某降壓變電所設(shè)計(jì)

1、110KV某降壓變電所設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 學(xué) 生： ：本課題是對(duì)110kV降壓變電所的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)范圍是：1.負(fù)荷計(jì)算；2.主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇；3.降壓變電所主接線設(shè)計(jì)；4.短路電流計(jì)算；5.主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)；6.繪制總降壓變電所電氣主接線圖；此課題在老師的指導(dǎo)以及本人的努力下，對(duì)每一個(gè)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了分析和計(jì)算，最終得到一套在實(shí)際工程中可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：降壓變電所，主變壓器的選擇,負(fù)荷計(jì)算，方案比較，短路電流計(jì)算。目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 3第一節(jié) 原始資料分析 3第二節(jié) 可行性研究 5第三節(jié) 供電方案及建設(shè)規(guī)模 5第二章 負(fù)荷分析 6第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算 6第二節(jié) 主變壓器的

2、確定 7第三章 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 8第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序 8第二節(jié) 主接線方案的擬定 9第三節(jié) 本變電站主接線方案的確定14第四章 短路電流計(jì)算14第一節(jié) 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定及過程14第二節(jié) 短路電流計(jì)算步驟16第五章 設(shè)備的選擇23第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般條件23第二節(jié) 高壓斷路器和隔離開關(guān)的原理與選擇25第三節(jié) 互感器的原理及選擇27第四節(jié) 限流電抗器選擇30第五節(jié) 高壓熔斷器選擇31第六節(jié) 裸導(dǎo)體的選擇31第七節(jié) 電纜、絕緣子和套管的選擇33第六章 配電裝置的設(shè)計(jì)34第一節(jié) 概述34第二節(jié) 屋內(nèi)配電裝置38第三節(jié) 屋外配電裝置41第四節(jié) 成套配電裝置45第五節(jié) 本站

3、配電裝置的選型46第七章 繼電保護(hù)配置46第一節(jié) 概述46第二節(jié) 變壓器保護(hù)配置47第三節(jié) 線路保護(hù)配置48第八章 防雷保護(hù)配置48第一節(jié) 變電所的防雷保護(hù)49第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)配置49第三節(jié) 防雷保護(hù)計(jì)算50第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)分析在建設(shè)某一變電站之前，應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行研究分析，看是否有必要建設(shè)該變電站、是否能適應(yīng)系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃和變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）與作用，以保證資源浪費(fèi)降到最低。第一節(jié) 原始資料分析一、 原始資料1、 電力系統(tǒng)接線圖如圖所示： 2、 負(fù)荷數(shù)據(jù)：(1)、35KV負(fù)荷數(shù)據(jù)如下：符合名稱P(kW)供電方式線路長(zhǎng)度回路數(shù)COS變電所A10000架空線

4、路5010.85變電所B5000架空線路4020.85變電所C8000架空線路3020.9煤礦5000架空線路2010.8飛機(jī)場(chǎng)5000架空線路5010.85合計(jì)3300035kV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.85最小負(fù)荷是最大負(fù)荷的75%年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h(2)、10kV負(fù)荷數(shù)據(jù)表如下：符合名稱P(kW)供電方式線路長(zhǎng)度回路數(shù)COS配電站甲2000架空進(jìn)線1510.8配電站乙2000架空進(jìn)線1010.8配電站丙2000架空進(jìn)線510.85化工廠2000架空進(jìn)線1.920.8化纖廠1000架空進(jìn)線820.8石化廠1000架空進(jìn)線2020.85醫(yī)院1000架空進(jìn)線220.85劇院100

5、0架空進(jìn)線1210.85合計(jì)1300010kV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.9最小負(fù)荷是最大負(fù)荷的70%年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h3、 110kV側(cè)負(fù)荷同時(shí)Kts=0.8年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h 4、 負(fù)荷年增長(zhǎng)率：5% 5、 地理環(huán)境(1) 、最高溫度：40°C(2) 、最低溫度：-10°C(3) 、最熱月平均最高溫度:35°C(4) 、30年一遇最大風(fēng)速為：25m/s(5) 、年平均雷暴日數(shù)：48天(6) 、50年一遇洪水水位：44.5（黃海高度）(7) 、所址標(biāo)高：50.0-55.0 覆冰厚度：5m(8) 、地震基本烈度：7度二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容

