110kv變電站一次電氣部分初步設(shè)計概述

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 110KV變電站一次電氣初步設(shè)計 學(xué)生姓名 譚 向 飛 學(xué) 號 2010309232 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級 20103092 指導(dǎo)教師 陳春海 評閱教師 完成日期 2013 年11月6日三峽電力職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書（ 2013 - 2014 學(xué)年）課題名稱110kV變電站一次電氣初步設(shè)計學(xué)生姓名譚向飛專 業(yè)發(fā)電廠及電力系統(tǒng)班號20113096指導(dǎo)教師陳春海指導(dǎo)人數(shù)課題概述：一、設(shè)計任務(wù)1.選擇110kV變電站接線形式；2.計算110kV變電站的短路電流；3.選擇110kV變電站的變壓器，高/低壓側(cè)斷路器、隔離開關(guān)、母線、電流互感器、電壓互感器，

2、并校驗。二、設(shè)計目的 掌握變電站一次電氣設(shè)計的計算，能選擇電氣設(shè)備。三、完成成果 110kV變電站一次電氣接線及設(shè)備選擇。I原始資料及主要參數(shù)：1、110kV渭北變所設(shè)計最終規(guī)模為兩臺110/10kV主變，110kV兩回進線路，變壓器組接線線，10kV8回饋線，預(yù)計每回饋線電流為400A， 2、可行研究報告中變壓器調(diào)壓預(yù)測結(jié)果需用有載調(diào)壓方式方可滿足配電電壓要求，有載調(diào)壓開關(guān)選用德國MR公司M型開關(guān)，#2主變型號SZ9-40000/110，110×2%/10.5kV，YNd11，Uk%=10.5。3、110kV配電裝置隔離開關(guān)GW5-110DW/630；斷路器3AP1-FG-145k

3、V，3150A40kA；復(fù)合絕緣干式穿墻套管帶CT 2×300/5；中心點隔離開關(guān)GW13-63/630，避雷器HY5W-108/268及中心點HY1.5WZ-72/186。4、出八回線路、10kV段母線設(shè)備變二側(cè)開關(guān)分段以及電容補償。10kV斷路器選用ZN28E-12一體化彈簧儲能操作，支架落地安裝；主變10kV側(cè)及分段隔離開關(guān)用GN22-10G手動操作；10kV線路及電容器隔離開關(guān)用GN19-10Q手動操作；出線CT兩相式，二組次級繞組，用作測量和保護；電容器回路三相式；變二側(cè)CT三組次級用作測量縱差過流及無流閉鎖。參考資料及文獻（包括指定給學(xué)生閱讀的外文資料）：1、3110kV

4、高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范 （GB50060-92）2、35110kV變電所設(shè)計規(guī)范 （GB5005992）3、變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程 （DL/T5060-1996）4、中小型變電所實用設(shè)計手冊 丁毓山主編5、低壓配電設(shè)計規(guī)范（GB50054-95）6、工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范（GBJ65-83）7、電力工程電纜設(shè)計規(guī)范（GB50217-94）8、并聯(lián)電容器裝置的電壓、容量系列選擇標準（CECSS3391） 設(shè)計（論文）成果要求：1、說 明 書： 6000 字2、圖 紙： A3 號 1 張 號 張 號 張3、實習報告： 字4、論 文： 字5、其 它：按要求提供論文及論文全文電子文檔進度計劃

5、安排起止日期要求完成的內(nèi)容及質(zhì)量20132014秋季學(xué)期第一周第二周第三周第八周第十周20132014春季學(xué)期接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，學(xué)習畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及有關(guān)規(guī)定。閱讀指定的參考資料及文獻，完成開題報告。上交開題報告，指導(dǎo)教師批閱。完成說明書，指導(dǎo)教師批閱。完成畢業(yè)設(shè)計，全部成果交指導(dǎo)教師批閱。畢業(yè)答辯審核（系主任）批準（院長）目 錄摘要：3前言：4第一章 電氣主接線51.1主接線的設(shè)計原則51.2 主接線設(shè)計的基本要求51.3 主接線的基本接線方式61.3.1 110kv電壓側(cè)接線81.3.2 10kv電壓側(cè)接線8第二章 變壓器選擇92.1主變壓器的選擇92.1.1變壓器容量及臺數(shù)的選擇9

