110KV無人值班降壓變電站的設計畢業(yè)設計

1、110KV無人值班降壓變電站的設計畢業(yè)設計110KV無人值班降壓變電站的設計摘要隨著我國工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)對電力系統(tǒng)的供電可靠性好穩(wěn)定性的要求日益提高。變電站是連接電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源、升降電壓和分配電能。變電站的安全運行對電力系統(tǒng)至關重要。本次畢業(yè)設計以110KV變電站為主要設計對象,該110K四電站是地區(qū)重要變電站，是電力系統(tǒng)110KV4壓等級的重要部分。該變電站設有2臺主變壓器，站內主接線分為110KV35KV和10KV三個電壓等級。本設計的第一章為緒論，主要闡述了變電站在電力系統(tǒng)中的地位以及發(fā)展趨勢，設計變電站的原則、目的以及變電站的基本情況和相關基本概念。第二章是負荷計算

2、及變壓器的選擇，根據已知的變電站負荷資料對變電站進行負荷計算，通過得出的負荷確定了主變壓器的容量、臺數、型式及阻抗，并進行無功補償的計算。第三章是變電站電氣主接線的設計，分別通過對110KV35KU10KV側電氣主接線的擬定，選擇出最穩(wěn)定可靠的接線方式。第四章是短路電流計算，首先確定短路點，計算各元件的電抗，然后對各短路點分別進行計算，得出各短路點的短路電流。第五章是電氣設備的選擇，電氣設備包括母線、斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、熔斷器、接地刀閘和電抗器。第六章是繼電保護，主要從變壓器、母線、輸電線路等方面闡述繼電保護的配置原則及整定計算。第七章是無人值守變電站自動化系統(tǒng)部分，主要講述無

3、人值班變電站的實現(xiàn)方式。通過對110KV變電站的設計，是我對電氣工程及其自動化專業(yè)的主十課程有了一個較為全面、系統(tǒng)的掌握，增強了理論聯(lián)系實際的能力，提高了工程意識，鍛煉了我獨立分析和解決電力工程設計問題的能力。關鍵詞：單母線分段主接線短路計算變壓器繼電保護無人值班AbstractWiththedevelopmentofindustry,theincreasingrequirementsofthevarioussectorsofthestabilityofpowersystemreliabilityThetransformersubstationisconnectedtothepowersyst

4、emofintermediatelinks,tobringtogetherthepower,liftingvoltageanddistributionofelectricenergy.Substationsafeoperationofthepowersystemisessential.Thisgraduationprojecttakethe110KVtransformersubstationasthemaindesignobject,this110KVtransformersubstationisthelocalimportanttransformersubstation,istheelect

5、ricalpowersystem110KVvoltagerankimportantpart.Thistransformersubstationisequippedwith2maintransformers,inthestationthehostwitingdividesinto110KV,35KVand10KVthreevoltagesranksThisdesignfirstchapterisanintroduction,mainlyelaboratedthetransformersubstationinelectricalpowersystemstatus.Designsthetransfo

6、rmersubstationtheprincipleandthegoalaswellasthetransformersubstationbasicsituation.Secondchapterisshouldersthecomputationandthetransformerchoice,carriesontheloadcomputationaccordingtotheknowntransformersubstationloadmaterialtothetransformersubstation.Throughtheloadwhichobtainshaddeterminedthehostcha

7、ngesthecapacityandanumber,thehostchangethepattern,thewindingwiringway,theaccentpressthewayandthehostchangestheimpedance.Thirdchapteristhetransformersubstationelectricityhostwiringdesign,separatelythroughto110KV,35KV,10KVsideelectricityhostwiringdrawingup,choosesthestablestreliablewiringway.Fourthcha

8、pteristheshortclasscomputation,firstdeterminedshort-circuitsthespot,calculatesvariouspartsreactance,thentorespectivelyshort-circuitsseparatelytocarryonthecomputation,obtainsrespectivelyshort-circuitstheshort-circuitcurrent.Fifthchapteristheelectricalequipmentchoice,theelectricalequipmentincludingthe