6、1、進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，在此基礎(chǔ)上對(duì)變壓器進(jìn)行選擇，包括變壓器臺(tái)數(shù)、型式等，初步確定主接線方案。2、進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇電氣設(shè)備，并進(jìn)行校驗(yàn)。3、變電所方案比較，確定方案，畫主接線圖。4、配電裝置設(shè)計(jì)，畫出電氣總平面圖、屋內(nèi)、外間隔斷面圖。5、進(jìn)行所用電及直流系統(tǒng)和防雷接地方面的設(shè)計(jì)。6、進(jìn)行變壓器和線路的征訂計(jì)算，保護(hù)選型等。7、二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)裝置的選擇。8、專題設(shè)計(jì)，如針對(duì)變電所的備自投或重合閘加以論述。三、 設(shè)計(jì)成果1、 設(shè)計(jì)說明書（包含計(jì)算書）一份。2、 畫出電氣總平面主接線圖。3、 屋內(nèi)間隔斷面圖。4、 屋外間隔斷面圖。第二節(jié) 可行性研究一、變電所地理位置的選擇：變電所位置

7、的選擇應(yīng)滿足下列要求：1、 符合電網(wǎng)區(qū)域規(guī)劃，靠近負(fù)荷中心。2、 節(jié)約用地，不占或少占耕地面積及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。3、 與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線和電纜線路的引入和引出。4、 交通運(yùn)輸方便。5、 宜設(shè)在受污源影響最小處。6、 具有適宜的地址，地形和地貌條件（例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和有危巖或易發(fā)生滾石的場(chǎng)所），站址應(yīng)避免選在重要的文物或開采后對(duì)變電站有影響的礦藏附近。7、 站址標(biāo)高宜高于頻率2%高水位，否則，站區(qū)應(yīng)有可靠的防洪措施或與地區(qū)（工業(yè)企業(yè)）的防洪標(biāo)準(zhǔn)一致，但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位。8、 變電所的所有所內(nèi)地平線宜高于站外自然場(chǎng)所地標(biāo)高0.30.5m。9、 應(yīng)

8、考慮變電所與周圍環(huán)境，鄰近設(shè)施的相互影響。二、變電所的容量位置一般情況下，變電所在電力系統(tǒng)中是用于長(zhǎng)距離傳輸電能，大容量輸送電能的，還可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用及加強(qiáng)電力系統(tǒng)的互聯(lián)等。本變電所在具有上述作用的同時(shí)又是一個(gè)樞紐變電所，該地區(qū)用電需求量直接影響著該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而該變電所在電力系統(tǒng)中是直接與負(fù)荷相連的，其作用無(wú)論是對(duì)電力系統(tǒng)還是該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說都是及其重要的。綜上分析，該區(qū)適合建設(shè)該變電所。第三節(jié) 供電方案及建設(shè)規(guī)模一、供電方案為保證用電的可靠性，可采用雙電源，雙回供電。二、規(guī)模1、110kV進(jìn)線線路部分：110kV出線為2回，接至變電所，線路長(zhǎng)90km,配電裝置及變壓器戶外布置。2、

9、35kV和10kV出線線路部分：35kV出線為7回，采用35kV室內(nèi)配電裝置。10kV出線為12回，采用10kV室內(nèi)配電裝置。正常運(yùn)行時(shí)由遠(yuǎn)方控制端通過運(yùn)動(dòng)通道對(duì)變電所實(shí)施監(jiān)控，隔離開關(guān)、接地刀閘就地操作。第二章 負(fù)荷分析計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計(jì)算負(fù)荷重要性。第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算1、35kV側(cè)P 35max =33000 kWP S35 = P 35ma