6、2.2 主變壓器型式選擇102.2.1主電站主變壓器相數(shù)的選擇102.2.2主變壓器繞組與結(jié)構(gòu)的選擇112.3本變電站主要變壓器選擇11第三章 短路電流的計算123.1 短路電流計算的目的123.2 短路電流計算的一般規(guī)定123.3短路電流計算13第四章 高壓電器設(shè)備選擇164.1電器選擇的一般條件164.2按正常工作條件選擇電氣設(shè)備174.3環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響184.4高壓斷路器的選擇184.4.1 高壓斷路器的種類184.4.2 本變電站高壓斷路器選擇194.5隔離開關(guān)選擇214.5.1 隔離開關(guān)的作用214.5.2 本變電站隔離開關(guān)選擇22致 謝24附 錄25參考文獻26 V 11

7、0kV變電站一次電氣初步設(shè)計學(xué) 生：譚向飛指導(dǎo)教師：陳春海 （三峽電力職業(yè)學(xué)院新能源工程學(xué)院）摘要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，生產(chǎn)專業(yè)化程度的提高，供電系統(tǒng)的設(shè)計也變得越來越全面和系統(tǒng)。目前，社會對電能的需求快速增長，對電能質(zhì)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電技術(shù)的可靠性要求不斷地提高，因而對電力系統(tǒng)設(shè)計方面的要求也更高、更完善。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，變電也是電力系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它將電能安全、可靠和經(jīng)濟地輸送到每一個用電設(shè)備。本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)

8、展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮。確定了110kV，10kV 以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果。對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型。從成了110kV 電氣一次部分的設(shè)計其中，本變電站設(shè)有兩臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kV和10kV兩個電壓等級。本文進行了電氣主接線的設(shè)計、變壓器的選擇、短路電流的計算、高壓電氣設(shè)備

9、的選擇及高壓電氣設(shè)備的校驗，包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、熔斷器等。關(guān)鍵字：變電站，電氣主接線，變壓器，電氣設(shè)備前言：電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。由于電能在工業(yè)及國民經(jīng)濟的重要性，電能的輸送和分配是電能應(yīng)用于這些領(lǐng)域不可缺少的組成部分。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。變電站使電廠或上級電站經(jīng)過調(diào)整后的電能書送給下級負荷，是電能輸送的核心部分。其功能運行情況、

10、容量大小直接影響下級負荷的供電，進而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)將動作?？赡茉斐赏ｋ姷仁鹿剩o生產(chǎn)生活帶來很大不利。因此，變電站在整個電力系統(tǒng)中對于保護供電的可靠性、靈敏性等指標十分重要。變電站是聯(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的作用。這就要求變電所的一次部分經(jīng)濟合理，二次部分安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運行工作，為國民經(jīng)濟服務(wù)。變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分，緊靠發(fā)電廠。將壓變電站通常遠離發(fā)電廠而靠近負荷中心。這里所設(shè)計得

11、就是110KV降壓變電站。它通常有高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等組成。變電站內(nèi)的高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等都裝設(shè)有各種保護裝置，這些保護裝置是根據(jù)下級負荷地短路、最大負荷等情況來整定配置的，因此，在發(fā)生類似故障是可根據(jù)具體情況由系統(tǒng)自動做出判斷應(yīng)跳閘保護，并且，現(xiàn)在的跳閘保護整定時間已經(jīng)很短，在故障解除后，系統(tǒng)內(nèi)的自動重合閘裝置會迅速和閘恢復(fù)供電。這對于保護下級各負荷是十分有利的。這樣不僅保護了各負荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命，降低設(shè)備投資，而且提高了供電的可靠性，這對于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。工業(yè)產(chǎn)品的效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場競爭力增大，進而可以使企業(yè)效益

12、提高，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。生活用電等領(lǐng)域的供電可靠性，可以提高人民生活質(zhì)量，改善生活條件等?？梢?，變電站的設(shè)計是工業(yè)效率提高及國民經(jīng)濟發(fā)展的必然條件。1.電氣主接線變電站是聯(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的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)2。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。1.1主接線的設(shè)計原則主接

