110kv變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)論文

1、 . I / 54摘 要本設(shè)計(jì)是針對(duì)“ZYA 市新建 110KV 變電站”一次設(shè)計(jì)的要求，對(duì)電力系統(tǒng)與變電所的具體情況進(jìn)行了分析與說明，對(duì)主變壓器和主接線進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選擇，并進(jìn)行了短路電流的計(jì)算，根據(jù)所求的結(jié)果和已知的數(shù)據(jù)確定了母線、母線引下線、斷路器、隔離開關(guān)、絕緣子、避雷器等必需的電氣設(shè)備，且對(duì)變電所進(jìn)行了防雷設(shè)計(jì)。根據(jù)變電所給定的負(fù)荷，我們不難對(duì)主變進(jìn)行選擇，并用一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷對(duì)其容量的選擇進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)遠(yuǎn)景與近景負(fù)荷的比較確定一期工程主變的臺(tái)數(shù)。電氣主接線的設(shè)計(jì)是變電站電氣設(shè)計(jì)的主體，在設(shè)計(jì)中應(yīng)以任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為保證供電可靠、調(diào)度靈準(zhǔn)繩，結(jié)合工

2、程實(shí)際情況在活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資。導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要容之一，電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不一樣，具體選擇的方法也不完全一樣，但對(duì)它們都有一致的要求，電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。以本設(shè)計(jì)來看 110KV 宜采用室外形式，35KV和 10KV 宜采用室形式。為了預(yù)防和限制雷電的危害性，變電站中還應(yīng)采用防雷措施和防雷保護(hù)裝置。 . II / 54關(guān)鍵詞：斷路器 隔離開關(guān)

3、 配電裝置 避雷器AbstractAbstract . III / 54This design aims at the request which WH the city newly built 110KV transformer substation time designs, has carried on the analysis and the explanation to the electrical power system and the transformer substation special details, has carried on the design and th

4、e choice to the main transformer and the host wiring, and has carried on the short-circuit current computation, according to result and known data determination generator, generator download, circuit breaker, isolator, insulator, and so on which asks essential electrical equipment, also has carried

5、on the anti-radar design to the transformer substation.According to the given load substation, we not difficultly change to the host carry on the choice, and carries on the verification with level of and two level of loads to its capacity choice, changes the Taiwan number according to the prospect a

6、nd the close view load quite definite issue of project host. The electrical host wiring design is the transformer substation electricity design main body, in the design should take the project description as the basis, take the national economic construction policy, the policy, the technical stipula

7、tion, the standard as the criterion, the union project actual situation in the guarantee power supply reliable, the dispatcher nimble, satisfies each specification under the premise to give dual attention to the movement, the maintenance is convenient, as far as possible saves the investment. The co

8、nductor and the electrical equipment choice is one of electrical design main contents, in the electrical power system each kind of electrical equipment function and the working condition are dissimilar, concrete choice method quite same not less than, but all has the unanimous request to them, the e

9、lectrical equipment must be able the reliable work, must carry on the choice according to the regular . IV / 54service condition, and according to short-circuits the condition to verify the thermally stable and to move stably. The power distribution equipment is according to the electrical host wiri

10、ng connection way, by the switch electric appliance, the protection and the survey electric appliance, the generator and the essential supporting facility sets up the overall installment which but becomes. By this design looked 110KV suitably uses outdoor form, 35KV and 10KV suitably uses in the roo

11、m the form. In order to prevent with the limit thunder and lightning hazardous nature, in the transformer substation also should use the anti-radar measure and the anti-radar protective device.KeyKey words:words: circuit breaker disconnectswitch switchyard lightning arrester . V / 54目 錄前言 11 電力系統(tǒng)概述

12、31.1 電力系統(tǒng)分析 31.2 變電站總體分析 51.2.1 建設(shè)規(guī)模 51.2.2 選址概況 51.3 負(fù)荷分析 52 主變壓器的選擇 82.1 主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮問題 82.2 主變額定容量的選擇計(jì)算 82.3 變壓器相數(shù)的形式的選擇 92.3.1 變壓器相數(shù)的選擇 92.3.2 繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇 92.3.3 主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇 102.3.4 容量比 102.3.5 變壓器各側(cè)電壓的選擇 103 電氣主接線設(shè)計(jì) 113.1 電氣主接線設(shè)計(jì) 113.2 主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本問題 113.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟 123.3.1 110V 電壓等級(jí)接線方式的確定 123.

