    继电保护时间s
    断路器分闸时间s
    灭弧时间s
    热效应等效时间s
    110kV进线
    30
    01
    005
    315
    变110kV侧
    25
    01
    005
    265
    变35kV侧
    20
    01
    005
    215
    变10kV侧
    15
    02
    005
    175
    110kV出线
    10
    01
    005
    115
    35kV出线
    10
    01
    005
    115
    10kV出线
    05
    02
    005
    075
    变110侧例:
    断路器:选择SW3110G1200型断路器
    (1)额定电压:UN≥ UNS
    选择断路器额定电压110kV等变110kV侧电压110kV符合求
    (2)额定电流选择:IN≥Imax
    选择断路器额定电流1200A变110kV侧电流1102A符合求
    (3)额定开断电流:INbr≥I
    选择断路器额定开断电流158KA变110kV侧短路全电流167KA符合求
    (4)热稳定校验:It2t ³Qk
    选断路器热稳定1582*4 KA2*s变110kV侧热效应1672*265 KA2*s符合求
    (5)动稳定校验:ies ³ ish
    选断路器额定动稳定电流41KA变110kV侧短路击电流424KA符合求












    热稳定等效时间左表示

    第 12 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    隔离开关:选择GW4110600型隔离开关:
    (1)额定电压:UN≥ UNS
    选择隔离开关额定电压110kV等变110kV侧电压110kV符合求
    (2)额定电流选择:IN≥Imax
    选择隔离开关额定电流600A变110kV侧电流1102A符合求
    (3)热稳定校验:It2t ³Qk
    选隔离开关热稳定142*5 KA2*s变110kV侧热效应1672*265 KA2*s符合求
    (4)动稳定校验:ies ³ ish
    选隔离开关额定动稳定电流50KA变110kV侧短路击电流424KA符合求

    综列表
    变压器110kV侧断路器隔离开关:
    设备型号
    SW3110G1200型断路器
    GW4110600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    110KV
    110KV
    110KV
    110KV
    额定电流
    1200A
    1102A
    600A
    1102A
    额定开断电流
    158KA
    167KA


    热稳定KA2*s
    1582*4
    1672*265
    142*5
    1672*265
    动稳定
    41KA
    424KA
    50KA
    424KA
    操动机构
    CD5XG

    CS14


    部分方法校验选择设备:
    110KV进线断路器隔离开关:
    设备型号
    SW3110G1200型断路器
    GW4110600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    110KV
    110KV
    110KV
    110KV
    额定电流
    1200A
    945A
    600A
    945A
    额定开断电流
    158KA
    167KA


    热稳定KA2*s
    1582*4
    1672*315
    142*5
    1672*315
    动稳定
    41KA
    424KA
    50KA
    424KA
    操动机构
    CD5XG

    CS14
















    选断路器隔离开关左边列表示

    第 13 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    110KV出线断路器隔离开关:
    设备型号
    SW3110G1200型断路器
    GW4110600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    110KV
    110KV
    110KV
    110KV
    额定电流
    1200A
    630A
    600A
    630A
    额定开断电流
    158KA
    167KA


    热稳定KA2*s
    1582*4
    1672*115
    142*5
    1672*115
    动稳定
    41KA
    424KA
    50KA
    424KA
    操动机构
    CD5XG

    CS14

    110KV分段断路器隔离开关:
    设备型号
    SW3110G1200型断路器
    GW4110600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    110KV
    110KV
    110KV
    110KV
    额定电流
    1200A
    1700A
    600A
    1700A
    额定开断电流
    158KA
    167KA


    热稳定KA2*s
    1582*4
    1672*265
    142*5
    1672*265
    动稳定
    41KA
    424KA
    50KA
    424KA
    操动机构
    CD5XG

    CS14

    变压器35kV侧断路器隔离开关:
    设备型号
    SW335G600型断路器
    GW235600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    35KV
    35KV
    35KV
    35KV
    额定电流
    600A
    3464A
    600A
    3464A
    额定开断电流
    66KA
    323KA


    热稳定KA2*s
    662*4
    3232*215
    142*5
    3232*215
    动稳定
    17KA
    822KA
    50KA
    822KA
    操动机构
    CD3XG

    CS83

    35kV出线断路器隔离开关:
    设备型号
    SW335G600型断路器
    GW235600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    35KV
    35KV
    35KV
    35KV
    额定电流
    600A
    660A
    600A
    660A
    额定开断电流
    66KA
    323KA


    热稳定KA2*s
    662*4
    3232*115
    142*5
    3232*115
    动稳定
    17KA
    822KA
    50KA
    822KA
    操动机构
    CD3XG

