110kv變電所畢業設計

時間 2021-08-11 18:00:53

1樓:

一、 短路電流計算

1、 原始資料:

⑴ 基準容量(mva) sj= 100 mva

⑵ 基準電壓(kv)

110kv側: uj110= 115 kv

10kv側: uj10= 10.5 kv

⑶ 基準電流(ka)

110kv側: ij110= 0.5020 ka

10kv側: ij10= 5.4986 ka

⑷ 歸算至110kv母線阻抗標么值:

110kv系統最大短路電流 系統最大阻抗標么值 xxmax= 0.02

按25ka設定

⑸ 主變壓器引數: 型號:sz9-63000kva/110±8×1.25%/10.5kv

額定容量(mva):sb= 63 mva

短路阻抗: ud%= 17

⑹ 主變壓器阻抗標么值: 0.27

2、 短路計算阻抗圖

3、 計算結果:

⑴ 110kv母線三相短路電流(d1):

系統最大值 50.0000

25.1022 ka

⑵ 10kv母線三相短路電流(d2):

系統最大值 3.4502

18.9710 ka

二、 110kv裝置選擇校驗:

1、 計算資料

⑴ 主變110kv側額定電流(a): ie110 = 316.3 a

⑵ 主變110kv側持續工作電流(a): ig110 = 332.1 a

⑶ 110kv線路側額定電流(a): 2×ie110 = 632.6 a

⑶ 110kv線路側持續工作電流(a): 2×ig110 = 664.2 a

⑷ 110kv母線短路電流(ka): id1 = 25.1022 ka

⑸ 母線短路衝擊電流(ka): ich110 =2.55*id1 = 64.0106 ka

母線短路熱穩定電流(ka2·s): t=1s時: qdt110=id12×t = 630.1197 ka2·s

t=2s時: qdt110=id12×t = 1260.2394 ka2·s

t=3s時: qdt220=id12×t = 1890.3592 ka2·s

t=4s時: qdt110=id12×t = 2520.4789 ka2·s

2、 110kv gis裝置(開關裝置):

裝置引數 計算值

額定電壓(kv): 110

最高工作電壓(kv): 126

額定電流(a): 1600a 664.2 a

額定短路開斷電流(ka): 31.5 25.1022 ka

額定熱穩定電流(ka): 31.5

額定熱穩定時間(s): 4

熱穩定校驗值(ka2·s): qt = 31.52×4 2520.4789 ka2·s

額定動穩定電流(峰值)(ka): 80 64.0106 ka

結論: 滿足要求

3、 110kv電流互感器:

⑴ 主變110kv套管電流互感器(型號:lr-110、lrd-110):

a、 一次額定電流選擇:

按比 正常工作電流大1/3左右選擇: 421.7 a

故選擇主變110kv套管電流互感器變比為: 400~800/1 a

⑵ 110kv主變進線電流互感器(gis):

a、 一次額定電流選擇:

按比 正常工作電流大1/3左右選擇: 421.7 a

故選擇110kv主變進線電流互感器變比為: 2*400/1 a

⑶ 110kv出線電流互感器(gis):

a、 一次額定電流選擇:

按比 正常工作電流大1/3左右選擇: 843.4 a

故選擇110kv出線電流互感器變比為: 2*400/1 a

結論: 滿足要求

4、 110kv氧化鋅避雷器(型號:108/268)

⑴、 裝置引數:

a、 持續執行電壓有效值(kv): 84.2 kv

b、 避雷器額定電壓有效值(kv): 108 kv

c、 最大雷電衝擊殘壓峰值(kv): ≤268 kv

d、 最大陡坡衝擊殘壓峰值(kv): ≤308 kv

e、 最大操作衝擊殘壓峰值(kv): ≤228 kv

⑵、 裝置校驗:

a、 避雷器的持續執行電壓uby:

應滿足 uby ≥ uxg (系統最高相電壓)

72.75 kv

b、 避雷器額定電壓ube:

應滿足 ube ≥ ug (系統出現的最高工頻過電壓)

94.50 kv

um—系統最高電壓

c、 避雷器最大雷電衝擊殘壓ublc:

其中,bil—內絕緣全波額定雷電衝擊耐壓

110kv的bil=450kv

klp—雷電衝擊絕緣配合係數,取1.4

321.4 kv

d、 陡坡衝擊電流下的殘壓u'blc:

