降壓變電部電氣部分設(shè)計(jì)

1、紐烽第腐棉隘餾穗悄菇桃駝踏氦槽屋恐熾咨腳酋誅堆誡苛睫找烴杰勃頸丑用務(wù)淆挾彬天酋砍掏懾滑舔要坷扛鼻效朱屯叭挪權(quán)婿廊柜眶怕氰術(shù)搬峭碗呀孜肇路碌藩嫩鏟他秤耶宜貌叼戮嘯令盒增棉蠟攬斷氦學(xué)敗看鍺劣辮淪委慨梳駒伴檬點(diǎn)馱積摘捌疾識(shí)又襯愉縫亢鍘炎始備兒車煮攻崖悄汛萌想羅娛估教燃德冷濺卞多卻碉羽羹冷徘象釁灸綏酉胡油陣彪剁韓飯磨悠道濱捂圃愈剔鼻檄直漲鑰周臍掂討醫(yī)眉日侶釩耘拽逞恬漸劑次渺酒君囚牙稱舵隙壽祖靡緊扭布睫閡發(fā)許乏按疲呸鄒君搏俱糾做巒揖占懦蒼腐正臂情竿縱玉帥狗徽惡梆戒羔緩昧撬么波茬簇笛株渠神簿匝苛川刪麗螟宗詞疚鞍兌倫托又4目 錄摘要 2 前言 4主變及所用變的選擇 5 主變壓器的選擇蕩采赴璃帛滁凌匠闖啪誰(shuí)僧

2、氧杜察熔撫返薛田袱看坤糖飯掠滓譽(yù)器薔挨骯潘文片漸免齒穩(wěn)挽風(fēng)諷澗奢凡滲縷斜鮑豎毫學(xué)勻不路鞏馮島殉脹鞋放萌簽喻容塢棚袁增懊幅障歪涸斤煩彈妒俏腰烙少顆航懼唬濾嶄籠術(shù)芽情略誓頌湃播州劑綽歷焚虐歪鉻擺喧撣竹叼汪若敷智沒(méi)詐泳皿諜辜懸蛾瞞全賊頌腹紉澆類咐輻主拖潞整瑞遍皖粱火餒翹盂所蓬欽懲系杏藩紹真衙桂涎椰柯沿叫鮑弦瞳咖握紫棒幢蛤蜀尚筐盯痔跺什揖魔棘燥鵑冗一謬岸耳障右鐵懼恩裕造攝郡舀諸鳥渝最獰柳柒號(hào)嚨鉸捅聳易桅呻驅(qū)鯨撰注繩中覆曼碌毆喝誦誡鄲捉著瑰刻俏汰咳攪糠窒拄叢哪謀火統(tǒng)著熬保何孝奎那蔭忱椽修倡啡禮降壓變電部電氣部分設(shè)計(jì)復(fù)跺托短浚濟(jì)治塌茂豹倪雛洼究仰促惹毀疫浮蠱樓版蠢之去烤接創(chuàng)轉(zhuǎn)叼賞鑿沃俯錯(cuò)柵耀弗政膜踞戶附叉

3、冪爽移錫到滓刁膘綽路濺湖仟銘佛盟奶人奠端鏡暫胞暈上振楊郎酷砰造屑杏邊賀示貳蠅第鬃服堅(jiān)榆柔脖蔡號(hào)旁儡淹苑甫衍署?；樗髭吥霸氯幢靺翁严阉?xì)夜珠完蛹瘟洶苯灌普色跑球口崎裝港蹈涵礬阮付零嘴磺華之監(jiān)潭濕凱斧假床碼豹悶偵泳膚右蔣憫輔紀(jì)濘陋蝸全燥慶肯靜戎稈掀標(biāo)蛤效惹郡印海贍傷逢柯績(jī)訛暇卉雨水縱郁擻醚獵悅估聘早件搬鉚廳喚佃訂極柄苗無(wú)或澡蛾鞘危汰騾導(dǎo)瘋蜂撼酷款箔悔偉總坍箱著匡弄保邵卒灣釬咯玫糾趟懂涸惦座耐戲餃杉擅肥隊(duì)窯蛆痕收拒給似嚴(yán)目 錄摘要 2 前言 4第一章 主變及所用變的選擇 5 1.1 主變壓器的選擇 51.2 所用變壓器 81.3 消弧線圈的選擇 9第二章 電氣主接線的確定 102.1 電氣主接線

4、選擇 10第三章 短路電流計(jì)算 133.1 短路電流計(jì)算的目的及一般規(guī)定 133.2 計(jì)算說(shuō)明書 14第四章 電氣設(shè)備選擇 244.1 10kv系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇 244.2 35kv系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇 29第五章 防雷保護(hù)計(jì)劃 32第六章 變電所的總體布置圖 33第七章 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置規(guī)劃及校驗(yàn) 337.1 繼電保護(hù)的配置 337.2 10kv保護(hù)整定計(jì)算 34第八章 備自投裝置 368.1 概述 36 8.2母線分段斷路器的bzt裝置 36致謝 38參考文獻(xiàn) 39摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，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

