330kv變電站設計

1、目錄摘 要3Abstract4第1章 緒論51.1 設計背景及意義51.2 設計的主要內(nèi)容和基本思路61.3 主要設計原則7第2章 主變壓器及電氣主接線的選擇92.1 主變壓器的選擇92.1.1 主變壓器型式及范圍92.1.2 變壓器型號的表示含義122.2 電氣主接線的選擇132.2.1 電氣主接線概念132.2.2 電氣主接線的基本要求132.2.3 設計步驟和內(nèi)容如下142.2.4 所選電氣主接線162.3 無功補償19第3章 短路電流計算223.1 短路電流計算223.2 短路電流和短路容量223.3 短路電流將引起下列嚴重后果233.4 限制短路電流的措施233.5 短路電流計算的目

2、的和條件243.6計算過程25第4章 電氣設備的選擇344.1電氣設備選擇的一般原則344.2 電氣設備的選擇384.2.1 高壓斷路器的選擇384.2.2 隔離開關的選擇444.2.3 電流互感器的配置和選擇504.2.4 電壓互感器的配置和選擇564.2.5 各級電壓母線的選擇594.2.6 絕緣子和穿墻套管的選擇64第5章 變電站繼電保護655.1 330kV配電裝置655.2 電氣總平面布置方案655.3繼電保護及微機監(jiān)控系統(tǒng)685.3.1 概述685.3.2 總的技術要求705.3.3 繼電保護配置方案71第6章 絕緣配合、過電壓保護及接地756.1 避雷器的配置756.2 避雷器的

3、選擇756.3 電氣設備的絕緣配合756.3.1 330kV電氣設備的絕緣配合756.3.2 110kV絕緣配合776.4 接地79設計總結(jié)80致 謝81參考文獻82附 錄83附圖一 330kV設備選型84附圖二 110kV設備選型85附圖三 10kV設備選型86附圖四 電氣主接線87參考文獻88摘 要變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電氣設備及配電網(wǎng)按一定的接線方式構(gòu)成，從電力系統(tǒng)取得電能，通過變電站來變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設備的轉(zhuǎn)換場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)

4、和社會生活的發(fā)展趨勢。計算機技術、現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。好的變電站設計方案不僅可以滿足廣大用戶的用電要求，而且還有利于電力系統(tǒng)的可靠運行。設計、建造出供電可靠、安全、經(jīng)濟的變電站，具有十分重要的意義。變電站的設計是本專業(yè)的相關專業(yè)內(nèi)容，開展這個設計可鍛煉實踐設計能力。本設計的內(nèi)容為一個 330kV 樞紐降壓變電站的電氣設計，其電壓轉(zhuǎn)換等級為 330kV/110kV/10kV。本設計根據(jù)變電站原始資料進行分析，研究負荷的特點和可靠性要求，進行負荷計算，根據(jù)負荷情況選擇主變壓器和電氣主接線。對電氣主接線

5、的不同方案進行可靠性、靈活性以及經(jīng)濟性的比較，確定主接線方案。隨后進行短路計算，選擇變電站的電氣設備以及母線型號，并對本變電站的主變壓器和 10kV 出線確定繼電保護方案，進行繼電保護裝置的配置，保障變電站運行的安全性和可靠性。最后進行配電裝置的防雷設計，主要為變電站的配電裝置配置避雷器以及選擇避雷器的型號。本設計參照相關設計規(guī)范和手冊，設計期間查閱了許多相關的國家標準、設計規(guī)范以及設計手冊，如電力工程電氣設計手冊 、220kV500kV 變電所設計技術規(guī)程（DL/T 5218-2005）、繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程（GB/T 14285-2006）、電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范（

6、GB 50062-1992）、電力工程師手冊 、輸配電設備手冊等，力求設計能符合規(guī)范性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性的要求，詳細的參考資料列表可參見參考文獻。關鍵詞：變電站；電氣主接線；電力系統(tǒng)繼電保護；電氣設計；電氣設備AbstractThe substation is an importance part of the electric power system ,it is consisted of the electric appliance equipments and electric power system, through its function of transformatio

7、n and assign ,transport and safety. As an Important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the trend of society life.It is

