35kv企業(yè)變電所電氣部分設計

1、任務書一 、設計內(nèi)容要求設計一35kv變電所的電氣部分二 、原始資料1、某企業(yè)為保證供電需求，要求設計一座35kv降壓變電所，以10kv電纜給各車間供電，一次設計并建成。2、距本變電所7km處有一系統(tǒng)變電所，由該變電所用35kv雙回路架空線路向待定設計的變電所供電，在最大運行方式下，待設計的變電所高壓母線上的短路功率為1080mva 。3、待設計的變電所10kv無電源。4、本變電所10kv母線到各個車間（共有8個車間）均用電纜供電，其中一車間和二車間為一類負荷，其余為三類負荷，tmax=400h ，各饋線負荷如表11序號 車間名稱 計算用有功功率（kw） 計算用無功功率（kvar） 1 一類負

2、荷 1789 898 2 二類負荷 5817 2834（表11）5、所用電的主要負荷見表12序號名稱額定容量（kw）功率因數(shù)（cos）安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注1主充電機200.8811周期性負荷2浮充電機5.80.8511經(jīng)常性負荷3通風110.7922周期性負荷5交流焊機10.50.511周期性負荷6檢修試驗用電14.60.811經(jīng)常性負荷8照明負荷14經(jīng)常性負荷9生活水泵等用電11經(jīng)常性負荷（表12）6、環(huán)境條件（1）當?shù)刈顭嵩缕骄罡邷囟?9.9c，極端最低溫度-5.9c，最熱月地面0.8m處土壤平均26.7c ，電纜出線凈距100mm。（2）當?shù)睾０胃叨?07.4m。雷暴日數(shù)36.9日/年

3、：無空氣污染，變電所地處在p500m的黃土上。三、設計任務1 、設計本變電所的主電路，論證設計方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺數(shù)；2 、設計本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺數(shù)；3 、計算短路電流；4、選擇導體及電氣設備。四、設計成果1 、設計說明書和計算書各一份2 、主電路圖一份五、主要參考資料1、水利電力部西北電力設計院編。電力工程電氣設計手冊（第一冊）。北京：中國水利電力出版社。1989.122、周問俊主編。電氣設備實用手冊。北京:中國水利水電出版社，19993、陳化鋼主編。企業(yè)供配電。北京：中國水利水電出版社，2003.94、電力專業(yè)相關教材和其它相關電氣手冊和規(guī)定1電

4、氣主接線設計方案1.1電氣主接線概述為滿足生產(chǎn)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。把變電站、斷路器等按預期生產(chǎn)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(wǎng)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備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。主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，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(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而

5、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、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用戶是在同一時刻完成的，所以主接線的設計是一個綜合性的問題。必須全面分析有關影響因素，力爭使其技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。1.2 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(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)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、

6、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。1、負荷大小的重要性2、系統(tǒng)備用容量大?。?） 運行備用容量不宜少于8-10%，以適應負荷突變，機組檢修和事故停運等情況的調(diào)頻需要。（2） 裝有兩臺及以上的變壓器的變電所，當其中一臺事故斷開時，其余主變壓器的容量應保證該變電所60%70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證車間的一、二級負荷供電。1.3 主接線設計的基本要求電氣主接線設計應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求，其具體要求如下：1、可靠性 其具體要求如下：（1） 斷路器檢修時不應影響供電。系統(tǒng)有重要負荷，應能保證安全、可靠的供電。（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運出線回數(shù)及

7、停電時間，并且要保證全部一級負荷和部分二級負荷的供電。（3） 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。防止系統(tǒng)因為某設備出現(xiàn)故障而導致系統(tǒng)解裂。（4） 大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。2、靈活性主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活要求。從系統(tǒng)的長遠規(guī)劃來設計，應滿足靈活性要求。（1） 調(diào)度時應該可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修運行方式以及特殊運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2） 檢修時可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對車間的供電。（3） 擴建時可以容易地從初期接線過

8、渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停運時間最短的情況下，投入新裝機組，變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作最少。3、經(jīng)濟性主接線滿足可靠性，靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。（1） 主接線應力求簡單，節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器等一次設備。（2） 要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜。（3） 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。（4） 如能滿足系統(tǒng)的安全運行及繼電保護要求，35kv及其以下終端或分支變電所可采用簡易電器。（5） 占地面積少：主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（6） 電能損失少：經(jīng)濟合理地選