10、x COS=330000.85 =38823.53 kWQ 35 = P s2 -P 35max 2 =(38823.532 -330002 ) 1/2=20451.56 kVar2、10kV側(cè)P S10 = P 10max COS=130000.9 = 14444.44 kWQ 10 = P s2 -P 10max 2 = (14444.442 -130002 ) 1/2 = 6296.18 kVar3、待設(shè)計(jì)變電所容量S = (P 35max +P 10max)2+（Q35+Q10+)21/2= (38823.53+14444.44)2+(20451.56+6296.18)21/2= 59

11、606.36 kVA第二節(jié) 主變壓器的確定1、變壓器繞組的選擇在本變電所中:Sg35S=38823.53/59606.36 =0.54 15%Sg10S=14444.44/59606.360.40 15%因此，主變壓器選為三繞組變壓器。2、變壓器臺(tái)數(shù)的確定由前設(shè)計(jì)任務(wù)書可知、正常運(yùn)行時(shí)，變電站負(fù)荷由110kV系統(tǒng)供電，考慮到35kV側(cè)與10kV側(cè)重要負(fù)荷達(dá)到比較多，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺(tái)容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。3、變壓器容量和型號(hào)的確定主變壓器容量一般按變電站建成后 510 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)

12、于城市郊區(qū)變電站，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。(1)、變電站的一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的 70%。(2)、應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷（單臺(tái)運(yùn)行時(shí)）I、II 類負(fù)的需要。綜合a、b并考慮到兩臺(tái)容量之和必須大于S、再分析經(jīng)濟(jì)問題，查表得所選擇變壓器容量SB=31.5MVA查110kV三相三繞組電力變壓器技術(shù)時(shí)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號(hào)為SFSZ7-40000/110，其參數(shù)如下表：型 號(hào)額定容量(kVA)高壓側(cè)電 壓（kV）中壓側(cè)電 壓 (kV)阻抗電壓（%）空載電流（%）高中高低中低SFZ7-40000/11040000110351010.5186.51.34、繞組連接方式

13、的確定原則我國(guó)110kV及以上電壓、變壓器都采用Y。連接，35kV采用Y連接，其中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。根據(jù)選擇原則可確定所選擇變壓器繞組接線方式為Y。第三章 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計(jì)的主體部分，是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)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)。用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備過成套配電裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單接線圖，稱為主接線電路圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分

14、，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序一、對(duì)電氣主接線的基本要求對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面。1.可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來(lái)的損失將更加嚴(yán)重，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟(jì)損失是實(shí)時(shí)電價(jià)的數(shù)十倍乃至上百倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損害、產(chǎn)品報(bào)廢、城市混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政

15、治影響，更是難以估量的。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣型式的主接線對(duì)某些發(fā)電廠或變電所來(lái)說是可靠的，而對(duì)另外一些發(fā)電廠和變電所則不一定能滿足可靠性要求。所以，在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠或變電所在系統(tǒng)中的地位和作用，用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。（1） 發(fā)電廠或變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。發(fā)電廠或變電所都是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。（2） 負(fù)荷性質(zhì)和類別。負(fù)荷按其重要性分為類、類和類之分。（3） 設(shè)備的制造水平。電氣設(shè)備的制造水平?jīng)Q定的設(shè)備質(zhì)量和可靠程度直接影響著主接線的可靠性，因此民主接線設(shè)計(jì)必須同時(shí)考慮設(shè)備的故障率及對(duì)供電

16、的影響。（4） 長(zhǎng)期的實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。主接線可靠性與運(yùn)行管理水平和運(yùn)行值班人員的素質(zhì)密切相關(guān)，衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，經(jīng)過總結(jié)構(gòu)均反應(yīng)于技術(shù)規(guī)范之中，在設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)予遵守。（5） 定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，從以下幾個(gè)方面考慮：斷路器檢修時(shí)能否不影響供電；線路、斷路器或母線故障時(shí)以及母線隔離開關(guān)檢修時(shí)對(duì)供電的影響；發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性；大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響與后果等因素。2.靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾各方面：（1） 操作方便。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡(jiǎn)單，操作