8、to realize the joint transmission, and directly affect the safety and economic operation of the whole power system. Good design of substation not only can meet the electricity requirements of customers, but also for reliable operation of the power system. Designing and building a reliable, safe, eco

9、nomy substation, has a very important significance. This design is the major contents of my professional, and it can also practice the design ability.The design is the electrical design of an regional 330kV step-down keysubstation . Its voltage conversion grade is 330kV/110kV/10kV. The analysis of t

10、he design is according to the original data of the transformer substation. The design studies the characteristics and the reliability requirements of the load, and has a load calculation. Then it selects the main transformer and the main electrical connections according to the load. The design compa

11、res the reliability, flexibility and economy of the different choices of the main electrical connections, and chooses a best choice. Then it has a short circuit calculation, and selects the electrical equipments and the buses of the transformer substation, and designs the relay protection of the mai

12、n transformer and the 10kV line, and configures the relay protection devices to ensure the substation working safely and reliably. Finally, the design designs the lightning protection of the power distribution devices.This design is according to relevant design specifications and handbooks, and stri

13、ves to that the design can meet the standard, safety, reliability and economy requirements. A detailed list of references can be found in the reference list.Key words: Substation；Electric Power System；Power System Protective Relaying；High Voltage；Electrical Design；Electric Equipment第1章 緒論1.1 設計背景及意義

14、從20世紀90年代中后期開始，330kV變電站設計較初期階段發(fā)生了較大的變化，尤其是電力系統(tǒng)規(guī)劃設計總院組織進行的2000年示范送點變電工程設計革命，對330kV變電站設計產(chǎn)生了深遠的影響。示范變電站設計的成果及其應用和發(fā)展基本上代表了330kV變電站的設計現(xiàn)狀，示范變電站設計的成果已經(jīng)廣泛用于近年來的工程建設當中，變電站設計已經(jīng)相當成熟。當時示范變電站設計的總體思路是：與國際國內(nèi)電力體制改革趨勢相適應，與國際科技發(fā)展水平相一致，與可持續(xù)發(fā)展思路相吻合；依靠科技進步，縮小與世界先進水平差距，使設計方案更緊湊、更集約、更高效；在安全可靠前提下，突出體現(xiàn)經(jīng)濟性，合理性，先進性。電氣主接線：一個半斷

15、路器接線仍是330kV的主要推薦接線，具體工程也可因地制宜的采用技術經(jīng)濟合理的其他方案，如出線雙斷路器、變壓器母線組接線等。配電裝置：示范變電站設計對配電裝置和設備選型進行了深入研究，在安全可靠的前提下盡量壓縮配電裝置的尺寸。計算機監(jiān)控系統(tǒng)：2000年示范變電站設計對監(jiān)控系統(tǒng)配置方案、常規(guī)控制與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術經(jīng)濟比較、二次設備分散布置、保護繼電器小室抗干擾措施等方面進行了深入的研究。330kV變電站設計發(fā)展到今天，電氣主接線、配電裝置布置優(yōu)化和母線選型、電氣總平面布置的協(xié)調(diào)緊湊、計算機監(jiān)控系統(tǒng)等方面已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，今后設計的發(fā)展趨勢在以下幾個方面：從未來的變電站的發(fā)展趨勢來講，采用集

16、成智能化電力設備，由于控制、保護、通信等微電子設備與高電壓大電流主設備安裝于一體，因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術關鍵。在布置方面，建設與環(huán)境協(xié)調(diào)友好的變電站將變得越來越重要，控制變電站噪聲、電磁干擾及減少變電站對周圍景觀的影響也會日益受到重視。主變壓器方面繼續(xù)采用三相變壓器。斷路器的選型：目前和將來很長一段時間內(nèi)，瓷柱式斷路器、罐式斷路器、HGIS、GIS、仍是主要的斷路器型式。隨著國家經(jīng)濟實力的提升，用戶對供電安全性和可靠性要求日益提高，國家對環(huán)保的高度重視和土地使用政策的日趨嚴格，設計必須著重考慮選用安全性和可靠性高、節(jié)約占地、適于緊湊化布置和造價比較合理的斷路器型式。布置方面，一

