畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）330KV樞紐變電站設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題題 目：目： 330kv 樞紐變電站設(shè)計(jì)樞紐變電站設(shè)計(jì)學(xué)學(xué) 院：院： 電子信息學(xué)院電子信息學(xué)院 專業(yè)班級：專業(yè)班級：06 級電氣工程及其自動(dòng)化級電氣工程及其自動(dòng)化 2 班班指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 講師講師 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號：號： 40604040218 摘 要本設(shè)計(jì)主要介紹了 330kv 樞紐變電站的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，原則和方法。關(guān)于主變壓器和主接線部分的內(nèi)容是基礎(chǔ)部分，主要介紹了主接線的形式，綜合介紹了各種接線方式的特點(diǎn)，各自的優(yōu)缺點(diǎn)及變壓器的原則原則等，根據(jù)任務(wù)書要求最終選擇滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的主接線方案。短路電流是非常重要的部分，它主要

2、介紹了短路計(jì)算的目的，原則，方法和具體的數(shù)據(jù)信息等，為設(shè)計(jì)中需要的高壓電氣設(shè)備的選擇、整定、校驗(yàn)等方面做準(zhǔn)備。電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)主要是錄用對稱短路的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行高壓電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)）的校驗(yàn)。以及繼電保護(hù)中配置的選擇、整定和校驗(yàn)的原則、方法等。關(guān)鍵詞：主變壓器、電氣主接線、短路計(jì)算、繼電保護(hù)abstractabstractthis design introduces a 330kv substation hubs throughout the design process, principles and methods. transformers and wiring in the

3、main part of the main part of the content is the foundation, introduces the main connection in the form of an overview of the characteristics of different connection methods, their advantages and disadvantages and the principle of the transformer principle, according to mandate of the book chose to

4、meet the design requirements the main task of wiring options. short-circuit current is a very important part, which introduces the purpose of calculating short-circuit, principles, methods and specific data information for the design needs of the choice of high voltage electrical equipment, setting,

5、 checking and so to prepare. selection and verification of electrical equipment is mainly employed symmetrical short-circuit calculations for high-voltage electrical equipment (circuit breaker, disconnecting switch) validation. and protection of power configuration options, setting and calibration p

6、rinciples and methods. keykey wordswords: main transformer, main electrical wiring, relay, setting and calibration 目 錄前 言.1第 1 章 緒論.21.1 設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和前提.21.2 現(xiàn)行變電站設(shè)計(jì)的基本思路.41.3 主要設(shè)計(jì)原則.4第 2 章 主變壓器及電氣主接線的選擇.62.1 主變壓器的選擇.62.1.1 主變壓器型式及范圍.62.1.2 變壓器型號的表示含義.82.2 電氣主接線的選擇.92.2.1 電氣主接線概念.92.2.2 電氣主接線的基本要求.92.2.3

7、 設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下.102.2.4 所選電氣主接線.112.3 無功補(bǔ)償.15第 3 章 短路電流計(jì)算.173.1 短路電流計(jì)算.173.2 短路電流和短路容量.173.3 短路電流將引起下列嚴(yán)重后果.173.4 限制短路電流的措施.183.5 短路電流計(jì)算的目的和條件.193.6 計(jì)算過程.20第 4 章 電氣設(shè)備的選擇.284.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則.284.2 電氣設(shè)備的選擇.324.2.1 高壓斷路器的選擇.324.2.2 隔離開關(guān)的選擇.374.2.3 電流互感器的配置和選擇.414.2.4 電壓互感器的配置和選擇.464.2.5 各級電壓母線的選擇.494.2.6 絕緣子和穿

8、墻套管的選擇.52第 5 章 變電站繼電保護(hù).535.1 330kv 配電裝置 .535.2 電氣總平面布置方案.535.3 繼電保護(hù)及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng).545.3.1 概述.545.3.2 總的技術(shù)要求.575.3.3 繼電保護(hù)配置方案.58第 6 章 絕緣配合、過電壓保護(hù)及接地.616.1 避雷器的配置.616.2 避雷器的選擇.616.3 電氣設(shè)備的絕緣配合.616.3.1 330kv 電氣設(shè)備的絕緣配合.616.3.2 110kv 絕緣配合.626.3.3 35kv 絕緣配合.646.4 電氣設(shè)備外絕緣及絕緣子串泄漏距離的確定.646.5 接地.65工作總結(jié).66致 謝.67參考文獻(xiàn).68

9、附 錄.69附圖一 330kv 設(shè)備選型 .70附圖二 110kv 設(shè)備選型 .71附圖三 35kv 設(shè)備選型 .72附圖四 電氣主接線.73西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前 言我國是世界能源消耗大國，煤炭消費(fèi)總量居世界第一位，電力消費(fèi)總量居世界第二位，但一次能源分布和生產(chǎn)力發(fā)展水平卻很不均勻。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和電力需求主要集中在東部和中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。這種能源分布與消費(fèi)的不平衡狀況，決定了能源必須在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置，必須以大煤電基地、大水電基地為依托。實(shí)現(xiàn)煤電就地轉(zhuǎn)換和水電大規(guī)模開發(fā)。而變電站擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后分配電

