220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計

1、220kv降壓變電所電氣設(shè)計摘要隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)對變電所的更要求也越來越高。本設(shè)計主要介紹了220kv變電站的主接線設(shè)計及變壓器的選擇，變電所電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。在經(jīng)濟(jì)角度上要考慮周全，盡量以最少的投資獲得最佳的方案。按照要求選擇合適的變壓器。短路電流計算，對變電站系統(tǒng)中的各個電壓等級下的母線發(fā)生三相短路時，所流過的短路電流進(jìn)行了分別計算。電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗，電氣設(shè)備的選擇條件包括兩大部分：一是電氣設(shè)備所需要滿足的基本條件，即按正常工作條件選擇，并按短路狀態(tài)校

2、驗動、熱穩(wěn)定；二是根據(jù)不同電氣設(shè)備的特點而提出的選擇和校驗項目。電氣總平面及配電裝置斷而設(shè)計，較為詳細(xì)地完成了電力系統(tǒng)中變電所設(shè)計。設(shè)計只對變電站電氣一次部分做了較為詳細(xì)的理論設(shè)計，而對其電氣二次部分并沒有涉及。關(guān)鍵詞：變電所；電路主接線；短路計算；穩(wěn)定性the electrical design of 220kv step down substationabstractwith the development of science and technology in china, particularly computing technology has advanced, the powe

3、r system demands on substation more and more.the article about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. through the main transformer stations wiring design, stations wiring desig

4、n stations, short circuit current calcularions, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices, design general electric and distribution devices flood, and witho

5、ut power compensarion. lastly, substation design is completed in power system.limited to the specific design requirements and design time of constraints, the design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve, which research it in future study and work.

6、keywords：substation; main circuit wiring; short circuit calculation; stability目錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 課題背景11.2 論文研究的目的和意義11.3 論文研究的內(nèi)容2第2章 電氣主接線的設(shè)計32.1 電氣主接線的接線方法32.1.1 單母線接線及單母線分段接線32.1.2 雙母線接線及分段接線32.2 電氣主接線的設(shè)計原則42.3 電氣主接線的方案選擇52.3.1 雙母線接線方案52.3.2 雙母線帶旁路母線接線方案5第3章 主變壓器的選擇73.1 主變壓器的選擇原則73.1.1 主變壓器

7、臺數(shù)的選擇73.1.2 主變壓器容量的選擇73.1.3 主變壓器型式的選擇93.1.4 繞組數(shù)量和連接形式的選擇93.2 主變壓器選擇結(jié)果9第4章 220kv變電所短路計算114.1 短路造成的后果及其計算目的114.1.1 短路的后果114.1.2 短路計算的目的114.2 變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計算124.3 10kv側(cè)短路計算134.4 220kv側(cè)短路計算144.5 110kv側(cè)短路計算14第5章 電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇175.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則175.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇175.2.1 220kv側(cè)主變與出線的選擇及校驗185.2.2 主變110kv側(cè)斷路器與隔離開關(guān)的

8、選擇及校驗205.2.3 10kv側(cè)斷路器與隔離開關(guān)的選擇及校驗215.3 電流互感器的選擇235.3.1 220kv側(cè)電流互感器的選擇245.3.2 110kv側(cè)的電流互感器的選擇255.3.3 10kv側(cè)電流互感器的選擇255.4 電壓互感器的選擇265.4.1 220kv側(cè)母線電壓互感器的選擇275.4.2 110kv側(cè)母線電壓互感器的選擇275.4.3 10kv側(cè)母線電壓互感器的選擇285.5 導(dǎo)體的選擇與校驗285.5.1 220kv側(cè)母線與側(cè)引接線的選擇與校驗285.5.2 110kv側(cè)母線的選擇與校驗295.5.3 10kv側(cè)母線的選擇與校驗305.5.4 變壓器110kv側(cè)引接