17、方面，按工程主接線、進出條件和規(guī)劃，充分吸取以往變電站的設計經(jīng)驗，因地制宜的優(yōu)化配電裝置；另一方面，根據(jù)工程選站的結(jié)論和電氣配電裝置的選型，結(jié)合站址的環(huán)境、地理位置、交通等條件，充分比較并優(yōu)化總布置方案，從而做到布局合理、出線順暢、節(jié)約占地、減少土方、減少拆遷、與環(huán)境協(xié)調(diào)等等。綜上所述，330kV變電站設計發(fā)展過程、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢將是330kV變電站設計原則確定的重要參考依據(jù)。變電工程設計的發(fā)展和成熟工程經(jīng)驗的積累構(gòu)成了330kV變電站設計的技術基礎和前提。1.2 設計的主要內(nèi)容和基本思路(1)設計模塊的劃分。模塊化設計的設計思想是變電工程設計技術經(jīng)驗的總結(jié)和發(fā)展。330kV變電站總平面的布置

18、形式是以330kV配電裝置區(qū)、主變壓器及低壓無功補償設備區(qū)和110kV配電裝置區(qū)等功能區(qū)構(gòu)成的三列布置格局。這三個功能區(qū)即能相互獨立，又相互關聯(lián)和制約，不僅構(gòu)成了變電站總平面的基本模塊，也構(gòu)成模塊化設計的基本元素。其獨立性是構(gòu)成設計模塊的基本條件，其關聯(lián)性又形成了模塊設計的互相制約。變電工程的這一基本特征是開展模塊化設計的基礎和前提，也是確定設計模塊的基本原則。從電氣的一次布置和總平面布置區(qū)域劃分的角度出發(fā)，330kV配電裝置區(qū)設計模塊、主變壓器及低壓無功補償設備區(qū)設計模塊和110kV配電裝置區(qū)設計模塊是變電工程設計的三個基本模塊。(2)上述設計模塊的基本定義。330kV配電裝置區(qū)設計模塊是指

19、進出線門形架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包括配電裝置設計、構(gòu)支架結(jié)構(gòu)設計、電纜溝及地下設施設計、繼電器小室布置及結(jié)構(gòu)設計等內(nèi)容。330kV高壓并聯(lián)電抗器及其回路內(nèi)電氣設備布置區(qū)也是該模塊的設計內(nèi)容，是一個子模塊，本設計只做具體的模塊設計，在平面布置中假定安裝于其中一回線路，在具體的工程設計中，應根據(jù)電力系統(tǒng)條件接入不同線路時其布置位置需相對變化。主變壓器及其低壓無功補償設備區(qū)設計模塊是指以主變壓器高中壓側(cè)引線構(gòu)架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包括主變壓器安裝及各側(cè)引線設計、低壓無功補償設備及配電裝置設計等內(nèi)容。1.3 主要設計原則變電站設計的原則是：安全可靠、技術領先

20、、投資合理、標準統(tǒng)一、運行高效。為此，在設計中，要注意處理和解決設計方案的統(tǒng)一性、適應性、靈活性、先進性、可靠性和經(jīng)濟性及其相互之間的辯證統(tǒng)一關系。統(tǒng)一性：建設標準統(tǒng)一，基建和生產(chǎn)運行的標準統(tǒng)一，外部形象風格要體現(xiàn)國家標準。適應性：設計要綜合考慮各地區(qū)的實際情況，并能在一定的時間內(nèi)，對不同規(guī)模、型式、外部、典型設計模塊間接口靈活，增減方便，組合型式多樣，概算調(diào)整方便。先進性：設計方案、設備選型先進、合理，占地少、注重環(huán)保，變電站可比技術經(jīng)濟指標先進?？煽啃裕哼m當提高設備水平，保證變電站設備的可靠性，保證設備、各個模塊和模塊并接后系統(tǒng)的可靠性，以確保設計方案的安全可靠性。經(jīng)濟性：按照企業(yè)利益最大

