220KV地區(qū)變電站主接線設計

1、 姓姓名：名：xxxxxx 學學 號：號：xxxxxx e e _ _ mailmail： 220kv 地區(qū)變電站電氣主接線設計地區(qū)變電站電氣主接線設計 摘要摘要.4 4 引言引言.5 5 第一章第一章 課程設計指導書及資料分析課程設計指導書及資料分析.6 6 1.11.1 目的與意義目的與意義.6 6 第二章第二章 電氣主接線的設計電氣主接線的設計.9 9 2.1 電氣主接線的概述.9 2.2 電氣主接線的基本要求.9 2.3 電氣主接線設計的原則.9 2.4 電氣主接線的方案選擇.9 2.4.1 方案擬定 .10 2.4.2 方案比較 .14 2.4.3 方案確定 .14 第三章第三章 負

2、荷計算和主變壓器的選擇負荷計算和主變壓器的選擇.1616 3.1 主變壓器的選擇原則.16 3.1.1 主變壓器臺數的選擇 .16 3.1.2 主變壓器容量的選擇 .16 3.1.3 主變壓器型式和結構的選擇 .17 3.2 主變壓器選擇步驟.17 3.2.1 主變壓器臺數的選擇.18 3.2.2 主變壓器容量的確定.18 第第 4 4 章章 短路計算短路計算.2121 4.1、計算各回路電抗 .21 4.2 短路電流計算 .27 第五章第五章 電氣設備及運行方式的選擇和校驗電氣設備及運行方式的選擇和校驗 2727 5.1 斷路器和隔離開關的選擇和校驗.27 5.1.1 斷路器和隔離開關的整體

3、選擇.27 5.2 斷路器的選擇計算（含導線選擇及穩(wěn)定性校驗）.27 5.2.1 高壓斷路器和隔離開關的選擇 .27 5.2.2 高壓斷路器的選擇.28 5.2.3 隔離開關的選擇 .29 5.3 選擇與校驗 .29 5.3.1 220kv、110kv 側斷路器隔離開關的選擇與校驗 .29 5.3.2 主變壓器側隔離開關的選擇與校驗 .32 5.4 絕緣子選擇 .34 5.5 電流互感器的選擇.35 5.6 電壓互感器 .37 5.6.1 220kv 母線處電壓互感器 .38 5.6.2 110kv 母線處電壓互感器.38 第六章第六章 防雷及過電壓保護裝置設計防雷及過電壓保護裝置設計.393

4、9 6.1 避雷針 .39 6.2 避雷器 .40 6.3 防雷接地 .41 6.4 變電所的防雷保護 .42 6.5 變電所的進線段保護 .43 6.6 接地裝置 .43 結束語結束語.4444 摘要摘要 電力工業(yè)是國民經濟的基礎，亦是重要的支柱產業(yè)，它與國家的工業(yè)發(fā)展 和人民的生活有著密切的關系，隨著經濟的發(fā)展和現代工業(yè)的建設的迅速崛起， 供電系統的設計越來越全面、系統，工廠用電量也迅速增長，對電能質量、技 術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更 完善的要求。電力工業(yè)發(fā)展的經驗告訴我們，電力系統愈大，調度運行就愈能 合理和優(yōu)化，聯合電力系統已是現代電力工業(yè)發(fā)展

5、的重要標志。隨著以計算機 為中心的 it 技術的發(fā)展，一方面不僅實現了各類電氣設備的微機化和智能化， 另一方面也簡化了電力系統各類復雜計算，增加了電力系統分析計算的新內容。 變電站作為電能傳輸與控制的樞紐必須改變傳統的設計和控制模式，才能 適應現代電力系統、現代化工業(yè)生產和社會發(fā)展的趨勢。本設計討論的是 220kv 變電站電氣部分設計（一次系統） ，首先是根據原始資料進行分析，通過 負荷計算選擇主變壓器，然后在此基礎上進行主接線設計，再進行短路計算， 導體和電氣設備的選擇，最后進行防雷接地設計。 設計關鍵： 負荷計算；主變壓器選擇； 短路電流計算； 設備選擇校驗。 引言引言 電力事業(yè)的日益發(fā)展

6、緊系著國計民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡 量一個國家的國民經濟發(fā)展水平及其社會現代化水平高低的一個重要標志。黨 的十六大提出了全面建設小康社會的宏偉目標，從一定意義上講，實現這個宏 偉目標，需要強有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應，需要優(yōu)質高效的 電力服務。本畢業(yè)設計是在完成本專業(yè)所有課程后進行的綜合能力考核。通過 對主接線的選擇及比較、負荷計算和主變壓器的選擇及短路電流的計算、主要 電器設備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終 確定了 220kv 變電站所需的主要電器設備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。 通過本次畢業(yè)設計，達到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的

7、理論知識，掌握變 電站電氣部分和防雷保護設計的基本方法，體驗和鞏固我們所學的專業(yè)基礎和 專業(yè)知識的水平和能力，培養(yǎng)我們運用所學知識去分析和解決與本專業(yè)相關的 實際問題，培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題的能力的目的。務求使我們更加熟悉 電氣主接線，電力系統的短路計算以及各種電力手冊及其電力專業(yè)工具書的使 用，掌握變電站電氣部分和防雷保護設計的基本方法，并在設計中增新、拓寬。 提高專業(yè)知識，拓寬、提高專業(yè)知識，完善知識結構，開發(fā)創(chuàng)造型思維，提高 專業(yè)技術水平和管理，增強計算機應用能力。 第一章第一章 課程設計指導書及資料分析課程設計指導書及資料分析 1.11.1 目的與意義目的與意義 變電站一次部分直接

