變電站110kv論文

1、河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文前 言變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬訂直接關(guān)系著全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設計為110kV變電站電氣一次部分初步設計，所設計的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。本文是在河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)院高恒志教授的精心指導下完成的。高老師治學嚴謹、知識廣博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在畢業(yè)設計期間高老師在設計的選題和設計思路上給了

2、我很多的指導和幫助。高老師循循善誘的教學方法、熱情待人的處事方式、一絲不茍的治學態(tài)度、對學生嚴格要求的敬業(yè)精神給我留下了很深的印象。在此，我對恩師表示最崇高的敬意和最誠摯的感謝！本文從主接線、短路電流計算、主要電氣設備選擇等幾方面對變電站設計進行了闡述，并繪制了電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、站用電系統(tǒng)圖、防雷保護配置圖、各級電壓配電裝置斷面圖、直流系統(tǒng)圖等相關(guān)設計圖紙。由于本人水平有限，錯誤和不妥之處在所難免，敬請各位老師批評指正。第一章 原始材料1.1地區(qū)電網(wǎng)的特點(1)本地區(qū)即使在最枯的月份，水電站發(fā)電保證出力時亦能滿足地區(qū)負荷的需要，加上小火電，基本不需要外系統(tǒng)支援。(2)本系統(tǒng)的水電

3、大多數(shù)是逕流式電站，除發(fā)保證出力外的月份，均有電力剩余，特別是4至7月份。1.2建站規(guī)模(1)變電站類型：110kV變電工程(2)主變臺數(shù)：最終兩臺(要求第一期工程全部投入)(3)電壓等級：110kV、35kV、10kV(4)出線回數(shù)及傳輸容量110kV出線6回本變長泥坡15000kW 6km LGJ120本變雙溪變15000kW 42.3 km LGJ120本變系統(tǒng)30000kW 72km LGJ150本變芷江8000kW 36km LGJ120備用兩回35kV出線8回本變長泥坡8000kW 6km LGJ95本變火電廠10000kW 8km LGJ95本變中方變5000kW 15km LG

4、J95本變水電站10000kW 12km LGJ120(兩回)本變鴨嘴巖變5000kW 10km LGJ95備用兩回10kV出線10回本變氮肥廠2500kW 2km本變化工廠1500kW 3km本變醫(yī)院1500kW 5km(兩回)本變印刷廠2000kW 4km本變造紙廠2500kW 6km本變機械廠2500kW 4km備用三回(5)無功補償采用電力電容兩組,容量為24500kva1.3環(huán)境條件(1)當?shù)啬曜罡邷囟葹?0,年最低溫度為-5；(2)當海拔高度為800米；(3)當?shù)乩妆┤諗?shù)為55日/年；(4)本變電站處于“薄土層石灰?guī)r”地區(qū)，土壤電阻率高達1000。1.4電氣主接線建議110kV、3

5、5kV、10kV均采用單母線分段帶旁路接線，并考慮設置熔冰措施。1.5短路阻抗(1)系統(tǒng)作無窮大電源考慮：，(2)火電廠裝機容量為37500kW，最大運行方式下,該火電廠只投入二臺機組,最小運行方式下,該火電廠三臺機組全部投入,并滿發(fā)。(3)水電廠裝機容量為35000kW，最大運行方式下，該水電廠三臺機組全部投入運行，并滿發(fā)，最小運行方式下，該水電廠只投入一臺機組。第二章 主變壓器的選擇與確定2.1 主變壓器負荷計算電力系統(tǒng)負荷的確定，對于選擇變電站主變壓器容量，電源布點以及電力網(wǎng)的接線方案設計等，都是非常重要的，電力負荷應在調(diào)查和計算的基礎上進行，對于近期負荷，應力求準確、具體、切實可行；對

6、于遠景負荷，應在電力系統(tǒng)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展遠景規(guī)劃的基礎之上，進行負荷預測，負荷發(fā)展的水平往往需要多次測算，認真分析影響負荷發(fā)展水平的各種因素，反復測算與綜合平衡，力求切合實際。本變電站負荷分析計算如下(線損平均取5%，功率因數(shù)取0.8，負荷同時率取0.9)：(1) 10kV側(cè) (2)35kV側(cè)35kV側(cè)電源容量20MW，負荷功率1.8MW，基本平衡，功率可直接通過母線傳輸而不通過變壓器傳輸。(3)110kV側(cè)10kV側(cè)所需負荷功率可通過主變壓器由110kV母線取得。故考慮增長，按8年計算，由工程概率和數(shù)理統(tǒng)計得知，負在荷一定階段內(nèi)的自然增長率是按指數(shù)規(guī)律變化的，即式中初期負荷x年數(shù)，一般按51

