66kV變電站一次部分設(shè)計(jì)(共52頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上60kV變電站一次部分設(shè)計(jì)摘要隨著工業(yè)時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的設(shè)計(jì)和配置。由于變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容多、范圍廣、邏輯性強(qiáng)，因此要求要有較高的專業(yè)水平，并熟悉各種設(shè)計(jì)規(guī)程和設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)過(guò)程中要針對(duì)變電所的規(guī)模和形式，具體問(wèn)題具體分析。本文是60kv/10kv降壓變電所的一次變電的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)包括對(duì)導(dǎo)線的選擇，主變壓器的選擇，無(wú)功補(bǔ)償靜電電容器的選擇，電氣主接線的確定，短路計(jì)算，各種電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，高壓配電裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和選擇設(shè)備中都充分考慮到了可靠性

2、，靈活性和經(jīng)濟(jì)性。另外，各種斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器型號(hào)的選擇要與高壓配電裝置的布置聯(lián)系在一起考慮。本設(shè)計(jì)是有文字說(shuō)明和圖表解釋的比較完整的變電所的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣設(shè)備；變壓器；變電站The design of 60kv satellite substation AbstractWith the development of the industrial time , people have higher demand of the power supply, especially the power supply stability, reliability and co

3、nsistency. However, power grid stability, reliability and durative often depends on the design and configuration of substation. As a result of substation design, a wide range of content, logic is strong, it is required to have higher professional level, and are familiar with a variety of design proc

4、edures and design principle, design process for substation the size and form, concrete analysis of concrete problems. This is the 60kv/10kv substation of a substation designThis design including the selection of conductors, the selection of main transformer, reactive power compensation capacitors, t

5、he main electrical wiring, short-circuit calculation, all kinds of electrical equipment choice and verification, the planning and design of high voltage distribution device. In the design and selection of equipment are fully taken into account the reliability, flexibility and economy. In addition, a

6、 variety of circuit breaker, isolating switch, current transformer model should be selected with the high voltage distribution device arrangement linked to consider.This design is a written instructions and diagrams explain the relatively complete substation design.Keywords power system； electrical

7、equipment,；transformer； Transformer substation目錄摘要.IAbstract.II 1.3 變電站設(shè)計(jì)相關(guān)的原則和規(guī)范.299 3.2線路所有負(fù)荷的總功率.9 3.3計(jì)算變壓器二次側(cè)總功.10 3.4選擇變壓器型號(hào).11第4章 補(bǔ)償電容器的選擇.13 4.1計(jì)算變壓器功率損耗.13 4.2計(jì)算變壓器高壓側(cè)功率.13 4.3計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償前系統(tǒng)的功率因數(shù).13 4.4計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量.13 4.5選擇電容器.14第5章 電氣主接線方案設(shè)計(jì).16 5.1主機(jī)線設(shè)計(jì)的基本要求.16 5.2主接線方案.17 第6章 短路電流的計(jì)算.18 6.1發(fā)生短路的

8、原因和短路的定義.18 6.2短路的分類.18 6.4短路電流的計(jì)算.18第7章 電氣設(shè)備的選擇.20 7.1斷路器的選擇.20 7.2隔離開關(guān)的選擇.23 7.3互感器的選擇.24 7.4避雷器的選擇.27 7.5高壓開關(guān)柜的選擇.28 7.6母線的選擇.283334 35 367 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行專心-專注-專業(yè)第1章 緒論1.1 課題背景電力工業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展中，國(guó)家電網(wǎng)承擔(dān)著優(yōu)化能源資源配置，保障國(guó)家能源安全和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展

9、的重要作用。我國(guó)是世界能源消費(fèi)大國(guó)，煤炭消費(fèi)總量居世界第一位，電力消費(fèi)總量居世界第二位，但一次能源分布和生產(chǎn)力發(fā)展水平卻很不均衡。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和電力需求主要集中在東部和中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。這種能源分布與消費(fèi)的不平衡狀況，決定了能源資源必須在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置，必須以大煤電基地、大水電基地為依托，實(shí)現(xiàn)煤電就地轉(zhuǎn)換和水電大規(guī)模開發(fā)。通過(guò)建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的堅(jiān)強(qiáng)的國(guó)家電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨流域水貨互濟(jì)，將清潔的電能從西部和北部大規(guī)模輸送到中東部地區(qū)，這是解決我國(guó)能源和電力供應(yīng)問(wèn)題的有效途徑，這是解決我國(guó)能源和電力供應(yīng)問(wèn)題的有效途徑，是優(yōu)化資源配置方式，提高資源配置效率，保障國(guó)