8、關系到變電站投資的大小，運行的靈活性、經濟性及 供電可靠性，變電站電氣一次部分設計是變電站設計最主要的設計工作之一。 同時，變電站電氣一次部分設計綜合了電氣工程專業(yè)眾多的專業(yè)課及專業(yè)基礎 課。因此變電站電氣一次部分設計可以鍛煉學生綜合運用所學知識提出問題， 解決問題的能力。 變電站電氣一次部分設計的目的在于使學生通過此次課程設計，在如下幾 個方面得到充分訓練。 1、結合課程設計任務，加深對所學至室內在聯系的理解，并能靈活的加以綜合 運用。 2、根據所學知識及課程設計任務，學會提出問題、解決問題、最終將知識轉化 為能力。 3、通過課程設計實踐，熟悉工程設計的全過程，掌握工程設計的思想、方法、 手

9、段、樹立必要的工程概念，培養(yǎng)一絲不茍的求實態(tài)度。 4、掌握資料收集、工程計算、工程技術圖紙的繪制標準及繪制方法、設計報告 的撰寫等。 1.21.2 原始資料原始資料 為滿足某水電廠接入系統及某縣電力系統負荷日益增長的需要，擬在某縣 新建一座 220kv 變電站，用 110kv 向該縣負荷供電。 1 待建變電站概況 待建變電站 220kv 線路四回，其中兩回 220kv 線路與系統相連，另兩回 220kv 線路與一水電廠相連（水電廠裝機 4 臺，電機容量為 150mw） 。待建變電 站通過五回 110kv 線路向該縣負荷供電。 考慮到該變電站在系統中的地位、位置，220kv 出線預留一回，110

10、kv 出線 預留 2 回。 待建變電站與系統間的地理接線圖見附件一。 2 負荷情況 110kv 線路負荷見下表 負荷名稱最大負荷 （mw） 年最大負荷利 用小時數（小 時） cos 線路長度 （km） 黑石鋪 3045000.920 陰山鐵礦 4045000.938 觀音士 2540000.931 跑馬地 3550000.926 楊家山 2035000.913 注：各線路之間的同時率為 0.92 3 其它 110 kv，220kv 線路參數：正序電抗為 0.4，零序電抗為正序電抗的四倍 1.31.3 設計內容設計內容 本課程設計課題是變電站電氣主接線的設計，課程設計完成后，所提交的 課程設計論

11、文應包括如下內容. 1 負荷計算及主變壓器選擇； 2 主接線方案設計，評價、比較與選擇； 3 短路電流計算過程及計算結果匯總表； 4 主要高壓電氣設備的選擇、校驗計算及結果匯總表； 5 電氣主接線圖一張 1.41.4 設計要求及注意事項設計要求及注意事項 1 附件一中水電廠運行方式為：豐水季節(jié)四臺機組滿發(fā)，枯水季節(jié)考慮一臺機 組運行。 2 主變壓器臺數按兩臺考慮。主變壓器容量應滿足 110kv 負荷的需要，并未負 荷的增長留有備用（主變壓器總容量可取最大負荷 pmax 的 1.6 倍） 。 附件一中的水電廠只影響到待建變電站電氣設備的選擇，不會影響到待建變電 站的主變壓器容量。 3 變電站電氣

12、主接線設計時，應至少考慮 3 種待選方案，經技術性（主要是供 電可靠性、運行的靈活性、遠景適應性） 、經濟型(主要是設備投資)比較后，確 定推薦方案。 4 對于推薦方案，要進行詳細短路電流計算（包括三相對稱短路、單相接地短 路計算） ，短路電流計算結果應匯總成表。其它待選方案可不進行短路電流計算， 電氣設備選擇與校驗等工作，但要給出電氣主接線簡圖。 5 對于推薦方案的電氣主接線圖，應在圖中注明電氣設備的型號、規(guī)格、參數 等技術數據（相同的設備可只在一處注明） 。 6 各種電壓等級的斷路器盡量不要選擇油開關。 7 電氣設備選擇結果應以表格的形式給出。 8 圖紙要求用 autocad 繪制，圖紙的

13、圖幅、圖框、會簽表、文字、符號應符合 國家標準的規(guī)定。 1.51.5 參考文獻參考文獻 1 電力工程設計手冊（電氣一次部分） 水利電力部西北電力設計院 水利電力 出版社 1989 2 新編工廠電氣設備手冊 鄭忠 主編 兵器工業(yè)出版社 1996 3 高壓配電裝置設計技術規(guī)程 sdj5-85 水利電力出版社 1986 4 導體和電器選擇設計技術規(guī)定 sdgj14-86 水利電力出版社 5 發(fā)電廠電氣部分（第二版） 四川聯合大學范錫普主編 中國電力出版社 1998 6 電力系統分析 于永源主編 水利電力出版社 1987 附件一：待建變電站的地理接線圖 第二章第二章 電氣主接線的設計電氣主接線的設計