13、3.2 35KV 電壓等級(jí)主接線的分析設(shè)計(jì) 133.3.3 10KV 電壓等級(jí)主接線的確定 144 短路電流的計(jì)算 16 . VI / 544.1 選擇基準(zhǔn)容量 164.2 計(jì)算各線路電抗 174.3 對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺值 174.4 系統(tǒng)電抗 174.5 各電壓側(cè)計(jì)算 185 電氣設(shè)備的選擇 245.1 電器選擇 245.1.1 導(dǎo)體和絕緣子 245.1.2 電氣設(shè)備 245.2 選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備的技術(shù)條件 245.3 母線選擇和負(fù)荷出線選擇的計(jì)算過程 255.3.1 110KV 母線選擇 255.3.2 110KV 側(cè)主變引下線 265.3.3 35KV 母線發(fā)熱與穩(wěn)定性較驗(yàn)計(jì)算書 275.3.

14、4 35KV 側(cè)主變引下線的計(jì)算 285.3.5 10KV 側(cè)電氣計(jì)算書 295.3.6 10KV 側(cè)主變引下線的計(jì)算 305.4 電氣設(shè)備的選擇 315.4.1 斷路器選擇和隔離開關(guān)的選擇 315.4.2 110KV 側(cè)計(jì)算書 325.4.3 35KV 側(cè)計(jì)算書 335.4.4 10KV 側(cè)計(jì)算書 345.5 電壓互感器和電流互感器的選擇 386 配電裝置設(shè)計(jì) 406.1 配電裝置設(shè)計(jì) 406.1.1 配電裝置概述 406.1.2. 配電裝置設(shè)計(jì)原則 406.1.3 配電裝置型式選擇 406.1.4. 各電壓等級(jí)配電裝置設(shè)計(jì) 416.1.5 35KV 與 10KV 配電裝置設(shè)備列表 427

15、防雷保護(hù) 447.1 變電所的直擊雷保護(hù) 447.2 雷電過電壓波的防護(hù) 45總結(jié) 47致 48參考文獻(xiàn) 49 . VII / 54 . 1 / 54 前前 言言變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；同時(shí)用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)，包括故障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的大功能和速度，經(jīng)濟(jì)上也是一種資源浪費(fèi)。而且社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，依賴高質(zhì)量和高可靠性的電能供應(yīng)，建國(guó)以來，我國(guó)的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力分配的日益復(fù)雜和用戶

16、對(duì)電能的質(zhì)量的要求進(jìn)一不提高，電網(wǎng)自動(dòng)化就顯得極為重要；近年來我國(guó)計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展與自動(dòng)化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動(dòng)化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。因此，變電站自動(dòng)化既是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實(shí)時(shí)，可靠，安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理的需要，更是電力系統(tǒng)自動(dòng)化 EMS 和 DMS 的基礎(chǔ)。變電站的設(shè)計(jì)，除了能夠滿足用電的需求的基本條件外，還必須考慮到自身的建站經(jīng)濟(jì)性、調(diào)度的靈活性和可靠性，并易于擴(kuò)建和升級(jí)改進(jìn)成微機(jī)綜合自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化的發(fā)展將是以后變電站發(fā)展的主

17、導(dǎo)方向，它不但節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，而且從更大程度上可以保證供電質(zhì)量，提高供電的可靠性。 . 2 / 541 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述1.11.1 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)規(guī)劃，設(shè)計(jì)與運(yùn)行的根本任務(wù)是在國(guó)家發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌計(jì)劃下，合理開發(fā)動(dòng)力資源用最少的支出（含投資和運(yùn)行成本）為國(guó)民經(jīng) . 3 / 54濟(jì)各部門與人民生活提供充足，可靠和質(zhì)量合格的電能，根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要和能源，在電力系統(tǒng)規(guī)劃中就已經(jīng)對(duì)有功電源的安排，受端系統(tǒng)的建設(shè)電源的接入，系統(tǒng)見的聯(lián)絡(luò)線，無功電源與電壓控制，繼電保護(hù)與安全自動(dòng)，調(diào)度自動(dòng)化與通信做了統(tǒng)籌的安排與考慮。電力系統(tǒng)的運(yùn)行與其他電力系統(tǒng)相比較，有非常明顯的

18、特點(diǎn)：1. 傳遞速度快，過渡時(shí)間短。2. 電能不能大量存儲(chǔ)，電能的生產(chǎn)，輸送，分配，使用是同時(shí)進(jìn)行的。3. 與現(xiàn)代工業(yè)，農(nóng)業(yè)，科學(xué)技術(shù)以與整個(gè)國(guó)家的國(guó)防事業(yè)都有緊密的聯(lián)系。電力系統(tǒng)根據(jù)其生產(chǎn)的特點(diǎn)，必須滿足下列要求：1. 保護(hù)供電的可靠性如果供電中斷將會(huì)使生產(chǎn)停頓，人民生活發(fā)生混亂，甚至危與人身設(shè)備安全，造成十分嚴(yán)重的后果。所以在任何情況下，都應(yīng)該盡可能的保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，將負(fù)荷分成 3 級(jí)：第級(jí)：如果停電將造成人身，設(shè)備事故，生產(chǎn)廢品，使生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù)或產(chǎn)生嚴(yán)重政治影響，使人民生活發(fā)生混亂等。第級(jí)：如果停電將造成大量減產(chǎn)，使人民生活受到影響。第級(jí)：不

