110Kv變電站電氣主接線設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、110kv變電站電氣主接線的初步設(shè)計(jì)摘 要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計(jì)為110kv變電站電氣主接線的初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線圖。該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kv、35kv和10kv三個(gè)電壓等級(jí)。110kv電壓等級(jí)采用雙母線接線，35kv和10kv電壓等級(jí)都采用單母線分段接線。本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、熔斷器等）、各電壓等級(jí)配電裝置設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以35110kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)范、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、35110kv高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政

2、策，所選設(shè)備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。關(guān)鍵詞：降壓變電站；電氣主接線；變壓器； 設(shè)備選型； 無功補(bǔ)償abstractfrom the guide of engineering design assignment, we have to design primary power-system of 110kv substation and draw main electrical one-line diagram. there are two main transformer in the substation in which main electrical co

3、nnection can be divided into three voltage grades: 110kv, 35kv with 10kv.it deposits sectionalized single bus bar scheme per grade.there is also a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for short-circuit electric current, the selection of electrical device and cal

4、ibration (including circuit breaker, isolator, current transformer, potential transformer ,bus bar etc.) and the design for distribution installation per. voltage grade, direct current system and lightning protection is also includedkeywords:transformer substation; electrical main wiring; transforme

5、r; equipment type selection; reactive-load compensation目 錄摘要abstact1 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇1 1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求1 1.1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則1 1.1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求2 1.2 主接線的設(shè)計(jì)3 1.2.1 設(shè)計(jì)步驟3 1.2.2 初步方案設(shè)計(jì)3 1.2.3 最優(yōu)方案確定4 1.3 主變壓器的選擇5 1.3.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇5 1.3.2 主變壓器型式的選擇5 1.3.3 主變壓器容量的選擇6 1.3.4 主變壓器型號(hào)的選擇6 1.4 站用變壓器的選擇9 1.4.1 站用變壓器的選

6、擇的基本原則9 1.4.3 站用變壓器型號(hào)的選擇92 短路電流計(jì)算10 2.1 短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟10 2.1.1 短路電流計(jì)算的目的10 2.1.2 短路計(jì)算的一般規(guī)定10 2.1.3 計(jì)算步驟10 2.2 變壓器的參數(shù)計(jì)算及短路點(diǎn)的確定11 2.2.1 變壓器參數(shù)的計(jì)算11 2.2.2 短路點(diǎn)的確定11 2.3 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算12 2.3.1 短路點(diǎn)d-1的短路計(jì)算(110kv母線)12 2.3.2 短路點(diǎn)d-2的短路計(jì)算(35kv母線)13 2.3.3 短路點(diǎn)d-3的短路計(jì)算(10kv母線)13 2.3.4 短路點(diǎn)d-4的短路計(jì)算14 2.4 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表143 電

7、氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)16 3.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定16 3.1.1 一般原則16 3.1.2 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定16 3.2 各回路持續(xù)工作電流的計(jì)算16 3.3 高壓電氣設(shè)備選擇17 3.3.1 斷路器的選擇與校驗(yàn)17 3.3.2 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)21 3.3.3 電流互感器的選擇及校驗(yàn)22 3.3.4 電壓互感器的選擇及校驗(yàn)26 3.3.5 熔斷器的選擇27 3.4 母線與電纜的選擇及校驗(yàn)28 3.4.1 材料的選擇28 3.4.2 母線截面積的選擇28 3.4.3 10kv出線電纜的選擇304 無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)32 4.1 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與基本要求32 4.1.1 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t32 4.

