濟(jì)鋼110KV變電站設(shè)計(jì)

1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官電力工業(yè)，也隨之有了很大的發(fā)展。電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進(jìn)一步向高電壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)的方向發(fā)展。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn)，世界各國(guó)電力工業(yè)發(fā)展和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)告訴我們：電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益就愈好，應(yīng)變事故的能力就愈強(qiáng)。所以許多發(fā)達(dá)的國(guó)家的電力系統(tǒng)都已聯(lián)合成統(tǒng)一的國(guó)家電力系統(tǒng)，甚至聯(lián)合成跨國(guó)電力系統(tǒng)。這可以說(shuō)是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。鑒于此，全國(guó)已形成東北、華北、華東、華中、西北和西南聯(lián)營(yíng)等跨省（區(qū)）的聯(lián)合電力系統(tǒng)。已投入運(yùn)營(yíng)的三峽水電站，促使了全國(guó)電力系統(tǒng)的形成，成

2、為全國(guó)電力系統(tǒng)的樞紐。根據(jù)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，目前已形成新的發(fā)展戰(zhàn)略：“西電東輸，南北互供，全國(guó)性聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略。為了能更好地合理開(kāi)發(fā)一次能源，減少電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量，提高供電的可靠性及電能質(zhì)量，進(jìn)而形成強(qiáng)大的聯(lián)合電力系統(tǒng)，更好地為工農(nóng)業(yè)和人民生活服務(wù)，就需要建設(shè)各種樞紐變電站和區(qū)域性供配電站。此次設(shè)計(jì)的濟(jì)源鋼鐵集團(tuán)廠用110kV變電站，該站的建成，可以滿足企業(yè)的供電要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到該企業(yè)今后的發(fā)展，并可滿足5-10年的遠(yuǎn)景供電需求。作為新建站，除了能夠滿足用電的需求的基本條件外，還必須考慮到自身的建站經(jīng)濟(jì)性、調(diào)度的靈活性和可靠性，并易于擴(kuò)建和升級(jí)改進(jìn)成微機(jī)綜合自動(dòng)化。本次畢業(yè)

3、設(shè)計(jì)針對(duì)變電站一次設(shè)計(jì)主要包括主變的選擇、主接線的確定、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇和防雷設(shè)計(jì)等。第1章 電力系統(tǒng)和變電站總體分析1.1 電力系統(tǒng)概述電力工業(yè)是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能等一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源的工業(yè)，它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其它各部門的快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它的發(fā)展水平直接反映著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。隨著社會(huì)和科學(xué)的發(fā)展，電能被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)也生產(chǎn)以及人民的日常生活中。電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其它形式的能源，并且電能的分配和輸送易于實(shí)現(xiàn)，可以輸送到需要它的工作場(chǎng)合和生活場(chǎng)合。電能也可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。1.

4、2 變電站概述變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力的場(chǎng)所，是發(fā)電廠和用戶聯(lián)系的中間環(huán)節(jié)。變電站按照其升降電壓的不同分為升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站是為了減少電能在運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，將發(fā)電廠發(fā)出的電升壓后輸送到遠(yuǎn)方，這種變電站通常與發(fā)電廠聯(lián)系在一起；降壓變電站與負(fù)荷中心比較靠近，將高壓電通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合的低壓電。在這里我們?cè)O(shè)計(jì)的是110KV的變電站。通常變電站是由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室等組成的。總的來(lái)說(shuō)變電站內(nèi)的總體布置合理，便于設(shè)備的操作、搬運(yùn)、檢修和巡視，當(dāng)然也要便于未來(lái)的擴(kuò)建性。根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)，也就是一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷

5、。等級(jí)不同，對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。一級(jí)負(fù)荷是指將造成人身傷亡或引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對(duì)工業(yè)將造成經(jīng)濟(jì)的巨大損失，如重要的大型的設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響；二級(jí)負(fù)荷是指回造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)，還可能引起社會(huì)秩序的混亂或較嚴(yán)重的政治影響；三級(jí)負(fù)荷指造成的損失不大或者直接的經(jīng)濟(jì)損失。負(fù)荷的等級(jí)不同，對(duì)供電的要求也不同。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷供電；對(duì)于三

6、級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。1.3 變電站的分類1.3.1按照變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用一、系統(tǒng)樞紐變電站樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，它的電壓是系統(tǒng)最高輸電電壓，目前電壓等級(jí)有220kv、330kV(僅西北電網(wǎng))和500kv，樞紐變電站連成環(huán)網(wǎng)，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，因此對(duì)樞紐變電站的可靠性要求較高。樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣。二、地區(qū)一次變電站地區(qū)一次變電站位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點(diǎn)，是與輸電主網(wǎng)相連的地區(qū)受電端變電站，任務(wù)是直接從主網(wǎng)受電，向本供電區(qū)域供電。全站停電后，可引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)區(qū)域供電。電壓等級(jí)一般采用220kv或330kv。地區(qū)一

