[碩士]110kV變電站電氣一次部分初步設計方案及計算書

1、* * * 學畢業(yè)設計(論文)課 題 名 稱 110kv 變電站電氣一次部分初步設計 學 生 姓 名 * * * 學 號 02313270* www.zhulong.com院(系)、專業(yè) 電氣信息工程學院電力系統(tǒng)及自動化 指 導 教 師 * * * 職 稱 教 授 筑龍網二五年六月i內容提要根據設計任務書的要求，本次設計為 110kv 變電站電氣一次部分初步設計，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該變電站設有兩臺主變壓器，站內主接線分為 110kv、35kv 和 10kv 三個電壓等級。各個電壓等級分別采用單母線分段接線、單母線分段帶旁母接線和單母線分段接線。本次設計中進行了電氣主接線的設計、短路

2、電流計算、主要電氣設備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線等）、各電壓等級配電裝置設計、直流系統(tǒng)設計以及防雷保護的配置。本設計以35110kv 變電所設計規(guī)范、供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、35110kv高壓配電裝置設計規(guī)范等規(guī)范規(guī)程為依據，設計的內容符合國家有關經濟技術政策，所選設備全部為國家推薦的新型產品，技術先進、運行可靠、經濟合理。summaryfrom the guide of engineering design assignment, we have towww.zhulong.comdesign primary power-system of 110kv sub

3、station and draw main electrical one-line diagram and others. there are two main transformer in the substation in which main electrical connection 筑龍網can be divided into three voltage grades: 110kv, 35kv with 10kv.itdeposits sectionalized single bus bar scheme, sectionalized singleand transfer bus b

4、ar and sectionalized single bus bar scheme pergrade.there is also a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for short-circuit electric current,iithe selection of electrical device and calibration (includingcircuit breaker,isolator,current transformer,potential tran

5、sformer ,bus bar etc.) and the design for distributioninstallation per. voltage grade, direct current system andlightning protection is also included.www.zhulong.com筑龍網iii目 錄前言 1第一部分 110kv 變電站電氣一次部分設計說明書第 1 章 原始資料 3第 2 章 電氣主接線設計 5第 2.1 節(jié) 主接線的設計原則和要求5第 2.2 節(jié) 主接線的設計步驟8第 2.3 節(jié) 本變電站電氣主接線設計9第 3 章 變壓器選擇13

6、第 3.1 節(jié) 主變壓器選擇 13第 3.2 節(jié) 站用變壓器選擇 13第 4 章 短路電流計算15www.zhulong.com第 4.1 節(jié) 短路電流計算的目的 15第 4.2 節(jié) 短路電流計算的一般規(guī)定 15第 4.3 節(jié) 短路電流計算的步驟 16筑龍網第 4.4 節(jié) 短路電流計算結果 18第 5 章 直流系統(tǒng)設計20第 5.1 節(jié) 直流系統(tǒng)概述 20第 5.2 節(jié) 直流系統(tǒng)的電壓等級 21第 5.3 節(jié) 直流系統(tǒng)的接線方式 21第 5.4 節(jié) 本變電站直流系統(tǒng)設計 22iv第 6 章 高壓電器設備選擇23第 6.1 節(jié) 電器選擇的一般條件 23第 6.2 節(jié) 高壓斷路器的選擇 25第 6

7、.3 節(jié) 隔離開關的選擇 27第 6.4 節(jié) 電流互感器的選擇 28第 6.5 節(jié) 電壓互感器的選擇 28第 6.6 節(jié) 高壓熔斷器的選擇 28第 7 章 配電裝置設計29第 8 章 防雷保護設計30第二部分 110kv 變電站電氣一次部分設計計算書第 1 章 負荷計算33第 1.1 節(jié) 主變壓器負荷計算 33第 1.2 節(jié) 站用變壓器負荷計算 34www.zhulong.com第 2 章 短路電流計算36第 2.1 節(jié) 三相短路電流計算 36第 2.2 節(jié) 站用變壓器低壓側短路電流計算 43筑龍網第 3 章 線路及變壓器最大長期工作電流計算44第 3.1 節(jié) 線路最大長期工作電流計算 44第