17、方便，盡可能地是操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不至于在操作過程中出差錯(cuò)。（2） 調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（3） 擴(kuò)建的方便性。對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠或變電所，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠和變電所，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮從初期接線過度到最終接線的可能和分段施工的可能方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電過在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)肯那個(gè)順利完成過渡方案的實(shí)施，是改造工

18、作量減到最少。在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個(gè)方面考慮：（1） 節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)數(shù)量，選用價(jià)廉的電器，以便降低投資。（2） 占地面積少。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少，同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用，安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)大容量發(fā)電廠或變電所，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（3） 電能損耗少。在發(fā)電廠或變電所中，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器型式，容量和臺(tái)數(shù)，盡

19、量避免兩次變壓而增加電能損耗。第二節(jié) 主接線方案的擬定WL1WLnQS12QSn2QF1QFnQS11QSn1 WS1Sn如上圖所示單母線接線，其供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線即可保證電源并列工作，又能使任何一條出線都可以從任一個(gè)電源獲得電能。各出線回路輸送功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡死分配于各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。每條回路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，僅靠母線側(cè)的隔離開關(guān)稱坐母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的隔離開關(guān)稱為線路隔離開關(guān)。在運(yùn)行操作時(shí)必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：在接通電路時(shí)，應(yīng)先合斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)，再合斷路器；再切斷電源時(shí)，應(yīng)斷開斷路

20、器，再依次斷開線路隔離開關(guān)和母線側(cè)隔離開關(guān)。這樣的操作順序遵守了兩條基本原則：一是防止隔離開關(guān)帶負(fù)荷合閘或拉閘；二是在斷路器處于合閘狀態(tài)下（或雖在分閘位置，但因絕緣介質(zhì)性能破壞兒導(dǎo)通），誤操作隔離開關(guān)的事故不發(fā)生在母線側(cè)隔離開關(guān)上，以避免誤操作的電弧引起母線短路事故；反之，誤操作發(fā)生在線路隔離開關(guān)時(shí)，至引起本線路短路事故，不影響母線上其他線路的運(yùn)行，造成的事故范圍及修復(fù)時(shí)間將大為縮小。為防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程試行操作制度外，還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖或電腦鑰匙。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于想兩端延伸，擴(kuò)建方便。而缺點(diǎn)

21、是：（1）可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修故障時(shí)，所有回路都要停電；（2）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。綜上所述，這種接線形式一般只用在出現(xiàn)回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠或變電所中。二、單母線分段接線WL1WL2WIWIIQFd單母線分段接線如上圖所示。單母線分段斷路器QFd進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(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；兩端母線同時(shí)故障的幾率很小，可不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可以用隔離開關(guān)分

22、段，任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)送電。通常，為了限制短路電流，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)，在降壓變電所中，采用單母線分段接線時(shí)，低壓側(cè)母線分段斷路器通常處于斷開狀態(tài)，電源是分列運(yùn)行的。為了防止電源斷開而引起的停電，應(yīng)在分段斷路器QFd上裝備用電源自動(dòng)投入裝置，在任一分段的電源斷開時(shí)，將QFd自動(dòng)接通。分段的數(shù)目，取決于電源的數(shù)量和容量，段數(shù)分得越多，故障時(shí)停電范圍越小，但適用斷路器的數(shù)量亦越大，且配電裝置和運(yùn)行也越復(fù)雜，通常以23段為宜。但是，由于這種接線對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整個(gè)母線系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要

23、負(fù)荷出線回路較多、供電容量較大時(shí)，一般不予采用。三、雙母線接線 W2W1QFc雙母線接線如圖所示，雙母線有兩組母線，可以互為備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，分別與兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱母聯(lián)斷路器）QFc來(lái)實(shí)現(xiàn)。其特點(diǎn)如下：（1） 供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條電路和與此相連的該組母線，其他電路均可通過另一條電路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線繼續(xù)運(yùn)行，但其操作步驟必須正確。（2） 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和回路負(fù)

