110kV變電站設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、前 言 本書是2010年本人編寫的電氣工程及其自動(dòng)化的畢業(yè)設(shè)計(jì)書，本書主要是說(shuō)明書，另外還有一本計(jì)算書。兩本一起構(gòu)成本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)書。畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科學(xué)校教學(xué)中一個(gè)不可缺少的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。本書在設(shè)計(jì)時(shí)注重相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)用，突出重點(diǎn)，貼近實(shí)際，力求做到條理清晰，層次分明，簡(jiǎn)單實(shí)用。本書共分為八個(gè)章節(jié)。第一章介紹了電氣工程設(shè)計(jì)中要解決的原始材料及其設(shè)計(jì)要求；第二章介紹了負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析；第三章是對(duì)電氣主接線方案的分析及比較，并得到最終的電氣主接線方案；第四章是短路電流的計(jì)算，通過(guò)介紹短路電流的計(jì)算目的、計(jì)算的一般規(guī)定、計(jì)算步驟和方法來(lái)完成短路電流的計(jì)算；第五章為導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)。本書由本人首編

2、，書中大量引用了有關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)和資料（如參考文獻(xiàn)中所列），在此對(duì)文獻(xiàn)及資料的作者致以衷心的感謝。由于編者的條件和水平有限，對(duì)某些總是的看法可能帶有片面性，書中難免有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，在此我真誠(chéng)地請(qǐng)求老師批評(píng)指正，謝謝。 編者 2011年01月 目錄第一章 原始材料3第二章 負(fù)荷資料的統(tǒng)計(jì)分析7第三章 電氣主接線的確定9第四章 短路電流計(jì)算18第五章 導(dǎo)體與電器的選擇設(shè)計(jì)20參考文獻(xiàn) 24 第一章 原始材料課題：110KV系統(tǒng)變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)原始資料1、隨著生產(chǎn)的發(fā)展，電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，待設(shè)計(jì)變電所就是為適應(yīng)這種情況而建設(shè)的中間變電所，主要供給地區(qū)負(fù)荷，同時(shí)也傳遞部分的系統(tǒng)交換功率。該

3、變電所的電壓等級(jí)為110/35/10KV，變電所最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)：110KV 4回（其中2回備用） 35KV 5回（其中1回備用）10KV 8回（其中1回備用）2、根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式，本變電所不是電壓樞紐點(diǎn)，無(wú)特殊的調(diào)壓要求，另外，有部分穿越由110KV系統(tǒng)經(jīng)過(guò)本變電所送至35KV系統(tǒng)變電所。3、系統(tǒng)電源情況與本變電所連接的系統(tǒng)電源共有三個(gè)，其中110KV及35KV系統(tǒng)變電所各一個(gè)，110KV火電廠一個(gè)，具體為：（1）110KV系統(tǒng)變電所，在該所高壓母線上的短路容量為533MVA，該所距待設(shè)計(jì)變電所9KM。（2）110KV火電廠，接線如圖：（3）35KV系統(tǒng)變電所，在該所高壓母線上的短路容

4、量為300MVA，該所距待設(shè)計(jì)變電所5KM。（4）最小短路容量為最在短路容量的3/4，電廠不變。4、所址地理情況設(shè)計(jì)變電所選定的所址條件較好，土地較為平整、充裕。5、氣象條件年最高溫度+39.9C、最高日平均溫度+34.4C海拔高度20.5C 、年最低溫度3C、地震烈度6度以下6、負(fù)荷資料35KV側(cè)負(fù)荷序號(hào)用戶名稱負(fù)荷性質(zhì)最大負(fù)荷(MW)1紙漿廠52源頭變63鋅品廠54備用(新用戶)610KV側(cè)負(fù)荷序號(hào)用戶名稱負(fù)荷性質(zhì)最大負(fù)荷(MW)1配件廠1.62手拖廠1.43機(jī)械廠2.64電臺(tái)0.55針織廠2.2.6食品加工廠1.027用戶1.28備用(新用戶)4所用電負(fù)荷序號(hào)設(shè)備名稱容量(KW)負(fù)荷性質(zhì)