    CS83




    第 14 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    35KV分段断路器隔离开关:
    设备型号
    SW335G600型断路器
    GW235600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    35KV
    35KV
    35KV
    35KV
    额定电流
    600A
    2138A
    600A
    2138A
    额定开断电流
    66KA
    323KA


    热稳定KA2*s
    662*4
    3232*215
    142*5
    3232*215
    动稳定
    17KA
    822KA
    50KA
    822KA
    操动机构
    CD3XG

    CS83

    变压器10kV侧高压开关柜:
    设备型号
    GG1A(F1)型开关柜断路器SN1010
    项目
    设备参数
    条件
    额定电压
    10KV
    10KV
    额定电流
    1000A
    5774A
    额定开断电流
    289KA
    917KA
    热稳定
    292*4 KA2*s
    9172*175KA2*s
    动稳定
    71KA
    2333KA
    操动机构
    CD10

    10kV出线高压开关柜:
    设备型号
    GG1A(F1)型开关柜断路器SN1010
    项目
    设备参数
    条件
    额定电压
    10KV
    10KV
    额定电流
    1000A
    825A
    额定开断电流
    289KA
    917KA
    热稳定
    292*4 KA2*s
    9172*075KA2*s
    动稳定
    71KA
    2333KA
    操动机构
    CD10

    10KV分段断路器隔离开关:
    设备型号
    SN810G600型断路器
    GN210600型隔离开关
    项目
    设备参数
    条件
    设备参数
    条件
    额定电压
    10KV
    10KV
    10KV
    10KV
    额定电流
    600A
    3563A
    600A
    3464A
    额定开断电流
    116KA
    917KA


    热稳定KA2*s
    1162*4
    9172*175
    142*5
    9172*175
    动稳定
    33KA
    2333KA
    50KA
    2333KA
    操动机构
    CD3XG

    CS61T




    第 15 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    2导线选择
    变电站规模中等电流母线全部采铝制矩形母线部分引出线采钢芯铝导线
    选择原:①周围环境高温度情况选择导线载流量工作电流长线路济电流密度选择②热稳定校验公式:校验取C97

    110KV母线选择例:
    拟选LWB80*8型矩形铝排置支持绝缘子艰巨25m相间中心线距04m
    1 持续电流校验:
    允许载流量1249A母线工作电流8*825660A
    2 热稳定校验:
    允许界面:Smin I∞*tmin12C1251mm2满足求
    3 动稳定校验:
    母线截面系数:Wh2*b6853cm2
    母线短路时电动力:F173*ish2*l 10s5885N
    母线受应力:σmaxF*l10W1725Ncm2
    铝母线允许应力6860Ncm2满足求

    导线类似方法选择校验
    选择结果表:(接页)





















    选导线页列表示

    第 16 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    (接页)
    项目
    工作电流A
    Jec(Amm2)
    Secmm2
    I∞KA
    Sminmm2
    导线型号
    IalA
    变110KV引出线
    1102
    12
    918
    167
    281
    LGJ150
    445
    110KV母线
    2*63
    12
    105
    167
    281
    LGJ150
    445
    110KV线路
    63
    12
    525
    167
    185
    LGJ70
    275
    变35KV引出线
    3464
    115
    3012
    323
    488
    LGJ150
    445
    35KV母线
    6*66
    115
    3443
    323
    488
    LGJ150
    445
    35KV旁母
    6*66
    115
    3443
    323
    488
    LGJ150
    445
    35KV线路
    66
    115
    574
    323
    357
    LGJ70
    275
    变10KV引出线
    5774
    115
    5021
    917
    1251
    LGJ400
    800
    10KV母线
    8*825
    115
    5739
    917
    1251
    LWB80*8
    1249
    10KV线路
    825
    115
    717
    917
    819
    LGJ150
    445



    第 17 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    3 限流电抗器选择
    (1) 限流电抗器作
    ①限制短路电流
    ②维持母线残压
    (2) 限流电抗器选择
    ①电抗百分值选择需根具体求(限制短路电流值)确

    ②电压损失校验求电抗器电压损失应电网额定电压5
    ③母线残压校验满足残压求增电抗值瞬时速断保

    建变电站中线路电流设备选择保证选择限流电抗器


    第 18 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    4 电压互感器选择
    电压互感器配置应保证接线运行方式改变时保护装置失压期点两侧提取电压条母线三相均装设电压互感器
    (1)110KV母线电压互感器
    110KV线路选择电容式单相电压互感器次侧绕组接电网相电压选择型号YDR110电压互感器变:容量1200VA
    (2)35KV母线电压互感器
    35KV线路选择电磁式单相电压互感器次侧绕组接电网相电压选择型号JDJJ35电压互感器变:容量1200VA
    (3)10KV母线电压互感器
    10KV线路选择电磁式单相户电压互感器次侧绕组接电网相电压选择型号JDZJ10电压互感器变:容量300VA
    选择结果表:
    项目
    型号

