XF110kV變電所設(shè)計(jì)

1、PAGE - 60 -PAGE - 61 -XF110kV變電所設(shè)計(jì)摘 要XF 110kV變電所是地區(qū)重要變電所，是電力系統(tǒng)110kV電壓等級(jí)的重要部分。其設(shè)計(jì)分為電氣一次部分和電氣二次部分設(shè)計(jì)。一次部分由說(shuō)明書，計(jì)算書與電氣工程圖組成，說(shuō)明書和計(jì)算書包括二次部分由說(shuō)明書，計(jì)算書與電氣工程圖組成。說(shuō)明書和計(jì)算書包括整體概述;線路保護(hù)的整定計(jì)算；主變壓器的保護(hù)整定計(jì)算；電容器的保護(hù)整定計(jì)算；母線保護(hù)和所用變保護(hù)設(shè)計(jì)。計(jì)算書和電氣工程圖為附錄部分。其中一次部分電氣AutoCAD制圖六張；二次部分為AutoCAD制圖四張。本變電所設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，以鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)電氣工程及

2、其自動(dòng)化專業(yè)的主干課程有一個(gè)較為全面，系統(tǒng)的掌握，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了工程意識(shí)，鍛煉了我獨(dú)立分析和解決電力工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，為未來(lái)的實(shí)際工作奠定了必要的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞 變電所，變壓器，繼電保護(hù)AbstractXF county 110kV substation is an important station in this distract, which is one of the extremely necessary parts of the 110kV network in electric power system.The design of the substation

3、can be separated in two parts: primary part and secondary part of the electric design.The first part consists of specifications, computation book and Electrical engineering drawings about the design. The specifications has several parts which are General analysis of the station, Load analysis, The s

4、election of the main transformer, Layout of configuration, Computation of short circuit; Select of electric devices, Power distribution devices, General design of substation plane and the design of thunderbolt protection.The second part also consists of specifications, computation book and electrica

5、l drawings about the design. Specifications and computation book include following section: General, The evaluation and calculate of line protection, Transformer protection, capacitor protection, Bus protection and Self-using transformer protection.Computation book, Electrical engineering drawings a

6、nd catalogue of drawings are attached in the end. There are ten drawings total, in which four are prepared by hand, others are prepared by computer in which installed the software electrical AutoCAD. From other view, it also can be classified as first part and second part.This is a design of substat

7、ion for graduation design test. It can strengthen our specified knowledge. Key Words substation, transformer, relay protection1.1 引言電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)，變壓器，輸電線路，用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的

8、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。1.2 我國(guó)目前電力工業(yè)的發(fā)展方針我國(guó)目前電力工業(yè)的發(fā)展方針是：1) 在發(fā)展能源工業(yè)的基本方針指導(dǎo)下發(fā)展電力工業(yè)。2) 電力工業(yè)發(fā)展速度必須與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相適應(yīng)。3) 發(fā)揮水電優(yōu)勢(shì)，加快水電建設(shè)。4) 建設(shè)大型礦口電廠，搞好煤、電、運(yùn)平衡。5) 在煤，水能源缺乏地區(qū)，有重點(diǎn)有步驟地建設(shè)核電廠。6) 政企分開(kāi)，省為實(shí)體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電。7) 因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用

9、，講求利益。8) 節(jié)約能源，降低消耗。9) 重視環(huán)境保護(hù)，積極防止對(duì)環(huán)境的污染。變電所是聯(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。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：1) 樞紐變電所 位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330500kV的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。2) 中間變電所 高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集23個(gè)電源，電壓為220330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)赜秒?，這樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。3)

10、 地區(qū)變電所 高壓側(cè)一般為110220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中供電。4) 終端變電所 在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。這種保護(hù)裝置直到目前為止，大多是由單個(gè)繼電器或繼電

11、器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。在電子式靜態(tài)保護(hù)裝置和數(shù)字式保護(hù)裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器以被電子元件或計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電業(yè)部門常用繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)或由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞，則指各種具體的裝置。我國(guó)電力工業(yè)自動(dòng)化水平正在逐年提高。20 MW及以上大型機(jī)組以采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電所以裝設(shè)微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，有些已實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。迄今，我國(guó)電力工業(yè)已進(jìn)入了大機(jī)組，大電廠，大電力系統(tǒng)，高電壓和高自動(dòng)化的新階段。國(guó)家方針、政策、技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國(guó)家實(shí)際情況、結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)則，是

12、把科學(xué)、技術(shù)總結(jié)成條理化，也是長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，在進(jìn)行論證分析階段，更應(yīng)辯證的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能達(dá)到先進(jìn)性與可行性。1.3 本次的主要任務(wù)本所的設(shè)計(jì)是在國(guó)家和地方的規(guī)劃下進(jìn)行的，是以設(shè)計(jì)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)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資、就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性。本所的設(shè)計(jì)包括電氣一次系統(tǒng)和電氣二次系統(tǒng)中的主要部分。變電站設(shè)計(jì)以實(shí)際工程技術(shù)水平為基礎(chǔ)，以虛擬的變電站資料為背景，從原始資料的分析做起，內(nèi)容涵蓋發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、繼

