220kV降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)

1、摘要本設(shè)計(jì)是對(duì) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。包括對(duì)電氣主接線的確定，主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器，電壓互感器，母線，站用變壓器等。全設(shè)計(jì)詳細(xì)的說(shuō)明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)。 變壓器的選擇包括：主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、 設(shè)計(jì)依據(jù)、 基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)以及主接線的比較選擇，并制定了適合要求的主接線； 短路電流計(jì)算是最重要的環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)詳細(xì)的介紹了短路電流的計(jì)算； 高壓電氣設(shè)備的選擇包括母線、 高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器的選擇原則和要求，并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)

2、和產(chǎn)品相關(guān)介紹。關(guān)鍵詞： 220KV變電站 電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)AbstractThe topic that I design is that a topic designed this time is that electric a part of transformer substation is designed , its main task is a preliminary design ofa part to the transformer substation of He Dong.Including to the electric sureness that mainly wire,

3、 the choice of the main electric equipment, including circuit breaker, isolate the switch, the mutual inductor of electric current, voltage mutual inductor, bus bar, stand with the voltage transformer and wait.Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returnedthe expatiation

4、every kind of mostbasic request that equipments choose withprinciple according to. The choice of the transformer includes: Main transformer use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; The electricity lord connected the line to introd

5、uceprimarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects t

6、he line; The short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailed, and each calculation etc.Keywords ： T

7、ransformer substation; Power system; Mainly wire; power transmission systems目錄1緒 論 .11.1原始資料 .11.2設(shè)計(jì)原則 .12變電所電力負(fù)荷計(jì)算 .32.1負(fù)荷計(jì)算的目的 .32.2負(fù)荷計(jì)算 .32.3無(wú)功補(bǔ)償方案 .43變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 .93.1主變壓器的選擇 .93.2主變壓器的確定 .94電氣主接線方案的確定 .124.1電氣主接線的概況 .124.2電氣主接線基本要求 .124.3變電所主接線的選擇 .135短路電流計(jì)算 .185.1短路電流計(jì)算的目的 .185.2短路計(jì)算點(diǎn)的選擇 .185.

8、3三相短路電流沖擊值的計(jì)算 .196高壓電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體選擇 .296.1電氣設(shè)備的選擇原則 .296.2斷路器的選擇 .306.3隔離開(kāi)關(guān)的選擇 .366.4電流互感器的選擇 .406.5電壓互感器的選擇 .456.6母線的選擇 .487避雷器的選擇 .537.1避雷器的參數(shù) .537.2避雷器的配置 .547.3 220kV 側(cè)避雷器選擇 .557.4 35kv 側(cè)避雷器選擇557.5 變壓器避雷器選擇56總結(jié)57致謝58參考文獻(xiàn)59附錄 I電氣主接線圖601 緒 論1.1 原始資料在 21 世紀(jì)中葉基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化是我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是全國(guó)人民在新時(shí)期的總?cè)蝿?wù)。實(shí)現(xiàn)社

9、會(huì)主義現(xiàn)代化，就是逐步用當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)武裝我國(guó)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)事業(yè)，使之達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。工業(yè)要現(xiàn)代化，就要重點(diǎn)發(fā)展作為基礎(chǔ)和先行工業(yè)的電力工業(yè)。目前國(guó)外電力技術(shù)的先進(jìn)水平主要表現(xiàn)為超高壓、大系統(tǒng)、大機(jī)組、大電廠、高度自動(dòng)化以及核電技術(shù)。高電壓、大系統(tǒng)：系統(tǒng)容量在（48）108kW以上，交流輸電電壓、500750kV 和 1150kV，直流為500kV 和 750kV。大電廠、大機(jī)組：火電廠容量（460640）104 kW ，最大機(jī)組容量：?jiǎn)屋S（ 60130） 104 kW ，雙軸（ 100165） 104 kW ；水電廠容量： 1260 10 4 kW ，最大機(jī)組容量：（7

