[建筑]說明書含計算書

1、貴州電力職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 設(shè) 計說明書課題：110kv終端變電所電氣部分設(shè)計班 級： 專 業(yè)： 設(shè) 計 人： 指導教師： 時 間： 目 錄前 言第一章 原始資料分析 1-1 設(shè)計內(nèi)容 1-2 設(shè)計成果 1-3 原始資料第二章 主變壓器選擇2-1 全所負荷統(tǒng)計計算及無功補償2-2 主變壓器選擇原則2-3 主變壓器的選擇第三章 電氣主接線設(shè)計3-1 電氣主接線的設(shè)計原則3-2 電氣主接線初步方案的擬定3-3 電氣主接線的確定第四章 所用電設(shè)計及全所中性點運行方式4-1 所用變壓器選擇4-2 所用電源的引接及所用電接線方式4-3 全所中性點的運行方式第五章 短路電流計算5-1 短路電流計算的一般原

2、則及步驟5-2 各短路點短路電流的計算5-3 短路電流計算結(jié)果匯總第六章 電氣設(shè)備和載流導體的選擇 6-1 電氣設(shè)備選擇的一般原則6-2 主要電氣設(shè)備選擇 （各側(cè)以斷路器、隔離開關(guān)、電壓、電流互感器為例進行選擇）6-3 載流導體選擇的一般原則6-4 主要載流導體選擇第七章 變電所配電裝置規(guī)劃設(shè)計 7-1 概述7-2 變電所配電裝置的確定第八章 變電所防雷保護規(guī)劃第九章 變電所繼電保護配置 9-1 概述 9-2 變壓器保護的配置 9-3 線路保護的配置結(jié)束語謝 辭參考文獻前 言本說明書介紹的是110kv變電所電氣部分設(shè)計。本書主要介紹了變電所主變壓器選擇，幾種電氣主接線的比較及電氣主接線最終方案

3、的確定，短路電流計算，電氣設(shè)備選擇，配電裝置的選型，變電所防雷保護及配置，繼電保護及配置。 本書在編寫過程中，得到了 老師的關(guān)心和大力支持，給了我很大幫助，在此表示感謝。鑒于時間和水平的限制，書中錯誤和不當之處，敬請老師及讀者批評指正。編者年 月第一章 原始資料分析1-1 設(shè)計內(nèi)容1、負荷的統(tǒng)計計算及無功補償容量的確定；2、確定變電所主變壓器臺數(shù)、容量、型式；3、變電所電氣主接線的設(shè)計；4、變電所所用電設(shè)計及全所中性點運行方式；5、各電壓等級配電裝置的規(guī)劃設(shè)計；6、短路電流計算；7、電氣設(shè)備及導體的選擇；8、全所繼電保護的規(guī)劃設(shè)計；9、全所防雷保護系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計。1-2 設(shè)計成果1、設(shè)計說明書

4、一份；2、設(shè)計計算書一份；3、變電所電氣主接線圖1張（1號圖紙）；4、繼電保護配置圖1張（2號圖紙）。1-3 原始資料1、待設(shè)計變電所為城郊110kv終端變電所，一次設(shè)計并建成。2、進、出線情況110kv：進線回路數(shù)：2回，分別由距待設(shè)計變電所30的a系統(tǒng)和距待設(shè)計變電所50的b系統(tǒng)供電。 35kv：出線回路數(shù)：4回，最大負荷為2×9 + 2×5mva，cos =0.9，均為類負荷，對側(cè)無電源。 10kv：對側(cè)無電源，待建變電所10kv母線到各地區(qū)均用架空線供電，其中1）和2）為類負荷，其余為類負荷。tmax=4000h，各饋線負荷如下表：序號企業(yè)名稱計算有功功率（mw）計

5、算無功功率（mvar）距離（km）1冶煉廠4.23.352印染廠3.52.763棉紡廠2.62.0544機械廠2.61.935化工廠1.91.576化肥廠2.82.057有機廠2.41.838氣源廠2.21.529機電廠2.82.15310儀表廠1.59.03另外，全所考慮20%的負荷增長。3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4、系統(tǒng)參數(shù)：（假設(shè)為無限大容量電源，基準容量為sj=100mva ，uj=up） a系統(tǒng)：歸算至本所110kv母線電抗標幺值xa= 0.06b系統(tǒng)：歸算至本所110kv母線電抗標幺值xb= 0.085、所用電按總負荷的1%考慮。6、環(huán)境條件1）當?shù)啬曜罡邷囟?8.5°c，最熱月平均

