110KV變電所設計方案論文

1、摘 要變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所，它是供電系統(tǒng)的樞紐，在供電系統(tǒng)中占有重要的地位。本畢業(yè)設計以設計任務書為依據(jù)，以國家經濟建設的方針、政策、技術規(guī)定為準繩，結合工程實際情況，保證供電可靠，調度靈活，滿足各項技術要求。本次110kv長征變電站設計，其設計分為電氣一次、二次部分設計。本文重點是變電站的一次設計，包括主接線形式、變壓器和電氣設備的選擇以及防雷措施和配電裝置的設計等。本文的另一部分是電氣二次部分的設計，主要是繼電保護的基本原理和線路、變壓器的保護配置等。本變電所設計為畢業(yè)設計課題，目的是鞏固大學所學知識，使我對大學所學的主干課程有一個較為全面、系統(tǒng)的

2、掌握，增強理論聯(lián)系實際的能力以及提高我的工程意識，為未來的實際工作奠定了必要的基礎。關鍵詞 變電所，變壓器，主接線，繼電保護目 錄摘 要i1 緒 論12 電力系統(tǒng)及變電所總體分析32.1 電力系統(tǒng)分析32.2 變電所總體分析32.3 負荷分析與計算53 主變壓器選擇和電氣主接線設計73.1 主變壓器選擇73.2 電氣主接線設計93.3 各電壓級電氣主接線設計113.4 主變中性點接地方式選擇133.5 所用變設計163.6 無功補償設計164 短路電流計算194.1 短路電流計算概述194.2 短路電流的計算205 電氣設備選擇235.1 電氣設備選擇的一般原則與技術條件235.2 導體的選擇

3、265.3 高壓斷路器和隔離開關的選擇275.4 互感器的選擇285.5 電氣設備選擇一覽表296 配電裝置選擇和總平面設計326.1 配電裝置的選擇326.2 總平面布置設計357 防雷設計377.1 防雷設計的一般原則377.2 直擊雷保護設計377.3 雷電侵入波保護設計378 電氣二次部分的設計418.1 對繼電保護的要求418.2 主變壓器的配置418.3 線路保護配置43結 論45謝 辭46參考文獻46附錄2 計算書59附錄3 圖紙1 緒論隨著經濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高

4、，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業(yè)的經濟效益、設備人身安全密切相關。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電氣設備及配電網(wǎng)絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經濟的輸送到每一個用電設備的轉換場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀

5、態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。變電所是聯(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。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類：樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。中間變電所：高壓側以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集23個電源，電壓為220330kv，同時又降低供當?shù)赜秒?，這樣的變電所起中間環(huán)節(jié)作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。地區(qū)變電所：高壓側一般為110220kv，向地區(qū)用戶供電為主

6、的變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，又使該地區(qū)中斷停電。終端變電所：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側電壓為110kv，經降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶收到損失。110kv變電站屬于高壓網(wǎng)絡，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡及導線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。在電力系統(tǒng)中，除應采取各項積極措施或減少發(fā)生故

7、障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而且有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實踐證明到目前為止，大多是由單個繼電器或繼電器與其附屬設備的組合構成的，故稱為繼電保護裝置。隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。2 電力系統(tǒng)及變電所總體分析2.1 電力系統(tǒng)分析110kv長征變電所將位于市區(qū)，向市區(qū)工業(yè)、生活等用戶供電，屬于新建變電所。它由系統(tǒng)s1、s2向它供電，s1容量1700

8、mva，s2容量250mva，s1、s2直接向它供電。110kv區(qū)域降壓變電站是電網(wǎng)建設和電網(wǎng)改造中非常重要技術環(huán)節(jié)，所以做好110kv變電站的設計是我國電網(wǎng)建設的重要環(huán)節(jié)。在目前的電網(wǎng)建設中，尤其是在110kv變電所的建設中，土地、資金等資源浪費現(xiàn)象嚴重，存在重復建設、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾和噪聲等環(huán)保問題、電能質量差等問題已成為影響高壓輸變電工程建設成本和運行質量的重要因素。這已經違背了我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所以110kv變電所需要采用節(jié)約資源的設計方案，要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質量和用電安全等問題，同時還要滿足以后電網(wǎng)改造簡單、資源再利用率高的要求。110kv變電所