10、能的任務(wù)，是輸送和分配電能的中轉(zhuǎn)站，是供電系統(tǒng)的樞紐，在全國電網(wǎng)中占有特殊重要的位置。本 330kv 變電站設(shè)計(jì)對變電站內(nèi)最重要的電氣設(shè)備如主變壓器、導(dǎo)線、電氣設(shè)備等元器件，進(jìn)行了比較和選擇，在配電裝置上采用當(dāng)今較先進(jìn)的 gis 設(shè)備。主變壓器最終為 2 臺，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。站內(nèi)主接線分為 330kv、110 kv、和 35 kv 三個(gè)電壓等級。各個(gè)電壓等級分別采用斷路器接線、雙母線和雙母線的接211線方式。電氣主接線是發(fā)電廠和變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。在短路電

11、流方面，講述了短路電流的危害以及三個(gè)電壓等級處短路電流的計(jì)算。電氣設(shè)備的選擇以各種元器件如何選擇參數(shù)為主，因?yàn)橹灰_定了器件的參數(shù)就能十分容易的根據(jù)電力手冊查出元件型號。最后，還對導(dǎo)線截面的確定以及導(dǎo)線截面積的校驗(yàn)方法進(jìn)行說明。在絕緣配合、過電壓保護(hù)及接地等方面也進(jìn)行了簡單的設(shè)計(jì)，使變電站電氣一次部分基本完成。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第 1 章 緒論1.1 設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和前提自 20 世紀(jì) 70 年代 330kv 電網(wǎng)在我國西北地區(qū)出現(xiàn)自今，330kv 電網(wǎng)已經(jīng)成為我國西北地區(qū)的主力電網(wǎng)。截至 2004 年底，全國共投運(yùn) 330kv 線路 115 條

12、，總長度約為1070km，全網(wǎng)共有 330kv 降壓變電站 52 座，主變壓器總?cè)萘?20640mva。330kv 變電站設(shè)計(jì)也相應(yīng)經(jīng)歷了初期階段、成長階段和成熟階段。330kv 電網(wǎng)建設(shè)初期，由于出線回路少，330kv 電氣主接線大多才用角形接線，后來還有變壓器母線接線、雙母線帶旁路，發(fā)展到現(xiàn)在很普遍的一個(gè)半斷路器接線，隨著 330kv 電網(wǎng)成長為西北部骨干網(wǎng)架，330kv 變電站的建設(shè)基本上都采用一個(gè)半斷路器接線。110kv 電氣主接線：初期一般為雙母線帶旁路接線，2000 年以后設(shè)計(jì)的變電站基本取消旁路母線。配電裝置布置及母線選型：初期有角形立環(huán)式布置、雙母線帶旁路布置。到后來絕大多數(shù)采

13、用一個(gè)半斷路器中型三列式布置。初期 330kv 變電站大部分采用軟母線，還有支持式擴(kuò)徑導(dǎo)線，20 世紀(jì) 90 年代后，大部分采用懸掛軟導(dǎo)線。對于 110kv 配電裝置，早期大部分是屋外軟母線中型配電裝置，中型布置單列式和雙列式都用應(yīng)用。在后期，屋外半高型軟母線單列布置也得到了廣泛應(yīng)用，也有部分地區(qū)采用支持式管母線、戶內(nèi)裝配式、戶內(nèi) gis 等多種配電裝置?？偲矫娌贾茫簭拈_始的一字型立環(huán)式布置開始也經(jīng)歷了很多演變，20 世紀(jì) 80 年代開始基本上一直采用 330kv 配電裝置、主變壓器及抵低壓無功補(bǔ)償區(qū)和 110kv 配電裝置的三列式布置，所區(qū)占地面積也有很大的下降。主變壓器形式：主變壓器均采用

14、三相式變壓器。330kv 的斷路器型式：初期建設(shè)的變電站大多采用柱式斷路器、空氣斷路器等，20 世紀(jì)開始 80 年代開始采用了進(jìn)口、合資柱式、國產(chǎn)罐式斷路器。近期建設(shè)的變電站大部分采用瓷柱式斷路器、罐式斷路器，個(gè)別站采用 gis 型式的設(shè)備。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：20 世紀(jì) 90 年代新設(shè)計(jì)的變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)都是雙機(jī)系統(tǒng)，分層分布式控制，這已是定居。而早期投運(yùn)的微機(jī)監(jiān)測也已先后完成升級改造。新技術(shù)應(yīng)用：高抗抽水節(jié)能、調(diào)相機(jī)、三項(xiàng)式主變壓器、串聯(lián)電容補(bǔ)償在以往的西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3工程中已經(jīng)得到應(yīng)用；而大容量變壓器、高開斷水平斷路器等將仍是新技術(shù)應(yīng)用的主流