7、次變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對(duì)供電的可靠性要求也比較高。三、地區(qū)二次變電站地區(qū)二次變電站由地區(qū)一次變電站受電，直接向本地區(qū)負(fù)荷供電，供電范圍小，主變壓器容量與臺(tái)數(shù)根據(jù)電力負(fù)荷而定。全站停電后，只有本地區(qū)中斷供電。四、終端變電站終端變電站在輸電線路終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。1.3.2按照變電站安裝位置一、室外變電站室外變電站除控制、直流電源等設(shè)備放在室內(nèi)外，變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等主要設(shè)備均布置在室外。這種變電站建筑面積小，建設(shè)費(fèi)用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。二、室內(nèi)變電站室內(nèi)變電站的主要設(shè)備均放在室內(nèi)，減少了總占地面積，但

8、建筑費(fèi)用較高，適宜市區(qū)居民密集地區(qū)，或位于海岸、鹽湖、化工廠及其他空氣污穢等級(jí)較高的地區(qū)。三、地下變電站在人口和工業(yè)高度集中的大城市，由于城市用電量大，建筑物密集，將變電站設(shè)置在城市大建筑物、道路、公園的地下，可以減少占地，尤其隨著城市電網(wǎng)改造的發(fā)展，位于城區(qū)的變電站乃至大型樞紐變電站將更多的采取地下變電站。這種變電站多數(shù)為無(wú)人值班變電站。四、箱式變電站箱式變電站又稱預(yù)裝式變電站，是將變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、低壓電器設(shè)備及其相互的連接和輔助設(shè)備緊湊組合，按主接線和元器件不同，以一定方式集中布置在一個(gè)或幾個(gè)密閉的箱殼內(nèi)。箱式變電站是由工廠設(shè)計(jì)和制造的，結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用

9、于居民小區(qū)和公園等場(chǎng)所。箱式變電站一般容量不大，電壓等級(jí)一般為3kv35kv，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和要求的提高，電壓范圍不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已經(jīng)制造出了132kv的箱式變電站。箱式變電站按照裝設(shè)位置的不同又可分為戶外和戶內(nèi)兩種類型。五、移動(dòng)變電站將變電設(shè)備安裝在車輛上，以供臨時(shí)或短期用電場(chǎng)所的需要。1.3.3按照值班方式一、有人值班變電站大容量、重要的變電站大都采用有人值班變電站。二、無(wú)人值班變電站無(wú)人值班變電站的測(cè)量監(jiān)視與控制操作都由調(diào)度中心進(jìn)行遙測(cè)遙控，變電站內(nèi)不設(shè)值班人員。1.3.4根據(jù)變壓器的使用功能一、升壓變電站升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬荆缭诎l(fā)電廠需要將發(fā)電機(jī)出口電壓升高至系統(tǒng)電壓

10、，就是升壓變電站。二、降壓變電站與升壓變電站相反，是把高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖冸娬荆陔娏ο到y(tǒng)中，大多數(shù)的變電站是降壓變電站。1.4 本次設(shè)計(jì)企業(yè)變電站情況分析本次設(shè)計(jì)要求是為了滿足濟(jì)源鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的供電要求新建一個(gè)110KV的變電站，其中原始數(shù)據(jù)有電壓等級(jí)：110/10KV，線路回?cái)?shù)：110KV：2回；10KV：6回，一次建成。主變?nèi)萘繛椋?臺(tái)31500KVA。站址位于廠區(qū)外部，臨近負(fù)荷中心，交通方便，有充足的水源平均海拔200米，地震烈度為7度，年最高氣溫：+40；年最低氣溫-8。該站有2個(gè)電源：1個(gè)是無(wú)窮大系統(tǒng)，通過(guò)LGJ185線路傳輸，長(zhǎng)10公里；1個(gè)是50MW系統(tǒng)，通過(guò)LGJ185線路傳

11、輸，長(zhǎng)3公里。系統(tǒng)電抗：0.24。該站10KV側(cè)負(fù)荷如下表1-1：表1-1 10KV負(fù)荷負(fù)荷名稱負(fù)荷大小煉鋼1車間5000KW煉鋼2車間5000KW線材1車間4000KW線材2車間4200KW鋼鐵1車間3800KW鋼鐵2車間4000KW負(fù)荷總計(jì)26000KW1.5 小結(jié)本章主要根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)給出的負(fù)荷資料做出進(jìn)一步的分析完善，分析的內(nèi)容包括：各電壓等級(jí)的負(fù)荷名稱、生產(chǎn)性質(zhì)和特點(diǎn)、負(fù)荷組成類別的百分比、負(fù)荷的自然力率等，對(duì)供電的要求和政策等。最后列出負(fù)荷表并附加了必要的說(shuō)明文字。對(duì)該站的負(fù)荷進(jìn)行總體的分析，為后面的主變壓器容量的選擇、電氣主接線的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。第2章 變電站主變壓器的選擇2.1主