9、線的選擇與校驗325.5.5 變壓器10kv側(cè)引接線的選擇與校驗33第6章 防雷接地設(shè)計356.1 防雷設(shè)計356.1.1 防雷設(shè)計原則356.1.2 避雷針的配置356.2 接地設(shè)計的原則36結(jié)論37致謝38參考文獻(xiàn)39附錄a40附錄b47千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行第1章 緒論1.1 課題背景能源歷來是人類文明的先決條件，人類社會一切活動都離不開能源。電能是由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換成的能源。電能的開發(fā)和應(yīng)用，是人類征服自然過程中所取得的具有劃時代意義的光輝成就?，F(xiàn)代文明中，電

10、被視為與空氣和水一樣重要1。近十年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，用電也成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，各地都在興建一系列的用配電裝置。變電所的規(guī)劃、設(shè)計與運行的根本任務(wù)，是在國家發(fā)展計劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理的開發(fā)和利用動力資源，用最少的支出為國民經(jīng)濟(jì)各部門與人民生活提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。變電所由發(fā)、送、變、配、等不同環(huán)節(jié)以及相應(yīng)的通信、安全自動、繼電保護(hù)和調(diào)度自動化的系統(tǒng)組成，它的形成和發(fā)展，又經(jīng)歷了規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)運行等不同階段。各個環(huán)節(jié)和各個階段都有各自不同的特點和要求?，F(xiàn)代變電所是一個十分龐大而又高度自動化的系統(tǒng)，在各個專業(yè)系統(tǒng)之間和各個環(huán)節(jié)之間，既相互制約又能在一定條件

11、下相互支持和互為補充。為了適應(yīng)我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，需要密切結(jié)合我國的實際條件，從電力系統(tǒng)的全局著眼，需要設(shè)計出一系列的符合我國各個地區(qū)的用以供電的變電所，有一協(xié)調(diào)各專業(yè)系統(tǒng)各個階段有關(guān)的各項工作，以求取得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合效益。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。在我國系統(tǒng)的變電站大致分為四大類：降壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。本次所設(shè)計的課題是220kv降壓變電所的設(shè)計，該變

12、電所具有220kv、110kv、10kv三個電壓等級。110kv以工廠用電為主，10kv以用戶用電為主。1.2 論文研究的目的和意義本次畢業(yè)設(shè)計將是對我四面來學(xué)習(xí)的一次綜合測試。通過這次設(shè)計實踐工作，會使我學(xué)到許許多多書本上沒有的東西，讓我養(yǎng)成“嚴(yán)謹(jǐn)、活潑”的工作作風(fēng)，掌握發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計的過程。這將是對所學(xué)知識進(jìn)行的一次實踐，是電氣專業(yè)知識得到鞏固和加深，逐步提高解決問題的能力。也使我對電氣的各個裝置有了系統(tǒng)的了解，對電氣設(shè)備的用途加深了理解，在以后的使用中能得心應(yīng)手。通過本次設(shè)計，我將得出以下結(jié)論：可靠、優(yōu)質(zhì)的供電是現(xiàn)代化大都市的重要標(biāo)志。為此目的，需要采用相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)。其難度往往

13、不亞于超高壓輸電技術(shù)。過去，對配電系統(tǒng)的發(fā)展為給予應(yīng)有的重視，欠賬甚多。研究采用配電新技術(shù)，提高供電的可靠性和電能質(zhì)量已是十分緊迫的任務(wù)。同時我國主要以220kv用電為主，對220kv降壓變電站的研究可以使我更好的了解我國電力如何分配與發(fā)展水平。1.3 論文研究的內(nèi)容本設(shè)計包括以下內(nèi)容：1電氣主接線的設(shè)計，其中介紹了電氣主接線的接線方法，電氣主接線的設(shè)計原則，電氣主接線的方案選擇。2主變壓器的選擇，其中介紹了主變壓器的選擇原則，主變壓器的結(jié)果。3短路計算，其中介紹了短路計算的目的和意義，標(biāo)幺值的計算。4電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇，其中介紹了電氣設(shè)備選擇的一般原則，斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流互感器的