15、。從 20 世紀(jì) 90 年代中后期開始，330kv 變電站設(shè)計(jì)較初期階段也發(fā)生了較大的變化，尤其是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織進(jìn)行的 2000 年示范送點(diǎn)變電工程設(shè)計(jì)革命，對330kv 變電站設(shè)計(jì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。示范變電站設(shè)計(jì)的成果及其應(yīng)用和發(fā)展基本上代表了 330kv 變電站的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，示范變電站設(shè)計(jì)的成果已經(jīng)廣泛用于近年來的工程建設(shè)當(dāng)中，變電站設(shè)計(jì)已經(jīng)相當(dāng)成熟。當(dāng)時(shí)示范變電站設(shè)計(jì)的總體思路是：與國際國內(nèi)電力體制改革趨勢相適應(yīng)，與國際科技發(fā)展水平相一致，與可持續(xù)發(fā)展思路相吻合；依靠科技進(jìn)步，縮小與世界先進(jìn)水平差距，使設(shè)計(jì)方案更緊湊、更集約、更高效；在安全可靠前提下，突出體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，合理性，先進(jìn)

16、性。電氣主接線：一個(gè)半斷路器接線仍是 330kv 的主要推薦接線，具體工程也可因地制宜的采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的其他方案，如出線雙斷路器、變壓器母線組接線等。配電裝置：示范變電站設(shè)計(jì)對配電裝置和設(shè)備選型進(jìn)行了深入研究，在安全可靠的前提下盡量壓縮配電裝置的尺寸。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：2000 年示范變電站設(shè)計(jì)對監(jiān)控系統(tǒng)配置方案、常規(guī)控制與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、二次設(shè)備分散布置、保護(hù)繼電器小室抗干擾措施等方面進(jìn)行了深入的研究。330kv 變電站設(shè)計(jì)發(fā)展到今天，電氣主接線、配電裝置布置優(yōu)化和母線選型、電氣總平面布置的協(xié)調(diào)緊湊、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等方面已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，今后設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢在以下幾個(gè)方面：從未

17、來的變電站的發(fā)展趨勢來講，采用集成智能化電力設(shè)備，由于控制、保護(hù)、通信等微電子設(shè)備與高電壓大電流主設(shè)備安裝于一體，因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術(shù)關(guān)鍵。在布置方面，建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)友好的變電站將變得越來越重要，控制變電站噪聲、電磁干擾及減少變電站對周圍景觀的影響也會(huì)日益受到重視。主變壓器方面繼續(xù)采用三相變壓器。斷路器的選型：目前和將來很長一段時(shí)間內(nèi)，瓷柱式斷路器、罐式斷路器、hgis、gis、仍是主要的斷路器型式。隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，用戶對供電安全性和可靠性要求日益提高，國家對環(huán)保的高度重視和土地使用政策的日趨嚴(yán)格，設(shè)計(jì)必須著重考慮選用安全性和可靠性高、節(jié)約占地、適于緊湊化布置和造價(jià)比

18、較合理的斷西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4路器型式。布置方面，一方面，按工程主接線、進(jìn)出條件和規(guī)劃，充分吸取以往變電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因地制宜的優(yōu)化配電裝置；另一方面，根據(jù)工程選站的結(jié)論和電氣配電裝置的選型，結(jié)合站址的環(huán)境、地理位置、交通等條件，充分比較并優(yōu)化總布置方案，從而做到布局合理、出線順暢、節(jié)約占地、減少土方、減少拆遷、與環(huán)境協(xié)調(diào)等等。綜上所述，330kv 變電站設(shè)計(jì)發(fā)展過程、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢將是 330kv 變電站設(shè)計(jì)原則確定的重要參考依據(jù)。變電工程設(shè)計(jì)的發(fā)展和成熟工程經(jīng)驗(yàn)的積累構(gòu)成了 330kv變電站設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和前提。1.2 現(xiàn)行變電站設(shè)計(jì)的基本思路

19、(1)設(shè)計(jì)模塊的劃分。模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想是變電工程設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和發(fā)展。330kv 變電站總平面的布置形式是以 330kv 配電裝置區(qū)、主變壓器及低壓無功補(bǔ)償設(shè)備區(qū)和 110kv 配電裝置區(qū)等功能區(qū)構(gòu)成的三列布置格局。這三個(gè)功能區(qū)即能相互獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)和制約，不僅構(gòu)成了變電站總平面的基本模塊，也構(gòu)成模塊化設(shè)計(jì)的基本元素。其獨(dú)立性是構(gòu)成設(shè)計(jì)模塊的基本條件，其關(guān)聯(lián)性又形成了模塊設(shè)計(jì)的互相制約。變電工程的這一基本特征是開展模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，也是確定設(shè)計(jì)模塊的基本原則。從電氣的一次布置和總平面布置區(qū)域劃分的角度出發(fā)，330kv 配電裝置區(qū)設(shè)計(jì)模塊、主變壓器及低壓無功補(bǔ)償設(shè)備區(qū)設(shè)計(jì)模塊和