10、家能源安全的戰(zhàn)略舉措。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展嚴(yán)重滯后。當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展和建設(shè)任務(wù)比較繁重。建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的國(guó)家電網(wǎng)，必須堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃。用國(guó)家電網(wǎng)規(guī)劃指導(dǎo)區(qū)域、省級(jí)和城市電網(wǎng)規(guī)劃，用電網(wǎng)規(guī)劃引導(dǎo)電源分布，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、電源在同一規(guī)劃下協(xié)調(diào)發(fā)展，提高電力工業(yè)整體效益。必須堅(jiān)持實(shí)施集約化管理。充分利用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在加強(qiáng)現(xiàn)有電網(wǎng)技術(shù)改造和升級(jí)的同時(shí)，以構(gòu)建特高壓電網(wǎng)為核心，加快各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)，提高國(guó)家電網(wǎng)的輸配電能力和整體效率。必須大力推廣典型設(shè)計(jì)。典型設(shè)計(jì)是對(duì)以往電網(wǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和提高；是多快好省建設(shè)電網(wǎng)的必由之路；是全面貫徹落實(shí)黨的十六屆五中全會(huì)精神，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)，大力

11、提高集成創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)。1.2 合理設(shè)計(jì)變電站的意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官電力工業(yè)，也隨之有了很大的發(fā)展。電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進(jìn)一步向高電壓，大機(jī)組，大電網(wǎng)的方向發(fā)展。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn)，世界各國(guó)電力工業(yè)發(fā)展和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明：電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益就愈好，應(yīng)變事故的能力就愈強(qiáng)。所以許多發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)都已聯(lián)合成統(tǒng)一的國(guó)家電力系統(tǒng)，甚至聯(lián)合成跨國(guó)電力系統(tǒng)1。60kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需要，

12、提高對(duì)用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長(zhǎng)需要，迫切要求增長(zhǎng)供電容量，擬新建66kV變電所。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班”變電所已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢(shì)。改革開放以來(lái)，全國(guó)的電力工業(yè)發(fā)展速度突飛猛進(jìn)，60kV變電所在全國(guó)電力系統(tǒng)中仍具有重要的地位。 1.3 變電站設(shè)計(jì)相關(guān)的原則和規(guī)范 1.3.1變電站典型設(shè)計(jì)的原則開展6

13、0kv及以下輸配電工程典型設(shè)計(jì)的原則是：安全可靠、自主創(chuàng)新、技術(shù)先進(jìn)；標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋面廣、提高效率；注重環(huán)保、節(jié)約資源、降低造價(jià)；努力做到統(tǒng)一性和可靠性、適應(yīng)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。統(tǒng)一性：典型設(shè)計(jì)的基本方案統(tǒng)一，適用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，外部形象體現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)文化特征。可靠性：各個(gè)模塊安全可靠，通過(guò)模塊拼接得到的技術(shù)方案安全可靠。適應(yīng)性：典型設(shè)計(jì)要綜合考慮不同地區(qū)的實(shí)際情況，要在公司系統(tǒng)中具有廣泛的適用性，并能在一定時(shí)間內(nèi)，對(duì)不同規(guī)模、不同形式、不同外部條件均能適用。先進(jìn)性：推廣應(yīng)用電網(wǎng)新技術(shù)，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)創(chuàng)新；典型設(shè)計(jì)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可比指標(biāo)先進(jìn)。經(jīng)濟(jì)性：綜合考慮工程初期投資與長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用

14、，追求工程壽命期內(nèi)最佳的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。靈活性：典型設(shè)計(jì)模塊劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，增減方便，便于調(diào)整概算，方便使用。 1.3.2變電站典型設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50061199760kv及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范GB164341996高壓架空送電線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污穢分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)GB11791999圓線同心絞架空導(dǎo)線DL/T 50921999110500kv架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程GB 50060-923110KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 第2章 10KV線路導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線是架空線路的主要元件之一，在架空線路建設(shè)投資中占很大比重。銅導(dǎo)線雖然導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，在抗氧化、抗腐蝕能