7、0年規(guī)劃考慮m年負荷增長率，由概率統(tǒng)計確定。所以，考慮負荷增長以及線損，年負荷增長率取10%，按8年計算，本變電站負荷為=14.1=32.95MVA2.2 站用變壓器負荷計算目前采用的站用變壓器負荷計算的主要方法有：(1)換算系數(shù)法；(2)分別將每臺電動機的kW換算成kVA，再考慮不同時運行情況的計算方法。本變電站采用第二種計算方法。按每臺電動機的功率因數(shù)、效率、負荷系數(shù)分別由kW換算成kVA，再考慮不同時運行的情況，計算出總負荷。本變電站需要計入的經(jīng)常性電力負荷為：主變壓器風扇，蓄電池的充電和浮充電機組、蓄電池室通風、取暖、照明等；短時不經(jīng)常及斷續(xù)不經(jīng)常運行的設備如檢修負荷等不計算再內(nèi)。充電

8、機系不經(jīng)常連續(xù)運行的設備，故其負荷應予以計算，但此時可考慮浮充電機不運行，不必計算。計算公式如下：電力負荷：照明和加熱負荷：所用電總負荷：本變電站所用變壓器選擇計算結(jié)果如表2.1所示。表2.1 變電站所用變壓器選擇計算結(jié)果序號名稱計算容量（kW）額定容量(kW)功率因數(shù)(co)和效率()經(jīng)常性負荷非經(jīng)常性負荷安裝數(shù)(臺)運行數(shù)(臺)運行容量安裝數(shù)(臺)運行數(shù)(臺)運行容量(kW)(kVA)(kW)kVA1.動力1充電機34.8400.781134.834.82浮充電機3.24.50.72113.23蓄電池室通風機5.40.72115.47.504屋內(nèi)配電裝置通風機1.10.62222.25電焊

9、10.50.471110.56檢修用電50.6057電熱15158通訊用電443.69取暖用電0.20.5110操動機構(gòu)用電0.311遠動裝置用電1.500.681.502.22.照明12屋內(nèi)工作照明16.016.013屋外工作照明8.188.1814事故照明10.0410.0415福利區(qū)照明8.768.76計算總?cè)萘?kVA) 109.9選擇變壓器容量(kVA) 100第三章 電氣主接線的選擇第一節(jié) 電氣主接線設計的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工

10、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1. 運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2. 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。3. 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不

11、能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。4. 經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。5.應具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、調(diào)度自動化水平的提高及新設備新技術(shù)的廣泛應用，變電所電氣主接線形式亦有了很大變化。目前常用的主接線形式有：單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段帶旁路、1

12、個半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。從形式上看，主接線的發(fā)展過程是由簡單到復雜，再由復雜到簡單的過程。在70年代，由于當時受電氣設備制造技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)等條件的制約，為了提高系統(tǒng)供電可靠性，產(chǎn)生了從簡單到復雜的主接線演變過程。在當今的技術(shù)環(huán)境中，隨著新技術(shù)、高質(zhì)量電氣產(chǎn)品廣泛應用，在某些條件下采用簡單主接線方式比復雜主接線方式更可靠、更安全，變電所主接線日趨簡化。因此，變電所電氣主接線形式應根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性及技術(shù)環(huán)境統(tǒng)一性來決定。第二節(jié) 電氣主接線的選擇方案3.2.1 110kv電器主接線110KV側(cè)主接線方案：35110kV變電所設計規(guī)范規(guī)定，35110kV線路為

13、兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回其以上時，宜采用雙母線接線。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35110kV主接線中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。本變電站110kV線路有6回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如圖2.1所示。方案一供電可靠、運行方式靈活，但是倒閘操作復雜，容易誤操作，占地面積大，設備多，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設備少，投資小，占地面積小，但是運行可靠性和靈活性比方案一稍差。本變電站為地區(qū)