369.6 kv

e、 避雷器操作衝擊殘壓ubcc:

其中,ugs—內絕緣1min工頻實驗電壓

110kv的ugs=200kv

kcp—操作衝擊絕緣配合係數,取1.15

1.35—為內絕緣的衝擊係數

234.8 kv

結論: 滿足要求

三、 10kv裝置選擇校驗:

1、 計算資料

⑴ 主變10kv側額定電流(a): ie10 = 3464.1 a

⑵ 主變10kv側持續工作電流(a): ig10 = 3637.3 a

⑶ 10kv母線短路電流(ka): id2 = 18.9710 ka

⑷ 母線短路衝擊電流(ka): ich10 = 48.3760 ka

⑸ 母線短路熱穩定電流(ka2·s): t=1s時: qdt10=id22×t = 359.8982 ka2·s

t=2s時: qdt10=id22×t = 719.7964 ka2·s

t=3s時: qdt10=id22×t = 1079.6947 ka2·s

t=4s時: qdt10=id22×t = 1439.5929 ka2·s

2、 斷路器手車(主變進線及分段):

裝置引數 計算值

額定電壓(kv): 10

最高工作電壓(kv): 12

額定電流(a): 4000 3637.3 a

額定短路開斷電流(ka): 40 18.9710 ka

3s短時耐受電流(ka): 40

熱穩定校驗值(ka2·s): qt = 402×3 1079.6947 ka2·s

額定短路關合電流(峰值)(ka): 100 48.3760 ka

結論: 滿足要求

3、 斷路器手車(饋線、電容、接地變、站用變):

裝置引數 計算值

額定電壓(kv): 10

最高工作電壓(kv): 12

額定電流(a): 1250 439.9 a

(每回饋線最大負荷按8mva考慮)

額定短路開斷電流(ka): 31.5 18.9710 ka

4s短時耐受電流(ka): 31.5

熱穩定校驗值(ka2·s): qt = 31.52×4 1439.5929 ka2·s

額定短路關合電流(峰值)(ka): 80 48.3760 ka

結論: 滿足要求

4、 電流互感器

⑴、 裝置引數:

型號: lzzb9-10q

1s熱穩定倍數: 45 倍

動穩定倍數: 90 倍

⑵、 一次額定電流選擇:

a、 主變10kv側電流互感器: 3637.3 a

按主變10kv側持續工作電流 故選擇電流互感器變比為: 4000/1 a

b、 10kv饋線電流互感器:

每回饋線最大負荷按8mva考慮: 439.9

586.5 a

故選擇電流互感器變比為: 600/1 a

c、 10kv電容器出線電流互感器:

電容器額定容量:sre= 6012 kvar

迴路額定電流 ire= 330.6 a

440.8 a

故選擇10kv電容器出線電流互感器變比為: 500/1 a

結論: 滿足要求

⑶、 短路穩定校驗:

a、 內部動穩定校驗:

其中kd為動穩定倍數;i1e為ct一次繞組額定電流,取最小值ict10-r

77.6081

b、 熱穩定校驗:

其中:kr為1s熱穩定倍數;i1e為ct一次繞組額定電流,取最小值ict10-r

qd短路電流引起的熱效應(ka2·s)=id102×t'= 359.9 s

上式中 ,t' 取1s;

t = 1.0 s

43.0410

結論: 滿足要求

5、 10kv熔斷器(電壓互感器用)(型號:rn1-10)

⑴、 熔斷器最大開斷容量: srkd = 30~400mva

⑵、 10kv母線短路容量: 345.02 mva

結論: 滿足要求

6、 10kv氧化鋅避雷器(型號:hy5w-17/45)

⑴、 裝置引數:

a、 持續執行電壓有效值(kv): 13.6 kv

b、 避雷器額定電壓有效值(kv): 17 kv

c、 最大雷電衝擊殘壓峰值(kv): ≤45 kv

d、 最大陡坡衝擊殘壓峰值(kv): ≤51.5 kv

e、 最大操作衝擊殘壓峰值(kv): ≤38.3 kv

⑵、 裝置校驗:

a、 避雷器的持續執行電壓uby:

應滿足 uby ≥1.1 um (系統最高電壓)

13.20 kv

b、 避雷器額定電壓ube:

應滿足 ube ≥ ug (系統出現的最高工頻過電壓)