15、力。但價(jià)格較為昂貴，經(jīng)濟(jì)性較差，所以不宜采用銅導(dǎo)線。鋁導(dǎo)線雖具有很好的導(dǎo)電性，價(jià)格低廉，但由于機(jī)械強(qiáng)度較差，大約為銅的一半，此外鋁易氧化，抗腐蝕性差，因此也不宜采用。架空線路要求有較高的機(jī)械性能，耐腐蝕和耐震性能，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性，符合國(guó)家電線產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。因此本變電所的架空線路采用鋼芯鋁絞線，符號(hào)：LGJ*，其中*為導(dǎo)線的標(biāo)稱截面（mm2）。導(dǎo)線截面選擇過(guò)大，會(huì)增加線路的投資，導(dǎo)線截面過(guò)小，會(huì)增加導(dǎo)線運(yùn)行中電壓和電能損耗，使電能傳輸質(zhì)量和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性變差，所以要選擇合適的導(dǎo)線截面。2.1. 選擇機(jī)械制造廠出線架空線型號(hào)已知線路長(zhǎng)度為3km，雙回線路供電，雙回出線重要負(fù)荷率不超過(guò)60%，遠(yuǎn)期最大

16、負(fù)荷為3500kW，功率因數(shù)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2.1.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面使年綜合費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的母線的經(jīng)濟(jì)截面，對(duì)應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，可使用全年綜合費(fèi)用（包括年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資和折舊費(fèi)、利息等）最低。對(duì)于電壓較高、線路較長(zhǎng)、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較多的線路首選此方法。此外，從經(jīng)濟(jì)性的角度，可使網(wǎng)絡(luò)處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，故本次設(shè)計(jì)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線。根據(jù)輸送功率計(jì)算最大長(zhǎng)期工作電流：線路額定電壓（kV）；功率因數(shù)；P遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（kW），對(duì)于雙回路P=60%；對(duì)于單回路P=。由最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)377頁(yè)，圖8-30軟

17、導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度得。 式中 S導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面（mm2）； 線路正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流（A）；J經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2），可根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度曲線查取。查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)411頁(yè)，附表8-4：LGJ鋼芯鋁絞線規(guī)格及長(zhǎng)期允許載流量，選用型架空線，其參數(shù)為：，。2.1.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)溫度修正系數(shù)：校驗(yàn)合格。2.1.3電壓損耗校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)任務(wù)中已明確要求電壓損失不超過(guò)9%。其中由供用電工程附錄A查得+200C時(shí)的直流電阻，修正到導(dǎo)線工作時(shí)的實(shí)際溫度：導(dǎo)線電阻修正：-電阻的溫度系數(shù)。對(duì)于銅=0.00382；對(duì)于鋁=0.0036；-導(dǎo)線+200C時(shí)的電阻（/km）；-導(dǎo)線的實(shí)際工作溫度。所以： 式中

18、P-有功負(fù)荷（kW），對(duì)于雙回路P=60%；對(duì)于單回路P=； L線路長(zhǎng)度（km）；UN-線路額定電壓（kV）；R-線路最高溫度（+380C）時(shí)的電阻；X-線路電抗（）。即：，校驗(yàn)合格。2.1.4 線路功率損耗計(jì)算阻抗損耗： 導(dǎo)納損耗：取線路的幾何均距為1.5m時(shí)，型導(dǎo)線的電納為： ， 則機(jī)械制造廠的線路損耗為： 同理，可以求出針織器材廠，織布廠，標(biāo)準(zhǔn)件廠，服裝廠，糧食加工場(chǎng)，汽水廠，化工廠各部分技術(shù)參數(shù)，如下表則綜上10KV線路所選架空線參數(shù)如下表所示：表2-1 10KV線路架空線參數(shù)序號(hào)負(fù)荷名稱線路狀況型號(hào)經(jīng)濟(jì)密度電阻值電抗值回?cái)?shù)長(zhǎng)度1機(jī)械制造廠231.160.24220.42針織器材廠24

19、1.180.24220.43織布廠151.260.24220.44標(biāo)準(zhǔn)件廠261.160.59460.45服裝廠181.220.42170.46糧食加工廠181.260.30580.47汽水廠151.260.59460.48化工廠221.060.19890.4第3章 選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

20、SKJ16185有關(guān)規(guī)定：凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。根據(jù)供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)P50頁(yè)規(guī)定，選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：（1）應(yīng)滿足供電的可靠性要求。對(duì)供有在量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。（2）對(duì)季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可采用兩臺(tái)變壓器。（3）對(duì)于集中負(fù)荷較大的情況，雖為三級(jí)負(fù)荷，也應(yīng)采用兩臺(tái)及以上的變壓器。（4）在確定變電所主變壓器參數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的