14、2.12.1 電氣主接線的概述電氣主接線的概述 電氣主接線是由電氣設備通過連接線，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。 主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的重 要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、 繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正 確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經過技術、經濟論證比較后方 可確定。 2.22.2 電氣主接線的基本要求電氣主接線的基本要求 對電氣主接線的基本要求，概括地說應包括可靠性、靈活性和經濟性三方 面。

15、這三者是一個綜合概念，不能單獨強調其中的某一種特性，也不能忽略其 中的某一種特性。但根據變電所在系統中的地位和作用的不同，對變電所主接 線的性能要求也不同的側重。 2.32.3 電氣主接線設計的原則電氣主接線設計的原則 電氣主接線設計的基本原則是以設計任務為依據，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、實用、 經濟、美觀的原則。 2.42.4 電氣主接線的方案選擇電氣主接線的方案選擇 2.4.1 方案擬定 方案

16、 220kv110kv10kv 主變臺 數 方案 一 雙母線單母線分段單母線分 段 2 方案 二 雙母線雙母線單母線分 段 方案 三 雙母線分段單母線分段帶旁 路 單母線分 段 2 （1）單母線分段接線優(yōu)點：單母線用分段斷路器進行分段，對重要用戶尅 有從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段 斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電； 缺點:當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,接在該段母線上的電源和 出線,在檢修期間必須全部停電;任一回路的斷路器檢修時,該回路必須停止工作。 （2）單母線分段帶旁路接線的優(yōu)點：增設旁路母線可以避免單母線分段

17、或 雙母線的配電裝置檢修斷路器時，不致中斷該回路供電。單母線分段帶有專用 旁路斷路器的旁路母線接線極大地提高了可靠性，但這樣的接線增加了一臺旁 路斷路器的投資。通過采用旁路斷路器兼作分段斷路器的接線方法，可以減少 設備，減少投資。 缺點：接線復雜,檢修出線斷路器的倒閘操作十分繁雜，在檢修期間處于單 母線不分段運行狀況，極大地降低了可靠性。 （2）雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可 以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電。 其次是調度靈活，各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能 靈活地適應電力系統中各種運行方式調度和潮流變化的需

18、要；通過倒換操作可 以組成各種運行方式。最后就是擴建方便，向雙母線左右任何方向擴建，均不 會影響兩組母線的電源盒負荷自由自合分配，在施工中也不會造成原有回路停 電。 缺點：接線復雜,設備多,母線故障有短時停電。 （3）雙母線分段接線 雙母線分段接線優(yōu)點：比雙母線接線的可靠性更高。當一段工作母線發(fā)生 故障后，在繼電保護作用下，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供電。這樣，只是部 分短時停電，而不必全部短期停電。并且任何時候都有備用母線，有較高的可 靠性和靈活性。 缺點

19、：比雙母線接線增加了兩臺斷路器，投資有所增加。 方案一：220kv 側采用雙母線接線，出線 5 回（其中預留 1 回） 。110kv 側 采用單母線分段接線接線，出線 7 回（其中預留 2 回） ，10kv 側都采用單母線 分段，以下不予考慮。接線簡單，操作方便，使用的設備少，從而投資少，而 且供電可靠性也能滿足要求，有很好的可靠性和靈活性。 方案主接線圖如下： 圖 2-1 方案一主接線圖 方案二：220kv 側采用雙母線接線，110kv 側仁采用雙母線接線，出線 7 回 （其中預留 2 回） 。此種方案在可靠性與接線簡化方面都比較實際，且投資少， 適合采用。 方案主接線圖如下： 圖 2-1

20、方案二主接線圖 方案三：220kv 側采用雙母線分段接線形式，具有比雙母線更高的可靠性， 出線 5 回（其中 1 回備用） ，多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然 而這對于出線為 6 回及以上的大容量配電設備裝置，并且對供電可靠性有特殊 需要的場合是十分必要的。110kv 側采用單母線分段帶旁路母線接線，出線 7 回（其中預留 2 回） 。此種接線方式極大地保留了供電的可靠性，但因接線復雜， 且操作繁雜，為了簡化接線，總的趨勢將逐步取消旁路設施。 方案主接線圖如下： 圖 2-2 方案三主接線圖 2.4.2 方案比較 表 2-1 主接線比較表 2.4.3 方案確定 比較可以看出,三種接線

21、從技術的角度來看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母 線分段接線比雙母線接線可靠性高，單母線分段帶旁路母線接線比單母線分段 的可靠性更高。 單母線分段接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運行。從可 靠性，靈活性，經濟性方面綜合考慮，確定選擇第一種接線方案。 以下為經濟比較：220kv 側斷路器以 100 萬、隔離開關以 10 萬計算。 110kv 側斷路器以 65 萬、隔離開關以 6 萬計算?？紤]到主變壓器選取方式的一 致性（即兩種方案所選的主變壓器型號相同） ，因此不參與比較。 主體設備綜合投資 隔離開關斷路器變壓器 iiii 0 方案 要 求 方案一方案二方案三 可靠性 220kv 側雙母線接線可