13、線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電在同一時刻完成，所以主接線設(shè)計的好壞，直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。為此，主接線的設(shè)計必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析相關(guān)因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠3。電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電安全可

14、靠、運行靈活、經(jīng)濟美觀等基本要求下，兼顧運行、維護方便。1.2 主接線設(shè)計的基本要求電氣主接線一般應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。(一) 可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個要求。1、 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。主接線可靠性的衡量標準時運行實踐，至于可靠性的定量分析由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計算方法尚不完善，計算結(jié)果不夠準確，因而目前僅作為參考。主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線。要考慮所設(shè)計變電站

15、在電力系統(tǒng)中的地位和作用。2、 主接線可靠性的具體要求（1） 任何斷路器檢修，不影響對系統(tǒng)的連續(xù)供電。（2） 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。（3） 盡量避免變電站全部停運的可能性。（4） 大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。(二) 靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。（1） 調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2） 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響

16、電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。（3） 擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、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。(三) 經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。1、 投資?。?） 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。（2） 要能使繼電保護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。（3） 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。（4） 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電站可采用簡易電器。2、 占地面積

17、小主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3、 電能損失少經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電站接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。1.3主接線的基本接線方式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯樱瑸楸阌陔娔艿膮R集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建，下面介紹幾種常用的主接線方式。（1）

18、單母線接線：單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電，一般只適用于一臺主變壓器。（2）單母分段：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，由兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電。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，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。（3）單母分段帶旁路母線:這種接線方式具有相當高的當高的可靠性和靈活性，廣泛應(yīng)用于出線回路不多，負荷較為重要的

19、中小型發(fā)電廠。（4）一個半斷路器（3/2）接線:兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復(fù)雜性，且投資大，一般在超高壓電網(wǎng)中使用。（5）雙母接線:雙目接線有兩組母線，并且可以相互備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線相連。它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。但在檢修某線路的斷路器時，如果不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。1.3.1 110kv電

20、壓側(cè)接線本變電站110 kV線路有2回，可選擇單元接線或雙母線接線兩種方案，如圖1.1 所示。 方案一 方案二圖1.1 110kV電壓側(cè)接線方案方案一優(yōu)點 ：接線簡單清晰，節(jié)省設(shè)備和占地，操作簡便，經(jīng)濟性好。不設(shè)發(fā)電機電 壓母線，發(fā)電機電壓側(cè)的短路電流減小。缺 點：擴大接線的運行靈活性較差。適 用 范 圍：發(fā)電機側(cè)方案二優(yōu)點 ：運行方式靈活?？梢圆捎脤㈦娫春统鼍€均衡地分配在兩組母線上，母聯(lián) 斷路器合閘的雙母線同時運行方式；也可以采用任意一組母線工作，另一組母線備用，母聯(lián)斷路器分閘的單母線運行方式，所在回路均不中斷工作。缺 點：變更運行方式時，需利用隔離開關(guān)進行倒閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，本變電

21、站110 kV線路有2回，變壓器單元接線雙繞組變壓器組成的單元，斷路器裝于主變壓器高壓側(cè)作為該單元共同的操作和保護電器，在發(fā)電機和變壓器之間不設(shè)斷路器，可裝一組隔離開關(guān)供試驗和檢修時隔開之用。比較方案一、方案二,采用方案一更合理。容易出現(xiàn)誤操作，從而導(dǎo)致設(shè)備或人身事故。根據(jù)上面所述高壓側(cè)應(yīng)選用方案一 單元接線1.3.2 10kv電壓側(cè)接線610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時，可選擇單母線分段接線或單母線帶旁路母線接線兩種方案，如圖3.2所示。方案一可以提供單母線運行、各段并列運行、各段分列運行等運行方式，且便于分段檢修母線，減小母線故障的影響范圍。當任一段母線故障時，繼電保護裝置可使分段