20、110kv 配電裝置區(qū)設(shè)計(jì)模塊是變電工程設(shè)計(jì)的三個(gè)基本模塊。(2)上述設(shè)計(jì)模塊的基本定義。330kv 配電裝置區(qū)設(shè)計(jì)模塊是指進(jìn)出線門形架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包括配電裝置設(shè)計(jì)、構(gòu)支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電纜溝及地下設(shè)施設(shè)計(jì)、繼電器小室布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。330kv 高壓并聯(lián)電抗器及其回路內(nèi)電氣設(shè)備布置區(qū)也是該模塊的設(shè)計(jì)內(nèi)容，是一個(gè)子模塊，本設(shè)計(jì)只做具體的模塊設(shè)計(jì)，在平面布置中假定安裝于其中一回線路，在具體的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件接入不同線路時(shí)其布置位置需相對變化。主變壓器及其低壓無功補(bǔ)償設(shè)備區(qū)設(shè)計(jì)模塊是指以主變壓器高中壓側(cè)引線構(gòu)架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包

21、括主變壓器安裝及各側(cè)引線設(shè)計(jì)、低壓無功補(bǔ)償設(shè)備及配電裝置設(shè)計(jì)等內(nèi)容。1.3 主要設(shè)計(jì)原則西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5變電站設(shè)計(jì)的原則是：安全可靠、技術(shù)領(lǐng)先、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效。為此，在設(shè)計(jì)中，要注意處理和解決設(shè)計(jì)方案的統(tǒng)一性、適應(yīng)性、靈活性、先進(jìn)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性及其相互之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系。統(tǒng)一性：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，基建和生產(chǎn)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，外部形象風(fēng)格要體現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)。適應(yīng)性：設(shè)計(jì)要綜合考慮各地區(qū)的實(shí)際情況，并能在一定的時(shí)間內(nèi)，對不同規(guī)模、型式、外部、典型設(shè)計(jì)模塊間接口靈活，增減方便，組合型式多樣，概算調(diào)整方便。先進(jìn)性：設(shè)計(jì)方案、設(shè)備選型先進(jìn)、合理，

22、占地少、注重環(huán)保，變電站可比技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)。可靠性：適當(dāng)提高設(shè)備水平，保證變電站設(shè)備的可靠性，保證設(shè)備、各個(gè)模塊和模塊并接后系統(tǒng)的可靠性，以確保設(shè)計(jì)方案的安全可靠性。經(jīng)濟(jì)性：按照企業(yè)利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資和長期運(yùn)行費(fèi)用，追求壽命期內(nèi)最優(yōu)的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)要樹立全局意識、大局意識和企業(yè)意識，要堅(jiān)持“基建為生產(chǎn)服務(wù)” 、 “以人為本”和“可持續(xù)發(fā)展”的理念，當(dāng)前的重點(diǎn)是“節(jié)約占地、節(jié)約投資、提高效率、降低運(yùn)營成本” 。具體設(shè)計(jì)要綜合考慮“每個(gè)設(shè)備的合理性、每個(gè)布置的合理性、每項(xiàng)改進(jìn)的合理性、每個(gè)方案的合理性” 。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第

23、 2 章 主變壓器及電氣主接線的選擇2.1 主變壓器的選擇2.1.1 主變壓器型式及范圍(1)繞組數(shù)量的確定原則在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。(2)主變壓器臺數(shù)的確定原則對于大城市郊區(qū)的一次變電站在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。由前設(shè)計(jì)說明可知、正常

24、運(yùn)行時(shí)，變電站負(fù)荷由 330kv 系統(tǒng)供電，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠性的要求更高，最終應(yīng)采用三臺容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。(3)變壓器容量和型號確定主變壓器容量一般按變電站建成后 5-10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10-20 年的負(fù)荷發(fā)展，對于城市郊區(qū)變電站，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。變電站主變壓器的選擇原則有以下幾點(diǎn)：在變電站中，一般裝設(shè)兩臺主變壓器；終端或分支變電站，如只有一個(gè)電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺主變壓器；對于 330、550kv 變電站，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)為合理時(shí)，可裝設(shè)3-4 臺主變壓器。對于 330 kv 及以下的變電站，在設(shè)備運(yùn)輸不受條件限制時(shí)

25、，均采用三相變壓器。500 kv 變電站，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7裝有兩臺及以上主變壓器的變電站，其中一臺事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的 70%到 80%，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。具有三種電壓等級的變電站，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般先用三繞組變壓器。110 kv 及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無

26、功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗(yàn)公共繞組容量，以免在某種運(yùn)行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。330 kv 變電站可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。對于深入負(fù)荷中心的變電站，為簡化電壓等級和避免重復(fù)容量，可采用雙繞組變壓器。(4)繞組連接方式的確定原則我國 330kv 及以上電壓、變壓器都采用 y。連接，110kv 采用 y 連接，其中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、35kv 以下電壓變壓器繞組都采用連接。根據(jù)選擇原則可確定所選擇變壓器繞組接線方式為 yy接線。綜上所述，并考慮到本次設(shè)計(jì)的三個(gè)電壓等級，查 330