9、擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加的電能損失。1.4 主接線的設計和論證依據(jù)變電站的性質(zhì)可選擇單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、外橋型接線、內(nèi)橋型接線、五種主接線方案，下面逐一論證其接線的利弊。1.4.1 單母線接線單母線接線的特點是每一回線路均經(jīng)過一臺斷路器和隔離開關接于一組母線上。優(yōu)點：（1）、接線簡單清晰、設備少、操作方便。（2）、投資少，便于擴建和采用成套配電裝置缺點：(1)、可靠性和靈活性較差。任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修均需使整個配電裝置停電。(2)、單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需停電，在

10、用隔離開關將故障的母線分開后才能恢復非故障段的供電。適用范圍：單母線接線不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，一般用于6-220kv系統(tǒng)中，出線回路較少，對供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。 圖1 單母線接線 1.4.2 單母線分段接線（1）用隔離開關分段的單母線接線這種界限實際上仍屬不分段的單母線接線，只是將單母線截成兩個分段，其間用分段隔離開關連接起來。這樣做的好處是兩段母線可以輪流檢修，縮小了檢修母線時的停電范圍，即檢修任一段母線時，只需斷開與該段母線連接的引出線和電源回路拉開分段隔離開關，另一段母線仍可繼續(xù)運行。但是，若兩個電源取并列運行方式，則當某段母線故障時，所有電

11、源開關都將自動跳閘，全部裝置仍需短時停電，需待用分段隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線段的供電。可見，采用隔離開關分段的單母線接線較之不分段的單母線，可以縮小母線檢修或故障時的停電范圍。（2）用斷路器分段的單母線接線用隔離開關奮斗的單母線接線，雖然可以縮小母線檢修或故障時的停電范圍，但當母線故障時，仍會短時全停電，需待分段隔離開關拉開后，才能恢復非故障母線段的運行，這對于重要用戶而言是不允許的。如采用斷路器分段的單母線接線，并將重要用戶采用分別接于不同母線段的雙回路供電，足可以克服上訴缺點。對用斷路器分段的單母線的評價為:優(yōu)點：具有單母線接線簡單、清晰、方便、經(jīng)濟、安全等優(yōu)點。較之

12、不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行?？刹捎秒p回線路對重要用戶供電。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。缺點：任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。單母

13、線分段接線與單母線接線相比提高了供電可靠性和靈活性。但是，當電源容量較大、出線數(shù)目較多時，其缺點更加明顯。因此，單母線分段接線用于：電壓為610kv時，出線回路數(shù)為6回及以上，每段母線容量不超過25mw；否則，回路數(shù)過多時，影響供電可靠性。電壓為3563kv時，出線回路數(shù)為48回為宜。電壓為110220kv時，出線回路數(shù)為34回為宜。（3）單母線分段帶旁路母線的接線為克服出線斷路器檢修時該回路必須停電的缺點，可采用增設旁路母線的方法。當母線回路數(shù)不多時，旁路斷路器利用率不高，可與分段斷路器合用，并有以下兩種接線形式。分段斷路器兼作旁路斷路器接線。旁路斷路器兼作分段斷路器接線。優(yōu)點：單母分段帶旁

14、路接線與單母分段相比，帶來的唯一好處就是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。單母線分段帶旁路接線，主要用于電壓為610kv出線較多而且對重要負荷供電的裝置中；35kv及以上有重要聯(lián)絡線路或較多重要用戶時也采用。單母線分段接線，雖然縮小了母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍，在一定程度上提高了供電可靠性，但在母線或母線隔離開關檢修期間，連接在該段母線上的所有回路都將長時間停電，這一缺點，對于重要的變電站和用戶是不允許的。 圖2 單母線分段接線 1.4.3 雙母線接線優(yōu)缺點分析：可靠性高?？奢喠鳈z修母線而不影響正常供電。當采用一組母線工作、一組母線備用方式運行時，需要