14、選擇，電壓互感器的選擇，導(dǎo)體的選擇與校驗5防雷接地設(shè)計，其中介紹了防雷設(shè)計原則，避雷針的配置。第2章 電氣主接線的設(shè)計2.1 電氣主接線的接線方法2.1.1 單母線接線及單母線分段接線1.單母線接線單母線接線供電電源在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸2。單母接線的優(yōu)點：接線簡單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。缺點：（1）可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停

15、電。（2）調(diào)度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流3。綜上所述，這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電所中。2.單母分段接線單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站610kv接線中。但是，由于這種接線對

16、重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整體母線系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要負(fù)荷的出線回路較多、供電容量較大時，一般不予采用4。3.單母線分段帶旁路母線的接線單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。2.1.2 雙母線接線及分段接線1.雙母線接線雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實現(xiàn)。其特點有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點5。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的610

17、kv配電裝置；3560kv出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；110220kv出線數(shù)為5回及以上時。2.雙母線分段接線為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電。雙母線分段接線

18、被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配置中，同時在220550kv大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。3.雙母線帶旁路母線的接線雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的7。2.2 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計的主題。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)

19、計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠和變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)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(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、實用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則8。2.3 電氣主接線的方案選擇2.3.1 雙母線接線方案雙母線接線方案一：220kv側(cè)雙母接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線。220kv出線3回，并且有兩臺變壓

20、線路，而雙母接線使用范圍是110220kv出線數(shù)為4回及以上時。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點。110kv出線2回，110kv側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型煉鋼廠，其最大負(fù)荷為42000kw。根據(jù)條件選擇雙母接線方式。10kv出線12回，10kv側(cè)總負(fù)荷9800kw。選擇單母分段接線方式。方案主接線圖如圖2-1所示：圖2-1 主接線方案一2.3.2 雙母線帶旁路母線接線方案雙母線帶旁路母線接線方案二：220kv側(cè)雙母帶旁路接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線。220kv出線3回，而由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路

21、母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。主接線如圖2-2所示：圖2-2 主接線方案二現(xiàn)對兩種方案比較如下表2-1所示10：表2-1 主接線方案比較表方案項目方案一：220kkv側(cè)雙母接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線。方案二：220kv側(cè)雙母帶旁路接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線?？煽啃?.220kv接線簡單，設(shè)備本身故障率少；2.220kv故障時，停電時間較長。1.可靠性較高；2.有兩臺主變壓器工作，保證了

22、在變壓器檢修或故障時，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性1.220kv運行方式相對簡單，靈活性差；2.各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。1.各電壓級接線方式靈活性都好；2.220kv電壓級接線易于擴(kuò)建和實現(xiàn)自動化。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對少，投資小。1.設(shè)備相對多，投資較大；2.母線采用雙母線帶旁路，占地面增加。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計最終方案。第3章 主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，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；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓

23、器。本章是對變電站主變壓器的選擇。3.1 主變壓器的選擇原則選擇主變壓器技術(shù)參數(shù)，應(yīng)以變壓器整體的可靠性為基礎(chǔ)，綜合考慮技術(shù)參數(shù)的先進(jìn)性和合理性，結(jié)合損耗評價的方式，提出技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同時還要考慮可能對系統(tǒng)安全運行、運輸和安裝空間方面的影響。例如：1.主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的級和級負(fù)荷，對于一般變電所，當(dāng)一臺主變停運時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。3.為

24、了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性11。3.1.1 主變壓器臺數(shù)的選擇主變壓器是變電站中的主要設(shè)備,合理地選擇主變壓器臺數(shù),不僅可以減少停電、限電幾率,提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可靠性,而且可以提高電能質(zhì)量。一般有以下幾點：對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。3.1.2 主變壓器容量的選擇合理地選擇主變壓器的容量并考慮變壓器的過負(fù)荷能力以及當(dāng)?shù)厝?/p>

