110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)說明

1、. . . . 南 京 工 程 學(xué) 院繼續(xù)教育學(xué)院（本科）110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)（論文）函 授 站： 南 京 班 級： BH 姓 名： 智剛 指 導(dǎo) 老 師：2012年 06月 23日41 / 47摘 要電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國計(jì)民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個國家的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與其社會現(xiàn)代化水平高低的一個重要標(biāo)志。黨的十七大提出了全面建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo)，從一定意義上講，實(shí)現(xiàn)這個宏偉目標(biāo)，需要強(qiáng)有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應(yīng)，需要優(yōu)質(zhì)高效的電力服務(wù)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成本專業(yè)所有課程后進(jìn)行的綜合能力考核。通過對原始資料的分析、主接線的選擇與比較、短路電流

2、的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、線路圖的繪制以與避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kV變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以與變電站防雷保護(hù)方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了鞏固課程的理論知識，掌握變電站設(shè)計(jì)和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，體驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識的水平和能力，培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和解決問題的能力的目的。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的潮流與短路計(jì)算以與各種電力手冊與其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，并在設(shè)計(jì)中增新、拓寬。提高專業(yè)知識，拓寬、提高專業(yè)知識，完善知識結(jié)構(gòu)，開發(fā)

3、創(chuàng)造型思維，提高專業(yè)技術(shù)水平和管理，增強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，成為一專多能的高層次復(fù)合型人才。待建變電所在城市近郊，其設(shè)計(jì)目的是向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，還向附近的地區(qū)負(fù)荷供電。該變電所的所址靠近負(fù)荷中心，有利于電能的傳輸。該變電所的設(shè)計(jì)還與附近工礦企業(yè)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線路和電纜線路的引入。本變電所所處的地理位置優(yōu)越，地勢平坦、交通條件便利有利于大型設(shè)備的運(yùn)輸和安裝。待建變電所為110KV降壓變電所，該變電所設(shè)計(jì)要求有三個電壓等級分別110/35/10KV。該變電所高壓側(cè)110KV母線有2回出線向負(fù)荷供電；中壓側(cè)110KV母線送出2回線路向附近煉鋼廠供電；在低壓10KV母線送出10回線路向地區(qū)負(fù)荷

4、供電。因此，根據(jù)變電所的電壓等級和出線回?cái)?shù)結(jié)合變電所的分類標(biāo)準(zhǔn)，可知該所在系統(tǒng)中有較高的地位，可以確定本變電所為地區(qū)變電所。目 錄摘要III1設(shè)計(jì)任務(wù)12主變的選擇33主接線設(shè)計(jì)64短路電流計(jì)算115電氣設(shè)備選擇226防雷保護(hù)設(shè)計(jì)28辭34參考文獻(xiàn)35附錄一361設(shè)計(jì)任務(wù)1.1原始資料1、待設(shè)變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。2、確定本變電所的電壓等級為110kV/35kV/10kV,110kV是本變電所的電源電壓，35kV和10kV是二次電壓。3、待設(shè)計(jì)變電所的電源，由對側(cè)110kV變電所雙回線路與另一系統(tǒng)雙回線路送到本變電所；在中壓測35kV母線，送出2回線

5、路至煉鋼廠；在低壓側(cè)10kV母線，送出10回線路至地區(qū)負(fù)荷。4、該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。5、該地區(qū)年最高氣溫，最熱月平均最高氣溫。35kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用戶名稱最大負(fù)荷（KW）cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)（）煉鋼廠400000.9526510kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號用戶名稱最大負(fù)荷（KW）cos回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)1礦機(jī)廠19000.912362機(jī)械廠11002643汽車廠21002354電機(jī)廠22002555煉油廠1600260最大負(fù)荷利用小時數(shù) 同時率取0.9，線路損耗取6%。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1、 選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和型號；2、 設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線；3、 進(jìn)行必

6、要的短路電流計(jì)算；4、 選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備；5、 選擇和校驗(yàn)10kV硬母線；6、 進(jìn)行繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)；7、 進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；8、 配電裝置設(shè)計(jì)。2主變的選擇2.1主變選擇變壓器是變電所中最重要的和最貴重的是設(shè)備，變壓器的選擇在變電所中是比較重要的。它是變電站中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送，分配和利用。變壓器的分類方法比較多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器，按相數(shù)分有單相和三相變壓器，按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器，按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式，干式兩大類，其中油浸式變壓器又有油浸自冷式，油浸風(fēng)冷式，油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等