6、最高溫度28.2°c，年最低溫度為-5.9°c，最熱月地面0.8m處土壤平均溫度25.7°c 。2）當?shù)睾芨叨?000m。3）當?shù)乩纂娙諗?shù)37.3日/年，無空氣污染，變電所處在500.m的黃土上。4）其它資料：其它如地形、交通運輸、施工條件、環(huán)境保護、特殊設(shè)施和人防、城鄉(xiāng)規(guī)劃、擴建或改建條件等，對設(shè)計均無限制。第二章 主變壓器選擇2-1 全所負荷統(tǒng)計計算及無功補償一、10kv側(cè)1、10kv側(cè)原始負荷統(tǒng)計取同時系數(shù)k=0.9p10kv = k *p = 0.9×（4.2 +3.5 +2.6 + +1.5）= q10kv = k *q = 0.9×

7、;（3.3 +2.7 +2.05 + +9 ）=s10kv = cos =p10kv /s10kv = 2、10kv側(cè)無功補償方式由于cos到不到0.9的要求，故考慮在10kv母線上并聯(lián)電容器，進行無功補償?？紤]到變壓器損耗，現(xiàn)將10kv側(cè)功率因數(shù)由原來的提高到0.92 。 3、10kv側(cè)無功補償容量的確定補償前： p10kv = cos =補償后： p10kv = cos´ =0.92 則 tan´ = 0.426 q10kv ´ =p10kv * tan´= 計算無功補償容量qc ´ =q10kv - q10kv ´ = 查電力工

8、程手冊，選取 bw10.5-14-1 型電力電容器則所需電容器個數(shù) n´ = qc ´/ q c = 按實際選取電容器個數(shù)n > n´ ，且為3的整數(shù)倍原則，確定實際選取電容器個數(shù)n = 個則實際無功補償容量 qc = n * q c = 4、無功補償后，10kv側(cè)總負荷p10kv = q10kv ´ =q10kv - qc = s10kv ´ = cos´ =p10kv /s10kv ´= 0.92 達到要求二、35kv側(cè)s35kv = 2×9 + 2×5 =28 mva cos = 0.9因功率

9、因數(shù)已達0.9，故35kv側(cè)無需考慮無功補償三、全所總負荷s總´ =s10kv ´ + s35kv = 考慮20%的負荷增長：s增= s總´× 20% = 考慮1%的所用電： s所= s總´× 1% = 全所總負荷 s總= s總´+ s增+ s所 = 2-2 主變壓器的選擇原則1、臺數(shù)和容量的確定變電所主變壓器容量，一般應(yīng)按510年規(guī)劃負荷來選擇，根據(jù)城市規(guī)劃，負荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮，確定其容量，對重要變電所，應(yīng)考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足i類及ii類負荷的供電，對一般性變電所

10、，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負荷的60%70%。變電所主變壓器的臺數(shù)與電壓等級，接線方形式，傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切的關(guān)系，通常與系統(tǒng)具有強聯(lián)系的大、中型樞紐變電所，在一種電壓等級下，主變壓器應(yīng)不少于2臺，面對弱聯(lián)系的低壓側(cè)電壓為6-10kv變電所或只是備用性質(zhì)時可裝一臺主變壓器，對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè)3臺主變。根據(jù)原始資料分析后應(yīng)選2臺主變壓器。變壓器是一種靜止電器，運行實踐證明，它的工作是比較可靠的，一般壽命為20年，事故率較小，通常設(shè)計時，不必考慮另設(shè)專用變壓器。但大容量單相變壓器組是否需要設(shè)置備用變，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)要求，經(jīng)過經(jīng)濟、

11、技術(shù)比較后確定。按照以上原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近國家系列標準規(guī)格。2、相數(shù)確定在330kv及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因為三臺單相變壓器相對于同容量的三相變壓器來講投資大，占地多，運行損耗也較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復雜，也增加維護工作量，但是由于變壓器的制造條件和運輸條件的限制，特別是大型變壓器，尤其需要其運輸可靠性。從制造廠到變電所之間，變壓器尺寸是否超過運輸途中隧洞、涵洞、橋洞的允許通過限額；變壓器容量是否超過運輸途中車輛、船舶、碼頭、橋梁等運輸工具或設(shè)施的允許承載能力。若受到限制時，則宜選用兩臺小容量的三相變壓器取代一臺大容量三相變壓器，或選用單相變壓器組。由原始