9、的設計或改造需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護環(huán)境、節(jié)約資源、易于實現(xiàn)自動化設計方案。在這種要求下，110kv變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護安全高效、建筑結構布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。因而，110kv變電站應從電力系統(tǒng)整體出發(fā),力求電氣主接線簡化,配置與電網(wǎng)結構相應的保護系統(tǒng)，采用緊湊布置、節(jié)約資源、安全環(huán)保的設計方案。2.2 變電所總體分析本變電所電壓等級：110/10kv；線路回數(shù)：110kv近期2回，遠景發(fā)展2回；10kv近期12回， 遠景發(fā)展6回。圖2.1 電力系統(tǒng)接線簡圖附注：(1) 圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當于最大運行方式； (2) 最小運行方式下

10、：s1=1700mva，xs1=0.61；s2=250mva，xs2=0.73。表2.1 負荷資料表（10kv負荷的同時率kt取0.85）電壓等級負荷名稱最大負荷(mw)穿越功率(mw)負荷組成（%）功率因數(shù)tmax(h)線長(km)近期遠景近期遠景一級二級110kv市系線101810市甲線101810備用110備用21210kv棉紡廠12320400.7555003.5棉紡廠22320400.7555003.5印染廠12330400.7850004.5印染廠22330400.7850004.5毛紡廠2320400.7550002.5針織廠1220400.7545001.5柴油機廠134254

11、00.840003柴油機廠23425400.840003橡膠廠1230400.7245003市區(qū)12320400.825002市區(qū)22320400.825002食品廠1215300.840001.5備用12備用22備用32備用42備用52備用62地形、地質、水文、氣象條件： 所址地區(qū)海拔200米，地勢平坦，非強地震地區(qū)。年最高氣溫+40c，年最低氣溫-20c，年平均溫度+15c，最熱月平均最高溫+32c。最大覆冰厚度 b=10mm。最大風速25m/s,，屬于我國第六標準氣象區(qū)。全線為黃土層地帶，地耐力2.4 ，天然容重=2g/。內摩擦角，土壤電阻率100 , 地下水位較低，水質良好，無腐蝕性。

12、土壤熱阻系數(shù)=120ccm/wm。土溫20c。圖2.2所址條件2.3 負荷分析與計算2.3.1 負荷大小和重要性一級負荷：必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源斷開后，能保證對全部一級符合不間斷供電；二級負荷：一般要有兩個獨立的電源供電，且當任何一個電源斷開后，能保證全部或大部分二級負荷不間斷供電；三級負荷：對三級負荷一般只需要一個電源供電。2.3.2 負荷計算的目的計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣和導線電纜的選擇是否經濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小，又將使電器和導線電纜在運行過

13、程中過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷的重要性。2.3.3 負荷計算10kv側負荷該電壓級向市區(qū)工業(yè)、生活及鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農業(yè)用戶供電，為生產及生活用電。其中，一二重要級負荷占50%左右。計算該電壓及時同時系數(shù)取0.85。近期負荷： 遠期負荷： i類負荷和ii類負荷： 3 主變壓器選擇和電氣主接線設計3.1 主變壓器選擇在變電所中，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。利用上節(jié)的有關負荷計算結果和以下國家能源部頒發(fā)的110kv變電所設計技術規(guī)程中有關規(guī)程，便可選擇主變的臺數(shù)、容量和型式。第4.1.1條 主變壓器容量和臺數(shù)的選擇。凡裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變

14、電所，其中一臺（組）事故停運后，其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的級和級負荷。第4.1.2條 與電力系統(tǒng)連接的110kv變壓器，若不受運輸條件的制，應選用三相變壓器。第4.1.4條 110kv具有三種電壓的變電所中，如通過主變各側繞組的功率均達到該主變容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設無功補償設備時，均宜采用三繞組變壓器。3.1.1 主變臺數(shù)選擇根據(jù)河南省電力公司“兩型一化”設計建設實施細則，通過綜合比較，可知本變電所最終選擇3臺主變壓器，考慮到變電站可靠性，近期上2臺，互為備用。3.1.2 主變容量選擇變電所主變容量，一般應按年遠景

