110kV變電站電氣部分設(shè)計說明

1、 . . . 畢業(yè)設(shè)計說明書110kV變電站一次部分電氣設(shè)計33 / 39畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)班級畢業(yè)設(shè)計（論文）題目110kV變電站一次部分電氣設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）工作起止時間2012年05月-09月地點畢業(yè)設(shè)計（論文）的容：1 分析原始資料，選擇電氣主接線選擇主變壓器的臺數(shù)與容量，對初選2-4種電氣主接線進(jìn)行技術(shù)比較，淘汰較差的方案，保留較好的方案；2 計算短路電流；3 主要電氣設(shè)備選擇與校驗； 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求：1、完成設(shè)計容，要求方案設(shè)計論證充分，設(shè)備選擇合理，計算準(zhǔn)確。2、撰寫畢業(yè)論文1份，正文字?jǐn)?shù)在12000左右，要求有規(guī)的目錄和參考文獻(xiàn)，其它參照成教學(xué)院的文件要求。3

2、、繪制電氣主接線圖1。畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)度計劃：2012年6月11日 2012年07月15日：收集資料，形成論文總體框架，完成中期審查。2012年07月16日 2012年09月02 日：完成論文最終稿。 本任務(wù)書于2012 年 09月02 日發(fā)出，畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)于2012 年09月21日前完成，由指導(dǎo)老師審閱后，提交畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)小組進(jìn)行答辯。指導(dǎo)教師制定年月日畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)小組組長制定年月日辦學(xué)單位負(fù)責(zé)人制定年月日畢業(yè)設(shè)計（論文）評語1、指導(dǎo)教師評語：本論文根據(jù)某地區(qū)的用電需求與電力系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性要求，按照給出的原始資料和供應(yīng)電能的相關(guān)情況，設(shè)計出能夠滿足負(fù)荷增長需

3、要的運行靈活、檢修維護(hù)安全方便、接線簡單清晰、操作方便、投資少、運行費用低和有擴(kuò)建可能性的變電站主接線方案，并通過短路電流計算，選擇和校驗其他電氣設(shè)備。該論文選題符合電力系統(tǒng)工程實際需要，結(jié)構(gòu)合理，數(shù)據(jù)資料充分，寫作進(jìn)度安排合理，文字表達(dá)較流暢，已達(dá)到畢業(yè)設(shè)計（論文）水平。指導(dǎo)教師簽名年月日2、評閱教師評語：隨著對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、發(fā)供電可靠性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的相關(guān)要求的日益提高，變電站的規(guī)劃設(shè)計成為電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，并將進(jìn)一步影響到整個社會的穩(wěn)定和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本論文通過對原始資料的分析，結(jié)合電力系統(tǒng)的運行實際情況，比較各種主接線設(shè)計方案，以確定最為可靠經(jīng)濟(jì)的的電氣主接線方案和主變?nèi)萘俊?/p>

4、隨后通過短路電流計算，來選擇和校驗主要電氣設(shè)備。論文結(jié)構(gòu)合理，思路清晰，計算數(shù)據(jù)翔實，結(jié)論合理，已達(dá)到畢業(yè)設(shè)計（論文）要求的水平。評閱教師簽名年月日3、答辯小組評語：答辯小組組長簽名年月日中 文 摘 要變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行。本論文中待設(shè)計的變電站是一座降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。該變電站的建成，不僅增強了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達(dá)到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運行的目的。本論文110kv變電站一次部分電氣設(shè)計，首先通過對原始資料的分析與根據(jù)變電

5、站的總負(fù)荷選擇主變壓器，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進(jìn)行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。其次進(jìn)行短路電流計算，從三相短路計算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級的母線時，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。再根據(jù)計算結(jié)果與各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行主要電氣設(shè)備選擇與校驗（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等）。最后，并繪制了電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、防雷保護(hù)配置圖等相關(guān)設(shè)計圖紙。關(guān)鍵詞電氣主接線設(shè)計；短路電流計算；電氣設(shè)備選擇；設(shè)計圖紙AbstractPower system substation as an im