21、化原則，綜合考慮工程初期投資和長期運行費用，追求壽命期內(nèi)最優(yōu)的企業(yè)經(jīng)濟效益。設計要樹立全局意識、大局意識和企業(yè)意識，要堅持“基建為生產(chǎn)服務”、“以人為本”和“可持續(xù)發(fā)展”的理念，當前的重點是“節(jié)約占地、節(jié)約投資、提高效率、降低運營成本”。具體設計要綜合考慮“每個設備的合理性、每個布置的合理性、每項改進的合理性、每個方案的合理性”。第2章 主變壓器及電氣主接線的選擇2.1 主變壓器的選擇2.1.1 主變壓器型式及范圍(1)繞組數(shù)量的確定原則在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需設無功補償設備時，主變壓器宜采用三繞組變壓

22、器。(2)主變壓器臺數(shù)的確定原則對于大城市郊區(qū)的一次變電站在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設計時應考慮裝設三臺變壓器。對于規(guī)劃只裝設兩臺變壓器的變電站，其變壓器基礎宜按大于變壓器容量的 12 級設計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。由前設計說明可知、正常運行時，變電站負荷由330kV系統(tǒng)供電，為提高負荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，最終應采用三臺容量相同的變壓器并聯(lián)運行。(3)變壓器容量和型號確定主變壓器容量一般按變電站建成后 5-10 年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展

23、，對于城市郊區(qū)變電站，主變壓器應與城市規(guī)劃相結(jié)合。變電站主變壓器的選擇原則有以下幾點：在變電站中，一般裝設兩臺主變壓器；終端或分支變電站，如只有一個電源進線，可只裝設一臺主變壓器；對于330、550kV變電站，經(jīng)技術經(jīng)濟為合理時，可裝設3-4臺主變壓器。對于330 kV及以下的變電站，在設備運輸不受條件限制時，均采用三相變壓器。500 kV變電站，應經(jīng)技術經(jīng)濟論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設立備用的單相變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電站，其中一臺事故停運后，其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%到80%，并應保證用戶的一級和全部二級負荷的供電。具有三種電壓等

24、級的變電站，如各側(cè)的功率均達到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但需裝設無功補償設備時，主變壓器一般先用三繞組變壓器。110 kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當自耦變壓器的第三繞組接有無功補償設備時，應根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗公共繞組容量，以免在某種運行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。330 kV變電站可選用自耦強迫油循環(huán)風冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。對于深入負荷中心的變電站，為簡化電壓等級和避免重復容量，可采用雙繞組變壓器。(4)繞組連接方式的確定原則我國330kV及以上電

25、壓、變壓器都采用Y連接，110kV采用Y連接，其中性點經(jīng)消弧線圈接地、10kV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YY接線。綜上所述，并考慮到本次設計的三個電壓等級，查330kV三相三繞組電力變壓器技術時數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為OSFPSZ10-240000/330，OSFPSZ10-360000/330，其參數(shù)見表1-1,1-2. 表1-1 主變壓器1技術參數(shù)項 目技 術 參 數(shù)備 注主變壓器型號三相、三繞組、有載調(diào)壓、油浸、風冷、自耦電力變壓器OSFPSZ10-240000/330額定容量240MVA容量比240/240/72MVA電壓比345/12

26、1/38.5kV電壓比及短路阻抗應根據(jù)實際工程選擇短路阻抗Uk1-2%=10.5Uk1-3%=24Uk2-3%=13連接組別YNa0dll調(diào)壓方式有載調(diào)壓冷卻方式ONAF或ODAF中性點接地方式及絕緣水平直接接地高、中及中性點均副套管式電流互感器表1-2 主變壓器2技術參數(shù)項 目技 術 參 數(shù)備 注主變壓器型號三相、三繞組、有載調(diào)壓、油浸、風冷、自耦電力變壓器OSFPSZ10-360000/330額定容量360MVA容量比360/360/90MVA電壓比345/121/38.5kV電壓比及短路阻抗應根據(jù)實際工程選擇短路阻抗Uk1-2%=13 Uk1-3%=25 Uk2-3%=10.5連接組別Y