14、性變電站，電網(wǎng)特點是水電站發(fā)電保證出力時能滿足地區(qū)負荷的需要，加上小火電，基本不需要外系統(tǒng)支援，電源主要集中在35kV側(cè)，110kV側(cè)是為提高經(jīng)濟效益及系統(tǒng)穩(wěn)定性而倒有一回線路與華中大電網(wǎng)聯(lián)系，采用方案二能夠滿足本變電站110kV側(cè)對供電可靠性的要求，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案一。設置旁路設施的目的是為了減少在斷路器檢修時對用戶供電的影響。裝設SF6斷路器時，因斷路器檢修周期可長達510年甚至20年，可以不設旁路設施。本變電站110kV側(cè)采用SF6斷路器，不設旁路母線。本變電站35kV線路有8回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特點，本變電站電源主要集中

15、在35kV側(cè)，不允許停電檢修斷路器，需設置旁路設施，如圖2.2所示。方案一供電可靠、調(diào)度靈活，但是倒閘操作復雜，容易誤操作，占地面積大，設備多，配電裝置復雜，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是電源回路不停電。方案二具有良好的經(jīng)濟性，供電可靠性也能滿足要求，故35kV側(cè)接線采用方案二。圖3.2 35KV電壓側(cè)接線方案3.2.2 10kV電壓側(cè)接線35110kV變電所設計規(guī)范規(guī)定，當變電所裝有兩臺主變壓器時，610kV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時，亦可采用雙母線。當不允許停

16、電檢修斷路器時，可設置旁路設施。本變電站10kV側(cè)線路為10回，可采用雙母線接線或手車式高壓開關(guān)柜單母線分段接線兩種方案，如圖2.3所示。方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設備多，投資和占地面積大，配電裝置復雜，易誤操作。方案二簡單清晰，調(diào)度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供電，設備少，投資和占地小。手車式斷路器的出現(xiàn)和運行成功，斷路器檢修問題可不用復雜的旁路設施來解決，而用備用的手車斷路器來替代需要檢修的工作的手車斷路器。采用手車式高壓開關(guān)柜，可不設置旁路設施。圖3.3 10kv電壓側(cè)接線方案 綜上所述,本變電站主接線如圖3.4所示110

17、kv變電站低壓側(cè)未采用限流措施，待計算短路電流之后，再采用相應的限流措施。最簡單的限制短路電流的方法是使變壓器低壓側(cè)分列運行。變壓器低壓側(cè)分列運行，限流效果顯著，是目前廣泛采用的限流措施。在變壓器回路中裝設電抗器或分裂電抗器用的很少，母線電抗器體積大、價格高且限流效果較小，出線上裝電抗器，投資最貴，且需造兩層配電裝置室，在變電站中應盡量少用。3.2.3 站用變壓器低壓側(cè)接線站用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，站用變壓器低壓側(cè)接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。380V站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關(guān)）

18、或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。站用變壓器低壓側(cè)接線如圖3.5所示。圖3.5站用變壓器低壓側(cè)接線第四章 短路電流計算第一節(jié) 短路電流計算的目的與一般規(guī)定4.1.1 短路電流計算的目的1.在選擇電氣主接線時，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，均需進行必要的短路電流計算。2.在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。3.在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。4.在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5.按接

19、地裝置的設計，也需用短路電流。4.1.2 短路電流計算的一般規(guī)定1.驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應僅按在切換過程中可能并列運行的接線方式。2.選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的導步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3.選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4.導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路

20、驗算。第二節(jié) 短路電流的計算步驟與短路點的選擇目前在電力變電站建設工程設計中，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其步驟如下：1.選擇要計算短路電流的短路點位置；2.按選好的設計接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡圖；1）在網(wǎng)絡圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負荷之路，線路電容，各元件電阻；2）選取基準容量 和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準值的標么電抗；4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡圖；3.對網(wǎng)絡進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標么值，即轉(zhuǎn)移電抗；4.求其計算電抗；5.由運算曲線查出短路電流的標么值；6.計算有名值和短

21、路容量；7.計算短路電流的沖擊值；1）對網(wǎng)絡進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。標幺值： 有名值： 2）計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量： 短路電流沖擊值： 8.繪制短路電流計算結(jié)果表4.2.1 三相短路電流計算在最大運行方式下對三相短路的情況進行計算。(1) 畫出計算電路圖，如圖4.1(a)所示。圖4.1計算電路圖及其等值網(wǎng)絡圖4.2 等值網(wǎng)絡化簡（2）制訂等值網(wǎng)絡如圖3.2(b)所示，進行參數(shù)計算。 選取,計算各元件的標幺值。發(fā)電機 發(fā)電機 線路 線路 線路 變壓器、 將計算結(jié)果注于圖4.1(b)中