6、portant part of the entire power system directly affects the safety and economic operation. To be designed in this paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of

7、 rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network structure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purpos

8、es.The paper "110kv substation once part of the electrical design," the first original data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connec

9、tion of two programs to be selected A technical comparison, out of poor program to determine the main electrical substation connection program.Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus

10、, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. According to the results and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer

11、, voltage transformer, etc.).Finally, the main draw of the electrical wiring diagram, electrical general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings.KeywordsElectrical main wiring design; short-circuit current calculation; electrical equipment selection; design dra

12、wings目 錄第1章設(shè)計的容和要求11.1 原始資料分析11.2 設(shè)計原則和基本要求21.3 設(shè)計容2第2章主變壓器的選擇32.1 主變臺數(shù)的確定32.2 本變電站站用變壓器的選擇42.3 小結(jié)5第3章電氣主接線的選擇63.1 選擇原則63.1.1 主接線設(shè)計的基本要求與原則63.1.2 主接線的基本形式和特點73.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定73.3 小結(jié)11第4章短路電流計算124.1 短路計算的目的與假設(shè)124.2 短路電流計算的步驟124.3 短路電流計算與計算結(jié)果134.4 小結(jié)16第5章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇175.1 電氣設(shè)備的選擇原則175.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇175

13、.3 互感器的選擇205.4 母線的選擇225.5 高壓熔斷器的選擇245.6 消弧線圈的選擇245.7 小結(jié)25第6章變電站防雷保護(hù)與其配置266.1 直擊雷的過電壓保護(hù)266.2 雷電侵入波的過電壓保護(hù)266.3 避雷器和避雷線的配置266.4 小結(jié)27第7章高壓配電裝置與平面布置287.1 設(shè)計原則與要求287.2 高壓配電裝置297.3 小結(jié)30結(jié)論31參考文獻(xiàn)32致33附錄1 避雷針保護(hù)圍圖34附錄2 變電所總體平面布置圖35附錄3110KV/35KV/10KV降壓變電站電氣一次主接線圖35第1章 設(shè)計的容和要求1.1 原始資料分析1、變電站的建設(shè)規(guī)模（1）、類型：110kV地方變電

14、站。（2）、最終容量：根據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)劃需要安裝兩臺容量為31.5 MVA，電壓為110kV/35kV/10kV的主變壓器，主變各側(cè)容量比為100/100/100，一次設(shè)計并建成。2、電力系統(tǒng)與本所的連接情況（1）、待設(shè)計的變電站是一座降壓變電站，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。（2）、本變電站有兩回平行線路與110kV電力系統(tǒng)連接，有兩回35kV電力系統(tǒng)連接。圖1 變電所連接示意圖（3）、本變電站在系統(tǒng)最大運行方式下的系統(tǒng)正、負(fù)阻抗的標(biāo)么值示意圖如圖1（Sj=100MVA）,110kV與35kV電源容量為無窮大，阻抗值各包含平行線路阻抗在。圖1 變電所連接示意圖電所不考慮裝調(diào)相機、電

15、容器等無功補償設(shè)備，35kV因電網(wǎng)線路的電容電流較少，也不裝設(shè)消弧線圈。110kV出線無電源。電力負(fù)荷水平110kV進(jìn)出線共2回，兩回進(jìn)線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。35kV進(jìn)出線共2回，兩回進(jìn)線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。10kV出線共12回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴(kuò)建。本變電站自用電主要負(fù)荷如表1-2 表12 110kV變電站自用電負(fù)荷序 號設(shè)備名稱額定容量（kW）功率因數(shù)（cos）安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備 注1主充電機200.8511周期性

