發(fā)電廠及電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、發(fā)電廠及電力系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 中 文 摘 要 電是能量的一種表現(xiàn)形式，電力已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的動力，并廣泛應(yīng)用到一切生產(chǎn)部門和日常生活方面。電能有許多優(yōu)點：首先，它可簡便地轉(zhuǎn)變成另一種形式的能量。例如，工廠中的電動機，就是將電能轉(zhuǎn)換成機械能，拖動各種機械；又如我們常用的電燈，是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽瑵M足照明需要。其次，電能經(jīng)過高壓輸電線路，還可輸送很長的距離，供給遠(yuǎn)方用電。另外，許多生產(chǎn)部門用電進行控制，容易實現(xiàn)自動化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。因此可見，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，而且電力必須先行，才能滿足工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。我國的電力工業(yè)發(fā)展也

2、很快，自70年代初，第一臺300mw機組數(shù)投運至1988年底，投產(chǎn)600mw機組以來，電力工業(yè)發(fā)展又上了一個新臺階。在建的發(fā)電廠容量已達(dá)2700mw。330500kv輸變電系統(tǒng)正在逐步擴大。到1991年底，全國裝機總?cè)萘恳殉^150000mw，年發(fā)電量已達(dá)6774.94億kwh。電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟的重要能源部門，而變電所的設(shè)計是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個項目。熟悉各種設(shè)計規(guī)程和設(shè)計原理，設(shè)計過程中要針對變電所的規(guī)模和形式，具體問題具體分析。本論文介紹了文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計，從設(shè)計任務(wù)上來看，共分為七大步驟。即，1、選擇本變電所主變壓器的型號、容量和臺數(shù)。2、設(shè)計本變電所電

3、氣主接線的基本形式。3、進行短路電流計算。4、進行主要電氣設(shè)備的選擇。5、進行本變電所高壓配電裝置的規(guī)劃設(shè)計。6、進行本變電所繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計。7、進行本變電所防雷保護的規(guī)劃設(shè)計等七大步驟，本論文結(jié)合電氣的有關(guān)規(guī)程進行設(shè)計。本次設(shè)計是我們在校期間進行的最后一個非常重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是我們學(xué)生全面運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識對實際問題進行設(shè)計（或研究）的綜合性訓(xùn)練，同時還是我們將來走向工作崗位而奠定的基本實踐。通過本次設(shè)計可以增強我們運用所學(xué)知識解釋實際問題的能力和創(chuàng)新能力，以便更好地適應(yīng)工作的需要。其設(shè)計內(nèi)容結(jié)合相關(guān)的參考文獻進行編寫，由于水平有限，難免會有錯誤疏漏之處，請

4、參閱老師多給予批評指正。 關(guān)鍵字： 變電所、變壓器、電氣主接線、電氣設(shè)備、繼電保護、防雷保護等。 -i-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 abstract electric energy is a form of expression, the power of industrial and agricultural production has become an indispensable driving force, and widely applied to all aspects of daily life and production departments. energy has many

5、advantages: first, it can be easily converted into another form of energy. for example, factories in the motor is the electric energy into mechanical energy conversion, drag machinery; also, we used the electric company, is the power to change solar energy to meet the lighting needs. second, a high-

6、voltage power transmission lines, but also conveying a very long distance, the distance of electricity supply. in addition, many production sectors of electricity to control, easy to automate and improve product quality and economic efficiency. so that, the power industry in the national economy as

7、a very important position, and power must be in order to meet the needs of industrial and agricultural development.chinas power industry development soon, since the early 1970s, the first 300 mw unit for a few shipped to the end of 1988, the 600 mw unit has been put into operation, electricity and i

8、ndustrial development on a new level. capacity building of power plants has reached 2700 mw. 330 500kv power transmission system is being gradually expanded. to the end of 1991, the total installed capacity of over 150000 mw, the generation capacity has reached 677.494 billion kw.h.power system is a