21、余地。綜上所述，本變電所設(shè)計(jì)的主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)。3.1 線路損耗的總功率 3.2線路所有負(fù)荷的總功率負(fù)荷的有功功率： 負(fù)荷的視在功率： 3.3計(jì)算變壓器二次側(cè)總功率 線路總功率為： 線路有功功率為： 線路無(wú)功功率為： 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)： ， 則： 3.4選擇變壓器型號(hào) （1）根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P216頁(yè)規(guī)定：當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV有以下的發(fā)電廠和變電所均采用三相變壓器。由于本次設(shè)計(jì)中電壓等級(jí)為60KV/10KV，且變電所處于交通方便之地，故選用三相變壓器。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P217頁(yè)規(guī)定35KV以上的繞組采用Y接線。35KV以下的變壓器繞組采用接線，所以本次設(shè)計(jì)采用的

22、變壓器聯(lián)結(jié)組別為Ynd11型。選擇兩臺(tái)SF912500/60型有載調(diào)壓變壓器。主變壓器主要參數(shù)見下表：表3-1 SF912500/60型有載調(diào)壓變壓器參數(shù)型號(hào)額定容量(kVA)電壓組合聯(lián)接組別空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）空載電流(%)阻抗電壓(%)尺寸(mm)軌距(mm)高壓(kV)分接范圍低壓(kV)長(zhǎng)寬高SF9-12500/601250060+8×1.25%10YN，d1116800598501.095400373047201475（2）SF912500/60其型號(hào)含義說(shuō)明如下：S-三相電力變壓器；F-冷卻方式風(fēng)冷式；9-設(shè)計(jì)序號(hào)；60-高壓繞組電壓等級(jí)（kV）； 12500-額

23、定容量（kVA）。第4章 補(bǔ)償電容器的選擇系統(tǒng)無(wú)功平衡是一個(gè)重要的問(wèn)題,為維持電壓水平就必須為負(fù)荷點(diǎn)提供一定的無(wú)功功率,如果負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)過(guò)低,會(huì)造成諸多不利影響:為此，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)過(guò)低的時(shí)候，應(yīng)增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提高功率因數(shù)，根據(jù)全國(guó)供電規(guī)則規(guī)定“對(duì)于新建及擴(kuò)建的電力用戶其功率因數(shù)一律不應(yīng)低于0.9,這與本次設(shè)計(jì)任務(wù)要求相一致，即變電所的功率因數(shù)在0.9以上。根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第15頁(yè)第2.2.1條規(guī)定“設(shè)計(jì)安裝的10kV電容器應(yīng)采用星形接線為宜?！比切谓泳€的主要問(wèn)題是電容器發(fā)生故障時(shí)故障電流大，較星形接線發(fā)生相間短路的可能性較大。所以本次設(shè)計(jì)采用星形接線方式，被選擇電容器

24、的額定電壓應(yīng)為10kV。4.1 計(jì)算變壓器功率損耗 式中 -總有功功率損耗(kW)；-總無(wú)功功率損耗（KVar ）；n-并列運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)；-空載損耗(kW)；-短路損耗(kW)；S-變壓器負(fù)荷的視在功率（kVA）；-變壓器的額定容量（kVA）-變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù)；-變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。4.2 計(jì)算變壓器高壓側(cè)功率 4.3計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償前系統(tǒng)的功率因數(shù) 有功負(fù)荷率： 無(wú)功負(fù)荷率：則系統(tǒng)的功率因數(shù)為： 即，需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。4.4 計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量4.5選擇電容器查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)986頁(yè)，續(xù)表9-1-2選用型電容器。其技術(shù)參數(shù)如下表所示：表4-1 BWF-200-1W電容器的技

25、術(shù)參數(shù)型號(hào)規(guī)格額定電壓（kV）標(biāo)稱容量（KVar）標(biāo)稱電容F相數(shù)外形尺寸長(zhǎng)*寬*高（mm）重量kgBWF2001W10.52005.771700*174*1010120則所需電容器臺(tái)數(shù)為：臺(tái)式中 -計(jì)算補(bǔ)償容量（KVar）；- 每臺(tái)電容器的標(biāo)稱容量（KVar）。根據(jù)實(shí)際情況選擇18臺(tái)型電容器。則補(bǔ)償容量為：無(wú)功補(bǔ)償后系統(tǒng)功率因數(shù)為： 2所以無(wú)功補(bǔ)償合格。第5章 電氣主接線方案設(shè)計(jì)電所主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要部分。主接續(xù)線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置