27、Na0dll調(diào)壓方式有載調(diào)壓冷卻方式ONAF或ODAF中性點接地方式及絕緣水平直接接地高、中及中性點均副套管式電流互感器2.1.2 變壓器型號的表示含義根據(jù)我國電力變壓器國家標準，變壓器型號由兩部分組成：前一部分描述變壓器的類別、結(jié)構(gòu)、特征和用途，有漢語拼音字母組成；后一部分描述變壓器的容量（單位為kVA）和繞組的電壓等級。例如：OSFPZ9-240000O自耦；S三相；F箱殼外冷卻介質(zhì)為風冷；P油循環(huán)方式為強迫循環(huán)；Z有載調(diào)壓2.2 電氣主接線的選擇2.2.1 電氣主接線概念電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡，故又稱為一次接線

28、或電氣系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。2.2.2 電氣主接線的基本要求（1） 可靠性具體要求： 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。 盡量避免發(fā)電廠。變電所全部停運的可能性。 大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。（2） 靈活性主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。 調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器

29、和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。 擴建時，可以容易的從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。（3） 經(jīng)濟性 投資省a) 主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器。避雷器等一次設備。b) 要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜。c) 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。d)

30、 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 占地面積少主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 電能損耗少經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。電氣主接線關系著全站電氣設備的選擇，配電裝置的布置繼電保護及自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，靈活和經(jīng)濟運行，是本次變電站設計中心的主要環(huán)節(jié)，我們在電氣主接線設計中，依據(jù)以下原則：保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。具有運行維護的靈活性和方便性，即要適

31、應各種運行方式和檢修維護方面的要求，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。在操作時簡便、安全，不易發(fā)生誤操作。在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做好經(jīng)濟性。即投資省，電能損失小，占地面積小。保證電氣主接線具有繼續(xù)發(fā)展和擴建的可靠性。2.2.3 設計步驟和內(nèi)容如下（1） 對原始資料分析 工程情況，包括發(fā)電廠類型，設計規(guī)劃容量，單機容量及臺數(shù)，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。 電力系統(tǒng)情況，包括電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃（510年），發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。 負荷情況，包括負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸

32、送容量等。 環(huán)境條件，包括當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰。污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對電氣主接線中電氣設備的選擇和配電裝置的實施均有影響。對此，應予以重視，對重型設備的運輸條件亦應充分考慮。 設備供貨情況。（2） 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，根據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留23個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，在進行經(jīng)濟比較。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應進行可靠性

33、定量分析計算比較，最終確定出在技術上合理、經(jīng)濟上可行的最終方案。（3） 短路電流計算和主要電器選擇 對選定的電氣主接線進行短路電流計算，并選擇合理的電氣設備。（4） 繪制電氣主接線圖 對最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。（5） 編制工程概算概算的編制以設計圖紙為基礎，以國家頒布的工程建設預算費用的構(gòu)成及計算標準、全國統(tǒng)一安裝工程預算定額、電力工程概算指標以及其他有關文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國家定價與市場調(diào)整或浮動價格相結(jié)合的原則進行。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： 主要設備器材費，包括設備原價、主要材料費、設備運雜費、備品備件購置費，生產(chǎn)器具購置費等。 安裝工程費，包括直接費、間接費和施

34、工機械使用費等。 其他費用。2.2.4 所選電氣主接線1) 330kV主接線的選擇 330KV主接線的選擇既考慮上述主要原則，同時結(jié)合國內(nèi)長期運行的實踐經(jīng)驗，確定其主接線形式為3/2斷路器接線，因為其具有很高的可靠性，且目前我國330KV及以上系統(tǒng)廣泛采用，實踐證明其有很高的可靠性和運行靈活性，且330KV、SF6、DF價格較高，分相式斷路器占地面積較大，因此比雙斷路器接線有顯著的經(jīng)濟性。經(jīng)技術經(jīng)濟比較采用一臺半斷路器的接線方式，為使母線潮流分布合理并在一串支路切除時保持系統(tǒng)功率平衡，在接線上，在一串上接一條電源線和一條負荷線路，并使靠近一組母線的支路送電與受電平衡，最終按4個完整串布置，二臺

35、主變分別引接至兩組母線。該接線具有可靠性高，運行靈活，節(jié)省占地等優(yōu)點。圖2-1 一個半短路器的接線2) 110KV主接線的選擇方案（一）: 采用單母線接線(圖2-2) 其優(yōu)點：簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。 缺點是：（1）當母線或母線隔離開關檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短路被消除之前的全部時間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。 圖2-2 圖2-3 方案（二）: 橋形接線(圖2-3) 110kV側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以