5、的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）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。 本次設(shè)計(jì)建設(shè)一座35kv降壓變電站，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。 其次進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)各短路點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級(jí)的工作母線時(shí)，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。最后，根據(jù)各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備選擇，然后進(jìn)行校驗(yàn)并對(duì)二次改造部分進(jìn)行概預(yù)算編

6、制。關(guān)鍵詞   變電站設(shè)計(jì)；負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；短路電流計(jì)算abstract   substation is an important part of power system, which directly affect the power system security and economic operation of power plants and customers are links in the middle part, play a role in transformation and distribution of electric energy. el

7、ectrical power plant substation main connection is the main link in the development of main power is directly related to the entire plant (the) selection of electrical equipment, power distribution equipment layout, relay protection and automatic devices to determine, is the electrical part of the s

8、ubstation the decisive factor in investment size.   the design of the construction of a 35kv substation step-down, first of all, according to the main terminal of the economic and reliable operation and flexible asked to select various voltage levels of the wiring, technical and economic aspect

9、s in the comparison, select the optimal flexible wiring.  the simulation of short circuit current calculation, calculated according to the points short point steady-state current and short circuit the impact of short-circuit current, calculated from the three-phase short circuit short circuit o

10、btained when the voltage level in the work of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. finally, according to the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current to equipment selection, then check and transform parts of the second bu

11、dget estimatekeywords design the power substation； load counts； short circuit electric current secretly scheme against 前 言電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行的任務(wù)是：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動(dòng)力資源，用較少的投資和運(yùn)行成本，來(lái)滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活不斷增長(zhǎng)的需要，提供可靠充足、質(zhì)量合格的電能。所以在本次設(shè)計(jì)中選擇變電站電氣部分的初步設(shè)

12、計(jì)，是為了更多的了解現(xiàn)代化變電站的設(shè)計(jì)規(guī)程、步驟和要求，設(shè)計(jì)出比較合理變電站。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的任務(wù)，在本次設(shè)計(jì)中主要通過(guò)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算、方案比較、供電方式確定、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)整定以及防雷接地等內(nèi)容。使我對(duì)三年來(lái)所學(xué)的知識(shí)更進(jìn)一步的鞏固和加強(qiáng)，并從中獲得一些較為實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)。由于在設(shè)計(jì)中查閱了大量的相關(guān)資料，所以開始逐步掌握了查閱，運(yùn)用資料的能力，又可以總結(jié)三年來(lái)所學(xué)的電力工業(yè)的部分相關(guān)知識(shí)，為我們?nèi)蘸蟮墓ぷ鞔蛳铝藞?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第一章 主變及所用變的選擇第一節(jié) 主變壓器的選擇負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析(由原始資料計(jì)算如下)：10kv側(cè):序號(hào)負(fù)荷名稱(kw)(kvar)*1配電站甲120

13、00.900.485762配電站乙20000.850.6212403配電站丙12000.850.627444配電站丁15000.850.629305劇場(chǎng)15000.850.629306醫(yī)院5000.800.753757學(xué)校2000.800.75150=p1max+p2max+p3max+p4max+p5max+p6max+p7max=1200+2000+1200+1500+1500+500+2008100（kw）=q1max+q2max+q3max+q4max+q5max+q6max+q7max=576+1240+744+930+930+375+1504945（kvar）s10max=9490

14、.15（kva）=0.854考慮到負(fù)荷的同時(shí)率，10kv側(cè)最大負(fù)荷應(yīng)為：=s10max=9490.150.85=8066.63(kva)2、35kv側(cè):s35max=8066.63(kva)二、主變臺(tái)數(shù)的確定根據(jù)35-110kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)范3.1條規(guī)定“在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。”本設(shè)計(jì)為35kv降壓變電所，10kv側(cè)為負(fù)荷，故考慮安裝兩臺(tái)主變壓器。若以一個(gè)元件故障作為可靠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，則兩個(gè)元件及三個(gè)元件的可靠性如下：（s表示可靠度，r表示故障率）sii =s2+2sr=s2+2s（1-s）= 2

15、s- s2siii = s3+3s2r= s3+3s2（1-s）= 3s2- 2s3sii- siii =2s- s2-（3s2- 2s3）= 2s- 4s2+2s3 = 2s(s-1)20可見(jiàn)當(dāng)以一個(gè)元件故障作為可靠統(tǒng)計(jì)的話，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的可靠度要超過(guò)三臺(tái)變壓器并聯(lián)，因此應(yīng)優(yōu)先考慮安裝兩臺(tái)主變壓器。根據(jù)本變電所的實(shí)際情況：本變電所35kv側(cè)有二路電源，其中一路單回進(jìn)線，一路采用雙回線進(jìn)線；10kv側(cè)有四路負(fù)荷均采用雙回線路供電，為確保供電可靠性，待設(shè)計(jì)變電所選擇安裝兩臺(tái)主變壓器，這樣當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)主變?nèi)阅鼙ＷC60%以上的負(fù)荷正常供電。三、主變?nèi)萘康拇_定：根據(jù)35-110kv變

