110kv變電站畢業(yè)設(shè)計

1、110kV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計摘 要隨著工業(yè)時代的發(fā)展，電能已經(jīng)成為人類發(fā)展的主要能源，科學(xué)合理的駕馭電能必須從電力工程的設(shè)計和方法上掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。從而達到降低生產(chǎn)成本提供經(jīng)濟效益的目的。本文首先根據(jù)所擬訂的系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路

2、計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV變電站一次部分的設(shè)計。關(guān)鍵詞：變電站，變壓器，系統(tǒng)設(shè)計，接線The Design of Major System of 110kV SubstationABSTRACT With the development of the industrial in years, power had become the primary energy of the development in our soicety, the scientific and reasonable contro

3、l of power must be from the electrical engineering design method and grasp its essence, improving the power system reliability and stability. In order to reduce the cost of production is provided. The goal of economic benefits.At first, the system worked out with the lines and all the load parameter

4、s, the analysis of load development trends. Clarify the need for the establishment of the station in terms of load growth, and then to consider the generalization of the proposed substation and outgoing direction, and through the analysis of load information, security, economic and reliability consi

5、derations, determine the 110kV, 35kV, 10kV station power wiring, load calculation and supply area and then determine the number of main transformer capacity and model, but also to determine the capacity and model of the substation transformer, and finally, according to the maximum continuous operati

6、ng current and short circuit calculations, selection, high-voltage fuses, isolating switches, busbars, insulators and wall bushings, voltage transformers, current transformers, thus completing the 110kv substation once part of the design.KEY WORDS: substation，transformer，system design，wiring 目錄前言1第1

7、章 變電站的分析與設(shè)計21.1變電站負(fù)荷情況及所址概況21.2變電站的負(fù)荷分析3第二章 電氣主接線設(shè)計62.1 110kV電氣主接線72.2 35kV電氣主接線72.3 10kV電氣主接線112.4站用電接線12第三章 負(fù)荷計算及變壓器選擇143.1負(fù)荷計算143.1.1站用負(fù)荷計算153.1.2 10kV負(fù)荷計算153.1.3 35kV負(fù)荷計算153.1.4 110kV負(fù)荷計算153.2 主變臺數(shù)、容量和型式的確定153.2.1變電所主變壓器臺數(shù)的確定153.2.2變電所主變壓器容量的確定153.2.3變電站主變壓器型式的選擇163.3 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定173.3.1站用變臺數(shù)的

8、確定173.3.2站用變?nèi)萘康拇_定17 3.3.3站用變型式的選擇17第四章 最大持續(xù)工作電流及短路計算194.1 各回路最大持續(xù)工作電流194.2 短路電流計算點的確定和短路電流計算結(jié)果19第五章 主要電氣設(shè)備選擇275.1 電氣設(shè)備的選擇原則275.2 高壓斷路器的選擇285.3 隔離開關(guān)的選擇295.4 各級電壓母線及開關(guān)柜的選擇305.5 絕緣子和穿墻套管的選擇335.6 電流互感器的配置和選擇335.6.1參數(shù)選擇335.6.2型式選擇335.7 電壓互感器的配置和選擇35 5.7.1參數(shù)選擇35 5.7.2型式選擇35 5.7.3準(zhǔn)確度測量365.8 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表3

9、6第六章 變電站防雷保護376.1 防雷保護基本要求376.2 雷電侵入波保護38謝 辭41參考文獻42附錄一：短路電流計算公式43附錄二：電氣主接線圖46外文資料翻譯48前言電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于電能在工業(yè)和國民經(jīng)濟中的重要性，電能的輸送和分配是電能應(yīng)用于這些領(lǐng)域不可缺少的部分。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。發(fā)電廠或者上級變電站經(jīng)過合理調(diào)整后輸送給下級負(fù)荷，是輸電能送

10、的核心部分。其功能運行情況、容量大小直接影響下級負(fù)荷的供電，進而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)將動作。可能造成停電或設(shè)備損壞等事故，給生產(chǎn)生活帶來極大的不便，因此，變電站在整個電力系統(tǒng)中對于保護供電的可靠性、靈敏性等指標(biāo)十分重要。變電站是聯(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。這就要求變電所的一次部分設(shè)計經(jīng)濟合理，并且安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運行工作，為國民經(jīng)濟服務(wù)。變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分，緊靠發(fā)電廠。將壓變電站通