7、。而干式變壓器又有澆注式，開啟式，充氣壓（SF6）等。按用途又可分為普通變壓器和特種變壓器，按調(diào)壓方式分有無載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。安裝在總降壓變電所的變壓器通常被稱為主變壓器，610KV/0.4KV的變壓器常被叫做配電變壓器。在選擇變壓器時，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S10系列。高損耗變壓器已被淘汰，不在采用，在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器，供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9，S10-M，S11，S11-M等）；對于高建筑，地下建筑，發(fā)電廠化工等單位對消防要求較高的場所，宜采用干式電力

8、變壓器（SC，SCZ，SG3，SG10，SC6等）；對電網(wǎng)電壓波動較大的，為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器（SZ7，SFSZ。SGZ3等）降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定。主變壓器的選擇原則選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考率下列原則：應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求,對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所,應(yīng)采用兩臺變壓器,以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時,另一臺變壓器對一二級負(fù)荷繼續(xù)供電.對只有二級負(fù)荷而無一級負(fù)荷的變電所,也可以只采一臺變壓器,但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源或另有自備電源。（1） 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所也可以考慮采用兩臺變

9、壓器。（2） 除上述兩種情況外,一般車間變電所宜采用一臺變壓器.但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所,雖為三級負(fù)荷,也可以采用兩臺變壓器。（3） 在確定變電所主要變壓器臺數(shù)時,應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展留有一定的余地。（一）變壓器容量的選擇主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮：（參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊一中的第五章）（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，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期幾年發(fā)展，對城郊變電所，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)來確定主變?nèi)萘浚瑢τ兄匾?fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺主變壓器停運(yùn)時，其余主變壓器容量在計(jì)與過負(fù)荷能力后的允許時間，應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性

10、變電站，當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60。(3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，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，備件與維修方便。）由計(jì)算結(jié)果得知應(yīng)選擇容量為SFPSL-63000/220型。（二）主變臺數(shù)的考慮原則與臺數(shù)的選擇（1）對大城市的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺主變?yōu)橐恕＃?）對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮裝三臺的可能性。（3）對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時更換主變。由以上分析知應(yīng)選擇兩臺主變。2.2變壓器型式的選擇（一）相數(shù)的選擇由相應(yīng)規(guī)程

11、規(guī)定，若站址地勢開闊，交通運(yùn)輸方便，也不是由于容量過大而無法解決制造問題宜采用三相變壓器，結(jié)合以上分析，此變電所應(yīng)采用三相變壓器。（二）繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊和相應(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)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所的實(shí)際情況，由主變?nèi)萘窟x擇部分的計(jì)算數(shù)據(jù)，明顯滿足上述情況。故該市郊變電所主變選擇三繞組變壓器。參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊和相應(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

12、繞組是型的，我國110KV與以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中型點(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。故該市郊變電所主變應(yīng)采用的繞組連接方式為： 。（三）主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇參考電力系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)手冊和相應(yīng)規(guī)程中指出：變壓器各側(cè)阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定，潮流方向，無功分配，繼電保護(hù)，短路電流，系統(tǒng)的調(diào)壓手段和并列運(yùn)行等的方面進(jìn)行綜合考慮，并應(yīng)以對工程起決定性作用的因素來確定。變壓器的阻抗選擇實(shí)際上是指三個繞組在變壓器鐵心中纏繞的位置，由此變壓器可以分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型。調(diào)壓方式是指采用有載（帶負(fù)荷）調(diào)壓還是手動（不帶負(fù)荷）調(diào)壓方式。規(guī)程規(guī)定：

13、在能滿足電壓正常波動情況下可以采用手動調(diào)壓方式（手動調(diào)壓方式的變壓器便宜、維修方便）。近年來隨著對電壓質(zhì)量的要求的提高和有載調(diào)壓變壓器的質(zhì)量的提高，作為城市變電站，一般也都用有載調(diào)壓方式。綜合以上分析本設(shè)計(jì)中此變電站的主變宜采用有載調(diào)壓方式。（四）主變壓器的冷卻方式根據(jù)型號有：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。按一般情況，110KV變電站宜選用自然風(fēng)冷式。（五）全絕緣、半絕緣、繞組材料等問題的解決在110KV與以上的中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時的短路電流，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)問題。110KV，35KV側(cè)采用分