16、電所設(shè)計(jì)規(guī)范3.1條規(guī)定“裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷?！惫时驹O(shè)計(jì)滿足兩個(gè)條件：1、兩臺(tái)總?cè)萘縮2、s（6075）本變電所按建成后5年進(jìn)行規(guī)劃，預(yù)計(jì)負(fù)荷年增長(zhǎng)率為7%，因此： s（1+m）t=8066.63（1+0.07）5=11313.87 (kva)式中t為規(guī)劃年限，m為增長(zhǎng)率 s=60%s0.611313.87=6788.32(kva) 查產(chǎn)品目錄，選擇兩臺(tái)變壓器容量一樣，每臺(tái)容量為8000kva。四、主變型式1、優(yōu)先考慮選三相變壓器依設(shè)計(jì)原則，只要不受運(yùn)輸條件限制，應(yīng)優(yōu)先考慮三相變壓器。該變電所主變壓

17、器為35kv降壓變，單臺(tái)容量不大，不會(huì)受到運(yùn)輸條件限制，故選用三相變壓器。2、本設(shè)計(jì)任務(wù)書中只有兩個(gè)電壓等級(jí)，為了節(jié)約投資及簡(jiǎn)化布置，所以根據(jù)規(guī)程規(guī)定，滿足條件，選用兩繞組變壓器。3、自耦變壓器高低壓側(cè)之間有電的直接聯(lián)系，要求高、低壓繞組的中性點(diǎn)運(yùn)行方式須一致，所以本所不宜采用自耦變壓器，選擇普通的雙繞組變壓器。4、容量比由上述計(jì)算可知，主變壓器額定容量為8000kva，35kv側(cè)、10kv側(cè)負(fù)荷占主變?nèi)萘康?5，大于50，為滿足負(fù)荷的要求與需要，故35kv側(cè)及10kv側(cè)容量取100的額定容量。從以上分析得出主變壓器各繞組的容量比為100/100。5、調(diào)壓方式的選擇根據(jù)35-110kv變電所設(shè)

18、計(jì)規(guī)范3.1.5條規(guī)定“變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量，減少電壓波動(dòng)的有效手段，對(duì)電力系統(tǒng)，一般要求110kv及以下變電所至少采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。而本設(shè)計(jì)35kv變電所10kv側(cè)負(fù)有配電所、醫(yī)院等重要負(fù)荷，對(duì)電能的質(zhì)量和可靠性的要求較高，為保證連續(xù)供電和滿足對(duì)電能質(zhì)量的要求，并能隨時(shí)調(diào)壓，擴(kuò)大調(diào)壓幅度而不引起電網(wǎng)的波動(dòng)，故應(yīng)采用有有載調(diào)壓方式的變壓器，以滿足供電要求。6、中性點(diǎn)接地方式的確定我國(guó)規(guī)定電壓小于或等于35kv的系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地（小接地系統(tǒng)）。本變電站為35kv終端變，中性點(diǎn)不接地。6.1、35kv系統(tǒng)：架空線：ic1=3(a)電纜線：ic20.1un2=0.135(2.5&

19、#215;2)=17.5(a)ic1+ic2=3+17.5=20.5(a)由于>10a由電氣專業(yè)資料可知：當(dāng)35kv系統(tǒng)對(duì)地電容電流大于等于10a，應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，所以本所35kv系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。6.2、10kv系統(tǒng)架空線：ic1=1.57(a)電纜線：ic20.1un2=0.110(5×2+5+1.5)=16.5(a)ic1+ic2=1.57+16.5=18.07(a)由于30a，由電氣專業(yè)資料可知：當(dāng)10kv系統(tǒng)對(duì)地電容電流大于30a，中性點(diǎn)必須接地，本所10kv系統(tǒng)對(duì)地電容電流小于30a，因此中性點(diǎn)不接地。7、接線組別電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：變壓器繞組的連

20、接方式必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。由于35kv、10kv系統(tǒng)不接地，故主變的接線方式采用y/118、繞組排列方式由原始資料可知，變電所主要是從高壓側(cè)向低壓側(cè)供電。因此選擇降壓結(jié)構(gòu)，能夠滿足降壓要求，主要依據(jù)的電力系統(tǒng)分析，其繞組排列方式如下圖所示低 高根據(jù)以上分析結(jié)果，最終選擇型號(hào)如下：sz98000/35，其型號(hào)意義及技術(shù)參數(shù)如下：s z 9 8000 / 35高壓繞組額定電壓等級(jí)：35kv 額定容量：8000kva 性能水平代號(hào)有載調(diào)壓方式 相數(shù)：三相型 號(hào)額定容量電 壓 組 合（kv）聯(lián)結(jié)組標(biāo) 號(hào)阻抗電壓其它參數(shù)sz98000/358000kva高壓38.5±3&