12、變選擇的一般原則2.1.1變壓器形式的選擇一、 變壓器相數(shù)的確定若站址地勢(shì)開(kāi)闊，不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及其以下的發(fā)電廠和變電所中，均采用三相變壓器。二、 變壓器繞組數(shù)量的選擇在具有三種電壓的變電所中，如果通過(guò)主變壓器各繞組的功率達(dá)到該主變壓器容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變宜采用三繞組變壓器。結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體實(shí)際情況，都應(yīng)選擇三繞組變壓器。三、 繞組連接方式參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)和相應(yīng)的規(guī)程中指出：在具有三種電壓的變電所中，如果通過(guò)主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側(cè)雖沒(méi)有負(fù)荷，但是在變電所的實(shí)際情況，由主變?nèi)萘?/p>

13、選擇部分的計(jì)算數(shù)據(jù)，明顯滿足上述情況。故該變電所主變選擇為三繞組變壓器。 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是型的，我國(guó)110KV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇的連接方式，而6-10KV側(cè)采用型的連接方式。故濟(jì)鋼110KV變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：，。四、 調(diào)壓方式的確定常用的調(diào)壓方式手動(dòng)調(diào)壓和有載調(diào)壓。手動(dòng)調(diào)壓用于調(diào)整范圍±2×2.5%以內(nèi)；有載調(diào)壓用于調(diào)整范圍可達(dá)30%，其結(jié)

14、構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，常用于以下情況：1.接于出力變化大的發(fā)電廠的主要變壓器。2.接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作的特點(diǎn)聯(lián)絡(luò)變壓器。3.發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)。規(guī)程規(guī)定，在滿足電壓正常波動(dòng)情況下可以采用手動(dòng)調(diào)壓方式(手動(dòng)調(diào)壓方式的變壓器便于維修)。對(duì)于110KV站以往設(shè)計(jì)由于任務(wù)書(shū)已經(jīng)給出系統(tǒng)能保證本站110KV母線的電壓波動(dòng)在±5%之內(nèi)，所以可以采用手動(dòng)調(diào)壓方式。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)中基干濟(jì)鋼變電站的主變宜采用有載調(diào)壓方式。2.1.2 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇一、主變?nèi)萘康目紤]原則（參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)）1.主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并

15、適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期幾年發(fā)展，對(duì)城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2.根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變?nèi)萘浚瑢?duì)有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60%。3.同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。（主要考慮備用品，備件及維修方便）二、主變臺(tái)數(shù)的考慮原則1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變?yōu)橐恕?.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝三臺(tái)的可能性。3.對(duì)規(guī)

16、劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。2.1.3主變壓器的冷卻方式根據(jù)變壓器型號(hào)的不同,其冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。油浸自冷式就是以油的自然對(duì)流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對(duì)流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒(méi)有特制的冷卻設(shè)備。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加30%35%。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再?gòu)?fù)回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹

17、風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對(duì)流時(shí)提高3倍，則變壓器可增加容量30%。按一般情況，110KV變電站宜選用風(fēng)冷式。2.1.4是否選用自耦變壓器選擇自耦變壓器有許多好處，1、自耦變壓器體積小，質(zhì)量輕，節(jié)省材料。2、自耦變壓器由于所用材料少，銅耗、鐵耗減小，可提高效率。3、安裝運(yùn)輸方便。但是自耦變高低壓邊有直接電的聯(lián)系，高壓邊發(fā)生故障直接波及低壓邊，適用于兩個(gè)電壓級(jí)中性點(diǎn)都直接接地的系統(tǒng)中，而本站只有110KV是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，且其多用于220KV及以上變電所，發(fā)電機(jī)升壓及聯(lián)絡(luò)變壓器。它經(jīng)小阻抗接地，短路電流大，造成設(shè)備選擇困難和對(duì)通信線路的危險(xiǎn)干擾，且考慮到

18、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)等問(wèn)題，故不采用自耦變壓器。2.1.5 變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè)，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在10%電壓損耗的情況下，線路末端的電壓應(yīng)保證在額定值，所以，電源側(cè)的主變電壓按10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。所以，對(duì)于110KV的變電站，考慮到要選擇節(jié)能新型的，110KV側(cè)應(yīng)該選115KV, 10KV側(cè)選10.5KV。2.1.6 全絕緣、半絕緣、繞組材料等問(wèn)題的解決在110KV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時(shí)的短路電流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問(wèn)題。110KV側(cè)采用分級(jí)絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比