22、靠性好，接線簡單，停 電時間稍長。110kv 側 可靠性較差。 220kv、110kv 都 采用雙母線，提 高運行了可靠性。 220kv 側可靠性更 高， 110kv 側也能帶負 荷檢修。 靈活性 110kv 側運行相對簡單， 靈活性較差，各電壓等 級都利于擴建和發(fā)展。 220kv、110kv 側 調度靈活，各電 壓等級都利于擴 建和發(fā)展。 調度靈活，各電 壓等級均利于擴 建和發(fā)展，但 110kv 側操作繁雜。 經濟性 設備相對較少，投資少， 造價低。 投資少，經濟性 高。 設備相對多，投 資大，110kv 采用 單母線分段帶旁 母占地面積較大。 綜合總投資 ) 100 1 ( 0 a ii元

23、）( 為不明顯的附加費用比例系數 取 90a 運行期年運行費用 iaiaaac 21 元）( 為檢修維護費率 取 1 a03 . 0 為折舊費率 取 2 a05 . 0 計算整理得到表格： 方案220kv 斷 路器個數 110v 斷路 器個數 220v 隔離 開關個數 110v 隔離 開關個數 總投資 方案 1 661012 1162（萬） 方案 2 651012 1097（萬） 方案 3 961621 1576（萬） 方案可靠性靈活性經濟性的比較 方案供電可 靠性 調度靈 活性 擴建方 便性 操作簡 便性 接線復 雜性 投資運行費 用 方案一高靈活方便簡便簡單較低較低 方案二高靈活方便不方便

24、復雜較低較低 方案三很高靈活方便不方便復雜較高較高 以上比較得出確定方案二為最佳方案。 第三章第三章 負荷計算和主變壓器的選擇負荷計算和主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統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，稱為聯絡變壓器；只供本 所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站 主變壓器的選擇。 3.13.1 主變壓器的選擇原則主變壓器的選擇原則 主變壓器的容量和臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。它的確 定除依據傳遞容量基本原始資料外，還應根據電力系統 5-10 年發(fā)展規(guī)劃、輸送 功率大小、饋線回路數、電壓等

25、級以及接入系統的緊密程度等因素，進行綜合 分析和合理選擇。如果變壓器容量選得過大、臺數過多，不僅增加投資，增大 占地面積，而且也增加了運行電能損耗，設備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得 過小，將可能“封鎖”發(fā)電機剩余功率的輸出或者會滿足不了變電站負荷的需 要，這在技術上是不合理的，因為每千瓦的發(fā)電設備投資遠大于每千瓦變電設 備的投資。 3.1.1 主變壓器臺數的選擇 1、對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電 所以裝設兩臺主變壓器為宜。 2、對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考慮裝 設三臺主變壓器的可能性。 3、對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，以便

26、負荷發(fā)展時，更換變壓器 的容量。 3.1.2 主變壓器容量的選擇 (1)主變壓器容量一般按變電所建成后 510 年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮 到遠期 1020 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相 結合。 (2)根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。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其過 負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所， 當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的 70%80%。 (3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應從全網出發(fā)，推行 系列化、標準化。 3.1.

27、3 主變壓器型式和結構的選擇 (1)相數 容量為 300mw 及以下機組單元接線的變壓器和 330kv 及以下電力系統中， 一般都應選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對投資大，占地多，運行損耗 也較大。同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作量。 (2)繞組數與結構 電力變壓器按每相的繞組數為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁 結構分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。 在一發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于 3 臺，以免由于增加 了中壓側引線的構架，造成布置的復雜和困難。 考慮到此次設計中僅有 220kv、110kv 兩個電壓等級，因此主變壓器采用的 是雙繞組型式。

28、 (3)繞組接線組別 變壓器三繞組的接線組別必須和系統電壓相位一致。否則，不能并列運行。 電力系統采用的繞組連接有星形“y”和三角形“d” 。 在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統或機組的同步并列以要求限制 3 次諧 波對電源等因素。根據以上原則，主變一般是 y，d11 常規(guī)接線。 (4)調壓方式 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質量，電壓必須維持在允許范圍內，通過 主變的分接開關切換，改變變壓器高壓側繞組匝數。從而改變其變比，實現電 壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調壓。另一種是帶 負荷切換，稱為有載調壓。 通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調壓。因為可以通過調節(jié)發(fā)電機勵 磁來實

29、現調節(jié)電壓，對于 220kv 及以上的降壓變壓器也僅在電網電壓有較大變 化的情況時使用，一般均采用無激磁調壓，分接頭的選擇依據具體情況定。 (5)冷卻方式 電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、 強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。 3.23.2 主變壓器選擇步驟主變壓器選擇步驟 3.2.1 主變壓器臺數的選擇 根據原始資料，本變電站為 220kv 降壓變電站，負荷重、出線多，所以考 慮用兩臺主變壓器。有兩臺主變壓器，可保證供電可靠性，避免一臺變壓器故 障或檢修時影響對用戶的供電。 3.2.2 主變壓器容量的確定 1、選擇原則 （1）

30、主變壓器容量一般按變電站建成后年的規(guī)劃負荷選擇，并應考慮105 變壓器正常工作和事故時過負荷能力。 （2）根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于 有重要負荷的變電站；應考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過 負荷能力后的允許時間內應保證對一、二級負荷的供電。 2、主變容量確定 根據選擇原則和已確定選用兩臺主變壓器，主變壓器總容量可取最大負荷 的倍，且計及每臺變壓器有的過負荷能力，當一臺變壓器單獨運行 max p6 . 1%40 時能滿足的負荷的電力需要。%70 計算所有負荷大小： 當一臺變壓器停運時，其余變壓器的容量應滿足全部負荷%80%70 mvaps 7 .