15、負荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃負荷性質電網(wǎng)結構等綜合因素確定主變容量。(1) 按規(guī)劃510年選擇，并考慮遠期1020年發(fā)展，對城郊變，應與城市規(guī)劃相結合。 (2) 由變電站帶負荷性質及電網(wǎng)結構決定主變容量，對有重要負荷變電站，應考慮一臺主變停運時期于主變容量在計及過負荷能力后的允許時間內，保證用戶的一、二級負荷，對一般變電站，當一臺主變停運時，其余主變應保證其余負荷的6070%。(3) 同級電壓單臺降壓容量不易太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行標準化、系列化。(4) 對城市的郊區(qū)一次變，在中、低壓側構成環(huán)網(wǎng)下，裝兩臺。(5) 對地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺。(6) 對規(guī)劃只裝兩臺，其主變基礎

16、按大于主變容量的12級設計以便發(fā)展時宜更換。1) 選擇條件所選擇的n臺主變壓器的容量 ，應該大于等于變電所的最大綜合計算負荷，即 (3.1)式中 主變臺數(shù)，為3臺。 主變額定容量，。2) 校驗條件（按遠景負荷校驗）裝有兩臺及以上主變壓器的容量一般應滿足60%70%的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部i類負荷和大部分ii類負荷（ 220kv及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內，應滿足全部i類負荷和ii類負荷）即 (3.2) (3.3) 聯(lián)立以上兩式，求它們的最大值，然后查變壓器容量表，即得主變額定容量。根據(jù)負荷計算的已知條件，代入以上，求得主變額定容量，本所選擇為31.5mva

17、，變壓器遠期規(guī)劃3臺，考慮到變電站的可靠性，近期建設兩臺變壓器，互為備用。具體計算過程見計算書。3.1.3 主變型式選擇主變壓器型式的選擇主要包含有：相數(shù)、繞組數(shù)、電壓組合、容量組合、繞組結構、冷卻方式、調壓方式、繞組材料、全絕緣還是半絕緣、連接組別、是否選擇自耦變、主變中性點接地方式等。 3.1.3.1 相數(shù)的確定 主變采用三相或單相，主要考慮變壓器的容量、制造水平、可靠性要求及運輸條件等因素。當不受運輸條件限制時，在330kv及以下的變電所中，一般都應選用三相變壓器。本所交通便利，綜合考慮本所主變決定選用三相式。3.1.3.2 繞組數(shù)的確定 因為本變電站有兩個電壓等級，故本所主變選用雙繞組

18、普通式。3.1.3.3 冷卻方式的確定 主變的冷卻方式，主要有自然風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)水（風）冷、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻等。本所容量較底，考慮綜合經濟效益，本所主變采用自然風冷。3.1.3.4 調壓方式 主變調壓方式有無載調壓和有載調壓兩種。本所直接供給用戶，為保證用戶用電質量，本所采用有載調壓。3.1.3.5 繞組接線組別的確定 我國110kv及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“yn”連接；35kv采用“y”連接，35kv以下采用“d”連接?！癲”連接具有限制或消除三次諧波對電源和電壓質量、波形等的不良影響。因此本所主變采用常規(guī)接線組別“yn,d11”。3.1.3.6 主變中性

19、點絕緣水平的確定 主變中性點絕緣水平有兩種情況：全絕緣和分級絕緣。采用分級絕緣的經濟效益是很明顯的，且運輸安裝較方便，但必須采用主變中性點（高壓側）裝設專用避雷器加以絕緣保護。所以本所主變高壓側選用中性點半絕緣（分級絕緣的一種）。表3.1選擇的主變型號參數(shù)表型號sfz7-31500/110額定容量31500kva高壓側電壓11082.5%低壓側電壓10.5連接組別ynd11調壓方式有載調壓阻抗電壓（%）10.53.2 電氣主接線設計發(fā)電廠和變電所中的一次設備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設備的數(shù)量和作用，設備間的連接方

20、式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經濟運行起著重要作用，并對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。3.2.1 電氣主接線設計的基本要求對電氣主接線設計的基本要求，概括地說應包括可靠性、靈活性、經濟性三方面。(1) 可靠性 斷路器檢修時，能否不影響供電。 斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對i類負荷和大部分ii類負荷的供電。 發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。 大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求(2) 靈活性 調度