19、較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。10KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點(diǎn)都采用全絕緣。2.2 本次設(shè)計(jì)變電站主變的確定 根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)變電站主變確定為雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：變壓器型號(hào)：SFZ7-31500/110 額定容量：31500kVA 額定電壓：110/10.5kV 連接組標(biāo)號(hào)： YN，d11短路阻抗：10.5 % 空載電流：0.9%空載損耗：36kW 負(fù)載損耗：138kW軸距（橫向/縱向）：2000/1435 外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高，mm）：5600*4380*5330器身重：27.3t 油質(zhì)量：12t 總重：49t生產(chǎn)廠家

20、：合肥變壓器廠第3章 電氣主接線設(shè)計(jì)3.1 引言電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。電氣主接線是由高壓電器通過(guò)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)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)，并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要

21、組成部分。3.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求設(shè)計(jì)的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性及對(duì)電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，我們要重視電氣主接線的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范原則。第3.2.1條：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所所在電網(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3.2.3條：35110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋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)大橋形單母線或分段單母線的接線，3563kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙

22、母線接線，110kV線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。第3.2.4條：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)，可以設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，當(dāng)110kV線路為6回及以上，3563kV線路為8回及以上時(shí)，可裝設(shè)專用的旁路斷路器，主變壓器35110kV回路中的斷路器，有條件時(shí)，亦可接入旁路母線，采用斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。第3.2.5條：當(dāng)變電站裝有兩臺(tái)主變時(shí)，610kV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時(shí)亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。3.3 電氣主接線形

23、式3.3.1單母線接線單母線接線只有一條母線，且每一支路均有QF，主接線的基本構(gòu)成：電源母線出線。一、 簡(jiǎn)單的單母線接線（單母不分段）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備用量少，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；有利用電源互為備用及負(fù)荷間的合理分配；正常投切與故障投切互不干擾，靈活方便。 缺點(diǎn)：母線范圍內(nèi)發(fā)生故障或母線及母線QS檢修時(shí)，需停止供電；各單元QF檢修時(shí)，該單元中斷工作。 二、分組單母線接線QF分段單母線用QF將母線分為兩組， 縮小了母線故障和母線檢修時(shí)的停電范圍， 有利于電源間的相互備用和負(fù)荷的合理分配 有兩種形式：并列的QF分段單母線QF合閘，優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)I組母線發(fā)生故障時(shí)，QF跳開(kāi)，退出故障母線而保證非故障母線繼續(xù)運(yùn)

24、行；缺點(diǎn)：短路電流大；在母線必須裝設(shè)繼保裝置。不并列的QF分段單線線用QS斷開(kāi)，當(dāng)I組母線發(fā)生故障時(shí)，可投入QF，使兩組母線并列運(yùn)行，用QS分段單母線用QSf將母線分為兩組。與簡(jiǎn)單的單母線相比： 相同點(diǎn)發(fā)生母線故障時(shí)會(huì)造成全部停電；不同點(diǎn)判明故障后，可恢復(fù)非故障母線運(yùn)行，與QF分段的導(dǎo)母線相比：操作要慎重，步驟復(fù)雜。三、 單母線接線帶旁路四、 單線分段帶旁路單母線分段加旁路:其供電可靠性高,運(yùn)行靈活方便,但投資有所增加,經(jīng)濟(jì)性稍差。特別是用旁路斷路器帶路時(shí),操作復(fù)雜,增加了誤操作的機(jī)會(huì)。同時(shí),由于加裝旁路斷路器,使相應(yīng)的保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化。3.3.2 雙母線接線一、不分段的雙母線雙母線接線

25、的特點(diǎn)：可輪流檢修母線而不影響正常供電。檢修任一母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只影響該回路供電。工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電。可利用母聯(lián)斷路替代引出線斷路器工作。便于擴(kuò)建。由于雙母線接線的設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔離開(kāi)關(guān)切換電路容易引起誤操作；同時(shí)投資和占地面積也較大。二、雙母線分段接線一臺(tái)半斷路器接線有兩組母線，每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至一組母線，兩個(gè)回路間有一臺(tái)斷路器聯(lián)絡(luò)，組成一個(gè)“串”電路，每回進(jìn)出線都與兩臺(tái)斷路器相連，而同一“串”支路的兩條進(jìn)出線共用三臺(tái)斷路器。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線同時(shí)工作，所有斷路器均閉合。 接線特點(diǎn)：運(yùn)行靈活可靠。正常運(yùn)行時(shí)成環(huán)形供電，任意一組