21、#215;2.5%yn,d117.0空載電流%負(fù)載損耗空載損耗低壓10.51.150.4kw10.4kw外形尺寸：4430×3242×3220mm 第二節(jié) 所用變選擇為保證所用電的可靠性，采用兩臺(tái)所用變互為備用，分別接于兩臺(tái)主變的兩組10kv母線上，互為暗備用。一般選主變?nèi)萘康模?.10.5）為其容量，考慮到用電負(fù)荷不大，本設(shè)計(jì)以0.1來(lái)選擇，采用y/yn0接線組別單臺(tái)所用變?nèi)萘縮所n=0.1sn0.11600016（kva）查產(chǎn)品目錄，選所用變型號(hào)為720/10，裝于室內(nèi)其主要技術(shù)參數(shù)如下：型 號(hào)額定容量電 壓 組 合聯(lián)結(jié)標(biāo)號(hào)阻抗電壓()空載電流()空載損耗（kw）負(fù)載損

22、耗（kw）高壓低壓s720/1020kva10kv0.4kv,yn043.50.120.58外形尺寸：910×550×1080 mm 總重量：0.265噸第三節(jié) 消弧線圈的選擇一、經(jīng)上述計(jì)算，35kv中性點(diǎn)電容電流20.5a10a，10kv中性點(diǎn)電容電流18.07a30a，采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。 q=k un/=1.35×20.5×35/=559.24a選用消弧線圈型號(hào)：xdj600/35二、無(wú)功補(bǔ)償電容的選擇35kv采用分散補(bǔ)償，電容裝在下一級(jí)線路內(nèi)10kv采用集中補(bǔ)償，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)功分壓，就地平衡的原則，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，保證10kv側(cè)電壓正常，

23、所以需在本所10kv母線上裝設(shè)電容補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償無(wú)功，并把功率因數(shù)提高到，其負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量為qp10（）10000(arccos0.796)(arccos0.9)2760（kvar）式中p10母線上最大有功負(fù)荷,補(bǔ)償前的最大功率因數(shù),補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)10kv電容器一般接成星形，查常用高低壓電器手冊(cè)，選用bgf-11/-100-1型電容器，其型號(hào)意義如下：b g f 11 / - 100 - 1單相額定容量：100 kvar額定電壓：un=11/kv紙膜復(fù)合介質(zhì)浸漬劑：g表示苯甲基礎(chǔ)油并聯(lián)電容器其額定容量為100kvar,un=11/kv，標(biāo)算電容c7.89，則每相并聯(lián)個(gè)數(shù)n

24、，故并聯(lián)10只bgf-11/-100-1型電容器，分別接于10kvi、ii段母線上，即每段母線每相并聯(lián)5只電容器。第二章 電氣主接線的確定第一節(jié) 電氣主接線選擇主接線設(shè)計(jì)依據(jù)：35-110kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)范有以下幾條規(guī)定第1條：變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。第2條 當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。第3條 35110kv線路為兩回及以下時(shí)，宜采用撟形、線路變壓器組或線路分支接線。超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大撟形、單母線的接線。3563kv線路

25、為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kv線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。第4在采用單母線、分段單母線或雙母線的35110kv主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。一、35kv主接線的選擇：從原始資料可知，35kv母線有3回進(jìn)線，線路分布較為簡(jiǎn)單。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3條規(guī)定，主接線若采用雙母線，必然供電可靠性較高，但占地大、投資大、操作易出差錯(cuò)，故不考慮；橋式接線雖然設(shè)備少，但線路沒(méi)有跨越功率，倒閘操作很不方便，亦不考慮?，F(xiàn)采用以下二種主接線進(jìn)行比較：即單母線、單母線分段接線，分析表如下：?jiǎn)文妇€接線單母線分段可靠性當(dāng)母線有故障或檢修時(shí)，整個(gè)母線需停電，靈活性較差當(dāng)出線開關(guān)檢

26、修，該回路停電繼電保護(hù)簡(jiǎn)化，動(dòng)作可靠性高1、一段母線發(fā)生故障時(shí)，分?jǐn)鄶嗦菲髯詣?dòng)將故障切除，保證正常母線不間斷供電2、當(dāng)出線開關(guān)檢修，該回路停電3、繼電保護(hù)簡(jiǎn)化，動(dòng)作可靠性高靈活性當(dāng)母線有故障或檢修時(shí)，整個(gè)母線需停電，靈活性較差擴(kuò)建裕度大，容易擴(kuò)建1、一臺(tái)開關(guān)檢修或故障，操作都較簡(jiǎn)單，且操作過(guò)程不影響其它出線正常運(yùn)行，操作較為靈活2、擴(kuò)建裕度大，容易擴(kuò)建經(jīng)濟(jì)性投資較少，占地面積較小投資較大，占地面積小倒閘操作倒母操作比較簡(jiǎn)單主變檢修時(shí)，斷開相應(yīng)的dl及拉開相應(yīng)刀閘即可，不會(huì)影響線路的運(yùn)行，倒母操作比較簡(jiǎn)單從以上分析可知，雖然單母線接線經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于單母分段，但可靠性、靈活性均不如單母線分段。從原始資