8、 3.2 節(jié) 主變進線最大長期工作電流計算 45第 4 章 電氣設備選擇及校驗計算46第 4.1 節(jié) 高壓斷路器選擇及校驗 46第 4.2 節(jié) 隔離開關選擇及校驗 48v第 4.3 節(jié) 電流互感器選擇及校驗 49第 4.4 節(jié) 電壓互感器選擇及校驗 49第 4.5 節(jié) 熔斷器選擇及校驗 51第 4.6 節(jié) 母線選擇及校驗 52第 5 章 防雷保護計算55第三部分 110kv 變電站電氣一次部分設計圖紙電氣主接圖57電氣總平面布置圖58110kv 進線間隔斷面圖59110kv 主變、pt 間隔斷面圖6035kv 進線間隔斷面圖 6135 kv 主變間隔斷面圖62站用電系統(tǒng)圖63www.zhulo

9、ng.com直流屏正面布置圖64直流系統(tǒng)接線圖65直擊雷防護圖66筑龍網總結67參考文獻68致謝69vi 前 言變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行。電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬訂直接關系著全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設計為 110kv 變電站電氣一次部分初步設計，分為設計說明書、設計計算書、設計圖紙等三部分。所設計的內容力求概念清楚，層次分明。本文是在*學電氣信息工程學院*教授的精心

10、指導下完成的。*老師治學嚴謹、知識廣博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在畢業(yè)設計期間*老師在設計的選題和設計思路上給了我很多的指導和幫助。*老師循循善誘的教學方法、熱情待人的處事方式、一絲不茍的治學態(tài)度、對學生嚴格要求的敬業(yè)精神給我留下了很深的印象。在此，我對恩師表示最崇高的敬意和最誠摯的感謝！ 本文從主接線、短路電流計算、主要電氣設備選擇等幾方面對變電站設計進行了闡述，并繪制了電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、站用電系統(tǒng)圖、防雷保護配置圖、www.zhulong.com各級電壓配電裝置斷面圖、直流系統(tǒng)圖等相關設計圖紙。由于本人水平有限，錯誤和不妥之處在所難免，敬請各位老師批評指正。筑龍網1第一

11、部分110kv 變電站電氣一次部分設計說明書www.zhulong.com筑龍網設 計：* * * 指導教師：* * * 21.1 地區(qū)電網的特點第 1 章 原始資料(1)本地區(qū)即使在最枯的月份，水電站發(fā)電保證出力時亦能滿足地區(qū)負荷的需要，加上小火電，基本不需要外系統(tǒng)支援。(2)本系統(tǒng)的水電大多數是逕流式電站，除發(fā)保證出力外的月份，均有電力剩余，特別是 4 至 7 月份。1.2 建站規(guī)模(1)變電站類型：110kv 變電工程(2)主變臺數：最終兩臺(要求第一期工程全部投入)(3)電壓等級：110kv、35kv、10kv(4)出線回數及傳輸容量110kv 出線 6 回 本變長泥坡 15000kw

12、 6km lgj120本變雙溪變 15000kw 42.3 km lgj120 本變系統(tǒng) 30000kw 72km lgj150www.zhulong.com 本變芷江 8000kw 36km lgj120備用兩回35kv 出線 8 回 本變長泥坡 8000kw 6km lgj95 本變火電廠 10000kw 8km lgj95筑龍網 本變中方變 5000kw 15km lgj95 本變水電站 10000kw 12km lgj120 (兩回) 本變鴨嘴巖變 5000kw 10km lgj95備用兩回10kv 出線 10 回 本變氮肥廠 2500kw 2km 本變化工廠 1500kw 3km本變

13、醫(yī)院 1500kw 5km (兩回)3本變印刷廠 2000kw 4km本變造紙廠 2500kw 6km本變機械廠 2500kw 4km備用三回(5)無功補償采用電力電容兩組, 容量為 24500kva1.3 環(huán)境條件(1)當地年最高溫度為 40, 年最低溫度為-5；(2)當海拔高度為 800 米；(3)當地雷暴日數為 55 日/年；(4)本變電站處于“薄土層石灰?guī)r”地區(qū)，土壤電阻率高達 1000。 1.4 電氣主接線建議 110kv、35kv、10 kv 均采用單母線分段帶旁路接線，并考慮設置熔冰措施。1.5 短路阻抗(1)系統(tǒng)作無窮大電源考慮：x1max=0.05，x0max=0.04，x1