25、后發(fā)展趨勢,是減少變電所投資的一項重要措施。主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%12。同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化13。采用系數(shù)法求各用戶的計算負(fù)荷：=ktsei （2-1）式中sjsi各

26、用戶的計算負(fù)荷，kva；sei 各用電設(shè)備額定容量，kva。每條出線路的負(fù)荷：線路1： kva線路2： kva變電所設(shè)計當(dāng)年的計算負(fù)荷可由式（2-2）計算 （2-2）式中 kt 同時系數(shù)，一般取0.85-0.9，這里取0.9；%線損率，材料給出為5%。 sjs =0.9(39900+9310)(1+0.05)46503.45kva計算負(fù)荷增長后的變電所最大計算負(fù)荷為 （2-3）式中 n 年數(shù)，取10年； m 年平均增長率，取7%； n年后的最大計算負(fù)荷。kva 裝設(shè)兩臺主變壓器的變電站，根據(jù)我國變電壓器運行的實踐經(jīng)驗，并參考經(jīng)驗，每臺主變的額定容量： （2-4）kva按重要負(fù)荷計算變壓器容量：

27、=0.6542000/9.5=28736.842kva=0.62(1800+900+2100+2400+2000+600)/9.5 =6395.7895kva=28736.842+6395.7895=35132.632kva結(jié)果得出重要負(fù)荷容量小于用戶的總用電容量，所以選擇用電戶的總用電容量，即：0.793675.796=65573.057kva3.1.3 主變壓器型式的選擇選擇主變壓器，需考慮如下原則：當(dāng)不受運輸條件限制時，在330kv及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500kv時，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺50%容量三相變壓器或單相變壓

28、器組。對于單機(jī)容量為300mw、并直接升到500kv的，宜選用三相變壓器。對于500kv變電所，除需考慮運輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時，當(dāng)一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。3.1.4 繞組數(shù)量和連接形式的選擇具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需要

29、裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器5。變壓器繞組的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要有y和，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國110kv及以上電壓，變壓器繞組多采用y連接；35kv以下電壓，變壓器繞組多采用連接。3.2 主變壓器選擇結(jié)果查電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次部分，選定變壓器的容量為90000kva。由于降壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)選定主變型號。220kv無勵磁調(diào)壓三繞組自耦變壓器參數(shù)如表3-1所示：表3-1 90000kva三繞組自耦變壓器參數(shù)額定容量，kva90

30、000額定電壓，kv高壓22022.5%中壓121低壓10.5聯(lián)結(jié)組標(biāo)號yn/a0/d11空載損耗，kw57負(fù)載損耗，kw260阻抗電壓，%高-中8-10中-低18-24高-低28-34空載電流，%0.6所以一次性選擇兩臺容量為90000kva的變壓器為主變。第4章 220kv變電所短路計算4.1 短路造成的后果及其計算目的4.1.1 短路的后果短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運行，特別在大容量發(fā)電場中，在發(fā)電機(jī)電壓母線或發(fā)電機(jī)出口處，短路電流可達(dá)幾萬安至幾十萬安。短路的危險后果一般有以下的幾個發(fā)面：短路故障使短路點附近的支路中出現(xiàn)比正常值大許多倍的電流

31、，由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到破壞。短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時間較長時，設(shè)備可能過熱以致?lián)p壞。路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步電動機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅度下降時，電動機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢，設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(fā)電廠可能失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。發(fā)生不對稱短路時，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動勢，

32、這對于架設(shè)在高壓電路線路附近的通訊線路或鐵道訊號系統(tǒng)的會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。4.1.2 短路計算的目的在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計和運行中，短路計算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計算，這些問題主要是：選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計算作為依據(jù)。這里包括計算沖擊電流以效驗設(shè)備的電動力穩(wěn)定度；計算若干時刻的短路電流周期分量以效驗設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計算指定時刻的短路電流有效值以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計算指定時刻的短路電流有效值以校驗斷路器的斷流能力等。為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計算和