36、后變電站的擴建。 優(yōu)點是：高壓電器少，布置簡單，造價低，經(jīng)適當布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。 缺點是：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。方案（三）：雙母線接線(圖2-4) 優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路。（2）調(diào)度靈活，當雙母線的兩組母線同時工作時，通過母線聯(lián)絡斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上。當母線聯(lián)絡斷路器斷開后，變電站負荷可同時接在主母線或副母線上運行。缺點：當母線故障或檢修時，將隔離開關運行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作事故，為了防止誤

37、操作隔離開關，需在隔離開關和斷路器之間裝設可靠的聯(lián)鎖裝置，同時其經(jīng)濟代價較高。這種接線方式主要用于出線回路較多，供電可靠性要求較高的變電站中。 圖2-4 圖2-5方案（四）：多角形接線 多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接成環(huán)形電路，電源回路和出線回路都接在2臺斷路器之間，多角形接線的“角”數(shù)等于回路數(shù)，也就等于斷路器數(shù)。 多角形接線的優(yōu)點：a) 投資省，平均每回路只需裝設一臺斷路器。b) 沒有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運行的影響較小。c) 接線車管閉合環(huán)形，在閉環(huán)運行時，可靠性靈活性較高。d) 每回路有兩臺斷路器供電，任

38、一臺斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設施。隔離開關只作為檢修時隔離只用，以減少誤操作可能性。e) 占地面積小。多角形接線占地面積約是普通中型雙母線帶旁路母線接地線的40%，對地形狹窄地區(qū)和地下洞內(nèi)布置較合適。 缺點：a) 任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運行，從而降低了接線的可靠性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進出線回路數(shù)要受到限制。b) 每一進出線回路都連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連著兩個回路，從而使繼電保護和控制回路較單、雙母線復雜。c) 對調(diào)峰電站，為提高運行可靠性，避免經(jīng)常開環(huán)運行，一般開、停機需由發(fā)電機出口斷路器承擔，由此需增設發(fā)電機出口斷路器，并增加了變壓器空載損耗。適用范圍：適用

39、于最終進出線為35回的110kV及以上配電裝置。不宜用于有在擴建可能的發(fā)電廠、變電所中。采用雙母線接線，不帶旁路母線，選擇該主接線是因為：可以輪流檢修母線，而不中斷對用戶的供電。當一組母線故障時，仍然造成接于該組母線上的支路停電，但可以迅速切換至另一組母線上恢復工作，從而減少停電時間。檢修任一回路的母線隔離開關時，只需斷開該回路和與此隔離開關相連的母線，將其他所有回路部分換到另一組母線上運行，該隔離開關可停電進行檢修。檢修任一出線斷路器時，該支路短時停電，在斷路器兩側(cè)加上跨條后，將各支路倒控在一條母線上工作，利用母聯(lián)斷路器代替該出線斷路器工作，使該回路不必長時間停電。在個別回路需要獨立工作或進

40、行試驗時，可將該回路分別單獨接到一組母線上。雙母線擴建方便，向雙母線左右任一方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均可分配3) 10kV主接線的選擇10KV共有10回出線，根據(jù)畢業(yè)設計指導資料P67頁，10KV出線有8回及以上時，宜采用雙母線，單母分段或者雙母線帶旁路接線方法。比較以上三種接線，雙母線及雙母線帶旁路接線，供電可靠想高，任一回路開關故障或檢修，或任一回線故障或檢修，都不影響用戶用電，但是倒閘操作復雜，造價高，單母線分段接線，接線簡單，操作方便，便于擴建，在一定程度上也能提高供電可靠性，但是當一段母線上刀閘檢修時，該段母線上的全部出線端都要長時停電，對于本所10KV出線用戶均為一級

41、，為保證對這些重要用戶得供電，采用雙母線接線方式。經(jīng)過以上論證，決定采用雙母線接線。因此，330千伏、110千伏為直接接地系統(tǒng)，10千伏為不接地系統(tǒng)。2.3 無功補償（1） 無功功率概念無功功率：無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感