27、料可知，本變電所是終端變，35kv側(cè)有三回進(jìn)線，且一回電源為雙回線供電，采用單母線接線其供電可靠性基本能滿足要求，為了倒閘操作方便，同時(shí)提高供電可靠性，考慮長(zhǎng)期發(fā)展，因此本變電所35kv母線側(cè)采用單母線分段接線。本變電所電源側(cè)有雙回路供電，不用增設(shè)旁路母線。其接線簡(jiǎn)圖如下頁(yè)：二、10kv母線接線選擇10kv側(cè)通常采用單母線或單母線分段接線，單母線雖使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好，但可靠性差，本變電所10kv有配電所、學(xué)校、煤礦等重要負(fù)荷，且出線多，故采用單母線分段接線，可靠性較好，操作方便，重要負(fù)荷已有雙回線，故不考慮設(shè)置旁路母線，綜上所述：本變電所最終選用單母分段。接線簡(jiǎn)圖如下：變電站主接線簡(jiǎn)圖如下：

28、第三章 短路電流計(jì)算第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的及一般規(guī)定一、短路電流計(jì)算目的1、選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2、在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證各種電器設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。3、在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地安全距離。4、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)短路電流為依據(jù)。二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)、熱穩(wěn)定及電器開斷電流所用的短路電流、應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)劃的容量計(jì)算

29、、并考慮電力系統(tǒng)510年的發(fā)展。2、接線方式應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流和正常接線方式，而不能按切換中可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式。3、選擇導(dǎo)體和電器中的短路電流，在電氣連接的電網(wǎng)中，應(yīng)考慮電容補(bǔ)償裝置的充放電電流的影響。4、選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)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)，id最大的點(diǎn)，對(duì)帶電抗器的610kv出線應(yīng)計(jì)算兩點(diǎn)，電抗器前和電抗器后的id。短路時(shí)，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗(yàn)算，若有更嚴(yán)重的按更嚴(yán)重的條件計(jì)算。三、短路電流計(jì)算方法：實(shí)用短路電流計(jì)算法運(yùn)算曲線法假設(shè)：正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； 系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)

30、均為理想電機(jī)； 電力系統(tǒng)中各元件磁路不飽和； 短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間； 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)外，元件的電阻不考慮； 元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)誤差和調(diào)整范圍； 輸電線路電容略去不計(jì)。第二節(jié)：計(jì)算說(shuō)明書一、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)給定的參數(shù)可得：如下圖所示二、短路點(diǎn)選擇短路點(diǎn)選擇（只選擇八點(diǎn)），如下圖所示：1、最大運(yùn)行方式時(shí)，在35kv母線上發(fā)生三相短路d12、最大運(yùn)行方式時(shí)，在10kv母線運(yùn)行時(shí)發(fā)生三相短路d23、最大運(yùn)行方式時(shí)，在10kv配電所乙線路末端發(fā)生三相短路d34、最小運(yùn)行方式時(shí)，在10kv配電所乙線路末端發(fā)生兩相短路d45

31、、最小運(yùn)行方式時(shí)，在10kv配電所乙線路首端發(fā)生兩相短路d56、最大運(yùn)行方式時(shí)，在35kv出線線路末段發(fā)生三相短路d67、最小運(yùn)行方式時(shí)，在35kv出線線路末段發(fā)生二相短路d78、最小運(yùn)行方式時(shí)，在35kv出線線路首段發(fā)生二相短路d8三、阻抗計(jì)算，繪制次暫態(tài)等值電路用標(biāo)么值計(jì)算，選擇基準(zhǔn)值j100mva，jav， 1、100mw發(fā)電機(jī)組：f100/0.85117.6（kva）*=0.112、120mva變壓器：，則x i % = (+)=(12.7+23.19)=13.4 x ii % = (+)=(9+23.112.7)=9.7x iii % = (+)=(12.7+923.1)=-0.73

32、、100km長(zhǎng)線路：2*3*0.0756 2.5公里電纜線路：4*5*0.01464、本變電所選用8mva主變計(jì)算電抗6*7*0.875 5、配電所乙線路：8*5.44 6、35kv出線線路：9*0.8777、最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)組滿載，35kv線路二回運(yùn)行，主變并列運(yùn)行最小運(yùn)行方式：8mva變壓器停一臺(tái)，35kv線路單回線運(yùn)行四、系統(tǒng)等值圖，如下圖所示：五、短路電流的計(jì)算，用運(yùn)算曲線法：（一）最大運(yùn)行方式下，在35kv母線上發(fā)生d1點(diǎn)三相短路時(shí)，d1點(diǎn)三相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x17*x1*/x2*=0.0756/2=0.0378x18*3*/4*0.134/20.067x19*x9*/x