12、資料可知，變電所有三個電壓等級、進線110kv，出線35kv和10kv，固選用三繞組變壓器，即110kv/35kv/10kv型。3、繞組數(shù)的確定國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器，按其繞組數(shù)分有雙繞組普通變，三繞組變，自藕變以及低壓繞組分裂式等形式變壓器，在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器，110kv系統(tǒng)是直接接地系統(tǒng)，這樣可以清除三次諧波的危害，所以不能用自藕變壓器。通過以上原則及原始資料分析，應(yīng)選三繞組變壓器。4、調(diào)壓方式為了保證變電所的供電質(zhì)量，電壓必須在規(guī)定允許范圍

13、內(nèi)，通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實行電壓調(diào)整，切換方式有兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在±2×2.5%以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%，其結(jié)構(gòu)較復雜，價格較貴。對110kv及以下的變壓器宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式。5、冷卻方式電力變壓器的冷卻方式，隨其型式和容量不同而異，一般有以下幾種類型：（1）自然風冷卻；（2）強迫空氣冷卻；（3）強迫油循環(huán)水冷卻；（4）強迫油循環(huán)風冷卻；（5）強迫油循環(huán)導向冷卻；（6）水內(nèi)冷變壓器；冷卻方式等后章再見，因為后章才計算和選擇主變壓器的型式和

14、容量。6、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，否則不能并聯(lián)運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和，高、中、低三繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110kv及以上電力變壓器繞組都采用y0連接，35kv亦采用y連接，中性點多通過消弧線圈接地。35kv以下電力變壓器繞組都采用連接。根據(jù)以上原則及原始資料分析后，所以選連接方式為：y0/y/。2-3 主變壓器的選擇根據(jù)上節(jié)的分析，選用2臺三繞組變壓器，電壓為121kv/38.5kv/11kv，由原始資料可知，主變?yōu)榻祲航Y(jié)構(gòu)，線圈的排列為：低壓中壓高壓。每臺主變?nèi)萘康倪x擇：原則1：不小于變電所總負荷的6070% sn s總 *

15、 60% = 原則2：不小于全所、類負荷的總和sn s、 = 取以上兩原則數(shù)值較大的一個，選容量為 的主變，能滿足負荷要求。根據(jù)以上計算分析，查發(fā)電廠電氣部分、課程設(shè)計參考資料得所選主變型號為： 110kv三繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號及容量（kva）額定電壓高/中/低連接組損 耗 （kw）阻 抗 電 壓（%）空載電流(%)空載 短 路高-中高-低中-低高-中高-低中-低第三章 電氣主接線設(shè)計3-1 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的重要組成部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，主接線的確定對于系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇，配

16、電裝置布置，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)，經(jīng)濟論證比較后方能確定最終方案。一、變電所電氣主接線的設(shè)計依據(jù)：1、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用電力系統(tǒng)中的變電所有系統(tǒng)樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類型。一般系統(tǒng)樞紐變電所匯集多個電源進行系統(tǒng)功率交換和以中壓供電，電壓為330-500kv、地區(qū)重要變電所電壓為220-330kv，一般變電所多為終端和分支變電所，電壓為110kv，但也有220kv。變電所在電力系統(tǒng)中的地位越重要，電氣主接線的可靠性要求就越高。2、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模一般根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)

17、劃進行設(shè)計。一般裝設(shè)兩臺主變壓器；當技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，500kv變電所可裝設(shè)34臺主變壓器。3、負荷大小和重要性（1）對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。（2）對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電。且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電。（3）對于三級負荷一般只需一個電源供電。4、系統(tǒng)備用容量大小裝有2臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。5、系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料（1）出線的電壓等級，回路數(shù)、出

18、線方向，每回路輸送容量和導線截面等。（2）主變壓器的臺數(shù)，容量和型式；變壓器各側(cè)的額定電壓、阻抗、調(diào)壓范圍及各種運行方式下通過變壓器的功率潮流。（3）調(diào)相機，靜止補償裝置，并聯(lián)電抗器、串聯(lián)電容補償裝置等型式、數(shù)量、容量和運行方式的要求。（4）系統(tǒng)的短路容量或歸算的電抗值。注明最大、最小運行方式的正、負、零序電流值，為了進行非周期分量短路電流計算，尚需系統(tǒng)的時間常數(shù)電阻r、電抗x值。（5）變壓器中性點接地方式及接地點的選擇。（6）系統(tǒng)內(nèi)過電壓數(shù)值及限制內(nèi)過電壓措施。（7）初期和最終變電所與系統(tǒng)的連接方式，變電所的地理位置和環(huán)境條件。二、電氣主接線設(shè)計的基本要求電氣主接線應(yīng)滿足可靠性，靈活性和經(jīng)濟