5、1#1主變風(fēng)扇3.24經(jīng)常、連續(xù)2#2主變風(fēng)扇3.24經(jīng)常、連續(xù)3浮充電機(jī)4.5經(jīng)常、連續(xù)4蓄電池室通風(fēng)2.7不經(jīng)常、連續(xù)5載波室通風(fēng)1.1不經(jīng)常、連續(xù)6載波通訊2.5經(jīng)常、連續(xù)7照明負(fù)荷9.7經(jīng)常、連續(xù)8生活區(qū)用電10不經(jīng)常、連續(xù)9充電機(jī)新用戶20不經(jīng)常、連續(xù)10生活水泵4.5經(jīng)常、短時(shí)11檢修、試驗(yàn)用電5不經(jīng)常、短時(shí)12電焊機(jī)10.6不經(jīng)常、斷續(xù)110KV系統(tǒng)變電所供給10MW電能，其余由110KV火電廠供給。另外，有5MW的穿越功率經(jīng)本變電所至35KV系統(tǒng)變電所。注：（1）以上負(fù)荷，除類以外，均分另、類。 （2）負(fù)荷功率因數(shù)均取COS=0.85（3）負(fù)荷同時(shí)率Kz=0.9（4）年最大負(fù)荷

6、選用小時(shí)均取Tmax=4500小時(shí)/年（5）以上負(fù)荷不包括網(wǎng)損在內(nèi)，網(wǎng)損北一律取5%所用電負(fù)荷見表中所列。注：所用電計(jì)算負(fù)荷=照明用電+生活區(qū)用電+其余經(jīng)常的或連續(xù)的負(fù)荷之和0.85（KVA） 其中0.85為綜合系數(shù)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、負(fù)荷分析及變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及型式的選擇2、進(jìn)行主接線的技術(shù)比較，確定主接線最佳方案3、計(jì)算短路電流及主要電氣設(shè)備選擇；4、進(jìn)行線路或變壓器保護(hù)的整定計(jì)算。5、變電所電氣布置設(shè)計(jì)。6、變電站防雷保護(hù)范圍計(jì)算7、變電站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)第二章 負(fù)荷資料的統(tǒng)計(jì)分析一、電力負(fù)荷分類 負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分類對(duì)主接線的確定影響很大，因?yàn)橹匾呢?fù)荷要求的供電可靠性較高，也就是說(shuō)要求可靠性高的

7、主接線形式，而次要的負(fù)荷要求的供電可靠性較低，也就是說(shuō)可以選可靠性不太高的簡(jiǎn)單主接線，使得設(shè)計(jì)合理經(jīng)濟(jì)。 對(duì)于電力負(fù)荷按供電重要性可分為以下三類：1、一類負(fù)荷是指此種負(fù)荷如中斷供電，將造成人們生命危險(xiǎn)，設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大損失，在政治上造成重大影響。2、二類負(fù)荷是指此種負(fù)荷如停止供電，將造成大量減產(chǎn)，工廠窩工以及使城市中大量居民的正常生活受到影響等。3、三類負(fù)荷指不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的其他負(fù)荷，停電不會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果。二、分級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求1、對(duì)于一類負(fù)荷必須要有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)一燈負(fù)荷不間斷供電。2、對(duì)于二類負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電

8、，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證大部分二類負(fù)荷的供電。3、對(duì)于三類負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。三、負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)方法電力生產(chǎn)、消費(fèi)一條龍，從頭到尾都是息息相關(guān)的。用戶用多大的電量，輸送電能的載流導(dǎo)體和電器開頭也就應(yīng)能隨這么多電量而不損壞。即負(fù)荷的容量大小是選擇導(dǎo)體和電器的依據(jù)。例如對(duì)于主變壓器容量的選擇，斷路器、隔離開頭容量的選擇等等，都要考慮實(shí)際有多大的負(fù)荷通過(guò)。所以負(fù)荷統(tǒng)計(jì)是進(jìn)行設(shè)計(jì)的首要考慮內(nèi)容。進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)，要注意用戶設(shè)備額定容量之和并不等于供電系統(tǒng)供給的總?cè)萘?。因?yàn)槎鄶?shù)設(shè)備通常在小于額定容量的條件下運(yùn)行，并且有些設(shè)備是間歇運(yùn)行的，所以實(shí)際由電源取得的功率要比用戶所裝的設(shè)備銘牌額定功率總和