9、generatrix,thecircuitbreaker,theisolator,theelectriccurrentandthevoltagetransformer,thefuse,groundingswitchandreactor.Sixthchapterisrelayprotection,mainlyfromthetransformersubstation,thehostwiring,transmissionlinesdescribestheconfigurationoftherelayprotectionprinciplesandsettingcalculation.Seventhch

10、apterispartofunmannedsubstationautomationsystems,focusesontheimplementationoftheunmannedsubstationThroughtothe110KVtransformersubstationdesign,causesmehastotheelectricalengineeranditstheautomatedspecializedbranchcurriculumtobecomprehensive,systemgrasping,strengthenedapplytheorytorealitytheability,ra

11、isedtheprojectconsciousness,exercisedmeindependentlytoanalyzeandthesolutionelectricpowerprojectdesignquestionability.Keywords:SinglebusbarmainwiringShort-circuitsthecomputationTransformerprotectionUnmannedsubstationautomationsystems目錄摘要IAbstractII緒論11.1變電站的設計原則和目的11.2變電站的基本情況11.3變電站相關基本概念2負荷計算及變壓器的選

12、擇42.1負荷計算42.1.1負荷資料42.1.2負荷計算42.2主變壓器的選擇52.2.1主變壓器容量和臺數的確定52.2.2主變壓器型式的確定62.2.3.1繞組連接方式選擇62.2.4.2調壓方式的選擇62.2.5主變壓器阻抗的選擇62.3無功補償72.3.1補償作用72.3.2補償容量的計算72.3.3電容器接線方式9電氣主接線的設計113.1主接線設計的要求及原則113.1.1設計要求113.1.2設計原則123.2主接線形式的選取13110KV側主接線方案的選取1335KV側主接線方案選取1610KV側主接線方案選取18短路電流計算204.1短路電流計算的目的204.2短路電流計算

13、214.2.1各元件電抗計算及等值電路圖21110KV母線側短路電流的計算2335KV母線側短路電流的計算2410KV母線側短路電流的計算25電氣設備的選擇265.1電氣設備選擇的一般原則265.2載流導體的選擇27110KV側載流導體的選擇2735KV側載流導體的選擇2810KV側載流導體的選擇295.3斷路器和隔離開關的選擇及校驗315.3.1 110KV側315.3.2 35KV側325.3.3 10KV側345.4電流互感器的選擇375.4.1 110KV側電流互感器的選擇375.4.2 35KV側電流互感器的選擇385.4.3 10KV側電流互感器的選擇395.5電壓互感器的選擇39

14、5.6高壓熔斷器的選擇415.7電抗器的選擇415.8接地刀閘的選擇435.9避雷器的選擇431. 繼電保護456.1電力系統(tǒng)繼電保護配置原則466.1.1變壓器保護配置原則466.1.2輸電線路保護配置原則486.2繼電保護整定計算546.2.1繼電保護整定計算的目的546.2.2繼電保護整定計算的基本任務556.2.3繼電保護整定計算的步驟566.2.4變壓器保護相關整定計算562. 變電站綜合自動化607.1變電站無人值班自動化概述617.1.1變電站無人值班自動化系統(tǒng)配置模式617.1.2變電站自動化體系結構647.1.3變電站無人值班自動化系統(tǒng)設計要求657.1.4變電站無人值班自動

15、化應具備的條件657.2變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)657.2.1變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計原則657.2.2變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能667.3變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)上位機顯示界面67參考文獻67中英文翻譯69致謝96附錄一98附錄二991. 緒論變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行，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，并為電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和經濟性提供保證。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，我國電力系統(tǒng)已進入大電網、高電壓、大機組、高參數和高自動化時代,電網的建設與運行必然突出以經濟效益為中心，以安全可靠為基礎，以可持續(xù)發(fā)展為目的，以保護環(huán)境與