22、。(3)計算各短路點的短路電流當短路發(fā)生在點時， 計算各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗，如圖4.2(a)所示。 S對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為各電源的計算電抗如下查計算曲線數(shù)字表，求出短路周期電流的標幺值。對于發(fā)電機G1用汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，對于G2用水輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，系統(tǒng)S提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式計算。所得結(jié)果填入表4.1。計算短路電流的有名值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路電流沖擊值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路全電流最大有效值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路容量，將所得結(jié)果填入表4.1。當短路發(fā)生在點時， 計算各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電

23、抗，如圖4.2(b)所示。 對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為各電源的計算電抗如下= 查計算曲線數(shù)字表，求出短路周期電流的標幺值。對于發(fā)電機G1用汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，對于G2用水輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，系統(tǒng)S提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式= 計算所得結(jié)果填入表4.1計算短路電流的有名值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路電流沖擊值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路全電流最大有效值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路容量，將所得結(jié)果填入表4.1。當短路發(fā)生在點時，分兩種情況進行短路電流計算。第一種情況：變壓器低壓側(cè)并列運行，計算各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗，如圖4.2(c)、4

24、.2(d)所示。消去圖3.2(c)中的結(jié)點a，得圖4.2(d)。S對的轉(zhuǎn)移電抗為G1對的轉(zhuǎn)移電抗為G2對的轉(zhuǎn)移電抗為各電源的計算電抗如下 查計算曲線數(shù)字表，求出短路周期電流的標幺值。對于發(fā)電機G1用汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，對于G2用水輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，系統(tǒng)S提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式計算。所得結(jié)果填入表2.1。計算短路電流的有名值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路電流沖擊值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路全電流最大有效值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路容量，將所得結(jié)果填入表4.1。第二種情況：變壓器低壓側(cè)分列運行，計算電路圖及其等值網(wǎng)絡如圖4.3所示，網(wǎng)絡變換如圖4.4所示。

25、圖4.3變壓器低壓側(cè)分列運行計算電路圖及其等值網(wǎng)絡 計算各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗，如圖4.4(a)、4.4(b)所示。圖4.4變壓器低壓側(cè)分列運行等值網(wǎng)絡化簡對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為對的轉(zhuǎn)移電抗為各電源的計算電抗如下查計算曲線數(shù)字表，求出短路周期電流的標幺值。對于發(fā)電機G1用汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，對于G2用水輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，系統(tǒng)S提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式計算。計算短路電流的有名值，將所得結(jié)果填入表4.1。 計算短路電流沖擊值，將所得結(jié)果填入表4.1。計算短路全電流最大有效值，將所得結(jié)果填入表4.1。 計算短路容量，將所得結(jié)果填入表4.1。表4.1短路電流計算結(jié)

26、果短路點編號短路類型電源名稱電源計算電抗0s短路電流周期分量2s短路電流有名值4s短路電流有名值短路電流沖擊值短路全電流最大有效值短路容量標幺值有名值三相短路S4.552.172.172.17G10.224.940.350.180.17G20.402.770.200.190.20小計2.722.542.546.934.13518.21三相短路S2.043.183.183.18G10.166.761.580.630.58G20.303.730.870.690.70小計5.634.504.4614.368.55341.29三相短路S1.286.706.706.70G10.254.353.421.9

27、61.10G20.472.331.831.861.99小計12.010.59.7924.9614.88207.84三相短路S0.683.563.563.56G10.313.492.741.831.82G20.581.871.471.641.81小計7.777.037.0919.8111.81134.58注：主變低壓側(cè)并列運行;主變低壓側(cè)分列運行。4.2.2 站用變壓器低壓側(cè)短路電流計算對于1000V以下低壓網(wǎng)絡的短路電流計算，還應考慮以下特點：(1)可按無窮大容量供電的計算短路電流方法進行計算。(2)因電阻值較大，感抗值較小，所以短路電流中各元件的有效電阻，包括開關(guān)和電器觸頭的接觸電阻均應計入