33、分析。在這些計算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值。在設(shè)計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計算。進(jìn)行電路系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，研究短路對用戶工作的影響等，也包含有一部分短路計算的內(nèi)容。4.2 變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計算系統(tǒng)阻抗：220kv側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng)a，歸算至本所220kv母線側(cè)阻抗為0.015（sj=100mva）。110kv側(cè)阻抗為：100/42/0.95=2.510kv側(cè)阻抗為：100/（1800+900+2100+240

34、0+2000+600）/0.95/1000=10.7sn=90mva其中高中、高低、中低阻抗電壓（%）分別為9，31，21。將主接線圖2-2簡化，得到如圖4-1所示的等值電路：圖4-1 系統(tǒng)圖的等值電路設(shè)4.3 10kv側(cè)短路計算10kv側(cè)f1點短路時，將圖4-1簡化，得到如圖4-2所示的等值電路：圖4-2 f1短路的等值電路圖將圖4-2化簡，得到如圖4-3所示的等值電路：圖4-3 f1短路的等值電路圖再次簡化將圖4-3再次化簡，得到如圖4-4所示的等值電路:圖4-4 f1短路的等值電路圖周期分量：沖擊電流：短路容量：短路電流有名值為：周期分量：ka沖擊電流：ka短路容量：mva短路電流最大有

35、效值：ka4.4 220kv側(cè)短路計算220kv側(cè)f2點短路時，將圖4-1簡化，得到如圖4-5所示的等值電路：圖4-5 f2短路的等值電路圖周期分量：沖擊電流：短路容量：短路電流有名值：周期分量：ka沖擊電流：ka短路容量：mva短路電流最大有效值：ka4.5 110kv側(cè)短路計算110kv側(cè)f3點短路時，將圖4-1簡化，得到如圖4-6所示的等值電路圖4-6 f3短路的等值電路圖將圖4-6化簡，得到如圖4-7所示的等值電路： 圖4-7 f3短路的等值電路圖周期分量：沖擊電流：短路容量：短路電流有名值：周期分量：ka沖擊電流：ka短路容量：mva短路電流最大有效值：ka短路計算結(jié)果見表4-1：表

36、4-1 短路計算成果表短路點基準(zhǔn)電壓，kv短路電流，ka沖擊電流，ka短路容量s，mvaf110.544.28174.643533.3f223025.26642.596666.7f311511.66119.6571538.5第5章 電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并

37、按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇，導(dǎo)線的選擇。5.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備的選擇一般有以下幾點原則：1.應(yīng)滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。2.應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗；3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理；4.選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；5.擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致；6.選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷

38、路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10kv220kv的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時，可以選用sf6斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：額定電壓校驗：ununs （5-1）額定電流校驗：inimax （5-2）開斷電流：inbri （5-3）動穩(wěn)定：iesish （5-4）熱穩(wěn)定：it2t qk （5-5）同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求。5.2.1 220kv側(cè)主變與出線的選擇及校驗（1）主變斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流a具體選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=220kv額定電流選擇：inimax=248.01a開斷電流

39、選擇：inbri=25.266ka選擇sw6220/1200，其sw6220/1200技術(shù)參數(shù)如下表5-1所示：表5-1 sw6220/1200技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓，kv額定電流，a斷流容量，mva額定斷流量，ka極限通過電流，ka熱穩(wěn)定電流，ka固有分閘時間，s峰值4ssw6-220/1200220120060002155210.04熱穩(wěn)定校驗：it2t qkit2t=2124=1764ka2s電弧持續(xù)時間取0.06s，熱穩(wěn)定時間為：tk =1.5+0.04+0.06=1.6s查計算電抗并計算短路電流為kaka =495.783ka2s所以，it2t qk滿足熱穩(wěn)校驗。動穩(wěn)定校驗：ies=