10、080） 104 kW ；抽水蓄能電廠容量： 210 104 kW ，最大機(jī)組容量： 45.7 10 4 kW ；核電廠容量： （ 400800） 10 4 kW ，最大機(jī)組容量（ 100145） 104 kW 。我國(guó)電力工業(yè)今后發(fā)展的目標(biāo)是： 優(yōu)化發(fā)展火電，規(guī)劃以 30 104 、60 104 kW 火力發(fā)電廠為主干， 進(jìn)一步發(fā)展 80 10 4 、100 10 4 kW 的大型火力發(fā)電機(jī)組，建設(shè)一批（ 400500） 10 4 kW 的大規(guī)模發(fā)電廠；積極發(fā)展核電，在沿海和燃料短缺的地區(qū)，加快建設(shè)一批占地面積少，節(jié)省人力和燃料、不污染環(huán)境的大型核電廠； 因地制宜發(fā)展新能源， 同步發(fā)展電網(wǎng)，

11、認(rèn)真治理對(duì)環(huán)境的污染。這一符合我國(guó)國(guó)情的規(guī)劃目標(biāo)，將使我國(guó)的電力工業(yè)走向低能耗結(jié)構(gòu)、低環(huán)境污染、高效率運(yùn)營(yíng)的發(fā)展道路。我國(guó)的電力系統(tǒng)從50 年代開(kāi)始迅速發(fā)展。到1991 年底，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量為 14600 萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量為 6750 億千瓦時(shí)，均居世界第四位。 輸電線路以220 千伏、330 千伏和 500 千伏為網(wǎng)絡(luò)骨干， 形成 4 個(gè)裝機(jī)容量超過(guò) 1500 萬(wàn)千瓦的大區(qū)電力系統(tǒng)和 9 個(gè)超過(guò)百萬(wàn)千瓦的省電力系統(tǒng)，大區(qū)之間的聯(lián)網(wǎng)工作也已開(kāi)始。1.2 設(shè)計(jì)原則（1） 保證供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)；（2）功率因數(shù)達(dá)到 0.9 及以上。（3）設(shè)本變電所主要是給工業(yè)區(qū)的工廠供電。該工業(yè)區(qū)是新建工業(yè)區(qū)

12、， 負(fù)荷增長(zhǎng)比較迅速，本變電所的電壓等級(jí)為220KV/35kv 。（4）變電所 220KV 電源進(jìn)線 4 回， 35kv 出線 10 回，從 220KV線路 2 回，向變電所供電，所需輸送功率120MW ，COS=0.8。母線轉(zhuǎn)送（5）址地區(qū)的年平均溫度為7，最高溫度為38，最低為 -22。變電所 35kv 的用戶負(fù)荷表表 1.1 變電所 35kv的用戶負(fù)荷表序負(fù)荷名稱最大符合（ KW）功率出線出線附注號(hào)近期遠(yuǎn)期因素回?cái)?shù)有重要負(fù)荷1石油化工聯(lián)合企業(yè)20000300000.95架空2有重要負(fù)荷2重型機(jī)械廠125000195000.95架空2有重要負(fù)荷3選礦廠12000150000.95架空2有重

13、要負(fù)荷4紡織廠12000158000.95架空2有重要負(fù)荷5拖拉機(jī)廠9000140000.95架空2有重要負(fù)荷最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T=5600 小時(shí)，負(fù)荷同時(shí)系數(shù) 0.82，線損率為 5。重要負(fù)荷占 60。2 變電所電力負(fù)荷計(jì)算2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的整體來(lái)看，負(fù)荷分為三級(jí)，分別是一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)備損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí) （如

14、邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。為正確選擇變電所的變壓器容量、各種電氣設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線牌號(hào)等提供科學(xué)依據(jù)。 根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線、 電纜，如以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行時(shí)，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過(guò)早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見(jiàn)正確確