9、為小。這全實(shí)際取用的功率我們稱為“計(jì)算負(fù)荷”。方法如下：（1）一組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Pjs=需要系數(shù)Kx該組設(shè)備容量之和Pe(2)多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Pjs=同時(shí)系數(shù)Kt各組的計(jì)算負(fù)荷之和Pjs另外，計(jì)算負(fù)荷要考慮電力網(wǎng)的電能損耗，即電網(wǎng)線路首端送出的負(fù)荷，等于電網(wǎng)末端的負(fù)荷加上電網(wǎng)線路產(chǎn)生的電能損耗。如已知網(wǎng)損率a ，則電能損耗=網(wǎng)損率a末端負(fù)荷。所以電網(wǎng)線路首端負(fù)荷 Pmax=（1+a）末端負(fù)荷Pjs進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注意到負(fù)荷的發(fā)展，須把遠(yuǎn)期負(fù)荷也統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。四、主變壓器的選擇變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同

10、時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。 1、主變壓器臺(tái)數(shù)：為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)有兩臺(tái)主變壓器。 2、變壓器容量： 裝有兩臺(tái)變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺(tái)主變因事故斷開，另一臺(tái)主變的容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的60%，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證80%負(fù)荷供電。 五、主變型式確定1、在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相為壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯低壓中壓高壓線圈，高與低之間阻抗最大。 2、繞組數(shù)和接線組別的確定：該變電所有三個(gè)電壓等級(jí)，所以選用三繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，110KV以上電壓，

11、變壓器繞組都采用Y0連接，35KV采用Y形連接，10KV采用連接。3、冷卻方式的選擇：考慮到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護(hù)工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。4、查110KV三繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選用型號(hào)為SFS731500/110三繞組變壓器。5、試選用傳遞功率比例100/100/502、主變壓器臺(tái)數(shù)：裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，以保證供電可靠性。3、主變壓器容量：裝兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量一般按Se=0.6SM選擇，SM為變電所最大負(fù)荷，這樣，當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，仍可保證對(duì)60%全部負(fù)荷的供電。對(duì)于一、二類負(fù)荷比重大的變電所，應(yīng)能在一臺(tái)變壓器停用時(shí)，其余變壓器仍能保證用戶的一類負(fù)荷和

12、大部分二類負(fù)荷。采用三相式變壓器。具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到15%Se以上時(shí)，可采用三繞組變壓器。第三章 電氣主接線的確定發(fā)電廠（變電所）電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。我們應(yīng)該在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，著重分析發(fā)電廠、變電所在系統(tǒng)中所處的地位及其規(guī)模、性質(zhì)和所采用的設(shè)備特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)，得也符合實(shí)際需要的經(jīng)濟(jì)合理的電氣主接線。一、電氣主接線的基本要求 1、必須滿足電力系統(tǒng)和電力用戶對(duì)供

13、電可靠性和電能質(zhì)量的要求發(fā)供電的安全可靠，是對(duì)電力系統(tǒng)的第一要求。因此，電氣主接線應(yīng)首先給予滿足，但是，電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣的主接線對(duì)某些發(fā)電廠和變電所來(lái)說(shuō)是可靠的，但對(duì)另一些發(fā)電廠和變電所就不一定能滿足其對(duì)可靠性要求。一般地，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)衡量電氣主接線的可靠性。(1) 斷路器檢修時(shí)是否會(huì)影響對(duì)用戶的供電；(2) 設(shè)備和線路故障或檢修時(shí)，停電線路的多少（停電范圍的大小）和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電；(3) 是否存在發(fā)電廠，變電所全部停止工作的可能性等?，F(xiàn)在，不僅可以定性分析電氣，主接線的可靠性，而且還可以對(duì)電氣主接線進(jìn)行定量的可靠性計(jì)算。2、應(yīng)具有一定的