21、時，應可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調配斷電源和負荷，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下的系統(tǒng)調度要求； 檢修時，可方便地停運斷路器、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)的運行和對用戶的供電； 擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入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量最少。(3) 經濟性節(jié)約投資，占地面積小和年運行費用小。3.2.2 影響主接線設計的因素 (1) 變電所在系統(tǒng)中所處的地位、作用、規(guī)模 (2) 負荷性質及要求 (3) 電壓等級及線路回數(shù) (4) 主要設備特點(如六氟化硫斷

22、路器) (5) 廠(所)址條件 (6) 配電裝置選型(屋內或屋外) 3.2.3 主接線設計的基本內容(1) 初期與遠景工程的主變壓器配置 (2) 各電壓級主接線的形式 (3) 610kv電壓級的限流措施 (4) 所用電的選擇 (5) 中性點接地方式的確定 (6) 無功補償 3.3 各電壓級電氣主接線設計在進行電氣主接線設計時，一般根據(jù)設計任務書的要求，綜合分析有關基礎資料，擬定出23個技術上能滿足要求的較好方案進行詳細技術經濟比較，最后確定最佳方案。 經濟比較中，一般只比較各個方案的不同部分，因而不必計算出各方案的全部費用。 3.3.1 110kv側接線的選擇110kv近期設計回路數(shù)為2，遠景

23、發(fā)展為2回。先列出兩個可行方案：單母分段接線和雙母線進行比較。主要比較兩個方案的可靠性、靈活性和經濟型。對比一下兩種方案：雖然雙母線也能滿足要求，但其投資大、占地面積大、經濟性能差，故不采納；對于單母線分段接線，將 i、ii 類負荷的雙回電源線不同的分段母線上，當其中一段母線故障時，可以由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性，且六氟化硫斷路器的安全性，可靠性較高，故采用單母線分段接線。具體比較過程見表3.2。表3.2 110kv側接線方案比較方案單母線分段雙母線接線簡圖可靠性用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故

24、障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。分段可以縮小母線停電范圍的影響。任一母線及母線隔離開關檢修，僅停檢修段。任一回路斷路器檢修,所在回路停電。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至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路。擴建方便，可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電。經濟性較好,費用低較差,增加隔離開關數(shù)目,費用高.靈活性有一定靈活性，并在檢修斷路器時不至于中斷對全部用戶供電。運行方式靈活，增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關。當母線故障或檢

25、修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作。3.3.2 10kv側接線選擇10kv出線回路數(shù)近期為12回，遠景發(fā)展為6回；先列出兩個可行方案：單母線分段接線和手車式單母線分段接線進行比較。對比以下兩種方案：手車開關柜靈活，簡單，操作方便，故應該采用手車式單母線分段。具體比較過程見表3.3。表3.3 10kv側接線方案比較方案單母線分段手車式單母線分段接線簡圖可靠性用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。分段可以縮小母線停電范圍的影響,任一母線及母線隔離開關檢修,僅停檢

26、修段.任一回路斷路器檢修,所在回路停電。可靠性好,當635kv配電裝置采用手車式高壓開關柜時，不宜設置旁路設施。用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。分段可以縮小母線停電范圍的影響,任一母線及母線隔離開關檢修,僅停檢修段.任一回路斷路器檢修,所在回路停電?？煽啃院?當635kv配電裝置采用手車式高壓開關柜時，不宜設置旁路設施。經濟性較好,費用低較好,費用低靈活性有一定靈活性，并在檢修斷路器時不至于中斷對全部用戶供電。手車開關柜靈活，簡單，操作方便。綜上所述：110

27、kv側采用單母線分段；10kv側采用手車式單母線分段。3.4 主變中性點接地方式選擇3.4.1 10kv側限流問題根據(jù)電氣設計手冊i第2.6節(jié)中“變電所610kv側短路電流的限制”規(guī)定：限制變電所610kv側短路電流不超過1631.5ka，以便采用價廉輕型的sf6斷路器，并且使選用的電纜截面不致過大，一般采用下列措施：3.4.1.1變壓器分列運行 在變電所中，母線分段電抗器的限流作用小，故采用簡便的兩臺變壓器分列運行的方法來限制短路電流，其優(yōu)點如下：(1) 610kv側發(fā)生短路時，短路電流只通過一臺變壓器，其值較兩臺變壓器并聯(lián)時大為減小，從而在許多情況下允許610kv側裝設輕型斷路器；(2)