    容量(VA)
    110KV母线
    YDR110

    1200
    35KV母线
    JDJJ35

    1200
    10KV母线
    JDZJ10

    300



    第 19 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    5 电流互感器选择
    电流互感器种特殊变压器次绕组串联电力线路里二次绕组接仪表继电器作次电流转变标准二次电流(5A 1A)便测量保护装断路器回路应装设电流互感器
    电流互感器选择般求:
    变110KV侧电流互感器例:
    (1)型式选择
    选择LCWD110

    (2)电计量电流互感器准确度应低05 级
    选择05级

    (3)额定电压应低装设点电路额定电压
    额定电压110KV等进线额定电压满足求

    (4)额定次电流应电路中计算电流
    额定电流200A进线电流1102A满足求

    (5)校验热稳定
    (75*200)2*1225*107>25102*315198*107符合条件

    (7) 校验动稳定
    212*200*15051961>5100满足求

    电流互感器类似方法选择校验
    选择结果表:(接页)









    选电流互感器页表格列

    第 20 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    (接页)
    项目
    型号
    电流
    热稳定倍数
    动稳定倍数
    110KV进线
    LCWD110

    75
    150
    110KV出线
    LCWD110

    75
    150
    35KV出线
    LCWD35

    65
    150
    10KV出线
    LA10

    90
    160
    变110KV侧
    LCWD110

    75
    150
    变35KV侧
    LCWD35

    65
    150
    变10KV侧
    LA10

    50
    90
    110KV母线
    LCWD110

    75
    150
    35KV母线
    LCWD35

    65
    150
    10KV母线
    LA10

    50
    90



    第 21 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    6 高压熔断器选择
    保护电压互感器必须电压互感器旁装设高压熔断器般35kV 电压等级需装设高压熔断器熔件额定电流工作电流留充足裕度躲变压器励磁涌流影响校验断流容量时应短路容量限流式熔断器额定电压应电网额定电压相符

    选高压熔断器表:
    项目
    型号
    额定电压
    额定电流
    断流容量

    35KV等级

    35KV
    2~10A
    600MVA
    保护户外电压互感器
    10KV等级

    10KV
    05A
    100MVA
    保护户电压互感器



    第 22 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    7 支持绝缘子穿墙套选择
    (1) 绝缘子
    绝缘子支撑悬挂导线导线杆塔绝缘种瓷质钢化玻璃高分子合成材料制作元件应具良绝缘性足够机械强度悬式绝缘子35kV 线路通常组装成绝缘子串串绝缘子片数应根线路电压等级绝缘求确定
    ①110kV 线路拟采X45 型悬式绝缘子相8 片
    ②35kV 线路拟采X45 型悬式绝缘子相4 片
    ③10kV 户外支柱绝缘子采ZS10500 型绝缘子高度210mm机械破坏负荷500kg

    动稳定校验:
    F173*ish2*l 10s5885N
    Fal500*98*602940N
    满足求

    (2) 穿墙套
    10kV 进线穿墙套选CWLB101000 型额定电流1000A5s 热稳定
    电流20kA套长度600mm机械破坏负荷750kg

    校验动稳定:
    F173*ish2*l 10s5885N
    Fal750*98*604410N
    满足求

    校验热稳定:
    452*5 KA2*s≥11222*21 KA2*s
    满足求


    第 23 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    8 消弧线圈选择
    国关规定3~60kV 电力电网中电容电流超列数值时电力系统中性点应装设消弧线圈:
    (1) 3~60kV 电力网30A
    (2) 10kV 电力网20A
    (3) 35~60kV 电力网10A
    变10kV 侧三角形接法需装设消弧线圈需变35kV 侧装设消弧线圈35KV 系统发生单相接短路时电容电流:

    国关规定3~60KV电力电网中电容电流超列数值时电力系统中性点应装设消弧线圈:(1)3~60KV电力网30A(2)10KV电力网20A(3)35~60KV电力网10A