14、靈活性（1）為了調(diào)度的目的，可以靈活操作，投入或切除某些機(jī)組，變壓器或線路，調(diào)配電源負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。（2）為了檢修的目的，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，面不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電。（3）為了擴(kuò)建的目的，可以容易地從初期過(guò)渡到最終接線，在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備等所需要的改造為最小。3、操作要力求簡(jiǎn)單、方便 電氣主接線應(yīng)該簡(jiǎn)單、清晰、明了，操作方便。復(fù)雜的電氣主接線不僅不利于操作，還容易造成誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，又可能給運(yùn)行帶來(lái)不便，或者造成不必要的停電。4、經(jīng)濟(jì)合理主接線在滿足上述要求的前提

15、下要做到經(jīng)濟(jì)合理（1）投資少（2）占地面積小 （3）電能損失少5、具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性除了滿足前述技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的要求外，發(fā)電廠變電所的電氣主接線還應(yīng)具有民展和擴(kuò)建的可能，以適應(yīng)電力的不斷民展，滿足社會(huì)各方面高速發(fā)展電力的需求。二、基本的主接線形式1、單母線接線適用條件該接線一般只適用于出線回路數(shù)少配電裝置中，并且電壓等級(jí)越高，所連接的回路數(shù)越少2、單母線分段接線其采用的條件如下：（1）610千伏配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)，一般采用單母分段接線。（2）3560千伏配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)，一般采用單母線分段接線。（3）110220千伏配電裝置的出線回路數(shù)為4回時(shí)，一般采用單母線分段

16、接線。3、雙母線連接及分段：出線帶電抗器的610千伏的配電裝置采用雙母線；3560千伏配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)數(shù)多（超過(guò)8回）時(shí)，或連接接線的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，可采用雙母線連接。4、配電裝置中的旁路設(shè)施或?qū)Ｓ玫呐月窋嗦菲?，?yīng)按下列條件設(shè)置：采用分段單母線或雙母線的110220千伏配電裝置中，除斷路器允許停電檢修外，一般設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器； 3560千伏配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線；如線路斷路器不允許停電檢修，可設(shè)置其他旁路設(shè)施；當(dāng)?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修線路斷路器時(shí)，采用單母線或分段單母線的6千伏和10千伏配電裝置中，可設(shè)旁路母

17、線。5、接在母線上的閥型避雷器和電壓互感器，一般合用一組隔離開關(guān)，接在變壓器引線上的閥型避雷器回路中，一般不裝設(shè)隔離開關(guān)。三、方案的擬定 110KV系統(tǒng)變電所連接的電源共有三個(gè)，其中110KV及35KV系統(tǒng)變電所各一個(gè)，110KV火電廠一個(gè)。類、類負(fù)荷進(jìn)線回路數(shù)為兩回，類負(fù)荷回路數(shù)為1回，35KV負(fù)荷進(jìn)線回路數(shù)為1回，而變電站有30%類、70%類負(fù)荷，負(fù)荷進(jìn)線回路數(shù)可為1-2回，取負(fù)荷進(jìn)線回路為兩回，10kV所用變的進(jìn)線回路數(shù)為1回，因此，35kV母線出線回路總數(shù)為5回，10kV母線出線回路總路為8回。 以下擬定了四種方案：方 方案11 110kV35 35kV10 10kV 內(nèi) 內(nèi)橋接線單

18、單母分段帶旁路單 單母分段接線 單 單母分段接線單 單母分段接線單 單母分段接線 外 外橋接線單 單母分段帶旁路單 單母分段接線 單 單母接線單 單母分段接線雙 雙母接線1、 方案：（1）主變采用兩臺(tái)SFS731500/110型的三繞組變壓器。110kV采用內(nèi)橋接線；35kV采用單線分段帶旁路；10kV采用單母分段接線（2） 將35kV、10kV負(fù)荷均衡的分配掛接于、母線上。（3） 畫圖：110KV：內(nèi)橋接線35KV：?jiǎn)尉€分段帶旁路10KV：?jiǎn)文妇€分段接線2、方案a) 主變采用兩臺(tái)SFS731500/110型三繞組變壓器。b) 110kV、35kV、10kV均采用單母分段接線。c) 將35kV