16、負(fù)荷2浮充電機4.50.8511經(jīng)常性負(fù)荷3主變通風(fēng)0.150.853232經(jīng)常性負(fù)荷4蓄電池通風(fēng)2.70.8511經(jīng)常性負(fù)荷5檢修、試驗用電150.85經(jīng)常性負(fù)荷6載波通訊用電10.85經(jīng)常性負(fù)荷7屋照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性負(fù)荷10福利區(qū)用電1.50.85周期性負(fù)荷計算負(fù)荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 (kVA)5、環(huán)境條件（1）當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?9.1，年最低溫度5.9，最熱月平均最高溫度29；最熱月平均地下0.8m土壤溫度21.5。（2）當(dāng)?shù)睾０胃叨?518.3m。（3）

17、當(dāng)?shù)乩纂娙誘=25.1日/年。1.2 設(shè)計原則和基本要求設(shè)計按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求和有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，要求對用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量、接線簡單清晰、操作方便、運行靈活、投資少、運行費用低，并且具有可擴(kuò)建的方便性。要求如下： 1)選擇主變壓器臺數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成5-10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運行和事故時的過負(fù)荷能力)； 2)設(shè)計變電所電氣主接線； 3)短路電流計算； 4)主要電氣設(shè)備的選擇與各電壓等級配電裝置類型的確定;1.3 設(shè)計容本次設(shè)計的是一個降壓變電站，有三個電壓等級(110kV35kV10kV)，110kV主接線采用雙母線接線方式，兩路進(jìn)線，35kV和1

18、0kV主接線均采用單母線分段接線方式。主變壓器容量為2*315MVA，110kV與35kV之間采用YoYo12連接方式，110kV與10kV之間采用Yo11連接方式。本設(shè)計采用的主變壓器有兩個出線端子，一端接35kV的引出線，另一端接10kV的引出線。設(shè)計中主要涉與的是變電站部電氣部分的設(shè)計，并未涉與到出線線路具體應(yīng)用到什么用戶，所以負(fù)荷統(tǒng)計表相對比較簡潔，也減少了電氣主接線圖的制作難度。第2章 主變壓器的選擇2.1 主變臺數(shù)的確定待設(shè)計變電站在電力系統(tǒng)中的地位：本變電站為一降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)，地位比較重要。該變電站的建成，不僅

19、增強了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達(dá)到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運行的目的。待設(shè)計變電站的建設(shè)規(guī)模： （1）電壓等級110kV/35kV10kV （2）線路回路數(shù)量 110kV進(jìn)出線共2回，兩回進(jìn)線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。35kV進(jìn)出線共2回，兩回進(jìn)線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。10kV進(jìn)出線共12回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴(kuò)建。（3）主變選擇 由第一章概況與負(fù)荷統(tǒng)計可知：主變壓器選為兩臺110k

20、V級低損耗三繞組有載調(diào)壓變壓器，每臺容量為31.5MVA，兩變壓器同時運行。電壓等級：110KV35KV/10KV，各側(cè)容量比：100：100：100。1）變壓器容量：裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的70%，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證80%負(fù)荷供電。 2）在330KV與以下電力系統(tǒng)中，一般選三相變壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯低壓中壓高壓線圈，高與低之間阻抗最大。 3）繞組數(shù)和接線組別的確定： 該變電所有三個電壓等級，所以選用三繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，110kV以上電

21、壓，變壓器繞組都采用Y0連接，35KV采用Y形連接，10KV采用連接。4）調(diào)壓方式的選擇：普通型的變壓器調(diào)壓圍小，僅為±5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。5）冷卻方式的選擇：主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷

22、、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求與維護(hù)工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。所以用兩臺SFSZ731500/110型有載調(diào)壓變壓器，采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如下：表2-1 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型 號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損 耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組別高壓中壓低壓空載短路SFSZ731500/11031500110±8*1.25%35±4*1.25%10.58.241U12=10.5%U13=17.5%U23=6.5%1YN、yno、dn2.2 本變電站站用變壓器的選擇變電站的站用電是變電站的重要負(fù)

23、荷，因此，在站用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電站發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電站安全，經(jīng)濟(jì)的運行。一般變電站裝設(shè)一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站中應(yīng)裝設(shè)兩臺容量相等的站用變壓器，互為備用，如果能從變電站外引入一個可靠的低壓備用電源時，也可裝設(shè)一臺站用變壓器。根據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺容量相等的站用變壓器。站用變壓器的容量應(yīng)按站用負(fù)荷選擇： S照明負(fù)荷+其余負(fù)荷*0.85(kVA)站用變壓器的容量：SeS0.85P十P照明(kVA)根據(jù)任務(wù)書給出的站用負(fù)荷