16、自然相協(xié)調為己任，達到人與自然、社會的協(xié)調統(tǒng)一，這就使得變電站采用無人值班的運行方式成為目前變電站設計的一個主流方向。無人值班變電站能夠實現(xiàn)科學管理，提高電網的科技發(fā)展水平，有效提升變電站的工作效率，提高電網的安全性能，實現(xiàn)電力生產管理的現(xiàn)代化，促進電網穩(wěn)定、安全的運行，對經濟發(fā)展起到積極的推動作用。1.1變電站的設計原則和目的變電站的設計應根據工程的510年發(fā)展規(guī)劃進行，做到遠近結合、以近為主，正確處理近期建設與遠景發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能性：結合本地區(qū)電網規(guī)劃、電網調度自動化系統(tǒng)規(guī)劃和通信規(guī)劃，根據電網結構、變電站地理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會經濟狀況，因地制宜地制定設計方案；

17、除按照電網規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網中地位和作用考慮其控制方式外，其與電網配合、繼電保護及安全自動裝置等均應能滿足運行方式的要求；自動化技術裝備上要堅持安全、可靠、經濟實用、正確地處理近期建設與遠期發(fā)展關系，做到遠近結合；節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網造價，乂滿足了電網安全經濟運行；對一、二次設備及土建進行必要簡化，取消不必要措施；滿足備用電源自投、無功功率和電壓調節(jié)的要求。以支持當地工業(yè)用電要求，為其可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實的基礎。1.2變電站的基本情況為滿足活河開發(fā)區(qū)用電要求，提高對開發(fā)區(qū)供電的可靠性和電能質量，根據系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設一座110/35/10KV的區(qū)域性終端變電站，設計原始

18、資料要求如下:主供電源由北郊變110KV母線供給，一回由北郊變直接供給，另一回由北郊變經大明湖供給形成環(huán)形網絡電壓等級:110/35/10KV設計容量:擬設計安裝兩臺主變壓器進出線及負荷情況： 110KV側，2回進線、4回出線;35KV側,2回進線、6回出線;10KV側,2回進線、14回出線；所設計變電所具有高可靠性、電力建設造價盡量低的特點，同時所有一次設備的實時狀態(tài)信息通過上位機界面顯示出來。1.3變電站相關基本概念按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經濟上造成重大損失，如造成重大設備損壞，打亂重點企業(yè)生產次序并需要長時間

19、的恢復，重要鐵路樞紐無法工作，經常用于國際活動的場所的負荷。一級負荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。同時率：各用戶負荷最大值不可能在同一時刻出現(xiàn)，一般同時率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點有關。對所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶的分析，變電所根據它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類： 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330-500kv的變電所，成為樞紐變電所，全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓。中間變電所：高壓側以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換

20、功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集2-3個電源，電壓為220-330kv，同時降壓供當地使用，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后將引起區(qū)電網瓦解。地區(qū)變電所：高壓側一般為110-220kv，向當地用戶供電為主的變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。終端變電所：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側多為110kv經降壓后直接向用戶供電的變電所，全所停電后僅使用戶中斷供電2. 負荷計算及變壓器的選擇2.1負荷計算2.1.1負荷資料1) 35KV側：最大負荷為42MW,co勘0.95,重要負荷占65%;2) 10KV側：具體負荷情

21、況如表2-1所小。表2-110KV用戶負荷統(tǒng)計資料序號用戶名稱最大負荷(kW)cos4回路數1 礦機廠18000.8522 機械廠9000.7923 電機廠24000.8824 煉油廠20000.9025 冶金廠6000.8426 汽車廠21000.952備注重要負荷占62%2.1.2負荷計算負荷計算采用：需用系數法計算電力負荷。公式如下:(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)最大負荷時：1) 35KV出線側負荷計算2) 10KV出線側負荷計算于是母線側的總負荷為：2-52-6則系統(tǒng)在最大運行方式下的計算負荷為：2-72.2主變壓器的選擇主變壓器的選擇主要包括變壓器的容量、變壓器的臺數、變壓