8、1.2 無功補(bǔ)償?shù)幕疽?2 4.2 補(bǔ)償裝置選擇及容量確定33 4.2.1 補(bǔ)償裝置的確定33 4.2.2 補(bǔ)償裝置容量的選擇33致謝35參考文獻(xiàn)36附錄371 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個(gè)重要組成部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求1.1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則(1)考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作

9、用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。(2)考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電站主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。(3)考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回路多少對(duì)主接線的影響對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級(jí)負(fù)荷不間斷供電；三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。(4) 考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線

10、的影響變電站主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電站，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性要求低。(5)考慮備用量的有無和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。1.1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根

11、據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴(kuò)建等要求。1.1.2.1可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和二次設(shè)備）在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計(jì)，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性并不是絕對(duì)的而是相對(duì)的，一種主接線對(duì)某些變電站是可靠的，而對(duì)另一些變電站則可能不是可靠的。評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志如下：(1)斷

12、路器檢修時(shí)是否影響供電；(2)線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電；(3)變電站全部停電的可能性。1.1.2.2靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：(1)調(diào)度靈活，操作方便。可靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。(2)檢修安全?？煞奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電器保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不影響對(duì)用戶的供電。(3)擴(kuò)建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對(duì)已經(jīng)投運(yùn)的變電站進(jìn)行擴(kuò)建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴(kuò)建的可能。所以，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終

13、期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。1.1.2.3經(jīng)濟(jì)性可靠性和靈活性是主接線設(shè)計(jì)中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。(1)投資省。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/610kv）變電站和以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓側(cè)斷路器。(2)年運(yùn)行費(fèi)小。年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)以及大修費(fèi)、日

14、常小修維護(hù)費(fèi)。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺(tái)數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損失。(3)占地面積小。電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。(4)在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。1.2 主接線的設(shè)計(jì)1.2.1 設(shè)計(jì)步驟電氣主接線設(shè)計(jì)，一般分以下幾步：(1)擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺(tái)數(shù)和容量、以及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對(duì)主接線的要求，從

15、技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，保留2個(gè)技術(shù)上相當(dāng)?shù)妮^好方案。(2)對(duì)2個(gè)技術(shù)上比較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算。(3)對(duì)2個(gè)方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的主接線方案。(4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。1.2.2 初步方案設(shè)計(jì)根據(jù)原始資料，此變電站有三個(gè)電壓等級(jí)：110/35/10kv ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。為保證設(shè)計(jì)出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計(jì)以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。方案一：110kv側(cè)采用雙母線接線，35kv側(cè)采用單母分段接線，10kv側(cè)采用單母分段接線。方案二：110kv側(cè)采用單母分段接線，

16、35kv側(cè)采用雙母線接線，10kv側(cè)采用單母分段。兩種方案接線形式如下：圖1-1 主接線方案一圖1-2 主接線方案二1.2.3 最優(yōu)方案確定1.2.3.1技術(shù)比較在初步設(shè)計(jì)的兩種方案中，方案一：110kv側(cè)采用雙母線接線；方案二：110kv側(cè)采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)： 系統(tǒng)運(yùn)行、供電可靠； 系統(tǒng)調(diào)度靈活； 系統(tǒng)擴(kuò)建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點(diǎn)： 接線簡(jiǎn)單； 操作方便、設(shè)備少等；缺點(diǎn)： 可靠性差； 系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110kv側(cè)采用雙母線接線。在初步設(shè)計(jì)的兩種方案中，方案一：35kv側(cè)采用單母分段接線；方案二：35kv側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負(fù)荷的重要程度，

17、所以，35kv側(cè)采用單母分段接線。1.2.3.2經(jīng)濟(jì)比較對(duì)整個(gè)方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上35kv、10kv側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110kv側(cè)為采用雙母線接線，35kv側(cè)為單母線形接線，10kv側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。 1.3 主變壓器的選擇在各種電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)

18、絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。1.3.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺(tái)主變壓器。1.3.2 主變壓器型式的選擇1.3.2.1相數(shù)的確定在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較同容量的三臺(tái)單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到制造、運(yùn)輸?shù)葪l件限制時(shí)，可選用兩臺(tái)容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可選用單相變壓器。1.3.2

19、.2繞組數(shù)的確定在有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，宜采用三繞組變壓器。1.3.2.3繞組連接方式的確定變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110kv及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35kv也采用星接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kv及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。1.3.2.4 結(jié)構(gòu)型式的選擇三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。(1)升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵

20、芯中壓繞組低壓繞組高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。(2)降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯低壓繞組中壓繞組高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。(3)應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。1.3.2.5調(diào)壓方式的確定變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實(shí)現(xiàn)。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)

