110kv变电所毕业设计

Question

110kv枢纽变电站，110kv进线四回，线路长度分别为100km，150km，200km，250km。属于四个独立电源；10kv馈出线六回，距负荷端分别为，30km（2回），40km（2回），50km（2回）。本变电所安祖行主变四台（4*80mva),系统按照无穷大考虑。
（我只需要其中的计算部分 负荷计算 潮流计算 调压计算 短路计算等等）

Answer 1

一、 短路电流计算
1、 原始数据：
⑴ 基准容量（MVA） Sj= 100 MVA
⑵ 基准电压（kV）
110kV侧： Uj110= 115 kV
10kV侧： Uj10= 10.5 kV

⑶ 基准电流（kA）
110kV侧： Ij110= 0.5020 kA
10kV侧： Ij10= 5.4986 kA
⑷ 归算至110kV母线阻抗标幺值：
110kV系统最大短路电流 系统最大阻抗标幺值 Xxmax= 0.02
按25kA设定
⑸ 主变压器参数： 型号：SZ9-63000kVA/110±8×1.25％/10.5kV
额定容量（MVA）：SB= 63 MVA
短路阻抗： Ud%= 17

⑹ 主变压器阻抗标幺值： 0.27

2、 短路计算阻抗图

3、 计算结果：
⑴ 110kV母线三相短路电流(d1)：
系统最大值 50.0000
25.1022 kA
⑵ 10kV母线三相短路电流(d2)：
系统最大值 3.4502
18.9710 kA

二、 110kV设备选择校验：
1、 计算数据
⑴ 主变110kV侧额定电流(A)： Ie110 = 316.3 A
⑵ 主变110kV侧持续工作电流(A)： Ig110 = 332.1 A
⑶ 110kV线路侧额定电流(A)： 2×Ie110 = 632.6 A
⑶ 110kV线路侧持续工作电流(A)： 2×Ig110 = 664.2 A
⑷ 110kV母线短路电流(kA)： Id1 = 25.1022 kA
⑸ 母线短路冲击电流(kA)： ich110 =2.55*Id1 = 64.0106 kA
母线短路热稳定电流(kA2·s)： t=1s时： Qdt110=Id12×t = 630.1197 kA2·s
t=2s时： Qdt110=Id12×t = 1260.2394 kA2·s
t=3s时： Qdt220=Id12×t = 1890.3592 kA2·s
t=4s时： Qdt110=Id12×t = 2520.4789 kA2·s

2、 110kV GIS设备（开关设备）：
设备参数 计算值
额定电压（kV）： 110
最高工作电压（kV）： 126
额定电流（A）： 1600A 664.2 A
额定短路开断电流（kA）： 31.5 25.1022 kA
额定热稳定电流（kA）： 31.5
额定热稳定时间（S）： 4
热稳定校验值（kA2·s)： Qt = 31.52×4 2520.4789 kA2·s
额定动稳定电流（峰值）（kA）： 80 64.0106 kA
结论： 满足要求

3、 110kV电流互感器：
⑴ 主变110kV套管电流互感器(型号：LR-110、LRD-110)：
a、 一次额定电流选择：
按比 正常工作电流大1/3左右选择： 421.7 A
故选择主变110kV套管电流互感器变比为： 400～800/1 A
⑵ 110kV主变进线电流互感器(GIS)：
a、 一次额定电流选择：
按比 正常工作电流大1/3左右选择： 421.7 A
故选择110kV主变进线电流互感器变比为： 2*400/1 A
⑶ 110kV出线电流互感器(GIS)：
a、 一次额定电流选择：
按比 正常工作电流大1/3左右选择： 843.4 A
故选择110kV出线电流互感器变比为： 2*400/1 A
结论： 满足要求

4、 110kV氧化锌避雷器（型号：108/268）
⑴、 设备参数：
a、 持续运行电压有效值(kV)： 84.2 kV
b、 避雷器额定电压有效值(kV)： 108 kV
c、 最大雷电冲击残压峰值(kV)： ≤268 kV
d、 最大陡坡冲击残压峰值(kV)： ≤308 kV
e、 最大操作冲击残压峰值(kV)： ≤228 kV