19、性三項基本要求。1、可靠性安全可靠的供電是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)和要求，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求，衡量主接線運行可靠的標志是：（1）斷路器檢修時，能否不影響供電。（2）線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運出線回路數(shù)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。（3）變電所全部停運的可能性。2、靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地切換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。因此，主接線應(yīng)能滿足以下幾個方面要求：（1）調(diào)度靈

20、活、操作簡便，應(yīng)能靈活地投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故，檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。（2）檢修安全：應(yīng)能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。（3）擴建方便：應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。3、經(jīng)濟性主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟合理，一般應(yīng)從以下幾方面考慮：（1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行方式簡化、節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理

21、的電器設(shè)備。（2）占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，應(yīng)采用三相變壓器。（3）電能損耗少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。三、電氣主接線設(shè)計的步驟1、 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給定的條件，分析原始資料數(shù)據(jù)，按照變電所設(shè)計技術(shù)規(guī) 程的要求，考慮待設(shè)計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，就可初步擬出若干個可行的主接線方案，內(nèi)容包括主變壓器容量，臺數(shù)和型式以及各級電壓配電裝置的接線方式等。在擬定初步方案時，思路要寬一點，眼光要遠一點，既不必必羅列所有方案，也不能遺漏一個合理方案。2、 依

22、據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，即對負荷供電要求是否滿足，供電能力是否足夠，事故情況下的影響范圍、檢修維護等進行比較，淘汰其中較差的方案，保留2個技術(shù)上較好的接線方案。3、 對2個技術(shù)上較好的方案進行進行經(jīng)濟比較，以選擇出經(jīng)濟上的最優(yōu)方案。經(jīng)濟比較一般采用抵償年限法：（1）電能損耗的計算雙繞組變壓器年電能損耗a可按下式計算：a=n(p0+kq0)+ (p+kq)(s/se)2/nt式中：n相同變壓器的臺數(shù)；se每臺變壓器的額定容量（kva）；s幾臺變壓器負擔的總負荷（kva）；p0 q0每臺變壓器的空載有功損耗（kw）和無功損耗（kvar）；p q每臺變壓器的短路有功損耗（

23、kw）和無功損耗（kvar）；三繞組變壓器容量比為100/100/100和100/100/50的可按下式計算：a=n(p0+kq0)+ (p+kq)(s 1 2/s2e+ s 2 2/s2e+ s 3 2/se s3e)t/2n s1 、s2 、s3n臺變壓器第1、2、3側(cè)所擔負的總負荷（kva）； s3e第3繞組的額定容量（kva）。（2）計算綜合造價和運行費綜合造價p按下式計算：p=i(1+a/100)i主體設(shè)備投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置、母線及明顯的增修橋梁、公路和拆遷費用；a不明顯的附加費用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝道開挖費用等，220kv取70，110kv取90。年運行費

24、用c按下式計算： c=aa+c1+c2a電能損耗（kw.h）；a電能損耗折算系數(shù)，取每（kw.h）的平均售價，我國各大電力系統(tǒng)為0.060.08元；c1檢修維護費，取為（0.0220.042）p；c2折舊費，取為0.058p 。 （3）償還年限和計算費用 擬定主接線，采用技術(shù)經(jīng)濟比較， 即從技術(shù)要求中擬出幾個初步方案，經(jīng)過技術(shù)比較，選出兩個較好方案進行經(jīng)濟比較， 如果兩個方案中的經(jīng)濟性差別不大時應(yīng)根據(jù)抵償年限法選取一個最佳方案。抵償年限為： 1 2 - 2 1 若小于68年，則采用綜合價高的第一方案，反之， 則用第二方案。3-2 電氣主接線初步方案的擬定一、方案分析110kv側(cè)：兩回進線，兩臺

25、主變?？晒┻x擇的主接線方案有：單母分段、橋形、角形接線等。35kv側(cè)：兩回進線（接主變），四回出線。進出線回路數(shù)為48回時可采用單母分段；出線回路數(shù)超過8回時可采用雙母線接線。因此可供選擇的主接線方案有：單母分段、單母分段帶旁母。10kv側(cè)：兩回進線（接主變），十回出線?？晒┻x擇的主接線方案有：單母分段、單母分段帶旁母。二、方案的初步擬定根據(jù)以上分析，初步擬定如下六個主接線方案。方案一：110kv側(cè)、35kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線。（注：35kv出線和10kv出線，每段母線只畫了一條出線做代表）方案二：110kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線，35kv側(cè)采用單母分段帶旁母接線。方案

26、三：110kv側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35kv側(cè)、10kv均采用單母分段帶旁路母線接線方式。方案四：110kv側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線方式方案五：110kv側(cè)采用外橋形接線，35kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線方式 （接線圖：略）方案六：110kv側(cè)采用四角形形接線，35kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線方式 （接線圖：略）三、方案的技術(shù)比較（一）各種接線的優(yōu)缺點：1、單母線分段接線優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。（2）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停