26、的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求5.1主接線方案根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，主接線方案初步給出以下兩種：第一方案：高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-1所示。第二方案：高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖5-2所示。圖5-1高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線圖5-2 高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線5.2方案的比較與確定以上兩個(gè)方案中，主接線二次側(cè)方案相同，只比較一次側(cè)方案

27、。第一種方案的特點(diǎn)如下：變壓器隨負(fù)荷變化投切方便；線路的投入和切除比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運(yùn)行。但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的兩臺(tái)斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障線路運(yùn)行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換。橋形接線節(jié)省占地面積，不易在一次側(cè)增加進(jìn)線或出線回路。第二種方案的特點(diǎn)如下：變壓器投切方便；在一次側(cè)容易增設(shè)進(jìn)出線數(shù)目，相對(duì)橋形占地面積大；使用設(shè)備多；綜合造價(jià)高。從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，由于兩種方案變壓器型號(hào)和容量的選擇均相同，所以只是比較綜合造價(jià)。由于第二種方案比第一種方案所占的面積大、設(shè)備多、故不經(jīng)濟(jì)。從改變運(yùn)行方式靈活性來(lái)看，第二方案比

28、第一方案投切變壓器時(shí)，倒閘操作簡(jiǎn)便。通過(guò)以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)第一方案以占地面積小、投資少，供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)。第二方案以改變運(yùn)行方式靈活為主要優(yōu)點(diǎn)?？紤]綜合因素選第一方案為本變電所的主接線方案。圖5-3 變電所電氣主接線圖第6章 短路電流的計(jì)算6.1 發(fā)生短路的原因和短路的定義所謂“短路”即是指載流導(dǎo)體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況；在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，還有相與地之間的短路。發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。其次還有氣候條件惡化，例如雷擊過(guò)電壓造成的閃絡(luò)放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線路斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。再其次是人員過(guò)失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線路或設(shè)備之

29、后未拆除接地線就合閘供電等。最后是其他原因，例如挖溝損傷電纜、鳥獸或風(fēng)箏跨接在載流裸導(dǎo)體上等。絕緣損壞的原因多因設(shè)備地電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成事故。6.2短路的分類在三相系統(tǒng)中短路的基本形式有：三相短路-K（3）；兩相短路-K（2）；單相接地短路-K（1）；以及兩相接地短路-K（1，1）。當(dāng)三相短路時(shí)，由于短路回路阻抗相等，因此三相電流和電壓仍是對(duì)稱的，故又稱為對(duì)稱短路。此時(shí)三相短路電流同速正常情況一樣是對(duì)稱的，只是線路中電流增大，電壓降低而已，而電壓和電流之間的相位差一般也較正常情況時(shí)大，除了三相短路這外，其它類型的短

30、路皆為不對(duì)稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其相位角也不同。三相短路其后果一般最為嚴(yán)重。電力網(wǎng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)考慮最嚴(yán)重的故障情況下工作的可能性時(shí)，三相短路起著決定性的作用。故在設(shè)計(jì)中需要計(jì)算的是三相短路。6.3短路電流的計(jì)算過(guò)程6.3.1 根據(jù)系統(tǒng)連接圖畫出等阻抗圖圖6-1 系統(tǒng)等值阻抗圖6.3.2 根據(jù)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算出各點(diǎn)短路電流由于短路計(jì)算計(jì)算工程復(fù)雜，容易出錯(cuò)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)直接得出結(jié)果，既方便又準(zhǔn)確，大大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。由等值阻抗圖可以看出，系統(tǒng)為并列運(yùn)行，所以分別取d1、d2為短路點(diǎn)，計(jì)算出短路電流，為以后選擇設(shè)備的校驗(yàn)的沖擊電流提供數(shù)據(jù)。所以

31、通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算得出：d1點(diǎn)短路電流為3.2kA；d2點(diǎn)短路電流為8.52kA；負(fù)荷側(cè)最大短路電流為4.01kA。第7章 電氣設(shè)備的選擇電器設(shè)備的選擇是根據(jù)配電變電所電氣工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確選擇電氣設(shè)備是保證電氣主接線和配電裝置的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的重要條件。在高壓電器選擇中的主要問(wèn)題有下述各點(diǎn)：（1）高壓電器應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）高壓電器應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用的環(huán)境條件要求；（3）高壓電器應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求；（4）高壓電器應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)；（5）對(duì)于電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級(jí)別；（6）同類產(chǎn)品應(yīng)盡量減少品種