19、屬于第、級(jí)的負(fù)荷，如工廠的附屬車間，小城鎮(zhèn)等。對(duì)于第級(jí)負(fù)荷，至少要有由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其中每一個(gè)電源的容 . 4 / 54量，都應(yīng)在另一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)仍能完全保證級(jí)負(fù)荷的用電；對(duì)第級(jí)負(fù)荷是否需要備用電源，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定，而對(duì)第級(jí)負(fù)荷，一般不學(xué)要備用電源。2. 保證良好的電能質(zhì)量電壓、頻率和波形是電能的質(zhì)量指標(biāo)，也是電器設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的主要技術(shù)參數(shù)。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓和頻率超過允許的偏移值時(shí)，將影響設(shè)備的安全運(yùn)行，并可能造成減產(chǎn)，產(chǎn)生廢品等。我國(guó)規(guī)程規(guī)定：1035KV 與以上電壓供電的用戶和對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的低呀用戶允許偏移為（正負(fù)）5%；頻率允許偏移為（正負(fù)）5%HZ。3

20、. 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電能的生產(chǎn)規(guī)模大，其消耗的一次能源站國(guó)民經(jīng)濟(jì)能源總消耗的比重很大。 電力系統(tǒng)運(yùn)行有三個(gè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即生產(chǎn)每度電的能源消耗量（煤耗量、油耗量、水耗量等） ，生產(chǎn)每度電的有用電量（自用電率） ，以與供、配電每度電在電力網(wǎng)中的電能損耗量（線損率）應(yīng)在電力系統(tǒng)中開展經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作，在安全、可靠地發(fā)供電與電能質(zhì)量達(dá)到一定指標(biāo)的前提下，合理地安排各類發(fā)電廠所承擔(dān)的負(fù)荷力求降低能源消耗，廠用電率和電力網(wǎng)的輸配電損耗等，以求得最大的經(jīng)濟(jì)效益。1.21.2 變電站總體分析變電站總體分析1.2.11.2.1 建設(shè)規(guī)模建設(shè)規(guī)模該變電站電壓等級(jí)為：110/35/10KV線路回?cái)?shù)：110KV 近

21、期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回 . 5 / 54 35KV 近期 3 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回 10KV 近期 9 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回1.2.21.2.2 選址概況選址概況該變電所位于 ZYA 市郊東南郊，交通便利，變電所的西邊為 10KV負(fù)荷密集區(qū)，主要有棉紡廠，食品廠，印染廠，真摯廠，柴油機(jī)廠，橡膠廠以部分失去用電。變電所以東主要有 35KV 的水泥廠，耐火廠以市郊其他用電。該變電所所址海拔 220m，地勢(shì)平坦，為非強(qiáng)地震區(qū)，輸電線路走廊闊，架設(shè)方便，全線為黃土層地帶，地耐力為 2.41.31.3 負(fù)荷分析負(fù)荷分析表 1-1 35KV 負(fù)荷情況最大負(fù)荷（mW）負(fù)荷組成 ()負(fù)荷名稱近期遠(yuǎn)景一二

22、 自然力率maxT(h)線長(zhǎng)(km) 備注水泥廠 11.5215300.9350020水泥廠 21.5215300.9400020耐火廠11.515350.9500018備用12.50.91535電壓備用22.50.91535KV 側(cè)負(fù)荷分析：水泥廠 1 和水泥 2 與耐火廠以與市郊的備用線路，停電將可能出現(xiàn)殘次品或造成機(jī)器設(shè)備的損壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損 . 6 / 54失，必須對(duì)生產(chǎn)和人民群眾的生活進(jìn)行連續(xù)可靠的線路電能。表 1-2 10KV 負(fù)荷情況最大負(fù)荷 mW負(fù)荷組成 ()電壓等級(jí)負(fù)荷名稱近期遠(yuǎn)景一二 自然力率maxT(h)線長(zhǎng)(km) 備注棉紡廠122.520400.7555003.5

23、棉紡廠222.520400.7555003.5印染廠11.5230400.7850004.5印染廠21.5230400.7850004.5毛紡廠2220400.7550002.5針織廠11.520400.7545001.5市區(qū) 11.5220400.825002市區(qū) 21.5220400.825002食品廠1.21.515300.840001.5備用 1 1.50.7810kv備用 21.50.7810KV 側(cè)負(fù)荷分析：主要針對(duì)棉紡廠 1、2；印染廠 1、2；市區(qū)等，其中第、級(jí)負(fù)荷比重較大。停電意味著出現(xiàn)殘次品或造成機(jī)器設(shè)備的損壞，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至出現(xiàn)事故。為能確保對(duì)企業(yè)單位可靠的供電