26、母線發(fā)生短路故障，均不影響各回路供電。操作方便。隔離開(kāi)關(guān)只起隔離電壓作用，避免用隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行倒閘操作。任意一臺(tái)斷路器或母線檢修，只需拉開(kāi)對(duì)應(yīng)的斷路器及隔離開(kāi)關(guān)，各回路仍可繼續(xù)運(yùn)行。二次接線和繼電保護(hù)比較復(fù)雜，投資較大。 注意：為提高運(yùn)行可靠性，防止同名回路（指兩個(gè)變壓器或兩回供電線路）同時(shí)停電，一般采用交替布置的原則。重要的同名回路交替接入不同側(cè)母線；同名回路接到不同串上；把電源與引出線接到同一串上。 3.3.3 組式單元接線一、 發(fā)電機(jī)變壓器組式單元 1.一機(jī)一雙繞組變 T高壓側(cè)設(shè)QF2.一機(jī)+一三繞組T T各側(cè)均設(shè)QF3.二機(jī)+一雙繞組T T高壓側(cè)及發(fā)電機(jī)出口設(shè)QF 二、變壓器線路組式單元

27、具有接線簡(jiǎn)單,開(kāi)關(guān)設(shè)備少,操作簡(jiǎn)便,宜于擴(kuò)建,以及因?yàn)椴辉O(shè)發(fā)電機(jī)出口電壓母線,發(fā)電機(jī)和主變壓器低壓側(cè)短路電流有所減小等特點(diǎn)。 三、發(fā)電機(jī)變壓器線路組3.3.4 橋形接線兩臺(tái)主變+兩回出線內(nèi)橋：橋靠近T側(cè) T1T2切投復(fù)雜（內(nèi)橋內(nèi)不便）。WL1、WL2切投方便。適用于：T切投較少的電站，否則會(huì)影響WL。正常運(yùn)行時(shí)，無(wú)穿越性功率，線路較長(zhǎng)。外橋：橋靠近WL側(cè) T1T2切投方便。WL1、WL2切投不便（外橋外不便）。適用于：T需頻繁操作。有穿越功率、線路較短。3.4 本次設(shè)計(jì)變電站的主接線設(shè)計(jì)綜合以上規(guī)程規(guī)定，結(jié)合本變電站的實(shí)際情況，110kV側(cè)有2回進(jìn)線，10kV側(cè)有6回出線.又由前面的變電站分析

28、部分和負(fù)荷情況分析部分，該變電站在整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)中處于重要的地位，各側(cè)均不允許斷電。故可對(duì)各電壓等級(jí)側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案作以下處理。3.4.1 110kV母線主接線方案確定根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案，列表3-1對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較：表3-1 110KV側(cè)主接線經(jīng)濟(jì)比較方案方案項(xiàng)目 方案I 單母分段方案II 橋型接線可靠性1、 對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。當(dāng)一回線路故障時(shí),分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電靈活性當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢

29、修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使用架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。經(jīng)濟(jì)性接線簡(jiǎn)單，增加了設(shè)備,投資要較方案高接線簡(jiǎn)單,運(yùn)行設(shè)備少高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。由以上比較結(jié)果知，這方案1有較好的可靠性和靈活性。由于本變電站在整個(gè)系統(tǒng)中占有較重要的地位及本站的未來(lái)發(fā)展計(jì)劃，要求保證某些重要的車間不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，綜合考慮，110KV側(cè)宜采用方案I。3.4.2 10K

30、V母線主接線方案確定根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案，列表3-2對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較：表3-2 10KV側(cè)主接線經(jīng)濟(jì)比較方案基本要求方案（）單母分段接線方案（）雙母線可靠性無(wú)論檢修斷路器或變壓器故障時(shí)，均不會(huì)造成重要的電力負(fù)荷停電。使用的電氣設(shè)備比較多，出現(xiàn)故障的幾率也比較大。具有較強(qiáng)的供電可靠性。選擇輕型的電氣設(shè)備。使用的設(shè)備比較多，出現(xiàn)故障的幾率比較高。靈活性電氣主接線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但調(diào)度靈活性較差。易于擴(kuò)建和擴(kuò)展。運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，并且具有較好的靈活性。易于擴(kuò)建和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。經(jīng)濟(jì)性使用的電氣設(shè)備少，投資小，年運(yùn)行費(fèi)相對(duì)低。占地面積比較大。使用的設(shè)備相對(duì)少，投資少，年運(yùn)行費(fèi)用高。占地面積比較大

31、。由表中分析可以知道，綜合考慮主接線的基本要求，合理考慮廠區(qū)電力負(fù)荷的基本情況以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況，通過(guò)比較，最后選擇第(I)方案，即采用單母分段接線形式，足以滿足企業(yè)電力負(fù)荷的用電要求，考慮了今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能。因此，選擇了單母線分段接線的主接線形式。本次設(shè)計(jì)主接線圖見(jiàn)附錄圖1所示。3.5 所用電接線方式根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在本所用電源是從濟(jì)鋼集團(tuán)變電站主變110KV側(cè)電壓母線上引接。3.6 10KV側(cè)限流問(wèn)題 為合理選擇10KV側(cè)的電氣設(shè)備，必須考慮10KV側(cè)的開(kāi)關(guān)柜的能否選用輕型電器，所以必須考慮10KV側(cè)是否有限流問(wèn)題，經(jīng)過(guò)短路計(jì)算，若需要加限流措施，對(duì)110KV站首先考