15、檢修工作母線，可將工作母線轉(zhuǎn)換為備用狀態(tài)后，便可進行母線停電檢修工作；檢修任一母線側(cè)隔離開關時，只影響該回路供電；工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復供電；可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作，使引出線斷路器檢修期間能繼續(xù)向負荷供電。靈活性好。為了克服上述單母線分段接線的缺點，發(fā)展了雙母線接線。按每一回路所連接的斷路器數(shù)目不同，雙母線接線有單斷路器雙母線接線、雙斷路器雙母線接線、一臺半斷路器接線（因兩個回路共用三臺斷路器，又稱二分之三接線）三種基本形式。后兩種又稱雙重連接的接線，意即一個回路與兩臺斷路器相連接，在超高壓配電裝置中被日益廣泛地采用。（1）單斷路器雙母線接線：單斷路器雙

16、母線接線器是雙母線接線中最基本的接線形式。它具有兩組結(jié)構(gòu)相同的母線，每一回路都經(jīng)一臺斷路器、兩組隔離開關分別連接到兩組母線上，兩組母線之間通過母聯(lián)斷路器來實現(xiàn)聯(lián)絡。雙母線接線有兩種運行方式，一種運行方式是一組母線工作，一組母線備用，母聯(lián)斷路器在正常運行時是斷開的；另一種運行方式是兩組母線同時工作，母聯(lián)斷路器在正常運行時是接通的，這時每一回路都固定連接于某一組母線上運行，故亦稱固定連接運行方式。這兩種運行方式在供電可靠性方面有所差異，當母線短路時，前者將短時全部停電；后者母線繼電保護動作，只斷開故障母線上電源回路的斷路器和母聯(lián)斷路器，并不會使另一組母線中斷工作。單斷路器雙母線接線具有以下優(yōu)缺點:

17、1）優(yōu)點： 雙母線接線有更高的可靠性，表現(xiàn)在以下幾方面:檢修任一段母線時，可不中斷供電，即通過倒閘操作將進出線回路都切換至其中一組母線上工作，便可檢修另一組母線。檢修任一母線隔離開關時，只需停運該回路。母線發(fā)生故障后，能迅速恢復供電。線路斷路器拒動時或不允許操作時，可經(jīng)一定的操作順序使母聯(lián)斷路器串入該線路代替線路斷路器工作，而后用母聯(lián)斷路器切除核線路。檢修任一回路斷路時，可用裝接“跨條”的方法，避免該線路長期停電。便于試驗。在個別回路需要單獨進行試驗時，可將諒回路單獨接至一組母線上隔離起來進行。調(diào)度靈活。各個電源和出線可以任意分配到某一組母線上，因而可以靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式的調(diào)度和潮流

18、變化。擴建方便，且在擴建施工時不需停電。由于雙母線具有上述優(yōu)點，被廣泛用于10一220kv出線回路較多且有重要負荷的配電裝置中。2）缺點：接線較復雜，且在倒母線過程中把隔離開關當作操作電器使用，容易發(fā)生誤操作事故。工作母線短路時，在切換母線的過程中仍要短時停電。檢修線路斷路器時要中斷對用戶的供電，這對重要用戶來說是不允許的。于單母線接線相比，雙母線接線的母線長，隔離開關數(shù)目倍增，這將使配電裝置結(jié)構(gòu)復雜，占地面積增大，投資明顯增加。雙母線接線比單母線分段接線的供電可靠性高、運行靈活，但投資也明顯增大，因此，只有當進出線回路數(shù)較多、母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求盡快恢復送電、母

19、線和母線隔離開關檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求等情況下，才采用雙母線接線方式。(2) 雙斷路器雙母線接線雙斷路器雙母線這種接線，每回路內(nèi)接有兩臺斷路器，采取雙母線同時運行的方式。雙斷路器雙母線接線的優(yōu)點是:任何一組母線或母線隔離開關發(fā)生故障或進行檢修時都不會造成停電。任何一臺斷路器檢修時都不需停電。任一電源或出線可方便地在母線上配置，運行靈活，能很好地適應調(diào)度要求，有利于系統(tǒng)潮流的合理分布和電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。隔離開關只用于檢修時隔離電源，不作為操作電器，因而減少了誤操作的可能性。雙斷路器雙母線接線的主要缺點是投入使用的斷路器大多，設備投資大，配電裝置占地面