24、，保證工業(yè)區(qū)的各項(xiàng)工作順利進(jìn)行，不能因中斷供電或電能質(zhì)量的問題給企業(yè)生產(chǎn)造成影響。 . 7 / 542 2 主變壓器的選擇主變壓器的選擇2.12.1 主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮問題主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮問題根據(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?，?duì)有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)與過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間，應(yīng)保證用戶的、負(fù)荷；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷運(yùn)行的 60%正常運(yùn)行。2.22.2 主變額定容量的選擇計(jì)算主變額定容量的選擇計(jì)算1. 根據(jù)各電壓等級(jí)側(cè)出線數(shù)目的多少選擇各電壓等級(jí)的同時(shí)系數(shù)：中壓 35KV 側(cè)出線回路數(shù)為 3 回，故可取

25、 Kt=0.9； 低壓 10KV 側(cè)出線回路數(shù)為 9 回，取 Kt=0.85由負(fù)荷資料表的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得到：MVASjs025.11%519 . 05 . 25 . 25 . 15 . 25 . 29 . 035遠(yuǎn) MVASjs5 .21%518 . 05 . 12275. 05 . 12225 . 25 . 285. 010遠(yuǎn)2. 變壓器的近期計(jì)算容量： . 8 / 54MVA68.1716.64.285. 085. 01035近近近jsjsjsSSS3. 由選擇條件：MVASjs2 . 4%519 . 015 . 15 . 19 . 035近MVASjs6 .16%518 . 02 . 15

26、 . 15 . 175. 0125 . 15 . 12285. 010近MVA65.2721.511.02585. 085. 01035遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)jsjsSSSjs裝有 2 臺(tái)與以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故斷開，其余變壓器的容量應(yīng)保證該所 60%的全部負(fù)荷。 得：MVASSjsjs59.1665.276 . 06 . 0遠(yuǎn)那么一臺(tái)主變電壓器的容量16.59MVA。故可選用主變?nèi)萘繛?NS31.5MVA. 4.校核條件：一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器容量在計(jì)與過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間，應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷正常供電，即： 21) 1SSSne（則： 成立，滿足條件要求。 又有：2125) 1

27、2(SSSe MVAMVASS2505.17%)30%15(8 . 05 . 12%)40%20(8 . 02%)40%20(75. 05 . 1%)40%20(75. 022%)40%30(78. 022%)40%20(75. 02%)35%15(9 . 05 . 12%)30%15(9 . 0221顯然滿足條件： 21) 1(SSSne所以選取結(jié)果如下：可選主變?nèi)萘繛?25MVA臺(tái)數(shù) 2 臺(tái) . 9 / 542.32.3 變壓器相數(shù)的形式的選擇變壓器相數(shù)的形式的選擇2.3.12.3.1 變壓器相數(shù)的選擇變壓器相數(shù)的選擇由相關(guān)規(guī)程規(guī)定，若站址地勢(shì)開闊，交通運(yùn)輸方便也不是由于容量過大無法解決制

28、造問題宜選擇三相變壓器。2.3.22.3.2 繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇在電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)和相應(yīng)規(guī)程中指出：在具有三種電壓的變電所 中，如果通過主變所各繞組的功率達(dá)到該變電站容量的 15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所需要裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜選擇三繞組變壓器，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體 110KV 變電所的實(shí)際情況，都應(yīng)該選擇三繞組變壓器。2.3.32.3.3 主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇電力系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)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

29、方面進(jìn)行綜合考慮，并應(yīng)以對(duì)工程起決定性作用的因素來確定。2.3.42.3.4 容量比容量比變壓器的繞組容量有 100/100/100、100/100/50 和 100/50/50 等幾種，對(duì)于 100KV 變壓器總?cè)萘坎淮?，其繞組容量對(duì)于造價(jià)影響不大，所以宜采用 100/100/100 的容量比。2.3.52.3.5 變壓器各側(cè)電壓的選擇變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè)，為保證想線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在有 10%電壓損失的情況下，線路末端的電壓應(yīng)保證在額定值。所以，電源側(cè)的主變壓器按照 10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可以按照額定 . 10 / 54電壓選。所以，對(duì)本次設(shè)計(jì)的 1

30、10KV 變電站，考慮選擇節(jié)能新型的變壓器，110KV 側(cè)選 110KV, 35KV 側(cè)選 37KV， 10KV 側(cè)選 10.5KV。3 3 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì)3.13.1 電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì)主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足的基本要求：應(yīng)該考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性、擴(kuò)建可能性等，同時(shí)應(yīng)該考慮國(guó)家的方針政策，如不占或少占良田；盡量選用國(guó)家過關(guān)的設(shè)備；采用新設(shè)備應(yīng)該經(jīng)過試驗(yàn)等。3.23.2 主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本問題主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本問題1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(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)，并按工作