22、斷路跳閘，保證正常母線段繼續(xù)運行。若分段斷路器平時斷開，則當任一段母線失去電源時，可由備用電源自動投入裝置使分段斷路器合閘，繼續(xù)保持該母線段的運行。方案二這種接線方式具有相當高的當高的可靠性和靈活性，廣泛應(yīng)用于出線回路不多，負荷較為重要的中小型發(fā)電廠或35110KV變電站中。 方案一 方案二圖1.2 10kV電壓側(cè)接線方案方案二為單母線分段帶旁路母線接線，當檢修出線斷路器時可不停電，因其進行了分段且是斷路器分段，所以當一段母線發(fā)生故障時，可以保證正常段母線不間斷供電，因為設(shè)置旁路母線，可以保證、類用戶用電要求，同時它結(jié)構(gòu)簡單清晰，運行也相對簡單，便于擴建和發(fā)展。它投資小，費用低，運行可靠性和靈

23、活性比方案一好，可以滿足10kV側(cè)用戶的要求。故10kV 側(cè)接線采用方案二。2.變壓器選擇在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量選的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器容量是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證

24、。2.1主變壓器的選擇2.1.1 變壓器容量及臺數(shù)的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪摵?10年規(guī)劃選擇，并適當考慮遠期1015年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當與城市規(guī)劃相結(jié)合，從長遠利益考慮，本站應(yīng)按近期和遠期總負荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。所以每臺變壓器的額定容量按（為變電所最大負荷，見計算說明書第8章）選擇，即=0.7×44460.7=31.12kVA這樣當一臺變壓器停用時，也保證70%負荷的供電。由于一般

25、電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負荷，因此采用式來計算主變?nèi)萘繉ψ冸娝ＷC重要負荷來說是可行的。通過計算本變電站可選擇額定容量為40M的主變壓器。為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，電站中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。當裝設(shè)三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時也增加了配電設(shè)備及用電保護的復(fù)雜性，以及帶來維護和倒閘操作的復(fù)雜化?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小，且適用遠期負荷的增長以及擴建，故本變電站選擇兩臺主變壓器完全滿足要求。2.2 主變壓器型式選擇2.2.1主電站主變壓器相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、

26、可靠性要求及運輸條件等因素。特別是大型變壓器，尤其需要考查其運輸可能性，保證運輸尺寸不超過橋梁、車輛、船舶等運輸工具的允許承載能力。選擇主變壓器的相數(shù)，需考慮如下原則：（1） 當不受運輸條件限制時，在330kV及以下的變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。（2） 對于500kV變電站，除需考慮運輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供電負荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建站初期，若主變壓器為一組時，當一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全站停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成全站停電。為此，要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。2.2.2主變

27、壓器繞組與連接方式的選擇1、 變電站主變壓器繞組的數(shù)量（1） 聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動備用變壓器或無功補償裝置。（2） 在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(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。對深入引進至負荷中心、具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電站，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。2、 繞組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和，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。

28、我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用連接； 35kV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。2.3本變電站主要變壓器選擇根據(jù)變電站的實際情況，應(yīng)根據(jù)以下的原則進行選擇：（1） 主變得容量一般按變電站建成后510 年的規(guī)劃負荷選擇（2） 根據(jù)電壓網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和變電站所帶的負荷的性質(zhì)來確定主變的容量，對于有重要用戶的變電站應(yīng)考慮當一臺主變停運時其余變壓器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的負荷，對一般性變電站，一臺機停用時，應(yīng)使其余變壓器保證全部負荷的70%80%。（3） 同級電壓的降壓變壓器容量的級別不宜過多，應(yīng)系列化，標準化（4） 對于大城市市郊的一次變電站，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)

29、的基礎(chǔ)上，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜所以應(yīng)選容量為40000KVA 的主變壓器SZ940000/110型號額定容量（kVA）空載 電流（%）空載 損耗（kW）負載損耗（kW）阻抗電壓（%）聯(lián)結(jié)組標號SZ9-40000/110400000.734.0155.610.5%YN，yn0，d11 表1.3 主變壓器技術(shù)參數(shù)3.短路電流的計算電力系統(tǒng)正常運行的破壞多半是由短路故障引起的。發(fā)生短路時，系統(tǒng)從一種運行狀態(tài)劇變到另一種運行狀態(tài)，并伴隨產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象。短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況6。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：