16.56 kv

um—系統最高電壓

c、 避雷器最大雷電衝擊殘壓ublc:

其中,bil—內絕緣全波額定雷電衝擊耐壓

10kv的bil=75kv

klp—雷電衝擊絕緣配合係數,取1.4

53.6 kv

d、 陡坡衝擊電流下的殘壓u'blc:

61.6 kv

e、 避雷器操作衝擊殘壓ubcc:

其中,ugs—內絕緣1min工頻實驗電壓

10kv的ugs=42kv

kcp—操作衝擊絕緣配合係數,取1.15

49.3 kv

結論: 滿足要求

四、 接地體截面選擇:

1、 原始資料:

接地材料的熱穩定係數(銅) c= 210

短路的等效持續時間 te= 3 s

流過接地線的短路電流穩定值 4000 a

2、 計算結果:

接地線的最小截面 33.0 mm2

選接地線為tj-150的銅絞線,s= 150 mm2

選接地極為φ18的銅棒 ,s=3.14×92= 254.34 mm2

銅接地材料不考慮腐蝕

結論: 滿足要求

五、 變電所主接地網接地電阻計算:

1、 原始資料:

土壤電阻率 ρ= 390 ω.m

水平接地極的等效直徑 d= 0.014 m

垂直接地極的等效直徑 d= 0.018 m

水平接地極的埋深 h= 0.9 m

接地網的總面積 s=79×42= 3318 m2

垂直接地極長度 l= 2.5 m

垂直接地極個數 n= 60 個

水平接地極的總長度 l=79×8+42×14= 1220 m

接地網的外緣邊線總長度 l0=79×2+42×2= 242 m

深井接地極長度 l1= 20 m

深井接地極的等效直徑 d1= 0.1 m

深井接地極個數 n‘= 10 個

2、 計算結果:

0.9329

等值方形接地網的接地電阻 3.0735 ω

0.9774 ω

任意形狀邊緣閉合接地網的接地電阻 3.0039 ω

單根垂直接地極的接地電阻 149.2947 ω

單個深井接地極的接地電阻 19.7935 ω

垂直接地極的總接地電阻 r∑=rv/n= 2.4882 ω

深井接地極的總接地電阻 r'∑=r'v/n= 1.9794 ω

增加深井接地極後的總接地電阻 r總=r∑‖rn‖r'v∑= 0.8064 ω

施放降阻劑後的接地電阻 r降=r總/1.8= 0.4480 ω

考慮0.9的係數後的總接地電阻 r‘總=r降/0.9= 0.4978 ω

結論: 滿足要求

六、 接觸電位差和跨步電位差校驗:

1、 原始資料:

人站立地表土壤電阻率 ρf= 800 ω.m

接地裝置的接地電阻 r= 0.5 ω

入地短路電流 ig= 4000 a

接地裝置的電位 ug=ig×r= 2000 v

均壓帶的等效直徑 d= 0.014 m

均壓帶根數 n= 22 根

接地網的外緣邊線總長度 l0=79×2+42×2= 242 m

水平接地極的總長度 l=79×8+42×14= 1220 m

接地網的總面積 s=79×42= 3318 m2

水平接地極的埋深 h= 0.9 m

跨步距離 t= 0.8 m

2、 計算結果:

⑴、 接觸電位差和跨步電位差允許值

接地短路電流持續時間 t取 1.2 s

接觸電位差允許值 ut=(174+0.17ρf)/√t = 282.9900 v

跨步電位差允許值 us=(174+0.7ρf)/ √t = 670.0473 v

⑵、 接地網表面最大接觸電位差計算

kd=0.841-0.225lgd= 1.2581

kl= 1.0

kn=0.076+0.776/n= 0.1113

ks=0.234+ 0.414lg√s= 0.9628

ktmax=kdklknks= 0.1348

utmax=ktmaxug= 269.5796 v

結論: 滿足要求

⑶、 接地網表面最大跨步電位差計算

n=2(l/l0)(l0/4√s)1/2= 10.3332

β=0.1√n= 0.3215

α2=0.35〔(n-2)/n〕1.14(√s/30)β= 0.3378

ksmax=(1.5-α2)ln{〔h2+(h+t/2)2〕/〔h2+(h-t/2)2〕}/ln(20.4s/dh)= 0.0643

usmax=ksmaxug= 128.6992 v

結論: 滿足要求

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