31、順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它的設(shè)計(jì)的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性與對(duì)電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，我們要重視電氣主接線的設(shè)計(jì)。2. 110KV 進(jìn)線回路數(shù)為 4 回，出線回路數(shù)為 2 回，為了使進(jìn)出線斷路器在檢修時(shí)不停電，經(jīng)過初步考慮采用方案(1) 單母線分段接線(2)單母線接線 . 11 / 5435KV 和 10KV 側(cè)電壓級(jí)出線回路數(shù)比較多，而且多為直接饋線、電壓較低，而且供電負(fù)荷中含有大量的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，為了保證

32、供電的可靠性與靈活性，不至于對(duì)重要的電力負(fù)荷中斷供電，經(jīng)過初步考慮采用方案(1)單母分段的主接線形式 (2)單母線。3.33.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟主接線的設(shè)計(jì)步驟3.3.13.3.1 110V110V 電壓等級(jí)接線方式的確定電壓等級(jí)接線方式的確定圖 3-1 主接線方案表 3-1 110KV 側(cè)主接線方案比較基本要求/方案方案 1 ：?jiǎn)文妇€分段方案 2 ：?jiǎn)文妇€可靠性1.無論檢修斷路器或變壓器故障時(shí)，均不會(huì)造成重要的電力負(fù)荷停電。1.供電可靠性差。2.設(shè)備維護(hù)與維修都要對(duì)負(fù)荷停止供電。靈活性1.電氣主接線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活性較高。2.易于擴(kuò)建和擴(kuò)展。1.運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活性差。2.易于

33、擴(kuò)建和擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)1.使用的電氣設(shè)備較少，投資相對(duì)較小，年運(yùn)行費(fèi)用較低。1. 選擇輕型的電氣設(shè)備，投資較少，年運(yùn)行費(fèi)用較低。 . 12 / 54性2.占地面積比較小。2.占地面積比較小。通過對(duì)以上幾種可行性方案的比較可知，110KV 電壓級(jí)，綜合考慮各種因素，電氣主接線的基本要求以與市區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平等，最后，選定單母線分段的接線主接線形式。這種電氣主接線形式可以滿足該市郊經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而且也進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市區(qū)用電總負(fù)荷也將會(huì)不斷增加，現(xiàn)在的總電能已經(jīng)不能滿足各行各業(yè)發(fā)展的需要，必須進(jìn)行擴(kuò)建才能滿足需求，因此，電氣主接線要留有一定的余量，能夠進(jìn)行再擴(kuò)建，選擇單母線分段的電氣主接線形

34、式還是比較好的3.3.235KV3.3.235KV 電壓等級(jí)主接線的分析設(shè)計(jì)電壓等級(jí)主接線的分析設(shè)計(jì)圖 3-2 主接線方案表 3-2 35KV 側(cè)主接線方案比較基本要求/方案方案 1 ：?jiǎn)文妇€分段方案 2 ：?jiǎn)文妇€可靠性1.無論檢修斷路器或變壓器故障時(shí)，均不會(huì)造成重要的電力負(fù)荷停電。1.供電可靠性差。2.設(shè)備維護(hù)與維修都要對(duì)負(fù)荷停止供電。靈1.電氣主接線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)度1.運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)度 . 13 / 54活性靈活性較高。2.易于擴(kuò)建和擴(kuò)展。靈活性差。2.易于擴(kuò)建和擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)性1.使用的電氣設(shè)備較少，投資相對(duì)較小，年運(yùn)行費(fèi)用較低。2.占地面積比較小。1. 選擇輕型的電氣設(shè)備，投資較少，年

35、運(yùn)行費(fèi)用較低。2.占地面積比較小。由表中分析可以知道，35KV 電壓級(jí)，綜合考慮主接線的基本要求，合理考慮市區(qū)電力負(fù)荷的基本情況以與市區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況，通過比較，最后選擇第方案：?jiǎn)文妇€分段的電氣主接線形式。這種主接線形式能夠滿足市區(qū)各級(jí)電力負(fù)荷的用電要求，考慮了今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能，另外，由于出線回路數(shù)比較多，且各回路出線的負(fù)荷大小也不一樣，因此，選擇了單母分段電氣主接線形式。3.3.310KV3.3.310KV 電壓等級(jí)主接線的確定電壓等級(jí)主接線的確定10KV 電壓等級(jí)下兩種電氣主接線形式如上圖，綜合考慮該電壓等給下主接線的基本要求，合理分析出線回路數(shù)的多少和重要負(fù)荷的容量，