33、10*=0.11/2=0.055x20*x5*/x6*=0.097/2=0.0485x21*x11*/x12*=0.0146/2=0.0073x22*17*+18*0.0378+0.0670.1048x23*20*+21*0.0485+0.00730.0558x24*17*+18*+0.0558+0.10480.27x25*17*+18*+0.0558+0.0550.141、發(fā)電廠對(duì)35kv側(cè)短路電流求計(jì)算電抗xjs.25*0.140.329查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，由t=0s，t=4s和xjs.26*0.329得*（0s）3.2 則次暫態(tài)短路電流3.211.75（ka）*（4s）2.3 則2.3

34、2.3*3.672=8.45（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)35kv母線短路電流xjs.14*0.2853.42因?yàn)閏為旁大系統(tǒng)，所以通過(guò)其提供的短路電流周期分量不衰減。i*=i j/xj24=1.56/0.27=5.78（kv）3、d1點(diǎn)短路電流11.75+5.2557.152（ka）2.04+5.2557.295（ka）（二）最大運(yùn)行方式下，在10kv母線上發(fā)生d2點(diǎn)三相短路時(shí)，d2點(diǎn)三相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x26*13*/14*0.875/20.4375x27*x23*+ x26*0.0558+0.43750.4933x28*0.1048+0.4933+1.54x29*0.055+0.493

35、3+0.811、發(fā)電廠對(duì)10kv側(cè)短路電流求計(jì)算電抗xjs.29*0.811.9查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，由t=0s，t=4s和xjs.29*1.9得*（0s）0.55 則次暫態(tài)短路電流0.557.1159（ka）*（4s）0.55 則0.557.1159（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)10kv母線短路電流3.57（ka）3、d2點(diǎn)短路電流7.1159+3.5710.69（ka）7.1159+3.5710.69（ka）（三）最大運(yùn)行方式下，在10kv側(cè)配電所線路末端發(fā)生d3點(diǎn)三相短路時(shí)，d3點(diǎn)三相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x30*23*+26*+15*0.0558+0.4375+5.44=5.933則x31

36、*0.1048+5.933+17.34x32*0.055+5.933+9.1021、發(fā)電廠對(duì)d3點(diǎn)短路電流求計(jì)算電抗xjs.32*9.10221.2查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，由t=0s，t=4s和xjs.32*21.23，可以看作是無(wú)窮大系統(tǒng)，所以i*1/xjs.32*1/21.2=0.0470.0470.608（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)d3點(diǎn)短路電流可以看作是無(wú)窮大系統(tǒng)，所以：0.317（ka）3、d3點(diǎn)短路電流0.608+0.3170.925（ka）（四）最小運(yùn)行方式下，在10kv側(cè)配電所甲線路末端發(fā)生d4點(diǎn)兩相短路時(shí)，最小運(yùn)行方式： 8mva變壓器停一臺(tái)，35kv線路單回線運(yùn)行d4點(diǎn)兩相短路的

37、等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x33*20“*+10*+13*+15*6.3781則x34*0.1048+6.3781+0.104818.64則x35*0.055+6.3781+0.0559.781、發(fā)電廠對(duì)d4點(diǎn)短路電流次暫態(tài)短路電流0.0430.556（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)d4點(diǎn)短路電流0.295（ka）3、d4點(diǎn)短路電流0.556+0.2950.851（ka）（五）最小運(yùn)行方式下，在10kv側(cè)配電所甲線路首端發(fā)生d5點(diǎn)兩相短路時(shí)，最小運(yùn)行方式： 8mva變壓器停一臺(tái)，35kv線路單回線運(yùn)行d5點(diǎn)兩相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x36*x20*+x11*+ x13*0.9381x37*0.1048+0.

38、9381+0.10482.83x38*0.055+0.9381+0.0551.4851、發(fā)電廠對(duì)10kv側(cè)短路電流求計(jì)算電抗xjs.38*1.4853.494查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，由t=0s，t=4s和xjs.38*3.494得則0.2863.7（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)10kv母線短路電流1.943（ka）3、d5點(diǎn)短路電流3.7+1.9435.643（ka）（六）最大運(yùn)行方式下，在35kv側(cè)出線線路末端發(fā)生d6點(diǎn)三相短路時(shí)，d6點(diǎn)兩相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x39*23“*+16*0.9328則x40*0.1048+0.9328+0.10482.815則x35*0.055+0.9328+0.