20、積和維護工作量都相應地增大了許多，故在220kv及以下配電裝置中很少采用。但隨著電力系統(tǒng)容量的增大，輸電距離的增加，出于對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的考慮，這種接線在330kv及以上超高壓變電站中的應用將日益廣泛。 (3)“一臺半”斷路器接線 “一臺半”斷路器這種接線的特點是在兩組母線之間串聯(lián)裝設三臺斷路器，于兩臺斷路器間引接一個回路，由于回路數(shù)與斷路器臺數(shù)之比為2：3，固稱為一臺半斷路器接線或二分之三接線。這種接線的正常運行方式是所有斷路器都接通，雙母線同時工作。優(yōu)點：檢修任一臺斷路器時，都不會造成任何回路停電，也不需進行切換操。線路發(fā)生故障時，只是該回路被切除，裝置的其他元件仍繼續(xù)工作。當一組母線停電

21、檢修時，只需斷開與其連接的斷路器及隔離開關即可，任何回路都不需作切換操作。母線發(fā)生故障時，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路都不會停電。操作方便、安全。隔離開關僅作隔離電源用，不易產(chǎn)生誤操作。斷路器檢修時，倒閘操作的工作量少，不必像雙母線帶旁路接線那樣要進行復雜的操作，而是夠斷開待檢修的斷路器及其兩側(cè)隔離開關就可以了，也不需要調(diào)整更改繼電保護整定值。正常時兩組母線和全部斷路器都投入工作，每串斷路器互相連接形成多環(huán)狀接線供電，所以，運行調(diào)度非常靈活。與雙母線帶旁路母線接線和雙斷路器雙母線接線相比，一臺半斷路器接線所需的開關電器數(shù)量少，配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，投資也相應減少。缺點就是二次線

22、和繼電保護比較復雜，投資較大。另外，為提高運行可靠性，防止同名回路同時停電，一般采用交替布置的原則：重要的同名回路交替接入不同側(cè)母線；同名回路接到不同串上；把電源與引出線接到同一串上，這樣布置，可避免聯(lián)絡斷路器檢修時，因同名回路串的母線側(cè)斷路器故障，使同一側(cè)母線的同名回路一起斷開。同時，為使一臺半斷路器接線優(yōu)點更突出，接線至少應有三個串才能形成多環(huán)接線，可靠性更高。一臺半斷路器接線，目前在國內(nèi)、外已較廣泛實用于大型發(fā)電廠和變電站的330500kv的配電裝置中。當進出線回路數(shù)為6回及以上，并咋系統(tǒng)中占重要地位時，宜采用一個半斷路器接線。1.4.4 外橋型接線外橋接線，橋回路置于線路斷路器外側(cè)，變

23、壓器經(jīng)斷路器和隔離開關接至橋接電，而線路支路只經(jīng)隔離開關與橋接點相連。外橋接線的特點為:(1)變壓器操作方便。如變壓器發(fā)生故障時，僅故障變壓器回路的斷路器自動跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 (2)線路投入與切除時，操作復雜。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運行，需經(jīng)倒閘操作恢復變壓器工作，造成變壓器短時停電。 (3)橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯(lián)系，出線側(cè)斷路器故障或檢修時，造成該側(cè)變壓器停電，在實際接線中可采用設內(nèi)跨條來解決這個問題。外橋接線適用于兩回進線、兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站

24、中。 圖3 外橋接線1.4.5 內(nèi)橋型接線內(nèi)橋接線，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè)（靠變壓器側(cè)），此時線路經(jīng)斷路器和隔離開關接至橋接點，構(gòu)成獨立單元；而變壓器支路只經(jīng)隔離開關與橋接電相連，是非獨立單元。內(nèi)橋接線的特點：（1）線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回線路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。（2）正常運行時變壓器操作復雜。（3）橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出線斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。為此，在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。內(nèi)橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運行方式的發(fā)電廠和變電站中。橋形接

25、線具有接線簡單清晰、設備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為節(jié)省投資，在發(fā)電廠或變電站建設初期，可先采用橋形接線，并預留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。1.4.6 主接線方案的比較選擇35kv側(cè)出線2回，10kv側(cè)出線6回，終期出線8回。通過分析比較，五種接線方式中采用35kv側(cè)采用的無母線型內(nèi)橋接線，接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。10kv采用單母線分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。2 主變壓器臺數(shù)和容量的選

26、擇 2.1主變臺數(shù)的確定在變電站中，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(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、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(jīng)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。主變壓器臺數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。正確選擇變壓器的臺數(shù)，對實現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟和合理供電具有重要意義。目前一般的選擇原則是：一般用戶裝設12臺變壓器；為了提高供