13、電保護(hù)原理等電氣工程及其自動(dòng)化本科教育期間的主要專業(yè)課。通過(guò)設(shè)計(jì)，使學(xué)生將書本上的知識(shí)融入到工程設(shè)計(jì)的實(shí)際運(yùn)用之中。拉近了理論與實(shí)際的距離，同時(shí)也為今后走向工作崗位奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，初步體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)的精髓內(nèi)容，如根據(jù)規(guī)程選擇方案、用對(duì)比的方法對(duì)方案評(píng)價(jià)等。教會(huì)了我們?cè)诠こ讨羞\(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了我們用實(shí)際工程的思維方法去分析和解決問(wèn)題的能力。2 變電所總體設(shè)計(jì)及電力系統(tǒng)分析2.1 變電所設(shè)計(jì)程序、內(nèi)容2.1.1 設(shè)計(jì)原則進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)時(shí)須遵照變電所設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的原則。根據(jù)3510kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范要求：第1.0.3條 變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程的510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)近

14、結(jié)合、以近為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)景發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。第1.0.4條 變電所的設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案。第1.0.4條 變電所的設(shè)計(jì)，必須節(jié)約用地的原則。2.1.2 設(shè)計(jì)程序XF110kV變電所為一個(gè)地區(qū)變電所，是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。變電所的布局是省、市、區(qū)經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃定下的，上級(jí)機(jī)關(guān)針對(duì)工農(nóng)業(yè)、電力發(fā)展情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，論述建站的必要性、建在何處、建站的規(guī)模（主變?nèi)萘俊⒏骷?jí)電壓出線回路）等，根據(jù)規(guī)劃給設(shè)計(jì)部門下達(dá)任務(wù)書，設(shè)計(jì)部門只有接到任務(wù)書以后方可開(kāi)始設(shè)計(jì)。2.1.3 初步設(shè)計(jì)任務(wù)初步

15、設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定方案，并為建站物資的定貨提供依據(jù)。國(guó)家規(guī)定，只有當(dāng)初步設(shè)計(jì)被批準(zhǔn)以后才能向供應(yīng)部門提出訂貨要求。因?yàn)槌醪皆O(shè)計(jì)只解決方案問(wèn)題，所以不要做得很詳細(xì)，一個(gè)變電所的初設(shè)包含的內(nèi)容有：說(shuō)明書、計(jì)算書、圖紙、工程概算、審計(jì)。2.1.4 施工設(shè)計(jì)內(nèi)容初步設(shè)計(jì)完成以后經(jīng)過(guò)上級(jí)部門批準(zhǔn)就可以著手進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。并不是施工設(shè)計(jì)階段不能更改初步設(shè)計(jì)的方案，恰恰相反，施工設(shè)計(jì)階段根據(jù)情況的變化，如定貨情況或某些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)提高了，可以對(duì)初步設(shè)計(jì)作一些局部性修改，進(jìn)一步完善初步設(shè)計(jì)。施工設(shè)計(jì)是施工的依據(jù)，重點(diǎn)表達(dá)施工的情況，要繪制大量圖紙（幾百?gòu)垼瑸楣ぷ鞣奖銘?yīng)分成卷冊(cè)出圖。2.1.5 對(duì)變電所的設(shè)計(jì)要

16、求 1) 貫徹國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針政策。2) 節(jié)約用地，不占良田、少占農(nóng)田。3) 技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量。4) 積極推廣新技術(shù)，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)產(chǎn)設(shè)備。5) 要考慮發(fā)展，按510年規(guī)劃設(shè)計(jì)。6) 樹(shù)立便于施工、運(yùn)行、檢修等全面觀點(diǎn)。2.2 變電所設(shè)計(jì)目的與任務(wù)畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要環(huán)節(jié)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)變電所設(shè)計(jì)實(shí)踐，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，貫徹執(zhí)行我國(guó)電力工業(yè)有關(guān)方針政策，理論聯(lián)系實(shí)踐，鍛煉獨(dú)立分析和解決電力工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，為未來(lái)的實(shí)際工作奠定必要的基礎(chǔ)。2.3 設(shè)計(jì)進(jìn)行方式與注意事項(xiàng)實(shí)際的變電所工程設(shè)計(jì)，大體需要經(jīng)過(guò)建所必要性、可行性論證、所址選擇、初步設(shè)

17、計(jì)、施工設(shè)計(jì)等主要階段。施工設(shè)計(jì)工作量大，專業(yè)分析細(xì)，設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間有限，又要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立工作，顯然不能以實(shí)際工程設(shè)計(jì)的方式去完成全部工作。因此，就畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，則偏重于教學(xué)培養(yǎng)的要求，并適當(dāng)兼顧實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)。學(xué)生應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真、踏踏實(shí)實(shí)的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，努力提高思想水平和業(yè)務(wù)能力，全面完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)。1) 畢業(yè)實(shí)習(xí)：它既是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，又是畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備階段。學(xué)生既應(yīng)完成實(shí)習(xí)計(jì)劃的要求，又應(yīng)根據(jù)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，注意主動(dòng)收集有關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)資料，積累設(shè)計(jì)素。2) 畢業(yè)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)應(yīng)深入研讀設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)書，學(xué)習(xí)有關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容要求與方法步驟。安排好