14、min=0.1，x0min=0.05。(2)火電廠裝機容量為 37500kw， xd=0.125 , 最大運行方式下,該火電廠只www.zhulong.com投入二臺機組,最小運行方式下,該火電廠三臺機組全部投入,并滿發(fā)。(3)水電廠裝機容量為 35000kw，xd= 0.27 ，最大運行方式下，該水電廠三臺機組全部投入運行，并滿發(fā)，最小運行方式下，該水電廠只投入一臺機組。筑龍網4第 2 章 電氣主接線設計電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產需要，變電站中安裝有各種電氣設備，并依照相應的技術要求連接起來。把變壓器、

15、斷路器等按預期生產流程連成的電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。第 2.1 節(jié) 主接線的設計原則和要求主接線代表了變電站電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設計的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設備的數量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務。它的設計，直接關系著全所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼

16、電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的www.zhulong.com安全、穩(wěn)定、靈活和經濟運行。由于電能生產的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線設計的好壞，也影響到工農業(yè)生產和人民生活。因此，主接線的設計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，力爭使其技術先進、經濟合理、安全可靠。筑龍網2.1.1 電氣主接線的設計原則 電氣主接線的基本原則是以設計任務書為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可

17、能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經濟、美觀的原則。(1)接線方式：對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側應盡可能采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。在 110kv220kv 配電裝置中，當出線為52 回時，一般采用橋形接線；當出線不超過 4 回時，一般采用分段單母線接線。在樞紐變電站中，當 110220kv 出線在 4 回及以上時，一般采用雙母接線。在大容量變電站中，為了限制 610kv 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： 變壓器分列運行；在變壓器回路中裝置

18、分裂電抗器或電抗器；采用低壓側為分裂繞組的變壓器。出線上裝設電抗器。(2)主變壓器選擇主變壓器臺數：為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變壓器。當只有一個電源或變電站可由低壓側電網取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。對于大型樞紐變電站，根據工程具體情況，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。主變壓器容量：主變壓器容量應根據 510 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并應考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力。對裝設兩臺變壓器的變電站，每臺變壓器額定容量一般按下式選擇sn= 0.6pmwww.zhulong.compm為變電站最大負荷。這樣，當一臺變壓器停用時，可保證對 60%負荷的供電，考

19、慮變壓器的事故過負荷能力 40%，則可保證對 84%負荷的供電。由于一般電網變電站大約有 25%的非重要負荷，因此，采用sn= 0.6pm，對變電站保證重要負荷來說多數是可行的。對于一、二級負荷比重大的變電站，應能在一臺停用時，仍能保證對一、二級負荷的供電。筑龍網主變壓器的型式：一般情況下采用三相式變壓器。具有三種電壓的變電站，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到 15%sn 以上時，可采用三繞組變壓器。其中，當主網電壓為 110220kv，而中壓網絡為 35kv 時，由于中性點具有不同的接地形式，應采用普通的三繞組變壓器；當主網電壓為 220kv 及以上，中壓為 110kv 及以上時，多采用自

20、耦變壓器，以得到較大的經濟效益。(3)斷路器的設置根據電氣接線方式，每回線路均應設有相應數量的斷路器，用以完成切、合電路任務。6(4)為正確選擇接線和設備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。當缺乏足夠的資料時，可采用下列數據：最小負荷為最大負荷的 6070%，如主要是農業(yè)負荷時則宜取 2030%；負荷同時率取 0.850.9，當饋線在三回以下且其中有特大負荷時，可取0.951；功率因數一般取 0.8；線損平均取 5%。2.1.2 設計主接線的基本要求在設計電氣主接線時，應使其滿足供電可靠，運行靈活和經濟等項基本要求。(1)可靠性：供電可靠是電力生產和分配的首要要求，電氣主接