27、電可靠性，對于、級用戶，可設置兩臺變壓器，防止一臺主變故障或檢修時影響整個變電所的供電，所以本所選用兩臺主變，互為備用，當一臺變壓器故障檢修時由另一臺主變壓器承擔全部負荷的75%，保證了正常供電。根據(jù)原始資料，本所主變壓器配置兩臺。2.2 主變?nèi)萘康拇_定1、 主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。2、 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷供電，保證供電可靠性。 3、 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的

28、級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。4、裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應滿足全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證80%負荷供電。2.3 主變形式的選擇1、變壓器繞組的連接方式 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相一致，否則不能并列運行。該變電所有二個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形三角形，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形連接，35kv亦采用星形連接，其中性點多通

29、過消弧線圈接地，35kv以下電壓，變壓器繞組都采用三角形連接。由于35kv采用星形連接方式與220kv、110kv系統(tǒng)的線電壓相位角為零度（相位12點），這樣當電壓為22011035kv，高、中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組加接線方式就不能三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有35kv系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星形連接的變壓器。變壓器采用繞組連接方式有d和y，我國35kv采用y連接，35kv以下電壓的變壓器有國標y/d11、y/y0等變電所選用主變的連接組別為y/d11連接方式。故本次設計的變電所選用主變的連接組別為yn/d11型。2、冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風冷卻

30、，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。本次設計選擇的是小容量變壓器，故采用自然風冷卻。3、調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：無激勵調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在5%以內(nèi)；另一種是有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%，設置有載調(diào)壓的原則如下：1、 對于220kv及以上的降壓變壓器，反在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。當電力系統(tǒng)運行確有需要時，在降壓變電所亦可裝設單獨的調(diào)壓變壓器或串聯(lián)變壓器。2、對于110kv及以上的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式。3、接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，或接

31、于時而為送端，時而為受端母線上的發(fā)電廠聯(lián)絡變壓器，一般采用有載調(diào)壓方式。普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為5%，而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。故本次設計選用主變的調(diào)壓方式為有載調(diào)壓。4、結(jié)論根據(jù)任務書提供的資料，結(jié)合技術分析

32、對比及經(jīng)濟可靠性分析對比，本所宜采用sz9-6300/35型三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，其容量以及技術參數(shù)如下：主變?nèi)萘浚?= 6300kva型號： 三相雙繞組有載調(diào)壓降壓變壓器 阻抗電壓： 7.0%聯(lián)接組別： y/-11臺數(shù)： 兩臺3 所用變的選擇和所用電的設計所用變的設計應以設計任務書為依據(jù)，結(jié)合工程具體的特點設計所用變的接線方式，因變電站在電力系統(tǒng)中所處的地位，設備復雜程度（電壓等級和級次，主變壓器形式、容量及補償設備有無等）以及電網(wǎng)特性而定。而所用變壓器和所用配電裝置的布置，則常結(jié)合變電站重要電工構(gòu)建物的布置來確定。一般有重要負荷的大型變電所，380220v系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺所

33、用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關設有自動投入裝置。每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所正常運行。一、用電電源和引接原則如下（1）當變電所有低壓母線時；（2）優(yōu)先考慮由低壓母線引接所用電源；（3）所用外電源滿足可靠性的要求；（4) 即保持相對獨立；（5）當本所一次系統(tǒng)發(fā)生故障時；（6）不受波及；（7）由主變壓器低繞組引接所用電源時；（8）起引接線應十分可靠；（9）避免發(fā)生短路使低壓繞組承受極大的機械應力；二、所用變接線一般原則（1）一般采用一臺工作變壓器接一段母線；（2

34、）除去只要求一個所用電源的一般變電所外；（3）其他變電所均要求安裝兩臺以上所用工作變壓器；（4）低壓10kv母線可采用分段母線分別向兩臺所用變壓器提供電源；（5）以獲得較高的可靠性；根據(jù)任務書提供的資料，結(jié)合技術分析對比及經(jīng)濟可靠性分析對比，故所用變設在10kv側(cè)，所用變選擇兩臺s9100/10型所用變壓器。4 短路電流的計算4.1 短路電流的概述4.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電器設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時指相與相之間通過電弧或