22、器的型式、繞組連接方式、變壓器的調壓方式和對變壓器的阻抗選擇。一下分別根據本次設計進行詳細的闡述。2.2.1主變壓器容量和臺數的確定主變壓器的容量一般按變電所建成510年的規(guī)劃負荷選取，并適當的考慮到遠期1020年的負荷發(fā)展。再者，可根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變故障或檢修停運時，其余主變容量在計及過負荷能力后的允許時間內，應能保證用戶的一級和二級負荷，一般性變電所，應能保證全部負荷的70%根據負荷計算：主變壓器的臺數，對于開發(fā)區(qū)的一次變電站應以裝設兩臺變壓器為宜，故選擇兩臺40000KV變壓器。2.2.2主變壓器型式的確定變壓

23、器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性及運輸條件等因素，在不受運輸條件限制時，330KV及以下的變電所均應選用三相變壓器，對具有三種電壓的變電所，如果通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15恕上時，采用三繞組變壓器，本變電站變壓器各側繞組的功率均達到了總容量的15%，故選三相三繞組變壓器。2.2.3.1繞組連接方式選擇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星形和三角形，如何組合要根據具體工程來確定，我國110KV及以上電壓變壓器繞組都采用Y0連接，35KV采用Y連接，35KV以下電壓等級變壓器繞組都采用連接，所以本變

24、電所主變壓器繞組連接方式為Y0/Y/A2.2.4.2調壓方式的選擇普通型的變壓器調壓范圍很小，僅為土5%而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調壓）時，僅靠調整普通變壓器的分接頭就無法滿足要求，有載調壓的調整范圍較大，一般在15恕上，而且，既要向系統(tǒng)傳輸功率,乂可能從系統(tǒng)倒送功率,要求母線電壓恒定保證供電質量的情況下,有載調壓變壓器可以實現(xiàn)。因此選用有載調壓變壓器。2.2.5主變壓器阻抗的選擇對于三繞組變壓器目前在制造商有兩種基本的組合方式，即“升壓結構”和“降壓結構”。“升壓型”的繞組排列順序為自鐵芯向外一次為中、低、高,所以變壓器中壓側阻抗最大?！敖祲盒汀钡睦@組排列順序為自鐵芯向外依次為

25、低、中、高,所以高、低壓側阻抗最大。根據以上綜合比較,所選主變壓器的特性數據如下:型式:SFSZ10-40000/110連接組別號:Yn/yn0/d11調壓范圍為：高壓110土8X1.25%中壓35、36.6、38.5土2X2.5%低壓6.3、6.6、10.5、11阻抗電壓為：高？中10.5高？低17.5中？低6.5結構形式為：降壓結構空載損耗(kW):36.6負載損耗(kW):178.5空載電流(%):0.22.3無功補償無功補償可以保證電壓質量、減少網絡中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。無功補償方式有兩種：即高壓集中補償和低壓分散補償。補償裝置分為申聯(lián)補償裝置

26、和并聯(lián)補償裝置兩類。2.3.1補償作用1)對110KV及以下電網中的申聯(lián)電容補償裝置：用以減少線路電壓降，降低受端電壓波動，提高供電電壓，在閉合電網中，改善潮流分布，減少有功損耗。2）在變電所中，并聯(lián)電抗補償裝置常接在主變壓器的低壓側，對調相機，并聯(lián)電容補償裝置和靜止補償裝置都直接連接或通過變壓器并接于需補償無功的變電所、換流站的母線上，也可連接在變電所110KV電壓母線上。3）補償裝置設置于發(fā)電廠、變電所、配電所、換流站或開關站中，大部分連接在這些廠站母線上,也有的補償裝置是并聯(lián)或申聯(lián)在線路上。2.3.2補償容量的計算根據設計原始資料得知，該站10KV則出現(xiàn)部分需要補償，要求功率因數補償到0