18、工作計(jì)劃，力求做到統(tǒng)籌全局、心中有數(shù)。防止前松后緊、顧此失彼。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)培養(yǎng)查用資料，分析評(píng)論、計(jì)算、繪圖及獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。在確定階段性的方案時(shí)，應(yīng)及時(shí)與指導(dǎo)教師交換意見(jiàn)。既要防止埋頭單干、主觀片面，又力戒事事依賴教師，禁止相互抄襲或代做。每項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成后，應(yīng)及時(shí)整理好計(jì)算書、說(shuō)明書初稿，畫好有關(guān)草圖，以免遺忘、散失或積壓成堆。設(shè)計(jì)結(jié)束前，應(yīng)畫好指定的正式圖紙，編寫好正式的設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書，裝訂成冊(cè)，按規(guī)定日期呈教指導(dǎo)教師幾答辯委員會(huì)審閱。3) 答辯：回顧與總結(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)程及成果，準(zhǔn)備答辯提綱，按時(shí)參加答辯。2.4 電力系統(tǒng)分析XF110kV變電所位于近郊區(qū)，向市區(qū)工業(yè)區(qū)、生活

19、及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)用戶供電。由系統(tǒng)S1、系統(tǒng)S2、系統(tǒng)S3向XF市供電，XF市變電所的建立可使系統(tǒng)S1和系統(tǒng)S2、系統(tǒng)S3銜接起來(lái)，構(gòu)成地區(qū)間的環(huán)網(wǎng)供電，不僅提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性而且保證了供電可靠性。S1的容量為1500MVA，S2容量為200MVA，S3容量為900MVA。XF市變電所變電壓等級(jí)為110/35/10kV，是以向地區(qū)供電為主的變電所,全所停電后將對(duì)該區(qū)中斷供電。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程第1.0.2條 規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)在國(guó)家計(jì)劃經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)下，在審議后的中期、長(zhǎng)期電力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進(jìn)一步研究并提出系統(tǒng)的具體發(fā)展方案；應(yīng)合理利用能源，節(jié)約能源；合理布局電源網(wǎng)絡(luò)，使發(fā)、

20、輸、變電及無(wú)功建設(shè)配套協(xié)調(diào)，并為系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及下一級(jí)電壓的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等創(chuàng)造條件；設(shè)計(jì)方案應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、過(guò)度方便、運(yùn)行靈活、切實(shí)可行，以經(jīng)濟(jì)、可靠、質(zhì)量合格和充足的電能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門于人民生活不斷增長(zhǎng)的需要。2.5 變電所總體分析2.5.1 建站規(guī)模110kV近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；35kV近期3回，遠(yuǎn)景發(fā)展1回；10kV 近期10回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回。2.5.2 所址概況與所址條件1) 所址概況所處地區(qū)地勢(shì)平坦，海拔高度為200m，交通方便，周圍空氣無(wú)污染，年最高氣溫+40，年最低氣溫-20，年平均氣溫+15, 最熱月平均最高溫度+32。最大風(fēng)速25m/s,最大覆冰厚度b

21、10mm。土壤熱阻系數(shù)120.cm/W，土溫+20。2) 所址條件依據(jù)35110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范第2.0.1條，變電站所址的選擇，根據(jù)下列要求綜合考慮確定：1) 靠近負(fù)荷中心。2) 節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。3) 與鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線和電纜線路的引入和引出。4) 交通運(yùn)輸方便。5) 具有適應(yīng)地形，地貌，地址條件。XF市110kV變電站所址在市區(qū)東郊，臨近公路，交通方便，地價(jià)相對(duì)較便宜，是供地方用電的地區(qū)變電站。在建站時(shí)應(yīng)遵循節(jié)約用地，少占良田的原則，可建成中型規(guī)模變電站。2.6 負(fù)荷分析2.6.1 負(fù)荷資料XF110kV變電站位于近郊區(qū)，有2條110kV線路

22、同系統(tǒng)聯(lián)系。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷資料：表2.1 負(fù)荷表電壓等級(jí)負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（MW）cos重要負(fù)荷所占比例（）線路長(zhǎng)度（km）Tmax近遠(yuǎn)110kV機(jī)械廠13150.845205000市甲線10180.835155000備用110備用21335kV農(nóng)機(jī)廠230.8535185000水泥廠545105500鐵礦廠1.520.8555134000備用2.510kV市區(qū)22.50.80353.55500玻璃廠1.520.80354.55000機(jī)修廠11.50.803534000針織廠1.520.804525500紡織廠5451.54000棉紡廠1.520

23、.723534500農(nóng)機(jī)廠1.520.784523500醫(yī)院5351.54000服裝廠110.783523500制藥廠1.520.754513500備用11.5備用 負(fù)荷的分類與重要性一類負(fù)荷: 對(duì)供電要求最高，要求不斷電或可極短時(shí)間斷電。必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源斷開(kāi)后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；二類負(fù)荷: 對(duì)供電要求較高，要求基本不斷電或可短時(shí)間斷電。一般要有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源斷開(kāi)后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷不間斷供電；三類負(fù)荷: 對(duì)供電要求相對(duì)較低，可為一、二類負(fù)荷的緊急用電讓路。對(duì)三級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電