36、結(jié)合該地區(qū)電力負(fù)荷的基本情況以與市區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況，比較結(jié)果如下：選擇第單母線分段的電氣主接線形式，考慮到今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能性，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留出一定量了擴(kuò)展空間。綜上分析可以得出：市區(qū)新建變電站的電氣主接線形式為，110KV、35KV、10KV 電壓級(jí)均采用單母線分段的主接線形式. . 14 / 544 4 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算作電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的等值電路圖 . 15 / 54123456ABCD654321DCBATitleNum berRevisionSizeBDate:5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM

37、 PLESM yDesign2.ddbDrawn By:X2X3X4X5X1S1S2乙乙乙乙1103510圖 4-1 電力系統(tǒng)等值電路圖4.14.1 選擇基準(zhǔn)容量選擇基準(zhǔn)容量Sb=100MVA Ub1=115KV Ub3=10.5KV1bbbUSI bbbSUX2則基準(zhǔn)電流KVUSIbbb87. 011510011KVUSIbbb7 . 23710022KVUSIbbb53. 95 .1010033基準(zhǔn)電抗013. 11005 .102211bbbSUX26bbSUX . 16 / 545 .1321001152233bbbSUX4.24.2 計(jì)算各線路電抗計(jì)算各線路

38、電抗4104 . 01X4104 . 02X28704 . 03X20504 . 04X4104 . 05X4.34.3 對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺值對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺值03. 05 .13245 .1321*1XX03. 05 .13245 .1322*2XX21. 05 .132285 .1323*3XX15. 05 .132205 .1324*4XX03. 05 .13245 .1325*5XX4.44.4 系統(tǒng)電抗系統(tǒng)電抗35. 02001007 . 011*1bbssSSXX04. 015001006 . 022*2bbssSSXX4.54.5 各電壓側(cè)計(jì)算各電壓側(cè)計(jì)算1. 110KV等效圖： . 17 /

39、 54123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM PLESM yDesign2.ddbDrawn By:S1S2XS1XS2X6X1X2d1123456ABCD654321DCBATitleNum berRe visionSizeBDa te :5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM P LESM yDe sign2.ddbDrawn By:S1S2XS1XS2X7X8X9d1圖 4-2 等效圖

40、 圖 4-3 等效圖 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAMPLESMyDesign2.ddbDrawn By:S1S2X13X14X12d1123456ABCD654321DCBATitleNum berRevisionSizeBDate:5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM PLESM yDesign2.ddbDrawn By:S1S2X10X11X9d1圖 4-4 等效圖 圖 4-5

41、等效圖39. 015. 021. 003. 0*4*3*2*6XXXX026. 039. 003. 003. 039. 003. 0*6*5*1*6*17XXXXXX026. 039. 003. 003. 039. 003. 0*6*5*1*6*58XXXXXX002. 039. 003. 003. 003. 003. 0*6*5*1*5*19XXXXXX376. 0026. 035. 0*7*1*10XXXs . 18 / 54066. 0026. 004. 0*8*2*11XXXs忽略次要因素對(duì)線路電流的影響*YZX389. 0066. 0376. 002. 0376. 0002. 0*1

42、1*10*9*10*9*13XXXXXX02. 1376. 0066. 002. 0066. 0002. 0*10*11*9*11*9*14XXXXXX1.1 計(jì)算系統(tǒng)電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗值1d778. 0100200389. 01*13*1bbjsSSXX02. 11001500068. 02*14*2bbjsSSXX1.2 計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流參數(shù)1d1按、查汽輪機(jī)的計(jì)算表得：*1jsX*2jsX當(dāng)stk0351. 11jsI024. 12jsI短路電流周期分量標(biāo)幺值：KAIf076. 131151500024. 1311520035. 1)0(取 1.2 秒時(shí)kt041. 1;313. 1

43、21jsjsIIKVIf158. 931151500024. 1)2 . 1(/2 取 0.6 秒時(shí)得到:kt992. 0;212. 121jsjsII836. 83115200992. 03115200313. 1)2 . 1(fI . 19 / 54取 4 秒時(shí)：ktKVIf09.103115200129. 1)4(因 t=和 t=4 秒時(shí)，它們所對(duì)應(yīng)的曲線重合所以KVIIff09.10)4()(KAdkmIish1 .23076. 98 . 122,2 35KV 側(cè)故障時(shí)短路電流的計(jì)算過程2d系統(tǒng)等效圖可以轉(zhuǎn)化123456ABCD654

44、321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROTEL99SEEXAMPLESMyDesign3.ddbDrawn By:X10X11X9XTS1S2d2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM PLESM yDesign.ddbDrawn By:S2X10X11X9XT1XT2XT3S1圖 4-6 等效圖 圖 4-7 等效圖129. 1;584. 121js

45、jsII . 20 / 54123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-M ay-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAM PLESM yDesign3.ddbDrawn By:X14X15X16S1S2d2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROTEL99SEEXAMPLESMyDesign3.ddbDrawn By:S1S2X10X11X9d2圖 4-8 等效圖 圖 4-9