14、級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕緣等級相當(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。3主接線設(shè)計(jì)3.1. 接線設(shè)計(jì)原則電氣主接線的設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)的主體，是電力系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)與變電站運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性要求密切相關(guān)。主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以與變電站電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，會有直接的影響。因此，主接線必須結(jié)合電力系統(tǒng)、變電站具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理他們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的比較，合理選擇主接線方式。變電站電氣主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性是一個綜合的概念，不能單獨(dú)的強(qiáng)調(diào)其中的某一特性，也不

15、能忽略其中的某一特性。但根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電站電氣主接線的性能要求也有不同的側(cè)重。例如系統(tǒng)中的超高壓、大容量樞紐變電站，因停電會對系統(tǒng)和用戶造成重大損失，故對其可靠性要求就特別高；系統(tǒng)中的中小容量中間變電站或終端變電站，因停電對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小，這類變電站的數(shù)量特別大，故對其主接線的經(jīng)濟(jì)性就要特別重視。3.1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則（1）考慮變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2）考慮遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模。（3）考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回路數(shù)多少對主接線的影響。（4）考慮主變壓器臺數(shù)對主接線的影響。（5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。3.1.2主接線的基本要求（

16、1）可靠性（2）靈活性（3）經(jīng)濟(jì)性考慮以符合設(shè)計(jì)要求，國家政策，技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)。結(jié)合實(shí)際，保證供電在可靠調(diào)度靈活等滿足前提條件下來節(jié)省投資。3.2 方案的擬定各接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用圍（一）單母線接線（1）優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于礦建和采用成套配電裝置。（2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一組件或故障與檢修均需使整個配電裝置停電。（3）適用圍：一般只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器的情況。本次設(shè)計(jì)使用兩臺主變壓器，并且10kV側(cè)要求供電的可靠性高，所以不能采用単母線接線。（二）單母線分段接線這種接線除具有單母線接線的簡單、清晰，采用設(shè)備少、操作方便、擴(kuò)建容易等優(yōu)點(diǎn)外，增加分段斷路器后，提

17、高了可靠性。因此，這種接線的應(yīng)用圍也比單母線接線廣。其缺點(diǎn)是當(dāng)分段斷路器故障時，整個配電裝置會全停；母線和母線隔離開關(guān)檢修時，該段母線上連接的組件都要在檢修期間停電。（1）優(yōu)點(diǎn)：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。當(dāng)一段母線上發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（2）缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段回路的母線都要在檢修期停電。出線雙回時，常使架空線交叉跨越。擴(kuò)建時需要向兩個方向均衡擴(kuò)建。（3）適用圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回與以上，110220kV配電裝置出線回路數(shù)為34回。本次設(shè)計(jì)

18、10kV側(cè)配電裝置雖有特殊重要的I、II類用戶化學(xué)工業(yè)、醫(yī)院等，不允許停電檢修斷路器。但由于設(shè)備制造水平的提高，高質(zhì)量的斷路器不斷涌現(xiàn)。因此，斷路器本身需要檢修的幾率不斷減小，而每次檢修時間又非常短，故可使用単母分段接線方式。此外，35kV和110kV側(cè)也考慮采用単母分段接線方式。（三）雙母線接線（1）優(yōu)點(diǎn)：供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)。（2）缺點(diǎn)：增加一組母線和使每回路要增加一組母線隔離開關(guān)當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。（3）適用圍：610kV配電裝置。當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時。110220kV配電裝置。出線回路數(shù)為5回與以上時，或當(dāng)110220kV

19、配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位且出線回路數(shù)為4回與以上時。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的原始資料，110kV側(cè)出線回路數(shù)與其配電裝置的重要性都不滿足裝設(shè)雙母接線的條件。35kV側(cè)可以適當(dāng)考慮。（四）橋形接線橋形接線分橋式或外橋式，前者，橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，而后者，橋連斷路器則在線路側(cè)。（1）橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點(diǎn)：變壓器的投入和切除較復(fù)雜。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運(yùn)行。出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運(yùn)。適用圍：較小容量的發(fā)電廠，變電站且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。本次設(shè)計(jì)中，110kV側(cè)滿足這個要求，且較經(jīng)濟(jì)。可考慮選用。（2）外橋形接線外