24、。3 主變選擇與主接線設(shè)計(jì)3.1 主變的選擇依據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)1第五章，發(fā)電廠電氣部分第二章第3節(jié)，35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范第二章第1節(jié)，電力技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范第三章等進(jìn)行技術(shù)選擇。3.1.1 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇容量選擇原則 1) 主變?nèi)萘窟x擇一般按變電所建成以后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年發(fā)展。對(duì)城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 2) 根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。?duì)有重要負(fù)荷變電所考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變應(yīng)能保證其余負(fù)荷的60%。3) 同

25、級(jí)電壓的單臺(tái)降壓容量的級(jí)別不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。臺(tái)數(shù)選擇原則 1) 對(duì)大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變。2) 對(duì)地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺(tái)主變。3) 對(duì)規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。容量選擇計(jì)算選擇條件: nSeSjs SeSjs總/n=34.722/2=17.361 MVA 負(fù)荷計(jì)算: 35kV和10kV負(fù)荷的同時(shí)率Kt分別取0.9和0.8三繞組變壓器時(shí)：Sjs=Kt（Sjs中+Sjs低）根據(jù)任務(wù)書的負(fù)荷資料，遠(yuǎn)期計(jì)算負(fù)荷：Sjs遠(yuǎn)中K

26、t（Simax）（+）=0.913.125 (1+5) 12.403(MVA)Sjs遠(yuǎn)低 Kt（Simax）（+）=0.826.57 (1+5) 22.319(MVA)綜上Sjs遠(yuǎn)Sjs中Sjs低 12.403+22.31934.722(MVA)遠(yuǎn)期重要負(fù)荷：Sjs遠(yuǎn)中重5.47(MVA)Sjs遠(yuǎn)低重8.77(MVA)Sjs遠(yuǎn)重Sjs中重Sjs低重=14.24(MVA)校驗(yàn)條件: (n-1)Se0.6 Sjs遠(yuǎn) 或 (n-1)SeSjs遠(yuǎn)重 (2-1)Se0.6*34.722 Se20.833MVA綜上選擇容量為31.5MVA的主變兩臺(tái)。3.1.2 主變型號(hào)的選擇1) 相數(shù)選擇依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)

27、手冊(cè)（電氣一部分）第52節(jié)主變形式的選擇，依據(jù)的原則：當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。依據(jù)以上原則：XF110kV變電所宜選用三相變壓器。2) 繞組數(shù)量和連接方式的選擇依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定指出：第2.1.4條 在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如通過(guò)各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。第2.2.4條 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有和型兩種。高中低三側(cè)繞組如何組合，要根據(jù)具體工程來(lái)定。我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用0連接，35kV亦采用型，其中性點(diǎn)通過(guò)

28、消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。XF110kV變電站電壓等級(jí)為110/35/10kV，接線方式采用YN/Yn0/D接線方式。3) 主變阻抗及調(diào)壓方式選擇(1) 主變阻抗的選擇根據(jù) 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。主變阻抗選擇原則：各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無(wú)功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方

29、面進(jìn)行綜合考慮；對(duì)普通三繞組變，目前有“升壓型”和“降壓型”兩種，“升壓型”繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外為中、低、高。所以高、中側(cè)阻抗最大；“降壓型”依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。綜上，選擇“降壓型”結(jié)構(gòu)的變壓器，繞組的排列順序?yàn)樽澡F芯向外依次為低，中，高。高，低壓側(cè)的阻抗最大。(2) 調(diào)壓方式的選擇 為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓方式有兩種，一種稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在22.5%以內(nèi)；另一種成為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，在下例情況下選用：接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì)量，要求母線電壓恒

30、定時(shí)，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變壓器分接頭質(zhì)量。所以選用有載調(diào)壓。4) 主變?nèi)萘勘葘?duì)于110kV電壓級(jí)的系統(tǒng)，為使各繞組能夠充分利用，可選用100/50/100。5) 冷卻方式 對(duì)110kV電壓級(jí)采用自然風(fēng)冷卻，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。6) 各側(cè)額定端電壓的選擇 變壓器110kV側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備與線路額定電壓相等；35kV側(cè)向負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)二次側(cè)。電壓較額定電壓高5%；而10kV側(cè)要考慮負(fù)荷，線路損耗以及無(wú)功補(bǔ)償?shù)纫蛩?，所以電壓等?jí)為110/38.5/11。7) 絕緣方式的選擇在110kV及以上的中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

31、中，為了減小單相接地時(shí)的短路電流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問(wèn)題。110kV側(cè)采用分級(jí)絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。35kV及10kV側(cè)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點(diǎn)都采用全絕緣。查電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇SFSZ331500/110型變壓器。 11081.25% 38.5 10.5U12=10.5 U13=18 U23=6.53.2 電氣主接線設(shè)計(jì)3.2.1 應(yīng)滿足的基本要求變電所的主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)性的基本要求，當(dāng)滿足以上要時(shí)變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。3.2.