27、.95以上，根據該站情況采用在低壓側并聯(lián)電容器的方法進行補償。要求補償的無功容量為：2-8其中，故。每相補償的電容值為：（2-9）則每項補償的具體情況如下:礦機廠：故電容值選擇數值至少為5.54f，個相裝設一個電容器。機械廠：故電容值選擇數值至少為4.2991f，每相裝設一個電容器。電機廠：故電容值選擇數值至少為5.351f，個相裝設一個電容器。煉油廠：故電容值選擇數值至少為3.185f，每相裝設一個電容器。冶金廠：故電容值選擇數值至少為2.038f，每相裝設一個電容器。汽車廠:故該回出線無需進行無功補償。2.3.3電容器接線方式對變電所進行無功補償，主要是補償主變和負荷的無功功率。對于負荷的

28、無功功率補償容量的計算在上文中已經進行，補償裝置選擇為并聯(lián)電容器，裝設在變電所低壓側，采用中性點不接地方式。對主變壓器的無功補償容量，現(xiàn)場經驗一般按主變壓器容量的10%-15球確定。本設計中主變容量為40000KVA故并聯(lián)電容器的容量為4000KVA-6000KV的宜。在此設計中取6000KVA并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形(Y)和三角形()兩種。經常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用由三角形派生出來的雙三角形。本設計采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高,對電網通訊不會造成十擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。3. 電氣主接線的設計3.1

29、主接線設計的要求及原則3.1.1設計要求電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對電力系統(tǒng)及變電所運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設計必須正確處理好各方面的關系，全面分析論證，通過技術經濟比較，確定變電所主接線的最佳方案?？煽啃詫τ谝话慵夹g系統(tǒng)來說，可靠性是指一個元件、一個系統(tǒng)在規(guī)定的時間內一定條件下完成預定功能的能力。電氣主接線屆可修復系統(tǒng)，其可靠性用可靠度表示，即主接線無故障工作時間所占的比例。主接線可靠性的具體要求： 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電； 斷路器或

30、母線故障，以及母線或母線隔離開關搶修時，盡量減少停運出線的回路數和停運時間，并保證對I、皿類負荷的供電； 盡量避免發(fā)電廠或變電站全部停電； 對裝有大型機組的發(fā)電廠及超高壓變電所，應滿足可靠性的特殊要求；2）靈活性調度靈活,操作方便,應能靈活地投入或切除機組、變壓器或線路，靈活的調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的要求；檢修安全,應能方便地停運線路、斷路器、母線及其繼電保護設備,進行安全檢修而不影響系統(tǒng)的正常運行及用戶的供電要求；擴建方便，在設計主接線時應留有余地，應能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴建時一、二次設備所需的改造最少。3）經濟性可靠性和靈活性是主接線設計中

31、在技術方面的要求,它與經濟性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活,將可能導致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮,在滿足技術要求的前提下,做到經濟合理。投資省。主接線應簡單活晰,以節(jié)省斷路器、隔離開關等一次設備投資；應適當限制短路電流,以便選擇輕型電氣設備；對110KV及以下的終端或分支變電所；應推廣采用直降式110/6-10KV變電所和質量可靠的簡易電器（如熔斷器）代替高壓熔斷器；年運行費少。年運行費包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理的選擇變壓器的型式、容量、臺數；占地面積小。主接線的設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地相節(jié)省構

32、架、導線、絕緣子及安裝費用；在可能的情況下,應采取一次設計，分期投資、投產，盡快發(fā)揮經濟效益。3.1.2設計原則1）變電所的高壓側接線，應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主十網上不得采用分支界線。2）在35-60KV配電裝置中，當線路為3回及以上時，一般采用單母線或單母線分段接線，若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。3)6-10KV配電裝置中，線路回路數不超過5回時,一般采用單母線接線方式,線路在6回及以上時,采用單母線分段接線,當短路電流較大,出線回路較多,功率較大時,可采用雙母線接線。