20、橋接線是連接橋斷路器在線路斷路器的外側(cè)優(yōu)點(diǎn)：同橋形接線。缺點(diǎn)：線路的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺斷路器暫時停運(yùn)。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運(yùn)行。變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運(yùn)。適用圍：適用于較小容量的發(fā)電廠或變電站，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋接線。（五）雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個組件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段

21、的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回與以下時，母線不分段。（六）可選方案的確定綜合比較后，本次設(shè)計(jì)中擬定了三種主接線方式：方案一：110kV采用雙母線接線、35kV、10kV側(cè)均采用單母分段接線，如圖3.1；圖3.1 主接線方案一方案二：110kV和35kV側(cè)采用雙母線接線、10kV側(cè)采用單母分段接線，如圖3.2；圖3.2 主接線方案二方案三：110kV側(cè)采用雙母線接線，35kV側(cè)采用橋接線，10kV側(cè)采用單母分段接線，如圖3.3。圖3.3 主接線方案三3.3 最佳方案的確定方案一與方案二比較，在于方案二35kV側(cè)采用了

22、雙母線接線形式，而方案一則采用了單母分段接線形式，方案二比方案一多用了一根母線和四個隔離開關(guān)，更可靠；方案三與方案二比較，在于方案二35kV側(cè)采用了采用了雙母接線形而方案三則采用了橋接線形式，由于35kV側(cè)出線較少，且是供給另一終端變電站的，采用雙母線、橋接線方式均可滿足可靠性要求，但采用雙母線接線方式操作復(fù)雜，成本高、易誤操作，所以二者相比，方案三更佳。綜上所述，方案三為本次設(shè)計(jì)的最佳電氣主接線形式。4短路電流計(jì)算4.1 等值電抗計(jì)算 由任務(wù)書和主接線圖畫出系統(tǒng)圖如下：根據(jù)系統(tǒng)圖可畫出等值電抗圖4.1如下：圖4.1各組件等值電抗的計(jì)算如下：選取基準(zhǔn)容量：基準(zhǔn)電壓：線路電抗：發(fā)電機(jī)G1電抗：因

23、為發(fā)電機(jī)電抗相等：X1 = X3 = X5 = X7與G1 相連的變壓器電抗：由于與G1G2G3G4相連的變壓器電抗相等：X2 = X4 = X6 = X8線路電抗其中線路長度L如上圖所示：與G5、G6相連變壓器電抗：由于兩變壓器電抗相等：X15 = X16發(fā)電機(jī)G5、G6電抗：發(fā)電機(jī)G5、G6電抗相等：X17 = X18線路電抗：由短路電壓百分比計(jì)算出所選變壓器各繞組電抗：注：由于變壓器中壓側(cè)繞阻電抗X2%為負(fù)值，因此其電抗其為零。電抗值如上圖所示。4.2 短路電流的計(jì)算方法對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的短路電流，我們可采用一種運(yùn)算曲線來計(jì)算任意時刻的短路電流。所謂運(yùn)算曲線，是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)得到汽輪

24、發(fā)電機(jī)的參數(shù)，逐個計(jì)算在不同阻抗條件下，某時刻t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運(yùn)行曲線在某時刻t和計(jì)算電抗情況下的短路電流值。4.3 110kV側(cè)短路系統(tǒng)并列，K1點(diǎn)短路時的短路電流：K1點(diǎn)短路等值電抗圖如下：圖4.3對圖4.3進(jìn)行變換其變換后如圖4.4：圖4.4注：圖4.3中G1G2G3G4分別是合并后為G7電源和系統(tǒng)電源;因?yàn)閄33的電抗與短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗無關(guān)所以可以省去。將轉(zhuǎn)移電抗化為各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗：電源點(diǎn)G1G2G3G4的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源點(diǎn)G5G6的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：系統(tǒng)S點(diǎn)的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源G1G2G3G4供給短路點(diǎn)的短路電流是：