35、其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。4.1.2 短路的種類和短路電流計算的目的三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570%，兩相短路約占1015%，兩相接地短路約占1020%，三相短路約占5%。三相短路雖然

36、很少發(fā)生，但其后果最為嚴重，應引起足夠的重視。因此本次采用三相短路來計算短路電流，并檢測電氣設備的穩(wěn)定性。短路問題是電力技術的基本問題之一。短路電流及其電動力效應和分效應，短路時的電力的降低，是電氣結(jié)線方案比較，電氣設備和載流導線選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整定等的基礎。目的：1電氣主接線比選；2選擇導體和電器；3確定中性點接地方式；4計算軟導體的短路搖擺；5確定分裂導線間隔棒的間距；6驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7選擇繼電保護裝置和進行整定計算。4.2 短路電流計算的方法和條件4.2.1 短路電流計算的方法電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較

37、小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當發(fā)生短路時，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當然，容量所以們在這里進行短路電流計算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計算的，其步驟如下： 1對各等值網(wǎng)絡進行化簡，求出計算電抗； 2求出短路電流的標么值； 3歸算到各電壓等級求出有名值。4.2.2短路電流計算的條件1短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則：（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；（2）所有電源的電動勢相位角相同；（3）系統(tǒng)中的同步和異步

38、電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置相差120度電氣角度；（4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；（5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側(cè)；（6）同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；（7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（8）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；（9）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的都略去不計；（10）元件的計算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；（11）輸

39、電線路的電容略去不計；（12）用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。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，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運行的接線方式。3計算容量 應按本工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃。4短路點的種類一般按三相短路計算，若發(fā)電機的兩相短路時，中性點有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況的時候進行計算。5短路點位置的選擇短路電流的計算，為選擇電氣設備提供依據(jù)，使所選的電氣設備能在各種情況下正常運行，因此短路點的選擇應考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的

40、合理性和經(jīng)濟性，不考慮極其稀有的運行方式。取最嚴重的短路情況分別在10kv側(cè)的母線和35kv側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點k1和點k2發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計算。5 電氣設備的選擇5.1 電氣設備選擇的一般條件5.1.1 電氣設備選擇的一般原則導體和電器的選擇設計、必須執(zhí)行國家的有關技術、經(jīng)濟的政策，并應做到技術先進、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需求。應滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的需求，并考慮到遠景發(fā)展需要。按當?shù)丨h(huán)境條件校核。應力求技術先進和經(jīng)濟合理同類設備應盡量減少品種擴建工程應盡量使新老電器型號一致選用新產(chǎn)品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)

41、，并經(jīng)正式鑒定合格。與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致；5.1.2 電氣設備選擇的技術條件選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1長期工作條件（1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓umax不得低于該回路的最高運行電壓ug，即umaxug（2）電流選用的電器額定電流ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流ig，即ieig由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。（3）機械荷載所選電器端子的允

42、許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。 2短路穩(wěn)定條件（1）校驗的一般原則電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴重時，應按嚴重情況校驗。 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。（2）短路的熱穩(wěn)定條件 (7-1) 式中 在計算時間t秒內(nèi)，短路電流的熱效應（ka*s）； it秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ka）； t設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）。 （3）短路的動穩(wěn)定條件 （

43、7-2） i （7-3） 式中短路沖擊電流峰值（ka）； i短路全電流有效值（ka）； 電器允許的極限通過電流峰值（ka）； 電器允許的極限通過電流有效值（ka）。3絕緣水平在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設備。表7.1 選擇高壓電器應校驗的項目表項目電壓電流斷流容量短路電流校驗動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器ppppp隔離開關pppp電流互感器pppp電壓互感器pp表中p為應進行校驗的項目5.1.3 環(huán)境條件1、溫度

44、按交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱（gb-763-74的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環(huán)境溫度高于+40（但不高于+60）時，每增高+1，建議額定電流減少1.8%；當?shù)陀?40，每降低+1建議額定電流增加0.5%，但總的增加值不超過額定電流的20%。2、日照屋外高壓電器在日照影響下將產(chǎn)生附加溫升。但高壓電器的發(fā)熱試驗是在避免陽光直射的條件下進行的。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設計中可暫按電器額定電流的80%選擇設備。3、海拔電器的一般使用條件為海拔高度不超過1000m。海拔超過1000m的地區(qū)稱為高原地區(qū)。對安裝在海