30、三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路情況最嚴重，破壞最大，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我采用三相短路來計算，以此為依據(jù)選擇和檢驗電氣設(shè)備，以保證其安全可靠。3.1短路電流計算目的（1）在選擇電氣設(shè)備時，選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，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，以此為依據(jù)。（2）在選擇電氣主接線時，為了

31、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7。（3）為了合理配置各種繼電保護方式和進行整定計算、接地裝置的設(shè)計等，必須對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析。（4）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。3.2 短路電流計算的一般規(guī)定（1）驗算導(dǎo)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，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流計算時，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

32、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，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。（4）導(dǎo)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三相短路驗算。3.3短路電流計算三相短路電流計算在最大運行方式下對三相短路的情況進行計算1、 畫出計算電路圖，如圖1.4（a）所示。本設(shè)計取基準容量Sj=100MVA Uj=Up基準電壓 10.5kV 115kV計算阻抗圖 圖1.4(a)標么值：線路阻抗： 110kV短路母線正序阻抗：主變阻抗：計算過程：基準值：110kV側(cè) 基準容量基準電

33、壓基準電流基準阻抗10kV側(cè) 基準容量Sj=100MVA 基準電壓Uj=10.5KV基準電流110kV側(cè)短路：次暫態(tài)短路電流有效值的標么值 次暫態(tài)短路電流有效值穩(wěn)態(tài)短路有效值沖擊短路電流有效值 Kc取1.8，可得所以沖擊短路電流峰值 Kc取1.8，可得所以短路容量10kV側(cè)短路：次暫態(tài)短路電流有效值的標么值=次暫態(tài)短路電流有效值穩(wěn)態(tài)短路有效值沖擊短路電流有效值Ich= I” Kc取1.8，可得所以沖擊短路電流峰值Kc取1.8，可得所以短路容量計算結(jié)果：短路點基準容量基準電壓基準電流次 暫 態(tài) 短 路 電 流 有 效 值穩(wěn) 態(tài)短 路電 流有 效值沖 擊短 路電 流有 效值沖 擊短 路電 流峰 值

34、短路容量SjMVAUjKVIjKAI”KAIKAIchKAichKAS”MVAK1(110KV短路點)1001150.50214.4214.4221.9236.772872K2(10KV短路點)10010.55.518.4818.4828.0947.12336264.高壓電器設(shè)備選擇選擇正確的電器是保證電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況8，在保證安全、可靠的前提下，盡量采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，使所選的電器能在長期工作的條件下及發(fā)生過電壓、過電流的情況下能

35、保持正常運行。4.1 電器選擇的一般條件(1)電器選擇的原則:應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓等情況下的要求；應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核；應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；擴建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致；選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。(2)電器選擇的技術(shù)條件:電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓，即 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定電壓在220kV及以下時為,而實際電網(wǎng)運行的一般不超過。電流:導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即 由于變壓器在

36、電壓降低5%時出力保持不變，故其相應(yīng)回路的按當?shù)丨h(huán)境條件校核：當周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許電流可按下式修正 ： 式中 K修正系數(shù)導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度按短路情況校驗:電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定9。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。短路熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定條件為: 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)短路時導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間： =+ 相應(yīng)斷路器的全開斷時間短路的動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定條件為： 、 短路沖

37、擊直流峰、有效值 （kA）、電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA）4.2按正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1） 額定電壓：在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即 （2） 額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的應(yīng)為發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有可能過負荷運行時，應(yīng)按過負荷確定（1.32倍變壓器額定電流）。出線回路的除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他轉(zhuǎn)移過來

38、的負荷。4.3環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響當電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境（尤其注意小環(huán)境）條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應(yīng)采取措施。電氣設(shè)備的額定電流是指在基準環(huán)境溫度下，能允許長期通過的最大工作電流。此時電氣設(shè)備的長期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。而在實際運行中，周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度，所以電氣設(shè)備的額定電流必須經(jīng)過溫度修正。我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度，如周圍溫度高于+40（但）時，其允許電流一般可按每增高1，額定電流減少1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于+40時，環(huán)境溫度每降低1，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得