33、4) 110-220KV配電裝置中，線路在4回以上時一般采用雙母線接線。5)當采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設旁路設施。總之，以設計原始資料及設計要求為依據，以有關技術規(guī)范、規(guī)程為標準，結合具體工作的特點，準確的基礎資料，全面分析，做到既有先進技術，乂要經濟適用。3.2主接線形式的選取110KV側主接線方案的選取本設計提出三種方案進行經濟和技術比較。方案一：外橋式接線如圖3-1圖3-1外橋接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，可采用橋形接線。兩回路間的橫連線稱為“橋”，根據橋的不同位置分為“內橋式”和“外橋式”。內橋式的橋接于靠變壓器側，而外橋式的

34、橋靠于線路側。正常運行時，橋上的斷路器處于閉合狀態(tài)。特點接線活晰簡單，所用設備少；高壓斷路器數量少，四個元件只需要三臺斷路器；變壓器退出運行時，不影響線路的工作；但線路發(fā)生故障時，該線路及本組的變壓器均停止工作。缺點線路投入切除較復雜，需要操作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運；連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；變壓器側斷路器檢修時，變壓器停運；可靠性不高，隔離開關用作操作電器，只適用于小容量發(fā)電廠和變電站，作為最終將發(fā)展為單母線分段或雙母線的過渡接線方式適用范圍在容量較小的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況，線路有穿越功率時采用此接線，因為穿越功率只流過一

35、個斷路器,斷路器檢修時對此功率影響小。方案二：變壓器母線組接線如圖3-2圖3-2變壓器母線組接線在這種接線中,變壓器直接通過隔離開關分別接到兩組母線上,各出線回路由兩臺斷路器分別接在兩組母線上。特點調度靈活，電源和負荷可自由支配，安全可靠，有力擴建；當變壓器回路發(fā)生故障時，連接于母線上的斷路器跳開，不影響其他回路供電；缺點：變壓器故障就相當于是母線故障，但一般變壓器故障概率較小。適用范圍：在長距離大容量輸電系統(tǒng)中，對系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性要求較高的變電站中普遍應用。方案三:單母線分段接線如圖3-3圖3-3單母線分段接線1）特點用斷路器吧母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，提供雙回路供

36、電；安全性、可靠性高，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不問斷供電和不致使重要用戶停電。2）缺點當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負荷分配的均勻；當出線回路為雙回路時，常使母線出線交義跨越。3）適用范圍6-10KV配電裝置出線回路數為6回及以上時；35-63KV配電裝置出線回路數為4-8回時；110-220KV配電裝置出線回路數為3-4回時。方案比較：方案一相對方案二、三時，接線活晰簡單，所用設備少，高壓斷路器數量少，變壓器退出運行時，不影響線路的工作；根據實際情況,110KV有兩回路進線，有穿

37、越功率流過，故110KV側選用外橋形接線。35KV側主接線方案選取根據任務書要求,35KV側進出線共8回，出線6回，其中2回最大負荷為42MW更要負荷占65%同樣本設計提出三種方案進行經濟和技術比較。方案一:單母線分段接線如圖3-4圖3-4單母線分段接線特點用斷路器把母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路,提供雙回路供電；安全性、可靠性高，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不問斷供電和不致使重要用戶停電。2）缺點當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負荷分配的均勻；當出線回路為雙回路時，常使

38、母線出線交義跨越。方案二：單母線接線如圖3-5圖3-5單母線接線特點：接線簡單、活晰，設備少，操作方便。缺點：由于電源和引出線都接在同一母線上，當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開接在母線上的全部電源，與之相接的整個電力裝置在檢修期間全部停止工作。方案三:帶旁路母線單母線接線如圖3-6圖3-6帶旁路母線單母線接線1）特點:有了旁路母線，檢修與之相連的任一回路的斷路器時，該回路可以不停電，從而提高了供電的可靠性。2）缺點:這種接線使配電裝置結構變得較復雜方案比較：方案一相對于方案二、三時，具有可靠性高、配電裝置結構較為簡單的優(yōu)點,可以在對用戶不問斷供電的情況下保證經濟性,故35KV側選用單