24、荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的的需要；通過倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。根據(jù)系統(tǒng)需要，雙母線還可以完成一些特殊功能。例如：用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列的操作；當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路單獨(dú)接到備用母線上運(yùn)行；當(dāng)線路利用短路方式熔冰時(shí)，亦可以用一組備用母線作為熔冰母線，不致影響其他回路工作等。（3） 擴(kuò)建方便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會(huì)影響兩組母線的帶電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會(huì)造成原有回路停電。由于雙母線接線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的610kV配電裝置；3560kV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大

25、時(shí)；110220kV出線數(shù)為5回及以上時(shí)。四、橋型接線WL1 WL2 WL1 WL2 QF1 QF2QF3 QF3 QF1 QF2 T1 T2 T1 T2 圖1（內(nèi)橋接線） 圖2（外橋接線）當(dāng)只有2臺(tái)變壓器和2條線路時(shí)，宜采用橋形接線，根據(jù)橋斷路器QF3的安裝位置，可分為內(nèi)橋接線和外僑接線兩種。橋形接線至用了3臺(tái)斷路器，比具有4條回路的單母線接線節(jié)省了1臺(tái)斷路器，并且沒有母線，投資省，但可靠性不高，只適用于小容量的發(fā)電廠或變電所，以及作為終端發(fā)展為單母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式，也可用于大型發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、備用變壓器的高壓側(cè)接線方式。1. 如圖1所示為內(nèi)橋接線，此接線在線路故障或切除

26、、投入時(shí)，不影響其余回路個(gè)工作，并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)的線路短時(shí)停電，并且操作復(fù)雜。因而該接線一般適用于線路較長(zhǎng)（相對(duì)來(lái)說線路故障幾率較大）和變壓器不需要經(jīng)常切換（如火電廠）的情況。2. 如圖2所示為外橋接線，此接線在運(yùn)行中的特點(diǎn)于內(nèi)橋接線相反，適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。當(dāng)系統(tǒng)中有穿越功率通過主接線為橋形接線的發(fā)電廠或變電所高壓側(cè)時(shí)，或者橋形接線的2條線路介入環(huán)行電網(wǎng)時(shí)，都應(yīng)該采用外橋接線。因?yàn)槿绻捎脙?nèi)橋接線，穿越功率將通過3太斷路器，繼電保護(hù)配置復(fù)雜，并且起重任一臺(tái)斷路器斷開都將使穿越功率無(wú)法通過，或使環(huán)形電網(wǎng)必須開環(huán)運(yùn)行。在上述情況下采用外橋

27、接線時(shí)，應(yīng)在橋斷路器的外側(cè)加裝一個(gè)“跨條”（如圖2中虛線所示），在橋斷路器檢修時(shí)，能使穿越功率沖“跨條”通過，也能使環(huán)形電網(wǎng)不會(huì)被迫開環(huán)運(yùn)行。裝設(shè)2臺(tái)過來(lái)隔離開關(guān)構(gòu)成“跨條”是為了便于輪流檢修任意一臺(tái)隔離開關(guān)。第三節(jié) 本變電站主接線方案的確定電力系統(tǒng)中的變電所可分為為樞紐變電所、區(qū)域變電所和配電變電所三種主要類型。本變電所為終端變電所，且最大負(fù)荷量不高，最高電壓等級(jí)為110Kv，因此可按區(qū)域變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)楸咀冸娝窃摰貐^(qū)的主供電電源，所以必須著重保證供電可靠，再依次根據(jù)靈活性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，再確定最終的方案。另外，停電對(duì)于非工業(yè)部門帶來(lái)的損失，盡管無(wú)法用貨幣形式表達(dá)，但其影響也十分嚴(yán)重

28、，過度頻繁的停電，將對(duì)人民生活、社會(huì)安全產(chǎn)生不良影響，這點(diǎn)愛設(shè)計(jì)和確定主接線與各電壓等級(jí)的出線時(shí)是必須考慮的。對(duì)于本變電所，110kV部分，有2回進(jìn)線，可以考慮單母線分段接線、橋形接線（外橋）或雙母線接線。單母線分段接線是經(jīng)濟(jì)性最好的，采用兩段電源供電，可靠性能夠滿足，且操作靈活；橋形接線（外橋）對(duì)供電的可靠性也能滿足要求，且調(diào)度靈活，但投資比單母線分段接線的投資要略大一些；雙母線接線是可靠性最高的，但是投資也是最大的。35kV部分，有7回出線（I級(jí)負(fù)荷2回），可以考慮單母線分段接線或雙母線接線，雙母線接線的可靠性略高于單母線接線，而單母線接線的經(jīng)濟(jì)性、靈活性要高于雙母線接線形式。110kV部