19、、10kV負(fù)荷均衡的分配并掛接于、母線上。d) 畫圖：略2、 方案a) 主變采用兩臺(tái)SFS731500/110型三繞組變壓器。b) 110kV采用外橋接線、35kV采用單母分段帶旁路母線、10kV采用單母分段接線。c) 將35kV、10kV負(fù)荷均衡的分配并掛接于、母線上。d) 畫圖：110KV：外橋接線3、 方案主變SFS731500/110型三繞組變壓器。110kV采用單母接線、35kV采用單母分段接線、10kV采用雙母接線。畫圖：10KV：雙母接線四、方案技術(shù)比較1、技術(shù)分析（1）單母接線：優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、清晰、所用的開關(guān)設(shè)備少，操作方便，配電裝置造價(jià)較低。缺點(diǎn)是只能提供一種運(yùn)行方式，對(duì)運(yùn)

20、行方式變化的適應(yīng)能力差，母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，整個(gè)配電裝置必須退出運(yùn)行；而任一斷路器檢修時(shí)，其所在回路也必須退出運(yùn)行，總之，不分段的單母線接線的供電可靠性和靈活較差。（2）單母線分段接線：優(yōu)點(diǎn)是可以有各母線段并列或各母線段分裂兩種運(yùn)行方式，而且便于分別對(duì)各母線段進(jìn)行檢修，減小了母線檢修時(shí)的停電范圍。由于各母線段同時(shí)發(fā)生故障的可能性很小，顯然提高了運(yùn)行的靈活性與供電可靠性，缺點(diǎn)是在任何一段母線故障或檢修期間，該斷路器所在的回路也必須停電。（3）單母分段帶旁路母線接線：具有相當(dāng)高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，廣泛應(yīng)用于出線回路數(shù)不多，但負(fù)荷較為重要的中小型發(fā)電廠及35-110kV的變電所中

21、，110kV出線在6回以上。（4）雙母接線：優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行靈活，一組母線檢修時(shí)所有回路均不中斷供電，檢修任一回路的母線側(cè)隔離開關(guān)時(shí)，只中斷該回路的供電。檢修任一回路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替工作，缺點(diǎn)是運(yùn)行方式改變時(shí)，需要用母線隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，占地容易出現(xiàn)誤操作，導(dǎo)致人身或設(shè)備事故。任一回路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短路時(shí)停電，增大了大量的母線側(cè)隔離開關(guān)及母線的長(zhǎng)度。配電裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占地面積與投資都有所增加。（5）外橋接線：聯(lián)絡(luò)斷路器接在線路斷路器的外側(cè)，便于變壓器的正常投入和退出操作及切除故障變壓器。而線路的投入和退出及切除故障的操作較為復(fù)雜，適用于線路較短、

22、故障幾率較低、主變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求而需要經(jīng)常切換，以及電力系統(tǒng)自較大的穿越功率通過(guò)橋斷路器的情況。2、方案比較（1）方案110kV220kV為兩回出線時(shí)，多采用橋形接線；因年平均雷電日為90天，一年中平均4天有一天為雷電日，因此此地區(qū)為多雷地區(qū)，線路故障斷開幾率較高，采用內(nèi)橋接線。而單母段便于分別對(duì)各母線段進(jìn)行檢修，減小了母線檢修時(shí)的停電范圍，由于各母線段同時(shí)發(fā)生故障的可能性很小，顯然有較高的靈活性和供電可靠性。因此，此方案保留。（2）方案單母段接線適用范圍為電壓等級(jí)為610kV時(shí)，出線在6回段以上，每段母線所接容量不宜超過(guò)25MW,3560kV時(shí)，出線數(shù)不宜超過(guò)8回，110！220kV,