27、kv 三相三繞組電力變壓器技術(shù)時(shí)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為 osfpsz10-240000/330，osfpsz10-360000/330，其參數(shù)見表 1-1,1-2. 表 1-1 主變壓器 1 技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目技 術(shù) 參 數(shù)備 注主變壓器型號三相、三繞組、有載調(diào)壓、油浸、風(fēng)冷、自耦電力變壓器osfpsz10-240000/330額定容量240mva容量比240/240/72mva電壓比345/121/38.5kv短路阻抗uk1-2%=10.5uk1-3%=24uk2-3%=13電壓比及短路阻抗應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程選擇連接組別yna0dll調(diào)壓方式有載調(diào)壓冷卻方式onaf 或 odaf西安工程大學(xué)本科

28、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8中性點(diǎn)接地方式及絕緣水平直接接地高、中及中性點(diǎn)均副套管式電流互感器表 1-2 主變壓器 2 技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目技 術(shù) 參 數(shù)備 注主變壓器型號三相、三繞組、有載調(diào)壓、油浸、風(fēng)冷、自耦電力變壓器osfpsz10-360000/330額定容量360mva容量比360/360/90mva電壓比345/121/38.5kv短路阻抗uk1-2%=13 uk1-3%=25 uk2-3%=10.5電壓比及短路阻抗應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程選擇連接組別yna0dll調(diào)壓方式有載調(diào)壓冷卻方式onaf 或 odaf中性點(diǎn)接地方式及絕緣水平直接接地高、中及中性點(diǎn)均副套管式電流互感器

29、2.1.2 變壓器型號的表示含義根據(jù)我國電力變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)，變壓器型號由兩部分組成：前一部分描述變壓器的類別、結(jié)構(gòu)、特征和用途，有漢語拼音字母組成；后一部分描述變壓器的容量（單位為 kva）和繞組的電壓等級。例如：osfpz9-240000o自耦；s三相；f箱殼外冷卻介質(zhì)為風(fēng)冷；p油循環(huán)方式為強(qiáng)迫循環(huán)；z有載調(diào)壓西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）92.2 電氣主接線的選擇2.2.1 電氣主接線概念電氣主接線是由電氣設(shè)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(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體

30、結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。2.2.2 電氣主接線的基本要求（1）可靠性具體要求：斷路器檢修時(shí)，不宜影響對系統(tǒng)的供電。斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。盡量避免發(fā)電廠。變電所全部停運(yùn)的可能性。大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。（2）靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特

31、殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電。擴(kuò)建時(shí)，可以容易的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(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、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(jīng)濟(jì)性投資省a)主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器。避雷器等一次設(shè)備。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10b)要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。c)要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。d)如能滿足系統(tǒng)

32、安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kv 及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。占地面積少主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。電能損耗少經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。電氣主接線關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是本次變電站設(shè)計(jì)中心的主要環(huán)節(jié)，我們在電氣主接線設(shè)計(jì)中，依據(jù)以下原則：保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。具有運(yùn)行維護(hù)的靈活性和方便性，即要適應(yīng)各種運(yùn)行方式和

33、檢修維護(hù)方面的要求，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。在操作時(shí)簡便、安全，不易發(fā)生誤操作。在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做好經(jīng)濟(jì)性。即投資省，電能損失小，占地面積小。保證電氣主接線具有繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)建的可靠性。2.2.3 設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下（1）對原始資料分析工程情況，包括發(fā)電廠類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量，單機(jī)容量及臺數(shù)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。電力系統(tǒng)情況，包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（510 年） ，發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等。負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。西安工程大

34、學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸取⒏脖?。污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對電氣主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。對此，應(yīng)予以重視，對重型設(shè)備的運(yùn)輸條件亦應(yīng)充分考慮。設(shè)備供貨情況。（2）主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 23 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。對于在系統(tǒng)中占有重要地

35、位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。（3）短路電流計(jì)算和主要電器選擇 對選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。（4）繪制電氣主接線圖 對最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。（5）編制工程概算概算的編制以設(shè)計(jì)圖紙為基礎(chǔ)，以國家頒布的工程建設(shè)預(yù)算費(fèi)用的構(gòu)成及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 、 全國統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額 、 電力工程概算指標(biāo)以及其他有關(guān)文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國家定價(jià)與市場調(diào)整或浮動(dòng)價(jià)格相結(jié)合的原則進(jìn)行。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容：主要設(shè)備器材費(fèi)，包括設(shè)備原價(jià)、主要材料費(fèi)、設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)、備品備件購置費(fèi)，生產(chǎn)器具