21、節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)橛休d分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。1.3.3 主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量一般按建站后510年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的50%70%（35110kv變電站為60%），或全部重要負(fù)荷（當(dāng)、類負(fù)荷超過上述比例時(shí)）選擇。即 （1-1）式中 n變壓器主變臺(tái)數(shù)1.3.4 主變壓器型號(hào)的選擇sjs=ke(pimax/cosi)（1+%）sjs-最大計(jì)算負(fù)荷（kva）pimax -每個(gè)用戶的最大負(fù)荷（kw）cosi-功率因數(shù)ke-同時(shí)系數(shù)%-線損率（取為5%）全所最大計(jì)算負(fù)荷：

22、sjs=kesjs（35,10kv）1.3.4.1 10kv線路負(fù)荷計(jì)算表1-1 10kv負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kw）cos回路數(shù)化工廠35000.851鋁廠50000.852醫(yī)院15000.852氮肥廠20000.851印刷廠15000.851表格中各負(fù)荷間同時(shí)系數(shù)為0.85sjs=0.85*（3500/0.85+2*5000/0.85+2*1500/0.85+2000/0.85+1500/0.85）*(1+5%)=21(mva)1.3.4.2 35kv線路負(fù)荷計(jì)算表1-2 35kv負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kw）cos回路數(shù)火電廠一80000.91火電廠二50000.91表格中各負(fù)荷間同時(shí)系數(shù)為0.9

23、sjs=0.9*（8000/0.9+5000/0.9）*(1+5%)=13.65(mva)1.3.4.3 110kv級(jí)負(fù)荷計(jì)算35kv各負(fù)荷與10kv各負(fù)荷間的同時(shí)系數(shù)為0.9sjs=0.9（21+13.65）=31.185(mva)所用電負(fù)荷計(jì)算sjs=（k1*p1+p2）k1-所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取0.85p1-所用動(dòng)力負(fù)荷之和p2-所用照明負(fù)荷之和表1-3 110kv變電站自用電負(fù)荷類別名稱容量（kw）功率因數(shù)安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)備注照明主充電機(jī)200.8511周期照明浮充電機(jī)4.50.8511經(jīng)常動(dòng)力主變通風(fēng)0.150.853232經(jīng)常動(dòng)力蓄電池通風(fēng)2.70.8511經(jīng)常照明檢修、試

24、驗(yàn)用電150.8511經(jīng)常照明載波通訊用電10.8511經(jīng)常照明屋內(nèi)照明5.20.8511經(jīng)常照明屋外照明4.50.8511經(jīng)常動(dòng)力生活水泵4.50.8522周期照明福利區(qū)用電1.50.8511周期sjs=0.85（0.15*32+2.7*1+4.5*2）+20+4.5+15+1+5.2+4.5+1.5=0.0653（mva）由上述計(jì)算結(jié)果可知：10kv側(cè) plmax=21(mva)35kv側(cè) plmax=13.65(mva)高壓側(cè) plmin=0.6*(21+13.65)= 20.79(mva) 變電站用電負(fù)荷pz為：pz=0.0653(mva)所以變電站最大負(fù)荷smax為： smax=20

25、.79+0.0653=20.9(mva)由以上計(jì)算，查發(fā)電廠電氣部分選擇主變壓器型號(hào)如下：表1-4 主變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)及容量(kva)額定電壓(kv)連接組損耗(kw)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載負(fù)載高中高低中低高中低sfsl7-31500/11010122.5%12122.5%38.522.5%3522.5%10.5yn,yn0,d113812510.517.56.51.11.4 站用變壓器的選擇1.4.1 站用變壓器的選擇的基本原則(1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；(2)阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電

26、各級(jí)母線的電壓偏移不超過額定電壓的；(3)變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。1.4.2 站用變壓器型號(hào)的選擇參考發(fā)電廠電氣部分，選擇站用變壓器如下：表1-5 站用變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)額定容量(kva)額定電壓(kv)連接組損耗(w)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路sc9-80/108010.5/0.4y,yn03401140422 短路電流計(jì)算2.1 短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟2.1.1 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：(1)在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需