24、計算：S5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 (kVA)     考慮一定的站用負(fù)荷增長裕度，站用變10KV側(cè)選擇兩臺SL712510型號配電變壓器，互為備用。根據(jù)容量選擇站用電變壓器如下：型號：SL712510；容量為：125(kVA)連接組別號：Yn，yn0 調(diào)壓圍為：高壓：±5阻抗電壓為(%)：42.3 小結(jié)在本章中，根據(jù)本變電站的實際情況選擇了變電站的主變壓器和站用變壓器：主變壓器為兩臺SFSZ731500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器兩臺SL712510型

25、號配電變壓器。第3章 電氣主接線的選擇3.1 選擇原則電氣主接線是變電站設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)與變電站運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電站主接線的最佳方案。3.1.1 主接線設(shè)計的基本要求與原則變電站主接線設(shè)計的基本要求：1)可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必須滿足這個要求。因為電能的發(fā)送與使用必須在同一時間進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供

26、電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)，設(shè)計時應(yīng)該予以遵循。 2)靈活性 電氣主接線不但在正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。 3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便 電氣主接線應(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

27、給運行造成不便，或造成不必要的停電。4)經(jīng)濟(jì)性 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最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 5)應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應(yīng)考慮到有擴(kuò)建的可能性。變電站主接線設(shè)計原則：1)變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)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(hù)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)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 2)在6-10kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過5回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在6回與以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線

28、回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 3)在35-66kV配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過3回時，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為48回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。 4)在110-220kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過2回時，采用單母線接線；出線回路數(shù)為34回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在5回與以上，或當(dāng)“0220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在4回與以上時，一般采用雙母線接線。 5)當(dāng)采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以與更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。 總之，以設(shè)計

29、原始材料與設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實用。3.1.2主接線的基本形式和特點主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進(jìn)出線較多時（一般超過4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。缺點是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和變電站。有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線無分段、單母線

30、有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴(kuò)大單元接線、橋式接線和多角形接線等。3.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性、與經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電所能滿足負(fù)荷的需要，同時要保證供電的可靠性。變電所主接線可靠性擬從以下幾個方面考慮：1、斷路器檢修時，不影響連續(xù)供電；2、線路、斷路器或母線

31、故障與在母線檢修時，造成饋線停運的回數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的I、II類負(fù)荷對供電的要求；3、變電所有無全所停電的可能性；主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴(kuò)建發(fā)展方便。     主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費用（投資與運行）為最小。1、110KV側(cè)主接線方案A方案：單母線分段接線圖3-1 單母線分段接線B方案:雙母線接線圖3-2 雙母線接線分析:A方案的主要優(yōu)缺點:1）當(dāng)母線發(fā)生故障時,僅故

32、障母線停止工作,另一母線仍繼續(xù)工作;2）對雙回路供電的重要用戶,可將雙回路分別接于不同母線分段上,以保證對重要用戶的供電;3)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5)當(dāng)出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越；6)110kV為高電壓等級，一旦停電，影響下級電壓等級供電，其重要性較高,因此本變電站設(shè)計不宜采用單母線分段接線。 B方案的主要優(yōu)缺點： 1)檢修母線時，電源和出線可以繼續(xù)工作，不會中斷對用戶的供電；2)檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需斷開該回路；3)工作母線

33、發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；4)可利用母聯(lián)開關(guān)代替出線開關(guān)；5)便于擴(kuò)建；6)雙母線接線設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，投資、占地面積較大,運行中需要隔離開關(guān)切斷電路,容易引起誤操作.7)經(jīng)濟(jì)性差結(jié)論:A方案一般適用于110KV出線為3、4回的裝置中；B方案一般適用于110KV出線為5回與以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線4回與以上的裝置中。綜合比較A、B兩方案，并考慮本變電站110KV進(jìn)出線共6回，且在系統(tǒng)中地位比較重要，所以選擇B方案雙母線接線為110KV側(cè)主接線方案。圖3-3 單母線接線2、 35KV側(cè)主接線方案 A方案：單母線接線B方案:單母線分段接線圖3-4 單母線分段接線分析：A方案