27、電。缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。（2）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越。（3）擴建時需向兩個方面均衡擴建。2、單母線分段帶旁母接線：優(yōu)點：（1）用斷路把母線段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。（2）當一段母線或有一回出線斷路器故障或檢修時，由旁路母線來供電。缺點：（1）比單母線分段接線多投資一根母線，兩組刀閘，所以在操作時比單母線分段接線復雜，增加工作量和增加故障幾率。（2）當出線為雙回路時常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴建時需向兩個方面均衡擴建。3、內(nèi)橋形接線優(yōu)點：（1）高壓斷路器數(shù)量少，接線清晰簡單。

28、 （2）易于擴建。缺點：（1）變壓器的切除和投入復雜，須動作兩臺斷路器，影響一回線路暫時停運。（2）橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。（3）出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上須加組隔離開關(guān)。橋連斷路器檢修時也可利用此跨條。 適用范圍： 適用于線路較長、故障機會多，線路需經(jīng)常單獨開斷，變壓器不需經(jīng)常切換，系統(tǒng)無穿越功率的情況。4、外橋形接線優(yōu)點：（1）高壓斷路器數(shù)量少，接線清晰簡單。 （2）易于擴建。缺點：（1）線路的切除和投入復雜，須動作兩臺斷路器，影響一臺變壓器暫時停運。（2）橋連斷路器檢修時，兩個回路

29、需解列運行。（3）出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上須加組隔離開關(guān)。橋連斷路器檢修時也可利用此跨條。 適用范圍： 適用于線路較短、故障機會少，線路不需經(jīng)常單獨開斷，變壓器因經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換，系統(tǒng)有穿越功率的情況。5、角形接線 優(yōu)點：（1）母線閉合成環(huán)形，并按回路數(shù)利用斷路器分段。（2）檢修任一臺斷路器都不致中斷供電。（3）隔離開關(guān)只在檢修設(shè)備時起隔離電源用。（4）具有較高的可靠性和靈活性。 缺點：（1）角形接線在開環(huán)和閉環(huán)運行狀態(tài)時，各支路所通過的電流差別很大，可能使電器選擇造成困難，并使繼電保護復雜化。

30、（2）不便擴建。（二）方案的技術(shù)比較1、35kv側(cè)和10kv側(cè)分別采用了單母分段接線和單母分段帶旁母接線。單母分段接線接線簡單，但是可靠性沒有單母分段帶旁母接線高，關(guān)于這一缺點，35kv側(cè)可以選擇性能好一點的斷路器，譬如用六氟化硫斷路器，它的性能及工作可靠性均好，事故率比較低；10kv側(cè)可以選用小車式及真空斷路器，斷路器出現(xiàn)故障可以用備用的小車馬上替換，這樣供電可靠性大大提高，可以選用接線簡單的方案。二和方案三。2、110kv側(cè)采用角形接線，雖然供電可靠性高，且使用斷路器臺數(shù)也不多（四條線路使用四臺斷路器），但由于開環(huán)和閉環(huán)運行狀態(tài)時，各支路所通過的電流差別很大，使得電器選擇困難，并使繼電保護

31、復雜化，且不便擴建，因此不采用。這樣可淘汰方案六。3、內(nèi)、外橋接線有各自的適用范圍，根據(jù)本變電站的實際情況，更符合內(nèi)橋的范圍。這樣可淘汰方案五。通過以上分析，保留了方案一和方案四這兩個在技術(shù)上較優(yōu)的方案。（三）方案的經(jīng)濟比較用方案一和方案四進行經(jīng)濟比較，選擇一個最優(yōu)的方案。（1）兩個方案的35kv側(cè)和10kv側(cè)接線完全一樣，所以沒有什么可比的。（2）兩個方案的主變一樣，電能損耗相同，因此用不著進行電能損耗的計算，要比較的就是110kv側(cè)的投資。（3）方案一的110kv側(cè)是用單母線分段接線。用了兩根110kv母線，五臺110kv斷路器，十臺110kv隔離開關(guān)。方案四一共用了三臺110kv斷路器，