40、55kaish=42.59ka滿足校驗要求所選斷路器滿足要求。（2）出線斷路器的選擇與校驗a由上表可知sw6-220/1200同樣滿足出線斷路器的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與主變側(cè)相同。（3）主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=220kv額定電流選擇：inimax=248.01a極限通過電流選擇：iesish=42.59kagw6220d/100080，其技術(shù)參數(shù)如下表5-2所示：表5-2 gw6220d/100080技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓，kv額定電流，a極限通過電流，ka熱穩(wěn)定電流，ka峰值4sgw6-220d/1000-8022010008023.7熱穩(wěn)定校驗：

41、it2t qkit2t=23.724=2246.76ka2s所以， it2t qk 滿足熱穩(wěn)校驗。動穩(wěn)定校驗：ies=80kaish=42.59ka滿足校驗要求。所選隔離開關(guān)各項均滿足要求。（4）出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：a由上表可知gw6220d/100080同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定計算與主變側(cè)相同。所選隔離開關(guān)各項均滿足要求。5.2.2 主變110kv側(cè)斷路器與隔離開關(guān)的選擇及校驗斷路器的選擇與校驗流過斷路器的最大持續(xù)工作電流a具體選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=110kv額定電流選擇：inimax=233.061a開斷電流選擇：inbri=11

42、.661ka初選sw4110/1000技術(shù)數(shù)據(jù)如下表5-3所示：表5-3 sw4110/1000技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kv額定電流，a斷流容量，mva額定斷流量，ka極限通過電流，ka熱穩(wěn)定電流，ka固有分閘時間，s峰值5ssw4-110/10001101000350018.455210.06熱穩(wěn)定校驗：it2tqkit2t=2125=2205ka2s滅弧時間取0.06s，熱穩(wěn)定計算時間：tk=1.5+0.06+0.06=1.62s查轉(zhuǎn)移電抗并計算短路電流kaka =106.952 ka2s所以，it2t qk滿足熱穩(wěn)校驗。動穩(wěn)定校驗：ies=55kaish=19.657ka滿足校驗要求。所選

43、斷路器滿足要求。隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=110kv額定電流選擇：inimax=233.061a極限通過電流選擇：iesish=19.657ka選擇gw4110d/100080其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表5-4所示：表5-4 gw4110d/100080技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kv額定電流，a極限通過電流，ka熱穩(wěn)定電流，ka峰值4sgw4-110d/1000-8011010008021.5熱穩(wěn)定校驗：it2t qkit2t=21.525=2311.25ka2s所以，it2t qk滿足熱穩(wěn)校驗動穩(wěn)定校驗：ies=55kaish=19.657ka滿足校驗要求所選隔離開關(guān)各項均滿足

44、要求。110kv母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變中110kv側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用sw4-110/1000型少油斷路器和gw4-110d/100080型隔離開關(guān)。5.2.3 10kv側(cè)斷路器與隔離開關(guān)的選擇及校驗流過斷路器的最大工作電流：a具體選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=10kv額定電流選擇：inimax=595.6a開斷電流選擇：inbri=76.154ka選擇sn1010iii/2000，其技術(shù)參數(shù)如下表5-5所示：表5-5 sn1010iii/2000技術(shù)參數(shù)型號額定電壓，kv額定電流，a斷流容量，mva額定斷流量，ka極限通過電流，ka熱穩(wěn)定

45、電流，ka固有分閘時間，s峰值4ssn10-10iii/200010200075043.313043.30.06熱穩(wěn)定校驗it2t=43.324=7499.56ka2s設(shè)后備保護(hù)時間為1.5s，滅弧時間為0.06s查短路電流計算曲線并換算成短路電流有名值： kaka =2059.9575 ka2sit2t qk 滿足要求。動穩(wěn)定校驗：ies=130kaish=74.643ka滿足校驗要求。所選斷路器滿足要求。隔離開關(guān)的選擇及校驗過程如下：額定電壓選擇：ununs=10kv額定電流選擇：inimax=595.6a極限通過電流選擇：iesish=74.643ka選擇gn1010/100080，其技