34、的主要優(yōu)缺點： 1)接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差;2)當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間停止工作；3)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B方案的主要優(yōu)缺點：1)當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；2)對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電; 3)當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； 4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5)當(dāng)出線為雙回線時，會使架

35、空線出現(xiàn)交叉跨越。結(jié)論:B方案一般速用于35KV出線為4-8回的裝置中。綜合比較A、B兩方案，并考慮本變電站35KV出線為2回，所以選擇B方案單母線分段接線為35KV側(cè)主接線方案。 3、 10KV側(cè)主接線方案 A方案：單母線接線(見圖3-3) B方案：單母線分段接線(見圖3-4)分析：A方案的主要優(yōu)缺點：1)接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差;2)當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時；各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間停止工作；3)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B方案的主要優(yōu)缺點：1)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；2)對

36、雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電3)當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5)當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。結(jié)論：B方案一般適用于10KV出線為6回與以上的裝置中。綜合比較A、B兩方案,并考慮本變電站10KV出線為12回，所以選擇B方案單母線分段接線為10KV側(cè)主接線方案.3.3 小結(jié)本章通過對原始資料的分析與根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進(jìn)行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定

37、了變電站電氣主接線方案。第4章 短路電流計算4.1 短路計算的目的與假設(shè)一、短路電流計算的目的1、在選擇電氣主接線時，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(jìn)行必要的短路電流計算。2、在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。3、在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。4、在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5、按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。二、短路電流計算的一般規(guī)定1、驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以與電器開

38、斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按在切換過程中可能并列運行的接線方式。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的導(dǎo)步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以與電器的開斷電流一般按三相短路驗算。三、短路計算基本假設(shè)1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；2、所有電源的電動勢相位角一樣；3、電力系統(tǒng)中

39、各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；4、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；5、元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，與不計負(fù)荷的影響；6、系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 4.2 短路電流計算的步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計中，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其步驟如下：1、選擇要計算短路電流的短路點位置；2、按選好的設(shè)計接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖；1）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷之路，線路電容，各元件電阻；2）選取基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取各級的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗；4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)

40、絡(luò)圖；3、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，即轉(zhuǎn)移電抗；4、求其計算電抗；5、由運算曲線查出短路電流的標(biāo)么值；6、計算有名值和短路容量；7、計算短路電流的沖擊值；1）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，并計算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：有名值：2）計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：短路電流沖擊值：8、繪制短路電流計算結(jié)果表4.3 短路電流計算與計算結(jié)果等值網(wǎng)絡(luò)制定與短路點選擇：根據(jù)前述的步驟，針對本變電所的接線方式，把主接線圖畫成等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖4-1所示：F

41、1-F3為選擇的短路點，選取基準(zhǔn)容量 =100MVA，由于在電力工程中，工程上習(xí)慣性標(biāo)準(zhǔn)一般選取基準(zhǔn)電壓. 基準(zhǔn)電壓 （KV）：  10.5    37    115基準(zhǔn)電流 (KA)：     5.50   1.56   0.501、主變電抗計算SFSZ731500/110的技術(shù)參數(shù)X12* =( Ud1%/100)*(Sj/SB) =(10.75/100) *(100/40)= 0.269 X13* =( Ud2%/100)*(Sj

42、/SB) =(0/100) *(100/40)= 0 X14* =( Ud3%/100)*(Sj/SB) =(6.75/100) *(100/40)= 0.169 2、三相短路計算簡圖，圖4-2圖4-2 三相短路計算簡圖圖4-3 110KV三相短路 3、三相短路計算（1）、110kV側(cè)三相短路簡圖如下圖4-3當(dāng)F1短路時，短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量圖4-4 35kV側(cè)三相短路簡圖（2）、35kV側(cè)三相短路簡圖如下圖4-4當(dāng)F2短路時，短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值沖擊電流Ich2 =2.55*4.58=11.68 kA短路全電流最大有效值