27、要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。(3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。2.1.2 短路計(jì)算的一般規(guī)定2.1.2.1、計(jì)算的基本情況(1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 (2)所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包

28、括強(qiáng)行勵(lì)磁）。(3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。(4)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。(5)應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。2.1.2.2、接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2.1.3 計(jì)算步驟(1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)。(2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。選取基準(zhǔn)容量sb和基準(zhǔn)電壓ub（一般取各級(jí)的平均電壓）。將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺

29、電抗。繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。(3)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗xnd。(4)求計(jì)算電抗xjs。(5)由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到xjs=3.5）。計(jì)算無限大容量（或xjs3）的電源供給的短路電流周期分量。計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。2.2 變壓器的參數(shù)計(jì)算及短路點(diǎn)的確定2.2.1 變壓器參數(shù)的計(jì)算基準(zhǔn)值的選?。?，取各側(cè)平均額定電壓(1)主變壓器參數(shù)計(jì)算由表1.4查明可知：u12%=10.5 u13%=17.5 u23%=6.

30、5u1%=0.5(u12%+u13%-u23%)=0.5(10.5+17.5-6.5)=10.75u2%=0.5(u12%+u23%-u13%)=0.5(10.5+6.5-17.5)=-0.253所以i*=i*=i0.2*= 1/xjs1=1/4.54=0.22 ib=sb/(3ub)=100/(3115)=0.502(ka)in=ibsn/sb =0.5021000/100=5.02(ka)i= i=i0.2=i*in=i*in=i0.2*in=0.225.02=1.1(ka)ich=2.55i=2.551.1=2.8(ka)ich=1.52i=1.521.1=1.672(ka)s=3iun

31、=31.1110=209.58(mva)2.3.2 短路點(diǎn)d-2的短路計(jì)算(35kv母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖2-3 d-2點(diǎn)短路等值圖xf2=xs+(x1+x2)/(x1+x2)=0.454+(0.341+0)/(0.341+0)=0.6245xjs2=xf2sn/sb=0.62451000/100=6.245i*=i*=i0.2*= 1/xjs2=0.16ib=sb/(3ub)=100/(337)=1.56(ka)in=ibsn/sb =1.561000/100=15.6(ka)i= i=i0.2=i*in=i*in=i0.2*in=0.1615.6=2.5(ka)ich=2.55i=2.552

32、.5=6.375(ka)ich=1.52i=1.522.5=3.8(ka)s=3iun=32.535=151.55(mva)2.3.3 短路點(diǎn)d-3的短路計(jì)算(10kv母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖2-4 d-3點(diǎn)短路等值圖xf3=xs+(x1+x3)/(x1+x3)=0.454+(0.341+0.214)/(0.341+0.214)=0.7315xjs3=xf3sn/sb=0.73151000/100=7.315i*=i*=i0.2*= 1/xjs3=0.1367ib=sb/(3ub)=100/(310.5)=5.5(ka)in=ibsn/sb =5.51000/100=55(ka)i= i=i0.2

33、=i*in=i*in=i0.2*in=0.136755=7.52(ka)ich=2.55i=2.557.52=19.176(ka)ich=1.52i=1.527.52=11.43(ka)s=3iun=37.5210=130.25(mva)2.3.4 短路點(diǎn)d-4的短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)只需在圖2.4上加站用變壓器的電抗標(biāo)幺值即可，如下圖所示：圖2-5 d-4點(diǎn)短路等值圖xf4=xf3+x4=0.7315+50=50.7315xjs2=xf4sn/sb=50.73151000/100=507.315i*=i*=i0.2*= 1/xjs3=0.00197ib=sb/(3ub)=100/(30.4)=14

34、4.34(ka)in=ibsn/sb =144.341000/100=1443.4(ka)i= i=i0.2=i*in=i*in=i0.2*in=0.001971443.4=2.84(ka)ich=2.55i=2.552.84=7.242(ka)ich=1.52i=1.522.84=4.32(ka)s=3iun=32.840.38=1.87(mva)2.4 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表總結(jié)以上各短路點(diǎn)短路計(jì)算，得如下短路電流結(jié)果表：表2-1 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)基值電壓基值電流支路名稱支路計(jì)算電抗額定電流0s短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流0.2短路電流短路電流沖擊值全電流有效值短路容量標(biāo)幺值有