46、術(shù)參數(shù)如下表5-6所示：表5-6 gn1010/100080技術(shù)參數(shù)型號額定電壓，kv額定電流，a極限通過電流，ka熱穩(wěn)定電流，ka峰值4sgn10-10/1000-801010008031.5熱穩(wěn)定校驗：it2t qkit2t=31.524=3969ka2s所以，it2t qk= 2059.9575 ka2s，滿足熱穩(wěn)校驗。 動穩(wěn)定校驗：ies=80kaish=74.643ka滿足校驗要求。所選隔離開關(guān)各項均滿足要求。10kv母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變低10kv側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用sn1010iii/2000g型少油斷路器和gn1010/100080型隔離開

47、關(guān)。5.3 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620kv屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kv及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓：ug(一次回路工作電壓)un （5-6）一次回路電流： ig.max(一次回路最大工作電壓)im(原邊額定電流) （5-7）準(zhǔn)確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求高的表計來選擇。二次負(fù)荷： （5-8）式中， （5-9） （5

48、-10）動穩(wěn)定： （5-11）式中，kdw電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定： （5-12）為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。5.3.1 220kv側(cè)電流互感器的選擇主變220kv側(cè)電流互感器的選擇一次回路電壓：kv一次回路電流：a根據(jù)以上兩項，初選戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下表5-7所示：表5-7 lcw-220（4300/5）參數(shù)型號額定電流，a級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定動穩(wěn)定準(zhǔn)確等級0.2v.a0.51二次負(fù)荷倍數(shù)電流倍數(shù)電流倍數(shù)lcw-2204x300/5d/dd/0.5d0.51.2241.2306060動穩(wěn)定校驗：ka滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗：ka2 ska2 s滿足

49、熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選滿足要求。220kv母聯(lián)電流互感器：由于220kv母聯(lián)與變高220kv側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用型電流互感器。5.3.2 110kv側(cè)的電流互感器的選擇主變中110kv的電流互感器的選擇：一次回路電壓：kv 一次回路電流：a根據(jù)以上兩項，初選戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下表5-8所示：表5-8 lcwdl-110/（2600/5）參數(shù)型號額定電流，a級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定動穩(wěn)定準(zhǔn)確等級0.2v.a0.5二次負(fù)荷倍數(shù)電流倍數(shù)電流倍數(shù)2x600/50.5/d/d0.521.22075135動穩(wěn)定校驗：ka熱穩(wěn)定校驗：ka2 ska2 s滿足熱穩(wěn)定

50、性要求。綜上所述，所選的電流互感器滿足動熱穩(wěn)定性要求。110kv母聯(lián)電流互感器的選擇。母聯(lián)的工作條件與變中110kv電流互感器應(yīng)相同，所以同樣選擇型電流互感器。5.3.3 10kv側(cè)電流互感器的選擇10kv主變進(jìn)線回路電流互感器的選擇1.一次回路電壓：ka2.一次回路電流：a由此得，初選la-10（1000/5）戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下表5-9所示：表5-9 la-10（1000/5）參數(shù)型號額定電流，a級次組合準(zhǔn)確級次二次負(fù)荷10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定動穩(wěn)定準(zhǔn)確等級0.2v.a3二次負(fù)荷倍數(shù)電流倍數(shù)電流倍數(shù)la-10（1000/5）1000/50.5/330.61.22050903.動穩(wěn)定校驗： ka4.熱穩(wěn)定校驗： ka2 ska2 s滿足熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器la-10（1000/5）滿足動熱穩(wěn)定性要求。10kv母聯(lián)電流互感器的選擇：由于10kv母聯(lián)只在一臺主變停運時才有大電流通過，與10kv母線側(cè)電流互感器相同，所以同樣選擇戶la-10（1000/5）戶外獨立式電流互感器。5.4 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：620kv屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35kv110kv配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220kv級以上的配電裝置，當(dāng)