31、1669 . 0/ )2035254030(cos/ max mvass34.24592. 0 7 . 1666 . 16 . 1 max 同時率 每臺發(fā)電機容量為 0.5為 122.67kma max s 選擇主變壓器的容量： n s150mva 當一臺變壓器停運時，其余變壓器的容量應滿足全部負荷%80%70 92 . 0 67.1228 . 0150mvasn 故所選容量滿足要求。 根據以上要求，選取主變壓器型號為：sfpsz7-150000/220，低損耗有220kv 載調壓變壓器，其主變壓器的參數為： 注：1.容量分配升壓組合為 100/50/100，降壓組合為 100/100/50

32、2.表中阻抗電壓為額定容量時數值%100 3、所用變壓器的選擇 變電站的主要用電負荷是變壓器的冷卻裝置，直流系統中的充放電裝置和 電壓組合及分接頭范圍升壓組合 額定 容量 （kva ） 高壓 （kv） 中壓 （kv） 低壓 （kv） 連 接 組 稱 號 空載損耗 （kw） 負載損 耗 （kw） 空載電 流 （%） 150000 2202 2.5% 2422 2.5% 12110.5 yn a0 d11 914500.6 降壓組合阻抗電壓（%） 升壓降壓 額定容 量 （kva ） 空載損 耗 （kw） 負載損 耗 （kw） 空載電 流 （%） 高 中 高低中低高中高低中低/p>

33、0.5 12- 14 8-12 14- 18 8-10 28- 34 18- 24 晶閘管蒸整流設備、照明、檢修及供水和消防系統。小型變電站， ，大多只裝設 一臺站用變壓器，從變壓器低壓母線上引接，站用變壓器二次側為 380/220v 中 性點直接接地的三相四線制系統。對于中型變電站或裝有調相機的變電站，通 常裝有兩臺站用變壓器，分別接在變電站低壓母線的不同分段上，380v 占用母 線采用低壓斷路器進行分段，并以低壓成套設備配電裝置供電。 根據,其容量必須滿足所用電負荷從電源獲得足夠的功率， 3 102.51skw 所以其基本原則為：當一臺變壓器停運時，其余變壓器的容量應承擔全部負荷 的功率輸

34、出。 綜上，本變電站的所用變壓器的臺數、容量和型式為： 臺數類型容量型號 2 臺低損耗全密封波kv106 紋油箱配電變壓器 125kws9-m-125 其具體參數為： 電壓組合（kv） 額定容量 （kva） 連接組 稱號 高壓低壓分接范圍 空載 損耗 負載 損耗 空載電 流 （%） 短路 阻抗 s9-m-125yyn0100.45% 0.341.801.54 第四章第四章 短路計算短路計算 4.14.1、計算各回路電抗、計算各回路電抗 （取基準功率 )mvasb100 pb uu 由待建變電站地理接線圖可得其等效電路圖如下: 1、水力發(fā)電廠主變壓器暫定選取容量為 180mw，采用單元接線。 5

35、 .12% s u ;0188. 0 * )1(1 n b s s s xx 0133. 0 * )1(2 n b s s s xx 02836 . 0 2 1 09074. 0 07561 . 0 2 33 2 22 2 11 b b l b b l b b l u s lxx u s lxx u s lxx 0590. 0 4 1 *1 ）（ n b d tn b ng s s x s s xx 0200 . 0 100 % n bik i s su x 0667 . 0 100 % n biik ii s su x 0400 . 0 100 % n bik iii s su x 0600

36、 . 0 )( 2 1 iii iii iii iii xx x xx x 經初步化簡： 220kv 母線發(fā)生短路： 其中：是系統與 220kv 母線的轉移阻抗，是與 220kv 母線之間的 1f z 1 s 2f z 2 s 轉移阻抗,是水電站與 220kv 母線之間的轉移阻抗。 1g z ； ;0944 . 0 111 lsf xxz10404 . 0 222 lsf xxz08736 . 0 311 lgg xxz 110kv 母線發(fā)生短路： 其中：是系統與 110kv 母線的轉移阻抗，是與 110kv 母線之間的1 f z 1 s2 f z 2 s 轉移阻抗,是水電站與 110kv 母

37、線之間的轉移阻抗。1 g z ;1544 . 0 1 1 iiiff xzz ;16404. 0 2 2 iiif fxzz ;14736 . 0 1 1 iiig gxzz 4.24.2 短路電流計算短路電流計算: : 1、轉移阻抗轉化成計算阻抗： 220kv 母線短路計算電抗： ;544 . 1 1)(1 n b fjsf s s zz ;375 . 3 2)(2 n b fjsf s s zz ;675. 0 1)(1 n b gjsg s s zz 110kv 母線短路計算電抗： ;5824. 21 )(1 n b fjsf s s zz ;175 . 5 2 )(2 n b fjsf