42、應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。單位為乏（var）或千乏(kvar)，分為感性無功功率和容性無功功率。（2） 無功補償?shù)目傇瓌t：全面規(guī)劃，合理布局，分散補償，就地平衡。改變以往自上而下的補償為自下而上的補償，并根據(jù)國家及有關部門的規(guī)定，按以下原則進行：電力用戶補償與供電企業(yè)補償相結(jié)合，供電部門在電源點進行補償與用戶自身用電設備進行補償，兩者實現(xiàn)理想配合。分散補償與集中補償相結(jié)合，以分散補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的無功分層、分壓、就地平衡。降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主，堅持降損節(jié)能的原則。（3） 無功補

43、償?shù)囊饬x 補償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)； 減少發(fā)，供電設備的設計容量，減少投資； 降低線損，由公式P%=(1-cos1/cos2) 100%得出，其中cos1為補償后的功率因數(shù)，cos2為補償前的功率因數(shù)則 cos1cos2，功率因數(shù)提高后，線損率也隨之下降。減少設計容量，減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。（4） 裝設無功補償裝置的原因在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應求，用電設備就沒

44、有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。（5） 無功補償裝置分類 并聯(lián)電容器：只能向系統(tǒng)供應感性無功功率。優(yōu)點：靈活控制系統(tǒng)電壓，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。缺點：調(diào)節(jié)精度差。 調(diào)相機：只能發(fā)無功功率的發(fā)電機。優(yōu)點：調(diào)節(jié)精度好。缺點：調(diào)節(jié)速動慢，產(chǎn)生高次諧波。 靜止補償器：優(yōu)點；反應速度快。缺點：產(chǎn)生高次諧波。 調(diào)相機：優(yōu)點：電壓調(diào)節(jié)效應優(yōu)。

45、缺點：調(diào)節(jié)精度差，不靈活。并聯(lián)電抗器：對高壓遠距離輸電線路可以提高輸送能力，降低過電壓。第3章 短路電流計算3.1 短路電流計算短路電流計算中，容量和接線均按最終規(guī)模計算，短路種類按系統(tǒng)最大運行方式下三相短路較驗。本設計設備選擇的短路電流是按變電所最終規(guī)模及330千伏、110千伏系統(tǒng)阻抗進行計算的。經(jīng)短路電流計算，在330千伏變電所可能發(fā)生的各種短路類型中，330千伏母線發(fā)生三相對稱短路時，短路電流最大，110千伏母線發(fā)生單相接地短路時，短路電流最大。3.2 短路電流和短路容量電力系統(tǒng)在運行中，相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生正常連接(短路)時流過的電流叫短路電流。在三相系統(tǒng)中發(fā)生短路的

46、基本類型有三相短路、兩相短路、單相對地短路和兩相對地短路。三相短路因短路時的三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路；其他幾種短路均使三相電路不對稱，故稱為不對稱短路。在中性點直接接地的電力網(wǎng)中，以一相對地的短路故障為最多，約占全部短路故障的90%。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡中，短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時，由于電源供電回路阻抗的減小以及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路回路中的電流大大增加，可能超過回路的額定電流許多倍。短路電流的大小取決于短路點距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機端發(fā)生短路時，流過發(fā)電機的短路電流最大瞬時值可達發(fā)電機額定電流的1015倍，在大容量的電力系統(tǒng)中，短路電流可高達數(shù)

47、萬安培。反映電力系統(tǒng)某一供電點電氣性能的一個特征量叫做短路容量。表達式為：Wk= UNIK式中， WK 短路容量，MVA； UN 短路點正常運行故障前的線電壓，kVIK 發(fā)生三相短路故障時的短路電流，kA若UN 、IK 取標么值和、則該點短路容量的標么值為Wk=*；由于UN接近于1, 所以WK的倒數(shù)即該供電點的短路阻抗標么值為:= K*；3.3 短路電流將引起下列嚴重后果(1)短路電流往往會有電弧產(chǎn)生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備和傷害周圍的人員。(2)巨大的短路電流通過導體時，一方面會使導體大量發(fā)熱，造成導體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動