21、線也必須滿足這個要求。在研究主接線時，應全面地看待以下幾個問題：可靠性的客觀衡量標準是運行實踐，估價一個主接線的可靠性時，應充分考慮長期積累的運行經驗。我國現行設計技術規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經驗的總結。設計時應予遵循。主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設備和二次設備）的可靠性的綜合。因此主接線設計，要同時考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響?？煽啃圆⒉皇墙^對的，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所則可能還www.zhulong.com不夠可靠。因此，評價可靠性時，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，均從以下幾方面考慮：斷路器檢修

22、時，能否不影響供電。線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運出線回路數的多少和停電筑龍網時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。變電站全部停運的可能性。(2)靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。調度靈活，操作簡便：應能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求。檢修安全：應能方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網的正常運行及對用戶的供電。擴建方便：應能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二7次設備等所需的改

23、造最少。(3)經濟性：在滿足技術要求的前提下，做到經濟合理。投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關等一次設備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和電纜投資；要適當限制短路電流，以選擇價格合理的電器設備；在終端或分支變電站中，應推廣采用直降式（110/610kv）變壓器，以質量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。占地面積?。弘姎庵鹘泳€設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應采用三相變壓器。電能損耗少：在變電站中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器。應經濟合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺數，盡量避免兩次

24、變壓而增加電能損耗。第 2.2 節(jié) 主接線的設計步驟電氣主接線的具體設計步驟如下：(1)分析原始資料本工程情況 變電站類型，設計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數及容量等。 電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃（510 年），變電站在電力系統(tǒng)www.zhulong.com中的位置和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。負荷情況 負荷的性質及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數及輸送容量等。筑龍網環(huán)境條件 當地的氣溫、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質、海拔高度等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。設備制造情況 為使所設計的主接線具有可行性，必須對

25、各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性、經濟性和可行性。(2)擬定主接線方案根據設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定出若干個主接線方案。因為對出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮不同，會出現多種接線方案。應依據對主接線的基本要求，結合最新技術，確定最優(yōu)的技術合理、8經濟可行的主接線方案。(3)短路電流計算對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。(4)主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開關、母線等電器的選擇。(5)繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。第 2.3 節(jié) 本變電站電氣主接線設

26、計2.3.1 110kv 電壓側接線35110kv 變電所設計規(guī)范規(guī)定，35110kv 線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kv 線路為 8 回及以上時，亦可采用雙母線接線。110kv 線路為6 回其以上時，宜采用雙母線接線。在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35110kv 主接線中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。www.zhulong.com本變電站 110kv 線路有 6 回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如圖 2.1 所示。方案一供電可靠、運行方式靈活，但是倒閘操作復雜，容易誤

27、操作，占筑龍網圖 2.1 110kv 電壓側接線方案地面積大，設備多，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設備少，投資小，占地面積小，但是運行可靠性和靈活性比方案一稍差。本變電站為地區(qū)性變電站，電網特點是水電站發(fā)電保證出力時能滿足地區(qū)負荷的需要，加上小火電，基本不9需要外系統(tǒng)支援，電源主要集中在 35kv 側，110kv 側是為提高經濟效益及系統(tǒng)穩(wěn)定性而倒有一回線路與華中大電網聯系，采用方案二能夠滿足本變電站 110kv 側對供電可靠性的要求，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案一。設置旁路設施的目的是為了減少在斷路器檢修時對用戶供電的影響。裝設 sf6斷路器時，因斷路器檢修周期可長達

28、510 年甚至 20 年，可以不設旁路設施。本變電站 110kv 側采用 sf6斷路器，不設旁路母線。2.3.2 35kv 電壓側接線本變電站 35kv 線路有 8 回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，根據本地區(qū)電網特點，本變電站電源主要集中在 35kv 側，不允許停電檢修斷路器，需設置旁路設施，如圖 2.2 所示。方案一供電可靠、調度靈活，但是倒閘操作復雜，容易誤操作，占地面積大，設備多，配電裝置復雜，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是電源回路不停電。方案二具

29、有良好的經濟性，供電可靠性也能滿足要求，故 35kv 側接線采用方案二。www.zhulong.com圖 2.2 35kv 電壓側接線方案筑龍網2.3.3 10kv 電壓側接線35110kv 變電所設計規(guī)范規(guī)定，當變電所裝有兩臺主變壓器時，610kv側宜采用分段單母線。線路為 12 回及以上時，亦可采用雙母線。當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。本變電站 10kv 側線路為 10 回，可采用雙母線接線或手車式高壓開關柜單母線分段接線兩種方案，如圖 2.3 所示。方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設備多，投資和占地面積大，配電裝置復雜，10 易誤