32、慮選擇大的阻抗結(jié)構(gòu)，其二，選擇變壓器分列運(yùn)行的方式，都不滿足時(shí)再加限流電抗器。經(jīng)計(jì)算后知，10KV側(cè)應(yīng)采取限流措施，因此所用變?cè)撚媒拥刈?，其型?hào)為：KSJD-31.5/80/10.5,所用消弧線圈為：XDJ-300/10。3.7 主變中性點(diǎn)接線的方式和設(shè)計(jì)3.7.1 110KV側(cè)接地方式根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，110-500KV系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，所以變電站主變的110KV側(cè)的中性點(diǎn)應(yīng)選擇中性點(diǎn)直接接地方式。3.7.2 10KV側(cè)接地方式610KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地方式，即應(yīng)該選用中性點(diǎn)不接地、經(jīng)高阻接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈又分為完全補(bǔ)償和欠補(bǔ)償方式，為防止出現(xiàn)在滅接地電容電流出

33、現(xiàn)時(shí)電弧諧振，一般選用過(guò)補(bǔ)償方式，具體采用那種接地方式，應(yīng)經(jīng)電容電流計(jì)算，對(duì)10KV系統(tǒng)若接地電容電流大于30A時(shí)，應(yīng)選經(jīng)消弧線圈接地方式。若需要加裝消弧線圈時(shí)，需要考慮它的引接方式。10KV側(cè)需要加裝消弧線圈時(shí)，由于主變的10KV側(cè)是接線，沒(méi)有中性點(diǎn)，故對(duì)10KV側(cè)需加接地變，將中性點(diǎn)引出用以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，一般應(yīng)該在610KV的每一段母線上安裝型號(hào)一樣，相同容量的接地變，考慮接地變的低壓側(cè)可以獲取380V電源兼作所用電，所以選用接地變后就不用再選用50KVA的所用變。消弧線圈的容量及型式的選擇顯然10KV側(cè)需要加消弧線圈，但由于主變的10KV側(cè)是接線，沒(méi)有中性

34、點(diǎn)，故對(duì)10KV側(cè)需加接地變，將中性點(diǎn)引出以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，查發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)計(jì)算資料可選用接地變型號(hào)為：KSJD-315/80/10.5,所用消弧線圈為：XDJ-300/10，變比為：10.5/0.4,正序阻抗電壓為：4%。第4章 短路電流的計(jì)算4.1 引言在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。在短路電流計(jì)算過(guò)程中，以便都以最嚴(yán)重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通常可達(dá)數(shù)千安，短路電

35、流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。4.2 計(jì)算短路電流的目的計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù)I 次暫態(tài)短路電流，用來(lái)作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大

36、運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來(lái)計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。 三相短路沖擊電流，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。I 三相短路電流有效值，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。S 次暫態(tài)三相短路容量，用來(lái)檢驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過(guò)規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。4.3短路電流的計(jì)算的規(guī)定為了簡(jiǎn)化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出以下規(guī)定：1.所有的電源電動(dòng)勢(shì)相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的。2.認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。3.輸電線路的分布電容略去

37、不計(jì)。4.每一個(gè)電壓級(jí)采用平均電壓，這個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差很小。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓，因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ１绕渌杩勾蟮亩?，否則，誤差偏大。5.計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件X/3>R時(shí)，可以略去電阻的影響。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的1/3時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用阻抗等于電抗計(jì)算。6.短路點(diǎn)離同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)較近時(shí)，應(yīng)該考慮對(duì)短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低

38、。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。7.在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。8.以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值>3,可以認(rèn)為電源容量為無(wú)限大容量的系統(tǒng),短路電流的周期分量在短路全過(guò)程中保持不變。4.4 短路電流計(jì)算過(guò)程4.4.1 系統(tǒng)接線圖如圖4-1：圖4-1 系統(tǒng)接線圖4.4.2 參數(shù)計(jì)算： 所基準(zhǔn)值為：S=300MVA U=115KV。系統(tǒng)電抗： X= X = 0.24 = 0 (4-1) X= X = 0.24 =1.152 (4-2)變壓器阻抗： U= 10.5 X=X=U = 0.105=1 (4-3)4.4.3 短路電流計(jì)算等效電

39、路圖如圖4-2： 圖4-2 等效電路圖 將X和X并聯(lián)后，得X=0.5，等效簡(jiǎn)化圖如圖4-3： 圖4-3 等效簡(jiǎn)化圖經(jīng)過(guò)查電力系統(tǒng)阻抗表可知（參見(jiàn)供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)97頁(yè)）各種線行的單元電抗：LGJ-185所對(duì)應(yīng)的單元電抗為X=0.416/mX為 S對(duì)K的轉(zhuǎn)移阻抗：X= XL=0.4163=0.943 (4-4)X為S對(duì)K的轉(zhuǎn)移電抗：X=X=1=0.5X為S對(duì)K的轉(zhuǎn)移阻抗：X= X+ X=0.943+0.5=1.443各電源的計(jì)算電抗：用是式X=X計(jì)算:A節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)K的計(jì)算電抗：X=1.443=0.3A節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)K的計(jì)算電抗：X=0.943=0.196電源S對(duì)短路點(diǎn)K的計(jì)算電抗：X=