46、等效圖341. 05 .31100100)5 . 65 .175 .10(21100)(21231312*1NbsssTSSUUUX79. 05 .31100100)5 .175 . 65 .10(21100)(21231312*2NbsssTSSUUUX(因阻抗值無負(fù)值所以取 0)214. 05 .31100100)5 .105 .175 . 6(21100)(21231312*3NbsssTSSUUUX172. 0002. 017. 0*9*7*9XXX528. 1376. 0066. 0376. 0172. 0172. 0*10*10*10*9*9*5XXXXXX27. 0066. 03

47、76. 0066. 0172. 0172. 0*11*11*11*9*9*16XXXXXX056. 3100200528. 11*15*1bjsSSXX05. 4100150027. 02*16*2bjsSSXX因計(jì)算電抗時(shí)相等，所以得大于 5 . 3*2jsXkkkktttt, 6 . 0, 02/2 . 11SI)(1)(1)0(12/tkkftffIII)2/(2)(2)(2)0(2tkfftffIIIIk . 21 / 54327. 0056. 311*1jsIXX247. 005. 411*2jsIIXX6 . 63731500247. 0373200327. 0332221 2/0

48、bbIIbbIdtktkUSXUSXIIIII8 .166 . 68 . 122 dmshIki3 10KV 側(cè)故障時(shí)短路電流的計(jì)算過程3d123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAMPLESMyDesign3.ddbDrawn By:X10X11X9XTS1S2d2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROTEL99SEEXAMPL

49、ESMyDesign4.ddbDrawn By:X9X10X11S1S2d3圖 4-10 等效圖 圖 4-11 等效圖123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2007 Sheet of File:E:乙乙PROT EL99SE EXAMPLESMyDesign4.ddbDrawn By:X15X16S1S2d3圖 4-12 等效圖277. 02214. 0341. 02*2*1*TTTXXX279. 0002. 0277. 09*9XXXT+*15X*9X23. 2066. 0277. 0376. 0279. 0376. 0

50、*11*10*9*10XXXX . 22 / 54394. 0376. 0066. 0279. 0066. 0279. 0*10*11*9*11*9*16XXXXXX91. 51001500394. 046. 410020023. 22*16*21*15*1bbjsbbjsSSXXSSXX由于兩個(gè)計(jì)算電抗都大于 3.5 可知 =0, =1.2, =0.6, =, 時(shí) I相等KtKtKtKt1s即 )(111)0(12fItkfIfIfItk)(222)0(22fItkfIfIfItk且0224. 046. 411*1jsIXX169. 091. 511*2jsIIXX)(4 .165 .103

51、1500169. 05 .103200224. 03322221)()0(KAUSXUSXIIIIIbbIIbbIdtktk75.414 .168 . 122dIkmish計(jì)算結(jié)果如表 4-1表 4-1 短路電流計(jì)算結(jié)果短路母線(KA)I (KA)2tkI(KA)tkII(KA)（KA）shi110KV母線9.0768.8369.15810.0923.135KV 母線6.66.66.66.616.810KV 母線16.416.416.416.441.75 . 23 / 545 5 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇5.15.1 電器選擇電器選擇5.1.15.1.1 導(dǎo)體和絕緣子導(dǎo)體和絕緣子導(dǎo)體的選擇

52、主要有：各電壓級(jí)的匯流母線、主變引下線、出線以與各電壓級(jí)的絕緣子以與絕緣子數(shù)目多少的計(jì)算等。5.1.25.1.2 電氣設(shè)備電氣設(shè)備電氣設(shè)備包括各電壓級(jí)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(cè)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(hào)。5.25.2 選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備的技術(shù)條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備的技術(shù)條件參考導(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smm.alUUNmalUU15. 1.sNsmUU1 . 1選擇電氣設(shè)備的額定電壓。sNNUU 第 1.1

53、.4 條: 選用導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流，由于高壓開路電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各中可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。在斷路器、隔離開關(guān)、空氣自然冷卻限流電抗器等電器各部分的最大允許發(fā)熱溫度，不超過交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱GB763-74 所規(guī)定的數(shù)值情況下，當(dāng)這些電器使用在環(huán)境溫度高于+40（但不高于+60）時(shí)，環(huán)境溫度每增加 1，減少額定電流的 1.8%；當(dāng)使用在環(huán)境溫度低于+40 . 24 / 54時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1，增加額定電流的 0.5%，但其最大過負(fù)荷不得超過額定電流的 20%。即：（1）對(duì)于導(dǎo)體：（2）對(duì)于電器：axalI