25、由計(jì)算電抗查曲線得到0s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到4s短路電流電源G5G6供給短路點(diǎn)的短路電流是：由計(jì)算電抗查曲線得到0s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到4s短路電流電源S9供給短路點(diǎn)的短路電流是：由計(jì)算電抗查曲線得到0s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到4s短路電流總的三相短路電流是：沖擊電流：4.3 35kV側(cè)短路計(jì)算K2點(diǎn)短路時的短路電流計(jì)算方法：圖4.5對圖4.5的電抗進(jìn)行合并如圖4.6圖4.6對X25 X27 X26進(jìn)行變換（同220KV側(cè)變換）后如圖4.7圖4.7對圖4.7進(jìn)行星網(wǎng)變

26、換如圖4.8。圖4.8將轉(zhuǎn)移電抗化各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗：電源 G1G2G3G4點(diǎn)的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源點(diǎn)G5G6的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源點(diǎn)S9的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源G1G2G3G4供給短路點(diǎn)的短路電流是：由計(jì)算電抗查曲線得到0s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到4s短路電流電源G5G6供給短路點(diǎn)的短路電流是：由計(jì)算電抗查曲線得到0s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到0.2s短路電流由計(jì)算電抗查曲線得到4s短路電流電源S9供給短路點(diǎn)的短路電流是：因?yàn)橛?jì)算電抗大于3.5，所以對其取倒數(shù)直接得到短路電流標(biāo)么值總的三相短路電流是：沖擊電流：4.4 10kV

27、側(cè)短路計(jì)算10KV側(cè)最大列運(yùn)行時，K3點(diǎn)短路時的短路電流計(jì)算方法：圖4.9對圖4.9進(jìn)行合并變換后如圖4.10：圖4.10對圖14.10 變換后如圖4.11：圖4.11對圖4.11進(jìn)行星網(wǎng)變換后如圖4.12：圖4.12將轉(zhuǎn)移電抗化各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗：電源 G1G2G3G4點(diǎn)的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源點(diǎn)G5G6的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源點(diǎn)S的到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗是：電源G1G2G3G4供給短路點(diǎn)的短路電流是：因?yàn)橛?jì)算電抗大于3.5，所以對其取倒數(shù)直接得到短路電流標(biāo)么值電源G5G6供給短路點(diǎn)的短路電流是：電源S供給短路點(diǎn)的短路電流是：總的三相短路電流是：沖擊電流：短路計(jì)算的結(jié)果如表4.1

28、短路點(diǎn)位置運(yùn)行方式短路電流計(jì)算參考數(shù)據(jù)沖擊電流0 s0.2 s4 sK1系統(tǒng)兩條線路運(yùn)行12.99KA11.29KA12.06KA33.12KA K2兩臺變壓器同時運(yùn)行3.59A3.57KA3.63KA9.15KA K3兩臺變壓器同時運(yùn)行11.72KA11.72KA11.72KA29.832KA 5電氣設(shè)備選擇5.1 電氣設(shè)備選擇正確選擇設(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)備選擇時，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。但對它們的要求卻是基本一樣的。電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，其運(yùn)行條件完全

29、一樣，選擇方法也不完全一樣，但對它們的基本要一樣的。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)定和動穩(wěn)定。5.1.1電氣選擇的選擇5.1.1.1 主要任務(wù)導(dǎo)體和絕緣子 導(dǎo)體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線、主變引下線、出線以與各電壓級的絕緣子等。5.1.1.2 電氣設(shè)備 電氣設(shè)備包括各電壓級的出線斷路器、旁路斷路器、分段斷路器、以與相應(yīng)的隔離開關(guān)、熔斷器等。用于保護(hù)和測量用的電流互感器，包括穿墻套管、開關(guān)柜的選擇與其一次接線的編號。5.2 選擇導(dǎo)體和電器的基本條件5.2.1 按長期工作條件選擇參考導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第1.1.3條: 選用的電器允許最