40、0.5=由于X>3,直接由得I=0查運(yùn)算曲線得電源0秒短路電流標(biāo)幺值：I=3.3，I=5.0電源2秒短路電流標(biāo)幺值：I=2.2，I=2.55電源4秒短路電流標(biāo)幺值：I=2.25，I=2.7K點(diǎn)的短路電流：I=3.3=11.34（KA）；I=2.2=7.56（KA）；I=2.25=7.73（KA）；I=1.62 I=1.6211.34=18.37（KA）；i=2.69 I=2.6911.34=30.5(KA)為了限流，我們還可以采用變壓器的分列運(yùn)行，選用短路點(diǎn)K，但是鑒于上面的計(jì)算的得，對(duì)于短路點(diǎn)K，有I=11.34KA，當(dāng)選擇ZN5-10/630型斷路器時(shí)，對(duì)于10KV電壓級(jí)I=20KA

41、>11.34KA,故滿足要求，無(wú)須再進(jìn)行短路電流的計(jì)算。K點(diǎn)的短路電流：I=5.0=1.57（KA）；I=2.55=0.8（KA）；I=2.7=0.85（KA）；I=1.62 I=1.621.57=2.54（KA）；i=2.69 I=2.691.57=4.22(KA)計(jì)算結(jié)果如表4-4：表4-4 短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流短路點(diǎn)I"（KA）I tk/2 （KA）I tk（KA）Ish（KA）K111.347.567.7318.37K21.570.80.852.54第5章 高壓電氣設(shè)備的選擇5.1引言正確選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇

42、時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，具體選擇方法也就不完全一樣。但對(duì)它們的要求卻是基本相同的。電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，其運(yùn)行條件完全一樣，選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求是相同的。電氣設(shè)備要想能可靠地工作，必須按正常運(yùn)行條件進(jìn)行選擇，并且按短路條件校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。5.2 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的基本條件5.2.1 按長(zhǎng)期工作條件選擇 依據(jù)導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定: 選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓。 即： （5-1） 其中， 一般按照選擇電氣設(shè)備的額定電壓。對(duì)于導(dǎo)體： （5-2）對(duì)于電器： （5-3） 的

43、計(jì)算方法 1. 匯流主母線 （1） 110KV主母線：按實(shí)際功率分布進(jìn)行計(jì)算 （2） 10kV主母線： （5-4） 2. 旁路母線回路 3. 主變的引下線 （5-5） 4. 出線 單回線： 雙回線： 5. 母聯(lián)回路 6. 分段回路 （5-6） 其中：K=0.50.8 7. 10KV并聯(lián)電容器回路 （5-7） 5.2.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體依據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定的如下規(guī)定：1. 載流導(dǎo)體應(yīng)選擇鋁質(zhì)材料。2. 除配電裝置的匯流母線外，較長(zhǎng)導(dǎo)體的截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)密度選擇，導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度可按照附錄四所列數(shù)值選取。當(dāng)無(wú)合適規(guī)定導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體面積可按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算截面的相鄰下一檔選取。選取條件

44、：經(jīng)濟(jì)截面 （5-8） J經(jīng)濟(jì)電流密度注意：按此法選擇導(dǎo)體后，必須按長(zhǎng)期發(fā)熱校驗(yàn)。5.3 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的校驗(yàn)條件5.3.1 導(dǎo)體的選擇一、母線的選擇對(duì)母線的選擇，相應(yīng)書(shū)籍中有的如下歸定：1.載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料，下列場(chǎng)所可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體。（1）持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線端部或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時(shí)。（2）污穢對(duì)銅腐蝕較輕微而對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所。2. 20KV以下回路的正常工作電流在4000A及以下時(shí)，宜采用矩形導(dǎo)體，在4000-8000A時(shí)，宜選用槽形導(dǎo)體。 3. 110KV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜選用鋁合金管形導(dǎo)體。二、10KV出線電