38、 s s zz ;125. 11 )(1 n b gjsg s s zz 2、短路電流計算： 根據所得計算電抗，查運算曲線表可得短路電流如下： 220kv 各時間短路電流標幺值匯總表 類型 時間 計算電抗 0s0.2s0.4s2s4s 汽輪機 （s1） 6224. 1 )(1 jsf z 0.6300.5920.6020.4430.650 汽輪機 (s2) 375 . 3 )(2 jsf z 0.3020.2950.3020.3020.302 水輪機 (g1) ;675 . 0 )(1 jsg z 1.6011.5011.5531.9012.203 110kv 各時間短路電流標幺值匯總表 類型

39、 時間 計算電抗 0s0.2s0.4s2s4s 汽輪機 （s1） 5824. 2)(1 jsfz 0.3900.3800.3900.3960.396 汽輪機 (s2) 175 . 5 )(2 jsfz 0.2920.2860.2920.2920.292 水輪機 (g1) ;125 . 1 )(1 jsgz 0.9420.9400.9931.0611.061 折回有名值： 220kv： 531. 7* 2303 3000 * 016 . 4 2303 1600 8826 . 1 2308 . 03 1504 * 2 * 1 * 1 iiiii iiiii iiiii ns ns ng 220kv

40、 各時間短路電流有名值匯總表 類型 時間 計算電抗 0s0.2s0.4s2s4s 汽輪機 （s1） 6224. 1 )(1 jsf z 2.532.382.422.612.61 汽輪機 (s2) 375 . 3 )(2 jsf z 2.272.222.272.272.27 水輪機 (g1) ;675 . 0 )(1 jsg z 3.012.832.923.584.15 110kv: 0613.15* 1153 3000 * 0326 . 8 1153 1600 765 . 3 1158 . 03 1504 * 2 * 1 * 1 iiiii iiiii iiiii ns ns ng 110kv

41、 各時間短路電流有名值匯總表 類型 時間 計算電抗 0s0.2s0.4s2s4s 汽輪機 （s1） 5824. 2)(1 jsfz 3.133.053.133.183.18 汽輪機 (s2) 175 . 5 )(2 jsfz 4.404.314.404.404.40 水輪機 (g1) ;125 . 1 )(1 jsgz 3.5473.5393.743.9953.995 短路電流匯總表（kv) 類型 時間 0s0.2s0.4s2s4s 220kv7.817.437.618.469.03 110kv11.07710.89911.2711.57511.575 第五章第五章 電氣設備及運行方式的選擇和

42、校驗電氣設備及運行方式的選擇和校驗 5.15.1 斷路器和隔離開關的選擇和校驗斷路器和隔離開關的選擇和校驗 5.1.1 斷路器和隔離開關的整體選擇 斷路器應按表 4-3 進行選擇和校驗 表 4-3 斷路器選擇和校驗 項 目額定電壓額定電流開斷電流 短路關合 電流 熱穩(wěn)定動穩(wěn)定 斷路器 nns uu maxn ii nbr ii nclsh ii 應滿足要 求 應滿足要 求 隔離開關可按表 4-4 進行選擇和校驗。 表 4-4 隔離開關選擇和校驗 項目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定 隔離開關 nns uu maxn ii 應滿足要求應滿足要求 5.25.2 斷路器的選擇計算（含導線選擇及穩(wěn)定性校驗

43、）斷路器的選擇計算（含導線選擇及穩(wěn)定性校驗） 5.2.1 高壓斷路器和隔離開關的選擇 高壓斷路器和隔離開關是發(fā)電廠和變電站電氣主系統的重要開關電器。高 壓斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網或退出 運行，起著控制作用。當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證 無故障部分正常運行，起著保護作用。高壓斷路器是開關電器中最為完善的一 種設備，其最大特點是能斷開電器中負荷電流和短路電流。而高壓隔離開關的 主要功能是保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，不能用于切斷、投入負 荷電流或開斷短路電流，僅可用于不產生強大電弧的某些切換操作。 5.2.2 高壓斷路器的選擇 1)種

44、類 按斷路器采用的滅弧介質可分為油斷路器（多油，少油） 、壓縮空氣斷路器、 sf6 斷路器、真空斷路器等。 額定電壓和額定電流 ， nns uu maxn ii 式中：，分別為電氣設備和電網的額定電壓 kv n u ns u ，分別為電氣設備的額定電流和電網的最大負荷電流 a n i max i 3）開斷電流選擇 校驗斷路器的斷流能力,宜取斷路器實際開斷時間的短路電流,所為校驗條 件。因此，高壓斷路器的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電 nbr i 流周期分量，即： pt i (6-6) nbrpt ii 當斷路器的較系統短路電流大很多時，簡化計算可用，為短路電 nbr i nbr i

45、i i 流值。 4）短路關合電流的選擇 為了保證斷路器在關合短路電流時的安全斷路器的額定關合電流不應小 ncl i 于短路電流最大沖擊值，即： (6-7) sh i nclsh ii 5）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 在短路電流過斷路器時,產生大量熱量,由于來不及向外散發(fā),全部用來加熱 斷路器,使其溫度迅速上升,嚴重時會使斷路器觸頭焊住,損壞斷路器。因此產品 標準規(guī)定了斷路器的熱穩(wěn)定電流,例如 1s4s 的熱穩(wěn)定電流，其物理意義為:當 熱穩(wěn)定電流通過斷路器時,在規(guī)定的時間內,斷路器各部分溫度不會超過國家規(guī) 定的允許發(fā)熱溫度,保證斷路器不被損壞。 2 , tkessh i tq ii 當時，可不考慮非