⑵、 设备校验：
a、 避雷器的持续运行电压Uby：
应满足 Uby ≥ Uxg (系统最高相电压)
72.75 kV
b、 避雷器额定电压Ube：
应满足 Ube ≥ Ug (系统出现的最高工频过电压)
94.50 kV
Um—系统最高电压
c、 避雷器最大雷电冲击残压UbLC：

其中，BIL—内绝缘全波额定雷电冲击耐压
110kV的BIL=450kV
KLP—雷电冲击绝缘配合系数，取1.4
321.4 kV
d、 陡坡冲击电流下的残压U'bLC：

369.6 kV
e、 避雷器操作冲击残压Ubcc：

其中，Ugs—内绝缘1min工频实验电压
110kV的Ugs=200kV
KCP—操作冲击绝缘配合系数，取1.15
1.35—为内绝缘的冲击系数
234.8 kV
结论： 满足要求

三、 10kV设备选择校验：
1、 计算数据
⑴ 主变10kV侧额定电流(A)： Ie10 = 3464.1 A
⑵ 主变10kV侧持续工作电流(A)： Ig10 = 3637.3 A
⑶ 10kV母线短路电流(kA)： Id2 = 18.9710 kA
⑷ 母线短路冲击电流(kA)： ich10 = 48.3760 kA
⑸ 母线短路热稳定电流(kA2·s)： t=1s时： Qdt10=Id22×t = 359.8982 kA2·s
t=2s时： Qdt10=Id22×t = 719.7964 kA2·s
t=3s时： Qdt10=Id22×t = 1079.6947 kA2·s
t=4s时： Qdt10=Id22×t = 1439.5929 kA2·s

2、 断路器手车（主变进线及分段）：
设备参数 计算值
额定电压（kV）： 10
最高工作电压（kV）： 12
额定电流（A）： 4000 3637.3 A
额定短路开断电流（kA）： 40 18.9710 kA
3S短时耐受电流（kA）： 40
热稳定校验值（kA2·s)： Qt = 402×3 1079.6947 kA2·s
额定短路关合电流（峰值）（kA）： 100 48.3760 kA
结论： 满足要求

3、 断路器手车（馈线、电容、接地变、站用变）：
设备参数 计算值
额定电压（kV）： 10
最高工作电压（kV）： 12
额定电流（A）： 1250 439.9 A
（每回馈线最大负荷按8MVA考虑）
额定短路开断电流（kA）： 31.5 18.9710 kA
4S短时耐受电流（kA）： 31.5
热稳定校验值（kA2·s)： Qt = 31.52×4 1439.5929 kA2·s
额定短路关合电流（峰值）（kA）： 80 48.3760 kA
结论： 满足要求

4、 电流互感器
⑴、 设备参数：
型号： LZZB9-10Q
1S热稳定倍数： 45 倍
动稳定倍数： 90 倍

⑵、 一次额定电流选择：
a、 主变10kV侧电流互感器： 3637.3 A
按主变10kV侧持续工作电流 故选择电流互感器变比为： 4000/1 A

b、 10kV馈线电流互感器：
每回馈线最大负荷按8MVA考虑： 439.9
586.5 A
故选择电流互感器变比为： 600/1 A
c、 10kV电容器出线电流互感器：
电容器额定容量：Sre= 6012 kVar
回路额定电流 Ire= 330.6 A
440.8 A
故选择10kV电容器出线电流互感器变比为： 500/1 A
结论： 满足要求

⑶、 短路稳定校验：
a、 内部动稳定校验：

其中Kd为动稳定倍数；I1e为CT一次绕组额定电流，取最小值ICT10-R
77.6081
b、 热稳定校验：

其中：Kr为1S热稳定倍数；I1e为CT一次绕组额定电流，取最小值ICT10-R
Qd短路电流引起的热效应（kA2·S）=Id102×t'= 359.9 S
上式中 ，t' 取1S；
t = 1.0 S
43.0410
结论： 满足要求

5、 10kV熔断器(电压互感器用）（型号：RN1-10）
⑴、 熔断器最大开断容量： SRkd = 30~400MVA
⑵、 10kV母线短路容量： 345.02 MVA
结论： 满足要求

6、 10kV氧化锌避雷器（型号：HY5W-17/45）
⑴、 设备参数：
a、 持续运行电压有效值(kV)： 13.6 kV
b、 避雷器额定电压有效值(kV)： 17 kV
c、 最大雷电冲击残压峰值(kV)： ≤45 kV
d、 最大陡坡冲击残压峰值(kV)： ≤51.5 kV
e、 最大操作冲击残压峰值(kV)： ≤38.3 kV