28、使無故障母線段維持較高的剩余電壓。但也有不足之處：(1) 變壓器負荷不平衡，使能量損耗較并列運行時稍大；(2) 一臺變壓器故障時，該分段母線在分段斷路器接通前要停電，但可由分段斷路器裝設自動投入裝置解決。3.4.1.2在變壓器回路裝設電抗器或分裂電抗器 當變壓器容量增大，分裂運行不能滿足限制短路電流要求時，可在變壓器回路裝設分裂電抗器或電抗器。采用分裂變壓器：變壓器低壓繞組分裂成相等容量的兩個繞組，可大大增加各個分裂繞組和分裂繞組間的電抗，減小短路電流。在出線上裝設電抗器：當6-10kv側短路電流很大，采用其它限流措施不能滿足要求時，就要采用在出線上裝設電抗器的接線，但這種接線投資貴，需建設兩

29、層配電裝置樓，故在變電所中一般不采用出線裝設電抗器的接線在本變電所中不采用裝設電抗器的接線，而要求10kv母線分列運行。3.4.2 變壓器中性點接地方式根據(jù)電氣設計手冊i第2-7節(jié)中關于“主變壓器中性點接地方式”的規(guī)定：電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。(1) 變壓器的110kv側采用中性點直接接地方式根據(jù)電氣設計手冊i第2-7節(jié)中關于“主變壓器中性點接地方式”的規(guī)定，電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器的中性點的接地方式。 變壓器中性點接地點的數(shù)量應使電網(wǎng)所有短路點的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比x0/x13，以使單相接地時全相上工頻電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓；x

30、0/x11.5以使單相接地時短路電流不超過三相短路電流. 所有普通變壓器中性點都經隔離開關接地，以使運行調度靈活選擇接地點。 選擇接地點時應保證任何故障形式都不應使電網(wǎng)解列成中性點不接地的系統(tǒng).。(2) 主變壓器663kv多用中性點不接地或經消弧線圈接地方式663kv電網(wǎng)多采用中性點不接地方式,但當單相接地故障電流大于30a( 610kv電網(wǎng))或10a(2063kv電網(wǎng))時，中性點應經消弧線圈接地,用消弧線圈接地時應注意： 消弧線圈應由系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃,分散布置,應避免整個電網(wǎng)中只裝一臺消弧線圈,也應避免在一個變電所中裝設多臺消弧線圈,在任何運行方式下,電網(wǎng)不得失去消弧線圈的補償。 在變電所中，消

31、弧線圈一般裝在變壓器中性點上610kv消弧線圈也可裝在調相機的中性點上。 當兩臺主變壓器合用一臺消弧線圈時，應分別經隔離開關與變壓器中性點相連。消弧線圈的補償容量按下式計算： (3.4)其中 系數(shù),過補償取1.35電網(wǎng)或發(fā)電機回路的額定線電壓(kv)電網(wǎng)或發(fā)電機回路的電容電流(a)電網(wǎng)的電容電流ie,應包括有電氣連接的所有架空線路,電纜線路，發(fā)電機，變壓器以及母線和電器的電容電流,并考慮電網(wǎng)510年的發(fā)展電纜的電容電流可按下式估算： (3.5)10kv側：由于本設計為全室內型，故負荷出線是電纜，計算過程如下：考慮廠站母線增加后：由此分析：主變低壓側采用消弧線圈接地。消弧線圈的選擇： 綜上：選用

32、型號為xdji-600/10的消弧線圈，其有關參數(shù)見表3.4：表3.4 消弧線圈技術參數(shù)型號額定容量/kva系統(tǒng)電壓/kv消弧線圈電壓/kvxdji-600/10600106.063.5 所用變設計3.5.1 所用變容量臺數(shù)和接線設計本變電所低壓側采用消弧線圈接地，需要接地變，此接地變可以兼做所用變。所用變引接方式選擇：因本所10kv側采用單母線分段接線形式，且選用三臺所用變，故使三臺所用變分別接于三段10kv母線上。其中，所用變高壓側接消弧線圈做接地變使用，所用變二次側采用三相四線制接線，給本所所用低壓負荷供電。3.5.2 所用變型號選擇由，查變壓器選型表，選用型號為xdzc-750kva/