11、常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。 現(xiàn)在，隨著大電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，輸電的電壓等級越來越高，這一方面使降低損耗的需要，另一方面也是工業(yè)生產(chǎn)等負(fù)荷發(fā)展的需要。我國目前廣泛采用的輸電等級有110kV、220kV等級別，還有500kV級的輸電線路也在迅速發(fā)展，所以110kV級的變電站在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也十分廣泛。本次設(shè)計的變電站為110kV變電站，其下級負(fù)荷為35kV級鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)和10kV級工業(yè)及其它負(fù)荷。這些負(fù)荷不僅包括水泥廠、開關(guān)廠等工業(yè)部門，也有政府、市區(qū)等非工業(yè)部門。它們對供電的要求不同。依照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展本設(shè)計該變電所，尤其對本地區(qū)大用戶進行供電，改善提高供電水平，提高了本地供電質(zhì)

12、量和可靠性。第一章 變電站的分析與設(shè)計 按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建一中型110kv變電站，該變電所建成后，主要對本區(qū)用戶供電為主，尤其對本地區(qū)大用戶進行供電。改善提高供電水平。同時和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了供電的穩(wěn)定性和電能的質(zhì)量。1.1 變電站負(fù)荷情況及所址概況為了滿足市區(qū)生產(chǎn)和生活的供電要求，決定要在LY市新建一所110kV降壓變電站。變電站的站址選擇靠近公路，有良好的交通運輸條件，同時也為變電站職工的生活提供了方便。變電站所處區(qū)域地勢平坦、土質(zhì)為黏土，海拔200米，地勢平坦，為非強地震區(qū)，輸電線路走廊寬闊，有利于線路架設(shè)和電氣設(shè)備的安裝，全線為黃土層帶。地耐力

13、為2.4，天然容重r2，內(nèi)擦角，土壤電阻率為100，變電所保護地下水位低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。有利于變電站的經(jīng)濟運行，另外，也降低對防雷保護裝置的要求。氣象條件：年最高氣溫40，年最低氣溫20，年平均氣溫15，最熱月平均最高氣溫32，最大復(fù)水厚度b10mm，最大風(fēng)速25，屬于我國第六標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。變電站選址避開了大氣嚴(yán)重污穢和嚴(yán)重鹽霧地區(qū)及冬季主導(dǎo)風(fēng)向的影響，即避開了工業(yè)電力負(fù)荷，如化肥廠、紡織廠、水泥廠、柴油機廠等污染企業(yè)的影響。此外，這些電力負(fù)荷位于變電站的北部和南部，變電站設(shè)在污染源的下風(fēng)口（冬季主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)），受到輕微污染，影響電力系統(tǒng)的運行性能。變電站東部沒有重要的電力負(fù)荷，這為進

14、出線提供了廣闊的線路走廊，還有利于變電站的擴建 ，另外，變電站選址還考慮了變電站與附近設(shè)施的影響。因此，若變電站選址不當(dāng)，必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)的主接線方式，電網(wǎng)的損失及投資的大小，還可能引起電力倒流，甚至產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的規(guī)模如下:電壓等級：110/35/10kV線路回數(shù)：110kV近期2回， 遠(yuǎn)景發(fā)展2回。 35kV 近期4回。 10kV 近期9回，遠(yuǎn)景2回。1.2 變電站的負(fù)荷分析根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個等級，即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。等級不同，對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境

15、嚴(yán)重污染對工廠將造成經(jīng)濟上的巨大損失，如重要的大型的設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，還可能引起社會秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級負(fù)荷會造成較大的經(jīng)濟損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)；還可能引起社會秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級負(fù)荷造成的損失不大或不會造成直接經(jīng)濟損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟的發(fā)展。負(fù)荷等級不同，對供電的要求也不相同：對于一級負(fù)荷，必須有二個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。對特別重要的一級負(fù)荷應(yīng)該由二個獨立電源點供電。對于二級負(fù)荷，一般要有兩個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二