9、n important energy sector in the national economy, and the electricity substation was designed in the building industry essential to a project. design familiar with the various protocols and design principles, the design process to address the scale and form of substations, concrete analysis of conc

10、rete problems. this paper introduced the buck, commissioner of 220 kv electric substation of the preliminary design, design tasks from the point of view, is divided into seven steps. that is, 1, choice of the main transformer substation of the models, capacity and number of taiwan. 2, the design of

11、the electrical substation main connection of the basic form. 3, a short-circuit current calculation. 4, a major electrical equipment choice. 5, the high-voltage power distribution substation planning and design of the devices. 6, the substation protection and automatic devices of the planning and de

12、sign. 7, lightning protection of the substation planning and design, such as seven steps, this paper with the electrical design on a point of order. the design is in school during the last a very important part of a comprehensive practice teaching, but also full-ii-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計use of our stu

13、dents have learned basic theories, professional knowledge to practical problems to design (or research) integrated training, is also our future jobs and to lay the basic practice. through this design can be enhanced by the knowledge we use to explain the actual capacity and ability to innovate in or

14、der to better meet the needs of their work. the design elements associated with the reference to the preparation, the limited level, it is inevitable there will be errors of omission, please refer to the teacher to give more criticism correction. keyword: substations, transformers, the main electric

15、al wiring and electrical equipment, protection, mine protection. -iii-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計引 言 發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用大學(xué)三年所學(xué)理論知識，獨立分析和解決工程實際問題的初步能力的一個重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對220/60kv降壓變電所畢業(yè)設(shè)計論文。本次設(shè)計主要是一次變電所電氣部分的設(shè)計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項參數(shù)，并且通過計算，詳細(xì)的校驗了各種不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并對其選擇進行了詳盡的說明

16、。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式，同時根據(jù)變電所的電壓等級及其在電力網(wǎng)中的重要地位進行繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計，最后通過對主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的斷面圖、平面圖、和主接線圖，同時根據(jù)所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護。本設(shè)計的所有圖紙都是計算機繪制而成，最后按照要求進行畢業(yè)設(shè)計成品打印。論文包括畢業(yè)設(shè)計說明書和畢業(yè)設(shè)計計算書兩部分，并附有四張設(shè)計圖紙（電氣主接線圖一張、 變電所斷面圖兩張、平面布置圖一張），可為以后的設(shè)計做些參考，同時能夠比較直觀的反映本設(shè)計變電所的整體全貌。設(shè)計書編寫

17、過程中曾遇到過各種各樣的問題和困難，指導(dǎo)老師給予了寶貴的意見的精心指導(dǎo)，在此表示深切的謝意。由于本人水平有限，設(shè)計書中難免會有錯誤和不足之處，懇請老師批評指正。 -iv-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 第一部分 原始資料分析 第一章 引 論 1.1 電力系統(tǒng)的一般概念 電能是社會主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因為考慮經(jīng)濟原因，發(fā)電廠大多建在動力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進行轉(zhuǎn)接，在進一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。由于電力電能的重要特點是不能

18、儲存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時進行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng) 1.1.1 對電力系統(tǒng)運行的基本要求 a.保證供電的可靠性電力系統(tǒng)的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機人身和設(shè)備的安全運行，造成十分嚴(yán)重的后果，給國民經(jīng)濟帶來嚴(yán)重的損失，因此，對電力系統(tǒng)的運行首先要保證供電的可靠性。根據(jù)用戶本身的重要程度可將負(fù)荷分為三類：第一類負(fù)荷：將中斷供電會造成人身事故、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活混亂，政治影響大等的用戶以及軍工系統(tǒng)劃屬為