30、高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓。即： 其中， 一般按照選擇電氣設(shè)備的額定電壓：對于導(dǎo)體：對于電器：的計(jì)算方法：（1）匯流主母線 110KV主母線：按實(shí)際功率分布進(jìn)行計(jì)算 35KV主母線：按實(shí)際功率分布進(jìn)行計(jì)算 10kV主母線：（2）旁路母線回路（3）主變的引下線（4）出線 單回線： 雙回線：（5）母聯(lián)回路（6）分段回路 （K=0.50.8 ）（7）10KV并聯(lián)電容器回路5.2.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體參考導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第2.1.3條： 載流導(dǎo)體應(yīng)選擇鋁質(zhì)材料。第2.1.6條：除配電裝置的匯流母線外，較長導(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。

31、當(dāng)無合適規(guī)定導(dǎo)體時，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：經(jīng)濟(jì)截面 J經(jīng)濟(jì)電流密度注意：按此法選擇導(dǎo)體后，必須按長期發(fā)熱校驗(yàn)。5.3 導(dǎo)體和電器的選取與校驗(yàn)條件5.3.1 導(dǎo)體的選擇5.3.1.1母線的選擇參考導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第2.1.3條：載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料，下列場所可選用銅質(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；（2） 污穢對銅腐蝕較輕微而對鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場所。第2.3.1條：20KV以下回路的正常工作電流在4000A與以下時，宜采用矩形導(dǎo)體，在4000-8000A時，宜選用槽形導(dǎo)體

32、。110-220KV與以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜選用鋁錳合金管形導(dǎo)體。5.3.1.210KV出線電纜選擇（1）依據(jù)發(fā)電廠電氣部分電力電纜應(yīng)按下列條件選擇和校驗(yàn):a. 電纜芯線材料與型號b. 額定電壓c. 截面選擇d. 允許電壓降校驗(yàn)e. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)f. 電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗(yàn)。（2）電纜芯線材料與型號選擇電纜芯線有銅芯和鋁芯，國工程一般選用鋁芯，電纜的型號應(yīng)根據(jù)其用途，敷設(shè)方式和使用條件進(jìn)行選擇，郊變10KV出線選用三相剛芯鋁絞線。（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期發(fā)熱允許電流選擇，當(dāng)電流的最大負(fù)荷利用小時數(shù)大于

33、5000小時且長度超過20m時，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。5.3.2 電器選擇5.3.2.1斷路器選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電氣一次部分）第62節(jié)規(guī)定：35KV與以下，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)過國家鑒定推薦使用的新產(chǎn)品，又110-220KV為檢修方便，選用SF6斷路器，10KV側(cè)采用真空斷路器。5.3.2.2 隔離開關(guān)的選擇種類和形式的選擇：隔離開關(guān)的型式很多，按安裝地點(diǎn)的不同可分為屋式和屋外式。按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式和雙柱式。它對配電裝置的占地面積有很大影響，選型時應(yīng)根據(jù)配電裝置的特點(diǎn)和使用要求

34、以與經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件來確定。由于本設(shè)計(jì)中均采用手車式斷路器，故35KV、10KV側(cè)不用選隔離開關(guān)。5.3.2.3 電壓互感器選擇電壓互感器是二次回路中測量和保護(hù)用的電壓源，通過它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測量。依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊對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)滿足測量、保護(hù)周期和自動裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時，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

35、監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)壓互。根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86：第10.0.1條：電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)a. 一次回路電壓b. 二次電壓二次負(fù)荷a. 準(zhǔn)確度等級b. 繼電保護(hù)與測量的要求第10.0.3條：電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇：c. 320KV屋配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。d. 110KV與以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。第10.0.7條：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

36、壓應(yīng)為100/3V。根據(jù)以上原則，可選擇電壓互感器。5.3.2.4 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（用字母TA表示），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，電流取決于被測試電路的負(fù)荷電流，而與二次側(cè)電流的大小無關(guān)；二次側(cè)的電流繞組阻抗很小，所以它在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊：a. 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。b.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。c. 對直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。5.3.2.4 絕緣子和穿墻套管參考導(dǎo)體和

37、電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 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，可用懸掛式支柱絕緣子。5.4設(shè)備選擇結(jié)果顯示 5.4.1導(dǎo)體選擇一覽表導(dǎo)體選擇一覽表電壓級別主母線主變引下線負(fù)荷出線110KVLGJ-120LGJ300 /35KVLGJ-3302LGJ-300LGJ-24010KVLMY矩形母線(三條125×10)LMY矩形母線(三條125×10)2LGJ-4005.4.2斷路器和隔離開關(guān)選擇一覽表斷路器和隔離開關(guān)選擇一覽表設(shè)備項(xiàng)目斷路器隔離開關(guān)110KV出線SW6-220/1200GW6-220D/1000-50110KV主變引下線SW6-220/1200