32、。7.1 斷路器的選擇在各種電壓等級(jí)變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備，它是通斷故障電流和正常負(fù)荷電流的元件。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。目前國(guó)產(chǎn)高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為少油斷路器、多油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器的安裝地點(diǎn)、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型式，由于少油斷路器制造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，維護(hù)工作量小，故在3220KV電壓等級(jí)中被廣泛采用。7.1.1 60KV側(cè)斷路器的選擇主接線采用內(nèi)

33、橋接線，變壓器一次側(cè)斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流為： 查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)621頁(yè)，表4-1-3，選擇3臺(tái)型斷路器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-1 斷路器參數(shù)型號(hào)UN(kV)IN（A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）4S固有分閘時(shí)間(s)合閘時(shí)間(s)SW263/160063160020250050200.080.5因?yàn)殡娫礊椤盁o(wú)限大”系統(tǒng)，取。短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。60KV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與所選技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表：表7-2斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)比較可見，所選斷路器滿足要求。7.1.2 10KV

34、側(cè)斷路器選擇(1)10kV進(jìn)線斷路器和母聯(lián)斷路器選擇高壓斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流: 查高壓電器P306頁(yè),表9.39.1，三臺(tái)均選型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表7-3 斷路器參數(shù)表型號(hào)UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量(MVA)極限通過(guò)電流峰值（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S0550.01短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。變壓器二次側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與型斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表7-4斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)表中數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿

35、足要求。（2）10KV各出線斷路器的選擇按最大負(fù)荷電流（化工廠）進(jìn)行選擇：查高壓電器P306頁(yè),表9.39.1，選擇型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表7-5 斷路器參數(shù)表型號(hào)UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）極限通過(guò)電流峰值（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S）10630203005050200.0550.01所選斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)與線路計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)照如下表所示：表7-6斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿足要求。7.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也稱刀閘，不能用來(lái)開斷負(fù)荷電流和短路電流。在配電裝置中，主要用

36、來(lái)在檢修設(shè)備時(shí)形成可見的空氣絕緣間隔。在等電位時(shí)可作為操作電器，有時(shí)也可切斷小電流。根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流，查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)790頁(yè)，表5-2-9選型隔離開關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-7 GW5-60G隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流GW5-60G/600606005014隔離開關(guān)安裝地點(diǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表7-8計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)60kV50kA經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型隔離開關(guān)滿足要求。7.3 互感器的選擇7.3.1電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度級(jí)以及按副邊負(fù)載選擇。根

37、據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P250型式選擇規(guī)定：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(shí)，一般采用三相五柱式電壓互感器。三相三柱式接線圖無(wú)開口三角形。此種接線不能用于供電絕緣檢查電壓表，不允許將電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地。由于10KV為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測(cè)量?jī)x表外，還用來(lái)作為電網(wǎng)對(duì)地絕緣監(jiān)視，因此本次設(shè)計(jì)10KV側(cè)采用JSJB-10型三相五柱式電壓互感器。其主二次繞組Y型接線用于測(cè)量、繼電器的電壓線圈，開口三角形構(gòu)成零序電壓濾過(guò)器，用于絕緣檢查，其接線如圖所示：經(jīng)過(guò)選擇，60kV側(cè)電壓互感器為JCC560，1

38、0kV母線電壓互感器為JSZW-10型。表7-9 電壓互感器的主要參數(shù)型號(hào)最大容量(VA)額定電壓試驗(yàn)電壓二次負(fù)荷剩余電壓繞組初級(jí)次級(jí)剩余1min工頻雷電0.20.53P輸出VA準(zhǔn)確度JCC5-6020001403501502503001003P型號(hào)額定電壓（kV）最大輸出VA二次負(fù)荷（VA）連接組標(biāo)號(hào)初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)YN,yn0輔助繞組接成開口三角形JSJB-10100.10.1/3960120200480（注：由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。）電壓互感器型號(hào)如下：JCC5-60型電壓互感器：