16、級負(fù)荷供電。對于三級負(fù)荷，一般只需一個電源供電。對于110kV側(cè)，與另外一個變電站和發(fā)電廠之間形成了環(huán)網(wǎng)，但是何一條線路發(fā)生故障，會直接影響電力系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。由于各個線路的功率不同，對變電站的影響也不同，但是都會造成用戶用電質(zhì)量的影響，對國民工業(yè)造成損失。35kV側(cè)的負(fù)載如下表所示： 表1-1 35kV負(fù)荷分析電壓等級負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（MW）負(fù)荷組成()自然功率因數(shù)(h)線長(km) 備注近期遠(yuǎn)景一二 35kv郊區(qū)一4.86.25300.912郊區(qū)二4.86.45300.916水泥廠13.64.815300.920水泥廠23.64.815300.9201.2.1 、類負(fù)荷分析 23.8

17、MVA （2.172.242.162.16）1.050.92 8.43MVA 在35kV負(fù)荷中一、二類負(fù)荷比較大，發(fā)生斷電時，會造成生產(chǎn)機械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟損失.因此要盡可能保證其供電可靠性。 10kV側(cè)的負(fù)載如下表所示： 表1-2 10kV負(fù)荷分析電壓等級負(fù)荷名稱最大負(fù)荷(MW)負(fù)荷組成 ()自然功率(h)線長(km) 備注近期遠(yuǎn)景一二 10kv機械廠13.85.220300.7555003.5機械廠23.85.420300.7555003.5印染廠13.64.630300.7850004.5印染廠23.64.830300.7850004.5毛紡廠3.44.820300.7

18、550002.5燈具廠3.43.620300.7545001.5皮革廠1.43.630300.7245003市區(qū)14.65.820300.825002市區(qū)23.64.820300.825002備用1 3.6.0.78備用23.60.78 =（12.7+7.2+3+6.63)1.05 =31MVA在10kV負(fù)荷中，若發(fā)生停電對企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對市區(qū)醫(yī)院則造成不良政治和社會影響，嚴(yán)重時造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡，必須保證其供電可靠性。另外，在10kV側(cè)，站用電部分考慮為91.5kVA。本論文主要通過分析上述負(fù)荷資料，以及通過負(fù)荷計算，最大持續(xù)工作電流及短路計算，對變電站進

19、行了設(shè)備選型和主接線選擇，進而完成變電站一次部分設(shè)計。第二章 電氣主接線設(shè)計現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體。主要由各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工業(yè)生產(chǎn)和人民的日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下要求：1.運行的可靠性斷路器檢修時是否會影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2.具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備，切除故障停電時間

20、最短、影響范圍最小，并且系統(tǒng)設(shè)備在檢修時可以保證檢修人員的安全。3.操作應(yīng)盡可能簡單方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。所以要全面認(rèn)真的考慮主接線的選擇。 4.經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用小，占地面積少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。所以經(jīng)濟性也是比較重要的一個因素。5.應(yīng)具有擴建的可能性由于我國的各個行業(yè)高速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)電力負(fù)荷增長很快。因此，在選擇主接線還要考慮具

21、有擴建的可能性。變電站主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出現(xiàn)數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.1 110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上的分析、組合，保留下面兩種可能接線的方案，如圖2-1及圖2-2所示。 圖2-1 單母線分段制接線圖 圖2-2 雙

22、母線帶旁路母線對圖2-1及圖2-2所示方案、綜合比較，見表2-1：表2-1 主接線方案比較表 方案 項目 方案方案技術(shù)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易擴建母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作經(jīng)濟性設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資占地大、設(shè)備多、投資大母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資在供電可靠性上第II種方案明顯占優(yōu)勢，但因為斷路器、開關(guān)較多，容易引起誤操作，而且在經(jīng)濟上則方案I占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站處于環(huán)網(wǎng)中本身具有較高的可靠性和靈活性，所以經(jīng)綜合分

23、析，決定選第I種方案為設(shè)計的最終方案。2.2 35kV電氣主接線電壓等級為35kV60kV，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為23天）。所以，35kV60kV采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖2-3及圖2-4所示。 圖2-3單母線分段制接線 圖2-4雙母線接線方式對圖2-3及圖2-4所示方案、綜合比較。見表2-2表2