15、定計(jì)算負(fù)荷重要性。2.2 負(fù)荷計(jì)算常用的計(jì)算方法有需用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、ABC 法、單位產(chǎn)品耗電量法和單位面積功率法等。用需要系數(shù)法計(jì)算公式如下：有功計(jì)算負(fù)荷PjK PPj, i式（2-1 ）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷QjK qQj ,i式（ 2-2 ）視在計(jì)算負(fù)荷SjPj2Q j2式（ 2-3 ）計(jì)算電流I jSj式（ 2-4 ）3U N式中：Pj 有功計(jì)算負(fù)荷（ KW ）；Sj 視在計(jì)算負(fù)荷（ KVA ）；Q j 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 （Kvar ）；KP 有功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)取 0.82K q 無(wú)功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)取0.82；I j 計(jì)算電流（ A ）。根據(jù)表 1.1 中數(shù)據(jù)用需要系數(shù)法可以計(jì)算出設(shè)計(jì)

16、變電所的總的計(jì)算負(fù)荷： P6030000+19500+15000+15800+14000=94300kW tan(arccos )=0.62Q600.62*(30000+19500+15000+15800+14000)=58466kvar有功計(jì)算負(fù)荷PjKPPj ,i =0.8294300=77326kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷QjK qQj , i=0.82 58466=47942kvar視在計(jì)算負(fù)荷Sj22= 773262479422 =90982KVAPjQ j計(jì)算電流I jSj909823U N=960 A3602.3 無(wú)功補(bǔ)償方案功率因數(shù)cos是工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備使用狀況和利用程度的具有代表性的重

17、要指標(biāo)，提高功率因數(shù)是節(jié)能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。目前大多數(shù)負(fù)載都是感性負(fù)載，如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、電焊機(jī)等，以致供電系統(tǒng)除供給有功功率外之外，還需供應(yīng)無(wú)功功率以生產(chǎn)必須的交變磁場(chǎng)，此外電抗器、架空線路等亦消耗一部分無(wú)功功率。無(wú)功功率的增大使供電系統(tǒng)功率因數(shù)偏低。若功率因數(shù)達(dá)不到需要標(biāo)準(zhǔn)就要進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。通常提高功率因數(shù)的方法有兩種：一種是提高自然功率因數(shù)；另一種是人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)是指設(shè)法降低用電設(shè)備本身所需的無(wú)功，從而改善其功率因數(shù)。主要是合理的選擇和使用電氣設(shè)備，改善其運(yùn)行方式，提高檢修質(zhì)量等方面入手，不需要額外增加補(bǔ)償設(shè)備，這是提高功率因數(shù)積極有效的方法。當(dāng)采用提高

18、電氣設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后仍然達(dá)不到要求時(shí)，就需要裝設(shè)專門(mén)的人工補(bǔ)償裝置。2.3.1無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類提高功率因數(shù)的無(wú)功補(bǔ)償裝置通常有以下幾種：同步補(bǔ)償機(jī)同步補(bǔ)償機(jī)（又叫同步調(diào)相機(jī)） 實(shí)質(zhì)上是一種不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，它是最早采用的一種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流可以起到補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功功率的作用。在并聯(lián)電容器得到大量采用后，已很少使用。其主要缺點(diǎn)是投資大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。因此已經(jīng)很少使用。二、并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器又稱移相電容器，是一種專門(mén)用來(lái)功率因數(shù)的電力電容器，作為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，電容器有以下幾種顯著優(yōu)點(diǎn)：電容器是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。它是一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，且安裝調(diào)試簡(jiǎn)單。電容的損耗

19、低、功率高?，F(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的 0.02%左右。電容器是靜止設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單沒(méi)有噪聲。電容器應(yīng)用范圍廣，可以集中安裝在變電站，也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶。并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)中 90%的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是并聯(lián)電容器。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器，通常采用三角形（）和星形（丫）接線方式，一般都是采用三角形接線。供電系統(tǒng)并聯(lián)電容器的裝設(shè)位置有：高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和單獨(dú)就地補(bǔ)償三種方式。高壓集中補(bǔ)償 將電容器組集中裝設(shè)在變電所的高壓母線上， 這種補(bǔ)償只能只能補(bǔ)償母線前所有線路的無(wú)功功率。而母線后的出線線路得不到補(bǔ)償。此方式投資較小，