28、。(3)多匝電流互感器的阻抗，僅當三相都裝有同樣互感器時，才予考慮。(4)低壓電器元件的電阻多以m?計因而短路電流一般采用有名值計算比較方便。在設計和運行實踐中，已經(jīng)總結(jié)出了1000 V以下低壓網(wǎng)絡的短路電流計算結(jié)果，并制成表格，為簡化計算，本設計站用變壓器低壓側(cè)網(wǎng)絡的短路電流計算值直接查表，并記入表4.2。表4.2 站用變壓器低壓側(cè)短路電流計算結(jié)果變壓器容量（KVA）100變壓器阻抗電壓4%變壓器高壓側(cè)短路容量(MVA)200三相正 負序單相相零計算電阻(m)32.63128.59計算電抗(m)55.79180.583.561.04第三節(jié) 短路點的具體分布與短路電流計算結(jié)果相短路計算結(jié)果見表

29、3.3表4.3 短路電流計算結(jié)果短路點編號短路類型0s短路電流周期分量有名值2s短路電流有名值4s短路電流有名值短路電流沖擊值短路全電流最大有效值短路容量f三相短路2.722.542.546.934.13518.21f三相短路5.634.504.4614.368.55341.29f三相短路12.010.59.7924.9614.88207.84f三相短路7.777.037.1919.8111.81134.58注: f 主變低壓側(cè)并列運行；f主變低壓側(cè)分列運行。第五章 導體和電氣的選擇與校驗第一節(jié) 導體和電器選擇的一般規(guī)定電器選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使電氣主接

30、線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(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，選擇合適的電器。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卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(1)按正常工作條件選擇電器額定電壓和最高工作電壓在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即額定電流電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即

31、按當?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤其是小環(huán)境）條件當氣溫、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件是，應采取措施。(2)按短路情況校驗短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電器各部件溫度應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為式中 短路電流產(chǎn)生的熱效應；、電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為或式中 、短路沖擊電流幅值及其有效值；、電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：1)熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗

32、算熱穩(wěn)定。2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。3)裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。短路電流計算的條件為使電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應按下列條件確定：1)容量和接線按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后510年）；其接線應采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。2)短路種類一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。3)計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。

33、短路計算時間校驗電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理的確定短路計算時間。驗算熱穩(wěn)定的計算時間為繼電保護動作時間和相應斷路器的全開斷時間之和，即而 式中 斷路器全開斷時間；后備保護動作時間；斷路器固有分閘時間；斷路器開斷時電弧持續(xù)時間開斷電器應能在最嚴重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷計算時間應為主保護時間和斷路器固有分閘時間之和，即第二節(jié) 電氣主接線的選擇方案5.2.1 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備或線路接入電路或退出運行，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，能起保護作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最

34、為完善的一種設備。其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流。(1)110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LW11-110型戶外SF斷路器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；額定開斷電流：，合格；短路關(guān)合電流：，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格。熱穩(wěn)定校驗：=6.93kA,合格；(2)35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用ZW7-40.5型戶外真空斷路器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；額定開斷電流：，合格；短路關(guān)合電流：，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。(3)10kV線路側(cè)選用KYN28A-12(Z)高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)裝設ZN63-12斷路器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；額定開斷電流：，合格

35、；短路關(guān)合電流：=24.96kA，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。(4)10kV變壓器側(cè)選用KYN28A-12(Z)型高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)裝設ZN63-12斷路器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；額定開斷電流：，合格；短路關(guān)合電流：=24.96kA，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。本變電站高壓斷路器選擇如下(1)110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇LW11-110型戶外斷路器。計算數(shù)據(jù)LW11-110U110(KV)U110(KV)I206.7(A)I1600(A)I2.72(KA)I31.5(KA)i6.93(KA)I80(KA)Q6.53(KAS)It3969(KA

36、S)i6.93(KA)i80(KA)(2)35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇ZW7-40.5型真空戶外斷路器計算數(shù)據(jù)ZW7-40.5U35(kV)U40.5(kV)I346.42(A)I1600(A)I5.63(kA)I31.5(kA)i14.36(kA)I80(kA)Q21.17(kAs)It3969(kAs)i14.36(kA)i80(kA) (3)10kV線路側(cè)：選擇KYN28A-12(Z)/1250-31.5型高壓開關(guān)柜計算數(shù)據(jù)KYN28A-12(Z)/1250-31.5U10(kV)U12(kV)I189.4(A)I1250(A)I12.0(kA)I31.5(kA)i24.96 (kA)