19、第一類負(fù)荷，是重要負(fù)荷；第二類負(fù)荷：將中斷供電會造成大量減產(chǎn)，人民生活會受到影響的用戶劃屬為第二類負(fù)荷；第三類負(fù)荷：除一、二類負(fù)荷以外的一般用戶屬于第三類負(fù)荷；電力系統(tǒng)供電的可靠性，首先是保證第一類負(fù)荷，然后才保證第二類負(fù)荷，最后才是第三類負(fù)荷b.保證良好的電能質(zhì)量c.提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性d.保證電力系統(tǒng)安全運行 1.2 變電所的作用和工作原理及分類 1.2.1 變電所的作用和工作原理 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它是變換和調(diào)整電壓、變換和分配電能的場所，往往擔(dān)負(fù)著向用電設(shè)備直接供電的任務(wù)-1-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計變電所一般由變壓器、配電裝置（包括高低壓開關(guān)、電壓和電流互感器、避雷器、母線

20、等設(shè)備）及相應(yīng)的各種構(gòu)筑物，控制和信號設(shè)備，繼電保護裝置和測量儀表，通訊及電源設(shè)備，導(dǎo)線及電纜等組成。有些變電所考慮母線的功率因數(shù)較低，還裝有電力電容器組靜止補償裝置或調(diào)相機等設(shè)備上述設(shè)備中，除控制與信號部分，繼電保護裝置，測量儀表，控制電源和通訊等設(shè)備外，其余部分稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng) 1.2.2 變電所的分類 按電壓的升降分類，分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。升壓變電所多與發(fā)電廠建在一起，又稱為發(fā)電廠升壓站，它把發(fā)電機電壓升高，經(jīng)高壓輸電線路把電能送到遠(yuǎn)處的負(fù)荷區(qū)，或與其他的高壓變電所聯(lián)結(jié)成統(tǒng)一的電力網(wǎng)系統(tǒng)。降壓變電所按性質(zhì)和規(guī)模將劃分為區(qū)域變電所、地方變電所

21、、終端變電所三種、區(qū)域變電所（一次變）主要特點是電壓等級高，進出回路多，變壓器容量大，在系統(tǒng)中地位比較重要。其高壓側(cè)均在110kv以上，低壓側(cè)也在35kv以上，它由大電網(wǎng)供電，通過降壓后主要向地方變電所供電、地方變電所（二次變）地方變電所多由區(qū)域變電所或發(fā)電廠供電，主要向終端變電所供電，它的高壓側(cè)一般為10110kv，低壓側(cè)多為610kv、區(qū)域變電所多是工礦企業(yè)變電所和農(nóng)村的鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電所，它的高壓側(cè)多為10-35kv，低壓側(cè)為310kv和0.4/0.22kv系統(tǒng)。終端變電所主要由地方變電所或發(fā)電廠供電，降壓后直接向各種用電設(shè)備供電本次設(shè)計的變電所是高壓側(cè)為220kv，低壓側(cè)為60kv的終端變電所

22、 -2-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 第二章 概 論 2.1 設(shè)計的基本要求說明 本次設(shè)計的為文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計，電壓等級為220/60kv，220kv側(cè)有兩回進線，60kv側(cè)有配出線路12回,并出線走廊寬闊。本變電所位于某城市南郊附近的平原地帶，平均海拔400米，交通方便，地區(qū)年平均溫度17，最高溫度40，最低溫度-16 2.1.1 電力系統(tǒng)接線方式如(圖2-1)所示： 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機均為汽輪發(fā)電機，送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為0.4歐姆/公里。 圖2-1 電力系統(tǒng)接線方式2.1.2 60kv側(cè)負(fù)荷表如下： （重要負(fù)荷占總負(fù)荷的65，同時率系數(shù)