20、便于集中運(yùn)行維護(hù)，能滿足用戶功率因數(shù)的要求。一些大中型用戶廣泛應(yīng)用這種方式。低壓集中補(bǔ)償將電容器組集中裝設(shè)在變電所低壓母線上。這種補(bǔ)償能補(bǔ)償變電所低壓母線前的所有線路上的無(wú)功功率。這種補(bǔ)償方式使變壓器的視在功率減小，較經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行維護(hù)方便。對(duì)于6-10KV 供電的中小型工廠廣泛應(yīng)用這種接線方式。單獨(dú)就地補(bǔ)償 將補(bǔ)償電容器裝設(shè)在需要補(bǔ)償?shù)挠命c(diǎn)設(shè)備附近。補(bǔ)償范圍大、效果好，但投資較大。適用于負(fù)荷穩(wěn)定、長(zhǎng)期工作且容量大的設(shè)備。三、靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器（ SVC）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。主要是對(duì)電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)沖擊負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)負(fù)荷的變動(dòng)情況，靜止補(bǔ)償可以迅速改變所所輸出無(wú)功功率

21、的性質(zhì)或保持母線電壓的恒定。靜止補(bǔ)償器速度快，補(bǔ)償效果好，維護(hù)方便，其最大的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)快速。但因正常負(fù)荷的變動(dòng)引起的電壓變化過(guò)程緩慢，用一般價(jià)格比較便宜的電容器與電抗器等投切配合，完全可以滿足要求，沒(méi)有必要選用這種設(shè)備。2.3.2 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算在設(shè)計(jì)中采用的是并聯(lián)電容器低壓集中補(bǔ)償無(wú)功功率方式，接線方式采用三角形接線。補(bǔ)償前系統(tǒng)：有功計(jì)算負(fù)荷PjK PPj , i=0.8294300=77326kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Q jK qQ j ,i=0.8258466=47942kvar視在計(jì)算負(fù)荷Sj22=773262479422 =90982KVAPjQ j則補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)為cosPj77326a

22、v=0.85S j90982根據(jù)規(guī)定要求將系統(tǒng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95 。若將 cos av 提高到 cosav ，所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為 Qc 。Qc =Q j - Q j式（ 2-5 ）確定了總的補(bǔ)償容量后就可根據(jù)選定的并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qc 來(lái)確定所需電容的個(gè)數(shù)n。若為單相電容則應(yīng)取3 的倍數(shù) , 以便三相均衡分配n=Qc式（ 2-6）qc補(bǔ)償無(wú)功功率為Qc =Q j - Q j= Pj （tanav -tanav ）=77326（ 0.62-0.33 ） =22425 kvar22425n67334Qc =67*334=22425kvar為了便于投切，采取在低壓母線處集中補(bǔ)償，分別為兩個(gè)

23、并聯(lián)補(bǔ)償電容器組，選用分別由66 只 BWF20-334-1W型采用 Y 型接線電容器組成的電容器補(bǔ)償187 臺(tái)接于低壓母線側(cè)。補(bǔ)償前后有功計(jì)算負(fù)荷不變，即Pj = Pj =77326KW補(bǔ)償后無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Q j = Q j - Qc =47942-22440=25502kvar補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷22SjPjQ j77326 225502 281423 KVA補(bǔ)償后計(jì)算電流Sj81423AI j8643U N3 60經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流都明顯減小，這樣就可以減小變電所變壓器的裝機(jī)容量及運(yùn)行費(fèi)用, 又可以使電力系統(tǒng)得到充分利用。3 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇3.1 主變壓