29、分，有12回出線（I級(jí)負(fù)荷4回），可以考慮單母線分段接線。在以上分析終：110kV部分，只有2回進(jìn)線，采用單母線分段接線方式足夠滿足其可靠性與靈活性，在經(jīng)濟(jì)性上也得到保證；35kV部分雖然有7回出線，但I(xiàn)級(jí)負(fù)荷只有2回，可分別從2段母線上去電，所以可靠性與靈活性能夠得到保證，而經(jīng)濟(jì)性也大大的提高了；10kV部分，雖然有12回出線，但I(xiàn)級(jí)負(fù)荷只有4回，而且電壓等級(jí)不高，因此用單母線分段接線以能夠滿足可靠性與靈活性的要求，且經(jīng)濟(jì)性也得到餓大大的保證。綜上分析，本變電所110kV部分、35kV部分、10kV部分都采用單母線分段接線方式，具體接線圖見附圖。第四章 短路電流計(jì)算第一節(jié) 短路電流計(jì)算的一般

30、規(guī)定及過程一、短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，起計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：(1) 在選擇電氣主接線時(shí)，為了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，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。(3) 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件效驗(yàn)，軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。(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)的短路電流為依據(jù)。(5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。二、短路電流計(jì)

31、算的規(guī)定驗(yàn)算導(dǎo)體和電容器時(shí)所用的短路電流，一般有以下規(guī)定：1、計(jì)算的基本情況(1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。(2) 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；(3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；(4) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位相同；(5) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮，電路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值才予以考慮。2、接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式）而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。3、容量計(jì)算應(yīng)按本工程計(jì)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)

32、景發(fā)展，規(guī)劃（一般考慮本工程建成后510年）。4、短路種類一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)。5、短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式下，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的610kV出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)的引線、套管等時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該選取在電抗器前，選擇其余的的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。三、計(jì)算步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算通常采取實(shí)用曲線，簡(jiǎn)述如下：1 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。2 畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖。3 化簡(jiǎn)等值

33、網(wǎng)絡(luò)。為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各種電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。4 求計(jì)算電抗Xjs 。5 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值。（運(yùn)算曲線只做到Xjs = 3.5）。6 計(jì)算無(wú)限大容量（或Xjs3）的電源供給短路電流周期分量。7 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。8 計(jì)算短路電流沖擊值。9 計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)供給的短路電流。10 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。第二節(jié) 短路電流計(jì)算步驟1. 計(jì)算公式：發(fā)電機(jī)：X”d = (X”a % /100) × (sj / Pe / COS)變壓器：Xd* = (U

34、a % /100) × (sj / se)線路：X* = X × (sj / U2av)2. 等值網(wǎng)絡(luò)圖(1)：X19 石化廠 X1X18 劇院 X2X17 醫(yī)院10kVX16 化纖廠 X3K1K3X15 化工廠 110kVX14 配丙 高X4X13 配乙 低X5X12 配甲 中X5 K2 35kV X7 X8 X9 X10 X11 變A 變B 變C 煤礦 飛機(jī)場(chǎng)計(jì)算步驟：X1 = (0.148×100)/(75/0.8) = 0.16 X2 = (10.5/100)×(100/90) = 0.12X3 = (1/2)×0.4×90&

35、#215;(100/1152) = 0.136X4 = (1/200)×(10.5+18-6.5) = 0.225X5 = (1/200)×(18+6.5-18) = 0.175X6 = (1/200)×(10.5+6.5-18) = 0 （負(fù)值取0）X7 = 0.4×50×(100/372) = 1.46X8 = (1/2)×0.4×40×(100/372) = 0.58X9 = (1/2)×0.4×30×(100/372) = 0.44X10 = 0.4×20×

36、(100/372) = 0.58X11 = 0.4×50×(100/372) = 1.46X12 = 0.4×15×(100/10.52) = 5.44X13 = 0.4×10×(100/10.52) = 3.63X14 = 0.4×5×(100/10.52) = 1.81X15 = (1/2)×0.4×1.9×(100/10.52) = 0.34X16 = (1/2)×0.4×8×(100/10.52) = 1.45X17 = (1/2)×0.