30、操作。方案二簡單清晰，調度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供電，設備少，投資和占地小。手車式斷路器的出現和運行成功，斷路器檢修問題可不用復雜的旁路設施來解決，而用備用的手車斷路器來替代需要檢修的工作的手車斷路器。采用手車式高壓開關柜，可不設置旁路設施。圖 2.3 10kv 電壓側接線方案綜上所述,本變電站主接線如圖 2.4 所示。www.zhulong.com筑龍網圖 2.4 電氣主接線簡圖變電站低壓側未采用限流措施，待計算短路電流之后，再采用相應的限流措施。最簡單的限制短路電流的方法是使變壓器低壓側分列運行。變壓器低壓側分列運行，11 限流效果顯著，是目前廣泛采用的限流措施。在變壓

31、器回路中裝設電抗器或分裂電抗器用的很少，母線電抗器體積大、價格高且限流效果較小，出線上裝電抗器，投資最貴，且需造兩層配電裝置室，在變電站中應盡量少用。2.3.4 站用變壓器低壓側接線站用電系統(tǒng)采用 380/220v 中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，站用變壓器低壓側接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。380v 站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。站用變壓器低壓側接線如圖 2.5 所示。 圖 2.5 站用變壓器低壓側接線www.zhulong.com筑龍網12 第 3 章 變壓器選擇第 3.

32、1 節(jié) 主變壓器選擇在變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。35110kv 變電所設計規(guī)范規(guī)定，主變壓器的臺數和容量，應根據地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于 60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。主變壓器臺數和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。由負荷計算（

33、設計計算書第 1 章）可知，本變電站遠景負荷為 pm=32.95mva，裝設兩臺主變壓器，每臺變壓器額定容量按下式選擇sn=0.6pm= 0.6 32.95=19.77mvawww.zhulong.com故可選擇兩臺型號為 ssz920000/110 的變壓器。2000046700100%=61.0%當一臺主變停運時，即使不考慮變壓器的事故過負荷能力，也能保證對 61.0%的負荷供電。筑龍網主變壓器參數如表 3.1 所示。表 3.1 主變壓器技術參數型號額 定額定電壓(kv)空載空載負載損耗(kw)阻抗電壓(%)連接組標號容 量(kva) 高壓 中壓低壓電流損耗( %)(kw)高-中高-低中-

34、低 高 -中高 -低中-低ssz9-20000/11020000 110 38.5 10.5 0.525.2 105 112 8510.5 17.5 6.5 yn,yn0,d1113 第 3.2 節(jié) 站用變壓器選擇35110kv 變電所設計規(guī)范規(guī)定，在有兩臺及以上主變壓器的變電站中，宜裝設兩臺容量相同可互為備用的站用變壓器，分別接到母線的不同分段上。變電站的站用負荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電站的主要負荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設備、油處理設備、檢修工具以及采暖、通風、照明、供水等。這些負荷容量都不太大，因此變電站的站用電壓只需 0.4kv 一級，

35、采用動力與照明混合供電方式。380v 站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。本變電站計算站用容量為 100kva（設計計算書第 1 章），選用兩臺型號為 s9100/10 的變壓器，互為暗備用。10kv 級 s9 系列三相油浸自冷式銅線變壓器，是全國統(tǒng)一設計的新產品，是我國國內技術經濟指標比較先進的銅線系列配電變壓器。站用變壓器參數如表 3.2 所示。表 3.2 站用變壓器技術參數型號額定容量(kva) 額定電壓(kv) 空載電流(%) 損耗(w)高壓低壓阻抗電壓(%) 連接組標號s9-100/10100100.4www.zhulong.comy

36、,yn0筑龍網14 第 4 章 短路電流計算第 4.1 節(jié) 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。短路電流計算的目的主要有以下幾方面：(1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。(2)在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校