32、十臺110kv隔離開關(guān)。兩個方案相比，方案四節(jié)約兩臺110kv斷路器和兩根110kv母線。所以方案四比方案一經(jīng)濟。經(jīng)過以上技術(shù)、經(jīng)濟比較后，最后選定方案四作為本變電所的電氣主接線，即：110kv側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35kv側(cè)、10kv側(cè)均采用單母分段接線型式。第四章 所用電設(shè)計及全所中性點運行方式4-1 所用變壓器選擇一、所用變壓器選擇的基本原則1、變壓器原、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和所用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。2、連接組別的選擇，宜使用同一電壓級（高壓或低壓）的所用工作，備用變壓器輸出電壓的相位一致。3、阻抗電壓及調(diào)壓形式的選擇，宜使在引接點電壓及所用電負荷正常波動范圍內(nèi)，所用各級母線的電壓

33、偏移，不超過額定電壓的±5%。4、變壓器的容量必須保證所用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。二、所用變壓器的選擇所用電容量：s所= 考慮到所用電負荷性質(zhì)，設(shè)立一臺明備用，所以選擇兩臺容量為的雙繞組變壓器。查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料，所用變選型號為：10k雙繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)及綜合投資型號及容量（kva）額定電壓連接組損耗 （kw）阻抗電壓（%）空載電流(%)綜合投資(萬元)空載短路4-2 所用電源的引接及所用電接線方式一、所用電源的引接所用電源從節(jié)約投資的角度出發(fā)，應(yīng)從變電站最低電壓的一側(cè)引接，因此，本所兩臺所用變應(yīng)分別接于10kv兩段不同的母線上。二、所用電接線方式所用電系統(tǒng)

34、采用380/220中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源。所用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式。當有兩臺變壓器時，采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。4-3 全所中性點的運行方式根據(jù)系統(tǒng)要求，110kv及以上系統(tǒng)均為中性點直接接的系統(tǒng)，所以110kv側(cè)中性點應(yīng)直接接的。由于同一系統(tǒng)中不應(yīng)有多臺變壓器中性點同時接的，所以中性點應(yīng)設(shè)一把隔離開關(guān)；當中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，應(yīng)立即動作于跳閘，所以接地中性線上應(yīng)裝設(shè)一個零序電流互感器；為避免110kv中性點處于不接地運行時產(chǎn)生過電壓，危害變壓器的絕緣，應(yīng)在中性點的隔離開關(guān)處并一臺避雷器。35k

35、v、10kv側(cè)通常為不接地系統(tǒng)，可靠性比直接接地系統(tǒng)高，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，可繼續(xù)運行二個小時，此時故障相電壓為零，非故障相電壓升為線電壓，中性點電壓升為相電壓，對設(shè)備絕緣要求高，當電壓等級越高時投資增加就越多；若不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時電弧不能自行熄滅（10kv系統(tǒng)單相接地電流超過30a、35kv系統(tǒng)單相接地電流超過10a時），可采用中性點經(jīng)消弧線圈接地；本次設(shè)計因未涉及接地電流計算，故35kv、10kv側(cè)采用不接地系統(tǒng)。第五章 短路電流計算5-1 短路電流計算的一般原則及步驟一、短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的主要有以下幾個方

36、面：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(shè)備時，為了保證設(shè)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(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗，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，需以短路電流為依據(jù)。5、接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流二、短路電流計算的一般規(guī)定：1、驗算導體和電器的動穩(wěn)定、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)510年的遠景發(fā)展規(guī)劃；2、選擇導體

37、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電動機的影響；3、選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的點；4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按系統(tǒng)最大運行方式下三相短路電流驗算。5、校驗繼電保護靈敏度時，一般按系統(tǒng)最小運行方式下二相短路電流驗算。三、短路計算點的確定在正常接線方式下，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點；對于帶電抗器的6-10kv出線與廠用分支線回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)的引線，套管時，短路計算點應(yīng)該取在電抗器前，選擇其余的導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。四、計算短

38、路電流的步驟（無窮大容量系統(tǒng)）1、選擇短路點；2、作等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、求電路各元件電抗；4、網(wǎng)絡(luò)化簡，求短路回路總電抗；5、計算短路電流。五、一般需要計算的參數(shù)1、i0秒時短路電流周期分量有效值；2、i0.2短路后0.2秒的短路電流周期分量有效值；3、i時間為時的短路電流周期分量有效值；4、ich短路沖擊電流；5、ich短路全電流最大值；6、 sk0秒時短路容量；六、電路元件參數(shù)的計算1、 基準值計算高壓短路電流計算一般只計及各元件（發(fā)電機、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，采用標么值計算，為了方便計算，通常取基準容量sb=100mva,基準電壓一般只取各組電壓的平均電壓即：ub=1.05ue=u