45、纜選擇1. 電力電纜應(yīng)按下列條件選擇和校驗(yàn):（1）電纜芯線材料及型號(hào)。（2）額定電壓。（3）截面選擇。（4）允許電壓降校驗(yàn)。（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（6）電纜的動(dòng)穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗(yàn)。2. 電纜芯線材料及型號(hào)選擇：電纜芯線有銅芯和鋁芯，國(guó)內(nèi)工程一般選用鋁芯，電纜的型號(hào)應(yīng)根據(jù)其用途，敷設(shè)方式和使用條件進(jìn)行選擇，濟(jì)鋼變電站10KV出線選用三相鋁芯電纜。3. 電壓選擇：電纜的額定電壓應(yīng)大于等于所在電網(wǎng)的電壓。4. 截面選擇：電力電纜截面一般按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，當(dāng)電流的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大于5000小時(shí)且長(zhǎng)度超過(guò)20m時(shí)，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。5.3.2 電器選擇的依據(jù)一、斷路器選擇根據(jù)規(guī)定：35

46、KV及以下，可選用少油、真空、多油斷路器等，應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性。35KV220KV可選用少油、SF6、空氣斷路器等。綜合考慮，盡量利用經(jīng)過(guò)國(guó)家鑒定推薦使用的新產(chǎn)品，又110KV為檢修方便，選用SF6斷路器，10KV側(cè)采用真空斷路器。二、隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)的型式很多，按安裝地點(diǎn)的不同可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式和雙柱式。它對(duì)配電裝置的占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置的特點(diǎn)和使用要求以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件來(lái)確定。由于本設(shè)計(jì)中均采用手車式斷路器，故10KV側(cè)不用選隔離開(kāi)關(guān)。三、電壓互感器選擇電壓互感器是二次回路中測(cè)量和保護(hù)用的電壓源，通過(guò)它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，它的作用是將一次高壓

47、變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測(cè)量。依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定：1.電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。2. 6220KV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。3.當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)壓互。又根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定：1.電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)：（1）一次回路電壓。（2）二次電壓。（3）二次負(fù)荷。2.電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇:

48、（1）準(zhǔn)確度等級(jí)。（2）繼電保護(hù)及測(cè)量的要求。（3）320KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。（4）35KV配電裝置宜采用電磁式電壓互感器。（5）110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。3.用于中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。四、電流互感器選擇目前電力系統(tǒng)中用的廣泛是電磁式電流互感器，它的原理和變壓器相似，他的特點(diǎn)：一次繞組串聯(lián)在電路中，并且很少，電流取決于被測(cè)試電路的負(fù)荷電流，而與二次側(cè)電流的大小無(wú)關(guān)；二次側(cè)的電

49、流繞組阻抗很小，所以它在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。電流互感器的選擇應(yīng)符合以下幾點(diǎn)：1.凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。2.發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。3.對(duì)直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。五、絕緣子和穿墻套管其選擇依據(jù)如下： 1.屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子；屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí)，可用懸掛式支柱絕緣子；屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)和膠裝的多棱式支柱絕緣子。2.屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。對(duì)于母線型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過(guò)的母線尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種，瓷絕緣的穿墻

50、套管適用于交流電壓635kv系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60500kv中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。 5.4 電氣設(shè)備選擇過(guò)程5.4.1 消弧線圈的容量及型式的選擇1.消弧線圈一般選用油浸式裝設(shè)在屋內(nèi)相對(duì)<80%場(chǎng)所的消弧線圈。2.消弧線圈的補(bǔ)償容量，一般按下式計(jì)算： （5-9）Q-補(bǔ)償容量 K-過(guò)補(bǔ)償系數(shù)3.Ue-電網(wǎng)額定電壓/KV Ic-電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)回路的電容電流/A電網(wǎng)的電容電流計(jì)算（1）架空線路的電容電流可按下式計(jì)算： （5-10）L-線路的長(zhǎng)度 Ic-架空線路的電容電流（2）電纜線路的電容電流可按下式計(jì)算： （5-11） 對(duì)于10KV側(cè)： 5.4.2 最大長(zhǎng)期工作電流I的計(jì)算匯流母

51、線的I： 110KV側(cè)： I =1.05I=1.05=208A 10KV側(cè)： I =1.05I=1.05=2273KA5.4.3 母線選擇一、110KV母線選擇按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面： I K I （5-12）式中 I導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流。 I在額定環(huán)境溫度時(shí)導(dǎo)體允許電流。 K與實(shí)際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合修正系數(shù)。K = = =0.81I=0.81289=234（A）>208A故選擇型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70的鋼芯鋁絞線，長(zhǎng)期允許載流量為289A。 1.熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)的時(shí)間為： t =t+t =4s短路電流周期分量的熱效應(yīng)：Q = =4=3.2因t>1s,故不計(jì)算非周期分量的熱效應(yīng)。故 Q = Q =3.2 正常導(dǎo)體運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度： =+（） =25 +（70 25）=60.6c根據(jù)發(fā)電廠電氣部分查表4-6，C=91滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：S = = =19mm<70mm滿足熱穩(wěn)定要求。2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由于所選是軟母線，故不進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。二、10KV母線選擇按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面：查表可選用兩條12510mm矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流為3152A，集膚效應(yīng)系數(shù)K=