23、等級(jí)出線數(shù)不宜超過(guò)4回，此方案的出線回?cái)?shù)均在此范圍內(nèi)，且各母線同時(shí)發(fā)生故障的可能性較小，運(yùn)行時(shí)有較高的靈活性和供電可靠性。因此，此方案保留。（3） 方案外橋一般適用于中小型發(fā)電廠，變電所的35220kV配電裝置中，它適用故障幾率較低，主變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求而要經(jīng)常切換的情況，而此地區(qū)為多雷地區(qū)，故障幾率較高因此不宜采用外橋。3560千伏配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線；如線路斷路器不允許停電檢修，可設(shè)置其他旁路設(shè)施，因此，此方案被淘汰了。（4） 方案單母接線適用于622kV系統(tǒng)中，出線回路數(shù)較少，對(duì)供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中，單母線接線的供電可靠性和靈活性較差，雙母線接線雖然供電

24、可靠性較高，但在進(jìn)行倒閘操作，操作較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作，導(dǎo)致人身或設(shè)備故障。因此，此方案被淘汰。經(jīng)上述，結(jié)合原始資料，有：110KV進(jìn)出線共有四回，其中有兩回為備用，為保證1回線路或母線檢修時(shí)不影響全站的運(yùn)行，考慮設(shè)備較少，減少投資，提高供電可靠性，使操作簡(jiǎn)單易于擴(kuò)建。為提高了可靠性，易于擴(kuò)建等方面來(lái)作出選擇；所設(shè)計(jì)的變電所35KV出線，共有五回，本期工程一次完成五回，在考慮主接線方案時(shí)，應(yīng)首先滿足運(yùn)行可靠，操作靈活，節(jié)省投資。所設(shè)計(jì)的變電所10KV出線，共有8回，其中有1回為備用，在考慮主接線方案時(shí)，應(yīng)首先滿足運(yùn)行可靠，操作靈活，節(jié)省投資。初步比較方案得出方案、保留，進(jìn)行下一步的經(jīng)濟(jì)比較

25、，而方案、被淘汰掉了。3、 經(jīng)濟(jì)比較（一）電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)計(jì)算是計(jì)算各個(gè)主接線方案的費(fèi)用和效益，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。在經(jīng)濟(jì)比較中，一般有投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。計(jì)算時(shí)，并不需要計(jì)算全部建造費(fèi)用，可只計(jì)算個(gè)方案不同部分的投資和年運(yùn)行費(fèi)用。這樣做，并不影響比較的結(jié)果，此外，由于比較是相對(duì)的，故不必過(guò)分追求數(shù)字的精確。實(shí)際上，在選擇方案階段，也不可能把投資計(jì)算得很準(zhǔn)確。 具體計(jì)算如下：4、 計(jì)算綜合投資Z: Z=Z0(1+a/100) (萬(wàn)元) 式中：Z0主休設(shè)備綜合投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置等設(shè)備綜合投資。 A不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，一般220KV取70，110

26、KV取90。 所謂綜合投資，包括設(shè)備本價(jià)價(jià)格，其他設(shè)備（如控制設(shè)備、母線）費(fèi)，主要材料費(fèi)，安裝費(fèi)用等各項(xiàng)費(fèi)用的總和。綜合投資的指標(biāo)見附表。5、 計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用U： U=a*A*10+U1+U2 （萬(wàn)元）式中：U1小修、維護(hù)費(fèi)，一般為（0.022-0.042）本次設(shè)計(jì)取0.022Z（變電工程） U2折舊費(fèi)，一般為（0.005-0.058）Z，本次設(shè)計(jì)取0.058Z。（變電工程） a電能電價(jià)，由各省市實(shí)際電價(jià)確定。本次設(shè)計(jì)取0.20元/KWh A變壓器年電能損失總值（KWh） 關(guān)于A的計(jì)算方法如下：方案、方案的35kV、10kV側(cè)均采用單母分段，主變采用兩臺(tái)SFSL1-15000型三繞組變壓器，因