39、 JSJB-10型電壓互感器： J-電壓互感器； J-電壓互感器；C-串級(jí)絕緣形式； S-三相 C瓷箱式； J-油浸式；5設(shè)計(jì)序號(hào)； B-帶補(bǔ)償繞組；60-額定電壓（kV）。 10-額定電壓（kV）。7.3.2 電流互感器的選擇電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)電壓等級(jí)和電流互感器安裝處的最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選擇。7.3.2.1 60KV側(cè)電流互感器的選擇（1）根據(jù)電壓等級(jí)和電流互感器安裝處最大長(zhǎng)期工作電流，查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)484頁(yè)，表3-1-1，選用型電流互感器，將型電流互感器安裝于變壓器回路和橋形回路。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-10 LCWD-60型電流互感器參數(shù)型號(hào)次級(jí)組合額定變流比準(zhǔn)確級(jí)次

40、10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)二次負(fù)荷倍數(shù)0.513LCWD-60D/1(300600)/5D0.8301.27515011.2151.24（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選電流互感器滿足要求。7.3.2.2 10KV側(cè)電流互感器的選擇（1）10KV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長(zhǎng)期工作電流和進(jìn)行選擇，經(jīng)查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)，524頁(yè)，表3-1-24和532頁(yè)，表3-1-29，選用型電流互感器用于變壓器和母聯(lián)回路，其額定電流比為。選用型電流互感器用于不同的饋出線上，其額定電流比為。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表7-11 LAJ-1

41、0和LFZ1-10型電流互感器參數(shù)型號(hào)額定電壓（KV）額定變流比次級(jí)組準(zhǔn)確級(jí)10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)倍數(shù)0.513LAJ-10101000/505/D0510125090LFZ1-1010200/505/B050490160（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)型的電流互感器型的電流互感器故兩種電流互感器動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)均合格。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選用的兩種電流互感器滿足要求。7.4避雷器的選擇FZ系列普通閥式避雷器，用于保護(hù)相應(yīng)額定電壓的交流變、配電設(shè)備的絕緣，以免受大氣過(guò)電壓的損害。FS系列避雷器用于保護(hù)配電變壓器和電纜頭等電氣設(shè)備免受大

42、氣過(guò)電壓的損害。避雷器只根據(jù)系統(tǒng)額定電壓進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)變電所60KV側(cè)避雷器選用FZ60型，10KV側(cè)選用FS10型避雷器。表7-12 避雷器的主要參數(shù)型號(hào)額定電壓有效值（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電壓峰值（1.5/20s及1.5/40s）不大于（kV）8/20雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）泄漏或電導(dǎo)電流（A）不小于不大于5kA10kAFZ606010.5140173220227250400600FS101012.7263150475010FZ-60及FS-10避雷器型號(hào)含義：F閥型避雷器；Z電站用；S變電所用；60/10額定電壓（kV）。7.5 高壓開

43、關(guān)柜的選擇635KV高壓開關(guān)柜主要用于635KV的電力系統(tǒng)中，作電能的接受、分配的通、斷和監(jiān)視及保護(hù)之用。選擇高壓開關(guān)柜根據(jù)使用環(huán)境決定選戶內(nèi)還是戶外型。根據(jù)開關(guān)柜數(shù)量的多少和可靠性的要求，確定使用固定式還是手車式開關(guān)柜。固定式開關(guān)柜價(jià)格便宜，對(duì)開關(guān)柜臺(tái)數(shù)少的變電所盡量選用固定式開關(guān)柜。結(jié)合本變電所主接線方案，結(jié)合控制、計(jì)量、保護(hù)、信號(hào)等方面要求選擇10KV側(cè)開關(guān)柜，使設(shè)備的型號(hào)盡量作到統(tǒng)一。10KV側(cè)的所有出線架空線選用一個(gè)型號(hào)的開關(guān)柜。本設(shè)計(jì)初選六種開關(guān)柜，分別為變壓器10KV側(cè)出線回路柜、分段母聯(lián)回路柜、架空出線柜、所用變壓器柜、電壓互感器及避雷器柜、補(bǔ)償電容器柜。7.6母線的選擇母線起匯集和分配電能的作用。35KV及以下變電所的各種高壓配電裝置的母線，主要采用硬母線和軟母線兩種型式，其中硬母線有銅、鋁兩種材料。根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第7頁(yè)第2.3.1條規(guī)定：20KV及以下回路的正常工作電流在4000A及以下時(shí)，宜選用矩形硬導(dǎo)體。矩形導(dǎo)體的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)