32、1.1 可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù),保證供電的可靠性是電氣主接線的最基本要求，對(duì)于本設(shè)計(jì)，年最大使用時(shí)間在5000小時(shí)以上，且主要是對(duì)1，2類負(fù)荷供電，必須采用供電可靠的主接線形式，且保證有兩路電源供電，電氣主接線由電氣設(shè)備組成, 電氣設(shè)備本身的質(zhì)量及可靠程度直接影響著主接線的可靠性，綜合考慮，應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮：因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少，影響范圍越小，停電時(shí)間越短，主接線的可靠性程度越高；供電可靠性準(zhǔn)則：連續(xù)性供電，同時(shí)保證電壓頻率在規(guī)定范圍內(nèi)；通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾個(gè)方面考慮：1) 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；2) 線路斷路器或母線故障時(shí)，以及母線或

33、母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)、類用戶的供電；3) 發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性；4) 大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素。 靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài),要能靈活地投、切某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，又能在事故檢測(cè)及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 經(jīng)濟(jì)性主接線應(yīng)在滿足可靠性也靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)以以下幾個(gè)方面考慮： 節(jié)約投資，主接線應(yīng)簡(jiǎn)單，清晰，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器的數(shù)量,，適當(dāng)采用限制短路電流的措施,以便選用低廉的電器或輕型的電器，

34、二次控制與保護(hù)，不應(yīng)過(guò)于復(fù)雜。以便利于運(yùn)行和節(jié)約二次設(shè)備及電纜的投資。 電能損耗小，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器形式，容量和臺(tái)數(shù)盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 占地面積小，節(jié)約材料，包括建筑材料和投資材料。 可擴(kuò)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地，不僅要考慮最終接線狀況，還要考慮到從初期接線過(guò)度到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下完成過(guò)度方案的實(shí)施，使改造工作量最少。 3.2.2 變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本問(wèn)題 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用該變電所是地區(qū)變壓器，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，具有

35、重要的作用，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行破壞，造成巨大損失，為此，其電氣主接線應(yīng)采用供電可靠性高的接線形式。 負(fù)荷性質(zhì)35kV，10kV側(cè)都有較高比例的、類負(fù)荷 應(yīng)采用較可靠的接線形式或雙回供電。 電壓等級(jí)及出線回路數(shù)電壓等級(jí)： 110/35/10kV線路回?cái)?shù)： 110kV 近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；35kV 近期3回，遠(yuǎn)景發(fā)展1回；10kV 近期10回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回。 主要電氣設(shè)備特點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)可以用拆卸比較方便的小車開(kāi)關(guān)，它在10kV中使用，可以使占地面積小。 配電裝置選型規(guī)范第1.0.4條：配電裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)規(guī)律和發(fā)展規(guī)劃，做到

36、遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，并適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能；第1.0.5條：配電裝置的設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。配電裝置可分為屋內(nèi)和屋外型，屋外型又分為中型、半高型、高型，屋內(nèi)型又分為單層、兩層、三層。 所址條件如前面所述。3.2.3 各電壓級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì) 高、中、低各等級(jí)的接線形式單母線分段適用于 610kV 2臺(tái)主變， 35kV 出線38回， 110kV 出線35回。由已知出線回?cái)?shù)可知，110kV、35kV、10kV都可選用單母線分段接線。 設(shè)置旁路母線的原則 110kV 優(yōu)先采用簡(jiǎn)易旁母（分段斷路器兼旁路斷路器）當(dāng)它出線大于6回時(shí)，可設(shè)專用旁路斷路器。

37、35kV 一般不用旁路母線 610kV 當(dāng)不允許停電檢修D(zhuǎn)L時(shí)可設(shè)旁路母線，而且一般用專用旁路斷路器，它一般不設(shè)旁路母線。 635kV 配電裝置采用手車式高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。 對(duì)初步方案的提示110kV：可用單母線分段（室內(nèi)、外）和單母線分段帶旁母（室外H或h） 選用室外H；35kV：可用單母線分段（室內(nèi)、外）和單母線分段帶旁母（簡(jiǎn)易旁路）（室外）；610kV：可用單母線分段（專用旁路斷路器，一般用固定式的開(kāi)關(guān)柜：GG1A(F)）或單母線分段（手車式開(kāi)關(guān)柜：JYN210），一般都是室內(nèi)。詳見(jiàn)下表：表3.1 設(shè)計(jì)方案對(duì)比方案方案一方案二110kV接線名稱單母線分段單母線

38、分段帶旁母可靠性簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，設(shè)備本身故障小。線路斷路器檢修故障時(shí)，該線路停電；任意母線母隔檢修時(shí)，僅停檢修段；任一段母線故障，僅停故障段。當(dāng)母線斷路器檢修，可能造成兩段母線分列運(yùn)行?？煽啃愿撸?dāng)接線復(fù)雜，無(wú)論檢修母線或設(shè)備均可使線路不停電。當(dāng)母線斷路器檢修，兩段母線不分列運(yùn)行。靈活性可以提高供電的靈活性,對(duì)重要用戶可以從不同的段引出饋線線路,有兩個(gè)電源供電.運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，但靈活性高。各個(gè)電源和負(fù)荷可以任意分配到某一母線上可組成多種運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)性投資少，年費(fèi)用小，占地面積小。投資高，年費(fèi)用大，占地面積大?？蓴U(kuò)性便于擴(kuò)建和發(fā)展。便于擴(kuò)建和發(fā)展。35kV接線名稱單母線分段單母線分段帶旁母可靠性