33、10.5kv的所用變，其有關參數(shù)見表3.5：表3.5 所用變型式選擇結果型號額定容量/kva額定電壓/kvxdzc-750750103.6 無功補償設計3.6.1 無功補償設計意義與原則電壓是電能質量的重要指標，電壓質量對電力網(wǎng)絡安全經濟運行，對保證用戶的安全用電和產品質量是非常重要的，根據(jù)統(tǒng)計，用戶消耗的無功功率是它的有功功率的50100%，同時電力系統(tǒng)本身消耗的無功功率可達到用戶的2575%。無功功率的不足，將造成電壓的下降，電能損耗增大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，所以電力系統(tǒng)的無功電源和無功功率必須平衡，總之，補償變壓器的無功損耗，補償高壓網(wǎng)的無功缺額，可以減少無功功率的傳輸，提高電壓質量和減

34、小電能損耗。無功補償原則：根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設計技術規(guī)程sdj25-85第1.02條 電容器裝置的設計須執(zhí)行國家的技術經濟政策，并根據(jù)安裝地點的電網(wǎng)條件、諧波水平、自然環(huán)境、運行和檢修要求等合理和運行檢修要求合理地選擇接線方式，布置型和控制、保護方式，做到安全可靠、經濟合理和運行檢修方便。第1.03條 電容器裝置的總容量應該根據(jù)電力系統(tǒng)武功規(guī)劃設計，調相調壓計算及技術經濟比較確定，對35110kv難點所中電容器裝置的總容量，按照無功功率就近平衡的原則，可按主變壓器容量的15%30%來考慮。本所為地區(qū)變電所，取主變壓器容量的15%，即：第2.1.3條 電容器裝置宜設在主變的低壓側或主變的主要負荷

35、側。第2.1.1條 小電流接地系統(tǒng)的電容器裝置應采用中性點不接地的星形或雙星形接地。3.6.2 補償方法補償方法主要有串聯(lián)補償和并聯(lián)補償兩類。其中，串聯(lián)補償主要是采用串聯(lián)電容器裝置；并聯(lián)補償主要采用并聯(lián)電容器裝置、靜止補償裝置和并聯(lián)電抗器裝置等。本設計采用并聯(lián)電容器補償裝置，向電網(wǎng)提供可階梯調節(jié)的容性無功，以補償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗，提高電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)。3.6.3 補償電容器選擇本設計采用的是并聯(lián)補償裝置。查設計計算資料可選擇型號為的電容器，其技術參數(shù)見表3.6：表3.6 并聯(lián)電容補償器技術參數(shù)補償電容器型號額定電壓（kv）額定容量（kvar）額定電容（f）質量（kg）5003

36、9.4894外形尺寸ll1l2bh1hhf62568573517365592計算并聯(lián)電容器個數(shù)為： 因為本所采用y型連接，應選36個。4 短路電流計算4.1 短路電流計算概述4.1.1 短路電流計算的目的在變電所電氣設計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。其目的主要是為以下提供方面的確定依據(jù)。(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4.1.2 系統(tǒng)運行方式的確定系統(tǒng)運行方式主要有兩種，即系統(tǒng)最大運行方式和系統(tǒng)最小運行方式。現(xiàn)將簡介這

37、兩種系統(tǒng)運行方式。4.1.2.1 系統(tǒng)最大運行方式 根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的所有可以投入的發(fā)電設備都投入運行，以及所有線路和規(guī)定接地的中性點全部投入運行的方式。該運行方式是考慮了系統(tǒng)510年的發(fā)展，對于本設計要考慮遠景發(fā)展。該運行方式主要用在電氣設備的選擇校驗和保護的整定計算中。4.1.2.2系統(tǒng)最小運行方式 根據(jù)系統(tǒng)負荷為最小，投入與之相適應的發(fā)電設備且系統(tǒng)中性點只有少數(shù)接地的運行方式。該運行方式主要針對近期系統(tǒng)規(guī)模而言，主要用在保護的靈敏度校驗當中。4.1.3 短路形式的確定 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有四種，即三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。電氣設備的動、熱穩(wěn)定