35、名值標(biāo)幺值有名值標(biāo)幺值有名值公式2.551.52d-11150.502110kv4.545.020.221.10.221.10.221.12.81.672209.58d-2371.5635kv6.24515.60.162.50.162.50.162.56.3753.8151.55d-310.55.510kv7.315550.13677.520.13677.520.13677.5219.17611.43130.25d-40.4144.340.4kv507.3151443.40.001972.860.001972.860.001972.867.2424.321.873 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)導(dǎo)體和電器

36、的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。 3.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定3.1.1 一般原則應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。3.1.2 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。(1)在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計(jì)算。表3-1 各回路持續(xù)工作電流回路名稱計(jì)算公式變壓器回路igmax=1.05in=1.05sn/3un饋電回路igmax=pn/3uncos注： 等都為設(shè)備本身的額定值。3.2 各回路持續(xù)工作電流的計(jì)算

37、依據(jù)表4.1，各回路持續(xù)工作電流計(jì)算結(jié)果見下表：表3-2 各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱計(jì)算公式及結(jié)果110kv母線ig.max=1.05sn/3un=1.0531500/3115=166.05a110kv進(jìn)線igmax=pn/3uncos=31185/(31150.85)=184.2a35kv母線ig.max=1.05sn/3un=1.0531500/338.5=495.996a35kv出線火電廠一ig.max=s/3uncos=8000/(3370.85)=146.86a火電廠二ig.max=s/3uncos=5000/(3370.85)=91.79a10kv母線ig.max=1.05s

38、n/3un=1.0531500/310.5=1818.65a10kv出線化工廠ig.max=s/3uncos=3500/310.50.85=226.4a鋁廠（兩回）ig.max=s/3uncos=5000/310.50.85=323.45a醫(yī)院（兩回）ig.max=s/3uncos=1500/310.50.85=97a氮肥廠ig.max=s/3uncos=2000/310.50.85=129.38a印刷廠ig.max=s/3uncos=1500/310.50.85=97a0.4kv母線ig.max=1.05sn/3un=1.05653/30.38=104.17a3.3 高壓電氣設(shè)備選擇3.3.

39、1 斷路器的選擇與校驗(yàn)斷路器型式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6220kv的電網(wǎng)一般選用少油斷路器， 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：(1)電壓：ug(電網(wǎng)工作電壓)un （3-1）(2)電流：ig.max(最大持續(xù)工作電流)in （3-2）(3)開斷電流：idtikd （3-3）式中：idt斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量； ikd 斷路器的額定開斷電流。(4)動(dòng)穩(wěn)定：ichimax （3-4）式中：ich 斷路器極限通過電流峰值； imax三相短路電流沖擊值。(5)熱穩(wěn)定：i2tdzit2

40、t （3-5）式中：i穩(wěn)態(tài)三相短路電流；其中：，由和短路電流計(jì)算時(shí)間t，可從發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第112頁，查短路電流周期分量等值時(shí)間t,從而計(jì)算出。3.3.1.1斷路器的選擇根據(jù)如下條件選擇斷路器：電壓：電流：，各回路的見表3.2。 各斷路器的選擇結(jié)果見下表：表3-3 斷路器的型號(hào)及參數(shù) 性能指標(biāo)位置 型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）額定斷開電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電 流（ka）熱穩(wěn)定電 流（ka）固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）變壓器110kv側(cè)ofpi-110110125031.58031.5(3)0.03變壓器35kv側(cè)hb35361250258025(3)0.060.0635k