36、購置費(fèi)等。安裝工程費(fèi)，包括直接費(fèi)、間接費(fèi)和施工機(jī)械使用費(fèi)等。其他費(fèi)用。2.2.4 所選電氣主接線1) 330kv 主接線的選擇 330kv 主接線的選擇既考慮上述主要原則，同時(shí)結(jié)合國內(nèi)長期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定其主接線形式為 3/2 斷路器接線，因?yàn)槠渚哂泻芨叩目煽啃?，且目前我?330kv西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12及以上系統(tǒng)廣泛采用，實(shí)踐證明其有很高的可靠性和運(yùn)行靈活性，且 330kv、sf6、df價(jià)格較高，分相式斷路器占地面積較大，因此比雙斷路器接線有顯著的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用一臺半斷路器的接線方式，為使母線潮流分布合理并在一串支路切除時(shí)保持系

37、統(tǒng)功率平衡，在接線上，在一串上接一條電源線和一條負(fù)荷線路，并使靠近一組母線的支路送電與受電平衡，最終按 4 個(gè)完整串布置，二臺主變分別引接至兩組母線。該接線具有可靠性高，運(yùn)行靈活，節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn)。2)110kv 主接線的選擇方案（一）: 采用單母線接線(圖 2-2) 其優(yōu)點(diǎn)：簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，各回路必須在檢修和短路被消除之前的全部時(shí)間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時(shí)，該回路停止供電。圖 2-1 一個(gè)半短路器的接線西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1

38、3 圖 2-2 圖 2-3 方案（二）: 橋形接線(圖 2-3) 110kv 側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。 優(yōu)點(diǎn)是：高壓電器少，布置簡單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。 缺點(diǎn)是：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。方案（三）：雙母線接線(圖 2-4) 優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)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(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。（2）調(diào)度靈活，當(dāng)雙母線的兩組母線同時(shí)工作時(shí)

39、，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開后，變電站負(fù)荷可同時(shí)接在主母線或副母線上運(yùn)行。缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開關(guān)運(yùn)行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作事故，為了防止誤操作隔離開關(guān)，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)可靠的聯(lián)鎖裝置，同時(shí)其經(jīng)濟(jì)代價(jià)較高。 這種接線方式主要用于出線回路較多，供電可靠性要求較高的變電站中。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14 圖 2-4 圖 2-5方案（四）：多角形接線 多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接成環(huán)形電路，電源回路和出線回路都接在 2 臺斷路器之間，多角形接線的“角

40、”數(shù)等于回路數(shù)，也就等于斷路器數(shù)。 多角形接線的優(yōu)點(diǎn)：a)投資省，平均每回路只需裝設(shè)一臺斷路器。b)沒有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。c)接線車管閉合環(huán)形，在閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，可靠性靈活性較高。d)每回路有兩臺斷路器供電，任一臺斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設(shè)施。隔離開關(guān)只作為檢修時(shí)隔離只用，以減少誤操作可能性。e)占地面積小。多角形接線占地面積約是普通中型雙母線帶旁路母線接地線的40%，對地形狹窄地區(qū)和地下洞內(nèi)布置較合適。 缺點(diǎn)：a)任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運(yùn)行，從而降低了接線的可靠性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進(jìn)出線回路數(shù)要受

41、到限制。b)每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連著兩個(gè)回路，從而使繼電保護(hù)和控制回路較單、雙母線復(fù)雜。c)對調(diào)峰電站，為提高運(yùn)行可靠性，避免經(jīng)常開環(huán)運(yùn)行，一般開、停機(jī)需由發(fā)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15電機(jī)出口斷路器承擔(dān)，由此需增設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，并增加了變壓器空載損耗。適用范圍：適用于最終進(jìn)出線為 35 回的 110kv 及以上配電裝置。不宜用于有在擴(kuò)建可能的發(fā)電廠、變電所中。采用雙母線接線，不帶旁路母線，選擇該主接線是因?yàn)椋嚎梢暂喠鳈z修母線，而不中斷對用戶的供電。當(dāng)一組母線故障時(shí)，仍然造成接于該組母線上的支路停電，但可以迅速切換至另一組

42、母線上恢復(fù)工作，從而減少停電時(shí)間。檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路和與此隔離開關(guān)相連的母線，將其他所有回路部分換到另一組母線上運(yùn)行，該隔離開關(guān)可停電進(jìn)行檢修。檢修任一出線斷路器時(shí)，該支路短時(shí)停電，在斷路器兩側(cè)加上跨條后，將各支路倒控在一條母線上工作，利用母聯(lián)斷路器代替該出線斷路器工作，使該回路不必長時(shí)間停電。在個(gè)別回路需要獨(dú)立工作或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分別單獨(dú)接到一組母線上。雙母線擴(kuò)建方便，向雙母線左右任一方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均可分配3)35kv 主接線的選擇35kv 共有 10 回出現(xiàn)，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料p67 頁，35kv 出線有 8 回及以上時(shí)，宜采用雙