38、校驗，一般按短路情況最嚴重的短路形式計算，而電氣距離距電源較遠的變電所，一般三相短路最嚴重，故本設計中短路電流均按三相短路的情況進行計算。4.1.4 短路計算點的確定選取短路計算點的個數(shù)，主要依據(jù)變電所的電壓等級數(shù)，故本所設三個短路點，分別以f1,f2表示110kv和10kv工作母線上的短路點，其中10kv側計算并列和分列運行兩種情況的短路電流。然后根據(jù)這三個短路點來依次計算對應點的短路電流值，并利用這三個短路點的短路電流值來校驗電氣設備和繼電保護。4.2 短路電流的計算高壓短路電流計算一般只計及各元件的電抗，采用標幺制形式的近似計算法。標幺制中各物理量均用標幺值來表示，此方法使運算步驟簡單、

39、數(shù)值簡明便于分析。 4.2.1 基準值的選取基準有四個，即基準容量（）、基準電流（）、基準電壓（）和基準阻抗（）。在此計算中，選取基準容量=100mva，基準電壓為各電壓級的平均額定電壓（115kv、10.5kv）。選定基準量后，基準電流和基準阻抗便已確定：基準電流： (4.1)基準阻抗： (4.2)4.2.2 元件電抗標幺值的計算(1) 系統(tǒng)s的等效電抗標幺值： 或 (4.3)式中 系統(tǒng)的容量，mva； 系統(tǒng)以其本身容量為基準的等效電抗標幺值。(2) 線路電抗標幺值： (4.4)式中 線路單位長度的電抗值，110kv及以下一般為單根導線，為0.4/km； l 線路的長度，km。(3) 變壓器

40、電抗標幺值：本設計中主變?yōu)殡p繞組 (4.5)4.2.3 網(wǎng)絡化簡網(wǎng)絡化簡的目的是簡化短路電流計算，以求得電源至短路點間的等值阻抗。表4.1網(wǎng)絡變換的圖形和公式表變換名稱變換前網(wǎng)絡變換后網(wǎng)絡變換后等值電抗串聯(lián)并聯(lián)4.2.4 各短路點的短路電流計算本設計僅有兩個電源，且它們距本所的電氣距離差別較大，故采用個別法來計算各短路點的短路電流。各短路點的短路電流計算步驟如下：(1) 網(wǎng)絡化簡，得到各電源對短路點的轉移電抗；(2) 求各電源的計算電抗（將各轉移電抗按各電源容量歸算）： (4.6)(3) 查運算曲線，得到以各電源容量為基準值的各電源至短路點電流標幺值；(4) 求(3)中各電流的有名值之和，即為

41、短路點的短路電流，并計算短路電流沖擊值。在本設計計算中，考慮了遠期發(fā)展中三臺主變低壓側是并列運行還是分列運行，將兩種運行情況均考慮在內。4.2.5 短路電流的計算結果 短路電流的計算結果見表4.2表4.2短路電流計算的結果（ka）電壓等級itkitk/2110kv母線9.793.73.743.749.4410kv母線107.2221.59621.59621.59655.0710kv母線（分列運行）107.2211.76111.76111.76129.99短路電流計算過程見附錄計算書。5 電氣設備選擇5.1 電氣設備選擇的一般原則與技術條件5.1.1 電氣設備選擇的一般原則(1) 力求技術先進、

42、安全適用、經濟合理；(2) 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；(3) 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；(4) 應與整個工程的建設標準協(xié)調一致；(5) 選擇的導體品種不宜太多；(6) 選用新產品應積極慎重。新產品應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經主管單位鑒定合格。5.1.2 電氣設備選擇的技術條件參考導體和電器選擇設計技術規(guī)定sdgj 14-86的有關規(guī)程：(1) 按長期工作條件選擇選擇的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓（規(guī)程第1.1.3條）；即：選用的導體長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流（規(guī)程第1.1.4條）；即：或以下列出主要回路的最大持續(xù)工作電流的計算公式