24、器的選擇1、主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ161-85 有關(guān)規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)決定運(yùn)行，凡裝有兩臺(tái)及以上變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%。在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保護(hù)用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，若變電所有其它能源可保護(hù)在主變運(yùn)行后用戶的一級(jí)負(fù)荷， 則可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。2、與電力系統(tǒng)連接的 220330kV 變壓器，若不受運(yùn)輸條件限制，應(yīng)選擇三相變壓器。3、根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展與潮流的變化，結(jié)合電力系統(tǒng)短路電流， 系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)繼電保護(hù)，對(duì)通訊線路的危險(xiǎn)影響，調(diào)相，調(diào)壓和設(shè)備符合具體條件允許時(shí)，應(yīng)采用自藕變壓

25、器。4、主變壓器調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ161的有關(guān)規(guī)定。3.2 主變壓器的確定3.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定為保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，但一般不超過(guò)兩臺(tái)變壓器，如果有一個(gè)電源或變電所的主要負(fù)荷可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電網(wǎng)時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。對(duì)于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺(tái)大型變壓器由電壓側(cè)供電給整個(gè)城市及工業(yè)區(qū)，在一臺(tái)變壓器故障時(shí)，要切斷大量負(fù)荷是很困難的，因此國(guó)外對(duì)大型樞紐變電所，根據(jù)各工程具體情況，安裝2-4 臺(tái)主變壓器。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇，應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能

26、保證所供一級(jí)負(fù)荷成為變電所全部負(fù)荷的60-75%，通常一次變電所采用75%。3.2.2主變壓器型式的選擇主變壓器一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在220kv 的變電所中，可采用單相變壓器組， 當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí)， 應(yīng)考慮裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過(guò)一組，且各組容量滿足全部負(fù)荷的75%時(shí)，可不裝設(shè)備用相。當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時(shí)，可采用有載調(diào)壓變壓器， 對(duì)新建的變電所， 從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器，其所加的工程造價(jià)，通常在短期內(nèi)是可以回收的。與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高中壓間潮流不定情況外，一般采用自藕變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。3.2

27、.3主變壓器容量的確定主變壓器型式的確主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5-10 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，變壓器容量的選擇必須力求使其切合實(shí)際需要。為此盡可能把5-10年負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃做得正確，這是最根本的。1 變電所 35kv 的用戶總?cè)萘浚?S=30000/0.95+19500/0.95+15000/0.95+15800/0.95+14000/0.95=89585KVA2 折算到變壓器的容量：（考慮負(fù)荷同時(shí)系數(shù)和線損）Sz=S0.82 （1+5%）=77132.685KVA3 據(jù)主變壓器容量選擇規(guī)則： （停一臺(tái)主變后，余者能帶70%的負(fù)荷）、Se= Sz70%=53992.88KVA若選擇兩臺(tái) 63

28、000KVA主變壓器，則其中一臺(tái)容量占總負(fù)荷的比例為：（ 63000/ Sz ） 100%=81.68%60%（重要負(fù)荷比例）滿足設(shè)計(jì)要求。 （所選變壓器的型號(hào)參數(shù)見(jiàn)表 3.1 ）表 3.1 變壓器的型號(hào)參數(shù)型號(hào)SFPZ3-63000/220空載損耗（ KW）210額定容量（ KVA）63000負(fù)載損耗（ KW）710額定電壓（ KV）高 22071.43%，低66， 69阻抗電壓（ %）10.5連接組別Y0/d11空載電流（ %）1.01. 變電所的最大負(fù)荷按下式確定：PMK0P式中： K 0 - 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；P - 按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。為了正確選擇廠用變壓器的額定容量，要繪制變

29、電所的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電所的年及日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。2 . 對(duì)于兩臺(tái)變壓器變電所的變壓器額定容量按下式選擇：Se0.7PM總安裝容量為：S2 0.7 PM 1.4 PMe當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，可保證對(duì)70%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為 40%，則可保證 98%的負(fù)荷供電。綜上所述：所選變壓器為表 3.2所選變壓器參數(shù)額定容量63000 KVA額定高電壓220 7 1.43% KV額定低電壓69KV連接組別Y0/ 11型號(hào)SFPZ3-63000/220備注阻抗電壓10.5 （ %）4 電氣主接線方案的確定4.1 電氣主接線的概況電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、