⑵、 设备校验：
a、 避雷器的持续运行电压Uby：
应满足 Uby ≥1.1 Um (系统最高电压)
13.20 kV
b、 避雷器额定电压Ube：
应满足 Ube ≥ Ug (系统出现的最高工频过电压)
16.56 kV
Um—系统最高电压
c、 避雷器最大雷电冲击残压UbLC：

其中，BIL—内绝缘全波额定雷电冲击耐压
10kV的BIL=75kV
KLP—雷电冲击绝缘配合系数，取1.4
53.6 kV
d、 陡坡冲击电流下的残压U'bLC：

61.6 kV
e、 避雷器操作冲击残压Ubcc：

其中，Ugs—内绝缘1min工频实验电压
10kV的Ugs=42kV
KCP—操作冲击绝缘配合系数，取1.15
49.3 kV
结论： 满足要求

四、 接地体截面选择：
1、 原始数据：
接地材料的热稳定系数（铜） C= 210
短路的等效持续时间 te= 3 s
流过接地线的短路电流稳定值 4000 A

2、 计算结果：
接地线的最小截面 33.0 mm2
选接地线为TJ-150的铜绞线，S= 150 mm2
选接地极为φ18的铜棒 ，S=3.14×92= 254.34 mm2
铜接地材料不考虑腐蚀
结论： 满足要求

五、 变电所主接地网接地电阻计算：
1、 原始数据：
土壤电阻率 ρ= 390 Ω.m
水平接地极的等效直径 d= 0.014 m
垂直接地极的等效直径 d= 0.018 m
水平接地极的埋深 h= 0.9 m
接地网的总面积 S=79×42= 3318 m2
垂直接地极长度 l= 2.5 m
垂直接地极个数 N= 60 个
水平接地极的总长度 L=79×8+42×14= 1220 m
接地网的外缘边线总长度 L0=79×2+42×2= 242 m
深井接地极长度 L1= 20 m
深井接地极的等效直径 d1= 0.1 m
深井接地极个数 N‘= 10 个

2、 计算结果：
0.9329
等值方形接地网的接地电阻 3.0735 Ω
0.9774 Ω
任意形状边缘闭合接地网的接地电阻 3.0039 Ω
单根垂直接地极的接地电阻 149.2947 Ω
单个深井接地极的接地电阻 19.7935 Ω
垂直接地极的总接地电阻 R∑=Rv/N= 2.4882 Ω
深井接地极的总接地电阻 R'∑=R'v/N= 1.9794 Ω
增加深井接地极后的总接地电阻 R总=R∑‖Rn‖R'V∑= 0.8064 Ω
施放降阻剂后的接地电阻 R降=R总/1.8= 0.4480 Ω
考虑0.9的系数后的总接地电阻 R‘总=R降/0.9= 0.4978 Ω
结论： 满足要求

六、 接触电位差和跨步电位差校验：
1、 原始数据：
人站立地表土壤电阻率 ρf= 800 Ω.m
接地装置的接地电阻 R= 0.5 Ω
入地短路电流 Ig= 4000 A
接地装置的电位 Ug＝Ig×R= 2000 V
均压带的等效直径 d= 0.014 m
均压带根数 N= 22 根
接地网的外缘边线总长度 L0=79×2+42×2= 242 m
水平接地极的总长度 L=79×8+42×14= 1220 m
接地网的总面积 S=79×42= 3318 m2
水平接地极的埋深 h= 0.9 m
跨步距离 T= 0.8 m

2、 计算结果：
⑴、 接触电位差和跨步电位差允许值
接地短路电流持续时间 t取 1.2 s
接触电位差允许值 Ut=(174+0.17ρf)/√t ＝ 282.9900 V
跨步电位差允许值 Us=(174+0.7ρf)/ √t ＝ 670.0473 V

⑵、 接地网表面最大接触电位差计算
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
结论： 满足要求

⑶、 接地网表面最大跨步电位差计算
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
结论： 满足要求

Answer 2

这么烦啊，算了，还是不要分了，自己看书，不难的，只是很烦。我们做的是区域电网设计，就是设计一个电站，通过4个变电站接入电网。