38、GW6-220D/1000-5035KV出線SW4-110/1000GW4-110D/1000-8035KV主變引下線SW4-110/1000GW4-110D/1000-8010KV出線SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV分段SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV主變引下線SN-10/7000GN10-10T/7000-2405.4.3電流互感器 110KV側(cè)：LCW2-220W（2*200-2*600/5）35KV側(cè)：LCW-110W（2*50-2*600/5） 10 KV側(cè)：LAJ-10W（2000-7000/5）電壓互感器 110KV側(cè)：

39、JCC2-22035KV側(cè)：JCC2-110 10 KV側(cè)：JSJW-105.4.4絕緣子和穿墻套管絕緣子和穿墻套管電壓級別設(shè)備類型110KV35KV10KV絕緣子ZSW-220/4ZSW-110/5ZN-10/8穿墻套管/CMLC2-10/30006防雷保護(hù)設(shè)計(jì)6.1 避雷針的布置與保護(hù)圍計(jì)算避雷針是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護(hù)直擊雷過電壓的主要設(shè)施。變電所借助屋外配電裝架構(gòu)上的避雷針和獨(dú)立避雷針共同組成的保護(hù)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。廠房、主控室和屋配電室采用屋頂上的避雷帶進(jìn)行防雷。由變電所總平面布置圖知，變電所長100m，寬80m。宜設(shè)置（ 8）個避雷針，其中1#-8#避雷針設(shè)立在變電所門型架

40、上，這樣即可減少避雷針長度，又可增大保護(hù)圍。6.2 各電壓等級的避雷器選擇避雷器是發(fā)電廠，變電所防護(hù)雷電侵入波的主要設(shè)施。應(yīng)根據(jù)被保護(hù)的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式，額定電壓等，并根椐使用情況校驗(yàn)所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等。氧化鋅避雷器的工頻電壓參數(shù)和通流能力應(yīng)滿足以下要求：1）氧化鋅避雷器的額定電壓應(yīng)大于電網(wǎng)工頻過電壓。2）氧化鋅避雷器最高持續(xù)工作電壓應(yīng)大于電網(wǎng)的最高運(yùn)行相電壓。3）氧化鋅避雷器通流能力應(yīng)滿足電網(wǎng)向避雷器的放電能量。（1）110KV側(cè)避雷器選取擇：110KV超高壓配電裝置，應(yīng)選擇氧化鋅（En0）避雷器，即作限制雷電過電壓保護(hù)，又作為限制操作過電壓的第二線保護(hù)

41、，并且以它的保護(hù)水平作為電氣設(shè)備絕緣配備的基礎(chǔ)。按以上要求，計(jì)算220KV電網(wǎng)的實(shí)際參數(shù)：電網(wǎng)最高運(yùn)行相電壓有效值為：KV電網(wǎng)最大工頻過電壓有效值為：母線側(cè)：1.3KV電網(wǎng)2ms方波電流按下式估算：（KA）式中：,根據(jù)規(guī)程220KV系統(tǒng)過電壓計(jì)算倍數(shù)=2.75-相應(yīng)于時的避雷器殘壓值，取=496KVZ-線路波阻抗，參考資料取Z=310操作沖擊電流持續(xù)時間：L-線路長度（km）,取L=240kmC-電磁波長度，因線路的長度L是系統(tǒng)的一個估計(jì)值，實(shí)際長度還會增大，故取t=2ms。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際計(jì)算，所選避雷器特性比較，如下表所示。氧化鋅避雷器技術(shù)參數(shù)選擇避雷器安裝位置電網(wǎng)參數(shù)選擇的避雷器特性最高運(yùn)行