41、v出線側(cè)hb35361250258025(3)0.060.06變壓器10kv側(cè)hb-101012504010043.5(3)0.060.0610kv出線側(cè)zn4-10c1060017.329.417.3(4)0.050.2站用dw5-400380-400400其中：ofpi-110號(hào)斷路器見發(fā)電廠電氣部分第491頁； hb35號(hào)斷路器見發(fā)電廠電氣部分第490頁；hb-10號(hào)斷路器見發(fā)電廠電氣部分第489頁；zn4-10c號(hào)斷路器見電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分第649頁。3.3.1.2斷路器的校驗(yàn)(1)校驗(yàn)110kv側(cè)斷路器 開斷電流：idtikd idt=1.1(ka)ikd=31.5(k

42、a)idtikd 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=2.8(ka)imax=80(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t=i/i=1.1/1.1=1t=2+0.03=2.03(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第112頁 得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05=1.65+0.05=1.7(s) i2tdz=1.121.7=2.057（ka）2sit2t=31.522.03=2282.18 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。(2)校驗(yàn)變壓器35kv側(cè)斷路器 開斷電流：idtikdidt=2.5(ka)ikd=25(ka)idtikd 動(dòng)穩(wěn)定：

43、ichimaxich=6.375(ka)imax=80(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t=i/i=2.5/2.5=1t=2+0.06=2.06(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第112頁 得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05=1.65+0.05=1.7(s) i2tdz=2.521.7=10.625（ka）2sit2t=2522.06=1287.5 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。(3)校驗(yàn)35kv出線側(cè)斷路器此斷路器與35kv變壓器側(cè)斷路器型號(hào)相同，且短路電流與校驗(yàn)35kv變壓器側(cè)斷路器為同一短路電流，則：校驗(yàn)過程與校驗(yàn)3

44、5kv變壓器側(cè)斷路器相同。(4)校驗(yàn)變壓器10kv側(cè)斷路器 開斷電流：idtikdidt=7.52(ka)ikd=40(ka)idtikd 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=19.176(ka)imax=100(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t=i/i=7.52/7.52=1t=2+0.06=2.06(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第112頁 得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05=1.65+0.05=1.7(s)i2tdz=7.5221.7=96.14（ka）2sit2t=43.522.06=3898 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各

45、項(xiàng)要求。(5)校驗(yàn)10kv出線側(cè)斷路器 開斷電流：idtikdidt=7.52(ka)ikd=17.3(ka)idtikd 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=19.176(ka)imax=29.4(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t=i/i=7.52/7.52=1t=2+0.03=2.03(s)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第112頁 得：tz=1.65(s)tdz=tz+0.05=1.65+0.05=1.7(s)i2tdz=7.5221.7=96.14（ka）2sit2t=17.322.03=607.56 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。3

46、.3.2 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點(diǎn)，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合使用。隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。3.3.2.1隔離開關(guān)的選擇根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)：電壓：電流：，各回路的見表3.2。各隔離開關(guān)的選擇結(jié)果見下表：表3-4 隔離開關(guān)的型號(hào)及參數(shù)開關(guān)編號(hào)型號(hào)額定電壓(kv)額定電流(a)動(dòng)穩(wěn)定電流(ka)熱穩(wěn)定電流(s)(ka)110kv側(cè)gw2-110110

47、6005014(5)35kv變壓器側(cè)gw4-353510008023.7(4)35kv出線側(cè)gw8-3535400155.6(5)其中：gw2-110型號(hào)隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第165頁； gw4-35型號(hào)隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第165頁；gw8-35型號(hào)隔離開關(guān)見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料第165頁;3.3.2.2隔離開關(guān)的校驗(yàn)(1)110kv側(cè)隔離開關(guān)的校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=2.8(ka)imax=50(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t由校驗(yàn)斷路器可知：i2tdz=1.121.7=2.1（ka）2sit2t=1425=980 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。(2)35kv變壓器側(cè)隔離開關(guān)的校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=6.375(ka)imax=80(ka)ichimax 熱穩(wěn)定： i2tdzit2t由校驗(yàn)斷路器可知：i2tdz=2.521.7=10.625（ka）2sit2t=23.724=2246.76 （ka）2s 則：i2tdzit2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開關(guān)滿足各項(xiàng)要求。(3)35kv出線側(cè)隔離開關(guān)的校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定：ichimaxich=6.375(ka)imax=34(ka)ichi