37、I80(kA)Q111.86 (kAs)It3969(kAs)i24.96 (kA)i80(kA)(4)10kV變壓器側(cè)：選擇KYN28A-12(Z)/2000-31.5型高壓開關(guān)柜。計算數(shù)據(jù)KYN28A-12(Z)/2000-31.5U10(kV)U12(kV)I1212.47(A)I2000(A)I12.0(kA)I31.5(kA)i24.96 (kA)I80(kA)Q111.86 (kAs)It3969(kAs)i24.96 (kA)i80(kA)5.2.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是變電站中常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。1

38、.隔離開關(guān)的主要用途：(1)隔離電壓在檢修電氣設備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。(2)倒閘操作投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。(3)分、合小電流因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。(1)110kV隔離開關(guān)選用GW5-110/1000-80型隔離開關(guān)。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。(2)35kV隔離開關(guān)選用GW4-35D/

39、1000-83型隔離開關(guān)。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；動穩(wěn)定校驗：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。2.本變電站隔離開關(guān)的選擇(1)110kV：選擇GW5-110/1000-80計算數(shù)據(jù)GW5-110/1000-80U110(kV)U110(kV)I206.7 (A)I1000(A)Q6.53(kAs)It2311(kAs)i6.93(kA)i80(kA)(2)35kV：選擇GW4-35D/1000-83計算數(shù)據(jù)ZW7-40.5U35(kV)U12(kV)I346.42(A)I1000(A)Q21.17(kAs)It2500(kAs)i14.36(kA)i83(kA)3. 電流互感器的選擇互

40、感器（包括電流互感器TA和電壓互感器TV）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵簩⒁淮位芈返母唠妷汉痛箅娏髯?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷?100V)和小電流(5A或1A)，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)小巧、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝。使二次設備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設備和人身的安全。本變電站電流互感器選擇： (1)110kV電流互感器：選用LCWB6-110型電流互感器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格。內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：，合格。(

41、2)35kV電流互感器：線路側(cè)選用LZZB8-35型電流互感器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格；內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：，合格。變壓器側(cè)選用LR-35型電流互感器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格；內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：，合格。(3)10kV電流互感器：選用LZZBJ9-10型電流互感器。額定電壓：，合格；額定電流：，合格；熱穩(wěn)定校驗：，合格；內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：，合格。110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LCWB6-110型瓷絕緣戶外電流互感器，校驗合格。35kV線路側(cè)選用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗合格，配置位置參見主接線

42、圖；35kV變壓器側(cè)選用LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，校驗合格，配置位置參見主接線圖。10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LA-10型穿墻式電流互感器，校驗合格。5.2.3 電壓互感器選擇及校驗3110kV高壓配電裝置設計規(guī)范規(guī)定，用熔斷器保護的電壓互感器可不驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。(1)110kV電壓互感器：出線電壓互感器選用TYD-110成套電容式電壓互感器，母線電壓互感器選用JDCF-110單相瓷絕緣電壓互感器。一次回路電壓：，合格；二次回路電壓：110/，合格。(2)35kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JDZXW-35單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。一次回路電壓：，合格；二次回路電壓：

43、110V，合格。(3)10kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JSZK1-10F三相相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。一次回路電壓：，合格；二次回路電壓：110V，合格。出線選用TYD110/3型成套電容式電壓互感器，校驗合格。110kV母線選用JDCF-110型單相瓷絕緣電壓互感器，校驗合格。35kV母線選用JDZXW-35型單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器，校驗合格。10kV母線選用JSZX1-10F型三相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器，校驗合格。5.2.4 高壓熔斷器選擇及校驗對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項來選擇。(1)35kV高壓熔斷器，選用RXW-35/0.5型戶外跌落式高壓

44、熔斷器，額定電壓：，合格；斷流容量：=341.29MVA，合格。(2)10kV高壓熔斷器，選用RN2-10/0.5型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器，額定電壓：，合格；斷流容量：=207.84MVA，合格。35kV母線電壓互感器選用RXW-35/0.5型戶外跌落式高壓熔斷器保護，校驗合格。10kV母線電壓互感器選用RN2-10/0.5型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器保護，校驗合格。5.2.5 本變電站母線選擇及校驗(1)110kV母線選擇110kV匯流母線按最大可能負荷68000kW計算,則在當?shù)爻?5時，最大持續(xù)工作電流為：歸算到溫度為t=40，則式中溫度校正系數(shù)。該級匯流母線采用管型母線,選擇LGJ185，載