23、0.8，線損率為5）-3-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2.1.3 其它條件a.線損率取5%。b.負(fù)荷的同時系數(shù)取0.9。c.有負(fù)荷率取0.75；無功負(fù)荷率取0.8。d.要求變電所的平均功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。2.2 設(shè)計的主要設(shè)計的主要設(shè)計的主要要求要求寫出不少于15000字的設(shè)計說明書一份，設(shè)計計算書一份，并繪制出下列圖紙：-4-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 a.變電所電氣主接線圖一張；b.屋外配電裝置平面一張；c.屋外配電裝置斷面圖一張；（畫兩個斷面） -5-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第二部分 說明書 第一章 主變壓器的選擇 在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著變

24、換網(wǎng)絡(luò)電壓、進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟意義。 1.1 主變?nèi)萘窟x擇的有關(guān)規(guī)定及原則 a、主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj16185有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計決定進行。b、主變臺數(shù)的確定：為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變壓器 ，但一般不超過兩臺。當(dāng)只有一個電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。對大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況

25、，應(yīng)安裝2-4臺主變。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺及以上主變時，每臺容量的選擇按照其中任一臺停運時，其余容量至少能保證所供一及負(fù)荷或為變電所全部負(fù)荷的60%-75%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。c、變壓器形式的選擇：(1) 變壓器一般采用三相變壓器，若因制造和運輸條件限制，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，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%時，可不裝設(shè)備用相。(2) 系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器，對新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器。其所附加的工程造價，通常在短期內(nèi)可回收。(3) 兩

26、個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除降壓負(fù)荷較大或與高、中壓間潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟比較。(4)具有三種電壓的變電所，例如220kv，110kv，35kv一般采用三繞組變壓器。d、主變?nèi)萘康拇_定(1)為了正確的選擇主變?nèi)萘?，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線，并以曲線得出的變電所的年、日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。(2)主變?nèi)萘康拇_定：凡裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故停運后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%，在計及過負(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。即滿足sn0.7pzmax。(pzmax為綜合最大負(fù)荷)(3)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)

27、510年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。e、變壓器的冷卻方式：-6-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷，強迫油循環(huán)風(fēng)冷，強迫油循環(huán)水冷，強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷。f、主變壓器繞組的連接方式：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有y和，高、中、低三側(cè)繞組組合要根據(jù)工程具體情況確定。 1.2 本設(shè)計主變壓器的選擇 根據(jù)以上主變選擇的一般原則，選擇本變電所的主變壓器：本變電所為地方一次變電所，可以選擇兩臺主變。因本地區(qū)交通方便，所以選擇三相變壓器。因為新

28、建變電所，而且低壓負(fù)荷較大，所以選擇有載調(diào)壓變壓器。容量的確定：p1=20000+10000+20000+5000=55000kwp2=20000+5000=25000kwpmax1=p1*kp*1.05=49087.5kwpmax2=p2*kp*1.05=22312.5kws1=pmax1/cos1=49087.5/0.95=51671.1kvas1=pmax2/cos2=21250/0.9=24791.7kvas=(s1+s2)*0.7=76462.8*0.7=53523.9kva總安裝容量為53523.9kva根據(jù)以上計算可選擇兩臺型號為sfpz4-63000/220的有載調(diào)壓變壓器。其

29、參數(shù)如表1-1： 表1-1 所選sfpz463000/220變壓器的主要參數(shù) -7-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第二章 電氣主接線選擇 2.1 概 述 電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、開關(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)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結(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。主接線的確定對變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護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完成的，所以主接線設(shè)計的

30、好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線設(shè)計是一個綜合性問題。 2.2 主接線的設(shè)計原則及基本要求 2.2.1 主接線的設(shè)計原則 根據(jù)220-500kv變電所設(shè)計技術(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、回路數(shù)、所選設(shè)備特點、負(fù)荷性質(zhì)等因素確定，滿足運行可靠性，簡單靈活，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，由于他們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活

31、性、經(jīng)濟性的技術(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)計應(yīng)根據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布，負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。3）考慮負(fù)荷的重要性分布和出線回數(shù)多少對主界線的影響對一級負(fù)荷必須布兩個獨立的電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，能保證大部分二級負(fù)荷供電，三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。4）考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所