45、拔高度超過1000m地區(qū)的電器外絕緣一般應予加強，可選用高原產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級產(chǎn)品。5.2 斷路器隔離開關的選擇斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。該系統(tǒng)中各斷路器的短路切除時間列表如下，這里架設各斷路器的全開斷時間為0.06s，由于短路電流周期分量的衰減在該系統(tǒng)中不能忽略，為避免計算上的繁瑣，較驗熱穩(wěn)定時用等值時間法來計算短路點電流周期分量熱效應qk。 等值時間法計算短路電流周期分量熱效應qk： 為短路電流周期分量的起始值其中令k=1查電力工程手冊得到等值時間tjz列入下表5-1中如下： 時間10kv線路10kv分段開關主變10kv側(cè)主變35kv側(cè)35kv線路橋35k

46、v線路tpr（s）051015202530tab（s）006006006006006006tk=tpr+ta（s）056106156206256306tjz（s）04078125168212581、高壓斷路器及隔離開關的選擇開關電器的選擇及校驗原則選擇較驗 電壓 電流 按斷開電流選擇， inbr按短路關合電流來選擇incl按熱穩(wěn)定來選擇 注：() (1)主變35kv側(cè)高壓斷路器的選擇kva kv(a)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：(a)計算數(shù)據(jù)表：u(kv)三相短路電流/kaimax（a）357.87.87.819.8911.78109.095為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊參考資料附

47、表1-4選擇sw3-35型戶外六氟化硫斷路器。開斷電流校驗:25(ka)i7.8 (ka)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 igmax109.095(a)ie1600(a)額定峰值耐受電流ish19.89 (ka)idw63(ka)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：短路電流的熱效應（ka2s）：由電力工程電氣設計手冊電氣一次部分表65知，選用高速斷路器，取繼電保護裝置保護動作時間0.6s，斷路器分匝時間0.03s，則校驗熱效應計算時間為0.63s（后面熱穩(wěn)定校驗時間一樣）設繼電保護時間為0.6s，則短路計算時間：0.6+0.030.63(s)查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （ka） （ka）

48、 （由于短路電流切除時間qk熱穩(wěn)定校驗合格。35kv側(cè)進線斷路器及35kv側(cè)橋斷路器的最大工作條件與主變壓器35kv側(cè)滿足相同的要求，故選用相同設備。(2)35kv側(cè)隔離開關的選擇主要計算參數(shù)同上為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊，選擇隔離開關gn2-35/400,動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 igmax109.095(a)ie630(a)額定峰值耐受電流ish19.89 (ka)idw50(ka)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （ka） （ka） （由于短路電流切除時間qk熱穩(wěn)定校驗合格。35kv側(cè)進線隔離開關及35kv側(cè)橋隔離開關的最大工作條件與主變壓器35kv

49、側(cè)滿足相同的要求，故選用相同設備。計算數(shù)據(jù)斷路器型號及參數(shù)隔離開關型號及參數(shù)sw3-35gn2-35/400u(kv)35ue35ue35imax/（ka)109.095ie1000ie400izt=if3(ka)3.727inbr16.5qk23.34ish=2.55izt(ka)9.5incl25incl30ies42ies52 表2開關電器的選擇 （1）10kv側(cè)斷路器的選擇kva kv(a)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：(a)計算數(shù)據(jù)表：u(kv)三相短路電流/kaimax（a）106.926.926.9212.7310.45381.927為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊,選擇

50、sn10-10/630型戶外六氟化硫斷路器，其技術參數(shù)如下選用的斷路器額定電壓為10kv，最高電壓12kv，系統(tǒng)電壓10kv滿足要求。開斷電流校驗:20(ka)i6.92(ka)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 igmax381.927 (a)ie1000(a)額定峰值耐受電流ish12.73 (ka)idw50ka)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （ka） （ka） （由于短路電流切除時間qk熱穩(wěn)定校驗合格。（2）10kv側(cè)隔離開關的選擇主要計算參數(shù)同上為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊，選擇隔離開關gn8-10/400,其主要技術參數(shù)如下：動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 igmax381.927 (a)ie1250(a)額定峰值耐受電流ish12.73 (ka)idw100ka)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （ka） （ka） （由于短路電流切除時間1