39、見(jiàn)110kV見(jiàn)110kV靈活性經(jīng)濟(jì)性10kV接線名稱單母線分段單母線分段帶旁母可靠性可靠性相對(duì)較差。母線檢修設(shè)備檢修故障，該線路停電；母線斷路器檢修可能造成兩段母線分列運(yùn)行。可靠性高，任一母線檢修，設(shè)備檢修都不停電；任一母線斷路器故障短時(shí)停電。靈活性手車開(kāi)關(guān)柜靈活，簡(jiǎn)單，操作方便。運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，靈活性不高。經(jīng)濟(jì)性投資少，年費(fèi)用小，占地面積小。投資高，年費(fèi)用大，占地面積大?？蓴U(kuò)性便于擴(kuò)建和發(fā)展便于擴(kuò)建和發(fā)展綜上：110kV可選用單母線分段帶旁母；35kV可選用單母線分段，室內(nèi)；10kV可選用單母線分段，手車開(kāi)關(guān)柜。3.2.4 所用變?cè)O(shè)計(jì) 所用電源數(shù)量的確定 規(guī)范第3.3.1條 在有

40、兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同可互為備用的所用變壓器，如能從變電所外引入一個(gè)可靠的低壓備用電源時(shí)才可裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器。該所用電選用兩臺(tái)相同所用變壓器。 所用電源引接方式高壓廠用電源： = 1 * GB2 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)由各母線段引接； = 2 * GB2 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器成單元相接時(shí)，由住變壓器低壓側(cè)引接； = 3 * GB2 當(dāng)兼有發(fā)電機(jī)電壓母線和單元接線機(jī)組時(shí)：一般由廠用母線上引接當(dāng)無(wú)高壓廠用母線段時(shí)，可從發(fā)電機(jī)主母線或發(fā)電機(jī)出口接線。或按爐分段的低壓廠用母線，其工作變壓器應(yīng)由對(duì)應(yīng)的高壓廠用母線供電。 所用變壓器的選擇型號(hào)：S650/1

41、0型低損耗變壓器臺(tái)數(shù)：2臺(tái)容量：換算系數(shù)法 Se K1P1+P2 本設(shè)計(jì)中Se取50kVA其中K1=0.85 P1=45.4 P2=10 3.2.5 主變中性點(diǎn)接地方式設(shè)計(jì)110kV 側(cè)中性點(diǎn)直接接地，兩臺(tái)主變壓器一臺(tái)接地，一臺(tái)不接地，以為零序平衡。6-35kV采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地。當(dāng)單相接地電容電流Ic30A (6-10kV)10A(35kV)時(shí)采用消弧線圈接地Ic的計(jì)算方法：a.架空線路的電容電流 Ic=（2.7-3.3）UNL10-3(A)式中L線路總長(zhǎng)度 UN電網(wǎng)額定電壓2.7系數(shù)，適用于無(wú)架空地線的情況3.3系數(shù)，適用于架空地線的情況b.電纜線路的電容電流Ic=0.1UN

42、L(A)c.變電所母線增加的Ic值電網(wǎng)電壓 6 10 35Ic% 18% 16% 13%在本設(shè)計(jì)中35kV 側(cè)均采用架空線路都為無(wú)架空地線架空線路的電容電流：Ic=2.735(18+10+13+18)10-3=5.576(A)Ic= Ic+Ic =5.5761.13=6.3 (A) 30(A) 故10kV側(cè)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的接線方式 消弧線圈選擇：過(guò)補(bǔ)償：Il Ic Q=1.35 Ic UN /=289（kVA）,故選XDJ-300/103.2.6 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量確定原則：依據(jù)電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范第1.0.3條，電容器裝置的總?cè)萘繎?yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃設(shè)計(jì)，調(diào)相調(diào)壓計(jì)算及技

43、術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，對(duì)于35110kV變電所中電容器裝置的總?cè)萘?，按照無(wú)功功率就近平衡的原則或可按主變?nèi)萘康?5%考慮。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x配電站裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主變目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，并聯(lián)電容器裝置向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無(wú)功以補(bǔ)償多余的感性無(wú)功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓質(zhì)量對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)保證用戶的安全用電和產(chǎn)品質(zhì)量是非常重要的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，用戶消耗的無(wú)功功率是它有功功率的50%100%。同時(shí)，電力系統(tǒng)本身消耗的無(wú)功功率也很大。在變壓器和高壓輸電線路上消耗的無(wú)功功率可以達(dá)到用戶的25%75%，無(wú)功功率不足，將造成電壓的下降，

44、電能損耗增大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，所以電力系統(tǒng)的無(wú)功電源和無(wú)功功率必須平衡，系統(tǒng)的無(wú)功功率不僅靠發(fā)電機(jī)供給，而且調(diào)相機(jī)并聯(lián)電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償可以采用分散補(bǔ)償?shù)姆绞?，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷主要是感性功率，所以具體無(wú)功補(bǔ)償就是高壓網(wǎng)上的低壓側(cè)并聯(lián)電容器，利用階梯式調(diào)節(jié)的容性無(wú)功補(bǔ)償感性無(wú)功，所以無(wú)功補(bǔ)償意義為：補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗，補(bǔ)償高壓網(wǎng)的無(wú)功缺額。 無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程第1.0.3條規(guī)定“電容器裝置的總?cè)萘繎?yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)相調(diào)壓計(jì)算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。對(duì)35-110kV變電所中的電容器總?cè)萘?，按無(wú)功功率就地平衡的原則，可按主變?nèi)萘康?0-3