39、p則基準電流： ib=sb/31/2ub 基準電抗： xb=ub/31/2ib常用基準值例表(sb=100mva)基準電壓ub (kv)10.537115230345525787基準電流ib (ka)5.501.560.5020.2510.1670.110.073基準電抗xb ()1.1013.71325301190275661942、常用設(shè)備電抗標么值的計算3、三繞組變壓器等值電抗的計算公式在三繞組變壓器中，1表示高壓側(cè)、2表示中壓側(cè)、3表示低壓側(cè)。七、無窮大容量系統(tǒng)短路電流計算公式若已求出短路回路總電抗標幺值x*則短路電流標幺值ik* = 1/ x*短路電流有名值 ik = ik* 

40、15;ib對于高壓電路，取沖擊系數(shù)k=1.8，則短路沖擊電流 ish =2.55 ik短路全電流最大值ish =1.51 ik短路容量 sk =3 ub ik5-2 各短路點短路電流的計算在本次設(shè)計中，由于沒有涉及繼電保護的整定計算，短路電流計算的主要目的是選擇電氣設(shè)備和載流導體，因此，只計算最大短路電流，即三相短路電流的數(shù)值，并按系統(tǒng)長期運行方式（兩臺主變并列運行）進行計算。此外，將系統(tǒng)視為無窮大容量系統(tǒng)，按無窮大容量系統(tǒng)短路電流的計算方法進行計算。一、選擇計算短路點為選擇110kv35kv10kv配電裝置的電器和導體，需計算在最大運行方式下流過設(shè)備的最大短路電流，為此共選3個短路點，即k1

41、點、k2點、k3點；k1點為110kv內(nèi)橋接線上，k2點35kv母線上，k3點為10kv母線上。二、作等值網(wǎng)絡(luò)圖,求出各元件電抗值（一）等值網(wǎng)絡(luò)如圖所示（二）各元件電抗值（都采用標幺值計算，故省略標幺值符號）選取sb =100mva, ub =uav三、k1點短路電流計算網(wǎng)絡(luò)化簡：四、k2點短路電流計算網(wǎng)絡(luò)化簡：五、k3點短路電流計算網(wǎng)絡(luò)化簡：5-3 短路電流計算結(jié)果匯總表短路點編號支路名稱短路電流（ka）短路容量（mva）ikishishk1110kv橋上k235kv母線k310kv母線第六章 電氣設(shè)備和載流導體的選擇61 電氣設(shè)備的選擇原則一、導體和電器選擇的一般原則1、應(yīng)滿足正常運行、檢

42、修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。2、應(yīng)與整個工程的建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致，盡量使新老電氣型號一致。3、為了便于維修、減少備品、備件的型號，設(shè)計時同一電壓等級下的導體和電器盡量采用同一型號。4、所選導體和電器要求技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、貫徹以鋁代銅、節(jié)約占地等國策。5、在選擇導體和電器時，應(yīng)按正常工作條件進行選擇，并按短路情況校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。以滿足正常運行、檢修和短路情況下的要求。6、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，按本工程的設(shè)計規(guī)定容量計劃，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃。按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算。7、所選的導體和電器應(yīng)按當?shù)氐臍?/p>

43、溫、風速、覆冰、海拔等環(huán)境條件進行校核。8、選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時應(yīng)經(jīng)上級主管部門鑒定合格。二、選擇步聚：（一）按正常工作條件選擇 1、電氣設(shè)備的額定電壓e不應(yīng)小于所在回路的工作電壓，即 e 2、電氣設(shè)備的額定電流e不應(yīng)小于該回路的最大長期工作電流max，即 emax 如果電氣設(shè)備的工作環(huán)境最高氣溫大于或小于40時， 由于冷卻條件不同，其允許電流應(yīng)加以校正： （1）當環(huán)境溫度高于40時，每增高1， 額定電流應(yīng)減少1.8 （2）當環(huán)境溫度低于40時，每降低1， 額定電流可增加0.5。但增加的總數(shù)不得超過20e?；?/p>

44、路長期最大工作電流計算方法見下表回路最大工作電流說明出線回路帶電抗器出線電抗器額定電流單回路線路最大負荷電流包括線路損耗與事故時轉(zhuǎn)移過來的負荷雙回路（1.2 2）一回線的正常最大負荷電流同上橋型接線最大元件負荷電流橋回路須考慮系統(tǒng)穿越功率變壓器回路1.05變壓器額定電流根據(jù)在0.95額定電壓以上時其容量不變；帶負荷調(diào)壓變壓器應(yīng)按變壓器的最大工作電流母線分段回路分段電抗器額定電流考慮電源元件事故跳閘后任能保證該段母線負荷；分段電抗器一般發(fā)電廠為最大一臺發(fā)電機額定電流的5080%，變電所應(yīng)滿足用戶的一類負荷和大部分二類負荷母線聯(lián)絡(luò)回路一個最大電源元件的計算電流旁路回路帶旁路的回路最大額定電流發(fā)電機