37、驗設備動穩(wěn)定。(3)在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。(4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據。(5)接地裝置的設計，也需用短路電流。www.zhulong.com第 4.2 節(jié) 短路電流計算的一般規(guī)定驗算導體和電器時所用的短路電流，一般有以下規(guī)定：(1)計算的基本情況筑龍網電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行；同步電機都具有自動調整勵磁裝置(包括強行勵磁)；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；所有電源的電動勢相位角相同；正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機

38、的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。15 (2)接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。(3)計算容量應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 510 年）。(4)短路種類一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況進行校驗。(5)短路計算點在正常接線方式時，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。 對于帶電抗器的 6

39、10kv 出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應該取在電抗器前。選擇其余的導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。第 4.3 節(jié) 短路電流計算的步驟www.zhulong.com在工程設計中，短路電流的計算通常采用實用計算曲線法。其具體計算步驟如下： (1)繪制等值網絡。選取基準功率 sb和基準電壓vb= vav；筑龍網發(fā)電機電抗用 x，略去網絡各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵磁支路；無限大功率電源的內電抗等于零；略去負荷。(2)進行網絡變換。按網絡變換的原則，將網絡中的電源合并成若干組，例如，共有 g 組，每組用一個等值發(fā)電機代表。無限大功率電

40、源（如果有的話）另成一組。求出各等值發(fā)電機對16 短路點的轉移電抗xf i，g) 以及無限大功率電源對短路點的轉移電抗 xfs。(i = 1 2(3)將前面求出的轉移電抗按各相應的等值發(fā)電機的容量進行歸算，便得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗。sxjsi=xn if is(i =g1,2,.,)b式中， sni 為第 i 臺等值發(fā)電機的額定容量，即由它所代表的那部分發(fā)電機的額定容量之和。(4)由 xjs1 ，xjs2 ，xjsg分別根據適當的計算曲線找出指定時刻 t 各等值發(fā)電機提供的短路周期電流標幺值 ipt1* ， ipt2* ， iptg* 。(5)網絡中無限大功率電源供給的短路電流周期

41、是不衰減的，并由下式確定i=1ps*xfs(6)計算短路電流周期分量的有名值。第 i 臺等值發(fā)電機提供的短路電流為i= ii= isn ipt iptn ipt無限大功率電源提供的短路電流為www.zhulong.comsi=iiibpspsbps短路點周期電流的有名值為筑龍網gpt ipt i*sn i*+ ips3vavsbi=1 *3vav*3vav式中，vav應取短路處電壓級的平均額定電壓； ini為歸算到短路處電壓級的第 i 臺等值發(fā)電機的額定電流； ib為對應于所選基準功率 sb在短路處電壓級的基準電流。(7)計算短路容量和短路電流沖擊值。(8)繪制短路電流計算結果表。17 第 4

42、.4 節(jié) 短路電流計算結果本變電站短路電流計算結果如下（計算過程見設計計算書第 3 章）： 三相短路電流計算電路圖及其等值網絡如圖 4.1 所示。圖 4.1 計算電路圖及其等值網絡當短路發(fā)生在 f3點時，分變壓器低壓側并列運行和變壓器低壓側分列運行兩種情況進行計算，變壓器低壓側分列運行三相短路電流計算電路圖及其等值網絡如圖4.2 所示筑龍網www.zhulong.com圖 4.2 變壓器低壓側分列運行計算電路圖及其等值網絡 三相短路電流計算結果見表 4.1。18 短 路 點 編表 4.1 短路電流計算結果短路類型0s 短路電2s 短路電4s 短路電短 路 電 流短 路 全 電短 路 容 量號f

43、1f2f3f3流 周 期 分量 有 名 值i (ka)三相短路2.72三相短路5.63三相短路12.0三相短路7.77流 有 名 值i2(ka)2.544.5010.57.03流 有 名 值i4(ka)2.544.469.797.19沖 擊 值ish(ka)6.9314.3624.9619.81流 最 大 有效值ish(ka)4.138.5514.8811.81s (mva)518.21341.29207.84134.58注： f3主變低壓側并列運行；f3主變低壓側分列運行。筑龍網www.zhulong.com19 第 5 章 直流系統(tǒng)設計第 5.1 節(jié) 直流系統(tǒng)概述在發(fā)電廠和變電所中，為了供給控制、保護、自動裝置、事故