24、-2 主接線方案比較項目方案方案方案技術(shù)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性比較可靠進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電供電可靠調(diào)度靈活擴建方便，便于試驗，易誤操作 經(jīng)濟性設(shè)備少、投資小器兼作旁路斷路器節(jié)省投資設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴建這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案。2.3 10kV電氣主接線610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖2-5及圖2-6所示。 圖2-5單母

25、線分段接線 圖2-6雙母線接線對圖2-5及圖2-6所示方案、綜合比較，見下表表2-3 主接線方案比較項目 方案方案方案技術(shù)不會造成全所停電，調(diào)度靈活保證對重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調(diào)度靈活擴建方便便于試驗易誤操作經(jīng)濟 性設(shè)備少、配電裝置不復(fù)雜投資和占地面小設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案II在供電穩(wěn)定性等要求上比方案I好，但是造價較為昂貴，而且開關(guān)較短多，操作起來比較繁瑣。所以選用方案I。2.4 站用電接線一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖2-7和2-8所示： 圖2-7單母線分

26、段接線 圖2-8雙母線接線對圖2-7及圖2-8所示方案I、II綜合比較，見表2-4。表2-4 主接線方案比較方案項目 方案I方案II技術(shù)調(diào)度靈活任一斷路器檢修，該回路必須停止工作保證對重要用戶的供電擴建時需向兩個方向均衡發(fā)展不會造成全所停電不可以接到10kV側(cè)進行供電，造價成本高擴建方便經(jīng)濟占地少設(shè)備少設(shè)備多、投資大 經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案I。第三章 負(fù)荷計算及變壓器選擇3.1 負(fù)荷計算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kV負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110

27、kV側(cè)負(fù)荷。 由公式 式中 某電壓等級的計算負(fù)荷 同時系數(shù)（35kV取0.92、10kV取0.85、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85） %該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5% P、cos各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)站用負(fù)荷計算 =96.075kVA 0.096MVA10kV負(fù)荷計算 =64.851.050.85+0.096 = 57.896MVA 35kV負(fù)荷計算 =23.8MVA總負(fù)荷計算 =0.85（57.896+23.8） =69.44MVA 3.2 主變臺數(shù)、容量和型式的確定3.2.1變電所主變壓器臺數(shù)的確定主變臺數(shù)確定的要求：1.對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、

28、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。2.對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。 3.2.2變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(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。2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷：對一般性變電站停運時，其余

29、變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60%。 所以，兩臺主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.72MVA。當(dāng)一臺停運時，另一臺則承擔(dān)70%為48.608MVA。故選兩臺50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。而且，所以選擇容量為50MVA的變壓器即可。3.2.3 變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中，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(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定 對電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國11

30、0kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y0連接；35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故主變參數(shù)如下：表3-1 主變壓器參數(shù)型號電壓組合及分接范圍 阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0,d11SFSZ7-50000/11011081.25%3855%10510.51756.53.3 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定3.3.1站用變臺數(shù)的確定對大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。3.3

31、.2站用變?nèi)萘康拇_定站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當(dāng)任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%)=106kVA3.3.3 站用變型式的選擇站用變電站供變電站、水電站自身用電的降壓變電器。 站內(nèi)設(shè)備操作控制、照明、直流充電裝置、檢修電源、人員生活等都要電的，站內(nèi)用電不可能直接用高壓電，所以需要選一個降壓變壓器，來滿足和保障變電站的用電?？紤]到目前我國配電變壓器生產(chǎn)

32、廠家的情況和實現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故選擇的站用變壓器的參數(shù)如下：表3-2 站用變壓器主要參數(shù)型號電壓組合連接組標(biāo)號空載 損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓 高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;65%0.4Y,yn00.482.61.34因本站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性，應(yīng)進行合理的無功補償。根據(jù)設(shè)計規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點不接地的星型接線。電力工程設(shè)計

33、手冊規(guī)定“對于35-110kV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所取較高者。第四章 最大持續(xù)工作電流及短路計算4.1 各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式 = 式中 - 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負(fù)荷容量 - 各電壓等級額定電壓 - 最大持續(xù)工作電流 = =/則：10kV =57.896MVA/10kV =3.34kA 35kV =23.8MVA/35kV =0.39kA4.2 短路電流計算點的確定和短路電流計算結(jié)果短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低