37、4×2×(100/10.52) = 0.36X18 = 0.4×12×(100/10.52) = 4.35X19 = (1/2)×0.4×20×(100/10.52) = 3.63當(dāng)K1點(diǎn)短路時(shí)的簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：X20K1X4X5X22X6X21簡(jiǎn)化為：X24K1X20K1X4X24X25X23X20 = X1+X2+X3 = 0.396X21 = X7/X8/X9/X10/X11 = 0.136X22 = X12/X13/X14/X15/X16/X17/X18/X19 = 0.126X23 = X6+X21 = 0.1

38、36X24 = X5+X22 = 0.3X25 = X23/X24+X3 = 0.369K1點(diǎn)短路時(shí):SNE = (75/0.8) = 93.75Xf = (X29/X25)/(X20+X25) = (0.396×0.368)/(0.396+0.368) = 0.19查運(yùn)算曲線得：t=0s時(shí)，I1* = 5.28t=4s時(shí)，I”1* = 3.217I1 = I1* ×(SN/1.732Uav) = 5.28×(93.75/1.732×115) = 2.49(kA)I”1 = I”1* ×(SN/1.732Uav) = 3.217×(9

39、3.75/1.732×115) = 1.51(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1.414KimI1 =1.414×2.49×1.85=6.51（kA）當(dāng)K2點(diǎn)短路時(shí)簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：短路容量：Sk1 = ·I·Uk1 =×2.49×115 = 495.96(MVA) Sk”1 = ·I·Uk1 =×1.51×115 = 300.76(MVA) X20 X21 X23K2 X6K2X22 X22X20 = X1+X2+X3+X4 = 0.691X21 = X5

40、+X12/X13/X14/X15/X16/X17/X18/X19 = 0.3X23 = X6+X20/X21 = 0.21Xf = X23/X22 = 0.126查運(yùn)算曲線得：t=0s時(shí)，I2* = 6.237t=4s時(shí)，I”2* = 3.081I2 = I2* ×(SN/1.732Uav) = 6.237×(93.75/1.732×37) = 9.12(kA)I”2 = I”2* ×(SN/1.732Uav) = 3.081×(93.75/1.732×37) = 4.51(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1

41、.414KimI2 =1.414×1.85×9.12=23.86（kA）短路容量：Sk2 = ·I·Uk2 =×9.12×37.5 = 592.34(MVA) Sk”2 = ·I·Uk2 =×4.51×37.5 = 292.92(MVA)當(dāng)K3點(diǎn)短路時(shí)簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：X20X5 K3 X22 X23 K3 X22X21X20 = X1+X2+X3+X4 = 0.691X21 = X6+X7/X8/X9/X10/X11 = 0.136X22 = 0.126X23 = X20/X21+X5 =

42、0.288Xf = X23/X22 = 0.088查運(yùn)算曲線得：t=0s時(shí)，I3* = 8.963t=4s時(shí)，I”3* = 2.512I3 = I3* ×(SN/1.732Uav) = 8.963×(93.75/1.732×10.5) = 46.2(kA)I”3 = I”3* ×(SN/1.732Uav) = 2.512×(93.75/1.732×10.5) = 12.95(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1.414KimI3 =1.414×1.85×46.2=101.4（kA）短路容量：