43、：匯流母線：110kv主母線： (5.1)10kv主母線： (5.2)110kv系統(tǒng)聯(lián)絡線： (5.3)分段回路：110kv分段： (5.4)10kv分段： (5.5)負荷出線回路：單回線： (5.6)雙回線： (5.7)10kv并聯(lián)電容器補償回路： (5.8)所用變（或接地變）回路： (5.9)(2) 按經濟電流密度選擇導體除配電裝置的匯流母線外，對于全年負荷利用小時數(shù)較大、母線較長，傳輸容量較大的回路，均應按經濟電流密度選擇導體截面。即：(3) 按當?shù)丨h(huán)境條件校驗海拔條件：海拔在1000m以下時，可不考慮海拔條件；海拔在1000m及以上時，需考慮海拔對電氣設備選擇的影響。溫度條件：我國電氣

44、設備使用的額定環(huán)境溫度為+40。 (5.10)式中 k修正系數(shù)；導體或電器長期發(fā)熱允許最高溫度；安裝地點周圍環(huán)境溫度；定環(huán)境溫度其中周圍環(huán)境溫度的確定：裸導體（屋外：最熱月平均最高溫度；屋內：最熱月平均最高溫度+5度）電器（屋外：年最高溫度；屋內：最熱月平均最高溫度+5度）(4) 按短路情況校驗1) 動穩(wěn)定校驗 電器： (5.11)式中 動穩(wěn)定電流峰值（有效值），ka； 短路沖擊電流峰值（有效值），ka；導體： (5.12)式中 導體允許應力、最大應力，pa；2) 熱穩(wěn)定校驗電器： (5.13)式中 t秒時的短路電流，ka；導體： （或 -鋼芯鋁絞線采用） (5.14)式中 導體的實際截面、允

45、許最小截面，： 短路熱效應，； 導體集膚效應系數(shù)；c 熱穩(wěn)定系數(shù)(5) 短路計算時間計算短路電流熱效應時所用的短路切除時間等于繼電保護動作時間與相應斷路器的全開斷時間之和，即。斷路器的全開斷時間等于斷路器的固有分閘時間與燃弧時間之和，即 。驗算裸導體的短路熱穩(wěn)定時，宜采用主保護動作時間；驗算電器的短路熱穩(wěn)定時，宜采用后備保護動作時間。(6) 電暈電壓校驗1) 導體的電暈放電會產生電能損耗、噪聲、無線電干擾和金屬腐蝕等不良影響。2) 為了防止發(fā)生全面電暈，要求110kv及以上裸導體的電暈臨界電壓ucr應大于其最高工作電壓，即。在海拔不超過1000m的地區(qū)，下列情況可不進行電暈電壓校驗： 110k

46、v采用了不小于lgj-70型鋼心鋁絞線和外徑不小于20型管形導體時。220kv采用了不小于lgj-300型鋼心鋁絞線和外徑不小于30型的管形導體時。5.2 導體的選擇導體分為裸導體和電力電纜兩種。裸導體一般可分為硬導體和軟導體。硬導體主要有矩形、槽形、管形等形狀；軟導線有鋼芯鋁絞線、組合導線、分裂導線及擴徑導線等形式。常用導體材料有銅、鋁及鋁合金。銅的電阻率低、機械強度大、抗腐蝕性強，是很好的導體材料；但其儲存量不多，價格貴。鋁的電阻率雖為銅的1.72倍，但其密度只有銅的30%，且其儲量豐富，價格低廉。鋁合金在鋁基礎上提高了機械強度和抗腐蝕性。5.3 高壓斷路器和隔離開關的選擇5.3.1 斷路

47、器種類和型式的選擇按照斷路器采用的滅弧介質可分為少油斷路器、壓縮空氣斷路器、sf6斷路器、真空斷路器等。 5.3.2 額定電壓和電流選擇 ， (5.15)式中 、分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓，kv、分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流，a。5.3.3 開斷電流選擇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流周期分量，即 (5.16)5.3.4 短路關合電流的選擇為了保證斷路器在關合短路電流時間的安全，斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值。 (5.17)5.3.5 斷路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校驗校驗式分別為： ， (5.18)5.3.6 隔離開關的選擇隔離開關也是發(fā)電廠和變電所中常用的開關電器。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