27、此，方案、方案的經(jīng)濟(jì)比較實(shí)際上為方案、方案110kV側(cè)配電裝置的比較。4、 主接線圖1、 避雷器的配置（1） 每一段母線須配置一組避雷器。（2） 對(duì)于三線圖變壓器，低壓繞組有可能開路運(yùn)行時(shí)，主避免靜電感應(yīng)低壓繞組絕緣的危害，應(yīng)在低壓繞組出線端裝一個(gè)避雷器，三角形繞組的，可裝在任一相，星形繞組的，裝于中性點(diǎn)。（3） 對(duì)于自耦變壓器，當(dāng)一側(cè)斷開后，在斷開側(cè)仍會(huì)出現(xiàn)對(duì)絕緣有危害的過(guò)電壓，因此，須在自耦變壓器的各側(cè)繞組上裝設(shè)避雷器。（4） 對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，變壓器中性點(diǎn)可能斷開運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器。（5） 對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)套管引出時(shí)

28、，應(yīng)在中性裝一個(gè)避雷器，變壓器中性點(diǎn)接有消弧線圈時(shí)，為消除消弧線圈端部可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，應(yīng)與消弧線圈并聯(lián)安裝一個(gè)避雷器。（6） 對(duì)于雷雨季節(jié)可能經(jīng)常開路運(yùn)行，而其線路側(cè)又帶有電壓的35110kV的變電所，為保護(hù)其進(jìn)出線的斷路器及隔離開關(guān)，應(yīng)在變電所線路的進(jìn)出外裝設(shè)三相一組避雷器。2、 電流互感器（TA、CT）的配置。（1） 凡裝有斷路器的回路應(yīng)配置CT；（2） 發(fā)電機(jī)，變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)配置CT；（3） 發(fā)電機(jī)回路應(yīng)配置三相CT；（4） 升壓變壓器回路應(yīng)配三相式CT；（5） 110kC以上線路應(yīng)配三相式CT；（6） 35kV線路視情況配三相或兩相式CT；（7） 10kV以下線路配兩相式CT；（8

29、） 發(fā)電機(jī)電壓引出線，母線分段回路，母線聯(lián)絡(luò)回路配兩相式CT。3、 電壓互感器（TV，PT）的配置（1） 發(fā)電機(jī)出口回路應(yīng)配兩組PT；（2） 發(fā)電機(jī)一三繞組變壓器單元接線的低壓側(cè)應(yīng)配一組PT；（3） 主接線的各段母線均應(yīng)各配一組PT；（4） 與系統(tǒng)相聯(lián)的線路其斷路器線路側(cè)應(yīng)配一臺(tái)意想PT.4、 應(yīng)當(dāng)接地的部分（1） 電機(jī)、變壓器的底座和外殼；（2） 電氣設(shè)備傳動(dòng)裝置；（3） 互感器的二次裝置；（4） 屋內(nèi)外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土架構(gòu)以及帶電部分的金屬遮攔；（5） 交直流電力電纜合的金屬外殼和電纜的金屬外皮，布線的鋼管等。5、 電抗器的配置（1） 為限制短路電流在系統(tǒng)中串聯(lián)電抗器，使之降低滿

30、足其后所接設(shè)備短路電流允許值；（2） 電抗器是并聯(lián)接在110500kV高壓變電所663kV低壓側(cè)，用于補(bǔ)償輸電線的無(wú)功容量，維持輸電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，降低系統(tǒng)的絕緣水平，提高傳輸能力和效率。根據(jù)以上配電比較信息，110KV變電站電氣主接線如下圖所示：第四章 短路電流的計(jì)算一. 短路電流計(jì)算的目的和條件短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)行。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設(shè)備。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設(shè)備。因此要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)變電站時(shí)一定要進(jìn)行短路計(jì)算。1.短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)

31、中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要內(nèi)容。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面： 電氣主接線的比較。 選擇導(dǎo)體和電器。 在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 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)的短路電流為依據(jù)。 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。2、短路電流計(jì)算條件1）. 基本假定 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、相角相同； 電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行； 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； 除去短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)； 元件的計(jì)算參