30、變壓器、開(kāi)關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路。將電路中各種電氣設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制成的電氣連結(jié)圖，稱為電氣主接線圖。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。主接線的確定對(duì)變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及對(duì)電氣設(shè)備選擇、 配電裝置布置、 繼電保護(hù)擬定等都有著密切的關(guān)系。由于發(fā)電、變電、輸配電和用電是同時(shí)完成的，所以主接線設(shè)計(jì)的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題。4.2 電氣主接線基本要求4.2.1主接線的設(shè)計(jì)原則根據(jù) 220-500KV 變

31、電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 SDJ288 規(guī)定，變電所電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、電壓等級(jí)、回路數(shù)、所選設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷性質(zhì)等因素確定，滿足運(yùn)行可靠性，簡(jiǎn)單靈活，操作方便，節(jié)約投資等要求。1. 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素，變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于他們?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)性的技術(shù)要求也不同。2. 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5-10 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(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各

32、種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3. 考慮負(fù)荷的重要性分布和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主界線的影響對(duì)一級(jí)負(fù)荷必須布兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電，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)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，基于傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高，而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)住接線的可靠性、靈活性要求低。5. 考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)

33、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(wú)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)，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。4.2.2電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求1、可靠性應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析。斷路器檢修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少可停運(yùn)回路數(shù)和停用時(shí)間，并且保證一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷供電；盡量避免全部停運(yùn)的可能性。2 穩(wěn)定性保證供電的穩(wěn)定性2、 靈活性滿足運(yùn)行、檢修要求和擴(kuò)建要求

34、。3、 經(jīng)濟(jì)性主要是指投資省，占地面積小，能量損失小。4.3 變電所主接線的選擇4.3.1 220kV側(cè)接線方式的選擇與論證根據(jù)主接線設(shè)計(jì)必須滿足供電可靠性、保證電能質(zhì)量、滿足靈活性和方便性、保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步擬定兩種主接線方案。220kV 側(cè)擬采用雙母線接線和單母線分段帶旁路母線接線。雙母線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 4.1 ；單母線分段帶旁路母線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4.2 。圖 4.1雙母線接線圖 4.2單母線分段帶旁路母線接線兩種接線的比較如下：雙母線接線：?jiǎn)螖嗦菲鞯碾p母線接線中，每個(gè)回路均通過(guò)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)，連接到兩組母線上，電源和出線可均勻地分布在兩組母線上，普遍適用于6220kV 電壓等級(jí)

35、的配電裝置中，此接線有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）可以輪流檢修母線而不影響供電， 只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。（2）檢修任一母線的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)， 只停該回路。當(dāng)某一回路的一組母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，只要將該隔離開(kāi)關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對(duì)該隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修，不影響其它回路。（3）一組母線故障后， 能迅速恢復(fù)該母線所連接回路的供電， 即被切除回路可迅速恢復(fù)送電。（4）運(yùn)行高度靈活。 電源和線路可以任意分配在某一組母線上， 能夠靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的要求。（5）擴(kuò)建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴(kuò)建端向

36、左右擴(kuò)建， 而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會(huì)引起原有回路的停電。（6）、便于實(shí)驗(yàn)。在個(gè)別回路需單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路單獨(dú)接至一組母線上。單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點(diǎn)：（1）任一臺(tái)斷路器拒動(dòng)，將造成與該斷路器相連母線上其它回路的停電。（2）一組母線檢修時(shí)， 全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。（3）母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。（4）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。（5）在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路器時(shí)，將使該回路停電。單母線分段帶旁路母線 :單母線分段帶旁路母線的優(yōu)點(diǎn)為：1. 接線簡(jiǎn)單、清晰、操作方便、采用設(shè)備