45、0%考慮?！币话闳≈髯兊?5%，在6-10kV兩段母線上安裝。 電容器及接線方式的選擇電容器的接線方式有三角型和星型接線方式，選擇不同的接線方式電容器額定電壓不同，一般采用雙星型接線方式，所以它們型號(hào)為容量1W。對(duì)于110變電所一般都建有專門的電容器室，所以應(yīng)選擇室內(nèi)的即容量1W。1) 無(wú)功補(bǔ)償方法：高壓集中補(bǔ)償和低壓分散補(bǔ)償2) 并聯(lián)電容器的接線：有星形和雙星形,采用雙星形3) 并聯(lián)電容器的選擇：a.容量：主變?nèi)萘康?0%-30%兩臺(tái)主變的容量為231.5MVA，取15%電容器的容量Qc綜為4725（kVar）b.臺(tái)數(shù)：n=Qc總/Qc單單星形取3的倍數(shù)雙星形取6的倍數(shù) Qc總

46、為4725（kVar）, Qc單 為100 （kVar）N=4725/100=47.25. 取48，兩臺(tái)96個(gè)。c.型號(hào)：選用BWF211/-100-1W Y接，雙Y接取相電壓10/kV。4 短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會(huì)增加投資，甚至?xí)蜷_(kāi)斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考濾限制Id的措施，即而需要計(jì)算Id。短路電流計(jì)算的一般規(guī)定：為了所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定

47、的時(shí)期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應(yīng)對(duì)不同點(diǎn)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。短路電流計(jì)算應(yīng)包括以下規(guī)定：驗(yàn)算導(dǎo)體的穩(wěn)定性和電器的動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流的能力，應(yīng)按本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量來(lái)計(jì)算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10發(fā)展規(guī)劃（一般應(yīng)按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時(shí)應(yīng)按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按照僅在切換時(shí)過(guò)程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。選擇導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)，對(duì)帶電抗器6-10kV

48、出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開(kāi)關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器之前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)的出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。4.2 短路電流計(jì)算的方法對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的短路電流，從50年代以來(lái)，我國(guó)電力部門曾長(zhǎng)期采用從前蘇聯(lián)引進(jìn)的一種運(yùn)算曲線來(lái)計(jì)算任意時(shí)刻的短路電流。所謂運(yùn)算曲線，是按我國(guó)電力系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)得到汽輪發(fā)電機(jī)的參數(shù)，逐個(gè)計(jì)算在不同阻抗條件下，某時(shí)刻t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平

49、均值，作為運(yùn)行曲線在某時(shí)刻t和計(jì)算電抗Xjs情況下的短路電流值。運(yùn)算曲線包括兩種方法，即同一變化法和個(gè)別變化法。4.3 短路電流計(jì)算結(jié)果表4-1 短路電流計(jì)算結(jié)果表電壓短路點(diǎn)I”（kA）I（kA）Icj（kA）110 kVd13.843.849.835 kVd25.155.1513.1310 kVd313.4213.4234.22短路電流計(jì)算過(guò)程附錄計(jì)算書5 電氣設(shè)備選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的任務(wù)5.1.1 導(dǎo)體和絕緣子導(dǎo)體的選擇主要有：各電壓級(jí)的匯流母線，主變引下線，出線以及各電壓級(jí)的絕緣子。常用導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋁合金。銅的電阻率低，強(qiáng)度大，抗腐蝕性較強(qiáng)，是很好的導(dǎo)體材料。但它的用途廣，且

50、我國(guó)銅的儲(chǔ)量不多，價(jià)高，因此銅導(dǎo)體只用在持續(xù)工作電流大，且出線位置特別狹窄或污穢對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)同腐蝕較弱的場(chǎng)合。鋁的電阻率為銅的1.72倍,但密度只有銅的30%，我國(guó)鋁的儲(chǔ)量豐富，價(jià)廉。因此采用鋁或鋁合金材料作為導(dǎo)體材料.常用的硬導(dǎo)體截面有矩形,槽型和管型.常用的軟導(dǎo)體有鋼芯鋁絞線,組合導(dǎo)線,分裂導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線,或者多用于330kV及以上的配電裝置.絕緣子：架空線路使用的絕緣子分針式和懸式兩種.針式絕緣子使用在電壓不超過(guò)35kV及以上線路上.懸式絕緣子是成串使用的絕緣子,用于電壓為35kV及以上的線路上。近年來(lái),架空線路上瓷橫擔(dān)的使用已日益廣泛.這是一種兩端為金屬,中間為瓷質(zhì),能同時(shí)起絕緣

51、子的絕緣作用和橫擔(dān)的支持作用的元件.它的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約材料消耗和投資,就地取材且制造工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行安全,維護(hù)方便;缺點(diǎn)則是機(jī)械抗彎強(qiáng)度低。5.1.2 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，以及相應(yīng)的隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)柜的選擇及其一次接線的編號(hào)。高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無(wú)故障部分能正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。隔離開(kāi)關(guān)，在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離。在倒閘操作時(shí)，投入備用母線