45、流量為510A。 熱穩(wěn)定校驗：，合格； 電暈校驗： ，合格。(2)35kV母線：該電壓等級母線選用管型母線LGJ185，載流量為510A。熱穩(wěn)定：，合格；電暈電壓： ，合格。(3)10kV母線：選用單條矩形鋁母線LMY11010，其載流量1663A。熱穩(wěn)定：，合格；動穩(wěn)定：取跨度l=100cm，相間距離a=30cm，震動系數(shù)=1，截面系數(shù)=24cm水平平行放置的母線中產(chǎn)生的最大機械應力為母線允許應力為，合格。第六章 配電裝置第一節(jié) 概述目前，110KV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內(nèi)布置和屋外布置兩大類；屋內(nèi)布置又分為普通電器安裝在屋內(nèi)布置、110KV斷路器小車屋內(nèi)布置、SF6全封閉組合電器

46、（G I S）屋內(nèi)布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內(nèi)布置和110KV斷路器小車屋內(nèi)布置，每個間隔寬度可以設計成6.5米，跨度約12米，占地面積相當，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴重地區(qū)。SF6全封閉組合電器（G I S）屋內(nèi)布置占地最小，運行維護最好，但投資較高，多用在城市中心和用地非常緊張的地方。目前，廣大農(nóng)村和縣城更多地采用屋外布置形式，故本文將屋外布置形式作為研究對象。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)升高，把斷路器、電流互感器等設備直接布置在升高母線的下方，使配電裝置跨度尺寸減少，但由于進出線間隔不能合并，各占一個間

47、隔，使橫向面積增大，對于進出線回路多的變電站，多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)上下重疊布置，適用于雙母線布置，屋外中型布置是將所有電氣設備都安裝在地面設備支架上，母線下不布置任何電氣設備，具有布置比較清晰、不易誤操作、運行可靠、施工和維修都比較方便、構(gòu)架高度低、造價低等的優(yōu)點，是本文研究的幾種接線最適合選用配電裝置選型。在110KV變電站中，與普通中型配電裝置相對應的110KV母線設計，多采用軟母線，該型配電裝置在我國已有30多年運行歷史，各地電業(yè)部門無論在運行維護還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗。第二節(jié) 配電裝置設計原則與要求配電裝置應滿足以下基本要求：(1)配電裝置的設計

48、必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術(shù)經(jīng)濟政策。(2)保證運行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選用設備，在布置上力求整齊、清晰、保證具有足夠的安全距離。(3)便于檢修、巡視和操作。(4)在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。(5)安裝和擴建方便。第三節(jié) 配電裝置的布置配電裝置設計的基本步驟：(1)根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式；(2)擬定配電裝置的配置圖；(3)按照所選設備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設計技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設計和手冊，設計繪制配電裝置的

49、平、斷面圖。普通中型配電裝置，我國有豐富的經(jīng)驗，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力好造價比較低，缺點是占地面積較大；半高型配電裝置占地面積為普通中型的47%，而總投資為普通中型的98.2%，同時，該型布置在運行檢修方面除設備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似，能適應運行檢修人員的習慣與需要。高型一般適用于220kV及以上電壓等級。本變電站有三個電壓等級，110kV主接線不帶旁路母線，配電裝置采用屋外中型單列布置；35kV主接線帶旁路母線，配電裝置采用屋外半高型布置；10kV配電裝置采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置。各電壓等級配電裝置斷面圖見設計圖紙02電力-畢業(yè)設計-36。第七章 防雷保護與接地裝置變電站的防雷保護具有以下特點：(1)變電站屬于“集中型”設計，直接雷擊防護以避雷針為主。(2)變電站設備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會運動至變電站，對電氣設備過程威脅。因此變電站要對侵入波過電壓進行防護，主要手段是避雷器。(3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設備，如變壓器等，這些電氣設備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴重后果；另一方面，這些設備的修復困難，需要花費很長時間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經(jīng)濟損失。所以變電站要采取周密的過電壓防護措施。(4)為了充分發(fā)揮防雷設備的保護作用，變電站應有良好