39、母線分段接線方式。3.2.1 10KV則主接線方案選取根據任務書要求，10KV側進出線共計16回,其中14回為出線。同樣本設計提出三種方案進行經濟和技術比較。方案一：雙母線分段接線如圖3-7所示圖3-7雙母線分段接線其中TQS母聯(lián)斷路器OQF:分段斷路器WBL:母線電抗器G:發(fā)電機采用雙母線分段可以消除以下缺點：在運行中隔離開關作為操作電器，易導致誤操作；當母線回路發(fā)生故障時，需短時切除較多電源和負荷；當檢修出線斷路器時，該回路停電。缺點：設備較多，配電裝置復雜，經濟性較差。方案二：雙母線接線如圖3-8所示圖3-8雙母線接線其中TQF:母聯(lián)斷路器特點：供電可靠，調度靈活，便于擴建。缺點：設備較

40、多，配電裝置復雜，經濟性較差。方案三:單母線分段接線如圖3-9所示圖3-9單母線分段接線1）特點用斷路器把母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路提供雙回路供電；安全性、可靠性高，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不問斷供電和不致使重要用戶停電。2）缺點當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負荷分配的均勻；當出線回路為雙回路時，常使母線出線交義跨越。方案比較：方案一相對于方案二、三來說具有供電可靠，調度靈活，便于擴建的優(yōu)點，在變電站設計的過程中應該首先保證變電站的安全可靠運行，其次再考慮經濟性

41、。故10KV側選用雙母線分段接線方式。4. 短路電流計算4.1短路電流計算的目的1）在選擇電氣出接線時，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,均需進行必要的短路電流計算；2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時乂力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算；3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路田間檢驗軟導線的相問和相對地的安全距離；4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據；5）按接地裝置的設計，也需用短路電流。4.2短路電流計算為選擇110KV?35KV?10KV己電裝置的電器和導體，需計算

42、在最大運行方式下流過電氣設備的短路電流，變電站用電回路共選3個短路點，即:d1、d2、d3，系統(tǒng)為無限大容量，選Sj100MVA4.2.1各元件電抗計算及等值電路圖110KV活河變電站主要擔負著為活河開發(fā)區(qū)供電的重任，主供電源由北郊變電站110KV母線供給，一回由北郊變直接供給，另一回由北郊變經大明湖供給形成環(huán)形網絡，示意圖如圖4-1所示圖4-1北郊變、大明湖和活河變地勢示意圖等值電路圖及其各元件電抗計算為了計算不同短路點的短路電流值，需要將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的等值網絡，常常采用的方法有：網絡等值變換、利用網絡的對稱性簡化、并聯(lián)電源支路的合并和分布系數法四種。根據本次設計所選擇的

43、主接線方式和長期運行方式（兩臺主變壓器并聯(lián)運行），對網絡圖進行簡化繪制網絡等值電路如圖4-2:圖4-2短路電流計算網絡等值電路圖線路電抗的計算：4-1變壓器電抗的計算：4-2根據所選主變壓器型號，查表得：阻抗電壓分別為：(4-3)(4-4)(4-5)阻抗的標幺值：(4-6)由于本次設計是兩臺變壓器并聯(lián)運行，所以：4.2.2 110KV母線側短路電流的計算di點短路：等值電路如圖4-3所示：圖4-3di點短路電流等值電路圖di點轉移阻抗：S1對di點阻抗：S2對di點阻抗：Si、S2總的轉移阻抗：短路電流標幺值：(4-7)有名值：(4-8)沖擊值：(4-9)短路容量：(4-10)全電流最大有效值

44、：(4-11)4.2.3 35KV母線側短路電流的計算d2點短路：等值電路圖如圖4-4所示：圖4-4d2點短路電流等值電路圖d2點轉移阻抗:S1對d2點阻抗:S2對d2點阻抗:Si、S2總的轉移阻抗：短路電流標幺值：有名值：沖擊值：短路容量：全電流最大有效值：4.2.4 10KV母線側短路電流的計算d3點短路：等值電路圖如圖4-5所示：圖4-5d3點短路電流等值電路圖d3點轉移阻抗:S1對d3點阻抗:S2對d3點阻抗:Si、S2總的轉移阻抗：短路電流標幺值：有名值：沖擊值:短路容量：全電流最大有效值：短路電流計算結果統(tǒng)計如表4-1:表4-1短路電流計算結果統(tǒng)計表短路形式三相短路短路點編號did