43、Sk3 = ·I·Uk3 =×46.2×10.5 = 840.19(MVA) Sk”3 = ·I·Uk3 =×12.95×10.5 = 235.51(MVA)3. 等值網(wǎng)絡(luò)圖(2)：X17 石化廠 X1K4X16 劇院X15 醫(yī)院K4 X2X14 化纖廠 X3X13 化工廠 X4X12 配丙 K4X11 配乙X10 配甲X5 X6 X7 X8 X9變A 變B 變C 煤礦 飛機(jī)場(chǎng)當(dāng)K4點(diǎn)短路時(shí)簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： X1 K4X1K4 X2 X19X20 X18X1 = (1/2)×0.4×80&#

44、215;(100/1152) = 2.42 X18 = X4+X5/X6/X7/X8/X9 = 0.136X19 = X3+X10/X11/X12/X13/X14/X15/X16/X17 = 0.3X20 = X2+X18/X19 = 0.369Xf = X1/X20 = 0.32計(jì)算電機(jī)Xc=0.32×(3000/1000)=0.96查運(yùn)算曲線得：t=0s時(shí)，I4* = 1.118t=4s時(shí)，I”4* = 1.308I4 = I4* ×(SN/1.732Uav) = 1.118×(3000/1.732×115) = 16.84(kA)I”4 = I”4

45、* ×(SN/1.732Uav) = 1.308×(3000/1.732×115) = 19.7(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1.414KimI4 =1.414×1.85×19.7=101.4（kA）短路容量：Sk4 = ·I·Uk4 =×16.84×115 = 3354.19(MVA) Sk”4 = ·I·Uk4 =×19.7×115 = 3923.85(MVA)當(dāng)K5點(diǎn)短路時(shí)簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： X18 X19X21K5 X5 K5

46、X20 X20X18 = X1+X2 = 2.695 X19 = X3+X10/X11/X12/X13/X14/X15/X16/X17 = 0.3X20 = X5/X6/X7/X8/X9 = 0.136X21 = X4+X18/X19 = 0.27Xf = X20/X21 = 0.09計(jì)算電機(jī)Xc=0.09×(3000/1000)=0.27查運(yùn)算曲線得：短路電流I5=Uav /(1.732×)=37/(1.732×0.27)=79(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1.414KimI5 =1.414×1.85×79=20

47、6（kA）短路容量：Sk5 = ·I·Uk5 =×79×37.5 = 5131.05(MVA)當(dāng)K6點(diǎn)短路時(shí)簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：X18 X3 K6 X20 X21 K6 X20X19X18 = X1+X2 = 2.695 X19 = X4+X5/X6/X7/X8/X9 = 0.136X20 = 0.126X21 = X3+X18/X19 = 0.129Xf = X20/X21 = 0.063計(jì)算電機(jī)Xc=0.063×(3000/1000)=0.189查運(yùn)算曲線得：短路電流I6=Uav/(1.732×)=10.5/(1.732×

48、;0.189)=32(kA)取沖擊系數(shù)Kim=1.85，則：沖擊電流ich = 1.414KimI6 =1.414×1.85×32=83.72（kA）短路容量：Sk6 = ·I·Uk6 =×32×10.5 = 581.95(MVA)4. 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路容量(MVA)t=0t=4sK11152.491.516.51495.96K237.59.125.5123.86592.34K310.546.212.95101.4840.19K411516.8419.751.543923.85K

49、537.5792065131.05K610.53283.22581.95第五章 設(shè)備的選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。本章概括導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一般選擇條件和校驗(yàn)條件及其一般原則。根據(jù)電力部1980你頒發(fā)的設(shè)計(jì)規(guī)程，對(duì)于導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)的規(guī)定簡(jiǎn)述如下：1. 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2. 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件效核；3. 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4. 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5. 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致；6. 選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式堅(jiān)定合格。第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般條件盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用

50、和工作條件不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)他們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件運(yùn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1. 額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.11.5倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的UNS的條件選擇，即UN UNS2. 額定電流電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度o下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即IN Imax若變壓器有可能過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，Imax應(yīng)按過負(fù)荷確定（1.32倍變壓器額定電流）；出線回路的Imax除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)，由其他回路轉(zhuǎn)移過來(lái)的負(fù)荷。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)（尤須注意小環(huán)境）條件和溫度、風(fēng)速、污垢、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。一般非高原型的電氣設(shè)備使