    变10KV侧三角形接法需装设消弧线圈需变35KV侧装设消弧线圈35KV系统发生单相接短路时电容电流:
    装设消弧线圈远景时需装设应预留位置



    第 24 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    9 避雷器选择
    (1) 概述
    避雷器种普遍采侵入波保护装置种电压限制器限制线路传雷电电压操作引起电压称电压限制器简称限压器
    避雷器够达预期保护效果必须满足面基求:
    ①具良伏秒特性易实现合理绝缘配合
    ②较强绝缘强度恢复力利快速切断工频续流电力系统继续运行
    (2) 避雷器选择
    电气设备绝缘配合基避雷器保护水设备承受雷电电压操作电压均避雷器限制避雷器选择原:
    ①避雷器额定电压必须安装避雷器电力系统电压等级相等
    ②35KV 电压等级系统避雷器灭弧电压系统工作线电压110110KV 中性点接系统避雷器灭弧电压系统工作线电压80
    ③工频放电电压规定限

    选择避雷器型号表:
    项目
    型号
    额定电压(KV)
    灭弧电压(KV)
    工频放电电压(KV)
    110KV母线
    FZ110J
    110
    100>110*0888
    (224~268)>100*18180
    35KV母线
    FZ35
    35
    41>35*11385
    (84~104)>41*18738
    10KV母线
    FZ10
    10
    127>10*1111
    (26~31)>10*1818
    变中性点
    FZ110
    110
    126>110*0888
    (254~312)>126*18227
    变110KV侧
    FZ110J
    110
    100>110*0888
    (224~268)>100*18180
    变35KV侧
    FZ35
    35
    41>35*11385
    (84~104)>41*18738
    变10KV侧
    FZ10
    10
    127>10*1111
    (26~31)>10*1818
    110KV出线
    FZ110J
    110
    100>110*0888
    (224~268)>100*18180
    110KV进线
    FZ110J
    110
    100>110*0888
    (224~268)>100*18180
    35KV出线
    FZ35
    35
    41>35*11385
    (84~104)>41*18738
    10KV出线
    FZ10
    10
    127>10*1111
    (26~31)>10*1818



    第 25 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    附录

    短路电流计算书
    终规模:
    运行方式:
    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05030167kA
    次暂态电流:I″=I∞=167KA
    击电流值:ish18 I″424KA
    短路容量  SK=Sd X1=333MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3‖X4+X10553+0300483
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560483323kA
    次暂态电流:I″=I∞=323KA
    击电流值:ish18 I″822KA
    短路容量  SK=Sd X11=207MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)‖(X4+X7)+X1
    (055+035)3+030060
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 55060917kA
    次暂态电流:I″=I∞=917KA
    击电流值:ish18 I″2333KA
    短路容量  SK=Sd X12=167MVA



    第 26 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    333
    167
    167
    424
    35kV
    k2
    207
    323
    323
    822
    10kV
    k3
    167
    917
    917
    2333









    终规模:
    运行方式:
    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05040125kA
    次暂态电流:I″=I∞=125KA
    击电流值:ish18 I″318KA
    短路容量  SK=Sd X1=250MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3‖X4+X10553+0400583
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560583268kA
    次暂态电流:I″=I∞=268KA
    击电流值:ish18 I″681KA
    短路容量  SK=Sd X11=172MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)‖(X4+X7)+X1
    (055+035)3+040070
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 55070786kA
    次暂态电流:I″=I∞=786KA
    击电流值:ish18 I″20KA
    短路容量  SK=Sd X12=143MVA
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    250
    125
    125
    318
    35kV
    k2
    172
    268
    268
    681
    10kV
    k3
    143
    786
    786
    20



    第 27 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    终规模:
    运行方式:
    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05035143kA
    次暂态电流:I″=I∞=143KA
    击电流值:ish18 I″364KA
    短路容量  SK=Sd X1=286MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3‖X4+X10553+0350533
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560533293kA
    次暂态电流:I″=I∞=293KA
    击电流值:ish18 I″745KA
    短路容量  SK=Sd X11=188MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)‖(X4+X7)+X1
    (055+035)3+035065
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 55065846kA
    次暂态电流:I″=I∞=846KA
    击电流值:ish18 I″2154KA
    短路容量  SK=Sd X12=154MVA
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    286
    143
    143
    364
    35kV
    k2
    188
    293
    293
    745
    10kV
    k3
    154
    846
    846
    2154



    第 28 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    期工程时:
    运行方式:

    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05030167kA
    次暂态电流:I″=I∞=167KA
    击电流值:ish18 I″424KA
    短路容量  SK=Sd X1=333MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3+X10552+0300575
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560575271kA
    次暂态电流:I″=I∞=271KA
    击电流值:ish18 I″691KA
    短路容量  SK=Sd X11=174MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)+X1
    (055+035)2+030075
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 55075733kA
    次暂态电流:I″=I∞=733KA
    击电流值:ish18 I″1867KA
    短路容量  SK=Sd X12=133MVA
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    333
    167
    167
    424
    35kV
    k2
    174
    271
    271
    691
    10kV
    k3
    133
    733
    733
    1867



    第 29 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    期工程时:
    运行方式:
    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05040125kA
    次暂态电流:I″=I∞=125KA
    击电流值:ish18 I″318KA
    短路容量  SK=Sd X1=250MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3+X10552+0400675
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560675231kA
    次暂态电流:I″=I∞=231KA
    击电流值:ish18 I″588KA
    短路容量  SK=Sd X11=148MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)+X1
    (055+035)2+030085
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 5508588kA
    次暂态电流:I″=I∞=88KA
    击电流值:ish18 I″224KA
    短路容量  SK=Sd X12=160MVA
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    250
    125
    125
    318
    35kV
    k2
    148
    231
    231
    588
    10kV
    k3
    160
    88
    88
    224



    第 30 页
    设 计 计 算 说 明
    结果
    期工程时:
    运行方式:
    (1)k1点三相短路
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X1 05035143kA
    次暂态电流:I″=I∞=143KA
    击电流值:ish18 I″364KA
    短路容量  SK=Sd X1=286MVA
    (2)k2点三相短路
    网络变换:X11X2‖X3+X10552+0350625
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 1560625184kA
    次暂态电流:I″=I∞=184KA
    击电流值:ish18 I″467KA
    短路容量  SK=Sd X11=118MVA
    (3)k3点三相短路
    网络变换:X12(X2+X5)‖(X3+X6)+X1
    (055+035)2+030080
    三相短路电流周期分量效值:I∞ Id1X11 55075688kA
    次暂态电流:I″=I∞=688KA
    击电流值:ish18 I″177KA
    短路容量  SK=Sd X12=125MVA
    短路点
    编号
    短路电流计算值KA
    SKMVA
    I″
    I∞
    ish
    110kV
    k1
    286
    143
    143
    364
    35kV
    k2
    118
    184
    184
    467
    10kV
    k3
    125
    688
    688
    177


    第 31 页
    七 课程设计体会建议
    体会:
    次电气工程基础课程设计中复巩固电气工程基础课程学知识包括变压器选择接线设计短路电流计算电气设备选择容致覆盖电气工程基础知识容课课程课外拓展说次课程设计帮助电力电子知识仅温遍中新认识印证句古语温知新师矣时加深理知识认识理解达理联系实际效果
    次课程设计中遇许困难电气设备规格接线图绘制等东西头学起查阅资料时会学请教收获变压器选择程中选择合适变压器型号台数容量等问题度阻碍设计进程长时间思考实验问题解决时候解决问题关键心态仅力底强态度端正目明确置身具体问题中轻易放弃学会变通问题定解决时学会设计实验方法步骤
    较完成实验必须设计前电气工程基础知识充分回顾温设计求容步骤等清楚认识正确设计实验进行中正确设备认真选择型号详细记录争取做精益求精时设计时认真分析思考成果学交流讨具体准确撰写设计报告程中锻炼思考学力促进养成做设计方法惯时巩固已学知识学致机会外通次设计增强学兴趣考验收集分析组织材料力锻炼思维力提高学术素养
    仅学学校里学知识断生活中实践中学知识断方面武装已竞争中突出已表现已次设计中感受深点学校理学方面面面俱实际工作中会遇书没学书知识点情况
    总言次电气工程基础课程设计程中受益匪浅仅巩固前学知识学新知识学致学知识转化成实际应
    建议:
    次课程设计中遇困难:图书馆关书籍限网络关资源较少查阅资料时较浪费精力时间老师提供参考资料网络址更书籍
    觉答疑时间较少许问题纠结查阅资料时够种版解答走少歧途希老师帮助

    第 32 页
    八 参考文献
    1 熊信银 张步涵电气工程基础华中科技学出版社
    2 陈跃电气工程专业毕业设计指南中国电力出版社
    3 西北电力设计院 东北电力设计院电力工程设计手册海民出版社
    4 朴林变电电气部分中国水利水电出版社
    5 电力工业部西北电力设计院电力工程电气设计手册中国电力出版社
    6 仰赞 温增银电力系统分析华中科技学出版社
    7 胡仁喜 程丽 刘红宁AutoCAD2008电气设计典实例解析中国电力出版社
    8 曹爱民AutoCAD电气设计入门精通民邮电出版社
    文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传

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