42、相電壓（KV）有效值最大工頻過電壓（KV）有效值2ms方波電流值（A）最高持續(xù)工作電壓（KV）有效值額定電壓（KV）有效值20次2ms方流通流能力（A）母線側(cè)139.72KV181.64KV153A146KV200KV1000A氧化鋅避雷器采用電瓷廠的系列氧化鋅避雷器，其技術(shù)參數(shù)見下表：110KV氧化鋅避雷器技術(shù)參數(shù)：避雷器型號系統(tǒng)電壓（KV）有效值系統(tǒng)最高電壓（KV）有效值避雷器額定電壓（KV）有效值參考電壓持續(xù)運(yùn)行電壓（KV）有效值操作殘壓30/60us（2KV）峰值（KV）雷電沖擊8/20us（10KA）峰值（KV）操作沖擊電流耐受能力2ms和20ms方波20次（A）峰值11012111

43、0200146442520100011012111020014642249610001101211102001464945801000線路側(cè)型氧化鋅避雷器：母線側(cè)也選擇型氧化鋅避雷器?？梢姡x氧化鋅避雷器具有優(yōu)越的保護(hù)性能。(2)35KV側(cè)避雷器選擇和校驗(yàn)：35KV母線選FCZ-110J磁吹避雷器，查表得技術(shù)參數(shù)：校驗(yàn)滅弧電壓：工頻放電電壓： 且所選FCZ-110J型避雷器滿足要求。（3）10KV側(cè)避雷器選擇和校驗(yàn)：變電所10KV側(cè)避雷器選用普通閥式避雷器型號為：FS-10型，查技術(shù)參數(shù)得：校驗(yàn)滅弧電壓： 滿足要求。校驗(yàn)工頻放電電壓： 且所選FCZ-35型避雷器滿足要求。避雷器選擇結(jié)果序號型

44、號技術(shù)參數(shù)(KV)數(shù)量安裝地點(diǎn)滅弧電壓工頻放電電壓沖擊放電電壓殘壓1496KV1220KV母線上2FCZ-110J100V170195KV260KV260KV2110KV母線上3FS-10型12.7KV2631KV45KV45KV210KV母線上6.3 母線避雷器與變壓器之間最大電氣距離變電所防護(hù)雷電侵入波過電壓的第二個措施是設(shè)進(jìn)線保護(hù)段，即在變電所1-2Km進(jìn)線段架設(shè)避雷線，防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)，降低雷電侵入波的陡度，限制雷電流的幅值，保證變電所安全運(yùn)行。110kV架空送電線路沿全線有避雷器，在2km進(jìn)線保護(hù)段圍的桿塔耐雷水平應(yīng)為140kA以上，保護(hù)角不超過節(jié)，雷線接地電阻要小于10，未沿

45、全線架設(shè)避雷線的10kV和35kV架空線路，應(yīng)在變電所12km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線，其耐雷電水平分別不低于8kA和75kA，保護(hù)角在25°到30°圍，沖擊接地電阻在10左右。（1）設(shè)進(jìn)線保護(hù)段后變電所雷電侵入波的計(jì)算陡度按下列公式計(jì)算：對變電所110 KV出線：避雷器，桿塔均高度對變電所35 KV出線：避雷器，桿塔均高度對變電所10KV出線：避雷器，桿塔均高度（2）布置在母線避雷器與變壓器之間最大電氣距離：按下列公式計(jì)算：要求滿足變壓器和避雷器間的最大保護(hù)距離，防止在避雷器動作時，發(fā)生反擊的危險，同樣避雷針與保護(hù)設(shè)備之間也要滿足：空氣距離;地中距離的要求。6.4 防雷接地根據(jù)變電所的土壤電阻率500/M，電阻率不會太高，所以采用環(huán)形復(fù)式接地裝置，用直徑50mm，長250cm的鋼管作垂直接地體，埋深0.8m用的扁鋼管作水平接地體，焊接成網(wǎng)孔狀，保證接地電阻小于4，跨步電壓和接觸電壓在允許圍。 辭在某某班級的三年學(xué)習(xí)中，得到老師們和領(lǐng)導(dǎo)們的關(guān)心和學(xué)習(xí)上的幫助，正是這樣，我才在機(jī)專學(xué)習(xí)到大量有用的知識。在這三年來老師和校系領(lǐng)導(dǎo)們幫助我克服學(xué)習(xí)上和生活上的一個又一個困難，才使我在機(jī)專三年順利地完成學(xué)業(yè)成為一