43、母線，單母分段或者雙母線帶旁路接線方法。比較以上三種接線，雙母線及雙母線帶旁路接線，供電可靠想高，任一回路開關(guān)故障或檢修，或任一回線故障或檢修，都不影響用戶用電，但是倒閘操作復(fù)雜，造價(jià)高，單母線分段接線，接線簡單，操作方便，便于擴(kuò)建，在一定程度上也能提高供電可靠性，但是當(dāng)一段母線上刀閘檢修時(shí)，該段母線上的全部出線端都要長時(shí)停電，對于本所 35kv 出線用戶均為一級，為保證對這些重要用戶得供電，采用雙母線接線方式。經(jīng)過以上論證，決定采用雙母線接線。因此，330 千伏、110 千伏為直接接地系統(tǒng)，35 千伏為不接地系統(tǒng)。2.3 無功補(bǔ)償（1）無功功率概念無功功率：無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電

44、場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。單位為乏（var）或千乏(kvar)，分為感性無功功率和容性無功功率。（2）

45、無功補(bǔ)償?shù)目傇瓌t：全面規(guī)劃，合理布局，分散補(bǔ)償，就地平衡。改變以往自上而下的補(bǔ)償為自下而上的補(bǔ)償，并根據(jù)國家及有關(guān)部門的規(guī)定，按以下原則進(jìn)行：電力用戶補(bǔ)償與供電企業(yè)補(bǔ)償相結(jié)合，供電部門在電源點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償與用戶自身用電設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，兩者實(shí)現(xiàn)理想配合。分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的無功分層、分壓、就地平衡。降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主，堅(jiān)持降損節(jié)能的原則。（3）無功補(bǔ)償?shù)囊饬x 補(bǔ)償無功功率,可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)； 減少發(fā),供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量,減少投資； 降低線損,由公式p%=(1-cos1/cos2) 100%得出，其

46、中 cos1為補(bǔ)償后的功率因數(shù),cos2為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則 cos1cos2,功率因數(shù)提高后,線損率也隨之下降。減少設(shè)計(jì)容量,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.所以,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),規(guī)劃、實(shí)施無功補(bǔ)償勢在必行.（4）裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置的原因在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功

47、功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。（5）無功補(bǔ)償裝置分類 并聯(lián)電容器：只能向系統(tǒng)供應(yīng)感性無功功率。優(yōu)點(diǎn)：靈活控制系統(tǒng)電壓，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)精度差。 調(diào)相機(jī)：只能發(fā)無功功率的發(fā)電機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)精度好。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)速動(dòng)慢，產(chǎn)生高次諧波。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 靜止補(bǔ)償器：優(yōu)點(diǎn)；反應(yīng)速度快。缺點(diǎn)：產(chǎn)生高次諧波。 調(diào)相機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)優(yōu)。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)精度差，不靈活。并聯(lián)電抗器：對高壓遠(yuǎn)距離輸電線路可以提高輸送能力，降低過電壓。西安工程大學(xué)

48、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18第 3 章 短路電流計(jì)算3.1 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算中，容量和接線均按最終規(guī)模計(jì)算，短路種類按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路較驗(yàn)。本設(shè)計(jì)設(shè)備選擇的短路電流是按變電所最終規(guī)模及 330 千伏、110千伏系統(tǒng)阻抗進(jìn)行計(jì)算的。經(jīng)短路電流計(jì)算，在 330 千伏變電所可能發(fā)生的各種短路類型中,330 千伏母線發(fā)生三相對稱短路時(shí)，短路電流最大，110 千伏母線發(fā)生單相接地短路時(shí)，短路電流最大。3.2 短路電流和短路容量電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生正常連接(短路)時(shí)流過的電流叫短路電流。在三相系統(tǒng)中發(fā)生短路的基本類型有三相短

49、路、兩相短路、單相對地短路和兩相對地短路。三相短路因短路時(shí)的三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路；其他幾種短路均使三相電路不對稱，故稱為不對稱短路。在中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中，以一相對地的短路故障為最多，約占全部短路故障的 90%。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路阻抗的減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過程，使短路回路中的電流大大增加，可能超過回路的額定電流許多倍。短路電流的大小取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)發(fā)電機(jī)額定電流的1015 倍，在大容量的電力系統(tǒng)中，短路電流可高達(dá)數(shù)萬安培。反映

50、電力系統(tǒng)某一供電點(diǎn)電氣性能的一個(gè)特征量叫做短路容量。表達(dá)式為：wk= unik式中， wk 短路容量，mva； un 短路點(diǎn)正常運(yùn)行故障前的線電壓，kvik 發(fā)生三相短路故障時(shí)的短路電流，ka若 un 、ik 取標(biāo)么值和、則該點(diǎn)短路容量的標(biāo)么值為 wk=*；nukinuki由于 un接近于 1, 所以 wk的倒數(shù)即該供電點(diǎn)的短路阻抗標(biāo)么值為:= k*；kxnz3.3 短路電流將引起下列嚴(yán)重后果西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19(1)短路電流往往會(huì)有電弧產(chǎn)生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設(shè)備和傷害周圍的人員。(2)巨大的短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，一方面會(huì)使