45、2d3基準電壓1153710.5計算電抗全標幺值0.01870.15320.2377短路電流計算標幺值53.4766.5274.207短路電流計算有名值26.84710.18523.133短路沖擊電流68.4625.97258.989全電流最大有效值40.80715.48135.162短路容量5347.542652.715420.7095. 電氣設備的選擇5.1電氣設備選擇的一般原則1應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；2應與整個工程的建設標準協(xié)調一致，盡量使新老電器型號一致；3同類設備應盡量減少器種；4在選擇導體和電器時，應按正常工作條件進行選擇，并按短路情況校驗

46、其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。以滿足正常運行、檢修和短路情況下的要求；5驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，按本工程的設計容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算；6所選的導體和電器應按當地的氣溫、風速、覆冰、海拔等環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。5.2載流導體的選擇本次載流導體設計包含兩部分：軟導體、硬導體。對于110KV35KV側的主母線和相對應的變壓器引線選用軟導體,對于10KV側的主母線和相對應的變壓器引線選用硬導體。下面分別進行選取:5.2.1 110KV側載流導體的選擇1) 110KV側主母線的選擇及校驗對于110KV側主母線

47、按照發(fā)熱選取。本設計的110KV側的電源進線為兩回，一回最大可輸送60000KVA負荷，最大持續(xù)工作電流按最大負荷算：(5-1)最大持續(xù)工作電流選擇導線截面積S,即。式中，相應環(huán)境溫度為C時的導體長期允許載流量，溫度修正系數，一般為根據計算出的導體長期允許載流量，可選110KV主母線進線導線為LGJ?185/10鋼芯鋁絞線。在最高允許溫度+70C的長期載流量為539A，滿足最大工作電流的要求。主變壓器引接線的選擇和校驗110KV側主變壓器引接線按主變壓器的持續(xù)工作電流計算，按經濟電流密度進行選取。，查表得：鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為(5-2)查設備手冊表選擇LGJ?185/10鋼芯鋁絞線。在最

48、高允許溫度+70C的長期載流量為539A，滿足最大工作電流要求。5.2.2 35KV側載流導體的選擇1)35KV側主母線的選擇及校驗對于35KV側主母線按照發(fā)熱選取，本設計的35KV側一回最大可輸送25000KVA負荷，主變壓器的容量為40000KVA所以最大持續(xù)工作電流按最大負荷主變壓器的持續(xù)工彳電流計算：查設備手冊表選擇LGJ?400鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為835A，滿足最大工作電流的要求。主變壓器引接線的選擇及校驗35KV側主變壓器引接線按主變壓器的持續(xù)工作電流計算,按經濟電流密度進行選取。查設備手冊表選擇LGJ?400鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流

49、量為835A滿足最大工作電流的要求。3)35KV出線的選擇及校驗35KV側出線：查表得：鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為：查設備手冊表選擇LGJ?150鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為445A，滿足最大工作電流的要求。5.2.3 10KV側載流導體的選擇1)10KV側主母線的選擇及校驗10KV側主母線查設備手冊表選擇LGJQ?70Cffl芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為81220A,滿足最大工作電流的要求。主變壓器引接線的選擇及校驗10KV側主變壓器引接線按主變壓器的持續(xù)工作電流計算，按經濟電流密度進行選取。查設備手冊表選擇LGJQ?70CK芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為1220A，滿足最大工作電流的要求。10KV側出線的選擇及校驗礦機廠出線，查表得:鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為查設備手冊表選擇LGJ?16鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為105A，滿足最大工作電流的要求。機械廠出線，查表得:鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為查設備手冊表選擇LGJ?16鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70C的長期載流量為105A，滿足最大工作電流的要求。