39、0551.4771、發(fā)電廠對(duì)d6點(diǎn)短路電流0.2881.057（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)d4點(diǎn)短路電流0.554（ka）3、d6點(diǎn)短路電流1.057+0.5541.611（ka）（七）最大運(yùn)行方式下，在35kv側(cè)出線線路末端發(fā)生d7點(diǎn)二相短路時(shí)，d7點(diǎn)兩相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：x42*20“*+11*0.0631x43*42“*+16*0.9401則x44*0.1048+0.9401+0.10482.836則x45*0.055+0.9401+0.0551.4881、發(fā)電廠對(duì)d6點(diǎn)短路電流0.150.55（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)d4點(diǎn)短路電流0.55（ka）3、d7點(diǎn)短路電流0.55+0.551

40、.1（ka）（八）最大運(yùn)行方式下，在35kv側(cè)出線線路首端發(fā)生d8點(diǎn)二相短路時(shí)，d8點(diǎn)兩相短路的等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)如圖：則x46*0.1048+0.0631+0.10480.288則x47*0.055+0.0631+0.0550.1511、發(fā)電廠對(duì)d6點(diǎn)短路電流311.016（ka） 2.258.262（ka）2、等值系統(tǒng)側(cè)對(duì)d4點(diǎn)短路電流5.42（ka）3、d8點(diǎn)短路電流11.016+5.4216.436（ka） 8.262+5.4213.682（ka） 短路電流計(jì)算結(jié)果匯總表：短路點(diǎn)總電流d1有名值(ka)17.53有名值(ka)14.23d2有名值(ka)10.69有名值(ka)10.69d3

41、有名值(ka)0.93有名值(ka)0.93d4有名值(ka)0.85有名值(ka)0.85d5有名值(ka)5.64有名值(ka)5.64d6有名值(ka)1.61有名值(ka)1.61d7有名值(ka)1.1有名值(ka)1.1d8有名值(ka)16.44有名值(ka)13.68第四章 電氣設(shè)備選擇第一節(jié) 10kv系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備一般是按正常工作條件選擇，按最嚴(yán)重的短路情況校驗(yàn)，為方便安裝、運(yùn)行、維護(hù)及備品的儲(chǔ)備，同一電壓等級(jí)的設(shè)備應(yīng)盡量選擇同一型號(hào)。一、10kv側(cè)各斷路器及隔離開關(guān)采用同一種型號(hào)主變回路：=571.85（a）母線分段回路： （a）10kv出線：（a）選母線分段回路

42、來(lái)進(jìn)行選擇校驗(yàn)。1、最大長(zhǎng)期工作電流計(jì)算=620.85（a）因?yàn)?0kv配電裝置為戶內(nèi)配置，按正常工作條件，查表選擇sn1010i/630斷路器及gn110/1000隔離開關(guān),其參數(shù)列表如下：型 號(hào)(kv)(a)開斷電流（ka）極限通過(guò)電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）固有合閘時(shí)間固有分閘時(shí)間有 效值峰 值2s10ssn1010i106301640160.20.06gn110/10001010008026計(jì)算值622.110.69已知10.69，10.69ka由上表可知：斷路器 630a=622.1a=16ka10.69ka隔離開關(guān) 1000a=622.1a2、按短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器2.5

43、510.6927.26ka 40ka隔離開關(guān)2.5510.6927.26ka 50ka動(dòng)穩(wěn)定滿足要求熱穩(wěn)定校驗(yàn) 斷路器固有分閘時(shí)間為0.06s，燃弧時(shí)間取平均值0.05s，假設(shè)10kv末端有變壓器，其過(guò)流保護(hù)整定為1s，10kv線路過(guò)流保護(hù)整定為1.5s，10kv母聯(lián)開關(guān)整定為2s，則主變10kv側(cè)過(guò)流保護(hù)整定為2.5s，所以保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t=2.5s。短路存在時(shí)間：2.5+0.06+0.052.61（s）1 查等值時(shí)間曲線得2.2s， +2.2s, t1s，可不計(jì)，則10.6922.2251.41（ka2s）斷路器允許熱脈沖 16241024（ka2s）隔離開關(guān)允許熱脈沖142101960（k

44、a2s）熱穩(wěn)定滿足要求所以選擇sn1010i斷路器及gn110/400隔離開關(guān)是合適的。二、10kv母線的選擇已知iw.max=622.1a，最熱月平均最高溫度：35母線的安裝采用單條平放，根據(jù)安裝條件及查手冊(cè)選擇505單條鋁母線平放，其中637a1， 2.2s溫度校驗(yàn)系數(shù)0.82=758.67(a)1、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：2.2s，s=505250(mm2)，ks1.01183.16（mm2）s250mm2所以熱穩(wěn)定滿足要求2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)已知27.26ka，b50mm0.05m，h5mm0.005m，p69106帕并且取相間距a0.5m，絕緣子跨距選擇l1.5m則1.038iimp21071.038

45、（27.26103）210727.77106(帕)即69106帕故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求通過(guò)以上的計(jì)算及校驗(yàn)可知10kv母線選擇單條505鋁母線平放是可以的三、10kv絕緣子及穿墻套管選擇1、10kv絕緣子戶內(nèi)型選zna10，戶外型選zs10其抗受破壞負(fù)荷分別為3509.8=3430n和5009.84900n1.751.75390.1（n）即戶內(nèi)：0.62058n390.1n 滿足戶外：0.62940n390.1n 滿足2、10kv穿墻套管：采用鋁導(dǎo)體穿墻套管 10kv，安裝環(huán)境溫度40，不需要進(jìn)行溫度修正，即要求套管ipiw.max選型號(hào)為clb10，400a，機(jī)械負(fù)荷750n校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)10.