32、數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； 輸電線路的電容忽略不計(jì)。3）、一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃； 選擇導(dǎo)體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?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響； 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。3. 短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果計(jì)算步驟在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下：1、選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值； 2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、選擇短路點(diǎn)；4、按短路計(jì)算點(diǎn)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；5、利用實(shí)

33、用曲線算出短路電流。第五章 導(dǎo)體與電器的選擇設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全運(yùn)行的重要條件，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(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)妥地采用新技術(shù)并注意節(jié)約，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按額定電壓選：額定電壓和最高工作電壓，一般按所選電器和電纜允許最高工作電壓Ugmax不低于所按電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Uymax。 即：UgmaxUymax。按額定電流選：在額定周圍環(huán)境溫度下長(zhǎng)期允許電流Iy，應(yīng)不小于該回路最大持續(xù)工作電流Igmax， 即：IyIgmax。并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、 設(shè)備的

34、選擇1、斷路器的選擇（1）高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高壓斷路器主要功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用；（2）當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切斷故障回路，保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。其最大特點(diǎn)就是斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)（一）選擇高壓斷路器的類型，按目前我國(guó)能源部要求斷路器的生產(chǎn)要逐步走向無(wú)油化，因此6 220kV要選用SF6斷路器。（二）根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶外式或戶內(nèi)式。（三）斷路器的額定電流不小于通過(guò)斷路器的最大持續(xù)電流。（四）斷路器的額定電壓不小于變電所所在電網(wǎng)的額定電壓。（五）校

35、核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時(shí)實(shí)際開斷的短路電流周期分量有效值來(lái)進(jìn)行選擇，當(dāng)斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算也可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行選擇。（六）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時(shí) 間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。（七）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動(dòng)穩(wěn)定 電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過(guò)電流峰值。（八）按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足條件是：斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動(dòng)穩(wěn)定電流。（3）按上述原則選擇和校驗(yàn)斷路器2.隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是發(fā)電

36、廠變電站中常用的開關(guān)電器。它需要與斷路器配合使用。但隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無(wú)負(fù)荷電流的情況下，分、合電路。其主要功能為：隔離電壓、倒閘操作、分、合小電流。2.（1）、隔離開關(guān)的配置（一）、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。（二）、斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便進(jìn)出線不停電檢修。（三）、中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過(guò)隔離開關(guān)接地。根據(jù)以上配置原則來(lái)配置隔離開關(guān)，變電所隔離開關(guān)的配置詳見主接線圖。2.（2）、隔離開關(guān)按下列條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)（一）根據(jù)配電裝置布置的特點(diǎn)，選擇隔離開關(guān)的類型。（二）根據(jù)安裝地點(diǎn)

37、選用戶外或戶內(nèi)式。（三）隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。（四）隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝充電路的最大持續(xù)工作電流。（五）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件為： idw ish（六）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件為：Ir2t Qk（七）根據(jù)對(duì)隔離開關(guān)控制操作的要求，選擇配用操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)一般采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)戶內(nèi) 8000A以上隔離開關(guān)，戶外 220 kV高位布置的隔離開關(guān)和 330 kV隔離開關(guān)宜用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時(shí)，也可采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。2.（3）、3、導(dǎo)線的選擇本設(shè)計(jì)的110kV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線LGJ的軟母線，而10kV、35kV采用屋內(nèi)配電裝置，故采用矩型硬母線。導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過(guò)+70；在計(jì)太陽(yáng)輻射的影響時(shí)，鋼芯鋁絞線可按不超過(guò)+80來(lái)考慮。4、互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將大電流、高電壓按比例變成小電流、低電壓，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次測(cè)接測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)等。1、電壓互感器的選擇變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。詳見電氣主接線圖。電壓互感器應(yīng)按工作電壓來(lái)選擇：（一）、110kV電壓互感器選擇 3JDX1110（二）、35kV電壓互感器選擇 3JDXN35（三）、10 kV電壓互感器選擇 3JSW102、 電流互感器的選擇凡裝有斷路器