43、Ich2 =1.51*4.58 = 6.92 kA短路容量S2= IF2*SB=2.933*100=293.3 MVA圖4-5 10KV側(cè)35kV側(cè)三相短路簡圖（3）、10kV側(cè)三相短路簡圖如下圖4-5當(dāng)F3短路時，IF3 = SB/(VB3)= 100/(1.732*10.5) =5.499 kA短路電流IF3=1/（0.102+0.269+0.169）=1.852穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值I F3= IF3*IF3= 5.499*1.852 =10.184 kA沖擊電流Ich3 =2.55*10.184 = 25.97 kA短路全電流最大有效值Ich3 =1.51*10.184 =15.38 k

44、A短路容量S3= IF3*SB=1.852*100=185.2MVA短路電流計算結(jié)果見表4-1表4-1       短路電流計算結(jié)果短路點基準(zhǔn)電壓VaV（KV）穩(wěn)態(tài)短路電流有名值IKA短路電流沖擊值ich(KA)短路全電流最大有效值Ich(KA)短路容量S( MVA)F11156.316.0659.51980F2374.5811.686.92293.3F310.510.18425.9715.38185.24.4 小結(jié)短路電流是效驗導(dǎo)體和電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性的重要條件，短路電流計算結(jié)果是選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的重要參數(shù)，同時繼電保護(hù)的靈敏度也是

45、用它來效驗的。所以正確計算短路電流，對整個變電站的設(shè)計至關(guān)重要，也最能體現(xiàn)出整個變電站設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。第5章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備的選擇原則     電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。     電氣設(shè)備與載流導(dǎo)體的設(shè)計，必須執(zhí)行國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運行方便和為

46、今后擴(kuò)建留有一定的余地。電氣設(shè)備選擇的一般要求包括：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)展的需要；2、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；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)正式鑒定合格。7、按短路條件來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。8、驗算導(dǎo)體和110kV以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所有的計算時間，一般采用主保護(hù)的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間；而電器的計算時間一般采用后備保護(hù)動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間；斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。5.2 斷路器和隔離開

47、關(guān)的選擇1、110KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇短路參數(shù)：ich=9.84(kA);   I"=I=9.8(kA) Ue=110 KVIgmax=1.05Ie=1.05S/1.732*110=286.3(A)110KV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊試選LW14110型六氟化硫斷路器。表5-1 LW14110型斷路器參數(shù)計算數(shù)據(jù)LW14-110U（KV）110Ue（KV）110Igmax(A)186.3Ie(A)2000I/(KA)9.51Ir(KA)31.5ich(KA)16.065idw(KA)80I2tdz9.82*0.5Ir2t31.52*3動穩(wěn)定校驗：Igmax

48、=286.3(A)Ieich=16.065 (kA) Idw=100 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Qk=9.82*0.5 (kA2·S)Q承受=31.52*3 (kA2·S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇：Ue=110 KV    Igmax=286.3(A)查設(shè)備手冊試選GW7-110型隔離開關(guān)，參數(shù)如下：額定電壓：Ue=110 KV   額定電流：Ie=600A動穩(wěn)定電流：Idw=55 kA   5S熱穩(wěn)定電流：14 kA動穩(wěn)定校驗：Igmax=286.3(A)Ieich=1

49、6.065 (kA) Idw=55 kA熱穩(wěn)定校驗：Qd=9.8*9.8*0.5 (kA2·S)Q承受=14*14*5 (kA2·S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。2、35KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇短路參數(shù)：ich=11.68(kA);   I"=I=2.933(kA) Ue=35 KVIgmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=104(A) 35KV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊試選ZW23-35C型斷路器。表5-2ZW23-35C型斷路器參數(shù)計算數(shù)據(jù)ZW23-35CU（KV）35Ue（KV）40.5Igmax(A)104Ie(A)16