32、，基于傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高，而容量小的變電所，其傳輸容量小，對住接線的可靠性、靈活性要求低。-8-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(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，故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如：當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時，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。 2.2.2 主接線設(shè)計的基本要求 2.2.2.1 可靠性1) 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題：a、 應(yīng)重

33、視國內(nèi)外長期運行實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析；b、 主接線的可靠性包括一次部分和二次部分在運行中的可靠性的綜合；c、 主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設(shè)備可以簡化接線。2) 可靠性的具體要求：a、 斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電；b、 斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少可停運回路數(shù)和停用時間，并且保證一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷供電；c、 盡量避免全部停運的可能性。2.2.2.2 靈活性滿足運行、檢修要求和擴建要求。2.2.2.3 經(jīng)濟性主要是指投資省，占地面積小，能量損失小。 2.3 電氣主接線的選擇 2.3.1 主接線的預(yù)定方案 本變電所電壓等

34、級為220kv/60kv，220kv側(cè)進線為2回；60kv側(cè)出線為12回。 根據(jù)主接線設(shè)計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)濟性的原則，初步擬定兩種主接線方案。 2.3.2 對220kv千伏側(cè)接線方式的論證 220kv側(cè)擬采用雙母線接線和單母線分段帶旁路母線接線。雙母線接線接線簡圖見圖2-1；單母線分段帶旁路母線接線簡圖見圖2-2。 兩種接線的比較如下： -9-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 圖2-1 雙母線接線 圖2-2 單母線分段帶旁路母線接線-10-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 a、雙母線接線單斷路器的雙母線接線中，每個回路均通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)，連接

35、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電壓等級的配電裝置中，此接線有以下幾個優(yōu)點：（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兩組母線隔離開關(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關(guān)時，只停該回路。當(dāng)某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關(guān)進行檢修，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)中各種運行方式和

36、潮流變化的要求。（5）擴建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴建端向左右擴建，而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。（6）、便于實驗。在個別回路需單獨進行實驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。 單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點：（1）任一臺斷路器拒動，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，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，隔離開關(guān)作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。（5）在檢修任一進出線回路的斷路器時，將使該回路停電。b、單母線分段帶旁路母線接線

37、單母線分段帶旁路母線的優(yōu)點為：接線簡單、清晰、操作方便、采用設(shè)備少、便于擴建和采用成套配電裝置。用斷路器把母線分段后，對重要負(fù)責(zé)用戶可以從不同的母線段引出兩個回路，有兩個電源，具有供電可靠性。檢修任一回路斷路器時不中斷對用戶的供電。單母線分段帶旁路母線的缺點為：接線不夠靈活。當(dāng)母線與母線刀閘故障或檢修時，將造成一段母線停電。 配電裝置復(fù)雜，運行操作復(fù)雜。分段斷路器用作旁路開關(guān)時，兩段母線并列運行。但當(dāng)其一段母線故障時，整套配電裝置停止工作，在拉開分段刀閘時恢復(fù)無故障母線工作。斷路器與刀閘間的閉鎖復(fù)雜。根據(jù)電力工程設(shè)計手冊的要求，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)濟合理。-11-

38、沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（1）可靠性。本變電所用戶較多，負(fù)荷容量較大， 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，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關(guān)，投資相對減少，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)計技術(shù)規(guī)程sdj288規(guī)定， 220kv配電裝置出線回數(shù)在四回及以上時，宜采用雙母線或其他接線。本變電所220kv配電裝置進線回數(shù)為2回，主要從可靠