46、周期分量的熱效應，只計周期分量。1 k ts k q 2 pt i p t 式中：短路電流周期分量 pt i 短路電流周期分量發(fā)熱的等值時間 p t 5.2.3 隔離開關的選擇 隔離開關是發(fā)電廠和變電站中常用的開關電器。它需與斷路器配套使用， 但隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。 隔離開關的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分合電路。其主要 功用為：隔離電壓，倒閘操作，分、合小電流。 隔離開關與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校 驗的項目相同。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷 電流和短路關合電流的校驗。 隔離開關的型式較多，

47、按安裝地點不同，可分為屋內式和屋外式；按絕緣 支柱數目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式；此外，還有 v 形隔離開關。隔離 開關的型式對配電設備裝置的布置和占地面積有很大影響。還應根據配電設備 特點和使用要求以及技術經濟條件來確定。 5.35.3 選擇與校驗選擇與校驗 5.3.1 220kv、110kv 側斷路器隔離開關的選擇與校驗 220kv 側 （1）按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查附表 1（矩形鋁導體長期允許載流量和 集膚效應系數） ，選用單條矩形鋁導體，豎放允許電流 613a， f kmmmm 450 ；0 . 1 f k 根據電壓等級、及斷路器安裝在戶外的要求，查附表 5，可選 sw6-

48、n u max i 220/1200 型少油斷路器，固有分閘時間，合閘時間，04 . 0 in t2 . 0 a t )(24. 42 . 004 . 0 0 . 4 2 stttt ainprk )( 3 . 439 9 . 02303 1015005. 1 cos3 05. 1 3 max a u p i n n 70 al 36 溫度修正系數 為實際環(huán)境溫度 ，為基869 . 0 2570 3670 0 al al k 0 準溫度。 )(3 .439)( 7 . 532613 36 aakial （2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度 1 .59 7 .532 3 . 439 )3670(

49、36)( 2 2 2 max 2 al al i i 查表 6-12，取 5 . 91c )(07.23724 . 4 12 61. 743. 71081. 7 12 10 2 22222 2/ 2 skat iii q k tktk k )(200)( 9 . 169 5 . 91 0 . 11007.237 22 6 min mmmm c kq s fk 滿足熱穩(wěn)定要求。 （3）動穩(wěn)定校驗 相間距離（）a 標稱電壓（kv） 110 220 330 500 垂直線間距離（m） 3.5 5.5 7.5 10.0 絕緣子跨距（l) 110kv 取 2500mm，220kv 取 4640mm。 )

50、;(01.2181 . 7 69 . 2 29 . 1 kaiish);/(88.13 1 1073 . 1 27 mn a ifsh ph ;1064 . 2 3 . 3 62 hbw )(1032.11 1064 . 2 10 64 . 4 88.13 10 6 6 2 2 pa w lfph ph ；)(1070 6 pa alph 滿足要求。 110kv 側 （1）按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查附表 1（矩形鋁導體長期允許載流量和 集膚效應系數） ，選用單條矩形鋁導體，豎放允許電流 1085a， f kmmmm 863 ； 03. 1 f k 根據電壓等級、及斷路器安裝在戶外的要求，查

51、附表 5，可選 sw4- n u max i 110/1000 型少油斷路器，固有分閘時間，合閘時間，06 . 0 in t25. 0 a t )( 6 . 878 9 . 01153 1015005. 1 cos3 05. 1 3 max a u p i n n 70 al 36 869 . 0 2570 3670 k6 .8789 .9421085 36 kial 5 .65 9 .942 6 .878 )3670(36)( 2 2 2 max 2 al al i i 查表 6-12， 2 . 89c )(31 . 4 25 . 0 06 . 0 0 . 4 2 stttt ainprk

52、)(34.51631. 4 12 27.11899.1010077.11 12 10 2 22222 2/ 2 skat iii q k tktk k )(504)(5 .258 2 .89 03 . 1 1034.516 22 6 min mmmm c kq s fk 滿足熱穩(wěn)定要求。 （4）動穩(wěn)定校驗 相間距離（）a 標稱電壓（kv） 110 220 330 500 垂直線間距離（m） 3.5 5.5 7.5 10.0 絕緣子跨距（l) 110kv 取 2500mm，220kv 取 4640mm。 );(8 .29077.1169 . 2 29 . 1 kaiish);/(89.43 1

53、1073 . 1 27 mn a ifsh ph ;103 .133 . 3 62 hbw )(1006 . 2 10 3 . 1310 5 . 289.43 10 6 6 2 2 pa w lfph ph ；)(1070 6 pa alph 滿足要求。 5.3.2 主變壓器側隔離開關的選擇與校驗 5.3.2.1 220kv 側斷路器隔離開關的選擇與校驗 1.額定電壓選擇：220 nns uukv 2.額定電流選擇：)( 3 . 439 max aiin 3 極限過電流選擇：)(01.21kaii shes gw4-220/1250-80 型隔離開關，其技術參數如下表： 表 6-2 gw4-2