34、和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，都必須對短路電流進行計算。短路電流計算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進行有關(guān)的校驗。按三相短路進行短路電流計算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有個，即110kV母線短路（k1點），35kV母線短路（k2）點，10kV母線短路（k3點）。計算結(jié)果:當(dāng)k1點短路時: 當(dāng)k2點短路時: 當(dāng)k3點短路時: 在最大運行模式下的短路電流：首先要將有名值轉(zhuǎn)換成標(biāo)幺值：1.選擇基準(zhǔn)容量 =100MVA 基準(zhǔn)電壓為各級電壓的平均額定電壓。線路電抗取X=0.4/km

35、線路L1: 線路L2: 線路L3: 110kV側(cè)的簡化網(wǎng)絡(luò)圖：化成星形圖后（如上圖所示）：將、化成、。將、合并成；將、合并成：計算各電源點到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，化成： 為S2到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別應(yīng)的計算電抗： 又由于3.5，故直接由得110kv側(cè)短路電流：得110kv側(cè)短路電流： 得110kv側(cè)短路電流： 沖擊電流： (取1.8)35kv側(cè)簡化網(wǎng)絡(luò)圖：簡化后如下圖： 將、合并成；將、合并成：將、合并成：計算各電源點到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，化成： 為S2到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別對應(yīng)的計算電抗： 又由于3.5，故直接由得35kv側(cè)短路電流：

36、得35kv側(cè)短路電流：得35kv側(cè)短路電流：沖擊電流： (取1.8)10kv側(cè)簡化網(wǎng)絡(luò)圖：將它化成星形： 將、合并成；將、合并成：將、合并成：計算各電源點到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，化成：為S2到短路點的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別對應(yīng)的計算電抗： 又由于3.5，故直接由得10kv側(cè)短路電流：得10kv側(cè)短路電流：得10kv側(cè)短路電流：沖擊電流： (取1.8)短路電流計算結(jié)果：表4-1 短路電流計算結(jié)果表I（kA）(kA）（kA）（kA）110kv21.162.15.0935kv4.454.244.5511.3310kv14.0413.3414.1435.74第五章 主要電氣設(shè)備選擇由

37、于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。5.1電氣設(shè)備的選擇原則電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)滿足安裝地點和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3.應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。4.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況

38、下保持正常運行。1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即，UmaxUg2.電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig ，即IeIg校驗的一般原則：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。3.短路的熱穩(wěn)定條件 Qdt在計算時間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（kA2S）Itt秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA2S）T設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間Ts按下式計算t=td+tkd式中td 繼電保

39、護裝置動作時間內(nèi)（S）tkd斷路的全分閘時間（s）4.動穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時電流機械效應(yīng)的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是： 上式中 短路沖擊電流幅值及其有效值 允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。5.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起

40、著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器時，考慮了產(chǎn)品的系列化，盡可能的采用同一型號斷路器，以便減少備用零件的種類，方便設(shè)備的運行和檢修。選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求： 1.在合閘運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流；2.使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性；3.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性；4.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間；5.應(yīng)有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，安裝維護方便。考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷

41、路器。故在110kV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點。因而被大量使用于35kV及以下的電壓等級中。所以，35kV側(cè)和10kV側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知表5-1 高壓斷路器參數(shù)電壓等級型號額定電壓額定電流 動穩(wěn)定電流110kVLW14-110110

42、kV 31500A31.580kA35kVZN23-3535kV16002563kA10kVZN-1010kV600A8.7kA5.3 隔離開關(guān)的選擇選擇隔離開關(guān)時應(yīng)滿足以下基本要求：1.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔 開。2.隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。4.隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。5.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)不必太復(fù)雜，動作時間要短。6.帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機

43、構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知所選的隔離開關(guān)，參數(shù)如下：表5-2 隔離開關(guān)參數(shù)電壓等級型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流110kVGW4-110G110kV 1000A8035kVGW4-3535kV1000A5035kVGN8-1010kV600A755.4 各級電壓母線及開關(guān)柜的選擇5.4.1母線的選擇選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：1.選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；2.選擇母線截面的大?。?.檢驗?zāi)妇€短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；4.對35kV以上母線，應(yīng)檢驗它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；5.對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動