54、mIaxNImI5.35.3 母線選擇和負(fù)荷出線選擇的計(jì)算過程母線選擇和負(fù)荷出線選擇的計(jì)算過程5.3.1110KV5.3.1110KV 母線選擇母線選擇1.1 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面：alKIImax 選擇型號(hào)為 LGJ-240 的鋼芯鋁絞線，屋外載流量為 610A92. 0257032700alalKAUSIbN79.1311153102505. 133maxAKIIal3 .14392. 079.131max1.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路持續(xù)時(shí)間為：Stttabprk05. 4周期分量的熱效應(yīng)：sKAtkIIIQtktkp 2222222268.315412158. 9836. 8100

55、67. 91210考慮到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 t1s,故不計(jì)算非周期分量的熱效應(yīng)sKAQQkp268.315正常導(dǎo)體運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度CIIoalal1 .633 .14379.1312570252222max00 根據(jù)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算查表 2-32，當(dāng)時(shí)，導(dǎo)體的運(yùn)行極限溫度為；滿足短路時(shí)發(fā)熱的最C01 .63CC089 . 25 / 54小導(dǎo)體截面為滿226min2406 .199891061.315mmmmCQSp足熱穩(wěn)定要求。故選擇型號(hào)為 LGJ-240 的鋼芯鋁絞線，屋外載流量為610A5.3.2110KV5.3.2110KV 側(cè)主變引下線側(cè)主變引下線110K 側(cè)室外型主變引下線一

56、般用剛芯鋁絞線 LGJAUSIbN79.1311153102505. 1305. 13max母線截面選擇，我們選用接近的 LGJ-185 其，導(dǎo)體 70允許電流為。AIal510按相關(guān)規(guī)定導(dǎo)體安裝在屋時(shí)其溫度應(yīng)取當(dāng)?shù)卦缕骄罡邷囟?5故導(dǎo)體環(huán)境溫度為 25。92. 0257032700alalKAAICal3 .1432 .46951092. 025熱穩(wěn)定效驗(yàn)，短路持續(xù)時(shí)間為：Stttabprk09. 4周期分量的熱效應(yīng)考慮到sKAtkIIIQtktkp 2222222261.315412158. 9836. 810067. 91210保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 t1s ,故不計(jì)算非周期分量的熱效應(yīng)sKA

57、QQkp261.315 . 26 / 54正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：取CIIoalal04.2544579.1312570252222max00最小溫度值C040查電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算表 2-32 得 C=99，所以滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為226min18045.17999106 .315mmmmCQSp即滿足熱穩(wěn)定要求。故電壓為 110KV 軟導(dǎo)型號(hào)為 LGJ-185。5.3.335KV5.3.335KV 母線發(fā)熱與穩(wěn)定性較驗(yàn)計(jì)算書母線發(fā)熱與穩(wěn)定性較驗(yàn)計(jì)算書AUSINN61.490373102505. 1305. 13max(1) 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面，查電力手冊(cè)選單條40m

58、m4mm 距形鋁導(dǎo)體，平放時(shí)允許電流為 456A， ， K=0.92AAICal61.40952.41945692. 025熱穩(wěn)定效驗(yàn)，短路持續(xù)時(shí)間為：Stttabprk05. 3周期分量的熱效應(yīng)sKAtIIIQktktkp2222222268.1303126 . 66 . 6106 . 61210 考慮到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 t1s,故不計(jì)算非周期分量的熱效應(yīng)sKAQQkp268.130正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度： CIIoalal3 .6145661.4092570252222max00 . 27 / 54查電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算表 2-32 得 C=89，所以滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 2

59、26min44044.128891068.130mmmmCQSp即能滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：因?yàn)槭菃螚l矩形鋁導(dǎo)體，所以無須進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。5.3.45.3.4 35KV35KV 側(cè)主變引下線的計(jì)算側(cè)主變引下線的計(jì)算AUSINN61.409373102505. 1305. 13max母線截面選擇，由于母線傳輸容量大，長(zhǎng)度超過 20mhTMAX5000故按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面查電力手冊(cè)當(dāng) T=5000h 時(shí)，J=0.8A/m2max01.5128 . 061.409mmJIST查電力手冊(cè)得，我們選用 50mm10mm 距形導(dǎo)體，導(dǎo)體允許電流為Ial=565A， K=0.92AAICal61.4

60、098 .51956592. 025熱穩(wěn)定效驗(yàn)，短路持續(xù)時(shí)間為：Stttabprk09. 3周期分量的熱效應(yīng)sKAtIIIQktktkp2222222268.1303126 . 66 . 6106 . 61210 由于 t1S 故不計(jì)算非周期熱效應(yīng),所以非周期熱效應(yīng)是：sKAQQkp268.130正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：查CIIoalal94.538 .51961.4092570252222max00 . 28 / 54電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算表得當(dāng)時(shí) C=93，所C094.53以滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為226min5009 .122931068.130mmmmCQSd即能滿足熱穩(wěn)定要