39、超過額定電流的20%。此外，還應(yīng)按電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。4.4高壓斷路器的選擇4.4.1 高壓斷路器的種類 變電所中高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流。故障時，斷路器通常與繼電保護配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，一般采用SF6斷路器。

40、4.4.2 本變電站高壓斷路器選擇選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求：（1） 在合閘運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負荷電流。即使通過短路電流也（2） 應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。（3） 在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。（4） 應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。（5） 應(yīng)有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便本變電站高壓斷路器選擇如下：110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇3AP1-FG-145Kv（1）按額定電壓選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓 110KV側(cè)斷路器Un=145KV，所以（2）按額定電流選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中

41、、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流。110kV側(cè)斷路器,所以110kV側(cè)斷路器(3)按開斷電流選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為斷路器的額定開斷電流，實際開斷瞬間的短路電流周期分量。 110kV側(cè)斷路器，所以110KV側(cè)斷路器（4）按短路關(guān)合電流選擇 為保證斷路器在關(guān)合短路電流時間的安全， 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為斷路器的額定關(guān)合電流，短路電流最大沖擊值。 110kV側(cè)斷路器，所以110kV側(cè)斷路器根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇110kV側(cè)斷路器3AP1-FG-145KV,10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：變二次側(cè)10KV及分段斷路器選擇GN22-10G/3150、10kV出線斷路器的選擇GN19-

42、10Q/630（1）按額定電壓選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓 變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器。變二次側(cè)10KV及分段斷路器，10kV出線斷路器。（2）按額定電流選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流 變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10KV出線斷路器。變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器(3)按開斷電流選擇 應(yīng)滿足如下條件：式中、分別為斷路器的額定開斷電流，實際開斷瞬間的短路電流周期分量。 變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器。變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器（4）按短路關(guān)合電

43、流選擇 為保證斷路器在關(guān)合短路電流時間的安全， 應(yīng)滿足如下條件：式中,分別為斷路器的額定關(guān)合電流，短路電流最大沖擊值。 變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器，變二次側(cè)10kV及分段斷路器，10kV出線斷路器 變二次側(cè)10kV及分段斷路器、10KV出線斷路器的型號分別為ZN28E-123150、ZN28E-121250。110kV隔離開關(guān)的選擇包括110KV側(cè)隔離開關(guān)隔離開關(guān)應(yīng)該按額定電壓、額定電流選擇。（1）按額定電壓選擇應(yīng)滿足如下條件：式中、-分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，單位kV110kV側(cè)隔離開關(guān),所以110kV側(cè)隔離開關(guān)（2）按額定電流選擇應(yīng)滿足如下條件：式中、-分別為電

44、氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流。單位A。110kV側(cè)隔離開關(guān)，所以110kV側(cè)隔離開關(guān)隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定的項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切斷短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。根據(jù)以上數(shù)據(jù)110kV側(cè)隔離開關(guān)GW5-110DW63010KV隔離開關(guān)的選擇：變二次側(cè)10KV及分段隔離開關(guān)、10kV出線隔離開關(guān)的選擇，隔離開關(guān)應(yīng)按額定電壓、額定電流選擇。(1)按額定電壓選擇應(yīng)滿足如下條件：式中、-分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，單位KV變二次側(cè)10kV及分段隔離開關(guān)Un=10,10KV出線隔離開關(guān)Un=10，變二次側(cè)10kV及分

45、段隔離開關(guān)，10kV出線隔離開關(guān)的。（2）按額定電流選擇應(yīng)滿足如下條件：式中、-分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流。單位A。變二次側(cè)10kV及分段隔離開關(guān),10kV出線隔離開關(guān)，變二次側(cè)10KV及分段隔離開關(guān),10kV出線隔離開關(guān)。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定的項目相同、但由于隔離開關(guān)不用來通知和切斷短路電流，故無需進行開斷電流和電路關(guān)合電流的校驗。變二次側(cè)10KV及分段隔離開關(guān)、10kV出線隔離開關(guān)所選型號分別為GN22-10G/3150、GN19-10Q/6304.5隔離開關(guān)選擇4.5.1 隔離開關(guān)的作用隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的主要用途：（1） 隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全；（2） 倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