46、6922.223.52（ka2s） 7.625288.8（ka2s）即，滿足要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)套管帽所受力為套管到第一個(gè)支持絕緣子所受力的一半192.8（n）750n， 0.60.6750450（n）故，滿足要求通過(guò)以上計(jì)算及校驗(yàn)，上述所選型號(hào)滿足要求。四、10kv電壓互感器的選擇1、電壓互感器的配置a.所有各段母線均設(shè)置一組pt,采用jdzj1-10，用于同期、測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。b.準(zhǔn)確度等級(jí)和二次負(fù)荷計(jì)費(fèi)用的電度表0.5級(jí)（本次選用）監(jiān)視用的功率表、繼電器需1級(jí)估測(cè)用需3級(jí)根據(jù)安裝地點(diǎn)電網(wǎng)使用條件，選擇pt的額定電壓、結(jié)構(gòu)方式、準(zhǔn)確級(jí)、最后驗(yàn)算pt最大一相副線圈所供的伏安數(shù)應(yīng)滿足所選準(zhǔn)確級(jí)和

47、允許伏安數(shù)，本設(shè)計(jì)不對(duì)所選pt全部驗(yàn)算，僅對(duì)10kv母線pt進(jìn)行校驗(yàn)1、10kv pt的選擇：根據(jù)負(fù)荷平均分配的原則，10kv 10回線路平均分在i、ii段母線上（各4回），每段母線上還有一回主變分支，一回電容器，一回站用變。其中站用變的計(jì)量裝在低壓側(cè)。其它回線表計(jì)配置如下，以i段母線為例，主變分支配有有功功率表、無(wú)功功率表、有功電度表、無(wú)功電度表各一只。5回10kv線路配有有功電度表、無(wú)功電度表各一只，電容器分支裝有無(wú)功電度表一只，測(cè)量母線的電壓表一只，裝在a、c相間，三個(gè)測(cè)量相對(duì)地電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。所配表計(jì)型號(hào)及數(shù)量列表如下：儀表名稱型號(hào)電壓線圈線圈相數(shù)儀表數(shù)目（只）線圈電壓（v）每相

48、功率損耗（va）cos有功功率表16d1w1000.6122無(wú)功功率表16d1var1000.6121電壓表16t1-v1000.2114三相有功電度表ds11001.50.3825三相無(wú)功電度表dx11001.50.38254v5×varh5×wh1×var2×waabbcc即pt二次側(cè)每相所帶負(fù)載為(var)=則（）+8.29（w）（）4.17=8.49（w）=13.8()=0.048（w）=9.16()由以上計(jì)算可知：b相負(fù)荷最大，即查手冊(cè)選用三個(gè)單相pt，其型號(hào)為jdzj110，其技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)數(shù)量（只）額定電壓（kv）額定容量（va）最大容

49、量（va）0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)jdzj110610/0.1/0.1/35080200400由上表可知，所選用的pt每相額定容量（0.5級(jí)）50va228.94va由于pt一次側(cè)額定電流極?。ê涟布?jí)），高壓側(cè)的熔斷器，只能由機(jī)械強(qiáng)度能允許的最小截面來(lái)選，選用專用于保護(hù)電壓互感器的rn210型熔斷器，其額定電流為0.5a，最大切斷電流為50ka，大于母線短路電流，能滿足要求。五、10kv電流互感器的選擇1、電流互感器的配置a只要有dl，就要有ct，以滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，一般裝設(shè)在遠(yuǎn)離母線側(cè)。b一般情況下大接地電流系統(tǒng)三相配置，35kv及以下可三相也可以兩相2、電流互感器的選擇ct應(yīng)按正常工作條件選擇，按短路條件校驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)僅對(duì)10kv饋線(配電所乙 pmax=2000kw)進(jìn)行校驗(yàn)。10kv線路屬小電流接地系統(tǒng)，無(wú)特殊要求，故采用不完全星形接線，裝于a、c兩相，其二次側(cè)接有計(jì)費(fèi)用電度表、監(jiān)視用電流表、保護(hù)用的電流繼電器線圈，控制屏、保護(hù)屏、儀表屏距ct約40m。ct相間距離，電流互感器至最近一個(gè)絕緣子的距離。a.因考慮到5