50、00I/(KA)2.933Ir(KA)25ich(KA)11.68idw(KA)63I2tdz2.9332*0.5Ir2t252*4動穩(wěn)定校驗：Igmax=104(A)Ieich=11.68(kA) Idw=100 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Qk=2.9332*0.5 (kA2·S)Q承受=252*4 (kA2·S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。 35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇：Ue=35 KV    Igmax=104(A)查設(shè)備手冊試選GW14-35（D）型隔離開關(guān)，參數(shù)如下：額定電壓：Ue=35 KV   額定電

51、流：Ie=1250A動穩(wěn)定電流：Idw=40 kA   2S熱穩(wěn)定電流：16 kA動穩(wěn)定校驗：Igmax=104(A)Ieich=11.68(kA) Idw=40 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Q承受=Irw*Irw*Trw=16*16*2 (kA2·S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。3、10KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇短路參數(shù)：ich=25.97(kA);   I"=I=1.852(kA) Ue=10 KVIgmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=242.8(A) 10KV側(cè)斷路器的選擇：由于10 KV選用為戶成套設(shè)備，

52、根據(jù)廠家提供的型號，選空氣絕緣金屬鎧裝移開式KYN28型開關(guān)柜斷路器型號為ZN63A-12/T1250A-31.5其參數(shù)如下:額定電壓: Ue=12 KV  額定電流: Ie=1250 A四秒熱穩(wěn)定電流: Irw4=31.5 kA   額定短路開斷電流：Ikd=31.5 kA額定峰值耐受電流：Imax=Idw=80 kA   額定短路關(guān)合電流：80 kA動穩(wěn)定校驗：Igmax=242.8(A)Ieich=25.97(kA) Idw=100 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Qk=1.852*1.852*0.5 (kA2·S)Q承受= 3

53、1.5*31.5*4 (kA2·S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。所選斷路器滿足要求。4、主變中性點隔離開關(guān)的選擇主變中性點隔離開關(guān)選取中性點專用型號:GW8-110型主要參數(shù):額定電壓: Ue=110 KV   額定電流: Ie=400 A動穩(wěn)定電流: Idw=15.5 kA   10S熱穩(wěn)定電流：4.2 kA表5-1斷路器、隔離開關(guān)參數(shù)表器件/型號安裝地點參數(shù)額定電壓Ue(KV)額定電流Ie(KA)動穩(wěn)定電流Idw(kA)熱穩(wěn)定電流 (kA)斷路器LW14110110 KV11020008031.5，3秒ZW35-12635KV40.51600

54、6325，4秒ZN63A-12/T1250A-31.510KV1012508031.5，4秒隔離開關(guān)GW7-110110KV側(cè)1106005514，5秒GW14-35（D）35 KV側(cè)3512504016，2秒GW8-110主變中性點11040015.54.2，10秒5.3 互感器的選擇電流互感器的選擇：1、110kV側(cè)電流互感器Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*110=286.3(A)Ue=110 KV選?。篖VQB110，300/5，0.5/D/10P電流互感器參數(shù)：1秒熱穩(wěn)定電流：40KA，動穩(wěn)定電流：100KA動穩(wěn)定校驗：ich=16.065(kA) 100 kA動穩(wěn)定

55、校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Qd=9.8*9.8*0.5 (kA2·S)Q承受= 1*40*40 (kA2·S)Q承受Qd熱穩(wěn)定校驗合格。2、35kV側(cè)電流互感器：Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=104(A)Ue=35 KV選?。篖VQB35，600/5，0.5/D/10P電流互感器參數(shù)：短時熱穩(wěn)定電流：31.5KA，動穩(wěn)定電流：80KA動穩(wěn)定校驗：ich=11.68(kA) 80 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Qd=2.933*2.933*0.5 (kA2·S)Q承受=1*31.5*31.5 (kA2·S)Q承受Qd熱穩(wěn)定校驗合格。3、10kV側(cè)電流互感器：Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=242.8(A)Ue