52、或旁路母線以改變運(yùn)行方式，配合斷路器完成操作，同時(shí)隔離開(kāi)關(guān)還可以用來(lái)分合小電流。電流互感器和電壓互感器，就是將一次回路的大電流或大電壓轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的二次測(cè)的低電流和低電壓,以保證設(shè)備和人身安全。穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種，前者用于635kV系統(tǒng)，后者用于60500kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。5.2 電氣設(shè)備選擇的原則 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則：根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86第1.1.2條規(guī)定：1) 力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。2) 滿足正常運(yùn)行，檢修，短路，過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。3) 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校準(zhǔn)。4) 選擇的導(dǎo)體品種不宜過(guò)多。5) 應(yīng)與整個(gè)工程建

53、設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6) 選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的技術(shù)條件： 在選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備是都是按照正常條件選定，按照短路條件校驗(yàn)。1) 按照長(zhǎng)期工作條件選擇：導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇技術(shù)規(guī)定第1.1.3條規(guī)定：選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的持續(xù)工作電流，用公式表示如下：UalmUsm 式中 Ualm電器的最高工作電壓，取1.15 UN Usm電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，取1.1 UNS實(shí)際上當(dāng)滿足UNUNS時(shí)即可滿足上述要求。導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇技術(shù)規(guī)定第1.1.4條規(guī)定：選用的導(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(kāi)關(guān)斷

54、路器沒(méi)有連續(xù)過(guò)載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能的持續(xù)工作電流的要求。用公式表示為： 在選擇導(dǎo)體時(shí)： IalImax 在選擇電器時(shí)： INImax式中 Ial導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流 IN導(dǎo)體的額定電流 Imax在各種合理運(yùn)行方式下最大持續(xù)工作電流 在斷路器、隔離開(kāi)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(guò)交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱GB76374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)境溫度每增高1，減少額定電流1.8%；但使用在環(huán)境溫度低于+40時(shí)，環(huán)境溫度每降低1，增加額定電流0.5%，但其最大過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)額定電流的20%

55、。2) 按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體 按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使得年計(jì)算費(fèi)用最低。對(duì)應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax ，將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度J，導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面S = Imax / J 上式中Imax正常工作時(shí)的最大持續(xù)電流。根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程第2.1.6條規(guī)定，除配電裝置的匯流母線以外較長(zhǎng)導(dǎo)體的截面應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇，選擇后應(yīng)按照長(zhǎng)期發(fā)熱來(lái)校驗(yàn)。根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程第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)，宜選用矩形導(dǎo)體，在40008000A時(shí)，宜選用槽形導(dǎo)體。110kV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采

56、用硬導(dǎo)體時(shí)，宜用鋁合金管形導(dǎo)體，也可選用軟導(dǎo)體，如鋼芯鋁鉸線，組合導(dǎo)線等。3) 電氣設(shè)備的型式選擇導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程第2.1.3條規(guī)定載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料。下列場(chǎng)所可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體：持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線端部或采用硬鋁導(dǎo)體穿套管有困難的。污穢對(duì)銅腐蝕輕微，而對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所。斷路器：按照電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)P237高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定選擇斷路器。隔離開(kāi)關(guān)：根據(jù)發(fā)電廠電氣部分附表7選擇隔離開(kāi)關(guān)。電壓互感器：依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定：電壓

57、互感器的配置與數(shù)量和配置，主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量，保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。6-220kV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。根據(jù)技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86：第10.0.1條：電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)回路電壓二次電壓二次負(fù)荷準(zhǔn)確度等級(jí)繼電保護(hù)及測(cè)量的要求第10.0.3條：電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇： 3-20kV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，

58、也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。 35kV配電裝置宜采用電磁式電壓互感器。 110kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。第10.0.7條：用于中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。第11.0.7條：屋外絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子，屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí)，采用懸掛式支柱絕緣子。屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子。第11.0.8條：屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管，對(duì)于母線型穿墻套管應(yīng)校核窗口允許穿過(guò)的母線尺寸。5.3 電氣設(shè)備選擇一覽表 表5.1

59、 導(dǎo)體選擇結(jié)果項(xiàng)目電壓等級(jí)主母線截面（mm2）載流量（A）備注110kVLGJ-300300690鋼芯鋁絞線35kV50*5250671矩形鋁母10kV80*86402355矩形鋁母(三條平放)表5.2 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果設(shè)備項(xiàng)目斷路器隔離開(kāi)關(guān)110kV出線LW6-110GW110110kV分段LW6-110GW110110kV主變引下線LW6-110GW11035kV出線SW3-35GN1-35/60035kV分段SN10-35GN1-35/60035kV主變引下線SN10-35GN1-35/60010kV出線SN10-10GN2-10/200010kV分段SN10-10GN2-10/

60、300010kV主變引下線SN10-10GN2-10/300010kV為室內(nèi)小車，所以，只需選取110kV和35kV級(jí)所在隔離開(kāi)關(guān)。表5.3 電壓互感器與電流互感器電壓等級(jí)設(shè)備類型110kV35kV10kV電壓互感器YDR-110JDX-35JDJJ-10分段電流互感器LCWB4-1102X75/5LCW6-35400/5LAJ-101500/5出線電流互感器LCWB6-1102X75/5LCW6-35100/5LAJ-10 200/5（注）主變引下線電流互感器LCWB6-1102X100/5LCW6-35600/5LAJ-102000/5注：10kV出線電流互感器視情況還有選取LAJ-10