44、，為避免 共振，應(yīng)校驗?zāi)妇€自振頻率；110kV母線應(yīng)該采用軟導(dǎo)體型式。經(jīng)過反復(fù)的比較和選擇之后，最適合的就是LGJQ-150的加強型鋼芯鋁絞線，所以選用此類母線。根據(jù)設(shè)計要求，35kV應(yīng)選用硬導(dǎo)體母線比較好，由于35kV側(cè)的最大工作電流為0.39kA，而35kV為單母線分段制，所以每段母線承受一半的電流為0.195kA，經(jīng)過翻閱供電技術(shù)設(shè)備列表后選定矩形鋁制母線40*5型號。相對來說，10kV母線回路數(shù)比較多，在熱穩(wěn)定行要求較低一些，選用硬導(dǎo)體比較合適，故所選型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，所以選定母線的型號為矩形鋁制母線120*10。5.4.2 開關(guān)柜的選擇開關(guān)柜是電氣設(shè)備中很重要的一項。綜合上

45、面對變電站的考慮，選擇JYN135作為35kV輸電線路的開關(guān)柜，具體參數(shù)如下表所示：表5-3 35kV開關(guān)柜參數(shù) 序號項目單位數(shù)據(jù)1額定電壓kV40.52額定電流A10003額定短路開斷電流kA2025（31.5）4額定短路關(guān)合電流kA5063（80）5額定峰值耐受電流kA5063（80）6額定短時耐受電流（有效值）kA2025（31.5）7額定短時持續(xù)時間S48防護等級IP2X9操作機構(gòu)CT12彈簧操動機構(gòu)合閘電壓，分閘電壓VDC48 110 220AC110 220 380儲能電動機電壓VDC48 110 220AC110 220 380CD10-1V電磁機構(gòu)合閘電壓，分閘電壓VDC 11

46、0/229 220/111儲能電動機電壓VDC 110/5 220/2.510重量kg180011動荷重（向上 向下）kg50012外形尺寸(高*寬*深）mm2925*1818*2400選擇kYN2812作為10kV配電線路的開關(guān)柜。具體參數(shù)如下表所示：表5-4 10kV開關(guān)柜參數(shù)項目單位數(shù)據(jù)額定電壓kV12額定絕緣水平1min工頻耐壓（相間、對地/斷口）kV42/48雷擊沖擊耐壓（相間、對地/斷口）kV75/85額定頻率Hz50額定電流A6303150主母線額定電流A1250、1600、2000、2500、3150分支母線額定電流A630、1250、1600、2000、2500、3150額定

47、短時耐受電流（4s）kA16、20、25、31.5、40、50額定峰值耐受電流kA40、50、63、80、100、125防護等級外殼IP4X，斷路器室門打開為IP2X外型尺寸（寬*深*高）mm800（1000）*1300（1500）*2200重量kg80012005.5 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮濕。絕緣套管有單一絕緣套管、復(fù)合式絕緣套管、電容式絕緣套管。選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的

48、工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時使用，635kV為瓷絕緣，60220kV為油浸紙絕緣電容式。5.6電流互感器的配置和選擇5.6.1參數(shù)選擇1.技術(shù)條件 (1)正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級。（2）短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)。（3）承受過電壓能力絕緣水平，泄露比。2.環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度。5.6.2.型式選擇35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，在有條件時

49、，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。110kV側(cè)CT的選擇：根據(jù)設(shè)計手冊35kV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器常用L(C)系列。出線側(cè)CT采用戶外式，用于表計測量和保護裝置的需要準(zhǔn)確度。當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測量儀表的最佳工作，并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。根據(jù) 選擇型號為LCWB6-110W型 35kV側(cè)CT可根據(jù)安裝地點和最大長期工作電流選LCZ-35系列CT表5-5 電流互感器參數(shù)電壓等級型號110kVLCWB-6-11035kVLCZ-3510kVLMC-105.7 電壓互感器的配置和選擇5.7.1參數(shù)選擇1.技術(shù)條件 (1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，機械負(fù)荷。 (2)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距。2.環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。5.7.2型式選擇1.620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時，一般采用三相五芯電壓互感器。2.35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。110kV側(cè)PT的選擇電力工程電氣設(shè)計手冊248頁，35-110kV配電裝置一般采用油浸絕