48、力作用于導體，使導體變形或損壞。(3)短路也同時引起系統(tǒng)電壓大幅度降低，特別是靠近短路點處的電壓降低得更多，從而可能導致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網(wǎng)絡電壓的降低，使供電設備的正常工作受到損壞，也可能導致工廠的產(chǎn)品報廢或設備損壞，如電動機過熱受損等。(4)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)功率分布的突然變化和電壓的嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)解列。這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此，必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大，持續(xù)時間愈長，破壞整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可能性愈大。3.4 限制短路電流的措施為保證系統(tǒng)安全可靠的運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應努力設法消

49、除可能引起短路的一切原因外，還應盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時間內(nèi)恢復到正常值。為此，可采用快速動作的繼電保護和斷路器，以及發(fā)電機裝設自動調(diào)節(jié)勵磁裝置等。此外，還應考慮采用限制短路電流的措施，如合理選擇電氣主接線的形式或運行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值; 加裝限電流電抗器；采用分裂低壓繞阻變壓器等。(1)作好短路電流的計算, 正確選擇及校驗電氣設備, 電氣設備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。(2)正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護裝置，以便發(fā)生短路時，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失。(3)在變電站安裝避雷針，在變壓器附

50、近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。(4)保證架空線路施工質(zhì)量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。(5)帶電安裝和檢修電氣設備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的地方工作，要采取防止短路的措施。(6)加強管理, 防止小動物進入配電室，爬上電氣設備。(7)及時清除導電粉塵，防止導電粉塵進入電氣設備。(8)在電纜埋設處設置標記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員說明電纜敷設位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。(9)電力系統(tǒng)的運行、維護人員應認真學習規(guī)程，嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘，線路施工，維護人員工作完畢，應立即拆除

51、接地線。要經(jīng)常對線路、設備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進行檢修。3.5 短路電流計算的目的和條件(1)短路電流計算的目的：在發(fā)電廠和變電站的設計中，短路計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：電氣主接線的比較。選擇導體和電器。在設計屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。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(jù)。接地裝置的設計，也需要用短路電流。(2)短路電流計算條件的基本假定：正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；所有電源的電動勢相位相角相同；電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負荷下運行；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；不考慮

52、短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；除去短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計；元件的計算參數(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。(3)一般規(guī)定：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，應本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃；選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響；選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點；導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。3.6計算過程基準

53、值為SB=1000MVA，UB=Uav，330KV側(cè)取345KV，110KV側(cè)取115KV，10KV側(cè)取10.5KV。 其等效圖為對OSFPSZ10240000/330主變壓器：Uk1%=1/2Uk(1-2)%Uk(1-3)% Uk(2-3)%=1/2(10.51324)=0.25Uk2%=1/2Uk(2-3)%Uk(2-1)% Uk(1-3)%=1/2(2410.513)=10.75Uk3%=1/2Uk(3-1)%Uk(3-2)% Uk(1-2)%=1/2(132410.5)=13.25對OSFPSZ10360000/330主變壓器：Uk1%=1/2Uk(1-2)%Uk(1-3)% Uk(2

54、-3)%=1/2(132510.5)13.75Uk2%=1/2Uk(2-3)%Uk(2-1)% Uk(1-3)%=1/2(1310.525)0.75Uk3%=1/2Uk(3-1)%Uk(3-2)% Uk(1-2)%=1/2(2510.513)11.25X40.384X50.02X61.25d1短路時(330KV母線)其等效電路圖為轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為短路電流有名值沖擊電流式中Ksh沖擊系數(shù)。實際電路中，1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取Ksh1.8。全電流最大有效值Ish10.59*1.5115.99KA短路容量d2路時(110母線)為轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為X124/X60.290 X131/X30.01X14X5X120.020.290.27X15X2X130.4480.010.438XX16X14/X150.167I*5.988短路電流有名值II*5.988*30.063KA沖擊電流ishshI*1.8*30.06376.516KA式中Ksh沖擊系數(shù)。實際電路中，1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取Ksh1.8。全電流最大有效值Ish30.063*1.5145.395KA短路容量S*30.063*3455987.948MVAd3路時(10KV母線)為轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為再轉(zhuǎn)化為X172/X10.01X184/X50.02X19X3X170.011.841.