37、少、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。2. 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要負(fù)責(zé)用戶可以從不同的母線段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源，具有供電可靠性。3. 檢修任一回路斷路器時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電。單母線分段帶旁路母線的缺點(diǎn)為：1. 接線不夠靈活。當(dāng)母線與母線刀閘故障或檢修時(shí)， 將造成一段母線停電。2. 配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行操作復(fù)雜。3. 分段斷路器用作旁路開(kāi)關(guān)時(shí)，兩段母線并列運(yùn)行。但當(dāng)其一段母線故障時(shí)，整套配電裝置停止工作，在拉開(kāi)分段刀閘時(shí)恢復(fù)無(wú)故障母線工作。4. 斷路器與刀閘間的閉鎖復(fù)雜。根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)的要求，主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性，并在此基礎(chǔ)上考慮做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）可靠性。本變電所用戶較多，負(fù)荷

38、容量較大，要求供電可靠性較高。當(dāng)采用可靠性高的六氟化硫斷路器時(shí)，選擇雙母線接線就可以滿足可靠性的要求。（2）靈活性。采用雙母線接線， 各個(gè)電源和回路的負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，可以靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種接線方式和潮流變化的需要。（3）經(jīng)濟(jì)性。單母線分段帶旁路接線比雙母線接線少用了斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)，投資相對(duì)減少，配電裝置的占地面積也大大減少，但可靠性有所降低。根據(jù) 220-500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 SDJ288 規(guī)定， 220kV 配電裝置出線回?cái)?shù)在四回及以上時(shí)，宜采用雙母線或其他接線。本變電所 220kV 配電裝置出線回?cái)?shù)為6 回，主要從可靠性和靈活性考慮可以采用雙母線接線方式。綜

39、合以上分析，本變電所220kV 側(cè)選用雙母線接線方式。4.3.2 35kv側(cè)接線方式的選擇與論證35kv 側(cè)采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線。接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 4.3 和圖 4.4 。圖 4.3雙母線接線圖 4.4雙母線帶旁路接線兩種接線的比較如下：雙母線接線：雙母線接線的特點(diǎn)在220kV 側(cè)接線方式選擇論證中詳細(xì)說(shuō)明，此處不再綴述。雙母線帶旁路接線：除了有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)外，雙母線帶旁路接線方式還具有許多其它的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)進(jìn)出線檢修時(shí)，可由專用旁路斷路器代替，通過(guò)旁路母線供電。但當(dāng)設(shè)置了專用旁路斷路器后，設(shè)備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加。根據(jù) 220-500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 SDJ2

40、 88 規(guī)定， 3535kv 配電裝置當(dāng)出線回?cái)?shù)為 47 回時(shí)，宜采用單母線接線； 當(dāng)出線回?cái)?shù)為 8 回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。本變電所 35kv 出線為 10 回，均為重要負(fù)荷，應(yīng)主要側(cè)重于可靠性和靈活性。綜合以上分析，本變電所35kv 側(cè)選用雙母線帶旁路接線方式。5 短路電流計(jì)算5.1 短路電流計(jì)算的目的(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。(3) 在設(shè)計(jì)屋外高壓

41、配電裝置時(shí)， 需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。(4) 選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。(5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。5.2短路計(jì)算點(diǎn)的選擇在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選擇二個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，分別在220KV母線上、 35kv 母線上和。系統(tǒng)計(jì)算電路圖如圖5.1 所示，等值電路圖如圖5.2 所示。70km2*50km48km220v50km2*78km80km2*315MVAUd%=143*240MVAUd%=143*300MWXd=0.1243*200mwCOS=0.85Xd=0.18COS=0.85圖 5.1 系統(tǒng)計(jì)算電路圖X*L700.0529X*L500.0378X*L500.0378X*L500.0378X*L48X*L78X*L78X*T4X*T60.0363X*T50.0