39、性和靈活性考慮可以采用雙母線接線方式。綜合以上分析，本變電所220kv側(cè)選用雙母線接線方式 2.3.3 60kv側(cè)接線方式的選擇與論證 60kv側(cè)采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線。雙母線接線接線簡圖見圖2-3；雙母線帶旁路母線接線簡圖見圖2-4。 兩種接線的比較如下： 圖2-3 雙母線接線-12-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 圖2-4 雙母線帶旁路接線 a、雙母線接線：雙母線接線的特點在220kv側(cè)接線方式選擇論證中已詳細(xì)說明，此處不再綴述。 b、雙母線帶旁路接線：除了具有雙母線接線的優(yōu)點外，雙母線帶旁路接線方式還具有許多其它的優(yōu)點： 當(dāng)進出線檢修時，可由專用旁路斷路器代替，通過旁

40、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)計技術(shù)規(guī)程sdj288規(guī)定，3560kv配電裝置當(dāng)出線回數(shù)為47回時，宜采用單母線接線；當(dāng)出線回數(shù)為8回及以上時，宜采用雙母線接線。本變電所60出線為14回，且均為重要負(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60kv側(cè)選用雙母線帶旁路接線方式。 -13-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第三章 短路電流計算 3.1 短路電流計算的目的： 1、電氣主接線比較；2、選擇導(dǎo)體和電器；3、確定中性點接地方式；4、計算軟導(dǎo)體的短路搖擺；5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離；6、驗算接地裝置的接觸

41、電壓、跨步電壓；7、選擇繼電保護裝置和進出整定計算。 3.2 電力系統(tǒng)短路電流計算條件： 3.2.1 基本假定 短路電流實用計算中，可采用下列假設(shè)和原則：1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；2、所用電源的電動勢相位角相同；3、系統(tǒng)中的同步和異步電動機均為理想電機；4、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電壓大小發(fā)生變化；5、電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中5%負(fù)荷接在高壓母線上，5%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)；6、同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置；7、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；8、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器勵磁電流；9、除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電

42、流外，元件的電阻都略去不計；10、元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。11、輸電線路的電容略去不計；12、用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。 3.2.2 一般規(guī)定 1、驗算導(dǎo)體和電器動、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式；2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步-14-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響；3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶

43、電抗器回路的短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點。對帶電抗器的610kv出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計算短路點應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。4、導(dǎo)體和電器動、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)中的單項或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時，應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計算。 3.2.3 電路元件參數(shù)的計算 高壓短路電流的計算一般只計及各元件的電抗，采用標(biāo)幺值。標(biāo)幺值為各電路元件有名值與基準(zhǔn)值之比。標(biāo)么值法：取基準(zhǔn)容量sb=100mva，基準(zhǔn)電壓ub=uav計算用公式： 發(fā)電機

44、電抗：xg=xd sbsn 2線路電抗：xl=xl創(chuàng)lsbav 變壓器電抗：xt=ud% sbsn 短路電流周期分量有效值：i*=1x*短路電流沖擊值：ish=1.8 "標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值：in=i* snsu*=uav.n x=jss*=si*=ix*=x jsjijxjj 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)變換 如下圖： 1、/y變換x1=x13x12/（x13+x12+x23）x2=x12x23/（x12+x13+x23）x3=x13x23/（x13+x12+x23）-15-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2、y/變換x12=x1+x2+x1x2/x3x13=x1+x3+x1x3/x2x23=x2+x3+x2

45、x3/x1 3.2.5 等值電源的計算 1、按個別變化變換計算當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有幾個電源時，可將條件相類似的發(fā)電機，按下述條件連接成一組，分別求出至短路點的轉(zhuǎn)移電抗。、（1）同形式且至短路點的電氣距離大致相等的發(fā)電機；（2）至短路點的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類型和不同類型的發(fā)電機；（3）直接連接短路上的發(fā)電機。2、按同一變化計算當(dāng)僅計算任一時間t的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機形式，參數(shù)相同且距短路點的電氣距離大致相等時，可將各電源合并為一個總的計算電抗。 3.2.6 三相短路電流周期分量計算 1、無限大電源供給的短路電流當(dāng)供電電源為無窮大或者計算電抗xjs=3.45時，不考慮短路電流周期分量的衰減。2、