51、導(dǎo)體大量發(fā)熱，造成導(dǎo)體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力作用于導(dǎo)體，使導(dǎo)體變形或損壞。(3)短路也同時(shí)引起系統(tǒng)電壓大幅度降低，特別是靠近短路點(diǎn)處的電壓降低得更多，從而可能導(dǎo)致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低，使供電設(shè)備的正常工作受到損壞，也可能導(dǎo)致工廠的產(chǎn)品報(bào)廢或設(shè)備損壞，如電動(dòng)機(jī)過熱受損等。(4)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí)，系統(tǒng)功率分布的突然變化和電壓的嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè)系統(tǒng)解列。這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷，因此，必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大，持續(xù)時(shí)間愈長，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。3.4

52、限制短路電流的措施為保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，減輕短路造成的影響，除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，可采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器，以及發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置等。此外，還應(yīng)考慮采用限制短路電流的措施，如合理選擇電氣主接線的形式或運(yùn)行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值; 加裝限電流電抗器; 采用分裂低壓繞阻變壓器等。(1)作好短路電流的計(jì)算, 正確選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備, 電氣設(shè)備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。(2)正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護(hù)裝置，以便發(fā)生短路時(shí)，能快速切

53、斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時(shí)間，減少短路所造成的損失。(3)在變電站安裝避雷針，在變壓器附近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。(4)保證架空線路施工質(zhì)量，加強(qiáng)線路維護(hù)，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。(5)帶電安裝和檢修電氣設(shè)備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的地方工作，要采取防止短路的措施。(6)加強(qiáng)管理, 防止小動(dòng)物進(jìn)入配電室，爬上電氣設(shè)備。(7)及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵，防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20(8)在電纜埋設(shè)處設(shè)置標(biāo)記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護(hù)，并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置，以防電纜被破壞引發(fā)

54、短路。(9)電力系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)程，嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設(shè)備，禁止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘，線路施工，維護(hù)人員工作完畢，應(yīng)立即拆除接地線。要經(jīng)常對線路、設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進(jìn)行檢修。3.5 短路電流計(jì)算的目的和條件(1)短路電流計(jì)算的目的：在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：電氣主接線的比較。選擇導(dǎo)體和電器。在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。(2)短路電流

55、計(jì)算條件的基本假定：正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；所有電源的電動(dòng)勢相位相角相同；電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；除去短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；元件的計(jì)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；輸電線路的電容忽略不計(jì)。(3)一般規(guī)定：驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃；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?zhàn)饔玫奈靼补こ檀髮W(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

56、文）21異步電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響；選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)；導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。3.6 計(jì)算過程基準(zhǔn)值為 sb=1000mva,ub=uav,330kv 側(cè)取 345kv,110kv 側(cè)取 115kv,35kv 側(cè)取 38.5kv. 其等效圖為對 osfpsz10240000/330 主變壓器：uk1%=1/2uk(1-2)%uk(1-3)% uk(2-3)%=1/2(10.51324)=0.25uk2%=1/2uk(2-3)%uk(2-1)% uk(1-3)%=1

57、/2(2410.513)=10.75uk3%=1/2uk(3-1)%uk(3-2)% uk(1-2)%=1/2(132410.5)=13.2501. 0240*1001000*25. 0100%1x1snsbuk西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）220.448240*1001000*75.10100%2x2snsbuk1.8472*1001000*25.13100%3x3snsbuk對 osfpsz10360000/330 主變壓器：uk1%=1/2uk(1-2)%uk(1-3)% uk(2-3)%=1/2(132510.5)13.75uk2%=1/2uk(2-3

58、)%uk(2-1)% uk(1-3)%=1/2(1310.525)0.75uk3%=1/2uk(3-1)%uk(3-2)% uk(1-2)%=1/2(2510.513)11.25x40.384snsbuk100%1360*1001000*75.13x50.02snsbuk100%2360*1001000*75. 0x61.25snsbuk100%390*1001000*25.11d1短路時(shí)(330kv 母線)其等效電路圖為轉(zhuǎn)化為西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23再轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為36. 084. 1448. 084. 1*448. 03232x3/x27 xxx

59、xx02. 025. 102. 025. 1*02. 05656x5/x6x8xxxx0.350.360.017x1x9x0.15802. 0382. 08x4x10x178. 010/911xxxx62.50.1781111*xi短路電流有名值kauavsnii40. 9345*31000*62. 53*沖擊電流kakshi92.2340. 9*8 . 1*22ish式中 ksh沖擊系數(shù)。實(shí)際電路中，1ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取 ksh1.8。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24全電流最大有效值ish10.59*1.5115.99ka短路容量mvas

60、88.5616345*40. 9*3d2路時(shí)(110 母線)為轉(zhuǎn)化為西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25再轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為x124/x60.2906464xxxx25. 1382. 025. 1*382. 0 x131/x30.013131xxxx84. 101. 084. 1*01. 0x14x5x120.020.290.27x15x2x130.4480.010.438xx16x14/x150.16715141514xxxx438. 027. 0438. 0*27. 0i*5.988x1610.1671短路電流有名值ii*5.988*30.063kauavsn3