54、20/1250-80 技術參數 極限通過 電流 ka 熱穩(wěn)定 電流 ka 型號額定 電壓 kv 額定 電流 a 峰值 4s gw4220/1250-8022012508031.5 4 熱穩(wěn)定校驗 )(07.23739694 5 . 31 22 2 skatit )(31 . 4 25 . 0 06 . 0 0 . 4 2 stttt ainprk )(07.23724 . 4 12 61. 743. 71081 . 7 12 10 2 22222 2/ 2 skat iii q k tktk k 滿足熱穩(wěn)定校驗要求。 5、動穩(wěn)定校驗 滿足校驗要求kaikai shes 01.2180 220k

55、v 母聯斷路器及隔離開關的最大工作條件與變中 220kv 側應滿足相同 的要求，故選用相同設備。即選用 sw6-220/1200 型斷路器和 gw4-220/1250-80 型隔離開關。 5.3.2.2 110kv 側斷路器隔離開關的選擇與校驗： )( 6 . 878 max ai 1.額定電壓選擇：110 nns uukv 2.額定電流選擇：)( 6 . 878 max aiin 3.開斷電流選擇：077.11 iinbr 初選 lw36-126/3150-31.5 六氟化硫型斷路器,技術參數如下表： 表 6-4 lw36-126/3150-40 技術參數 極限通過電 流 ka 熱穩(wěn)定 電流

56、 ka 型號額定 電壓 kv 額定 電流 a 額定短路開 斷電流 ka 峰值 4s lw36-126/3150- 40 12631504010040 4 熱穩(wěn)定校驗： 2 tk i tq 2 22 31.543969() t i tkas )(31 . 4 25 . 0 06 . 0 0 . 4 2 stttt ainprk )(34.51631. 4 12 27.11899.1010077.11 12 10 2 22222 2/ 2 skat iii q k tktk k 2 t i t k q 滿足熱穩(wěn)校驗要求。 5.動穩(wěn)定校驗： 10028.38 essh ikaika 滿足動穩(wěn)定校驗要

57、求 5.45.4 絕緣子選擇絕緣子選擇 5.4.1 絕緣子選擇 選擇要求：（1）型式選擇：屋外采用棒式 （2）額定電壓選擇：電壓應大于或等于 220kv 支柱絕緣子選擇防污型棒式支柱絕緣子。 220kv：型號：zsw220/4 un=220kv 適用海拔高度：1000m 工頻試驗電壓有效值不 小于（kv） 全波沖擊試驗電壓有效 值不小于（kv） 機械破壞負荷不小于 （kv） 干耐受濕耐受 抗彎 （kn） 抗扭 （kn） 550200 850 42 110kv：選擇 22614 防污型棒式支柱絕緣子 un=110kv 適用海拔高度： 1000m 工頻試驗電壓有效值不 小于（kv） 全波沖擊試驗電

58、壓有效 值不小于（kv） 機械破壞負荷不小于 （kv） 干耐受濕耐受 抗彎 （kn） 抗扭 （kn） 265200 450 42 10kv：選擇 zc-10 型支柱絕緣子 un=10kv 適用海拔高度：1000m 1、絕緣子動穩(wěn)定校驗 220kv 絕緣子所受的電動力為（l=4.64m,a=5.5m）; )(01.21kaish )(20001073 . 1 27 max ni a l fsh 其中絕緣子抗彎力為 4kn，抗扭力為 2kn，顯然滿足動穩(wěn)定要求。 110kv 絕緣子所受的電動力為（l=2.5m,a=3.5m）;)( 8 . 29kaish )(20001073 . 1 27 max

59、 ni a l fsh 其中絕緣子抗彎力為 4kn，抗扭力為 2kn，顯然滿足動穩(wěn)定要求。 5.55.5 電流互感器的選擇電流互感器的選擇 1、選擇型式 220kv ta: （1）種類和型式的選擇：屋外支持式 （2）二次側額定電流采用 5a，)( 3 . 439;220 max1 aiikvuu nnsn 2 5 n ia （3）準確級及容量確定：0.5 級 （4）選擇：a、220kv 側母線選擇 lcw2-220w 參數： 額定電流比（a）準確級次 1s 熱穩(wěn)定電 流（ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 二次負荷 0.5 級（歐姆） 400-1200/50.531.5802.0 b、110kv 側

60、母線選擇 lcwd-110 參數： 額定電流比（a）準確級次 1s 熱穩(wěn)定 電流 （ka） 動穩(wěn)定電 流 （ka） 二次負荷 0.5 級 （歐姆） （50100）- （300600）/5 0.5751501.2 2、校驗 （1）220kv 側電流互感器校驗： a、熱穩(wěn)定校驗： 1s 熱穩(wěn)定電流為 31.5ka，遠大于 220kv 母線三相短路電流，)(81. 7 kai 符合要求。 b、動穩(wěn)定校驗： 所選電流互感器的動穩(wěn)定電流為 80ka 遠大于 220kv 側母線三相短路電流的 沖擊電流,因此符合要求。)(01.21kaish （1）110kv 側電流互感器校驗： a、熱穩(wěn)定校驗： 1s 熱