45、回路1.05發(fā)電機額定電流當發(fā)電機冷卻氣體溫度低于額定值時，允許提高電流為每低1度加0.5%3、按當?shù)丨h(huán)境條件校核選擇設(shè)備時應(yīng)考慮設(shè)備的裝設(shè)地點，即按工作環(huán)境、運行條件和要求，選擇設(shè)備的型號、規(guī)格。如屋內(nèi)或屋外設(shè)備； 防爆型或普通型設(shè)備；如工作環(huán)境污染嚴重，應(yīng)選用加強絕緣的設(shè)備；當氣溫、風速、溫度、污穢、海撥、地震、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較，分別采取相應(yīng)措施如：專門訂購特別設(shè)計的產(chǎn)品等等。（二）、按短路情況校驗 1、熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電氣設(shè)備，當短路電流流過它時， 其最高溫度不應(yīng)超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱最高允許溫度，即 2dz t2 t

46、 式中 穩(wěn)態(tài)短路電流 t設(shè)備t秒熱穩(wěn)定電流 (t及t由設(shè)備參數(shù)查取) dz短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間） tdz=tz0.05” s式中 ”= i” / (對無窮大容量系統(tǒng)而言”=1)tz根據(jù)”和t，通過查“短路電流發(fā)熱等值時間曲線”得到 （該曲線見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料）2、動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機械效應(yīng)的能力，在校驗時， 用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進行比較，即ishimax 或 shmax 式中 ish，sh短路沖擊電流及其有效值 imax，max電器極限通過電流的最大值及有效值三、電氣設(shè)備的選擇校驗項目序號設(shè)備名稱選擇項目校驗項目額定

47、電流額定電壓其他動穩(wěn)定熱穩(wěn)定1斷路器#斷流容量#2隔離開關(guān)#3熔斷器#斷流容量4負荷開關(guān)#5電流互感器一次電流一次電壓準確等級二次負荷#6電壓互感器一次電壓二次電壓準確等級二次負荷7套管絕緣子#8支柱絕緣子#9母線經(jīng)濟電流#10電纜經(jīng)濟電流#11電抗器#電抗百分值#注：表內(nèi)有#者為必須進行的項目。62 主要電氣設(shè)備選擇根據(jù)本次設(shè)計要求，各側(cè)以斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器為例進行選擇。1、斷路器斷路器按額定電壓、額定電流、斷流容量、裝設(shè)地點使用條件進行選擇，校驗其動、熱穩(wěn)定度。2、隔離開關(guān)隔離開關(guān)按額定電壓、額定電流、裝設(shè)地點使用條件進行選擇，校驗其動、熱穩(wěn)定度。3、電壓互感器電壓互

48、感器按一次電壓、二次電壓（一般為100v）、裝設(shè)地點使用條件進行選擇，校驗其準確度等級。由于本次設(shè)計未給出電壓互感器的二次負荷，故認為互感器容量滿足準確級的要求，不進行準確度等級的校驗。對于3-20kv配電裝置，宜采用油絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；對于35kv配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；對于110kv及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。4、電流互感器電流互感器按額定電壓、一次電流、二次電流（一般為5a）、裝設(shè)地點使用條件進行選擇，校驗其準確度等級、短路動、熱穩(wěn)定度。由于本次設(shè)計未給出電壓互感器的二次負荷，故認為

49、互感器容量滿足準確級的要求，不進行準確度等級的校驗。5、短路電流發(fā)熱等值時間dz的計算電氣設(shè)備熱穩(wěn)定校驗條件：i k2dz i t2 t 校驗熱穩(wěn)定時要用到短路電流發(fā)熱等值時間dz ，而不同電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流等效時間t不一樣，為方便起見，現(xiàn)將不同t時所對應(yīng)的dz 先計算如下，以備后面要用時查取。tdz = tz0.05” s對無窮大容量系統(tǒng)而言 =1因此，tdz = tz0.05 stz根據(jù)”和t，通過查“短路電流發(fā)熱等值時間曲線”得到 （該曲線見發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料） 由曲線分別查出” =1 ，t = 1、2、3、4、5 s 時所對應(yīng)的tz ，從而進一步由tdz = tz0.05 計算出所對應(yīng)的tdz ，見下表：t （s）tz （s）tdz = tz0.05 （s）10.760.8121.611.6632.42.4543.413.4654.44.45一、110kv側(cè)主要電氣設(shè)備選擇回路最