46、有限電源供給的短路電流先將電源對短路點的等值電抗xns，歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計算電抗xjs，然后按xjs值查相應(yīng)的發(fā)電機運算曲線，或查發(fā)電機的運算曲線數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 3.2.7 沖擊電流的計算 三相短路發(fā)生后的半個周期（t=0.01s）短路電流的瞬時值達(dá)最大，稱為沖擊電流ish。 其值近似計算為：ish=1.8 3.2.8 不同電流代表的意義 計算各種短路電流值的目的:計算短路電流的目的是為了正確選擇和檢驗電氣設(shè)備，整定繼電保護裝置等。通常需要計算下列各種短路電流值。i-次暫態(tài)短路電流（即三相短路電流周期分量第一周期的有效值）用來作繼電保護" &quo

47、t;的整定計算和校驗斷路器的額定斷流量。ich-三相短路電流第一周期全電流有效值，用來校驗電器和母線的動穩(wěn)定以及斷路器-16-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計的額定斷流量。（即三相短路電流第一周期全電電流幅值）用來校驗電氣設(shè)備ish -三相短路沖擊電流和母線的動穩(wěn)定。i-三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和載流部分的熱穩(wěn)定。 3.3 設(shè)計中應(yīng)注意的問題 1、為什么計算三相短路電流值？而不計算單相、兩相短路時電流值？因為一般供電系統(tǒng)中已采取措施，使單相短路電流值不超過三相短路電流，而當(dāng)短路點離電源較遠(yuǎn)時，也就是當(dāng)x*0.6時，兩相短路電流值通常小于三相短路電流值，因而在短路電流計算中應(yīng)

48、以三相短路電流計算作為基礎(chǔ)。2、應(yīng)用運算曲線計算短路電流時，不同類型的電源應(yīng)如何合并？在本次設(shè)計的變電所中，分別有四個電源點向變電所提供電源，三個為汽輪式發(fā)電機、一個為系統(tǒng)，這三個汽輪式發(fā)電的電源點屬于同類型的發(fā)電機特性，可以直接把這三個電源點合并成一個，在通過查運算曲線求出各個在短路點的短路電流。 -17-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第四章 高壓電氣設(shè)備的選擇 電器設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計的主要電氣設(shè)備選擇的一般要求： 總的原則：按照正常工作條件進行選擇，按照短路條件進行校驗。一般原則：（1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗；（3）應(yīng)力

49、求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；（4）應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該協(xié)調(diào)一致；（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量較少品種；（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。技術(shù)條件：選擇的高壓電氣設(shè)備，應(yīng)能在長期工作的條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 4.1.1 電壓： 選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓umax不得低于該回路的最高運行電壓ug，即umaxug 4.1.2 電流: 選用的電氣設(shè)備額定電流ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流ig ，即：ieig由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。高壓電氣設(shè)備沒有明確的過載能力

50、，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)電流的要求。 -18-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計4.1.3 機械荷載 所選電氣設(shè)備端子的允許荷載，應(yīng)大于電氣設(shè)備引線在正常運行和短路時的最大作用力。校驗的一般原則：電壓在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗；用熔斷器保護的電氣設(shè)備可不驗算熱穩(wěn)定；在工作電壓和過電壓的作用下，電氣設(shè)備環(huán)境條件: 變電所在選擇設(shè)備時，還應(yīng)考慮設(shè)備安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級，海拔高度、地震強度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。本次設(shè)計的變電所的年平均氣溫為16度，在其它條

51、件上無特殊要求。 4.1.5 環(huán)境保護： 選用電器，尚應(yīng)注意電器對周圍環(huán)境的影響，根據(jù)周圍環(huán)境的控制標(biāo)準(zhǔn)，要對制造部門提出必要的技術(shù)要求。1. 磁干擾；2. 噪音。 4.2 電氣設(shè)備的選擇 電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，由于用途和工作條件各異，它們具體選擇方法也就不盡相同，但基本要求是相同的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常條件進行選擇，按短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。1按正常工作條件選擇:額定電壓： ueuew額定電流： ieigmax2按短路條件校驗：（1）短路熱穩(wěn)定校驗：短路電流熱穩(wěn)定校驗是要求所選的導(dǎo)體和電器當(dāng)短路電流通過時，所能達(dá)到的最高溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體和電器的短時發(fā)熱最高允許溫度，即：

52、quqr；i2tdzir2tr；（2）短路動穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機械應(yīng)力的能力。滿足動穩(wěn)定的條件為：-19-沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計ishies;（3）短路電流的計算條件：為使所選擇導(dǎo)體具有足夠的可靠性，經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期 in：斷路器固有分閘時間；t a：斷路器燃弧時間，對少油斷路器為0.04-0.06s, 對sf6和壓縮空氣斷路器為0.02-0.04s。 4.3 母線的選擇 4.3.1 母線材料的選擇 屋外配電裝置中的母線，應(yīng)根據(jù)下列條件選擇和校驗：1、母線材料、截面形狀和布置方式的選擇(1) 因為鋁的成本低，而普遍使用鋁母線。(2) 常用的母線截面形狀有矩形、

53、槽形和管形。其中矩形截面優(yōu)點是散熱面積大，便于固定和連接，但電流集膚效應(yīng)強烈，常用于容量為50mw及以下的發(fā)電機或容量為60mw及以下的降壓變壓器10.5kv側(cè)的引出線及配電裝置；槽形截面母線具有機械強度好、截流量大，集膚效應(yīng)小的特點。當(dāng)回路正常工作電流在48ka時，一般選用槽形母線；管形截面機械強度高、集膚效應(yīng)小的特點，且電暈放電電壓高，管內(nèi)可通風(fēng)或通水冷卻，從而使截流量大增，所以，管形母線可用于8ka以上的大電流母線和110kv及以上的配電裝置母線。(3)母線的散熱條件和機械強度與母線的布置方式有關(guān)。其布置方式可分為支持式和懸掛式。支持式使用是和母線工作電壓的支持絕緣子把母線固定在鋼架或墻

54、板等建筑物上。采用水平布置方式。2、母線截面尺寸的選擇-20-文關(guān)220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計其允許電流ie應(yīng)等于或大于流過導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，即： iekigmax (k-修正系數(shù)) 導(dǎo)體經(jīng)濟截面s為：s=igmax/jigmax-正常時最大持續(xù)工作電流（a） j-經(jīng)濟電流密度（a/m） 電暈電壓校驗：電暈臨界電壓ulj應(yīng)大于最高工作電壓ugmax，即：ulj>ugmax i. 熱穩(wěn)定校驗： 裸導(dǎo)體進行熱穩(wěn)定校驗。ii. 動穩(wěn)定校驗：三相短路的最大電動力為：當(dāng)三相母線水平布置且相間距離為acm時的電動力。4.3.2 高壓斷路器的選擇在各種電壓等級中變電所的設(shè)計中，斷路器是最

55、為重要的電氣設(shè)備。在電力系統(tǒng)運行中，對斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路的條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。高壓斷路器的選擇條件：1. 額定電壓選擇:2. 3. 5. 7. ununs inigmax額定電流選擇開斷電流選擇 inbript 4. 短路關(guān)合電流的選擇 inclish 熱穩(wěn)定校驗 ir2tritdz 6. 動穩(wěn)定校驗 iesish斷路器種類和型式的選擇 本次設(shè)計的變電所為220/60變電所，有220kv和60kv兩個電壓等級，根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在35kv220kv電壓等級的配電裝置中，主要選用少油斷路器、sf6斷路器和空氣斷路器。 高壓斷路器的操動機構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，僅部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